WO2024004996A1 - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents

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WO2024004996A1
WO2024004996A1 PCT/JP2023/023748 JP2023023748W WO2024004996A1 WO 2024004996 A1 WO2024004996 A1 WO 2024004996A1 JP 2023023748 W JP2023023748 W JP 2023023748W WO 2024004996 A1 WO2024004996 A1 WO 2024004996A1
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WO
WIPO (PCT)
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liquid
flow path
head
ejection
pressurizing chamber
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/023748
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大貴 古澤
謙成 田中
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads

Definitions

  • the present disclosure relates to a liquid ejection head such as an inkjet head, and a liquid ejection device having the liquid ejection head.
  • Liquid ejection heads e.g., inkjet heads
  • a recording medium e.g., paper
  • Such a liquid ejection head includes, for example, a flow path member having a flow path filled with ink, an actuator (for example, a piezoelectric element) that applies pressure to the ink in the flow path member, and a drive mechanism for the actuator. and a driver for inputting signals.
  • the flow path of the flow path member includes, for example, a common flow path (sometimes referred to as a manifold) and a plurality of individual flow paths to which liquid (for example, ink) is supplied from the common flow path.
  • the individual flow path includes, for example, a pressurized chamber (sometimes referred to as a pressure chamber) to which pressure is applied by an actuator, and a nozzle that communicates with the pressurized chamber and is open to the outside. have.
  • the volume of the pressurizing chamber is expanded to draw liquid into the pressurizing chamber, and then the volume of the pressurizing chamber is reduced to push out the liquid, thereby ejecting droplets from the nozzle.
  • the drive signal input to the actuator has a pulse waveform.
  • the pulse waveform has a fall in signal intensity corresponding to an expansion of the volume of the pressurizing chamber and a rise in signal intensity corresponding to a reduction in the volume of the pressurizing chamber.
  • the time length from the falling edge to the rising edge is defined as the length AL ( ⁇ s) that resonates most with the resonant frequency of the liquid in the individual flow path.
  • a liquid ejection head includes a flow path member and an actuator.
  • the channel member has individual channels that accommodate liquid.
  • the individual flow path includes a pressurization chamber, a partial flow path extending from the pressurization chamber, and a nozzle that opens to the outside at an end of the partial flow path opposite to the pressurization chamber. ,have.
  • the actuator applies pressure to the pressurizing chamber.
  • a liquid ejection head includes a flow path member and an actuator.
  • the channel member has individual channels that accommodate liquid.
  • the individual flow path includes a pressurization chamber, a partial flow path extending from the pressurization chamber, and a nozzle that opens to the outside at an end of the partial flow path opposite to the pressurization chamber. ,have.
  • the actuator applies pressure to the pressurizing chamber.
  • a liquid ejection device includes the liquid ejection head and a moving unit that relatively moves the liquid ejection head and a recording medium.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a recording device according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a recording apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of a liquid ejection head according to an embodiment. It is a perspective view of the side opposite to FIG. 2A.
  • 2A is a sectional view taken along line IIc-IIc in FIG. 2A.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2B.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a discharge operation.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the principle of reducing variations in liquid velocity.
  • FIG. 7 is another conceptual diagram for explaining the principle of reducing variations in liquid velocity.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a recording device according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a recording apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of a liquid ejection head
  • FIG. 7 is another conceptual diagram for explaining the principle of reducing variations in liquid velocity.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of calculation results of an index related to characteristics near a maximum value of liquid velocity.
  • FIG. 7 is another diagram illustrating an example of calculation results of an index related to characteristics near a maximum value of liquid velocity.
  • FIG. 7 is yet another diagram showing an example of calculation results of an index related to characteristics near a maximum value of liquid velocity.
  • FIG. 7 is yet another diagram showing an example of calculation results of an index related to characteristics near a maximum value of liquid velocity.
  • FIG. 9 is a diagram showing a part (the case of
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the liquid ejection head 2 (represented by the reference numeral 1A in FIG. 1A, hereinafter also simply referred to as "head 2") according to the embodiment.
  • the head 2 has an ejection element 15 that ejects liquid droplets (for example, ink droplets) from the nozzle 5 toward the lower side of the figure (-D3 side). Although one ejection element 15 (one nozzle 5) is shown in FIG. 3, the head 2 has a plurality of ejection elements 15 (a plurality of nozzles 5) along a plane orthogonal to the D3 direction. There is.
  • the ejected droplets land, for example, on a recording medium (eg, paper, not shown here) located on the -D3 side. As a result, for example, dots forming an image are formed.
  • the head 2 has a flow path member 19 having a flow path filled with liquid (for example, ink).
  • the ejection element 15 has individual channels 25 formed in the channel member 19 .
  • the individual channels 25 include, for example, the pressurizing chamber 43, a partial channel 45 (sometimes referred to as a descender) extending from the pressurizing chamber 43 to the -D3 side, and a -D3 side (of the partial channel 45).
  • the above-mentioned nozzle 5 opens to the outside at the end (on the opposite side from the pressurizing chamber 43).
  • the actuator 17 (actuator board 21) overlaps the +D3 side (upper part of the figure) of the pressurizing chamber 43.
  • the actuator 17 can be flexibly deformed toward the pressurizing chamber 43 and/or toward the opposite side from the pressurizing chamber 43. This bending deformation applies pressure to the liquid within the pressurizing chamber 43. As a result, droplets are ejected from the nozzle 5.
  • the damping rate of the natural vibration (hereinafter sometimes referred to as "main vibration") of the liquid in the individual channel 25 (the entire channel) is assumed to be ⁇ 1 (rad/s).
  • the angular frequency of the main vibration be ⁇ 1 (rad/s).
  • the angular frequency of the natural vibration (hereinafter sometimes referred to as "high frequency vibration") of the liquid in the partial flow path 45 is assumed to be ⁇ 2 (rad/s).
  • n be a positive integer.
  • the angular frequencies ⁇ 1 and ⁇ 2 and the damping rate ⁇ 1 may be defined, for example, as parameters when the main vibration velocity v1(t) and the high-frequency vibration velocity v2(t) are expressed as follows.
  • v1(t) -A1 ⁇ e - ⁇ 1 ⁇ t cos( ⁇ 1 ⁇ t)
  • v2(t) -A2 ⁇ e - ⁇ 2 ⁇ t cos( ⁇ 2 ⁇ t) (5)
  • A1 and A2 are the maximum amplitudes (m/s).
  • t is time (s).
  • ⁇ 2 is the attenuation rate (rad/s) of high frequency vibration.
  • the displacements of the main vibration and high-frequency vibration can also be expressed by the same formula as above, except that the value and unit of the maximum amplitude and the value of the initial phase are different. That is, the damping rate and angular frequency are the same for displacement and velocity. Therefore, in the following, when referring to damping rates and angular frequencies, we may not distinguish between displacement and velocity.
  • ⁇ 1/ ⁇ 1 and ⁇ 2/ ⁇ 1 are both dimensionless quantities.
  • a dimensionless quantity of ⁇ 2/ ⁇ 1 is used.
  • the units of ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 1, and ⁇ 2 may be omitted for convenience.
  • FIG. 1A is a schematic side view of the printer 1 according to the embodiment.
  • FIG. 1B is a schematic plan view of the printer 1.
  • FIG. 1A is a schematic side view of the printer 1 according to the embodiment.
  • FIG. 1B is a schematic plan view of the printer 1.
  • the printer 1 is configured as a color inkjet printer.
  • the printer 1 moves the printing paper P (an example of a recording medium) relative to the head 2 by conveying the printing paper P (an example of a recording medium) from the paper feed roller 80A to the collection roller 80B.
  • the paper feed roller 80A, the collection roller 80B, and various rollers described later constitute a moving unit 85 that relatively moves the printing paper P and the head 2.
  • the control device 88 controls the head 2 based on print data, such as data such as images and characters, to eject liquid toward the printing paper P and cause droplets to land on the printing paper P, thereby performing printing. Recording such as printing is performed on paper P.
  • the head 2 is fixed to the main body of the printer 1, and the printer 1 is a so-called line printer.
  • Another embodiment of the recording device is a so-called serial printer.
  • the head 2 is reciprocated in a direction intersecting the conveying direction of the printing paper P, for example, in a direction substantially perpendicular to it. During the reciprocation, the operation of discharging droplets and the conveyance of the printing paper P are performed alternately.
  • Each frame 70 is provided with five holes (not shown), and five heads 2 are mounted in each hole.
  • the five heads 2 mounted on one frame 70 constitute one head group 72.
  • the printer 1 has four head groups 72, and a total of 20 heads 2 are mounted thereon.
  • the head 2 mounted on the frame 70 is configured such that the part that ejects liquid faces the printing paper P.
  • the distance between the head 2 and the printing paper P is, for example, about 0.5 to 20 mm.
  • the 20 heads 2 may be directly connected to the control device 88, or may be connected to the control device 88 via a distribution section that distributes print data.
  • the control device 88 may send the print data to one distribution section, and the one distribution section may distribute the print data to 20 heads 2. Further, for example, the control device 88 distributes the print data to four distribution sections corresponding to the four head groups 72, and each distribution section distributes the print data to the five heads 2 in the corresponding head group 72. Good too.
  • the head 2 has an elongated shape that is elongated in the direction from the front to the back in FIG. 1A and in the vertical direction in FIG. 1B.
  • three heads 2 are arranged along a direction that intersects with the transport direction of the printing paper P, for example, a direction that is almost perpendicular to the transport direction, and the other two heads 2 are arranged along the transport direction.
  • One each is lined up between the three heads 2 at shifted positions.
  • the heads 2 are arranged in a staggered manner.
  • the heads 2 are arranged so that the range that can be printed by each head 2 is connected in the width direction of the printing paper P, that is, in a direction intersecting the conveying direction of the printing paper P, or so that the ends thereof overlap, Printing without gaps in the width direction of the printing paper P is possible.
  • the four head groups 72 are arranged along the conveyance direction of the printing paper P.
  • Each head 2 is supplied with liquid, such as ink, from a liquid supply tank (not shown).
  • the heads 2 belonging to one head group 72 are supplied with ink of the same color, and the four head groups 72 can print with four colors of ink.
  • the colors of ink ejected from each head group 72 are, for example, magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K). If such ink is controlled and printed by the control device 88, a color image can be printed.
  • the number of heads 2 installed in the printer 1 may be one as long as the printable range is printed in a single color with one head 2.
  • the number of heads 2 included in the head group 72 and/or the number of head groups 72 can be changed as appropriate depending on the object to be printed and/or printing conditions. For example, the number of head groups 72 may be increased to print in more colors. Further, by arranging a plurality of head groups 72 that print in the same color and printing alternately in the transport direction, the transport speed can be increased even if heads 2 with the same performance are used. Thereby, the printing area per hour can be increased. Alternatively, a plurality of head groups 72 that print in the same color may be prepared and arranged so as to be shifted in a direction intersecting the transport direction to increase the resolution in the width direction of the printing paper P.
  • the head 2 may print a liquid such as a coating agent uniformly or in a patterned manner.
  • a coating agent for example, when using a recording medium that is difficult for liquid to penetrate, a coating agent that forms a liquid-receiving layer so that the liquid can be easily fixed can be used.
  • coating agents are used to suppress liquid penetration to prevent the liquid from bleeding too much or from mixing with other liquids that land next to it. Anything that forms a layer can be used.
  • the coating agent may be uniformly applied by the applicator 76 controlled by the control device 88.
  • the printer 1 prints on printing paper P, which is a recording medium.
  • the printing paper P is wound around the paper feed roller 80A, and the printing paper P sent out from the paper feed roller 80A passes under the head 2 mounted on the frame 70, and then passes through the head 2 mounted on the frame 70. It passes between two conveyance rollers 82C and is finally collected by a collection roller 80B.
  • the printing paper P is transported at a constant speed by rotating the transport roller 82C, and printed by the head 2.
  • the printing paper P sent out from the paper feed roller 80A passes between the two guide rollers 82A, and then passes under the coater 76.
  • the coating machine 76 applies the above-mentioned coating agent to the printing paper P.
  • the printing paper P then enters a head chamber 74 that houses a frame 70 on which the head 2 is mounted.
  • the head chamber 74 is connected to the outside at a portion such as a portion where the printing paper P enters and exits, but is generally a space isolated from the outside.
  • Control factors such as temperature, humidity, and atmospheric pressure in the head chamber 74 are controlled by a control device 88 or the like as necessary.
  • the influence of disturbances can be reduced compared to the outside where the printer 1 is installed, so the range of variation of the above-mentioned control factors can be made narrower than outside.
  • Five guide rollers 82B are arranged in the head chamber 74, and the printing paper P is conveyed on the guide rollers 82B.
  • the five guide rollers 82B are arranged so that their centers are convex in the direction in which the frame 70 is arranged when viewed from the side.
  • the printing paper P conveyed over the five guide rollers 82B has an arc shape when viewed from the side, and by applying tension to the printing paper P, the printing paper P between each guide roller 82B is stretched so that it is flat.
  • One frame 70 is arranged between the two guide rollers 82B. The angle at which each frame 70 is installed is changed little by little so that it is parallel to the printing paper P conveyed underneath.
  • the printing paper P that has come out of the head chamber 74 passes between two transport rollers 82C, passes through the dryer 78, passes between two guide rollers 82D, and is collected by a collection roller 80B.
  • the conveyance speed of the printing paper P is, for example, 100 m/min.
  • Each roller may be controlled by a controller 88 or manually operated by a person.
  • the dryer 78 By drying in the dryer 78, it is possible to prevent the printing sheets P wound up overlapping each other from adhering to each other and to prevent undried liquid from rubbing on the collection roller 80B. In order to print at high speed, it is also necessary to dry quickly. In order to speed up drying, the dryer 78 may sequentially dry by a plurality of drying methods, or may dry by using a plurality of drying methods in combination. Drying methods used in such cases include, for example, blowing hot air, irradiating with infrared rays, and contacting heated rollers. When irradiating infrared rays, infrared rays in a specific frequency range may be applied so as to reduce damage to printing paper P and speed up drying.
  • the time for heat to be transmitted may be lengthened by conveying the printing paper P along the cylindrical surface of the roller.
  • the range of conveyance along the cylindrical surface of the roller is preferably 1/4 or more of the cylindrical surface of the roller, and more preferably 1/2 or more of the cylindrical surface of the roller.
  • a UV irradiation light source may be provided instead of the dryer 78 or in addition to the dryer 78.
  • a UV radiation source may be placed between each frame 70.
  • the printer 1 may include a cleaning section that cleans the head 2.
  • the cleaning section performs cleaning by, for example, wiping and/or capping.
  • wiping for example, a flexible wiper is used to rub the surface of the part where the liquid is to be discharged, for example, the discharge surface 3a (described later), thereby removing the liquid adhering to that surface.
  • Washing with capping is performed, for example, as follows. First, by placing a cap so as to cover a portion from which liquid is to be discharged, for example, the discharge surface 3a (this is called capping), a space is created in which the discharge surface 3a and the cap are almost hermetically sealed.
  • the liquid clogged in the nozzle 5 By repeatedly discharging the liquid in such a state, the liquid clogged in the nozzle 5, the liquid whose viscosity is higher than the standard state, and/or foreign matter, etc., are removed.
  • the liquid being cleaned By capping, the liquid being cleaned is less likely to scatter onto the printer 1, and the liquid is less likely to adhere to the printing paper P and conveyance mechanisms such as rollers.
  • the discharge surface 3a that has been cleaned may be further wiped. Cleaning by wiping and/or capping may be performed by a person manually operating the wiper and/or cap attached to the printer 1, or may be performed automatically by the control device 88.
  • the recording medium may also be a roll of cloth or the like.
  • the printer 1 may convey a conveyor belt and place the recording medium on the conveyor belt and convey it. In this way, sheets of paper, cut cloth, wood, tiles, etc. can be used as recording media.
  • a wiring pattern of an electronic device or the like may be printed by ejecting a liquid containing conductive particles from the head 2.
  • a chemical agent may be produced by discharging a predetermined amount of a liquid chemical agent or a liquid containing a chemical agent from the head 2 toward a reaction container or the like to cause a reaction.
  • a position sensor, a speed sensor, a temperature sensor, etc. may be attached to the printer 1, and the control device 88 may control each part of the printer 1 according to the state of each part of the printer 1 as determined from information from each sensor. .
  • the temperature of the head 2, the temperature of the liquid in the liquid supply tank that supplies liquid to the head 2, and/or the pressure that the liquid in the liquid supply tank is applying to the head 2, etc. determine the ejection characteristics of the liquid to be ejected, i.e. , the ejection amount and/or the ejection speed, etc., the drive signal for ejecting the liquid may be changed according to such information.
  • all nozzles 5 refer to all nozzles 5 in one head 2 unless otherwise specified.
  • a unique nozzle may be treated as a different nozzle from the nozzle 5 designated by the term all nozzles 5.
  • droplets are ejected further outside the nozzles 5 located at the ends.
  • a dummy nozzle is provided. Such dummy nozzles do not need to be included in all the nozzles 5.
  • components other than the nozzle 5 for example, the individual flow path 25 and the actuator 17).
  • FIG. 2A is a perspective view of the head body 3 of the head 2 viewed from the side opposite to the recording medium (print paper P).
  • FIG. 2B is a perspective view of the head main body 3 viewed from the recording medium side.
  • FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line IIc-IIc in FIG. 2A.
  • the D1 axis is defined parallel to the direction of relative movement between the head body 3 and the recording medium (the conveyance direction of the printing paper P in FIG. 1A).
  • the relationship between the polarity of the D1 axis and the traveling direction of the recording medium with respect to the head main body 3 is not particularly important in the description of this embodiment.
  • the D2 axis is defined to be parallel to the recording medium and orthogonal to the D1 axis. It does not matter whether the D2 axis is positive or negative.
  • the D3 axis is defined perpendicular to the recording medium. -D3 side is assumed to be the direction from the head body 3 to the recording medium. Although any direction of the head body 3 may be used as the upper or lower side, for convenience, terms such as the lower surface may be used with the +D3 side as the upper side.
  • One head 2 has one head main body 3.
  • the head main body 3 is a portion directly responsible for ejecting liquid, and has an ejection surface 3a facing the recording medium.
  • a plurality of nozzles 5 for ejecting liquid are opened in the ejection surface 3a.
  • the head 2 may include, for example, a circuit board connected to the head body 3 and/or a casing that covers the top of the head body 3. Note that regardless of whether or not the head 2 includes components other than the head body 3, the head body 3 may be regarded as an example of the liquid ejection head of the present disclosure.
  • the plurality of nozzles 5 are arranged at different positions in the D2 direction. Therefore, an arbitrary two-dimensional image is formed by ejecting ink droplets from the plurality of nozzles 5 while relatively moving the head 2 and the recording medium in the D1 direction by the moving unit 85.
  • the plurality of nozzles 5 may be arranged two-dimensionally, as in the illustrated example, or may be arranged one-dimensionally, unlike the illustrated example.
  • the specific size, number, pitch, arrangement pattern, etc. of the plurality of nozzles 5 may be set as appropriate. Since FIG. 2B is a schematic diagram, the nozzles 5 are shown larger than the size of the head main body 3, and the number of nozzles 5 in one head main body 3 is shown small. Generally, the nozzles 5 are smaller and the number of nozzles 5 is greater than in the illustrated example. For example, in one head main body 3, the number of nozzles 5 may be 100 or more and 10,000 or less. Further, for example, one head main body 3 may have a plurality of nozzles 5 with a pitch and arrangement pattern such that the dot density in the D2 direction is 800 dpi or more and 1600 dpi or less.
  • the head main body 3 includes, for example, the following components.
  • a back member 9 is fixed above the counter substrate 7.
  • One or more (two in the illustrated example) drivers 13 are mounted on each flexible substrate 11.
  • the counter substrate 7 directly contributes to the ejection of droplets.
  • the counter substrate 7 has the previously described flow path member 19 and actuator 17 (FIG. 3).
  • the shape, size, etc. of the counter substrate 7 may be set as appropriate.
  • the counter substrate 7 has a generally rectangular flat plate shape.
  • the thickness (D3 direction) is, for example, 0.5 mm or more and 2 mm or less. Note that the counter substrate 7 may be regarded as an example of the liquid ejection head of the present disclosure.
  • the back member 9 contributes to mediating between the counter substrate 7 and other components.
  • the back member 9 contributes to positioning the counter substrate 7 with respect to the frame 70 described above.
  • the lower surface of the back member 9 is bonded to the outer edge side portion of the upper surface of the counter substrate 7, and the upper flange-like portion is inserted into the hole of the frame 70 while the lower portion is inserted into the hole of the frame 70. It is supported by a frame 70.
  • the back member 9 mediates between an ink tank (not shown) and the counter substrate 7 regarding the flow of ink.
  • the back member 9 has an opening 9a that opens on the top surface, and an opening (not shown) that opens on the surface of the bottom surface that is bonded to the counter substrate 7.
  • the opening on the upper surface and the opening on the lower surface are connected by a flow path (not shown) in the back member 9.
  • the opening 9a is connected to an ink tank via a tube (not shown) or the like.
  • the flexible substrate 11 contributes to electrical connection between the counter substrate 7 and the control device 88. Specifically, for example, the flexible substrate 11 is inserted into a slit 9b that vertically passes through the back member 9. The portion of the flexible substrate 11 that extends downward from the slit 9b is arranged to face the upper surface of the counter substrate 7, and is bonded to the upper surface of the counter substrate 7 by conductive bumps (for example, solder) not shown. . The portion of the flexible substrate 11 that extends upward from the slit 9b is connected to an ingot extending from the control device 88 via a connector mounted on the portion or a connector mounted on a rigid substrate connected to the flexible substrate 11. Connected to the cable shown.
  • the driver 13 contributes to driving and controlling the actuator 17 of the counter substrate 7, for example. Specifically, for example, the driver 13 receives a control signal from the control device 88 via the flexible substrate 11, generates drive power (drive signal from another point of view) based on the input control signal, The generated driving power is input to the actuator 17 via the flexible substrate 11.
  • the division of roles between the driver 13 and the control device 88 may be set as appropriate.
  • the control device 88 or the driver 13 may have information that defines the shape of the pulse Ps (from another perspective, the pulse width PW), which will be described later.
  • the driver 13 is configured by, for example, an IC (Integrated Circuit). Its shape, size, number, position, etc. may be set as appropriate.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2B. That is, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged part of the counter substrate 7. As shown in FIG.
  • the counter substrate 7 has a plurality of ejection elements 15. Similar to the plurality of nozzles 5, the plurality of ejection elements 15 are two-dimensionally (or one-dimensionally) arranged along the ejection surface 3a. Each ejection element 15 has an individual flow path 25 and an actuator 17, as described above. From another perspective, the counter substrate 7 includes a generally plate-shaped flow path member 19 and an actuator substrate 21 overlapping the flow path member 19. The channel member 19 has a plurality of individual channels 25. The actuator board 21 has a plurality of actuators 17. That is, the plurality of ejection elements 15 are configured by the flow path member 19 and the actuator substrate 21.
  • the configurations of the plurality of ejection elements 15 may be the same. Therefore, unless otherwise specified and unless there is a contradiction, the description of one ejection element 15 in the embodiments will be made using a plurality of ejection elements 15 (excluding unique ones as described above) that the head 2 has. ) may be applied to any of the following. Note that the mutually identical configurations referred to in this paragraph exclude the position and orientation of the ejection element 15 (or its constituent elements) within the head 2 in plan view (viewed in the D3 direction). In addition, in the head 2, the configuration of some of the two or more ejection elements 15 and the configuration of the other part of the two or more ejection elements 15 are different in detail (for example, the specific shape and dimensions of the partial flow path 45). May be different.
  • the flow path member 19 is configured, for example, by stacking a plurality of plates 27A to 27J (hereinafter, A to J may be omitted).
  • the plate 27 is formed with a plurality of holes (mainly through-holes, but also recesses) that constitute flow paths.
  • the thickness and number of layers of the plurality of plates 27 may be appropriately set depending on the shape of the flow path and the like.
  • the plurality of plates 27 may be formed of any suitable material.
  • the plurality of plates 27 are made of metal or resin.
  • the thickness of the plate 27 is, for example, 10 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the plates 27 are fixed to each other, for example, by an adhesive (not shown) interposed between the plates 27.
  • the flow path member 19 has, for example, a common flow path 23 and a plurality of individual flow paths 25 (one is shown in FIG. 3) each connected to the common flow path 23.
  • the ink supplied from the back member 9 to the channel member 19 is supplied from the common channel 23 to the plurality of individual channels 25.
  • Each individual flow path 25 has, for example, a connecting portion 37, a throttle 39, a supply path 41, a pressurizing chamber 43, a partial flow path 45, and a nozzle 5 in this order from the common flow path 23 side.
  • each flow path within the flow path member 19 may be set as appropriate. In the illustrated example, it is as follows.
  • the common flow path 23 may extend in any direction along the discharge surface 3a. Although only one common flow path 23 may be provided, for example, a plurality of common flow paths 23 may be provided in parallel with each other.
  • the cross-sectional shape of the common flow path 23 is rectangular.
  • the plurality of individual channels 25 are arranged in the length direction of each common channel 23.
  • the plurality of nozzles 5 may be arranged in one row on one side with respect to the common flow path 23 to which they are connected, or may be arranged in a total of two or four rows on both sides. good.
  • the pressurizing chamber 43 opens, for example, on the upper surface of the flow path member 19 (the surface opposite to the discharge surface 3a), and is closed by the actuator 17. Note that the pressurizing chamber 43 may be closed by the plate 27. However, this can also be thought of as a problem of whether the plate 27 that closes the pressurizing chamber 43 is considered as part of the flow path member 19 or as part of the actuator 17. In any case, the pressurizing chamber 43 is located above the channel member 19.
  • the shapes of the plurality of pressurizing chambers 43 are, for example, the same.
  • the shape of each pressurizing chamber 43 may be set as appropriate.
  • the pressurizing chamber 43 is formed in a thin shape that extends along the upper surface of the flow path member 19 with a constant thickness.
  • the pressurizing chamber 43 may have portions with different thicknesses.
  • the thin shape is, for example, a shape whose thickness is smaller than any diameter in plan view.
  • the planar shape of the pressurizing chamber 43 may be a shape having a longitudinal direction and a transverse direction that are perpendicular to each other (for example, a rhombus or an ellipse), or a shape in which such directions cannot be considered (for example, a circular shape). ). Furthermore, the relationship between the longitudinal direction, the lateral direction, and the arrangement of the plurality of pressurizing chambers 43 is also arbitrary.
  • the partial flow path 45 extends from the lower surface of the pressurizing chamber 43 toward the discharge surface 3a.
  • the shape of the partial flow path 45 is generally cylindrical.
  • the partial flow path 45 may extend from the pressurizing chamber 43 toward the discharge surface 3a with an inclination in the vertical direction (example shown), may extend without inclination, or may extend in a straight line. It may be curved, or it may be partially or entirely bent.
  • the area of the cross section of the partial flow path 45 may be constant in the length direction of the partial flow path 45, or may vary depending on the position in the length direction.
  • the partial flow path 45 is connected to, for example, an end of the pressurizing chamber 43 in a predetermined direction (for example, the longitudinal direction of the pressurizing chamber 43 in a plan view).
  • the nozzle 5 opens in a part of the bottom surface of the partial channel 45 (the surface opposite to the pressurizing chamber 43).
  • the nozzle 5 is located, for example, approximately at the center of the bottom surface of the partial channel 45.
  • the nozzle 5 may be provided eccentrically with respect to the center of the bottom surface of the partial channel 45.
  • the vertical cross-sectional shape of the nozzle 5 is tapered such that the diameter becomes smaller toward the discharge surface 3a side.
  • part or all of the nozzle 5 may have a reverse taper.
  • the connecting portion 37 extends upward from the top surface of the common flow path 23, for example.
  • the diaphragm 39 extends in the direction along the plate 27 from the region.
  • the supply path 41 extends upward from the throttle 39 and is connected to the lower surface of the pressurizing chamber 43 .
  • the connection position of the supply path 41 to the pressurizing chamber 43 is, for example, on the opposite side of the partial flow path 45 with respect to the center of the lower surface of the pressurizing chamber 43. It is said to be the end of
  • the throttle 39 has a smaller cross-sectional area (cross-sectional area intersecting the flow direction) than the connecting portion 37 and the supply path 41. Furthermore, for example, the area of the cross section is the smallest among the individual channels 25 except for the nozzle 5. With respect to the above-mentioned main vibration (natural vibration of the liquid in the individual channels 25), the pressure wave of the liquid is likely to be reflected at the aperture 39. Therefore, unlike the description of the embodiment, the flow path closer to the nozzle 5 than the connecting portion 37 or the flow path closer to the nozzle 5 than the throttle 39 may be regarded as an individual flow path.
  • the configuration of some of the two or more ejection elements 15 and the configuration of the other part of the two or more ejection elements 15 may be different in detail.
  • the pressurizing chambers 43 are arranged in two rows on one side of the common channel 23, and the distance between the common channel 23 and the pressurizing chambers 43 is different between the rows.
  • the length of the aperture 39 and/or the orientation of the aperture 39 with respect to other flow paths are different between rows (the same within each row). .
  • the actuator substrate 21 is generally plate-shaped and has a width that spans the plurality of pressurizing chambers 43 .
  • the actuator 17 is, for example, a piezo type that applies pressure to the ink by mechanical strain of a piezoelectric body.
  • the piezo actuator is, for example, a so-called unimorph type. Note that the actuator 17 may be configured by another type of piezo actuator such as a bimorph type.
  • the unimorph actuator 17 (actuator substrate 21) includes, for example, a diaphragm 29, a common electrode 31, a piezoelectric layer 33, and an individual electrode 35 in this order from the flow path member 19 side.
  • the diaphragm 29, the common electrode 31, and the piezoelectric layer 33 extend across the plurality of pressurizing chambers 43 in a plan view. That is, these are provided in common to the plurality of pressurizing chambers 43.
  • An individual electrode 35 is provided for each pressurizing chamber 43.
  • the individual electrode 35 has a main body 35a overlapping the pressurizing chamber 43, and an extraction electrode 35b extending from the main body 35a.
  • the main body portion 35a has, for example, approximately the same shape and size as the pressurizing chamber 43.
  • each layer may be set as appropriate.
  • the material of the piezoelectric layer 33 may be ceramic such as PZT (lead zirconate titanate).
  • the material of the diaphragm 29 may be a piezoelectric or non-piezoelectric ceramic.
  • the common electrode 31 and the individual electrodes 35 may be made of Ag-based or Au-based metal.
  • the thickness of the diaphragm 29 and the piezoelectric layer 33 may be 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less, respectively.
  • the thickness of the common electrode 31 may be 1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the thickness of the individual electrode 35 may be 0.5 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • At least the portion of the piezoelectric layer 33 sandwiched between the main body portion 35a of the individual electrode 35 and the common electrode 31 is polarized in the thickness direction. Therefore, for example, when an electric field (voltage) is applied in the polarization direction of the piezoelectric layer 33 by the main body portion 35a and the common electrode 31, the piezoelectric layer 33 contracts in the direction along the layer. This contraction is regulated by the diaphragm 29. As a result, the actuator 17 is bent and deformed so as to be convex toward the pressurizing chamber 43 side. When an electric field (voltage) is applied in the opposite direction to the above using the main body portion 35a and the common electrode 31, the actuator 17 is deflected to the side opposite to the pressurizing chamber 43. By utilizing such bending deformation, as described above, the volume of the pressurizing chamber 43 can be changed, pressure can be applied to the ink within the pressurizing chamber 43, and the ink can be ejected from the nozzle 5.
  • a constant potential is applied to the common electrode 31 over time, for example, during printing.
  • the constant potential is, for example, a reference potential.
  • the individual electrodes 35 receive, for example, a signal whose potential changes over time.
  • the intensity of the electric field applied to the piezoelectric layer 33 changes.
  • the actuator 17 can be bent and deformed as described above.
  • the bending deformation of the plurality of actuators 17 can be individually controlled.
  • the amount of droplets ejected from the plurality of nozzles 5 can be individually controlled depending on the content of the image intended to be printed.
  • the actuator 17 may be connected to an external control unit (for example, the driver 13) as appropriate.
  • the flexible substrate 11 is arranged to face the upper surface of the actuator substrate 21.
  • a pad (not shown) of the flexible substrate 11 and an end of the extraction electrode 35b are connected via a conductive bump.
  • the individual electrodes 35 and the driver 13 are connected via the unillustrated signal line that the flexible substrate 11 has. In turn, it is possible to input signals from the driver 13 to the individual electrodes 35.
  • the actuator substrate 21 has via conductors that penetrate the piezoelectric layer 33 and are connected to the common electrode 31 and exposed on the upper surface of the piezoelectric layer 33 at appropriate positions in a plan view. have.
  • a pad (not shown) of the flexible substrate 11 and the via conductor are connected via a conductive bump.
  • the common electrode 31 is connected to a reference potential wiring (not shown) that the flexible substrate 11 has. As a result, it is possible to apply a reference potential to the common electrode 31.
  • the ejection element 15 applies pressure to the pressurizing chamber 43 by the actuator 17 to eject ink droplets.
  • the driving method may be, for example, a pull type.
  • the ejection operation of ink droplets by the pull type is as follows.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the ejection operation of the ejection element 15.
  • the horizontal axis indicates normalized time t/AL, which is normalized by dividing time t by AL (Acoustic Length). AL will be described later.
  • the left vertical axis indicates the potential V of the drive signal Sg1 that the driver 13 inputs to the actuator 17 (more specifically, the individual electrode 35).
  • the vertical axis on the right side indicates the displacement x and velocity v of the meniscus (ink level in the nozzle 5).
  • the + side (upper side in the figure) indicates the displacement x and velocity v of the nozzle 5 toward the outside (-D3 side).
  • Lines Lx and Lv indicate changes over time in displacement x and velocity v, respectively.
  • the actuator 17 when the potential of the individual electrodes 35 is higher than the potential of the common electrode 31, an electric field is applied to the piezoelectric layer 33 in the same direction as the polarization direction, and the actuator 17 is moved toward the pressurizing chamber 43. It shall have a bent shape. However, the level of potential at the individual electrodes 35 and the common electrode 31 when the actuator 17 is bent toward the pressurizing chamber 43 may be opposite to that described here.
  • the drive signal Sg1 (individual electrodes 35 from another perspective) is at a higher potential than the common electrode 31 (hereinafter referred to as "high potential V H "). Then, each time there is a discharge request, the potential of the individual electrode 35 is set to a potential lower than the high potential V H (hereinafter referred to as “low potential V L "), and then set to the high potential V H again at a predetermined timing.
  • the low potential VL may be set as appropriate, and is, for example, the same potential as the common electrode 31.
  • a pulse Ps with a pulse width PW is input to the individual electrode 35 every time there is an ejection request.
  • the drive signal Sg1 is at a high potential VH , so that the actuator 17 is bent toward the pressurizing chamber 43 side.
  • the displacement x of the meniscus at this time is set to zero. Further, the velocity v of the meniscus at this time is basically or ideally zero.
  • the actuator 17 returns to its pre-deformation shape (flat shape) (starting), and the volume of the pressurizing chamber 43 increases.
  • negative pressure is applied to the liquid within the pressurizing chamber 43.
  • the meniscus is displaced toward the inside of the nozzle 5, and the absolute value of the speed related to this displacement increases.
  • the liquid in the individual flow path 25 starts to vibrate at the natural vibration period.
  • droplets can be ejected by supplying a pulse Ps having a low potential VL for a certain period of time to the individual electrodes 35 with the high potential VH as a reference.
  • the pulse width PW of the pulse Ps is set to half the time (AL) of the natural vibration period of the liquid in the individual flow path 25, in principle, the maximum value of the velocity v (referred to as the maximum velocity v max) ) becomes maximum. As a result, the ejection speed and amount of liquid are maximized.
  • AL is conceptually half the natural vibration period of the liquid in the individual flow path 25.
  • the length of the pulse width PW at which the maximum velocity v max (or ejection speed or ejection amount) is maximum is AL.
  • twice the period is the natural vibration period of the liquid in the individual flow path 25.
  • the range of the individual flow path 25 does not need to be clearly defined. The same thing can be said about the angular frequency ⁇ 2 of the partial channel 45.
  • the pulse width PW may actually be set to a value of about 0.5AL to 1.5AL, since there are other factors to consider, such as making sure that the ejected droplets are collected into one. Moreover, since the ejection amount can be reduced by setting the pulse width PW to a value that deviates from AL, the pulse width PW may be set to a value that deviates from AL in order to reduce the ejection amount.
  • the falling and/or rising edge of the pulse Ps may be inclined with respect to the vertical axis or may change stepwise.
  • the drive signal Sg1 may include a waveform other than the pulse Ps. For example, it may include a waveform that reduces residual fluctuations in the meniscus. Such other waveforms may be connected to the pulse Ps or may be separate from the pulse Ps.
  • the intended shading in an image (including characters) formed on a recording medium may be achieved by an appropriate method. For example, it may be realized by changing the size of the dot diameter on the recording medium, it may be realized by changing the number of dots per fixed area (density), or a combination of these may be realized.
  • the size of the dot diameter may be adjusted by the size of one droplet, the number of droplets landing at one location, or a combination thereof.
  • the intended density may be realized by the size of the droplet ejected from the nozzle 5, which is adjusted by the potential difference between the high potential VH and the low potential VL of the drive signal Sg1.
  • it may be realized by increasing or decreasing the number of droplets adjusted by the number of pulses Ps included in the drive signal Sg1 corresponding to one discharge request, or by increasing or decreasing the number of droplets by adjusting the area of the discharge element 15 that performs the discharge operation. This may be achieved by increasing or decreasing the number of wins, or may be achieved by combining these.
  • FIG. 5A is a conceptual diagram showing the above phenomenon.
  • the horizontal axis indicates the pulse width PW.
  • the vertical axis shows the maximum velocity v max of the meniscus.
  • Lines Ln1, Ln2, and Ln3 in the figure indicate the relationship between the pulse width PW and the maximum velocity v max in different ejection elements 15.
  • the maximum speed v max increases. As the pulse width PW is further increased, the maximum speed v max reaches a ceiling and becomes smaller. It can be said that the pulse width PW when this reaches a plateau is AL.
  • the ALs of the plurality of ejection elements 15 may be different from each other. That is, there are variations in AL. In the illustrated example, AL is longer in the order of line Ln1, line Ln2, and line Ln3. On the other hand, the shape of the pulse Ps (pulse width PW from another perspective) for ejecting droplets with the same ejection amount is common to the plurality of ejection elements 15, for example.
  • the pulse width PW the pulse width of the ejection element 15 on the line Ln1 (labeled with the line La1)
  • the ejection elements 15 on the lines Ln2 and Ln3 a pulse with a time length that deviates from their own AL will be used.
  • the width PW will be input.
  • the maximum velocity v max of the ejection elements 15 on the lines Ln2 and Ln3 does not reach its own maximum, and is likely to become smaller than the maximum velocity v max of the ejection element 15 on the line Ln1.
  • the maximum velocity v max of the ejection element 15 on the lines Ln1 to Ln3 (the intersection of the lines Ln1 to Ln3 and the line La1) is different from each other. are indicated by three dotted lines parallel to the horizontal axis.
  • the maximum velocity v max varies among the plurality of ejection elements 15 . Since the maximum speed v max has a strong correlation with the droplet ejection speed and ejection amount, the ejection speed and ejection amount vary among the plurality of ejection elements 15 . As a result, for example, image quality deteriorates.
  • Design factors include, for example, the aforementioned differences in the lengths and/or orientations of the plurality of apertures 39 due to the differences in the positions of the plurality of pressurizing chambers 43, and the positions of the plurality of nozzles 5 in the D2 direction.
  • the shape of the plurality of partial channels 45 may be different in order to shift the flow paths from each other.
  • the rigidity of the wall surface constituting the individual flow passages 25 may be reduced due to the difference in the position of the plurality of individual flow passages 25 with respect to the common flow passage 23 or the flow passage for connecting the common flow passage 23 and the back member 9. There are some differences.
  • Manufacturing factors include, for example, variations in the dimensions of the plurality of individual channels 25 that occur when holes constituting the channels are formed in the plate 27 by etching. More specifically, for example, the relative relationship between a predetermined portion of the individual flow path 25 and other flow paths (those within the individual flow path 25 and/or the common flow path 23) is different between the plurality of individual flow paths 25. Furthermore, the pattern density differs between the plurality of individual channels 25. As a result, the dimensions vary due to microloading effects. Further, for example, manufacturing factors include variations that occur when the plurality of plates 27 are bonded together by heating and pressing. Specifically, for example, the temperature and/or pressure applied to the adhesive between the plates 27 differs depending on the position within the plates 27, and as a result, the dimensions and/or rigidity of the plurality of individual channels 25 vary.
  • the waveform of the pulse Ps corresponding to the same ejection amount is common to the plurality of ejection elements 15.
  • the plurality of ejection elements 15 having a common waveform may be all the ejection elements 15 of the head 2 (excluding unique ones as described above), or some of the ejection elements 15. good. As the latter, for example, when the shape of the individual flow path 25 is different between the rows of pressurizing chambers 43 as described above, the waveform of the pulse Ps is different between the rows, but the waveform is the same within the row. .
  • FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a method for reducing variations in ejection speed caused by variations in AL as described above.
  • the horizontal axis indicates time t ( ⁇ s).
  • the vertical axis indicates the meniscus velocity v (m/s).
  • 0, + side, and - side of the vertical axis are the same as 0, + side, and - side of the vertical axis on the right side of FIG.
  • FIG. 6 This figure shows the change over time in the velocity v when a droplet is ejected by the pull-and-punch method described with reference to FIG. 4.
  • the line associated with "v1" in the legend indicates the change over time in the velocity v of the main vibration (the natural vibration of the liquid in the individual flow path 25).
  • the main vibration velocity v1 oscillates at a period of 2AL (approximately 12 ⁇ s in the illustrated example).
  • the first peak of the main vibration corresponds to the peak on which the rising edge of the pulse Ps is superimposed (the peak including the maximum velocity v max ) in FIG. 4 .
  • the liquid produces not only natural vibrations (main vibrations) that depend on the overall shape and dimensions of the individual channels 25 but also natural vibrations (high-frequency vibrations) that depend on the shapes and dimensions of the partial channels 45.
  • a line associated with "v2" in the legend indicates a change over time in the speed v of high-frequency vibration.
  • the high-frequency vibration speed v2 oscillates at the natural vibration period of the liquid in the partial flow path 45 (about 6 ⁇ s in the illustrated example).
  • the period of high frequency vibration is shorter than the period of main vibration.
  • the amplitude of the high frequency vibration is smaller than the amplitude of the main vibration.
  • the line associated with "v3" indicates a change over time in the speed v of vibration that is a combination of the main vibration and high-frequency vibration (hereinafter sometimes referred to as "composite vibration").
  • composite vibration When the first peak (around 6 ⁇ s) of the main vibration at which ejection is performed and the valley of the high-frequency vibration overlap, a peak with a flat top appears in the composite vibration. That is, the change in speed v near the maximum speed v max becomes gradual.
  • FIG. 5B is a diagram showing the relationship between the pulse width PW and the maximum meniscus velocity v max when the main vibration and high-frequency vibration are combined as described above, and is a diagram similar to FIG. 5A.
  • Lines Ln1 to Ln3 in FIG. 5B indicate different maximum velocities v max of the nozzles 5, similar to lines Ln1 to Ln3 in FIG. 5A.
  • the line La1 indicates the pulse width PW corresponding to the AL of the ejection element 15 of the line Ln1.
  • the tops of each of the lines Ln1 to Ln3 also become flat. That is, in the range (horizontal axis) where the pulse width PW is AL or close to AL, even if the pulse width PW is changed, the maximum speed v max does not change significantly (it is generally constant). From another perspective, the flat tops of the lines Ln1 to Ln3 tend to overlap. In the range where the tops overlap, the maximum velocity v max is close to the maximum value in any of the lines Ln1 to Ln3.
  • the maximum velocity v max when a pulse width PW having a length corresponding to AL of line Ln1 is commonly applied to the ejection elements 15 of lines Ln1 to Ln3, the maximum velocity v max only becomes maximum in the ejection element 15 of line Ln1. Moreover, the maximum velocity v max of the ejection elements 15 on the lines Ln2 and Ln3 tends to be the maximum or a value close to the maximum. As a result, as shown by a single dotted line parallel to the horizontal axis, the maximum velocity v max between the ejection elements 15 along the lines Ln1 to Ln3 tends to approach each other. As a result, variations in the ejection speed and/or ejection amount, which have a strong correlation with the maximum speed v max , are reduced.
  • the speed v2 of high-frequency vibration also takes a minimum value. That is, at the minimum value before the first peak of the main vibration, the main vibration and the high-frequency vibration are in phase.
  • ⁇ 2/ ⁇ 1 is a multiple of 2 (2 in Figure 6) or a value close to a multiple of 2.
  • the actual main vibration is attenuated as also shown in FIG.
  • the velocity v1 on the side where the elapsed time t is shorter than the peak of the main vibration (before the attenuation has progressed relatively) is relatively largely reduced by the velocity v2 of the trough of the high-frequency vibration.
  • the degree to which the velocity v1 on the side where the elapsed time t is longer than the peak of the main vibration (after relatively progressing attenuation) is reduced by the velocity v2 of the valley of the high-frequency vibration becomes relatively small.
  • the time t for which the top of the peak of the composite vibration velocity v3 becomes flat becomes longer.
  • the range of ⁇ 2/ ⁇ 1 is defined according to the attenuation rate ⁇ 1. Furthermore, in equations (2) and (3), the range of ⁇ 2/ ⁇ 1 is defined not by a range centered on 2 or 4, but by a range whose center is larger than 2 or 4.
  • the maximum value of the first peak of the velocity v3(t) calculated as described above (the maximum value of the first peak of natural vibration) is, if strictness is ignored, the rise of the pulse Ps in FIG. This corresponds to the maximum velocity v max when vibration is caused only by downward movement (assuming that there is no rise of the pulse Ps).
  • the variation in the maximum value of the first peak of velocity v3(t) is within 5%, the natural vibration due to the falling of the pulse Ps and the vibration due to the rising of the pulse Ps are superimposed. There is a high probability that the variation in the maximum speed v max obtained by
  • FT is directly the time length of the flat top portion of the synthesized natural vibration as shown in FIG. 6, but FT is the maximum velocity v shown in FIG. 5B. This is an index that has a strong correlation with the time length of the portion where the top of the peak of max becomes flat (the fluctuation width of the pulse width PW where the top becomes flat).
  • the longer the FT the more likely the tops of the peaks of the maximum velocity v max of the plurality of ejection elements 15 overlap each other, as shown in FIG. 5B. That is, when a common pulse width PW is applied to a plurality of ejection elements 15 having different ALs, the longer the FT, the lower the probability that the maximum speed v max of the ejection elements 15 will differ greatly. Note that from another point of view, from the point of view of making the maximum velocity v max the same among the plurality of ejection elements 15, the permissible variation in AL increases.
  • Equations (1) to (3) define a range of ⁇ 5% of the central value centered on the value of ⁇ 2/ ⁇ 1 at which FT becomes the maximum value.
  • FT is the time length during which v3(t) falls within a range of -5% from its maximum value.
  • the inventor of the present application has determined that the range of ⁇ 5% of the central value centered on the value of ⁇ 2/ ⁇ 1 at which FT' becomes the maximum value is centered around the value of ⁇ 2/ ⁇ 1 at which FT becomes the maximum value. It has been confirmed by calculation that there is no significant difference from the range of ⁇ 5% of the center value. This shows the validity of the definition of FT (-5% value) and the range of ⁇ 5% centered on the maximum value of FT.
  • the procedure for determining FT is performed not only for various values of ⁇ 2/ ⁇ 1, but also for various values of ⁇ 1/ ⁇ 1 and ⁇ 2/ ⁇ 1. This specifies an advantageous range of ⁇ 2/ ⁇ 1 depending on the values of the damping factors ⁇ 1 and ⁇ 2. Note that ⁇ 1/ ⁇ 1 is the damping ratio of the main vibration.
  • A1 10 (m/s)
  • A2 1.5 (m/s) ⁇ 2/ ⁇ 1: Different by 0.01 in the range of 0 to 9 ⁇ 1/ ⁇ 1: 0, 0.12, 0.23 or 0.46 ⁇ 2/ ⁇ 1: 0, 0.23, 0.46, 0.69, 0.92 or 1.15
  • the above values are set based on the configuration of the ejection element 15 that is specifically designed for implementation.
  • values are shown that are obtained by rounding off the decimal part of the values actually used in calculations to the nearest whole number (the same applies below).
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing examples of FT calculation results.
  • the horizontal axis indicates ⁇ 2/ ⁇ 1.
  • the vertical axis indicates FT (0.1 ⁇ s).
  • a plurality of lines in the figure indicate the relationship between ⁇ 2/ ⁇ 1 and FT for a plurality of cases in which ⁇ 2/ ⁇ 1 is different from each other.
  • FT when the main vibration is not attenuated, FT reaches its maximum value when ⁇ 2/ ⁇ 1 is a multiple of 2.
  • FT when the main vibration is attenuated, FT reaches its maximum value when ⁇ 2/ ⁇ 1 is slightly larger than a multiple of 2.
  • the difference between ⁇ 2/ ⁇ 1 at which FT reaches its maximum value and a multiple of 2 is, for example, less than 0.5. The above tendency is the same even if the value of ⁇ 2/ ⁇ 1 is different.
  • FIGS. 10A to 10C are diagrams extracted from FIG. 8, respectively, when ⁇ 2/ ⁇ 1 is a specific value. Specifically, as noted in each figure, these figures show the FT when ⁇ 2/ ⁇ 1 is 0, 0.23, 0.46, 0.69, 0.92, or 1.15. It shows.
  • the value of a multiple of 2 close to ⁇ 2/ ⁇ 1, at which FT is maximized changes depending on the value of ⁇ 2/ ⁇ 1.
  • FT is maximum when ⁇ 2/ ⁇ 1 is a value slightly deviated from 2.
  • FT is maximized when ⁇ 2/ ⁇ 1 is a value slightly deviated from 4.
  • ⁇ 2/ ⁇ 1 is 0.92 or 1.15
  • the FT when ⁇ 2/ ⁇ 1 is a value slightly deviated from 4 is approximately equal to the FT when ⁇ 2/ ⁇ 1 is a value slightly deviated from 6, and It is maximum. In this way, as ⁇ 2/ ⁇ 1 becomes larger, the value of the multiple of 2 that is closer to ⁇ 2/ ⁇ 1 when FT becomes maximum becomes larger.
  • FT reaches its maximum value at a slightly shifted position for each multiple of 2 (2, 4, 6, and 8).
  • ⁇ 2/ ⁇ 1 at which FT reaches its maximum value has a correlation with ⁇ 1/ ⁇ 1 and the multiple of 2. Furthermore, the value of ⁇ 2/ ⁇ 1 basically does not affect ⁇ 2/ ⁇ 1, at which FT becomes the maximum value. Therefore, when n is a positive integer, multiple regression analysis is performed using ⁇ 1/ ⁇ 1 and n (2n, which is a multiple of 2 from another perspective) as independent variables, and ⁇ 2/ ⁇ 1, where FT has the maximum value, as the dependent variable. From ⁇ 1/ ⁇ 1 and 2n, we derived a formula for determining ⁇ 2/ ⁇ 1 that gives the maximum value of FT.
  • Equation (1) defines the range of ⁇ 5% on the right side of Equation (6) above.
  • Equations (2) and (3) directly use the value of ⁇ 2/ ⁇ 1 used to derive Equation (6) above, and define a range of ⁇ 5% thereof. Specifically, it is as follows.
  • Equation (2) is obtained as follows. 2.07 ⁇ 0.95 ⁇ 2/ ⁇ 1 ⁇ 2.28 ⁇ 1.05
  • Equation (3) is obtained as follows. 4.16 ⁇ 0.95 ⁇ 2/ ⁇ 1 ⁇ 4.65 ⁇ 1.05
  • Equations (1) to (3) are based on calculation results assuming specific values for A1 and A2.
  • A1 and A2 have other values, by setting ⁇ 2/ ⁇ 1 to a value in a range centered on a value slightly larger than 2n, the maximum velocity v max of the meniscus caused by variations in AL can be reduced. There is no change in the fact that it becomes easier to reduce variations. In other words, even if A1 and A2 have other values, the best effect may not necessarily be obtained, but a better effect can be obtained. Therefore, it is not an essential requirement that A1 and A2 be the values used in calculation. However, if A1 and A2 have the same ratio A1/A2, the above calculation results will show the same value. Therefore, A1/A2 may be a value within the range of ⁇ 20%, ⁇ 10%, or ⁇ 5% of that value.
  • the ratio (B2/B1) of the peak intensity B2 of the amplitude spectrum of the high frequency vibration speed v2 to the peak intensity B1 of the amplitude spectrum of the main vibration speed v1 falls within a predetermined range. It may be done as follows. Specifically, it is as follows.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the amplitude spectrum of velocity in meniscus vibration.
  • the horizontal axis indicates the frequency f (kHz).
  • the vertical axis indicates the spectrum intensity I, and more specifically, the velocity amplitude A (m/s).
  • the actual meniscus vibration is not only composed of the main vibration and high-frequency vibration, but also composed of vibrations of various frequencies (this is not the case). ).
  • the intensity increases at and around frequencies corresponding to the main vibration and high-frequency vibration (see frequencies related to B1 and B2).
  • the maximum value of the portion where the intensity is high as described above is referred to as the peak intensity.
  • the peak intensity related to main vibration is defined as B1
  • the peak intensity related to high frequency vibration is defined as B2.
  • B2/B1 may be, for example, 0.19 or more and 0.25 or less. The range was derived by the applicant based on multiple experiments and multiple simulations under various conditions.
  • the values of any of the parameters ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 1 may be adjusted to satisfy equations (1) to (3).
  • the values of the parameters depend on various factors. Various factors include, for example, the shape, size, and rigidity of the inner wall (including the actuator 17) of each part of the individual channel 25, and the density, elastic modulus, and viscosity of the liquid in the individual channel 25. Any of these factors may be adjusted when adjusting the value of the parameter.
  • ⁇ 1 and ⁇ 1 (from another point of view, the general configuration of the individual flow path 25), which are influenced by the entire individual flow path 25, may be set basically according to the same design concept as the conventional one. Then, by adjusting the shape and dimensions of the partial flow path 45, the value of ⁇ 2 may be adjusted so that equations (1) to (3) are satisfied.
  • the vibration of the liquid in the partial channel 45 can be approximated or estimated by the well-known vibration of the liquid in a closed pipe.
  • the closed tube has a cylindrical shape with one end (end on the nozzle 5 side) closed and the other end (end on the pressurizing chamber 43 side) open.
  • the natural vibration within the closed pipe generates a standing wave with nodes at the closed end and antinodes at the open end. That is, the wavelength of the natural vibration is approximately four times the length of the closed tube.
  • the partial channel 45 may be made relatively long.
  • the length of the partial flow path 45 is determined from the sum of the length of the pressurizing chamber 43 in the flow direction (maximum length in the plane direction) and the length of the throttle 39 in the flow direction (maximum length in the plane direction). may also be made larger. Further, by increasing the thickness (height) of the common flow path 23, the length of the partial flow path 45 may be increased as a result. Note that the length of the partial channel 45 may be the length of the center line of the channel (the line passing through the center of the cross section).
  • the length of the individual flow path 25 may be, for example, the length of the part closer to the nozzle 5 than the throttle 39, or the length of the part closer to the nozzle 5 than the connecting part 37, The length may be the length from the connection position with the common flow path 23 to the nozzle 5 side.
  • the length of the partial flow path 45 may be adjusted by bending the partial flow path 45. In this case, the length of the partial channel 45 can be adjusted without changing the thickness of the channel member 19.
  • ⁇ 2 (or other parameters) can be adjusted by various methods. For example, as understood from the well-known open end correction, ⁇ 2 may be adjusted by changing the wavelength of the high-frequency vibration by changing the diameter of the partial flow path 45. Furthermore, for example, ⁇ 1/ ⁇ 1 may be adjusted by changing the physical properties of the liquid (by changing the type of liquid expected to be used).
  • Equation (1) to (3) Whether or not equations (1) to (3) are satisfied may be determined by various methods. In other words, the values of various parameters in equations (1) to (3) may be specified by various methods. An example of this will be described below.
  • a drive signal Sg1 having a falling pulse Ps (not having a rising edge) is input to the actuator 17.
  • the meniscus velocity is measured using a laser Doppler vibrometer.
  • the meniscus is irradiated with a laser from the outside via the nozzle 5.
  • the frequency of the reflected laser is then detected.
  • a time-dependent change in the speed of the meniscus (from another perspective, a vibration waveform) as illustrated in FIG. 6 is obtained.
  • the obtained waveforms include waveforms of various frequencies, such as a waveform due to main vibration and a waveform due to high-frequency vibration.
  • This waveform is decomposed into waveforms for each frequency by Fourier transform (for example, FFT: fast Fourier transform).
  • Fourier transform for example, FFT: fast Fourier transform
  • respective waveforms of the main vibration and high frequency vibration are obtained.
  • the amplitude (A1 or A2), damping rate ( ⁇ 1 or ⁇ 2), and angular frequency ( ⁇ 1 or ⁇ 2) are determined so that the functions of equations (4) and (5) are applied to each waveform.
  • a spectrum obtained by Fourier transforming a damped oscillation and squaring it has a distribution according to a Lorentz function near the peak, so it can be obtained using this distribution.
  • the intensity X(f) near the frequency f of the peak of the main vibration in equation (1) is expressed by the following equation, and by fitting this, the amplitude A1, damping rate ⁇ 1, and angular vibration The number ⁇ 1 can be found.
  • Parameters for high-frequency vibrations can be determined in a similar manner.
  • 2 A1 2 / (4 ⁇ (f- ⁇ 1/2 ⁇ ) 2 + ( ⁇ 1/ ⁇ ) 2 )
  • the amplitude, damping rate, and angular frequency may be determined as follows.
  • the attenuation rate can be calculated by the following formula, where the values of two adjacent maximum values (or two adjacent minimum values) are y1 and y2, and the times when y1 and y2 are obtained are t1 and t2. good.
  • ⁇ ln(y1/y2)/(t2-t1)
  • B2/B1 may be specified as follows. When Fourier transform is performed as described above, a spectrum as illustrated in FIG. 14 can be obtained. The highest of the local maximum values of intensity is defined as peak intensity B1. On the higher frequency side than the peak intensity B1, the maximum value of the next highest intensity after the peak intensity B1 is defined as the peak intensity B2. Of course, the peak intensities B1 and B2 may be specified after removing noise-like maximum values as appropriate.
  • the frequency of the peak intensity B1 is approximately ⁇ 1/2 ⁇ , they do not necessarily match.
  • the frequency of the peak intensity B2 is approximately ⁇ 2/2 ⁇ , but they do not necessarily match.
  • B2/B1 has a value close to A2/A1, they do not necessarily match.
  • the liquid ejection head 2 includes the flow path member 19 and the actuator 17.
  • the channel member 19 has individual channels 25 that accommodate liquid.
  • the individual channels 25 are open to the outside at the pressurizing chamber 43, a partial channel 45 extending from the pressurizing chamber 43, and an end of the partial channel 45 on the side opposite to the pressurizing chamber 43. It has a nozzle 5.
  • the actuator 17 applies pressure to the pressurizing chamber 43 .
  • the damping rate of the natural vibration (main vibration) of the liquid in the individual flow path 25 is assumed to be ⁇ 1 (rad/s). Let the angular frequency of the main vibration be ⁇ 1 (rad/s).
  • the angular frequency of the natural vibration (high frequency vibration) of the liquid in the partial flow path 45 is assumed to be ⁇ 2 (rad/s). Let n be a positive integer. At this time, at least one of the aforementioned equations (1) to (3) holds true.
  • the liquid ejection device (printer 1) includes the head 2 as described above, and a moving unit 85 that relatively moves the head 2 and the recording medium.
  • the peak of the natural oscillation of the meniscus velocity is flattened (see Fig. 6), which in turn changes the pulse width PW (from another point of view, the deviation between AL and PW).
  • PW pulse width
  • V max the maximum meniscus velocity
  • v max variations in the maximum velocity v max of the meniscus caused by variations in the AL of the plurality of ejection elements 15 can be reduced.
  • ⁇ 1/ ⁇ 1 is actually larger than 0. Further, when ⁇ 1/ ⁇ 1 is larger than 1, the meniscus velocity does not oscillate, and the principle of the pull-strike type does not hold. For these reasons, the amount of overlap between the range of values of ⁇ 1/ ⁇ 1 used in calculation and the range of realistic values of ⁇ 1/ ⁇ 1 is large. In other words, when applying equations (1) to (3), the value of ⁇ 1/ ⁇ 1 is not limited to the value used in calculation. However, the value of ⁇ 1/ ⁇ 1 may be limited to 0.46 or less, or 0.5 or less (including 0.54 or less) rounded off.
  • Equations (1) to (3) hold true is influenced by the physical properties of the liquid (from another perspective, the type of liquid).
  • the head 2 that requires equations (1) to (3) does not need to have liquid as a component.
  • the head 2 is configured to exhibit intended performance, performance required by specifications, or optimal performance when so-called genuine ink is used. Therefore, the physical properties of the liquid intended to be used in the head 2 can be specified based on the configuration of the head 2 through analysis or experimentation. That is, it is possible to determine whether equations (1) to (3) hold true regardless of the presence or absence of liquid.
  • the physical properties of the liquid may be specified from specifications, instructions, or the like. Further, different from the above, it may be determined whether or not equations (1) to (3) hold true for the head 2 filled with liquid.
  • Equations (1) to (3) may hold true for any number of ejection elements 15 of the plurality of ejection elements 15 included in the head 2. For example, it may hold true for all the ejection elements 15 among the plurality of ejection elements 15 included in the head 2, or it may hold true for two or more and some of the ejection elements 15.
  • the above portion may be, for example, less than 50%, 50% or more, or 80% or more.
  • the effect has been explained from the viewpoint of variations among the plurality of ejection elements 15.
  • the effect of reducing the difference (error) between the intended maximum speed v max and the actual maximum speed v max caused by the deviation between the pulse width PW and AL is achieved. It can be said that it is played. From this point of view, the number of ejection elements 15 that the head 2 has may be one.
  • n may be 1 or 2.
  • the maximum value of FT tends to become large, although it depends on the value of ⁇ 2/ ⁇ 1. As a result, the effect of reducing the above-mentioned variations is improved.
  • ⁇ 1/ ⁇ 1 may be 0.46 or less.
  • ⁇ 2/ ⁇ 1 When the damping rate of the natural vibration of the liquid in the partial channel 45 is ⁇ 2 (rad/s), ⁇ 2/ ⁇ 1 may be 1.15 or less, preferably 0.92 or less, and more preferably 0.46 or less. .
  • B2/ which is the peak intensity B2 of the amplitude spectrum of the velocity of the natural vibration (high frequency vibration) of the liquid in the partial flow path 45 with respect to the peak intensity B1 of the amplitude spectrum of the speed of the natural vibration (main vibration) of the liquid in the individual flow path 25; B1 may be set to 0.19 or more and 0.25 or less.
  • the head 2 may further include a driver 13 that drives the actuator 17 by a pull type.
  • the added value of the head 2 is improved.
  • the above-mentioned effects can be obtained by the pull type drive.
  • the printer 1 is an example of a liquid ejection device.
  • Print paper P is an example of a recording medium.
  • the drive method of the actuator may be any method as long as it generates a natural vibration of the main vibration and applies pressure to the liquid in synchronization with the natural vibration. Therefore, although the drive type is typically a pull type, a drive method that is an improved type of pull type or a drive method that is difficult to be considered as a pull type may be adopted.
  • the liquid ejection head may have a recovery channel that recovers the liquid from the partial channel.
  • the recovery channel contributes to reducing the probability that liquid will remain in the partial channel. This reduces the probability that the viscosity of the liquid in the nozzle and in the subchannels will increase due to, for example, evaporation of the solvent of the liquid in the vicinity of the nozzle.
  • the actuator is not limited to a unimorph or bimorph type.
  • the actuator may be a vertical piezoelectric element that is configured by laminating an electrode layer and a piezoelectric layer and directly transmits contraction and expansion to the diaphragm.
  • the liquid ejecting device may be one in which the recording medium and the head are moved relative to each other by moving the head using a robot or the like. Further, the liquid ejecting device may be entirely held and moved by a user's hand, and may be moved relative to the recording medium.
  • the liquid ejection device is not limited to one that applies ink to paper or cloth, but may also apply paint to a vehicle body. In other words, recording medium may be broadly construed.

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

液体吐出ヘッドは、流路部材と、アクチュエータとを有している。流路部材は、液体を収容する個別流路を有している。個別流路は、加圧室と、加圧室から延びている部分流路と、部分流路の加圧室とは反対側の端部にて外部に開口しているノズルと、を有している。アクチュエータは、加圧室に圧力を付与する。個別流路における液体の固有振動（主振動）の減衰率をγ１（ｒａｄ／ｓ）とする。主振動の角振動数をω１（ｒａｄ／ｓ）とする。高周波振動の角振動数をω２（ｒａｄ／ｓ）とする。ｎを正の整数とする。このとき、下記式が成り立つ。　０．９５×２ｎ（１＋０．３２×γ１／ω１）≦ω２／ω１≦１．０５×２ｎ（１＋０．３２×γ１／ω１）

Description

液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
　本開示は、インクジェットヘッド等の液体吐出ヘッド、及び該液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置に関する。
　液滴（例えばインク滴）を記録媒体（例えば紙）に向かって吐出する液体吐出ヘッド（例えばインクジェットヘッド）が知られている（例えば下記特許文献１）。このような液体吐出ヘッドは、例えば、インクが充填されている流路を有している流路部材と、流路部材内のインクに圧力を付与するアクチュエータ（例えば圧電素子）と、アクチュエータに駆動信号を入力するドライバとを有している。流路部材の流路は、例えば、共通流路（マニホールドと称されることもある。）と、共通流路から液体（例えばインク）が供給される複数の個別流路とを有している。個別流路は、例えば、アクチュエータによって圧力が付与される加圧室（圧力室と称されることもある。）と、加圧室に通じているとともに外部に向かって開口しているノズルとを有している。
　特許文献１では、いわゆる引き打ち式の駆動方式によってノズルから液滴を吐出させている。引き打ち式では、加圧室の容積を拡大して液体を加圧室に引き込んだ後、加圧室の容積を縮小して液体を押し出すことによって液滴がノズルから吐出される。引き打ち式を実現するために、アクチュエータに入力される駆動信号はパルス波形を有している。パルス波形は、加圧室の容積の拡大に対応する信号強度の立下りと、加圧室の容積の縮小に対応する信号強度の立上りとを有している。特許文献１では、立下りから立上りまでの時間長さを、個別流路内の液体の共振周波数と最も共振する長さＡＬ（μｓ）としている。このようにパルス波形の幅（時間長さ）を設定することによって、例えば、加圧室に引き込まれた液体が固有振動によってノズルへ向かって反転するタイミングに合わせて加圧室の容積を縮小して液体を押し出すことができる。その結果、液体の吐出速度を大きくすることができる。
特開２０２１－３７６９２号公報
　本開示の一態様に係る液体吐出ヘッドは、流路部材と、アクチュエータと、を有している。前記流路部材は、液体を収容する個別流路を有している。前記個別流路は、加圧室と、前記加圧室から延びている部分流路と、前記部分流路の前記加圧室とは反対側の端部にて外部に開口しているノズルと、を有している。前記アクチュエータは、前記加圧室に圧力を付与する。前記個別流路における前記液体の固有振動の減衰率をγ１（ｒａｄ／ｓ）とする。前記個別流路における前記液体の固有振動の角振動数をω１（ｒａｄ／ｓ）とする。前記部分流路における前記液体の固有振動の角振動数をω２（ｒａｄ／ｓ）とする。ｎを正の整数とする。このとき、下記式が成り立つ。
　　　０．９５×２ｎ（１＋０．３２×γ１／ω１）≦ω２／ω１≦１．０５×２ｎ（１＋０．３２×γ１／ω１）
　本開示の一態様に係る液体吐出ヘッドは、流路部材と、アクチュエータと、を有している。前記流路部材は、液体を収容する個別流路を有している。前記個別流路は、加圧室と、前記加圧室から延びている部分流路と、前記部分流路の前記加圧室とは反対側の端部にて外部に開口しているノズルと、を有している。前記アクチュエータは、前記加圧室に圧力を付与する。前記個別流路における前記液体の固有振動の角振動数をω１（ｒａｄ／ｓ）とする。前記部分流路における前記液体の固有振動の角振動数をω２（ｒａｄ／ｓ）とする。このとき、下記式が成り立つ。
　　　１．９７≦ω２／ω１≦２．３９、又は
　　　３．９５≦ω２／ω１≦４．８８
　本開示の一態様に係る液体吐出装置は、上記液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドと記録媒体とを相対移動させる移動部と、を有している。
実施形態に係る記録装置を概略的に示す側面図である。 実施形態に係る記録装置を概略的に示す平面図である。 実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図である。 図２Ａとは反対側の斜視図である。 図２ＡのIIｃ－IIｃ線における断面図である。 図２ＢのIII－III線における断面図である。 吐出動作を説明するための概念図である。 液体の速度のばらつきを低減する原理を説明するための概念図である。 液体の速度のばらつきを低減する原理を説明するための他の概念図である。 液体の速度のばらつきを低減する原理を説明するための他の概念図である。 液体の速度の極大値付近の特性に係る指標の計算結果の例を示す図である。 液体の速度の極大値付近の特性に係る指標の計算結果の例を示す他の図である。 液体の速度の極大値付近の特性に係る指標の計算結果の例を示す更に他の図である。 図８から一部（γ２／ω１＝０．００のケース）を抽出して示す図である。 図８から一部（γ２／ω１＝０．２３のケース）を抽出して示す図である。 図８から一部（γ２／ω１＝０．４６のケース）を抽出して示す図である。 図８から一部（γ２／ω１＝０．６９のケース）を抽出して示す図である。 図８から一部（γ２／ω１＝０．９２のケース）を抽出して示す図である。 図８から一部（γ２／ω１＝１．１５のケース）を抽出して示す図である。 液体の速度の極大値付近の特性に係る指標の計算結果の例を示す更に他の図である。 図１１から一部（γ２／ω１＝０．００のケース）を抽出して示す図である。 図１１から一部（γ２／ω１＝０．２３のケース）を抽出して示す図である。 図１１から一部（γ２／ω１＝０．４６のケース）を抽出して示す図である。 図１１から一部（γ２／ω１＝０．６９のケース）を抽出して示す図である。 図１１から一部（γ２／ω１＝０．９２のケース）を抽出して示す図である。 図１１から一部（γ２／ω１＝１．１５のケース）を抽出して示す図である。 振幅スペクトルの例を示す図。
　以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものである。従って、例えば、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。また、寸法比率等が図面同士で一致しないこともある。特定の形状及び／又は寸法等が誇張されたり、細部が省略されたりすることがある。ただし、上記は、実際の形状及び／又は寸法が図面の通りとされたり、図面から形状及び／又は寸法の特徴が抽出されたりしてもよいことを否定するものではない。
（実施形態の概要）
　図３は、実施形態に係る液体吐出ヘッド２（符号は図１Ａ。以下、単に「ヘッド２」ということがある。）の一部を示す断面図である。
　ヘッド２は、ノズル５から図の下方（－Ｄ３側）に向かって液滴（例えばインク滴）を吐出する吐出素子１５を有している。図３では、１つの吐出素子１５（１つのノズル５）が示されているが、ヘッド２は、Ｄ３方向に直交する平面に沿って複数の吐出素子１５（複数のノズル５）を有している。吐出された液滴は、例えば、－Ｄ３側に位置している記録媒体（例えば紙。ここでは不図示）に着弾する。これにより、例えば、画像を構成するドットが形成される。
　ヘッド２は、液体（例えばインク）が充填される流路を有している流路部材１９を有している。吐出素子１５は、流路部材１９に形成されている個別流路２５を有している。個別流路２５は、例えば、加圧室４３と、加圧室４３から－Ｄ３側へ延びる部分流路４５（ディセンダと称されることもある。）と、部分流路４５の－Ｄ３側（加圧室４３とは反対側）の端部にて外部へ開口する既述のノズル５とを有している。
　加圧室４３の＋Ｄ３側（図の上方）には、アクチュエータ１７（アクチュエータ基板２１）が重なっている。アクチュエータ１７は、加圧室４３側及び／又は加圧室４３とは反対側に撓み変形可能である。この撓み変形によって、加圧室４３内の液体に圧力が付与される。ひいては、ノズル５から液滴が吐出される。
　ここで、個別流路２５（その全体）における液体の固有振動（以下、「主振動」ということがある。）の減衰率をγ１（ｒａｄ／ｓ）とする。主振動の角振動数をω１（ｒａｄ／ｓ）とする。部分流路４５における液体の固有振動（以下、「高周波振動」ということがある。）の角振動数をω２（ｒａｄ／ｓ）とする。ｎを正の整数とする。このとき、個別流路２５においては、下記の（１）式が成り立つ。
　　　０．９５×２ｎ（１＋０．３２×γ１／ω１）≦ω２／ω１≦１．０５×２ｎ（１＋０．３２×γ１／ω１）　　　（１）
　また、別の観点では、（１）式に代えて、又は加えて、下記の（２）又は（３）式が成り立つ。
　　　１．９７≦ω２／ω１≦２．３９　　　（２）
　　　３．９５≦ω２／ω１≦４．８８　　　（３）
　角振動数ω１及びω２並びに減衰率γ１は、例えば、主振動の速度ｖ１（ｔ）及び高周波振動の速度ｖ２（ｔ）が以下のように表されるときのパラメータとして定義されてよい。
　　　ｖ１（ｔ）＝－Ａ１×ｅ－γ１×ｔｃｏｓ（ω１×ｔ）　　　（４）
　　　ｖ２（ｔ）＝－Ａ２×ｅ－γ２×ｔｃｏｓ（ω２×ｔ）　　　（５）
　上記において、Ａ１及びＡ２は、最大振幅（ｍ／ｓ）である。ｔは時間（ｓ）である。γ２は、高周波振動の減衰率（ｒａｄ／ｓ）である。なお、理論上は、主振動及び高周波振動の変位も、最大振幅の値及び単位並びに初期位相の値が異なる点を除いて、上記と同様の式によって表すことができる。すなわち、減衰率及び角振動数は、変位と速度とで共通である。従って、以下では、減衰率及び角振動数に言及するときに、変位と速度とを区別しないことがある。
　（１）～（３）式において、γ１／ω１及びω２／ω１は、いずれも無次元量となっている。また、この他、実施形態においては、γ２／ω１の無次元量を用いる。これらのことから、以下の説明では、便宜上、γ１、γ２、ω１及びω２の単位について省略することがある。
　（１）～（３）式の少なくとも１つの式が成り立つことによって、例えば、複数の吐出素子１５間における液滴の吐出速度のばらつきを低減することができる。その結果、例えば、画質を向上させることができる。その具体的な原理については後述する。
　以上が実施形態に係るヘッド２の概要である。以下では、概略、下記の順に、ヘッド２、及びヘッド２を有するプリンタ１（液体吐出装置の一例）について説明する。
　１．プリンタ１の全体構成（図１Ａ及び図１Ｂ）
　２．ヘッド２の全体構成（図２Ａ～図２Ｃ）
　３．吐出素子１５の構成（図３）
　　３．１．吐出素子１５の概要
　　３．２．流路部材１９
　　３．３．アクチュエータ１７
　４．吐出素子１５の動作（図４）
　５．吐出速度のばらつきを低減する原理（図５Ａ～図６）
　　５．１．ばらつきの要因
　　５．２．ばらつきを低減する方法の概要
　　５．３．減衰率の影響の考慮
　６．式（（１）～（３）式）の導出（図７Ａ～図１３Ｃ）
　　６．１．導出方法
　　６．２．計算結果
　　６．３．振幅
　７．パラメータの調整方法
　８．パラメータの特定方法
　９．実施形態のまとめ
（１．プリンタの全体構成）
　図１Ａは、実施形態に係るプリンタ１の概略の側面図である。図１Ｂは、プリンタ１の概略の平面図である。
　プリンタ１は、カラーインクジェットプリンタとして構成されている。プリンタ１は、印刷用紙Ｐ（記録媒体の一例）を給紙ローラ８０Ａから回収ローラ８０Ｂへと搬送することにより、印刷用紙Ｐをヘッド２に対して相対的に移動させる。なお、給紙ローラ８０Ａ及び回収ローラ８０Ｂ並びに後述する各種のローラは、印刷用紙Ｐとヘッド２とを相対移動させる移動部８５を構成している。制御装置８８は、画像や文字等のデータである印刷データ等に基づいて、ヘッド２を制御して、印刷用紙Ｐに向けて液体を吐出させ、印刷用紙Ｐに液滴を着弾させて、印刷用紙Ｐに印刷などの記録を行なう。
　本実施形態では、ヘッド２はプリンタ１の本体に対して固定されており、プリンタ１はいわゆるラインプリンタとなっている。記録装置の他の実施形態としては、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。シリアルプリンタでは、例えば、ヘッド２を、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に往復させる。その往復の途中では、液滴を吐出する動作と、印刷用紙Ｐの搬送とが交互に行なわれる。
　プリンタ１には、印刷用紙Ｐとほぼ平行となるように、４つの平板状のヘッド搭載フレーム７０（以下で単にフレームと言うことがある。）が固定されている。各フレーム７０には図示しない５個の孔が設けられており、５個のヘッド２がそれぞれの孔の部分に搭載されている。１つのフレーム７０に搭載されている５つのヘッド２は、１つのヘッド群７２を構成している。プリンタ１は、４つのヘッド群７２を有しており、合計２０個のヘッド２が搭載されている。
　フレーム７０に搭載されたヘッド２は、液体を吐出する部位が印刷用紙Ｐに面するようになっている。ヘッド２と印刷用紙Ｐとの間の距離は、例えば０．５～２０ｍｍ程度とされる。
　２０個のヘッド２は、制御装置８８と直接繋がっていてもよいし、印刷データを分配する分配部を介して制御装置８８と接続されていてもよい。例えば、制御装置８８が印刷データを１つの分配部へ送付し、１つの分配部が印刷データを２０個のヘッド２に分配してもよい。また、例えば、４つのヘッド群７２に対応する４つの分配部へ制御装置８８が印刷データを分配し、各分配部は、対応するヘッド群７２内の５つのヘッド２に印刷データを分配してもよい。
　ヘッド２は、図１Ａの手前から奥へ向かう方向、図１Ｂの上下方向に細長い長尺形状を有している。１つのヘッド群７２内において、３つのヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に沿って並んでおり、他の２つのヘッド２は搬送方向に沿ってずれた位置で、３つのヘッド２の間にそれぞれ一つずつ並んでいる。別の表現をすれば、１つのヘッド群７２において、ヘッド２は、千鳥状に配置されている。ヘッド２は、各ヘッド２で印刷可能な範囲が、印刷用紙Ｐの幅方向、すなわち、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向に繋がるように、あるいは端が重複するように配置されており、印刷用紙Ｐの幅方向に隙間のない印刷が可能になっている。
　４つのヘッド群７２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って配置されている。各ヘッド２には、図示しない液体供給タンクから液体、例えば、インクが供給される。１つのヘッド群７２に属するヘッド２には、同じ色のインクが供給されるようになっており、４つのヘッド群７２で４色のインクが印刷できる。各ヘッド群７２から吐出されるインクの色は、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）である。このようなインクを、制御装置８８で制御して印刷すれば、カラー画像が印刷できる。
　プリンタ１に搭載されているヘッド２の個数は、単色で、１つのヘッド２で印刷可能な範囲を印刷するのであれば、１つでもよい。ヘッド群７２に含まれるヘッド２の個数、及び／又はヘッド群７２の個数は、印刷する対象、及び／又は印刷条件により適宜変更できる。例えば、さらに多色の印刷を行うためにヘッド群７２の個数を増やしてもよい。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数配置して、搬送方向に交互に印刷すれば、同じ性能のヘッド２を使用しても搬送速度を速くできる。これにより、時間当たりの印刷面積を大きくすることができる。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数準備して、搬送方向と交差する方向にずらして配置して、印刷用紙Ｐの幅方向の解像度を高くしてもよい。
　さらに、色のあるインクを印刷する以外に、印刷用紙Ｐの表面処理を実行するために、コーティング剤などの液体を、ヘッド２で、一様に、あるいはパターンニングして印刷してもよい。コーティング剤としては、例えば、記録媒体として液体が浸み込み難いものを用いる場合において、液体が定着し易いように、液体受容層を形成するものが使用できる。他に、コーティング剤としては、記録媒体として液体が浸み込み易いものを用いる場合において、液体のにじみが大きくなり過ぎたり、隣に着弾した別の液体とあまり混じり合わないように、液体浸透抑制層を形成するものが使用できる。コーティング剤は、ヘッド２で印刷する以外に、制御装置８８が制御する塗布機７６で一様に塗布してもよい。
　プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐに印刷を行なう。印刷用紙Ｐは、給紙ローラ８０Ａに巻き取られた状態になっており、給紙ローラ８０Ａから送り出された印刷用紙Ｐは、フレーム７０に搭載されているヘッド２の下側を通り、その後２つの搬送ローラ８２Ｃの間を通り、最終的に回収ローラ８０Ｂに回収される。印刷する際には、搬送ローラ８２Ｃを回転させることで印刷用紙Ｐは、一定速度で搬送され、ヘッド２によって印刷される。
　続いて、プリンタ１の詳細について、印刷用紙Ｐが搬送される順に説明する。給紙ローラ８０Ａから送り出された印刷用紙Ｐは、２つのガイドローラ８２Ａの間を通った後、塗布機７６の下を通る。塗布機７６は、印刷用紙Ｐに、上述のコーティング剤を塗布する。
　印刷用紙Ｐは、続いて、ヘッド２が搭載されたフレーム７０を収納した、ヘッド室７４に入る。ヘッド室７４は、印刷用紙Ｐが出入りする部分などの一部において外部と繋がっているが、概略、外部と隔離された空間である。ヘッド室７４は、必要に応じて、制御装置８８等によって、温度、湿度、及び気圧等の制御因子が制御される。ヘッド室７４では、プリンタ１が設置されている外部と比較して、外乱の影響を少なくできるので、上述の制御因子の変動範囲を外部よりも狭くできる。
　ヘッド室７４には、５個のガイドローラ８２Ｂが配置されており、印刷用紙Ｐは、ガイドローラ８２Ｂの上を搬送される。５個のガイドローラ８２Ｂは、側面から見て、フレーム７０が配置されている方向に向けて、中央が凸になるように配置されている。これにより、５個のガイドローラ８２Ｂの上を搬送される印刷用紙Ｐは、側面から見て円弧状になっており、印刷用紙Ｐに張力を加えることで、各ガイドローラ８２Ｂ間の印刷用紙Ｐが平面状になるように張られる。２つのガイドローラ８２Ｂの間には、１つのフレーム７０が配置されている。各フレーム７０は、その下を搬送される印刷用紙Ｐと平行になるように、設置される角度が少しずつ変えられている。
　ヘッド室７４から外に出た印刷用紙Ｐは、２つの搬送ローラ８２Ｃの間を通り、乾燥機７８の中を通り、２つのガイドローラ８２Ｄの間を通り、回収ローラ８０Ｂに回収される。印刷用紙Ｐの搬送速度は、例えば、１００ｍ／分とされる。各ローラは、制御装置８８によって制御されてもよいし、人によって手動で操作されてもよい。
　乾燥機７８で乾燥することにより、回収ローラ８０Ｂにおいて、重なって巻き取られる印刷用紙Ｐ同士が接着したり、未乾燥の液体が擦れることが起き難くできる。高速で印刷するためには、乾燥も速く行なう必要がある。乾燥を速くするため、乾燥機７８では、複数の乾燥方式により順番に乾燥してもよいし、複数の乾燥方式を併用して乾燥してもよい。そのような際に用いられる乾燥方式としては、例えば、温風の吹き付け、赤外線の照射、加熱したローラへの接触などがある。赤外線を照射する場合は、印刷用紙Ｐへのダメージを少なくしつつ乾燥を速くできるように、特定の周波数範囲の赤外線を当ててもよい。印刷用紙Ｐを加熱したローラに接触させる場合は、印刷用紙Ｐをローラの円筒面に沿って搬送させことで、熱が伝わる時間を長くしてもよい。ローラの円筒面に沿って搬送させる範囲は、ローラの円筒面の１／４周以上がよく、さらにローラの円筒面の１／２周以上にするのがよい。ＵＶ硬化インク等を印刷する場合には、乾燥機７８の代わりに、あるいは乾燥機７８に追加してＵＶ照射光源を配置してもよい。ＵＶ照射光源は、各フレーム７０の間に配置してもよい。
　プリンタ１は、ヘッド２をクリーニングするクリーニング部を備えていてもよい。クリーニング部は、例えば、ワイピング、及び／又はキャッピングしての洗浄を行なう。ワイピングは、例えば、柔軟性のあるワイパーで、液体が吐出される部位の面、例えば吐出面３ａ（後述）を擦ることで、その面に付着していた液体を取り除く。キャッピングしての洗浄は、例えば、次のように行なう。まず、液体を吐出される部位、例えば吐出面３ａを覆うようにキャップを被せる（これをキャッピングと言う）ことで、吐出面３ａとキャップとで、ほぼ密閉されて空間が作られる。そのような状態で、液体の吐出を繰り返すことで、ノズル５に詰まっていた、標準状態よりも粘度が高くなっていた液体、及び／又は異物等を取り除く。キャッピングしてあることで、洗浄中の液体がプリンタ１に飛散し難く、液体が、印刷用紙Ｐやローラ等の搬送機構に付着し難くできる。洗浄を終えた吐出面３ａを、さらにワイピングしてもよい。ワイピング、及び／又はキャッピングしての洗浄は、プリンタ１に取り付けられているワイパー及び／又はキャップを人が手動で操作して行なってもよいし、制御装置８８によって自動で行なってもよい。
　記録媒体は、印刷用紙Ｐ以外に、ロール状の布などでもよい。また、プリンタ１は、印刷用紙Ｐを直接搬送する代わりに、搬送ベルトを搬送して、記録媒体を搬送ベルトに置いて搬送してもよい。そのようにすれば、枚葉紙、裁断された布、木材又はタイルなどを記録媒体にできる。さらに、ヘッド２から導電性の粒子を含む液体を吐出するようにして、電子機器の配線パターンなどを印刷してもよい。またさらに、ヘッド２から反応容器などに向けて所定量の液体の化学薬剤又は化学薬剤を含んだ液体を吐出させて、反応させるなどして、化学薬品を作製してもよい。
　また、プリンタ１に、位置センサ、速度センサ、温度センサなどを取り付けて、制御装置８８が、各センサからの情報から分かるプリンタ１各部の状態に応じて、プリンタ１の各部を制御してもよい。例えば、ヘッド２の温度、ヘッド２に液体を供給する液体供給タンクの液体の温度、及び／又は液体供給タンクの液体がヘッド２に加えている圧力などが、吐出される液体の吐出特性、すなわち、吐出量及び／又は吐出速度などに影響を与えている場合などに、それらの情報に応じて、液体を吐出させる駆動信号を変えるようにしてもよい。
　以下では、便宜上、基本的に、１つのヘッド２に着目して説明する。従って、例えば、以下において、全てのノズル５という場合は、特に断りが無い限り、１つのヘッド２における全てのノズル５を指す。全てのノズル５という場合において、特に断りが無い限り、特異なノズルは、全てのノズル５と言う用語が指定するノズル５とは異なるノズルとして扱われてよい。例えば、ヘッド２の端部に位置するノズル５における吐出特性をヘッド２の中央に位置するノズル５における吐出特性に近づけるために、上記の端部に位置するノズル５の更に外側に液滴を吐出しないダミーのノズルが設けられることがある。このようなダミーのノズルは全てのノズル５という場合のノズルに含まれなくてよい。ノズル５以外の構成要素（例えば個別流路２５及びアクチュエータ１７）についても同様である。
（２．ヘッドの全体構成）
　図２Ａは、ヘッド２が有するヘッド本体３を記録媒体（印刷用紙Ｐ）とは反対側から見た斜視図である。図２Ｂは、ヘッド本体３を記録媒体の側から見た斜視図である。図２Ｃは、図２ＡのIIｃ－IIｃ線における断面図である。
　これらの図では、便宜上、Ｄ１軸、Ｄ２軸及びＤ３軸等からなる直交座標系を付している。Ｄ１軸は、ヘッド本体３と記録媒体との相対移動の方向（図１Ａにおける印刷用紙Ｐの搬送方向）に平行に定義されている。Ｄ１軸の正負と、ヘッド本体３に対する記録媒体の進行方向との関係は、本実施形態の説明では特に問わない。Ｄ２軸は、記録媒体に平行で、かつＤ１軸に直交するように定義されている。Ｄ２軸の正負も特に問わない。Ｄ３軸は、記録媒体に直交するように定義されている。－Ｄ３側は、ヘッド本体３から記録媒体への方向であるものとする。ヘッド本体３は、いずれの方向が上方又は下方として用いられてもよいが、便宜上、＋Ｄ３側を上方として、下面等の用語を用いることがある。
　１つのヘッド２は、１つのヘッド本体３を有している。ヘッド本体３は、液体の吐出を直接的に担う部分であり、記録媒体に対向する吐出面３ａを有している。吐出面３ａには、液体を吐出するための複数のノズル５が開口している。ヘッド２は、ヘッド本体３の他、例えば、ヘッド本体３と接続される回路基板、及び／又はヘッド本体３の上部を覆う筐体を有してよい。なお、ヘッド２がヘッド本体３以外の構成要素を有しているか否かに関わらず、ヘッド本体３が本開示の液体吐出ヘッドの一例として捉えられてもよい。
　複数のノズル５は、Ｄ２方向の位置を互いに異ならせて配置されている。従って、移動部８５によってヘッド２と記録媒体とをＤ１方向において相対移動させつつ、複数のノズル５からインク滴を吐出することにより、任意の２次元画像が形成される。複数のノズル５は、図示の例のように、２次元的に配置されていてもよいし、図示の例とは異なり、１次元的に配置されていてもよい。
　複数のノズル５の具体的な大きさ、数、ピッチ及び配置パターン等は適宜に設定されてよい。図２Ｂは、模式図であることから、ヘッド本体３の大きさに対してノズル５が大きく示され、また、１つのヘッド本体３におけるノズル５の数が少なく示されている。一般には、図示の例よりも、ノズル５は小さく、かつノズル５の数は多い。例えば、１つのヘッド本体３において、ノズル５の数は、１００個以上１００００個以下とされてよい。また、例えば、１つのヘッド本体３は、Ｄ２方向のドット密度が８００ｄｐｉ以上１６００ｄｐｉ以下となるようなピッチ及び配置パターンで複数のノズル５を有してよい。
　ヘッド本体３は、例えば、以下の構成要素を備えている。吐出面３ａを有している対向基板７。対向基板７の上方に固定されている背面部材９。対向基板７に電気的に接続されている１つ以上（図示の例では２つ）のフレキシブル基板１１。各フレキシブル基板１１に実装されている１つ以上（図示の例では２つ）のドライバ１３。
　対向基板７は、液滴の吐出に直接的に寄与する。対向基板７は、既述の流路部材１９及びアクチュエータ１７（図３）を有している。対向基板７の形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。図示の例では、対向基板７は、概略、矩形の平板状である。その厚さ（Ｄ３方向）は、例えば、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。なお、対向基板７が本開示の液体吐出ヘッドの一例として捉えられてもよい。
　背面部材９は、例えば、対向基板７と他の構成要素との仲介に寄与する。例えば、背面部材９は、対向基板７の上述したフレーム７０に対する位置決めに寄与する。具体的には、例えば、背面部材９は、その下面が対向基板７の上面のうち外縁側の部分に接着され、また、下方の部分がフレーム７０の孔に挿入されつつ上方のフランジ状部分がフレーム７０に支持される。また、例えば、背面部材９は、インクの流れに関して不図示のインクタンクと対向基板７とを仲介する。具体的には、背面部材９は、上面に開口する開口９ａと、下面のうち対向基板７と接着される面に開口する不図示の開口とを有している。上面の開口と下面の開口とは、背面部材９内の不図示の流路によってつながっている。開口９ａは、不図示のチューブ等を介してインクタンクと接続される。
　フレキシブル基板１１は、対向基板７と、制御装置８８との電気的接続に寄与する。具体的には、例えば、フレキシブル基板１１は、背面部材９を上下に貫通するスリット９ｂに挿通されている。フレキシブル基板１１のうちスリット９ｂから下方に延び出た部分は、対向基板７の上面に対向して配置され、不図示の導電性バンプ（例えば、はんだ）によって対向基板７の上面に接合されている。フレキシブル基板１１のうちスリット９ｂから上方に延び出た部分は、当該部分に実装されたコネクタ、又はフレキシブル基板１１と接続されているリジッド基板に実装されたコネクタを介して、制御装置８８から延びる不図示のケーブルと接続される。
　ドライバ１３は、例えば、対向基板７のアクチュエータ１７の駆動及び制御に寄与する。具体的には、例えば、ドライバ１３は、フレキシブル基板１１を介して制御装置８８からの制御信号が入力され、入力された制御信号に基づいて駆動電力（別の観点では駆動信号）を生成し、生成した駆動電力をフレキシブル基板１１を介してアクチュエータ１７に入力する。ドライバ１３と制御装置８８との間の役割分担は適宜に設定されてよい。例えば、後述するパルスＰｓの形状（別の観点ではパルス幅ＰＷ）を規定する情報は、制御装置８８が有していてもよいし、ドライバ１３が有していてもよい。ドライバ１３は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）によって構成されている。その形状、大きさ、数及び位置等は適宜に設定されてよい。
（３．吐出素子の構成）
（３．１．吐出素子の概要）
　図３は、図２ＢのIII－III線における断面図である。すなわち、図３は、対向基板７の一部を拡大して示す模式的な断面図である。
　対向基板７は、複数の吐出素子１５を有している。複数の吐出素子１５は、複数のノズル５と同様に、吐出面３ａに沿って２次元的（又は１次元的）に配置されている。各吐出素子１５は、既述のとおり、個別流路２５及びアクチュエータ１７を有している。別の観点では、対向基板７は、概略板状の流路部材１９と、流路部材１９に重なっているアクチュエータ基板２１とを有している。流路部材１９は、複数の個別流路２５を有している。アクチュエータ基板２１は、複数のアクチュエータ１７を有している。すなわち、複数の吐出素子１５は、流路部材１９及びアクチュエータ基板２１によって構成されている。
　複数の吐出素子１５の構成は、例えば、互いに同一とされてよい。従って、実施形態における１つの吐出素子１５についての説明は、特に断りが無い限り、また、矛盾等が生じない限り、ヘッド２が有する複数の吐出素子１５（既述のように特異なものは除く。）のいずれに適用されてもよい。なお、本段落でいう互いに同一の構成は、平面視（Ｄ３方向に見た）における吐出素子１５（又はその構成要素）のヘッド２内の位置及び向きを除く。また、ヘッド２において、一部かつ２以上の吐出素子１５の構成と、他の一部かつ２以上の吐出素子１５の構成とは細部（例えば部分流路４５の具体的な形状及び寸法）において異なっていてもよい。
（３．２．流路部材）
　流路部材１９は、例えば、複数のプレート２７Ａ～２７Ｊ（以下、Ａ～Ｊを省略することがある。）が積層されることにより構成されている。プレート２７には、流路を構成する複数の穴（主として貫通孔。凹部にすることも可）が形成されている。複数のプレート２７の厚み及び積層数は、流路の形状等に応じて適宜に設定されてよい。複数のプレート２７は、適宜な材料により形成されてよい。例えば、複数のプレート２７は、金属又は樹脂によって形成されている。プレート２７の厚さは、例えば、１０μｍ以上３００μｍ以下である。プレート２７同士は、例えば、プレート２７間に介在する不図示の接着剤によって互いに固定されている。
　流路部材１９は、例えば、共通流路２３と、共通流路２３にそれぞれ接続されている複数の個別流路２５（図３では１つを図示）とを有している。背面部材９から流路部材１９へ供給されたインクは、共通流路２３から複数の個別流路２５へ供給される。各個別流路２５は、例えば、共通流路２３の側から順に、接続部３７、絞り３９、供給路４１、加圧室４３、部分流路４５及びノズル５を有している。
　流路部材１９内の各流路の具体的な形状及び寸法等は適宜に設定されてよい。図示の例では、以下のとおりである。
　共通流路２３は、吐出面３ａに沿う任意の方向に延びていてよい。共通流路２３は、１本のみ設けられてもよいが、例えば、互いに並列に複数本で設けられている。共通流路２３の横断面の形状は、矩形状とされている。
　複数の個別流路２５（別の観点では吐出素子１５）は、各共通流路２３の長さ方向に配列されている。複数のノズル５は、例えば、自己が接続されている共通流路２３に対して、片側に１列で配列されていてもよいし、両側に合計で２列又は４列で配列されていてもよい。
　加圧室４３は、例えば、流路部材１９の上面（吐出面３ａとは反対側の面）に開口しており、アクチュエータ１７によって塞がれている。なお、加圧室４３は、プレート２７によって塞がれていてもよい。ただし、これは、加圧室４３を塞ぐプレート２７を流路部材１９の一部として捉えるか、アクチュエータ１７の一部として捉えるかの問題と考えることもできる。いずれにせよ、加圧室４３は、流路部材１９の上部に位置している。
　複数の加圧室４３の形状は、例えば、互いに同一である。各加圧室４３の形状は適宜に設定されてよい。例えば、加圧室４３は、流路部材１９の上面に沿って一定の厚さで広がる薄型形状に形成されている。ただし、加圧室４３は、厚さが異なる部位を有していてもよい。薄型形状は、例えば、平面視のいずれの径よりも厚さが小さい形状である。
　また、例えば、加圧室４３の平面形状は、互いに直交する長手方向及び短手方向を有する形状（例えば菱形又は楕円形）であってもよいし、そのような方向を概念できない形状（例えば円形）であってもよい。また、長手方向及び短手方向と複数の加圧室４３の配列態様との関係も任意である。
　部分流路４５は、加圧室４３の下面から吐出面３ａに向かって延びている。部分流路４５の形状は、概略、円柱状である。部分流路４５は、加圧室４３から吐出面３ａに向かって上下方向に傾斜して延びていてもよいし（図示の例）、傾斜せずに延びていてもよいし、直線状に延びていてもよいし、一部又は全体が曲がっていてもよい。部分流路４５の横断面の面積は、部分流路４５の長さ方向に一定であってもよいし、長さ方向の位置によって異なっていてもよい。平面視において（Ｄ３方向に見て）、部分流路４５は、例えば、加圧室４３の所定方向（例えば平面視における加圧室４３の長手方向）の端部に繋がっている。
　ノズル５は、部分流路４５の底面（加圧室４３とは反対側の面）の一部に開口している。ノズル５は、例えば、部分流路４５の底面の概ね中央に位置している。ただし、ノズル５は、部分流路４５の底面の中央に対して偏心して設けられていてもよい。ノズル５の縦断面の形状は、吐出面３ａ側ほど径が小さくなるテーパ状とされている。ただし、ノズル５は、一部又は全部が逆テーパであってもよい。
　接続部３７は、例えば、共通流路２３の上面から上方へ延びている。絞り３９は、当該部位からプレート２７に沿う方向に延びている。供給路４１は、絞り３９から上方に延びて加圧室４３の下面に接続されている。平面視において（Ｄ３方向に見て）、供給路４１の加圧室４３に対する接続位置は、例えば、加圧室４３の下面のうちの当該下面の中央に対して部分流路４５とは反対側の端部とされている。
　絞り３９は、接続部３７及び供給路４１よりも横断面（流れ方向に交差する断面）の面積が小さい。また、例えば、ノズル５を除いて、個別流路２５内で最も横断面の面積が小さい。既述の主振動（個別流路２５における液体の固有振動）に関して、液体の圧力波は、絞り３９において反射されやすい。従って、実施形態の説明とは異なり、接続部３７よりもノズル５の側の流路、又は絞り３９よりもノズル５側の流路を個別流路として捉えてもよい。
　既述のとおり、一部かつ２以上の吐出素子１５の構成と、他の一部かつ２以上の吐出素子１５の構成とは細部において異なっていてもよい。そのような例としては、例えば、共通流路２３の片側に２列で加圧室４３が並んでおり、共通流路２３と加圧室４３との距離が列同士で異なることに起因して、絞り３９の長さ及び／又は絞り３９の他の流路（個別流路２５内のもの及び／又は共通流路２３）に対する向きが列同士で異なる（各列内では同じ）態様が挙げられる。また、例えば、Ｄ１方向（紙送り方向）に平行に１列で並んでいる複数の加圧室４３に接続されている複数のノズル５の位置をＤ２方向に互いにずらすために、列内で部分流路４５の形状及び寸法が互いに異なる（列同士の構成は同じ）態様が挙げられる。
（３．３．アクチュエータ）
　アクチュエータ基板２１は、複数の加圧室４３に亘る広さを有する概略板状である。アクチュエータ１７は、例えば、圧電体の機械的歪によりインクに圧力を付与するピエゾ式のものである。ピエゾ式アクチュエータは、例えば、いわゆるユニモルフ型のものである。なお、アクチュエータ１７は、バイモルフ型等の他の形式のピエゾ式アクチュエータによって構成されていてもよい。ユニモルフ型のアクチュエータ１７（アクチュエータ基板２１）は、例えば、流路部材１９側から順に、振動板２９、共通電極３１、圧電体層３３及び個別電極３５を有している。
　振動板２９、共通電極３１及び圧電体層３３は、例えば、平面視において複数の加圧室４３に亘って広がっている。すなわち、これらは、複数の加圧室４３に共通に設けられている。個別電極３５は、加圧室４３毎に設けられている。個別電極３５は、加圧室４３に重なる本体部３５ａと、本体部３５ａから延び出ている引出電極３５ｂとを有している。本体部３５ａは、例えば、概略、加圧室４３の形状及び大きさと同等の形状及び大きさを有している。
　各層の具体的な材料及び厚さは適宜に設定されてよい。例えば、圧電体層３３の材料は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等のセラミックとされてよい。振動板２９の材料は、圧電性を有する、又は圧電性を有さないセラミックとされてよい。共通電極３１及び個別電極３５はＡｇ系又はＡｕ系等の金属とされてよい。振動板２９及び圧電体層３３の厚さは、それぞれ１０μｍ以上４０μｍ以下とされてよい。共通電極３１の厚さは１μｍ以上３μｍ以下とされてよい。個別電極３５の厚さは、０．５μｍ以上２μｍ以下とされてよい。
　圧電体層３３のうち、少なくとも、個別電極３５の本体部３５ａと共通電極３１とに挟まれている部分は、厚さ方向に分極されている。従って、例えば、本体部３５ａ及び共通電極３１によって圧電体層３３の分極方向に電界（電圧）を印加すると、圧電体層３３は当該層に沿う方向に収縮する。この収縮は、振動板２９によって規制される。その結果、アクチュエータ１７は加圧室４３側へ凸となるように撓み変形する。本体部３５ａ及び共通電極３１によって上記とは逆向きに電界（電圧）を印加すると、アクチュエータ１７は加圧室４３とは反対側へ撓み変形する。このような撓み変形を利用することにより、上述のように、加圧室４３の容積を変化させ、加圧室４３内のインクに圧力を付与し、インクをノズル５から吐出させることができる。
　共通電極３１は、例えば、印刷中において、時間の経過に対して一定の電位が付与される。当該一定の電位は、例えば、基準電位である。一方、個別電極３５は、例えば、時間の経過に対して電位が変化する信号が入力される。これにより、圧電体層３３に印加される電界の強度が変化する。これにより、例えば、上述のように、アクチュエータ１７の撓み変形を生じさせることができる。また、複数の個別電極３５に複数の信号を個別に入力することによって、複数のアクチュエータ１７の撓み変形を個別に制御することができる。ひいては、印刷されることが意図されている画像の内容に応じて、複数のノズル５から吐出される液滴の量を個別に制御することができる。
　アクチュエータ１７は、適宜に外部の制御部（例えばドライバ１３）と接続されてよい。例えば、フレキシブル基板１１は、アクチュエータ基板２１の上面と対向して配置されている。そして、フレキシブル基板１１の不図示のパッドと、引出電極３５ｂの端部とは、導電性のバンプを介して接合されている。これにより、フレキシブル基板１１が有している不図示の信号線を介して、個別電極３５とドライバ１３とが接続されている。ひいては、ドライバ１３から個別電極３５へ信号を入力することが可能になっている。
　また、特に図示しないが、アクチュエータ基板２１は、平面視における適宜な位置に、圧電体層３３を貫通し、共通電極３１と接続されているとともに圧電体層３３の上面に露出しているビア導体を有している。そして、フレキシブル基板１１の不図示のパッドと、上記ビア導体とは、導電性のバンプを介して接合されている。これにより、例えば、共通電極３１は、フレキシブル基板１１が有している不図示の基準電位配線と接続されている。ひいては、共通電極３１に基準電位を付与することが可能になっている。
（４．吐出素子の動作）
　吐出素子１５は、既述のように、アクチュエータ１７によって加圧室４３に圧力を付与してインク滴を吐出する。その駆動方式は、例えば、引き打ち式とされてよい。引き打ち式によるインク滴の吐出動作は、以下のとおりである。
　図４は、吐出素子１５の吐出動作を説明するための模式図である。
　この図において、横軸は、時間ｔをＡＬ（Acoustic Length）で割って正規化した正規化時間ｔ／ＡＬを示している。ＡＬについては後述する。左側の縦軸はドライバ１３がアクチュエータ１７（より詳細には個別電極３５）に入力する駆動信号Ｓｇ１の電位Ｖを示している。右側の縦軸は、メニスカス（ノズル５内のインクの液面）の変位ｘ及び速度ｖを示している。右側の縦軸において＋側（図の上方側）は、ノズル５の外部側（－Ｄ３側）への変位ｘ及び速度ｖを示す。線Ｌｘ及びＬｖは、それぞれ、変位ｘ及び速度ｖの経時変化を示している。
　ここでの説明では、個別電極３５の電位が共通電極３１の電位よりも高いときに、圧電体層３３に対して分極方向と同じ方向に電界が印加され、アクチュエータ１７が加圧室４３側に撓んだ形状になるものとする。ただし、アクチュエータ１７を加圧室４３側へ撓ませるときの個別電極３５及び共通電極３１における電位の高低は、ここでの説明とは逆であっても構わない。
　吐出要求がある前において、駆動信号Ｓｇ１（別の観点では個別電極３５）は、共通電極３１より高い電位（以下「高電位ＶＨ」と称す。）とされている。そして、吐出要求がある毎に個別電極３５の電位を高電位ＶＨよりも低い電位（以下「低電位ＶＬ」と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位ＶＨとする。低電位ＶＬは適宜に設定されてよいが、例えば、共通電極３１と同電位である。別の観点では、吐出要求がある毎に、個別電極３５にはパルス幅ＰＷのパルスＰｓが入力される。
　吐出要求前においては、駆動信号Ｓｇ１が高電位ＶＨとされていることにより、アクチュエータ１７は、加圧室４３側に撓んだ形状となっている。このときのメニスカスの変位ｘをゼロとする。また、このときのメニスカスの速度ｖは、基本的には若しくは理想的にはゼロである。
　次いで、駆動信号Ｓｇ１が低電位ＶＬになることによって（ｔ／ＡＬ＝０）、アクチュエータ１７が変形前の形状（平らな形状）に戻り（始め）、加圧室４３の容積が増加する。ひいては、加圧室４３内の液体に負圧が与えられる。これにより、メニスカスはノズル５の内部側へ変位し、また、この変位に係る速度の絶対値は増加する。また、別の観点では、個別流路２５内の液体は、固有振動周期で振動し始める。
　その後、メニスカスの速度の絶対値は頭打ちになり（ｔ／ＡＬ＝略０．５）、減少し始める。さらに、ｔ／ＡＬが概ね１になると、加圧室４３の体積は最大になり、圧力は略ゼロになる。このとき、メニスカスの変位ｘは、最もノズル５の内部側へ位置し、また、速度ｖは略ゼロになる。次いで、加圧室４３の体積は減少し始め、圧力は高くなっていく。
　駆動信号Ｓｇ１が低電位ＶＬとされた後に高電位ＶＨになることによって、アクチュエータ１７は、再度、加圧室４３側へ撓み始める。パルスＰｓの立下りによって最初に加えた振動と、パルスＰｓの立上りによって次に加えた振動とが重なり、より大きい圧力が液体に加えられる。この圧力が部分流路４５内を伝搬し、ノズル５から液体を吐出させる。
　つまり、高電位ＶＨを基準として、一定期間低電位ＶＬとなるパルスＰｓを個別電極３５に供給することで、液滴を吐出できる。パルスＰｓのパルス幅ＰＷが、個別流路２５の液体の固有振動周期の半分の時間（ＡＬ）にされる場合、原理的には、速度ｖの最大値（最大速度ｖｍａｘと称するものとする。）は最大になる。ひいては、液体の吐出速度及び吐出量が最大になる。
　上記段落で触れているように、ＡＬは、考え方としては、個別流路２５における液体の固有振動周期の半分である。ただし、理論的に固有振動周期を求めることは容易ではない。従って、逆説的であるが、例えば、種々のパルス幅ＰＷで吐出動作を行ったときに、最大速度ｖｍａｘ（又は吐出速度若しくは吐出量）が最大になるパルス幅ＰＷの長さがＡＬであると定義されてもよく、その２倍が個別流路２５における液体の固有振動周期であると定義されてもよい。別の観点では、個別流路２５の角振動数ω１の特定において、個別流路２５の範囲（例えば絞り３９を含むか否か）は明確に定義されなくてもよい。同様のことは部分流路４５の角振動数ω２についてもいえる。
　パルス幅ＰＷは、吐出される液滴を１つにまとめるようにするなど、他に考慮する要因もあるため、実際は、０．５ＡＬ～１．５ＡＬ程度の値にされてよい。また、パルス幅ＰＷは、ＡＬから外れた値にすることで、吐出量を少なくすることができるため、吐出量を少なくするためにＡＬから外れた値にされてもよい。
　パルスＰｓの立下り及び／又は立上りは、縦軸に対して傾斜していてもよいし、階段状に変化していてもよい。駆動信号Ｓｇ１は、パルスＰｓ以外の波形を含んでいてもよい。例えば、メニスカスの残留変動を低減する波形を含んでいてもよい。このような他の波形は、パルスＰｓとつながっていてもよいし、離れていてもよい。
　記録媒体に形成される画像（文字も含む。）において意図されている濃淡は、適宜な方法によって実現されてよい。例えば、記録媒体上のドット径の大小によって実現されてもよいし、一定面積当たりのドットの数の変化（粗密）によって実現されてもよいし、これらが組み合わされてもよい。ドット径の大小は、１つの液滴の大きさによって調整されてもよいし、１箇所に着弾する液滴の数によって調整されてもよいし、これらの組み合わせであってもよい。
　また、別の観点では、意図されている濃淡は、駆動信号Ｓｇ１の高電位ＶＨと低電位ＶＬとの電位差等によって調整されるノズル５から吐出される液滴の大小によって実現されてもよいし、１回分の吐出要求に対応する駆動信号Ｓｇ１に含まれるパルスＰｓの数によって調整される液滴の数の増減によって実現されてもよいし、吐出動作を行う吐出素子１５の、一定面積当たりの数の増減によって実現されてもよいし、これらが組み合わされて実現されてもよい。
（５．吐出速度のばらつきを低減する原理）
　まず、吐出速度のばらつきが生じる要因の一例について説明し、次に、その要因の一例に起因する吐出速度のばらつきを低減する方法の概要について説明する。
（５．１．ばらつきの要因）
　図４を参照して説明したように、引き打ち式においては、パルス幅ＰＷがＡＬであると、最大速度ｖｍａｘが最大になる。換言すれば、パルス幅ＰＷに応じて、最大速度ｖｍａｘは変化し、パルス幅ＰＷがＡＬからずれるほど、最大速度ｖｍａｘは小さくなる。
　図５Ａは、上記のような現象を示す概念図である。この図において、横軸はパルス幅ＰＷを示している。縦軸はメニスカスの最大速度ｖｍａｘを示している。図中の線Ｌｎ１、Ｌｎ２及びＬｎ３は、互いに異なる吐出素子１５におけるパルス幅ＰＷと最大速度ｖｍａｘとの関係を示している。
　線Ｌｎ１～Ｌｎ３のそれぞれによって示されているように、パルス幅ＰＷを大きくしていくにつれて、最大速度ｖｍａｘは大きくなっていく。さらにパルス幅ＰＷを大きくしていくと、最大速度ｖｍａｘは頭打ちとなり、小さくなっていく。この頭打ちになるときのパルス幅ＰＷがＡＬであるということができる。
　そして、この図に示されているように、複数の吐出素子１５同士では、ＡＬが互いに異なることがある。すなわち、ＡＬのばらつきが存在する。図示の例では、線Ｌｎ１、線Ｌｎ２及び線Ｌｎ３の順にＡＬが長い。一方、同一の吐出量で液滴を吐出するためのパルスＰｓの形状（別の観点ではパルス幅ＰＷ）は、例えば、複数の吐出素子１５に対して共通である。
　従って、仮に、パルス幅ＰＷとして、線Ｌｎ１の吐出素子１５のＡＬ（線Ｌａ１を付す）が用いられると、線Ｌｎ２及びＬｎ３の吐出素子１５にとっては、自己のＡＬから外れた時間長さのパルス幅ＰＷが入力されることになる。その結果、線Ｌｎ２及びＬｎ３の吐出素子１５においては、最大速度ｖｍａｘは自己にとっての最大にならず、ひいては、線Ｌｎ１の吐出素子１５の最大速度ｖｍａｘよりも小さくなりやすい。図５Ａにおいては、線Ｌｎ１の吐出素子１５のＡＬを用いたときに、線Ｌｎ１～Ｌｎ３の吐出素子１５の最大速度ｖｍａｘ（線Ｌｎ１～Ｌｎ３と線Ｌａ１との交点）が互いに異なっていることが、横軸に平行な３本の点線によって示されている。
　上記のような理由によって、複数の吐出素子１５間において最大速度ｖｍａｘがばらつく。最大速度ｖｍａｘは、液滴の吐出速度及び吐出量との相関が強いから、複数の吐出素子１５間において吐出速度及び吐出量がばらつく。その結果、例えば、画質が低下する。
　ＡＬのばらつきの要因としては、種々のものが挙げられ、例えば、設計上の要因と、製造上の要因とが挙げられる。別の観点では、意図された形状及び寸法等の相違と、意図されていない形状及び寸法等の相違とが挙げられる。
　設計上の要因としては、例えば、既述の、複数の加圧室４３の位置の相違に起因する複数の絞り３９の長さ及び／又は向きの相違、及び複数のノズル５のＤ２方向の位置を互いにずらすための複数の部分流路４５の形状の相違が挙げられる。また、共通流路２３又は共通流路２３と背面部材９とを接続するための流路等に対する複数の個別流路２５の位置の相違に起因する、個別流路２５を構成する壁面の剛性の相違が挙げられる。
　製造上の要因としては、例えば、プレート２７に流路を構成する穴をエッチングによって形成するときに生じる複数の個別流路２５の寸法のばらつきが挙げられる。より詳細には、例えば、個別流路２５の所定部位と、他の流路（個別流路２５内のもの及び／又は共通流路２３）との相対関係が複数の個別流路２５同士で相違し、ひいては、パターンの疎密が複数の個別流路２５同士で相違する。その結果、マイクロローディング効果によって寸法がばらつく。また、例えば、製造上の要因としては、複数のプレート２７を加熱加圧して接着するときに生じるばらつきが挙げられる。具体的には、例えば、プレート２７内の位置によってプレート２７間の接着剤に付与される温度及び／又は圧力が相違し、ひいては、複数の個別流路２５において寸法及び／又は剛性がばらつく。
　ここでの説明は、同一の吐出量に対応するパルスＰｓの波形が複数の吐出素子１５に共通であるものとした。波形が共通とされる複数の吐出素子１５は、ヘッド２が有する全ての吐出素子１５（既述のとおり特異なものは除く）であってもよいし、一部の吐出素子１５であってもよい。後者としては、例えば、既述のように加圧室４３の列同士で個別流路２５の形状が異なる場合において、列同士でパルスＰｓの波形が異なり、列内では波形が同じ態様が挙げられる。
（５．２．ばらつきを低減する方法の概要）
　図６は、上記のようなＡＬのばらつきに起因する吐出速度のばらつきを低減する方法を説明するための概念図である。この図において、横軸は、時間ｔ（μｓ）を示している。縦軸は、メニスカスの速度ｖ（ｍ／ｓ）を示している。縦軸の０、＋側及び－側は、図４の右側の縦軸の０、＋側及び－側と同じである。
　この図は、図４を参照して説明した引き打ち式によって液滴を吐出するときの速度ｖの経時変化を示している。図６におけるｔ＝０（μｓ）は、図４のｔ／ＡＬ＝０．５に概ね対応している。凡例において「ｖ１」と対応付けられている線は、主振動（個別流路２５における液体の固有振動）の速度ｖの経時変化を示している。これまでの説明からも理解されるように、主振動の速度ｖ１は、２ＡＬ（図示の例では約１２μｓ）の周期で振動している。主振動の１つ目の山（６μｓ付近）は、図４においてパルスＰｓの立上りが重畳される山（最大速度ｖｍａｘを含む山）に相当する。
　液体は、個別流路２５の全体の形状及び寸法に依存する固有振動（主振動）だけでなく、部分流路４５の形状及び寸法に依存する固有振動（高周波振動）も生じる。凡例において「ｖ２」と対応付けられている線は、高周波振動の速度ｖの経時変化を示している。高周波振動の速度ｖ２は、部分流路４５における液体の固有振動周期（図示の例では約６μｓ）で振動している。高周波振動の周期は、主振動の周期よりも短い。また、高周波振動の振幅は、主振動の振幅よりも小さい。
　凡例において「ｖ３」と対応付けられている線は、主振動と高周波振動とを合成した振動（以下、「合成振動」ということがある。）の速度ｖの経時変化を示している。吐出が行われる主振動の１つ目の山（６μｓ付近）と高周波振動の谷とが重なると、合成振動においては、頂部が平らになった山が現れる。すなわち、最大速度ｖｍａｘ付近の速度ｖの変化は緩やかになる。
　図５Ｂは、上記のように主振動と高周波振動とを合成した場合におけるパルス幅ＰＷとメニスカスの最大速度ｖｍａｘとの関係を示す図であり、図５Ａと同様の図である。図５Ｂの線Ｌｎ１～Ｌｎ３は、図５Ａの線Ｌｎ１～Ｌｎ３と同様に、互いに異なるノズル５の最大速度ｖｍａｘを示している。線Ｌａ１は、図５Ａの線Ｌａ１と同様に、線Ｌｎ１の吐出素子１５のＡＬに相当するパルス幅ＰＷを示している。
　図５Ａと図５Ｂとの比較から理解されるように、合成振動における１つ目の山の頂部が平らにされることによって、線Ｌｎ１～Ｌｎ３のそれぞれの頂部も平らになる。すなわち、パルス幅ＰＷがＡＬ又はＡＬに近い範囲（横軸）においては、パルス幅ＰＷを変化させても、最大速度ｖｍａｘは大きく変化しない（概ね一定である。）。別の観点では、線Ｌｎ１～Ｌｎ３は、平らな頂部が重なりやすくなっている。その頂部が重なっている範囲においては、線Ｌｎ１～Ｌｎ３のいずれにおいても、最大速度ｖｍａｘが最大に近い値になる。
　従って、例えば、線Ｌｎ１のＡＬに相当する長さのパルス幅ＰＷを線Ｌｎ１～Ｌｎ３の吐出素子１５に共通に適用したとき、線Ｌｎ１の吐出素子１５において最大速度ｖｍａｘが最大になるだけでなく、線Ｌｎ２及びＬｎ３の吐出素子１５においても最大速度ｖｍａｘが最大又は最大に近い値になりやすい。その結果、横軸に平行な１本の点線で示されているように、線Ｌｎ１～Ｌｎ３の吐出素子１５間における最大速度ｖｍａｘが近づきやすい。ひいては、最大速度ｖｍａｘとの相関が強い吐出速度及び／又は吐出量のばらつきが低減される。
（５．３．減衰率の影響の考慮）
　図６に示されているように、主振動の速度ｖ１は、１つ目の山の手前で極小値を取る（ｔ＝０）。なお、ｔ＝０の時点は、図４から理解されるように、概ね、パルスＰｓの立下りから０．５ＡＬが経過した時点である。また、この時点において、高周波振動の速度ｖ２も極小値を取る。すなわち、主振動の１つ目の山の手前の極小値において、主振動と高周波振動とは同相である。従って、単純に考えた場合、主振動の角振動数をω１とし、高周波振動の角振動数をω２としたとき、ω２／ω１を２の倍数（図６では２）若しくは２の倍数に近い値にすることによって、主振動の１つ目の山に高周波振動の谷を重ねることができる。
　しかし、実際の主振動は、図６にも示されているように減衰する。この場合、ω２／ω１を２の倍数よりも少し大きくした方が合成振動の速度ｖ３の山の頂部を平らにしやすい。すなわち、図６において、高周波振動の波形を図の左側（経過時間ｔが短い側）へ少しシフトさせる。これにより、主振動のピークよりも経過時間ｔが短い側（相対的に減衰が進む前）の速度ｖ１は、高周波振動の谷の速度ｖ２によって相対的に大きく減じられる。その一方で、主振動のピークよりも経過時間ｔが長い側（相対的に減衰が進んだ後）の速度ｖ１が高周波振動の谷の速度ｖ２によって減じられる程度は相対的に小さくなる。その結果、合成振動の速度ｖ３の山の頂部が平らになる時間ｔが長くなる。
　このようなことから、既述の（１）式においては、減衰率γ１に応じて、ω２／ω１の範囲が規定されている。また、（２）式及び（３）式では、２又は４を中心とする範囲ではなく、中心が２又は４よりも大きい範囲によって、ω２／ω１の範囲が規定されている。
（６．式の導出）
（６．１．導出方法）
　（１）～（３）式の導出方法は、以下のとおりである。
　（４）式及び（５）式のＡ１、Ａ２、γ１、γ２、ω１及びω２に具体的な値を代入し、主振動の速度ｖ１（ｔ）及び高周波振動の速度ｖ２（ｔ）を算出する。さらに、合成振動の速度ｖ３（ｔ）をｖ１（ｔ）＋ｖ２（ｔ）によって算出する。算出した速度ｖ３（ｔ）において、１つ目の山における最大値（極大値）を求める。次に、当該最大値から当該最大値の－５％の範囲に収まっている時間長さを求める。この時間長さを図６に符号を付すようにＦＴ（Flat Time）と称するものとする。
　上記のようにして算出した速度ｖ３（ｔ）の１つ目の山の最大値（固有振動の１つ目の山の最大値）は、厳密性を無視すれば、図４においてパルスＰｓの立下りのみによって振動が生じた場合（パルスＰｓの立上りが無いと仮定した場合）の最大速度ｖｍａｘに相当する。出願人の経験上、速度ｖ３（ｔ）の１つ目の山の最大値のばらつきが５％以内であれば、パルスＰｓの立下りによる固有振動と、パルスＰｓの立上りによる振動とが重畳されて得られる最大速度ｖｍａｘのばらつきは許容範囲内に収まる蓋然性が高い。
　また、上記のことから、例えば、パルス幅ＰＷとＡＬとの差がＦＴ以下であると、この差が、パルスＰｓの立上りが有る場合の最大速度ｖｍａｘに及ぼす影響は小さくなる。別の観点では、最大速度ｖｍａｘのずれ量が許容範囲内に収まる蓋然性が高い。従って、ＦＴは、直接的には図６に示されているように、合成された固有振動の山の頂部が平らな部分の時間長さであるが、図５Ｂに示されている最大速度ｖｍａｘの山の頂部が平らになる部分の時間長さ（頂部が平らになるパルス幅ＰＷの変動幅）と相関が強い指標である。
　そして、ＦＴが長いほど、図５Ｂのように複数の吐出素子１５同士で最大速度ｖｍａｘの山の頂部が重なりやすくなる。すなわち、ＡＬが互いに異なる複数の吐出素子１５に共通のパルス幅ＰＷが適用される場合において、ＦＴが長いほど、吐出素子１５同士で最大速度ｖｍａｘが大きく相違する蓋然性が低減される。なお、別の観点では、複数の吐出素子１５同士で最大速度ｖｍａｘを同じにする観点において、ＡＬの許容されるばらつきが大きくなる。
　上記のようなＦＴを求める手順をω２／ω１の種々の値について行う。これにより、ω２／ω１とＦＴとの関係が特定される。これにより、例えば、ＦＴが最大値となるω２／ω１を特定したり、ＦＴが所定の大きさ以上となる範囲を特定したりすることができる。（１）～（３）式は、ＦＴが極大値になるω２／ω１の値を中心として、当該中心の値の±５％の範囲を規定している。
　なお、ＦＴは、既述のように、ｖ３（ｔ）がその最大値から－５％の範囲に収まる時間長さである。ｖ３（ｔ）がその最大値から－１０％の範囲に収まる時間長さをＦＴ′とする。本願発明者は、ＦＴ′が極大値になるω２／ω１の値を中心とする、当該中心の値の±５％の範囲は、ＦＴが極大値になるω２／ω１の値を中心とする、当該中心の値の±５％の範囲と大きく相違しないことを計算により確認している。このことは、ＦＴの定義（－５％の数値）及びＦＴの極大値を中心とした±５％の範囲の妥当性を示している。
　ＦＴを求める手順を種々のω２／ω１の値について行うだけでなく、γ１／ω１及びγ２／ω１の種々の値についても行う。これにより、減衰率γ１及びγ２の値に応じたω２／ω１の有利な範囲を特定する。なお、γ１／ω１は主振動の減衰比である。
　計算に利用した各種の値は以下のとおりである。
　　Ａ１：１０（ｍ／ｓ）
　　Ａ２：１．５（ｍ／ｓ）
　　ω２／ω１：０～９の範囲で０．０１ずつ異ならせた
　　γ１／ω１：０、０．１２、０．２３又は０．４６
　　γ２／ω１：０、０．２３、０．４６、０．６９、０．９２又は１．１５
　上記の値は、実施を予定して具体的に設計された吐出素子１５の構成に基づいて設定されている。ただし、上記の種々の値には、仮想的な値（非現実的な値）も含まれている。例えば、γ１／ω１＝０は、主振動が非減衰の場合のものなので、仮想的な値である。また、上記では、実際に計算に用いた値の少数部の適宜な位の値を四捨五入した値が示されている（以下においても同様。）。
（６．２．計算結果）
　図７Ａ及び図７Ｂは、ＦＴの計算結果の例を示す図である。これらの図において、横軸は、ω２／ω１を示している。縦軸はＦＴ（０．１μｓ）を示している。図中の複数の線は、γ２／ω１が互いに異なる複数のケースについて、ω２／ω１とＦＴとの関係を示している。図７Ａは、γ１／ω１＝０の場合の結果を示している。図７Ｂは、γ１／ω１＝０．２３の場合の結果を示している。
　図７Ａに示されているように、主振動が減衰しない場合においては、ω２／ω１が２の倍数であるときにＦＴが極大値になっている。一方、図７Ｂに示されているように、主振動が減衰する場合においては、ω２／ω１が２の倍数よりも若干大きいときにＦＴが極大値になっている。ＦＴが極大値になるω２／ω１と、２の倍数との差は、例えば、０．５未満である。上記の傾向は、γ２／ω１の値が異なっても同様である。
　図８は、ＦＴの計算結果の他の例を示す、図７Ａ及び図７Ｂと同様の図である。図８は、図７Ｂと同様に、γ１／ω１＝０．２３の場合の結果を示している。ただし、γ２／ω１の条件が図７Ｂと若干異なり、また、ω２／ω１に関して図７Ｂよりも広い範囲で計算を行っている。
　図９Ａ～図９Ｃ及び図１０Ａ～図１０Ｃは、それぞれ、γ２／ω１が特定の値であるときの線を図８から抽出した図である。具体的には、各図に記しているように、これらの図は、γ２／ω１が０、０．２３、０．４６、０．６９、０．９２又は１．１５である場合のＦＴを示している。
　これらの図の比較から理解されるように、γ２／ω１の値によって、ＦＴが最大になるω２／ω１に近い２の倍数の値が変化している。例えば、γ２／ω１が０又は０．２３の場合は、ω２／ω１が２から少しずれた値であるときにＦＴが最大になっている。γ２／ω１が０．４６又は０．６９の場合は、ω２／ω１が４から少しずれた値であるときにＦＴが最大になっている。γ２／ω１が０．９２又は１．１５の場合は、ω２／ω１が４から少しずれた値であるときのＦＴと、６から少しずれた値であるときのＦＴとが概ね同等で、かつ最大になっている。このように、γ２／ω１が大きくなるほど、ＦＴが最大になるときのω２／ω１に近い２の倍数の値が大きくなっている。
　上記の傾向の他、γ２／ω１が大きくなるほど、ＦＴの極大値が小さくなること、及びＦＴの極大値を含む山の斜面の傾斜が緩やかになる傾向があることが分かる。従って、例えば、γ２／ω１を小さく設定する（例えば０．４６以下又は０．２３以下に設定する）ことによって、ＦＴの極大値を大きくすることができる。また、例えば、γ２／ω１を相対的に大きく設定する（例えば０．４６以上又は０．６９以上に設定する）ことによってω２／ω１が設計値からずれたときのＦＴの変動を低減することができる。
　図１１、図１２Ａ～図１２Ｃ及び図１３Ａ～図１３Ｃは、上記の図８、図９Ａ～図９Ｃ及び図１０Ａ～図１０Ｃと同様の図である。ただし、図１１に記しているように、γ１／ω１＝０．４６の場合の結果を示している。
　これらの図に示されているように、γ１／ω１＝０．４６の場合においても、γ１／ω１＝０．２３の場合と概略同様の傾向を確認できる。例えば、γ２／ω１が大きくなるほど、ＦＴが最大になるときのω２／ω１に近い２の倍数の値が大きくなる傾向を確認できる。
　図８と図１１との比較から理解されるように、γ１／ω１が大きくなるほど、ＦＴが極大値になるω２／ω１は２の倍数からずれている。この傾向は、図６に示した波形から説明できる。具体的には、γ１が大きいほど、主振動（ｖ１）の１つ目の山は、図の右側（経過時間ｔが長い側）が図の左側に対して小さくなるから、高周波振動（ｖ２）の図の左側へのシフト量を大きくした方が、ＦＴを長くすることができる。
　図８及び図１１に示されているように、ＦＴは、２の倍数（２、４、６及び８）のそれぞれに対して、少しずれた位置で極大値となっている。そして、２の倍数が大きいほど、２の倍数と、ＦＴが極大値となるω２／ω１とのずれは大きくなっている。
　以上のことから、ＦＴが極大値となるω２／ω１は、γ１／ω１及び２の倍数と相関を有している。また、γ２／ω１の値は、ＦＴが極大値になるω２／ω１に基本的に影響していない。従って、ｎを正の整数としたとき、γ１／ω１及びｎ（別の観点では２の倍数である２ｎ）を独立変数とし、ＦＴが極大値となるω２／ω１を従属変数とした重回帰分析によって、γ１／ω１及び２ｎからＦＴが極大値になるω２／ω１を求める式を導いた。
　式の導出に用いたｎ、γ１／ω１、及びＦＴが極大値となるω２／ω１の組み合わせは、以下のとおりである。
　・γ１／ω１＝０のとき、（ｎ＝１，ω２／ω１＝２）、（ｎ＝２，ω２／ω１＝４）、（ｎ＝３，ω２／ω１＝６）
　・γ１／ω１＝０．１１５４７３のとき、（ｎ＝１，ω２／ω１＝２．０７）、（ｎ＝２，ω２／ω１＝４．１６）、（ｎ＝３，ω２／ω１＝６．２９）
　・γ１／ω１＝０．２３０９４７のとき、（ｎ＝１，ω２／ω１＝２．１４）、（ｎ＝２，ω２／ω１＝４．３４）、（ｎ＝３，ω２／ω１＝６．４９）
　・γ１／ω１＝０．４６１８９４のとき、（ｎ＝１，ω２／ω１＝２．２８）、（ｎ＝２，ω２／ω１＝４．６５）、（ｎ＝３，ω２／ω１＝６．９５）
　そして、γ１／ω１及びｎに基づいてＦＴが極大値になるω２／ω１を求める式として、以下の式が得られた。
　　　ω２／ω１＝２ｎ（１＋０．３２×γ１／ω１）　　　（６）
　上記（６）式の右辺の±５％の範囲を規定したものが（１）式である。
　また、上記の（６）式の導出に用いたω２／ω１の値を直接に用いて、その±５％の範囲を規定したものが（２）式及び（３）式である。具体的には、以下のとおりである。
　（２）式は、以下のように求められている。
　　　２．０７×０．９５＜ω２／ω１＜２．２８×１．０５
　ここで、２．０７及び２．２８は、γ１が０でなく、かつｎが１のときのω２／ω１の最小値及び最大値であり、前者は、γ１／ω１＝０．１２のときのものであり、後者は、γ１／ω１＝０．４６のときのものである。
　（３）式は、以下のように求められている。
　　　４．１６×０．９５＜ω２／ω１＜４．６５×１．０５
　ここで、４．１６及び４．６５は、γ１が０でなく、かつｎが２のときのω２／ω１の最小値及び最大値であり、前者は、γ１／ω１＝０．１２のときのものであり、後者は、γ１／ω１＝０．４６のときのものである。
（６．３．振幅）
　（１）式～（３）式は、Ａ１及びＡ２について特定の値を仮定した計算結果に基づくものである。しかし、Ａ１及びＡ２が他の値であっても、ω２／ω１を２ｎから少し大きくなった値を中心とする範囲の値にすることによって、ＡＬのばらつきに起因するメニスカスの最大速度ｖｍａｘのばらつきを低減しやすくなることに変わりはない。換言すれば、Ａ１及びＡ２が他の値であっても、ベストの効果が得られるとは限られないが、ベターな効果は得られる。従って、Ａ１及びＡ２が計算で用いた値であることは必須の要件ではない。ただし、Ａ１及びＡ２は、その比Ａ１／Ａ２が同じであるならば上記計算結果は同じ値を示す。従って、Ａ１／Ａ２はその値の±２０％、±１０％又は±５％の範囲内の値とされてもよい。
　Ａ１／Ａ２に加えて、又は代えて、主振動の速度ｖ１の振幅スペクトルのピーク強度Ｂ１に対する、高周波振動の速度ｖ２の振幅スペクトルのピーク強度Ｂ２の比（Ｂ２／Ｂ１）が所定の範囲に収まるようにされてもよい。具体的には、以下のとおりである。
　図１４は、メニスカスの振動における速度の振幅スペクトルの例を示す図である。この図において、横軸は周波数ｆ（ｋＨｚ）を示している。縦軸は、スペクトルの強度Ｉを示し、より具体的には、速度の振幅Ａ（ｍ／ｓ）を示している。
　この図に示されているように、実際のメニスカスの振動は、主振動及び高周波振動だけが合成されて成り立っているのではなく、種々の周波数の振動が合成されて成り立っている（そう捉えることができる。）。そして、主振動及び高周波振動それぞれに対応する周波数及びその付近（Ｂ１及びＢ２に係る周波数を参照）においては強度が高くなる。
　上記のように強度が高くなっている部分の極大値をピーク強度と称するものとする。主振動に係るピーク強度をＢ１とし、高周波振動に係るピーク強度をＢ２とする。このとき、Ｂ２／Ｂ１は、例えば、０．１９以上０．２５以下とされてよい。当該範囲は、出願人による、種々の条件が互いに異なる複数の実験及び複数のシミュレーションに基づいて導き出されたものである。
（７．パラメータの調整方法）
　ω１、ω２及びγ１のいずれのパラメータの値が調整されて（１）～（３）式が満たされてもよい。パラメータの値は、種々の因子に依存する。種々の因子としては、例えば、個別流路２５の各部の形状、寸法及び内壁（アクチュエータ１７を含む）の剛性、並びに個別流路２５内の液体の密度、弾性率及び粘度等が挙げられる。パラメータの値の調整に際しては、これらのいずれの因子が調整されてもよい。
　例えば、個別流路２５の全体の影響を受けるω１及びγ１（別の観点では個別流路２５の概略構成）は、基本的に従来と同様の設計思想に従って設定されてよい。そして、部分流路４５の形状及び寸法を調整することによってω２の値を調整し、これにより、（１）～（３）式が満たされるようにしてよい。
　より詳細には、例えば、部分流路４５内の液体の振動は、周知の閉管内の液体の振動によって近似又は推定できる。閉管は、一端（ノズル５側の端部）が閉じられ、他端（加圧室４３側の端部）が開放された円柱状である。閉管内の固有振動は、閉口端を節とし、開口端を腹とする定常波を生じさせる。すなわち、固有振動の波長は、概略、閉管の長さの４倍である。一方、波長λ、音速ｃ及び角振動数ωとの間には公知のλ＝ｃ×２π／ωの関係がある。従って、部分流路４５の長さによってω２を調整することができる。なお、実際の設計に際しては、周知の開口端補正が考慮されてよい。
　ｎが１又は２の場合は、ω２／ω１が比較的小さいということができる。この場合は、部分流路４５は、相対的に長くされてよい。例えば、部分流路４５の長さは、加圧室４３の流れ方向の長さ（平面方向の最大長さ）と絞り３９の流れ方向の長さ（平面方向の最大長さ）との和よりも大きくされてよい。また、共通流路２３の厚み（高さ）を大きくすることによって、結果として部分流路４５の長さが大きくなるようにされてもよい。なお、上記の部分流路４５の長さは、流路の中心線（横断面の中央を通る線）の長さであってよい。また、個別流路２５の長さは、例えば、絞り３９よりもノズル５側の部分の長さとされてもよいし、接続部３７よりもノズル５側の部分の長さとされてもよいし、共通流路２３との接続位置からノズル５側の長さとされてもよい。
　部分流路４５の長さの調整は、部分流路４５を曲げることによって調整されてよい。この場合、流路部材１９の厚みを変更することなく、部分流路４５の長さを調整することができる。
　部分流路４５の長さの調整以外にも種々の方法によってω２（又は他のパラメータ）を調整できる。例えば、周知の開口端補正から理解されるように、部分流路４５の径を変えることによって高周波振動の波長を変化させてω２を調整してよい。また、例えば、液体の物性を変えて（利用が想定される液体の種類を変えて）、γ１／ω１を調整してもよい。
　上記では、（１）～（３）式に含まれるγ１、ω１及びω２の調整について述べた。γ２、Ａ２／Ａ１、及び／又はＢ２／Ｂ１が調整される場合においても、これらに影響を及ぼす種々の因子のいずれが調整されてもよい。γ２に影響を及ぼす因子としては、例えば、部分流路４５の形状及び寸法、並びに液体の物性が挙げられる。Ａ２／Ａ１、及び／又はＢ２／Ｂ１に影響を及ぼす因子としては、ω１、ω２及びγ１に影響を及ぼす因子（既述）として挙げたものが挙げられる。
（８．パラメータの特定方法）
　（１）式～（３）式が満たされているか否かは、種々の方法によって特定されてよい。換言すれば、（１）式～（３）式の各種のパラメータの値は、種々の方法によって特定されてよい。以下では、その一例について説明する。
　測定対象とするヘッド２において、パルスＰｓの立下りを有する（立上りを有さない）駆動信号Ｓｇ１をアクチュエータ１７に入力する実験を行う。このとき、レーザードップラ振動計によってメニスカスの速度を測定する。測定においては、外部からノズル５を介してレーザーをメニスカスに照射する。そして、反射したレーザーの周波数を検出する。これにより、図６に例示したようなメニスカスの速度の経時変化（別の観点では振動の波形）が得られる。
　得られた波形は、主振動による波形及び高周波振動による波形等の種々の周波数の波形を含むものである。この波形をフーリエ変換（例えばＦＦＴ：fast Fourier transform）によって周波数毎の波形に分解する。これにより、主振動及び高周波振動のそれぞれの波形が得られる。そして、各波形に対して（４）及び（５）式の関数があてはまるように振幅（Ａ１又はＡ２）、減衰率（γ１又はγ２）及び角振動数（ω１又はω２）を求める。例えば、減衰振動をフーリエ変換し、２乗したスペクトルは、ピーク付近でローレンツ関数に従った分布になるので、それを利用して求めることができる。具体的には、式（１）の主振動のピークの周波数ｆ付近の強度X（ｆ）は、次の式で表されるので、これにフィッティングして、振幅Ａ１、減衰率γ１及び角振動数ω１を求めることができる。高周波振動についても、同様にしてパラメータを求めることができる。
｜X（ｆ）｜２＝Ａ１２／（４×（ｆ－ω１／２π）２＋（γ１／π）２）
　また、次のように振幅、減衰率及び角振動数を求めてもよい。例えば、振幅として、１つ目の谷（図６のｔ＝０における極小値）の絶対値を採用してもよい。減衰率は、隣り合う２つの極大値（又は隣り合う２つの極小値）の値をｙ１及びｙ２とし、ｙ１及びｙ２が得られた時点をｔ１及びｔ２としたとき、下記式によって算出されてもよい。
　　　γ＝ｌｎ（ｙ１／ｙ２）／（ｔ２－ｔ１）
　角振動数は、上記のｔ１及びｔ２を用いて下記式によって算出されてもよい。
　　　ω＝２π（ｔ２－ｔ１）
　Ｂ２／Ｂ１は、例えば、以下のように特定されてよい。上述のようにフーリエ変換を行うと、図１４に例示したようなスペクトルを得ることができる。強度の極大値のうち最も高いものをピーク強度Ｂ１とする。ピーク強度Ｂ１よりも高周波数側において、ピーク強度Ｂ１に次いで高い強度の極大値をピーク強度Ｂ２とする。もちろん、ノイズ的な極大値は適宜に排除した上で、ピーク強度Ｂ１及びＢ２が特定されてよい。
　なお、ピーク強度Ｂ１の周波数は、約ω１／２πであるが、それらが一致するとは限らない。同様に、ピーク強度Ｂ２の周波数は、約ω２／２πであるが、それらが一致するとは限らない。また、Ｂ２／Ｂ１は、Ａ２／Ａ１と近い値となるが、それらが一致するとは限らない。
（９．実施形態のまとめ）
　以上のとおり、実施形態に係る液体吐出ヘッド２は、流路部材１９と、アクチュエータ１７とを有している。流路部材１９は、液体を収容する個別流路２５を有している。個別流路２５は、加圧室４３と、加圧室４３から延びている部分流路４５と、部分流路４５の加圧室４３とは反対側の端部にて外部に開口しているノズル５と、を有している。アクチュエータ１７は、加圧室４３に圧力を付与する。個別流路２５における液体の固有振動（主振動）の減衰率をγ１（ｒａｄ／ｓ）とする。主振動の角振動数をω１（ｒａｄ／ｓ）とする。部分流路４５における液体の固有振動（高周波振動）の角振動数をω２（ｒａｄ／ｓ）とする。ｎを正の整数とする。このとき、既述の（１）式～（３）式の少なくとも１つが成り立つ。
　別の観点では、実施形態に係る液体吐出装置（プリンタ１）は、上記のようなヘッド２と、ヘッド２と記録媒体とを相対移動させる移動部８５と、を有している。
　従って、例えば、これまでに述べたように、メニスカスの速度の固有振動の山の頂部を平らにし（図６参照）、ひいては、パルス幅ＰＷの変化（別の観点ではＡＬとＰＷとのずれ）がメニスカスの最大速度ｖｍａｘに及ぼす影響を低減することができる（図５Ａ及び図５Ｂ）。その結果、複数の吐出素子１５のＡＬのばらつきに起因するメニスカスの最大速度ｖｍａｘのばらつきを低減できる。ひいては、例えば、最大速度ｖｍａｘに相関する吐出速度及び／又は吐出量のばらつきを低減し、画質を向上させることができる。
　ω２及びω１については、ばらつきを低減する原理に照らせば、両者の比ω２／ω１が影響し、絶対値（ｒａｄ／ｓ）は影響しない。従って、（１）式～（３）式が適用されるときのω２及びω１は、原理的には任意である。
　γ１／ω１は、現実的には０よりも大きい。また、γ１／ω１が１よりも大きい場合においては、メニスカスの速度が振動しないことになり、引き打ち式の原理が成立しない。これらのことから、計算で用いたγ１／ω１の値の範囲と、現実的なγ１／ω１の値の範囲との重複量は大きい。換言すれば、（１）～（３）式を適用するに際して、γ１／ω１の値は、計算で用いた値に限定されない。ただし、γ１／ω１の値は、０．４６以下、又はこれを四捨五入した０．５以下（０．５４以下を含む）に限定されてもよい。
　γ２／ω１が（１）式～（３）式の成立に及ぼす影響が小さいことは図９Ａ～図９Ｃ等によって示したとおりである。すなわち、（１）式～（３）式を適用するに際して、γ２／ω１及びγ２の絶対値（ｒａｄ／ｓ）は任意である。
　（１）式～（３）式の成立の有無には、液体の物性（別の観点では液体の種類）が影響する。ただし、（１）式～（３）式を要件とするヘッド２は、液体を構成要件としていなくてよい。換言すれば、液体が充填されずに流通されているヘッド２について、本開示の技術が適用されているか否か、判断されてよい。一般に、ヘッド２は、いわゆる純正品のインクが用いられたときに、意図された性能、仕様書で要求された性能、又は最適な性能を発揮するように構成されている。従って、解析又は実験等によって、ヘッド２の構成に基づいて、ヘッド２で利用が意図されている液体の物性を特定することができる。すなわち、液体の有無を問わずに、（１）式～（３）式の成立の有無を判断できる。ただし、仕様書又は説明書等から液体の物性が特定されてもよい。また、上記とは異なり、液体が充填されているヘッド２について、（１）式～（３）式が成立するか否かが判断されてもよい。
　（１）式～（３）式は、ヘッド２が有する複数の吐出素子１５の任意の数の吐出素子１５において成立してよい。例えば、ヘッド２が有する複数の吐出素子１５のうち、全ての吐出素子１５について成立してもよいし、２以上かつ一部の吐出素子１５について成立してもよい。上記一部は、例えば、５０％未満、５０％以上又は８０％以上であってよい。
　上記においては、複数の吐出素子１５間のばらつきの観点から効果を説明した。１つの吐出素子１５に着目したときにおいては、パルス幅ＰＷとＡＬとのずれによって生じる、意図されていた最大速度ｖｍａｘと実際の最大速度ｖｍａｘとの差（誤差）が低減される効果が奏されるということができる。この観点からは、ヘッド２が有する吐出素子１５の数は、１つであっても構わない。
　ｎは、１又は２とされてよい。
　この場合、例えば、図８～図１３Ｃに示されているように、γ２／ω１の値にもよるが、ＦＴの極大値が大きくなりやすい。その結果、上述したばらつきを低減する効果が向上する。
　γ１／ω１は、０．４６以下とされてよい。
　この場合、例えば、図８と図１１とを比較して既に述べたように、γ１／ω１が小さいほどＦＴを大きくしやすいから、ＦＴを大きくする効果を得ることが容易化される。また、（１）式～（３）式を求めたときのγ１／ω１の値が採用されるから、ＦＴを大きくする効果を得ることができる蓋然性が高い。
　部分流路４５における液体の固有振動の減衰率をγ２（ｒａｄ／ｓ）としたとき、γ２／ω１は１．１５以下、好ましくは０．９２以下、さらに好ましくは０．４６以下とされてよい。
　この場合、例えば、図９Ａ～図１０Ｃを参照して既に述べたように、γ２／ω１が小さいほどＦＴを大きくしやすいから、ＦＴを大きくする効果を得ることが容易化される。また、（１）式～（３）式を求めたときのγ２／ω１の値が採用されるから、ＦＴを大きくする効果を得ることができる蓋然性が高い。
　個別流路２５における液体の固有振動（主振動）の速度の振幅スペクトルのピーク強度Ｂ１に対する、部分流路４５における液体の固有振動（高周波振動）の速度の振幅スペクトルのピーク強度Ｂ２であるＢ２／Ｂ１は、０．１９以上０．２５以下とされてよい。
　この場合、例えば、上記のような強度の高周波振動が主振動と合成されていることにより、複数の吐出素子１５間における液滴の吐出速度のばらつきをより低減できる。Ｂ２／Ｂ１が０．１９以上であることにより、吐出に対して高周波振動が適切に影響を与える。Ｂ２／Ｂ１が０．２５以下であることにより、吐出に対する高周波振動の影響が大きくなりすぎない。
　ヘッド２は、アクチュエータ１７を引き打ち式によって駆動するドライバ１３を更に有していてよい。
　この場合、例えば、ヘッド２の付加価値が向上する。また、引き打ち式の駆動によって上述した効果を得ることができる。
　以上の実施形態において、プリンタ１は液体吐出装置の一例である。印刷用紙Ｐは記録媒体の一例である。
　本開示に係る技術は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
　アクチュエータの駆動方式は、主振動の固有振動を生じさせるとともにその固有振動に同期して液体に圧力を付与するものであればよい。従って、典型的には引き打ち式であるが、引き打ち式を改良した駆動方式、又は引き打ち式と捉えることが難しい駆動方式が採用されてもよい。
　液体吐出ヘッドは、部分流路から液体を回収する回収流路を有しているものであってもよい。回収流路は、例えば、部分流路に液体が滞留する蓋然性を低減することに寄与する。これにより、例えば、ノズル付近の液体の溶媒の蒸発に起因してノズル内及び部分流路内の液体の粘度が高くなる蓋然性が低減される。
　アクチュエータは、ユニモルフ型又はバイモルフ型のものに限定されない。例えば、アクチュエータは、電極層と圧電層とが積層されて構成され、収縮及び伸縮を直接的に振動板に伝える縦型圧電素子であってもよい。
　液体吐出装置は、ヘッドをロボット等によって移動させることによって記録媒体とヘッドとを相対移動させるものであってもよい。また、液体吐出装置は、その全体がユーザの手によって保持されて移動され、記録媒体に対して相対移動するものであってもよい。液体吐出装置は、紙又は布等にインクを付着させるものに限定されず、車体に塗料を付着させるものであってもよい。換言すれば、記録媒体は広く解釈されてよい。
１…液体吐出ヘッド、５…ノズル、１７…アクチュエータ、１９…流路部材、２５…個別流路、４３…加圧室、４５…部分流路。

Claims (8)

  1. 　液体を収容する個別流路を有しており、前記個別流路が、加圧室と、前記加圧室から延びている部分流路と、前記部分流路の前記加圧室とは反対側の端部にて外部に開口しているノズルと、を有している流路部材と、
    　前記加圧室に圧力を付与するアクチュエータと、
    　を有しており、
    　前記個別流路における前記液体の固有振動の減衰率をγ１（ｒａｄ／ｓ）とし、前記個別流路における前記液体の固有振動の角振動数をω１（ｒａｄ／ｓ）とし、前記部分流路における前記液体の固有振動の角振動数をω２（ｒａｄ／ｓ）とし、ｎを正の整数としたときに、下記式
    　　　０．９５×２ｎ（１＋０．３２×γ１／ω１）≦ω２／ω１≦１．０５×２ｎ（１＋０．３２×γ１／ω１）
    が成り立つ、
    　液体吐出ヘッド。
  2. 　液体を収容する個別流路を有しており、前記個別流路が、加圧室と、前記加圧室から延びている部分流路と、前記部分流路の前記加圧室とは反対側の端部にて外部に開口しているノズルと、を有している流路部材と、
    　前記加圧室に圧力を付与するアクチュエータと、
    　を有しており、
    　前記個別流路における前記液体の固有振動の角振動数をω１（ｒａｄ／ｓ）とし、前記部分流路における前記液体の固有振動の角振動数をω２（ｒａｄ／ｓ）としたときに、下記式
    　　　１．９７≦ω２／ω１≦２．３９、又は
    　　　３．９５≦ω２／ω１≦４．８８、
    が成り立つ、
    　液体吐出ヘッド。
  3. 　ｎが１又は２である
    　請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 　前記個別流路における前記液体の固有振動の減衰率をγ１（ｒａｄ／ｓ）としたとき、γ１／ω１が０．４６以下である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 　前記部分流路における前記液体の固有振動の減衰率をγ２（ｒａｄ／ｓ）としたとき、γ２／ω１が１．１５以下である
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
  6. 　前記個別流路における前記液体の固有振動の速度の振幅スペクトルのピーク強度に対する、前記部分流路における前記液体の固有振動の速度の振幅スペクトルのピーク強度が、０．１９以上０．２５以下である、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
  7. 　前記アクチュエータを引き打ち式によって駆動するドライバを更に有している
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項記載の液体吐出ヘッドと、
    　前記液体吐出ヘッドと記録媒体とを相対移動させる移動部と、
    　を有している液体吐出装置。
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