JP5862367B2 - Liquid ejecting head and method for driving liquid ejecting head - Google Patents

Liquid ejecting head and method for driving liquid ejecting head Download PDF

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Description

本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射ヘッド、および、液体噴射ヘッドの駆動方法に関し、特に、顔料等の固形分を含む液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッド、および、液体噴射ヘッドの駆動方法に関するものである。   The present invention relates to a liquid ejecting head such as an ink jet recording apparatus and a method for driving the liquid ejecting head, and in particular, a liquid ejecting head that ejects a liquid containing a solid content such as a pigment from a nozzle and the driving of the liquid ejecting head. It is about the method.

圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズル開口から液滴として噴射(吐出)させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等がある。   Examples of the liquid ejecting head that ejects (discharges) liquid droplets from the nozzle opening by causing pressure fluctuation in the pressure chamber include, for example, an ink jet recording head (hereinafter simply referred to as a recording head) used in an image recording apparatus such as a printer. Color material ejection heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, electrode material ejection heads used in the formation of electrodes such as organic EL (Electro Luminescence) displays, FEDs (surface emitting displays), biochips (biochemistry) There are bio-organic matter ejecting heads and the like used for manufacturing the device.

上記のような液体噴射ヘッドに用いられる液体の中には、溶媒中に粒子(固形分)を含有したものがある。例えば、色素として顔料を用い、この顔料をインク溶媒内に分散させた顔料分散系のインク(以下、顔料インクという)がある。この顔料インクは、長期間に亘って放置されると顔料が沈降(沈殿)してしまうという問題を有している。特に金属系の顔料は沈降しやすい。そして、顔料が沈降すると、噴射した液滴内の顔料濃度がばらつく虞があるだけでなく、ノズルを目詰まりさせる虞がある。   Some liquids used in the above liquid ejecting heads contain particles (solid content) in a solvent. For example, there is a pigment dispersion type ink (hereinafter referred to as pigment ink) in which a pigment is used as a coloring matter and the pigment is dispersed in an ink solvent. This pigment ink has a problem that the pigment settles (precipitates) when left for a long period of time. In particular, metallic pigments tend to settle. When the pigment settles, not only the pigment concentration in the ejected droplets may vary, but also the nozzle may be clogged.

このような問題を解決すべく、記録ヘッド内に循環流路を設け、圧力室内のインクを循環させたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。これにより、沈降した顔料を攪拌することが出来る。また、一定期間に亘ってノズルからインクが噴射されていない場合、インクが噴射されない程度の圧力変動(微振動)を圧力室内に発生させ、圧力室内のインクを攪拌する方法が知られている。   In order to solve such a problem, there has been proposed one in which a circulation channel is provided in a recording head and ink in a pressure chamber is circulated (see, for example, Patent Document 1). Thereby, the settled pigment can be stirred. Also, a method is known in which, when ink is not ejected from a nozzle for a certain period of time, pressure fluctuations (fine vibrations) that do not eject ink are generated in the pressure chamber, and the ink in the pressure chamber is agitated.

特開2008−284739号公報JP 2008-284739

しかしながら、上記特許文献1のような記録ヘッドでは記録ヘッド内に循環流路を設けているため、構造が複雑であった。また、インクを循環させる駆動源を別途用意する必要があった。このため、記録ヘッドの製造の観点からコストアップや装置の大型化につながっていた。また、圧力室内に微振動を加える方法では、圧力室内のインクを十分に攪拌できなかった。例えば、比較的大径な顔料を含むインクは、微振動を加えたとしても十分に攪拌することができなかった。   However, the recording head as in Patent Document 1 has a complicated structure because a circulation channel is provided in the recording head. In addition, it is necessary to separately prepare a drive source for circulating the ink. For this reason, this has led to an increase in cost and an increase in the size of the apparatus from the viewpoint of manufacturing the recording head. Further, in the method of applying a slight vibration in the pressure chamber, the ink in the pressure chamber cannot be sufficiently stirred. For example, an ink containing a relatively large diameter pigment could not be sufficiently stirred even if a slight vibration was applied.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、別途駆動源を設ける必要がなく、簡単に圧力室内の液体を攪拌することができる液体噴射ヘッド、および、その駆動方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid ejecting head capable of easily stirring the liquid in the pressure chamber without providing a separate driving source, and the driving thereof. It is to provide a method.

本発明の液体噴射ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズルに連通する圧力室に液体を充填し、圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズルから液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
前記圧力室の圧力発生手段側は、透過板を介在させた状態で、前記圧力発生手段の動作に応じて変形する振動板により封止され、
前記透過板は、可撓性を有し、かつ、前記液体が透過可能な孔を有することを特徴とする。
The liquid ejecting head of the present invention has been proposed in order to achieve the above object. The liquid is filled in a pressure chamber communicating with the nozzle, and the liquid in the pressure chamber is converted into droplets from the nozzle by the operation of the pressure generating means. A liquid jet head capable of jetting,
The pressure generating means side of the pressure chamber is sealed with a diaphragm that deforms according to the operation of the pressure generating means with a transmission plate interposed therebetween,
The transmission plate has flexibility and has a hole through which the liquid can pass.

本発明の液体噴射ヘッドによれば、振動板を圧力発生手段側に変動させた際に、透過板の孔を介して振動板と透過板との間に液体を流入させ、その後、振動板を圧力室側に変動させた際に、透過板の孔を介して振動板と透過板との間の液体を圧力室に流入させることができる。この透過板の孔からの液体の流れによって、圧力室内の液体を攪拌することができる。これにより、別途駆動源を設けることなく圧力室内への液体に含まれる顔料等の沈降を防止することができる。また、顔料等が圧力室の底部に沈降していた場合でも、沈降した顔料等を攪拌することができる。   According to the liquid ejecting head of the present invention, when the diaphragm is changed to the pressure generating means side, the liquid is caused to flow between the diaphragm and the transmission plate through the hole of the transmission plate, and then the diaphragm is When changing to the pressure chamber side, the liquid between the diaphragm and the transmission plate can flow into the pressure chamber through the hole of the transmission plate. The liquid in the pressure chamber can be agitated by the flow of the liquid from the holes of the transmission plate. Thereby, it is possible to prevent sedimentation of pigments and the like contained in the liquid in the pressure chamber without providing a separate drive source. Even when the pigment or the like has settled at the bottom of the pressure chamber, the settled pigment or the like can be stirred.

上記構成において、前記透過板は、圧力室側よりも圧力室とは反対側への変形がし難く構成されたことが望ましい。   In the above configuration, it is desirable that the transmission plate is configured to be less likely to be deformed from the pressure chamber side to the side opposite to the pressure chamber.

この構成によれば、液体噴射時の圧力発生手段の変位を阻害することを抑制しつつ積極的に振動板と透過板との間に液体を流入させることができる。   According to this configuration, it is possible to positively allow the liquid to flow between the diaphragm and the transmission plate while suppressing the displacement of the pressure generating means during the liquid ejection.

上記構成において、前記透過板は、圧力室とは反対側よりも圧力室側の空隙率が高く構成されたことが望ましい。   The said structure WHEREIN: It is desirable for the said permeation | transmission board to be comprised by the porosity on the pressure chamber side rather than the opposite side to a pressure chamber.

この構成によれば、上記振動板を簡単に作成することができる。   According to this configuration, the diaphragm can be easily created.

また本発明の液体噴射ヘッドの駆動方法は、ノズルに連通する圧力室と、
該圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力室の圧力発生手段側を封止し、圧力発生手段の動作に応じて変形する振動板と、
該振動板の圧力室側に当該振動板と積層して配置され、可撓性を有し、かつ、前記液体が透過可能な孔を有する透過板と、
を備えた液体噴射ヘッドの駆動方法であって、
前記振動板を圧力発生手段側に変動させて、前記透過板を介して該透過板と前記振動板との間に前記液体を流入させる流入工程と、
前記振動板を圧力室側に変動させて、前記透過板の孔を介して該透過板と前記振動板との間の液体を前記圧力室に流入させる拡散工程と、を含むことを特徴とする。
According to another aspect of the invention, there is provided a liquid jet head driving method comprising:
Pressure generating means for causing a pressure fluctuation in the liquid in the pressure chamber;
A diaphragm that seals the pressure generating means side of the pressure chamber and deforms according to the operation of the pressure generating means;
A transmissive plate disposed on the pressure chamber side of the oscillating plate and laminated with the oscillating plate, having flexibility and having a hole through which the liquid can pass;
A method of driving a liquid jet head comprising:
An inflow step of causing the liquid to flow between the transmission plate and the vibration plate through the transmission plate by changing the vibration plate to the pressure generating means side;
A diffusion step of causing the vibration plate to change to the pressure chamber side, and causing the liquid between the transmission plate and the vibration plate to flow into the pressure chamber through the hole of the transmission plate. .

この液体噴射ヘッドの駆動方法によれば、流入工程により透過板の孔を介して振動板と透過板との間に液体を流入させ、その後、拡散工程により透過板の孔を介して振動板と透過板との間の液体を圧力室に流入させることができる。この透過板の孔からの液体の流れによって、圧力室内の液体を攪拌することができる。これにより、別途駆動源を設けることなく圧力室内への液体に含まれる顔料等の沈降を防止することができる。また、顔料等が圧力室の底部に沈降していた場合でも、沈降した顔料等を攪拌することができる。   According to the driving method of the liquid ejecting head, the liquid is caused to flow between the diaphragm and the transmission plate through the hole of the transmission plate by the inflow process, and then the vibration plate and the transmission plate through the hole of the transmission plate by the diffusion process. The liquid between the transmission plates can flow into the pressure chamber. The liquid in the pressure chamber can be agitated by the flow of the liquid from the holes of the transmission plate. Thereby, it is possible to prevent sedimentation of pigments and the like contained in the liquid in the pressure chamber without providing a separate drive source. Even when the pigment or the like has settled at the bottom of the pressure chamber, the settled pigment or the like can be stirred.

上記構成において、前記拡散工程は、前記ノズルから液体を噴射させない程度に振動板を振動させることが望ましい。   In the above configuration, it is preferable that the diffusion step vibrates the diaphragm to such an extent that liquid is not ejected from the nozzle.

プリンターの斜視図である。It is a perspective view of a printer. 記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a recording head. 記録ヘッドの要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the recording head. 記録ヘッドの電気的構成を説明するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of a recording head. (a)は噴射駆動パルスの構成を説明する波形図、(b)は拡散駆動パルスの構成を説明する波形図である。(A) is a wave form diagram explaining the structure of an ejection drive pulse, (b) is a wave form diagram explaining the structure of a spreading | diffusion drive pulse. ノズルからのインクの噴射を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the ejection of the ink from a nozzle. 圧力室内のインクの攪拌を表す模式図である。It is a schematic diagram showing stirring of the ink in a pressure chamber. その他の実施形態における透過板の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the permeation board in other embodiments.

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置1(以下、プリンター)を例に挙げて説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following description, an ink jet recording apparatus 1 (hereinafter referred to as a printer) will be described as an example of the liquid ejecting apparatus of the invention.

図1はプリンター1の構成を示す斜視図である。このプリンター1は、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド2(以下、記録ヘッド)が取り付けられると共に、内部に液体状のインクを貯留した液体貯留部材の一種であるインクカートリッジ3が着脱可能に取り付けられるキャリッジ4を備えている。このキャリッジ4の後部には、キャリッジ4を記録紙5(記録媒体および着弾対象の一種)の紙幅方向、即ち、主走査方向に往復移動させるキャリッジ移動機構6を備えている。また、記録動作時における記録ヘッド2の下方には、間隔を空けてプラテン7を備えている。このプラテン7上には、プリンター1の後方に備えた搬送機構8によって、記録紙5が主走査方向に直交する副走査方向に搬送される。   FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the printer 1. The printer 1 is equipped with an ink jet recording head 2 (hereinafter referred to as a recording head) which is a kind of liquid ejecting head, and an ink cartridge 3 which is a kind of a liquid storing member that stores liquid ink therein. A carriage 4 is provided. A carriage moving mechanism 6 that reciprocates the carriage 4 in the paper width direction of the recording paper 5 (a type of recording medium and landing target), that is, the main scanning direction is provided at the rear of the carriage 4. Further, a platen 7 is provided below the recording head 2 at the time of recording operation with an interval. On the platen 7, the recording paper 5 is transported in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction by a transport mechanism 8 provided behind the printer 1.

キャリッジ4は、主走査方向に架設されたガイドロッド9に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構6の作動により、ガイドロッド9に沿って主走査方向に移動する。キャリッジ4の主走査方向の位置は、位置情報検出手段の一種であるリニアエンコーダー10によって検出され、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス(位置情報の一種)をプリンター1の制御部41(図4参照)に送信する。   The carriage 4 is attached while being supported by a guide rod 9 installed in the main scanning direction, and moves in the main scanning direction along the guide rod 9 by the operation of the carriage moving mechanism 6. The position of the carriage 4 in the main scanning direction is detected by a linear encoder 10 which is a kind of position information detection means, and the detection signal, that is, an encoder pulse (a kind of position information) is sent to the control unit 41 of the printer 1 (see FIG. 4). ).

また、キャリッジ4の移動範囲内における記録領域よりも外側の端部領域には、キャリッジ4の走査の基点となるホームポジションが設定されている。本実施形態におけるホームポジションには、記録ヘッド2のノズル面(ノズルプレート17:図3参照)を封止するキャッピング部材11と、ノズル面を払拭するためのワイパー部材12とが配置されている。そして、プリンター1は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてキャリッジ4が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にキャリッジ4が戻る復動時との双方向で記録紙5上に文字や画像等を記録する所謂双方向記録を行う。   In addition, a home position serving as a base point for scanning of the carriage 4 is set in an end area outside the recording area within the movement range of the carriage 4. A capping member 11 for sealing the nozzle surface (nozzle plate 17: see FIG. 3) of the recording head 2 and a wiper member 12 for wiping the nozzle surface are disposed at the home position in the present embodiment. The printer 1 is bi-directional between when the carriage 4 moves from the home position toward the opposite end and when the carriage 4 returns from the opposite end to the home position. So-called bidirectional recording is performed in which characters, images, and the like are recorded on the recording paper 5.

次に記録ヘッド2について説明する。
図2は、本実施形態の記録ヘッド2の構成を示す分解斜視図であり、図3は、記録ヘッド2の要部断面図である。本実施形態における記録ヘッド2は、流路形成基板16、ノズルプレート17、透過板18、振動板19、圧電素子20(本発明における圧力発生手段に相当)、及び、保護基板21等を積層して構成されている。
Next, the recording head 2 will be described.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the recording head 2 of the present embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of the recording head 2. The recording head 2 in the present embodiment includes a flow path forming substrate 16, a nozzle plate 17, a transmission plate 18, a vibration plate 19, a piezoelectric element 20 (corresponding to pressure generating means in the present invention), a protective substrate 21, and the like. Configured.

流路形成基板16は、本実施形態ではシリコン単結晶基板からなり、複数の圧力室23がその幅方向(ノズル列方向)に並設されている。各圧力室23は、ノズル列に直交する方向に長尺な空部であり、流路形成基板16の板厚方向を貫通している。この圧力室23の上部(圧電素子20側)は、透過板18を介在させた状態で振動板19によって封止されている。すなわち、透過板18は、振動板19の圧力室23側において振動板19と積層して(重なった状態で)配置されている。一方、圧力室23の下部(底部)は、ノズルプレート17によって封止されている。   In this embodiment, the flow path forming substrate 16 is formed of a silicon single crystal substrate, and a plurality of pressure chambers 23 are arranged in parallel in the width direction (nozzle row direction). Each pressure chamber 23 is a hollow portion that is long in a direction orthogonal to the nozzle row, and penetrates the plate thickness direction of the flow path forming substrate 16. The upper part (the piezoelectric element 20 side) of the pressure chamber 23 is sealed with a vibration plate 19 with a transmission plate 18 interposed. That is, the transmission plate 18 is disposed so as to be laminated (overlapped) with the vibration plate 19 on the pressure chamber 23 side of the vibration plate 19. On the other hand, the lower part (bottom part) of the pressure chamber 23 is sealed by the nozzle plate 17.

また、流路形成基板16の圧力室23の長手方向外側の領域には、連通部24が形成されている。この連通部24は、圧力室23毎に設けられたインク供給路25を介して各圧力室23と連通されている。インク供給路25は、圧力室23よりも狭い幅で形成されており、連通部24から圧力室23に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、連通部24は、後述する保護基板21の共通室33と連通して各圧力室23の共通のインク室となるリザーバー26の一部を構成する。   In addition, a communication portion 24 is formed in a region on the outer side in the longitudinal direction of the pressure chamber 23 of the flow path forming substrate 16. The communication portion 24 is in communication with each pressure chamber 23 via an ink supply path 25 provided for each pressure chamber 23. The ink supply path 25 is formed with a narrower width than the pressure chamber 23, and maintains a constant flow path resistance of the ink flowing into the pressure chamber 23 from the communication portion 24. The communication part 24 constitutes a part of a reservoir 26 that communicates with a common chamber 33 of the protective substrate 21 described later and serves as a common ink chamber for the pressure chambers 23.

流路形成基板16の下側には、圧力室23の底部を構成するノズルプレート17が接合されている。このノズルプレート17は、厚さが例えば、0.1〜1mm程度のシリコン単結晶基板やステンレス鋼等などからなり、各圧力室23に対応して複数のノズル29が列状に開設されている。このノズル列は、例えば180個のノズル29によって構成されている。   A nozzle plate 17 constituting the bottom of the pressure chamber 23 is joined to the lower side of the flow path forming substrate 16. The nozzle plate 17 is made of, for example, a silicon single crystal substrate having a thickness of about 0.1 to 1 mm, stainless steel, or the like, and a plurality of nozzles 29 are opened in a row corresponding to the pressure chambers 23. . This nozzle row is composed of, for example, 180 nozzles 29.

透過板18は、可撓性を有し、かつ、前記液体が透過可能な孔30を有している。本実施形態の透過板18は、例えば、厚さが例えば約1.0μmの二酸化シリコン(SiO)からなる弾性膜により構成されている。また、透過板18の圧力室23に対応する部分(圧電素子20に対向する部分)には、板厚方向に貫通した孔30が複数形成されている。なお、本実施形態の透過板18の孔30の径は、透過板18を透過するインクに対する流路抵抗が十分高くなるような大きさに設定されている。これにより、記録動作時において振動板19を変位させる際に、この振動板19に密着した状態で透過板18を変位させることができる。振動板19は、圧電素子20の動作に応じて変形可能な可撓性を有する板である。本実施形態の振動板19は、例えば、厚さが例えば約1.0μmの二酸化シリコン(SiO)からなる弾性膜と、この弾性膜上に積層された厚さが例えば、約0.4μmの酸化ジルコニウム(ZrO)からなる絶縁体膜と、から構成されている。 The transmission plate 18 is flexible and has a hole 30 through which the liquid can pass. For example, the transmission plate 18 of the present embodiment is formed of an elastic film made of silicon dioxide (SiO 2 ) having a thickness of, for example, about 1.0 μm. A plurality of holes 30 penetrating in the plate thickness direction are formed in a portion corresponding to the pressure chamber 23 of the transmission plate 18 (a portion facing the piezoelectric element 20). It should be noted that the diameter of the hole 30 of the transmission plate 18 of the present embodiment is set to such a size that the flow path resistance to the ink that passes through the transmission plate 18 is sufficiently high. Accordingly, when the diaphragm 19 is displaced during the recording operation, the transmission plate 18 can be displaced while being in close contact with the diaphragm 19. The diaphragm 19 is a flexible plate that can be deformed according to the operation of the piezoelectric element 20. The diaphragm 19 of the present embodiment has, for example, an elastic film made of silicon dioxide (SiO 2 ) having a thickness of, for example, about 1.0 μm and a thickness laminated on the elastic film of, for example, about 0.4 μm. And an insulator film made of zirconium oxide (ZrO 2 ).

この振動板19上には、圧電素子20が各圧力室23に対応して複数設けられている。本実施形態における圧電素子20は撓み振動モードの振動子であり、駆動電極と共通電極とによって圧電体を挟んで構成されている(図示を省略)。そして、圧電素子20の駆動電極に駆動信号が印加されると、駆動電極と共通電極との間には電位差に応じた電場が発生する。この電場は圧電体に付与され、付与された電場の強さに応じて圧電体が変形する。   A plurality of piezoelectric elements 20 are provided on the diaphragm 19 corresponding to the pressure chambers 23. The piezoelectric element 20 in the present embodiment is a flexural vibration mode vibrator, and is configured by sandwiching a piezoelectric body between a drive electrode and a common electrode (not shown). When a drive signal is applied to the drive electrode of the piezoelectric element 20, an electric field corresponding to the potential difference is generated between the drive electrode and the common electrode. This electric field is applied to the piezoelectric body, and the piezoelectric body is deformed according to the strength of the applied electric field.

また、流路形成基板16上の圧電素子20側の面には、圧電素子20に対向する領域にその変位を阻害しない程度の大きさの空間となる圧電素子保持部32を有する保護基板21が、透過板18および振動板19を挟んで接合されている。圧電素子20は、この圧電素子保持部32内に収容されるため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。さらに、図2に示すように、保護基板21には、流路形成基板16の連通部24に対応する領域に共通室33が設けられている。この共通室33は、保護基板21を厚さ方向に貫通して圧力室23の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板16の連通部24と連通されて各圧力室23の共通のインク室となるリザーバー26を構成している。   In addition, a protective substrate 21 having a piezoelectric element holding portion 32 that is a space of a size that does not inhibit the displacement in a region facing the piezoelectric element 20 on the surface of the flow path forming substrate 16 on the piezoelectric element 20 side. The transmission plate 18 and the diaphragm 19 are sandwiched. Since the piezoelectric element 20 is accommodated in the piezoelectric element holding portion 32, the piezoelectric element 20 is protected in a state hardly affected by the external environment. Further, as shown in FIG. 2, the protective substrate 21 is provided with a common chamber 33 in a region corresponding to the communication portion 24 of the flow path forming substrate 16. The common chamber 33 penetrates the protective substrate 21 in the thickness direction and is provided along the direction in which the pressure chambers 23 are juxtaposed. As described above, the common chamber 33 communicates with the communication portion 24 of the flow path forming substrate 16 and is connected to each common chamber 33. A reservoir 26 serving as a common ink chamber for the pressure chamber 23 is configured.

さらに、保護基板21上には、封止膜34及び固定板35とからなるコンプライアンス基板36が接合されている。封止膜34は、剛性が低く可撓性を有する材料(例えば、厚さが6μmのポリフェニレンサルファイドフィルム)からなり、この封止膜34によって共通室33の一方面が封止されている。また、固定板35は、金属等の硬質の材料(例えば、厚さが30μmのステンレス鋼等)で形成される。この固定板35のリザーバー26に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された固定板開口部37となっているため、リザーバー26の一方面は可撓性を有する封止膜34のみで封止されている。   Further, a compliance substrate 36 including a sealing film 34 and a fixing plate 35 is bonded onto the protective substrate 21. The sealing film 34 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide film having a thickness of 6 μm), and one surface of the common chamber 33 is sealed by the sealing film 34. The fixing plate 35 is made of a hard material such as metal (for example, stainless steel having a thickness of 30 μm). Since the region of the fixing plate 35 facing the reservoir 26 is a fixing plate opening 37 that is completely removed in the thickness direction, only one surface of the reservoir 26 is made of a flexible sealing film 34. It is sealed.

次に、プリンター1の電気的構成を説明する。図4は、プリンター1の電気的な構成を説明するブロック図である。本実施形態におけるプリンター1は、搬送機構8、キャリッジ移動機構6、リニアエンコーダー10、記録ヘッド2、及び、制御部41を有する。なお、外部装置40は、例えばコンピューターやデジタルカメラなどの画像を取り扱う電子機器である。この外部装置40は、プリンター1の制御部41と通信可能に接続されており、プリンター1において記録紙5等の記録媒体に画像やテキストを印刷させるため、その画像等に応じた印刷データをプリンター1に送信する。   Next, the electrical configuration of the printer 1 will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating the electrical configuration of the printer 1. The printer 1 in this embodiment includes a transport mechanism 8, a carriage moving mechanism 6, a linear encoder 10, a recording head 2, and a control unit 41. The external device 40 is an electronic device that handles images, such as a computer or a digital camera. The external device 40 is communicably connected to the control unit 41 of the printer 1, and in order for the printer 1 to print an image or text on a recording medium such as the recording paper 5, print data corresponding to the image or the like is transmitted to the printer. 1 to send.

制御部41は、プリンター1の各部の制御を行うための制御ユニットであり、インターフェース(I/F)部44と、CPU45と、記憶部46と、駆動信号生成部47と、を有する。インターフェース部44は、外部装置40からプリンター1へ送信される印刷データや印刷命令を受信したり、外部装置40にプリンター1の状態情報を送信したりする等、プリンター1とのデータの送受信を行う。CPU45は、プリンター1全体の制御を行うための演算処理装置である。記憶部46は、CPU45のプログラムや各種制御に用いられるデータを記憶する素子であり、ROM、RAM、NVRAM(不揮発性記憶素子)を含む。CPU45は、記憶部46に記憶されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。   The control unit 41 is a control unit for controlling each unit of the printer 1, and includes an interface (I / F) unit 44, a CPU 45, a storage unit 46, and a drive signal generation unit 47. The interface unit 44 transmits / receives data to / from the printer 1 such as receiving print data or a print command transmitted from the external device 40 to the printer 1 or transmitting status information of the printer 1 to the external device 40. . The CPU 45 is an arithmetic processing device for controlling the entire printer 1. The memory | storage part 46 is an element which memorize | stores the data used for the program and various control of CPU45, and contains ROM, RAM, and NVRAM (nonvolatile memory element). The CPU 45 controls each unit according to a program stored in the storage unit 46.

また、CPU45は、リニアエンコーダー10から出力されるエンコーダーパルスからタイミングパルスを生成するタイミングパルス生成手段として機能する。そして、CPU45は、このタイミングパルスに同期させて印刷データの転送や、駆動信号生成部47による駆動信号の生成等を制御する。さらに、CPU45は、タイミングパルスに基づいて、ラッチ信号等のタイミング信号を生成して記録ヘッド2のヘッド制御部43に出力する。ヘッド制御部43は、制御部41からのヘッド制御信号(印刷データ、タイミング信号等)に基づき、記録ヘッド2の圧電素子20に対する駆動信号の印加制御等を行う。   Further, the CPU 45 functions as a timing pulse generating unit that generates a timing pulse from the encoder pulse output from the linear encoder 10. Then, the CPU 45 controls transfer of print data, generation of a drive signal by the drive signal generation unit 47, and the like in synchronization with this timing pulse. Further, the CPU 45 generates a timing signal such as a latch signal based on the timing pulse and outputs the timing signal to the head control unit 43 of the recording head 2. The head control unit 43 performs drive signal application control on the piezoelectric element 20 of the recording head 2 based on a head control signal (print data, timing signal, etc.) from the control unit 41.

駆動信号生成部47は、駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの電圧信号を生成する。また、駆動信号生成部47は、上記の電圧信号を増幅して駆動信号を生成する。この駆動信号は、当該駆動信号の生成繰り返し周期である単位期間内に、図5(a)に示す噴射駆動パルスDP、あるいは、図5(b)に示す拡散駆動パルスVPのいずれか一方を少なくとも1つ以上含む一連の信号である。ここで、噴射駆動パルスDPとは、記録ヘッド2のノズル29からインクを噴射する記録動作を行わせるために、圧電素子20に所定の動作を行わせるものである。また、拡散駆動パルスVPとは、圧力室23内のインクを攪拌する攪拌動作を行わせるために、圧電素子20に所定の動作を行わせるものである。なお、本実施形態においては、噴射駆動パルスDPおよび拡散駆動パルスVPが同一駆動信号に含まれる構成を例示したが、これには限られず、それぞれ異なる駆動信号に含まれる構成を採用することも可能である。   The drive signal generation unit 47 generates an analog voltage signal based on waveform data relating to the waveform of the drive signal. The drive signal generator 47 amplifies the voltage signal to generate a drive signal. This drive signal includes at least one of the ejection drive pulse DP shown in FIG. 5 (a) and the diffusion drive pulse VP shown in FIG. 5 (b) within a unit period that is a generation repetition cycle of the drive signal. A series of signals including one or more. Here, the ejection drive pulse DP is for causing the piezoelectric element 20 to perform a predetermined operation in order to perform a recording operation of ejecting ink from the nozzles 29 of the recording head 2. Further, the diffusion drive pulse VP is for causing the piezoelectric element 20 to perform a predetermined operation in order to perform the stirring operation of stirring the ink in the pressure chamber 23. In the present embodiment, the configuration in which the ejection drive pulse DP and the diffusion drive pulse VP are included in the same drive signal is illustrated, but the present invention is not limited to this, and configurations that are included in different drive signals may be employed. It is.

図5(a)は、記録動作時における駆動信号に含まれる噴射駆動パルスDPの構成の一例を示す波形図である。なお、図5において、縦軸は電位であり、横軸は時間である。また、図5に示すように、本実施形態の噴射駆動パルスDPおよび拡散駆動パルスVPは平均するとプラスの極性である。   FIG. 5A is a waveform diagram showing an example of the configuration of the ejection drive pulse DP included in the drive signal during the recording operation. In FIG. 5, the vertical axis represents potential and the horizontal axis represents time. Further, as shown in FIG. 5, the ejection driving pulse DP and the diffusion driving pulse VP of the present embodiment have a positive polarity on average.

噴射駆動パルスDPは、膨張要素dp1、膨張維持要素dp2、収縮要素dp3、収縮維持(制振ホールド)要素dp4、および、復帰要素dp5を含んでいる。膨張要素dp1は、基準電位(中間電位)Vbから最小電位(最小電圧)Vminまでマイナス側に電位が変化して圧力室23を膨張させる。膨張維持要素dp2は、最小電位Vminを一定時間維持する。収縮要素dp3は、最小電位Vminから最大電位(最大電圧)Vmaxまでプラス側に電位が変化して圧力室23を急激に収縮させる。収縮維持要素dp4は、最小電位Vmaxを一定時間維持する。復帰要素dp5は、最小電位Vmaxから基準電位Vbまで電位を復帰する。   The injection drive pulse DP includes an expansion element dp1, an expansion maintenance element dp2, a contraction element dp3, a contraction maintenance (vibration hold) element dp4, and a return element dp5. The expansion element dp1 expands the pressure chamber 23 by changing the potential from the reference potential (intermediate potential) Vb to the minimum potential (minimum voltage) Vmin in the negative direction. The expansion maintaining element dp2 maintains the minimum potential Vmin for a certain time. The contraction element dp3 rapidly contracts the pressure chamber 23 by changing the potential from the minimum potential Vmin to the maximum potential (maximum voltage) Vmax on the positive side. The contraction maintaining element dp4 maintains the minimum potential Vmax for a certain time. The return element dp5 returns the potential from the minimum potential Vmax to the reference potential Vb.

図5(b)は、攪拌動作時における駆動信号に含まれる拡散駆動パルスVPの構成の一例を示す波形図である。拡散駆動パルスVPは、膨張要素vp1、膨張維持要素vp2、および、収縮要素vp3を含んでいる。膨張要素vp1は、基準電位(中間電位)Vbから最小電位(最小電圧)Vmin′までマイナス側に電位が変化して振動板19を緩やかに撓ませる。膨張維持要素vp2は、最小電位Vmin′を一定時間維持する。収縮要素vp3は、最小電位Vmin′から基準電位Vbまでプラス側に電位が変化して振動板19を緩やかに変動させる。なお、膨張要素vp1の印加時間は、透過板18と振動板19の密着状態から振動板19のみを変形させて振動板19と透過板18との間に液体が流入できる程度の時間に設定されている。膨張要素vp1の単位時間あたりの電位変化量は、例えば、噴射駆動パルスDPの膨張要素dp1の電位変化量よりも十分に小さく設定されている。また、膨張維持要素vp2の印加時間は、透過板18が基準位置(基準電位Vbに対応する位置)付近に変位するために十分な時間に設定されている。さらに、収縮要素vp3の印加時間は、振動板19が緩やかに変位してノズル29からインクが吐出されない程度の時間に設定されている。収縮要素vp3の単位時間あたりの電位変化量は、噴射駆動パルスDPの収縮要素dp3の電位変化量よりも十分に小さく設定されている。   FIG. 5B is a waveform diagram showing an example of the configuration of the diffusion drive pulse VP included in the drive signal during the stirring operation. The diffusion drive pulse VP includes an expansion element vp1, an expansion maintenance element vp2, and a contraction element vp3. The expansion element vp1 changes its potential in the negative direction from the reference potential (intermediate potential) Vb to the minimum potential (minimum voltage) Vmin ′ and gently deflects the diaphragm 19. The expansion maintaining element vp2 maintains the minimum potential Vmin ′ for a certain time. The contraction element vp3 changes the potential from the minimum potential Vmin ′ to the reference potential Vb on the plus side, and gently changes the diaphragm 19. Note that the application time of the expansion element vp1 is set to a time that allows liquid to flow between the diaphragm 19 and the transmission plate 18 by deforming only the diaphragm 19 from the close contact state of the transmission plate 18 and the vibration plate 19. ing. For example, the potential change amount per unit time of the expansion element vp1 is set to be sufficiently smaller than the potential change amount of the expansion element dp1 of the ejection drive pulse DP. The application time of the expansion maintaining element vp2 is set to a time sufficient for the transmission plate 18 to be displaced near the reference position (position corresponding to the reference potential Vb). Further, the application time of the contraction element vp3 is set to such a time that the vibration plate 19 is gently displaced and ink is not ejected from the nozzles 29. The amount of potential change per unit time of the contraction element vp3 is set to be sufficiently smaller than the amount of potential change of the contraction element dp3 of the ejection drive pulse DP.

次に、噴射駆動パルスDPおよび拡散駆動パルスVPが圧電素子20に印加された時の作用について説明する。図6は、噴射駆動パルスDPが圧電素子20に印加され、ノズル29からインクが噴射される記録動作を表す模式図である。図7は、拡散駆動パルスVPが圧電素子20に印加され、圧力室23内のインクが攪拌される拡散動作を表す模式図である。   Next, the operation when the ejection drive pulse DP and the diffusion drive pulse VP are applied to the piezoelectric element 20 will be described. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a recording operation in which the ejection drive pulse DP is applied to the piezoelectric element 20 and ink is ejected from the nozzles 29. FIG. 7 is a schematic diagram showing a diffusion operation in which the diffusion drive pulse VP is applied to the piezoelectric element 20 and the ink in the pressure chamber 23 is agitated.

まず、記録動作について説明する。噴射駆動パルスDPの膨張要素dp1が圧電素子20に印加されると、圧電素子20が圧力室23とは反対側に撓み、これに伴って振動板19が基準電位Vbに対応する基準位置から最小電位Vminに対応する圧電素子20側の最高位置まで変位(変動)する。この振動板19の変位に伴って、図6(a)に示すように、透過板18も圧電素子20側の最高位置まで変位する。ここで、透過板18を透過するインクの流路抵抗が十分高くなるように設定されているため、膨張要素dp1による圧電素子20の変位速度では、インクが透過板18の孔30を介して振動板19と透過板18の間に流入するよりも早く振動板19が振動板19に密着した状態で変位する。これにより、圧力室23の容積が最大容積まで膨張し、リザーバー26から圧力室23にインクが流入すると共に、ノズル29に露出しているメニスカスが圧力室23側に引き込まれる。   First, the recording operation will be described. When the expansion element dp1 of the ejection drive pulse DP is applied to the piezoelectric element 20, the piezoelectric element 20 bends to the opposite side to the pressure chamber 23, and accordingly, the diaphragm 19 is minimized from the reference position corresponding to the reference potential Vb. It is displaced (varied) to the highest position on the piezoelectric element 20 side corresponding to the potential Vmin. As the vibration plate 19 is displaced, the transmission plate 18 is also displaced to the highest position on the piezoelectric element 20 side, as shown in FIG. Here, since the flow path resistance of the ink passing through the transmission plate 18 is set to be sufficiently high, the ink vibrates through the hole 30 of the transmission plate 18 at the displacement speed of the piezoelectric element 20 by the expansion element dp1. The diaphragm 19 is displaced in a state of being in close contact with the diaphragm 19 before flowing between the plate 19 and the transmission plate 18. As a result, the volume of the pressure chamber 23 expands to the maximum volume, ink flows from the reservoir 26 into the pressure chamber 23, and the meniscus exposed to the nozzle 29 is drawn into the pressure chamber 23 side.

この圧力室23の膨張状態は、膨張維持要素dp2の印加期間中に亘って短時間維持される。膨張維持要素dp2の後に続いて収縮要素dp3が圧電素子20に印加されると、当該圧電素子20が圧力室23側に撓み、これにより、振動板19が上記最高位置から最大電位Vmaxに対応する圧力室23側の最低位置まで急激に変位する。この振動板19の変位に伴って、図6(b)に示すように、透過板18も圧電素子20側の最低位置まで変位する。これにより、圧力室23の容積が最大容積から最小容積まで急激に収縮する。この圧力室23の急激な収縮によって圧力室23内のインクが加圧され、これにより、ノズル29からは数pl〜数十plのインクが噴射される。この圧力室23の収縮状態は、収縮維持要素dp4の印加期間に亘って短時間維持される。その後、制振要素dp5が圧電素子20に印加されて、振動板19および透過板18が基準位置に変位し、圧力室23が最大電位Vmaxに対応する最小容積から基準電位Vbに対応する基準容積まで復帰する。   The expansion state of the pressure chamber 23 is maintained for a short time during the application period of the expansion maintaining element dp2. When the contraction element dp3 is applied to the piezoelectric element 20 subsequent to the expansion maintaining element dp2, the piezoelectric element 20 bends toward the pressure chamber 23, whereby the diaphragm 19 corresponds to the maximum potential Vmax from the highest position. Displaces rapidly to the lowest position on the pressure chamber 23 side. As the vibration plate 19 is displaced, the transmission plate 18 is also displaced to the lowest position on the piezoelectric element 20 side, as shown in FIG. 6B. Thereby, the volume of the pressure chamber 23 contracts rapidly from the maximum volume to the minimum volume. The ink in the pressure chamber 23 is pressurized by the rapid contraction of the pressure chamber 23, and thereby, several pl to several tens pl of ink is ejected from the nozzle 29. The contraction state of the pressure chamber 23 is maintained for a short time over the application period of the contraction maintaining element dp4. Thereafter, the damping element dp5 is applied to the piezoelectric element 20, the diaphragm 19 and the transmission plate 18 are displaced to the reference position, and the pressure chamber 23 is changed from the minimum volume corresponding to the maximum potential Vmax to the reference volume corresponding to the reference potential Vb. Return until.

次に、攪拌動作について説明する。攪拌駆動パルスVPの膨張要素vp1が圧電素子20に印加されると、圧電素子20が圧力室23とは反対側に撓み、これに伴って振動板19の中央部が、基準電位Vbに対応する基準位置から最小電位Vmin′に対応する位置まで圧力室23よりも外側に変位する。この振動板19の変位は、噴射駆動パルスDPの膨張要素dp1による場合と比較してゆっくりであるため、透過板18が振動板19の変位に追従し難い。このため、図7(a)に示すように、インクが透過板18の孔30を介して振動板19と透過板18の間に流入する(流入工程)。また、この振動板19の変位に伴い、リザーバー26から圧力室23にインクが流入する。   Next, the stirring operation will be described. When the expansion element vp1 of the stirring drive pulse VP is applied to the piezoelectric element 20, the piezoelectric element 20 bends to the opposite side to the pressure chamber 23, and accordingly, the central portion of the diaphragm 19 corresponds to the reference potential Vb. The pressure chamber 23 is displaced outward from the reference position to a position corresponding to the minimum potential Vmin ′. Since the displacement of the diaphragm 19 is slower than that due to the expansion element dp1 of the ejection drive pulse DP, the transmission plate 18 hardly follows the displacement of the diaphragm 19. Therefore, as shown in FIG. 7A, ink flows between the diaphragm 19 and the transmission plate 18 through the holes 30 of the transmission plate 18 (inflow process). In addition, ink flows from the reservoir 26 into the pressure chamber 23 along with the displacement of the vibration plate 19.

この振動板19が変位した状態は、膨張維持要素dp2の印加期間中に亘って維持される。ここで、膨張維持要素dp2は十分な時間維持されるため、たとえ透過板18が振動板19に追従して圧電素子20側に変位したとしても、その後、透過板18は、自らの復元力や重力の作用により振動板19から離れて基準位置まで復帰することができる。そして、振動板19と透過板18との間にできた空間内に、流入したインクが貯留される。膨張維持要素dp2の後に続いて収縮要素dp3が圧電素子20に印加されると、当該圧電素子20が圧力室23側に撓み、これにより図7(b)に示すように、振動板19が上記最高位置から上記基準位置まで緩やかに変位する。この振動板19の変位によって、振動板19と透過板18との間の空間に貯留されたインクが、透過板18の孔30を介して圧力室23側に噴射(流入)される(拡散工程)。この噴射によって、図7(b)の矢印に示すように、記録動作時のインクの流れ(インク供給路25からノズル29に向かう流れ)に対して直行する方向にインクの流れを作ることができる。この流れによって、圧力室23内のインクを攪拌することができる。なお、収縮要素dp3では、振動板19を緩やかに変位させているため、ノズル29からはインクが吐出されない。   The state in which the diaphragm 19 is displaced is maintained over the application period of the expansion maintaining element dp2. Here, since the expansion maintaining element dp2 is maintained for a sufficient time, even if the transmission plate 18 follows the vibration plate 19 and is displaced to the piezoelectric element 20 side, the transmission plate 18 thereafter has its own restoring force and It is possible to return to the reference position away from the diaphragm 19 by the action of gravity. The ink that has flowed in is stored in a space formed between the diaphragm 19 and the transmission plate 18. When the contraction element dp3 is applied to the piezoelectric element 20 subsequent to the expansion maintaining element dp2, the piezoelectric element 20 bends to the pressure chamber 23 side, whereby the diaphragm 19 is moved to the above-described position as shown in FIG. It is gradually displaced from the highest position to the reference position. Due to the displacement of the vibration plate 19, the ink stored in the space between the vibration plate 19 and the transmission plate 18 is ejected (inflowed) to the pressure chamber 23 side through the hole 30 of the transmission plate 18 (diffusion process). ). By this ejection, as shown by the arrow in FIG. 7B, it is possible to create an ink flow in a direction perpendicular to the ink flow during the recording operation (the flow from the ink supply path 25 toward the nozzle 29). . By this flow, the ink in the pressure chamber 23 can be stirred. In the contraction element dp3, since the vibration plate 19 is gently displaced, no ink is ejected from the nozzles 29.

このように、振動板19を圧電素子20側に変動させた際に、透過板18の孔30を介して振動板19と透過板18との間にインクを流入させ、その後、振動板19を圧力室23側に変動させた際に、透過板18の孔30を介して振動板19と透過板18との間のインクを圧力室23に流入させることができる。この透過板18の孔30からのインクの流れによって、圧力室23内のインクを攪拌することができる。これにより、別途駆動源を設けることなく圧力室23内へのインクに含まれる顔料等の沈降を防止することができる。また、顔料等が圧力室23の底部に沈降していた場合でも、沈降した顔料等を攪拌することができる。   As described above, when the vibration plate 19 is changed to the piezoelectric element 20 side, ink is caused to flow between the vibration plate 19 and the transmission plate 18 through the hole 30 of the transmission plate 18, and then the vibration plate 19 is moved. When the pressure chamber 23 is changed, the ink between the diaphragm 19 and the transmission plate 18 can flow into the pressure chamber 23 through the hole 30 of the transmission plate 18. The ink in the pressure chamber 23 can be agitated by the flow of ink from the hole 30 of the transmission plate 18. Thereby, it is possible to prevent sedimentation of pigments or the like contained in the ink into the pressure chamber 23 without providing a separate drive source. Even when the pigment or the like has settled at the bottom of the pressure chamber 23, the settled pigment or the like can be stirred.

ところで、上記した透過板は、圧力室23側よりも圧力室23とは反対側(圧電素子20側)へ変形し難くい構成を採用することもできる。例えば、図8に示す透過板18′では、圧力室23側の面において、当該圧力室23の長手方向に対して垂直な方向(ノズル列方向)に沿った溝49を、圧力室23の長手方向に複数列備えている。言い換えると、透過板18′は、基材である透過基板50の圧力室23側の面に、圧力室23の長手方向に対して垂直な方向の畝51(細長い直方体状のブロック)が複数列設されている。このようにすれば、攪拌動作時において、圧電素子20を駆動させて振動板19を圧電素子20側(図8に示す矢印方向)に撓ませたとしても、透過板18′が振動板19に追従して撓むことを抑制することができる。具体的には、透過板18′は振動板19に追従して圧電素子20側に撓もうとしたときに、隣り合う畝51同士が当接するため、透過板18′が圧電素子20側にそれ以上変形し難くなる。このため、積極的に振動板19と透過板18′との間に液体を流入させることができる。一方、透過板18′が圧力室23側に変位する場合は、隣り合う畝51同士が当接しないため、圧電素子20側に比べて変形し易くなり、インク噴射時の圧電素子20および振動板19の変位を阻害することが抑制される。なお、本実施形態の孔30′は、溝49の内部(溝49の底部)に開設されている。   By the way, the transmission plate described above can adopt a configuration that is less likely to be deformed to the opposite side (piezoelectric element 20 side) from the pressure chamber 23 side than the pressure chamber 23 side. For example, in the transmission plate 18 ′ shown in FIG. 8, the groove 49 along the direction (nozzle row direction) perpendicular to the longitudinal direction of the pressure chamber 23 is formed on the surface on the pressure chamber 23 side. There are multiple rows in the direction. In other words, the transmission plate 18 ′ has a plurality of rows of ridges 51 (elongated rectangular parallelepiped blocks) in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the pressure chamber 23 on the surface of the transmission substrate 50, which is a base material, on the pressure chamber 23 side. It is installed. In this way, even when the piezoelectric element 20 is driven and the diaphragm 19 is bent toward the piezoelectric element 20 (in the direction of the arrow shown in FIG. 8) during the stirring operation, the transmission plate 18 ′ moves to the diaphragm 19. It is possible to suppress the follow-up bending. Specifically, when the transmission plate 18 ′ follows the vibration plate 19 and tries to bend toward the piezoelectric element 20 side, the adjacent flanges 51 come into contact with each other, so that the transmission plate 18 ′ moves toward the piezoelectric element 20 side. This makes it difficult to deform. For this reason, it is possible to positively allow liquid to flow between the diaphragm 19 and the transmission plate 18 '. On the other hand, when the transmission plate 18 ′ is displaced toward the pressure chamber 23, the adjacent flanges 51 do not come into contact with each other, so that the transmissive plate 18 ′ is easily deformed as compared with the piezoelectric element 20 side. Inhibiting the displacement of 19 is suppressed. In addition, hole 30 'of this embodiment is opened inside the groove | channel 49 (bottom part of the groove | channel 49).

このような透過板は上記した構成には限られない。例えば、圧電素子側に空隙率の低い緻密層と、圧力室側に空隙率の高い多孔質層とを備えた2層構造の透過膜を用いることもできる。このようにすれば、透過板が圧電素子側に撓もうとすると、多孔質層の隙間が埋まり、剛性が増すため、変形し難くなる。これにより、積極的に振動板と透過板との間に液体を流入させることができる。一方、透過板が圧力室側に撓む場合、多孔質層の隙間が埋まらないため、比較的変形し易い。すなわち、圧力室とは反対側よりも圧力室側の空隙率が高く構成されていれば、どのような構成の透過板を用いても良い。なお、板厚方向に貫通する孔は、所定の位置に開設される。   Such a transmission plate is not limited to the configuration described above. For example, a permeable membrane having a two-layer structure including a dense layer having a low porosity on the piezoelectric element side and a porous layer having a high porosity on the pressure chamber side can be used. In this way, if the transmission plate is bent toward the piezoelectric element, the gap between the porous layers is filled and the rigidity is increased, so that the transmission plate is hardly deformed. Thereby, a liquid can be actively made to flow between a diaphragm and a permeation | transmission board. On the other hand, when the transmission plate is bent toward the pressure chamber, the gap between the porous layers is not filled, so that the transmission plate is relatively easily deformed. In other words, a transmission plate having any configuration may be used as long as the porosity on the pressure chamber side is higher than that on the side opposite to the pressure chamber. In addition, the hole penetrating in the plate thickness direction is opened at a predetermined position.

ところで、上記実施形態では、圧力発生手段として、所謂撓み振動型の圧電素子20を例示したが、これには限られず、例えば、所謂縦振動型の圧電素子を採用することも可能である。この場合、図5に例示した駆動信号(噴射駆動パルスDPおよび拡散駆動パルスVP)の波形に関し、電位の変化方向、つまり上下が反転した波形となる。また、圧力発生手段としては圧電素子には限らず、圧力室内に気泡を発生させる発熱素子や静電気力を利用して圧力室の容積を変動させる静電アクチュエーター等の各種圧力発生手段を用いる場合にも本発明を適用することができる。   In the above embodiment, the so-called flexural vibration type piezoelectric element 20 is exemplified as the pressure generating means. However, the present invention is not limited to this, and for example, a so-called longitudinal vibration type piezoelectric element can be employed. In this case, with respect to the waveforms of the drive signals (ejection drive pulse DP and diffusion drive pulse VP) illustrated in FIG. In addition, the pressure generating means is not limited to the piezoelectric element, and various pressure generating means such as a heat generating element that generates bubbles in the pressure chamber and an electrostatic actuator that changes the volume of the pressure chamber using electrostatic force are used. The present invention can also be applied.

そして、本発明は、圧力発生手段を用いて液体の噴射制御が可能な液体噴射装置の液体噴射ヘッドであれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体噴射装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等に用いられる液体噴射ヘッドにも適用することができる。そして、ディスプレイ製造装置では、色材噴射ヘッドからR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を噴射する。また、電極製造装置では、電極材噴射ヘッドから液状の電極材料を噴射する。チップ製造装置では、生体有機物噴射ヘッドから生体有機物の溶液を噴射する。   The present invention is not limited to a printer as long as it is a liquid ejecting head of a liquid ejecting apparatus capable of controlling the ejection of liquid using a pressure generating means, and various ink jet recording apparatuses such as a plotter, a facsimile machine, and a copying machine. It can also be applied to liquid ejecting apparatuses other than recording apparatuses, for example, liquid ejecting heads used in display manufacturing apparatuses, electrode manufacturing apparatuses, chip manufacturing apparatuses, and the like. In the display manufacturing apparatus, a solution of each color material of R (Red), G (Green), and B (Blue) is ejected from the color material ejecting head. Moreover, in an electrode manufacturing apparatus, a liquid electrode material is ejected from an electrode material ejection head. In the chip manufacturing apparatus, a bioorganic solution is ejected from a bioorganic ejecting head.

1…プリンター,2…記録ヘッド,15…流路形成基板,17…ノズルプレート,18…透過板,19…振動板,20…圧電素子,21…保護基板,23…圧力室,24…連通部,25…インク供給路,26…リザーバー,29…ノズル,30…孔,32…圧電素子保持部,33…共通室,34…封止膜,35…固定板,36…コンプライアンス基板,37…固定板開口部,40…外部装置,41…制御部,43…ヘッド制御部,44…インターフェース部,45…CPU,46…記憶部,47…駆動信号生成部,49…溝,50…透過基板,51…畝   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer, 2 ... Recording head, 15 ... Flow path formation board | substrate, 17 ... Nozzle plate, 18 ... Transmission plate, 19 ... Vibration plate, 20 ... Piezoelectric element, 21 ... Protection board, 23 ... Pressure chamber, 24 ... Communication part , 25 ... Ink supply path, 26 ... Reservoir, 29 ... Nozzle, 30 ... Hole, 32 ... Piezoelectric element holder, 33 ... Common chamber, 34 ... Sealing film, 35 ... Fixed plate, 36 ... Compliance substrate, 37 ... Fixed Plate opening, 40 ... external device, 41 ... control unit, 43 ... head control unit, 44 ... interface unit, 45 ... CPU, 46 ... storage unit, 47 ... drive signal generation unit, 49 ... groove, 50 ... transparent substrate, 51 ... 畝

Claims (5)

ノズルに連通する圧力室に液体を充填し、圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズルから液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
前記圧力室の圧力発生手段側は、透過板を介在させた状態で、前記圧力発生手段の動作に応じて変形する振動板により封止され、
前記透過板は、可撓性を有し、かつ、前記液体が透過可能な孔を有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
A liquid ejecting head capable of filling a liquid in a pressure chamber communicating with a nozzle and ejecting the liquid in the pressure chamber as droplets from the nozzle by operation of a pressure generating unit;
The pressure generating means side of the pressure chamber is sealed with a diaphragm that deforms according to the operation of the pressure generating means with a transmission plate interposed therebetween,
The liquid ejecting head, wherein the transmission plate has flexibility and has a hole through which the liquid can pass.
前記透過板は、圧力室側よりも圧力室とは反対側への変形がし難く構成されたことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the transmission plate is configured to be less likely to be deformed from the pressure chamber side to the side opposite to the pressure chamber. 前記透過板は、圧力室とは反対側よりも圧力室側の空隙率が高く構成されたことを特徴とする請求項2に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 2, wherein the transmission plate is configured to have a higher porosity on the pressure chamber side than on the side opposite to the pressure chamber. ノズルに連通する圧力室と、
該圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力室の圧力発生手段側を封止し、圧力発生手段の動作に応じて変形する振動板と、
該振動板の圧力室側に当該振動板と積層して配置され、可撓性を有し、かつ、前記液体が透過可能な孔を有する透過板と、
を備えた液体噴射ヘッドの駆動方法であって、
前記振動板を圧力発生手段側に変動させて、前記透過板を介して該透過板と前記振動板との間に前記液体を流入させる流入工程と、
前記振動板を圧力室側に変動させて、前記透過板の孔を介して該透過板と前記振動板との間の液体を前記圧力室に流入させる拡散工程と、を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法。
A pressure chamber communicating with the nozzle;
Pressure generating means for causing a pressure fluctuation in the liquid in the pressure chamber;
A diaphragm that seals the pressure generating means side of the pressure chamber and deforms according to the operation of the pressure generating means;
A transmissive plate disposed on the pressure chamber side of the oscillating plate and laminated with the oscillating plate, having flexibility and having a hole through which the liquid can pass;
A method of driving a liquid jet head comprising:
An inflow step of causing the liquid to flow between the transmission plate and the vibration plate through the transmission plate by changing the vibration plate to the pressure generating means side;
A diffusion step of causing the vibration plate to change to the pressure chamber side, and causing the liquid between the transmission plate and the vibration plate to flow into the pressure chamber through the hole of the transmission plate. A method for driving a liquid jet head.
前記拡散工程は、前記ノズルから液体を噴射させない程度に振動板を振動させることを特徴とする請求項4に記載の液体噴射ヘッドの駆動方法。   The method of driving a liquid ejecting head according to claim 4, wherein in the diffusing step, the vibration plate is vibrated to such an extent that liquid is not ejected from the nozzle.
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