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JP5766464B2 - Ink jet head and recording apparatus - Google Patents
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本発明は、インクジェットヘッド及び記録装置に関する。   The present invention relates to an inkjet head and a recording apparatus.

いわゆる撓みモードで変位するアクチュエータを有するインクジェットヘッドが知られている(例えば特許文献1)。当該インクジェットヘッドは、吐出孔に通じる凹部(加圧室)を有する基体と、凹部を塞ぐアクチュエータとを有している。そして、アクチュエータが加圧室の内部側へ撓むことにより、加圧室の容積が縮小され、加圧室に満たされていたインクが吐出孔から吐出される。   An inkjet head having an actuator that is displaced in a so-called bending mode is known (for example, Patent Document 1). The ink jet head includes a base body having a recess (pressurizing chamber) that communicates with the ejection hole and an actuator that closes the recess. Then, when the actuator is bent toward the inside of the pressurizing chamber, the volume of the pressurizing chamber is reduced, and the ink filled in the pressurizing chamber is ejected from the ejection holes.

ピエゾ式のアクチュエータにおいては、上記のような撓みは、いわゆる圧電横効果を利用して実現されている。例えば、ユニモルフ型のアクチュエータは、基体側から順に積層された、振動板、共通電極、圧電体及び個別電極を有している。圧電体は、アクチュエータの積層方向において分極されている。共通電極及び個別電極に電圧が印加されると、圧電横効果により圧電体は面内(横方向)において縮小される。この縮小変形は、振動板によってその変位が拘束されるから、振動板側(加圧室側)を凸とする撓み変形に変換される。   In a piezoelectric actuator, the above-described bending is realized by utilizing a so-called piezoelectric lateral effect. For example, a unimorph actuator has a diaphragm, a common electrode, a piezoelectric body, and individual electrodes that are sequentially stacked from the substrate side. The piezoelectric body is polarized in the stacking direction of the actuator. When a voltage is applied to the common electrode and the individual electrodes, the piezoelectric body is reduced in the plane (lateral direction) due to the piezoelectric lateral effect. Since this displacement is restrained by the vibration plate, this reduction deformation is converted into a bending deformation with the vibration plate side (pressure chamber side) as a convex.

なお、特許文献1は、圧電体の、個別電極の直下の領域が横方向に縮小されると、圧電体の、個別電極の周囲の領域に引張り力が付与され、当該引張り力の付与が繰り返される結果、駆動劣化が生じることに着目している。そして、特許文献1の技術では、個別電極の周囲に個別電極から離れて補助電極を設け、個別電極と共通電極との間に電圧が印加される際には、補助電極と共通電極との間に、圧電体を横方向に拡大させるように電圧を印加している。その結果、個別電極の直下の領域の縮小と、補助電極の直下の領域の拡大とが相殺され、個別電極の周囲の領域(個別電極と補助電極との間の領域)に加えられる引張り力が緩和される。   In Patent Document 1, when the region immediately below the individual electrode of the piezoelectric body is reduced in the lateral direction, a tensile force is applied to the region around the individual electrode of the piezoelectric body, and the application of the tensile force is repeated. As a result, attention is paid to drive deterioration. In the technique of Patent Document 1, an auxiliary electrode is provided around the individual electrode so as to be separated from the individual electrode. When a voltage is applied between the individual electrode and the common electrode, the auxiliary electrode is disposed between the auxiliary electrode and the common electrode. In addition, a voltage is applied to expand the piezoelectric body in the lateral direction. As a result, the reduction of the area immediately below the individual electrode and the enlargement of the area immediately below the auxiliary electrode are offset, and the tensile force applied to the area around the individual electrode (the area between the individual electrode and the auxiliary electrode) Alleviated.

特開2010−228145号公報JP 2010-228145 A

上記のように、従来は、アクチュエータの撓みは圧電横効果によって実現されているところ、本発明の目的は、新たな原理に基づきアクチュエータの変位を実現するインクジェットヘッド及び記録装置を提供することにある。   As described above, conventionally, the deflection of the actuator is realized by the piezoelectric lateral effect, and an object of the present invention is to provide an ink jet head and a recording apparatus that realize the displacement of the actuator based on a new principle. .

本発明の一態様に係るインクジェットヘッドは、所定面に形成された凹部により加圧室が構成された基体と、前記加圧室を塞ぐように前記所定面に重ねられたアクチュエータと、前記アクチュエータに電圧を印加する駆動信号出力部と、を有し、前記アクチュエータは、前記所定面に重ねられた振動板と、前記振動板に重ねられた共通電極と、前記共通電極に重ねられた圧電体と、前記圧電体に重ねられ、平面視において前記加圧室の中央側にて広がる個別電極本体を有する個別電極と、前記圧電体に重ねられ、平面視において前記個別電極本体の外側に位置する外側電極本体を有する外側電極と、を有し、前記圧電体の前記個別電極本体と重なる第1領域、及び、前記圧電体の前記個別電極本体と前記外側電極本体との間に位置する第2領域は、前記アクチュエータの積層方向を分極方向とされており、前記駆動信号出力部は、前記第1領域の分極方向へ前記個別電極と前記共通電極との間に電圧を印加しつつ、前記第2領域が前記第1領域側ほど前記加圧室側へ位置する剪断変形を生じる方向へ前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加する、変形加算電圧印加を行う。   An inkjet head according to an aspect of the present invention includes a base body in which a pressurizing chamber is configured by a recess formed in a predetermined surface, an actuator stacked on the predetermined surface so as to close the pressurizing chamber, and the actuator. A drive signal output unit for applying a voltage, and the actuator includes a diaphragm overlaid on the predetermined surface, a common electrode overlaid on the diaphragm, and a piezoelectric body overlaid on the common electrode, An individual electrode having an individual electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and spreads in the center of the pressurizing chamber in plan view; and an outer side that is superimposed on the piezoelectric body and is located outside the individual electrode body in plan view An outer electrode having an electrode body, a first region of the piezoelectric body overlapping the individual electrode body, and a second region positioned between the individual electrode body and the outer electrode body of the piezoelectric body. Is configured such that the stacking direction of the actuators is a polarization direction, and the drive signal output unit applies a voltage between the individual electrode and the common electrode in the polarization direction of the first region, A deformation addition voltage application is performed, in which a voltage is applied between the individual electrode and the outer electrode in a direction in which shear deformation occurs in a region where the region is closer to the first region.

好適には、前記第1領域及び前記第2領域は、分極方向が互いに逆方向とされており、前記変形加算電圧印加において、前記外側電極と前記共通電極とは同電位とされる。   Preferably, the first region and the second region have polarization directions opposite to each other, and the outer electrode and the common electrode are set to the same potential when the deformation addition voltage is applied.

好適には、前記駆動信号出力部は、前記変形加算電圧印加において、前記個別電極と前記共通電極との間に電圧を印加しつつ、前記外側電極の電位を前記共通電極の電位と異ならせて前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加する。   Preferably, the drive signal output unit applies a voltage between the individual electrode and the common electrode in applying the modified addition voltage, and makes the potential of the outer electrode different from the potential of the common electrode. A voltage is applied between the individual electrode and the outer electrode.

好適には、前記第1領域及び前記第2領域は、分極方向が互いに同一とされている。   Preferably, the first region and the second region have the same polarization direction.

好適には、前記駆動信号出力部は、前記変形加算電圧印加に先立って、前記個別電極の電位を前記共通電極の電位と同等としつつ、前記第2領域が前記第1領域側ほど前記加圧室とは反対側へ位置する剪断変形を生じる方向へ前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加する。   Preferably, the drive signal output unit is configured so that the potential of the individual electrode is equal to the potential of the common electrode and the second region is closer to the first region before the deformation addition voltage is applied. A voltage is applied between the individual electrode and the outer electrode in a direction in which shear deformation is located on the opposite side of the chamber.

好適には、前記駆動信号出力部は、前記変形加算電圧印加において、前記第1領域の分極方向への電圧印加開始を、前記第2領域が前記第1領域側ほど前記加圧室側へ位置する剪断変形を生じる方向への電圧印加開始に対して遅らせる。   Preferably, the drive signal output unit starts voltage application in the polarization direction of the first region when applying the deformation addition voltage, and the second region is positioned closer to the pressurizing chamber as the first region is closer to the first region. It delays with respect to the start of voltage application in the direction in which shear deformation occurs.

本発明の一態様に係るインクジェットヘッドは、所定面に形成された凹部により加圧室が構成された基体と、前記加圧室を塞ぐように前記所定面に重ねられたアクチュエータと、を有し、前記アクチュエータは、前記所定面に重ねられた振動板と、前記振動板に重ねられた共通電極と、前記共通電極に重ねられた圧電体と、前記圧電体に重ねられ、平面視において前記加圧室の中央側にて広がる個別電極本体を有する個別電極と、前記圧電体に重ねられ、平面視において前記個別電極本体の外側に位置する外側電極本体を有する外側電極と、を有し、前記圧電体の前記個別電極本体と重なる第1領域は、前記アクチュエータの積層方向を分極方向とされており、前記圧電体の前記個別電極本体と前記外側電極本体との間に位置する第2領域は、前記第1領域の分極方向とは逆方向を分極方向とされている。   An inkjet head according to an aspect of the present invention includes a base body in which a pressurizing chamber is configured by a recess formed in a predetermined surface, and an actuator that is stacked on the predetermined surface so as to close the pressurizing chamber. The actuator includes a diaphragm overlaid on the predetermined surface, a common electrode overlaid on the diaphragm, a piezoelectric body overlaid on the common electrode, and a piezoelectric body overlaid on the piezoelectric body. An individual electrode having an individual electrode body extending on the center side of the pressure chamber, and an outer electrode having an outer electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and is located outside the individual electrode body in plan view, The first region of the piezoelectric body that overlaps the individual electrode main body has a polarization direction that is the stacking direction of the actuator, and the second region that is located between the individual electrode main body and the outer electrode main body of the piezoelectric body is Is the opposite direction as the polarizing direction of the polarization direction of the first region.

好適には、前記外側電極と前記共通電極とは互いに接続されて同電位とされている。   Preferably, the outer electrode and the common electrode are connected to each other and have the same potential.

好適には、前記圧電体の前記外側電極本体と重なる第3領域は分極されていない。   Preferably, the third region of the piezoelectric body overlapping the outer electrode body is not polarized.

本発明の一態様に係る記録装置は、所定面に形成された凹部により加圧室が構成された基体と、前記加圧室を塞ぐように前記所定面に重ねられたアクチュエータと、前記アクチュエータに電圧を印加する駆動信号出力部と、を有し、前記アクチュエータは、前記所定面に重ねられた振動板と、前記振動板に重ねられた共通電極と、前記共通電極に重ねられた圧電体と、前記圧電体に重ねられ、平面視において前記加圧室の中央側にて広がる個別電極本体を有する個別電極と、前記圧電体に重ねられ、平面視において前記個別電極本体の外側に位置する外側電極本体を有する外側電極と、を有し、前記圧電体の前記個別電極本体と重なる第1領域、及び、前記圧電体の前記個別電極本体と前記外側電極本体との間に位置する第2領域は、前記アクチュエータの積層方向を分極方向とされており、前記駆動信号出力部は、前記第1領域の分極方向へ前記個別電極と前記共通電極との間に電圧を印加しつつ、前記第2領域が前記第1領域側ほど前記加圧室側へ位置する剪断変形を生じる方向へ前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加する。   A recording apparatus according to an aspect of the present invention includes a base body in which a pressurizing chamber is configured by a recess formed on a predetermined surface, an actuator stacked on the predetermined surface so as to close the pressurizing chamber, and the actuator. A drive signal output unit for applying a voltage, and the actuator includes a diaphragm overlaid on the predetermined surface, a common electrode overlaid on the diaphragm, and a piezoelectric body overlaid on the common electrode, An individual electrode having an individual electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and spreads in the center of the pressurizing chamber in plan view; and an outer side that is superimposed on the piezoelectric body and is located outside the individual electrode body in plan view A first region that overlaps the individual electrode main body of the piezoelectric body, and a second region that is located between the individual electrode main body and the outer electrode main body of the piezoelectric body. Is the above The stacking direction of the tutor is a polarization direction, and the drive signal output unit applies a voltage between the individual electrode and the common electrode in the polarization direction of the first region, and the second region A voltage is applied between the individual electrode and the outer electrode in a direction in which shear deformation is located closer to the first region toward the pressurizing chamber.

上記の構成によれば、新たな原理に基づきアクチュエータの変位を実現できる。   According to said structure, the displacement of an actuator is realizable based on a new principle.

本発明の第1の実施形態に係る記録装置の要部を模式的に示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a main part of the recording apparatus according to the first embodiment of the invention. 図1の記録装置のインクジェットヘッドの一部の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a part of an ink jet head of the recording apparatus of FIG. 1. 図2のインクジェットヘッドのアクチュエータの平面図。The top view of the actuator of the inkjet head of FIG. 図4(a)及び図4(b)はアクチュエータにおける分極方向及び電圧印加方向を説明する模式図。4A and 4B are schematic diagrams for explaining the polarization direction and the voltage application direction in the actuator. 図5(a)及び図5(b)は一般的な分極方向と電界方向との関係を示す模式図。FIG. 5A and FIG. 5B are schematic diagrams showing a relationship between a general polarization direction and an electric field direction. 本発明の第2の実施形態に係る記録装置の要部を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the principal part of the recording device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図7(a)〜図7(c)は図6の記録装置における加圧室の圧力及び駆動信号のパターンを示す図。FIG. 7A to FIG. 7C are views showing pressure and driving signal patterns in the pressurizing chamber in the recording apparatus of FIG. 図8(a)〜図8(d)は図6の記録装置におけるアクチュエータの変位を模式的に示す図。FIG. 8A to FIG. 8D schematically show the displacement of the actuator in the recording apparatus of FIG. 本発明の第3の実施形態に係る記録装置の要部を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the principal part of the recording device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図10(a)〜図10(c)は図9の記録装置における加圧室の圧力及び駆動信号のパターンを示す図。FIG. 10A to FIG. 10C are diagrams showing the pressure of the pressurizing chamber and the drive signal pattern in the recording apparatus of FIG. 本発明の第4の実施形態に係る記録装置の要部を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the principal part of the recording device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 図12(a)及び図12(b)は比較例の変位を示す図。FIG. 12A and FIG. 12B are diagrams showing the displacement of the comparative example. 図13(a)及び図13(b)は第2領域の面積を変化させた実施例の変位を示す図。FIG. 13A and FIG. 13B are diagrams showing the displacement of the example in which the area of the second region is changed. 図14(a)及び図14(b)は第3領域の面積を変化させた実施例の変位を示す図。FIG. 14A and FIG. 14B are diagrams showing the displacement of the example in which the area of the third region is changed. 図15(a)及び図15(b)は実施例の15モードの変形量を示す図。FIG. 15A and FIG. 15B are diagrams showing the amount of deformation in 15 modes of the embodiment. 図16(a)及び図16(b)は第2領域の面積をより小さくした実施例の変位を示す図。FIG. 16A and FIG. 16B are diagrams showing the displacement of the embodiment in which the area of the second region is made smaller. 図17(a)及び図17(b)は第3領域を分極されていない状態とした実施例の変位を示す図。FIG. 17A and FIG. 17B are diagrams showing the displacement of the example in which the third region is not polarized.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、説明対象の実施形態において、既に説明された実施形態の構成と同一若しくは類似する構成については、同一の符号を付すことがあり、また、説明を省略することがある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in the embodiment to be described, the same or similar configuration as the configuration of the already described embodiment may be denoted by the same reference numeral, and the description may be omitted.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る記録装置1の要部を模式的に示す斜視図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a main part of a recording apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.

なお、記録装置1及び後述するインクジェットヘッド5は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系xyzを定義するとともに、z方向の正側(図1の紙面上方)を上方として、上面、下面等の用語を用いることがあるものとする。   The recording device 1 and the inkjet head 5 to be described later may be either upward or downward, but hereinafter, for convenience, the orthogonal coordinate system xyz is defined and the z-direction normal direction is defined. The term “upper surface” or “lower surface” may be used with the side (upper side in FIG. 1) as the upper side.

記録装置1は、例えば、メディア(例えば紙)101を矢印y1で示す方向へ搬送する搬送部3と、搬送されているメディア101に向けてインク滴を吐出するヘッド5と、搬送部3及びヘッド5の動作を制御する制御部7とを有している。   The recording apparatus 1 includes, for example, a transport unit 3 that transports a medium (for example, paper) 101 in a direction indicated by an arrow y1, a head 5 that ejects ink droplets toward the transported medium 101, and the transport unit 3 and the head. 5 and a control unit 7 for controlling the operation of 5.

搬送部3は、例えば、不図示の供給スタックに積層された複数のメディア101を一ずつ不図示の排出スタックへ搬送する。搬送部3は、公知の適宜な構成とされてよい。図1では、搬送経路がストレートパスとされ、メディア101に当接するローラ9と、ローラ9を回転させるモータ11とが設けられた搬送部が例示されている。   For example, the transport unit 3 transports a plurality of media 101 stacked on a supply stack (not shown) one by one to a discharge stack (not shown). The transport unit 3 may have a known appropriate configuration. In FIG. 1, the conveyance path is a straight path, and a conveyance unit provided with a roller 9 that contacts the medium 101 and a motor 11 that rotates the roller 9 is illustrated.

ヘッド5は、メディア101の搬送経路の途中に配置されており、z方向の正側からメディア101に対向する。ヘッド5は、メディア101の印画面及び搬送方向に直交する方向(主走査方向、x方向)にシャトル運動を行うシリアルヘッドであってもよいし、当該直交する方向に(ほぼ)固定されたラインヘッドであってもよい。なお、本実施形態においては、ヘッド5がラインヘッドである場合を例に挙げて説明するものとする。   The head 5 is disposed in the middle of the conveyance path of the medium 101 and faces the medium 101 from the positive side in the z direction. The head 5 may be a serial head that performs a shuttle motion in a direction (main scanning direction, x direction) orthogonal to the printing screen and the conveyance direction of the medium 101, or a line fixed (substantially) in the orthogonal direction. It may be a head. In the present embodiment, the case where the head 5 is a line head will be described as an example.

ヘッド5は、x方向の複数位置においてインク滴をメディア101に吐出、付着させる。当該動作が、メディア101の搬送に伴って繰り返し行なわれることにより、メディア101には2次元画像が形成される。   The head 5 ejects and attaches ink droplets to the medium 101 at a plurality of positions in the x direction. By repeating this operation as the medium 101 is conveyed, a two-dimensional image is formed on the medium 101.

制御部7は、例えば、CPU、ROM、RAM及び外部記憶装置を含んで構成されている。制御部7は、モータ用ドライバ13に制御信号を出力することにより、所望の電圧をモータ11に印加して、モータ11を制御する。同様に、制御部7は、ヘッド用ドライバ15に制御信号を出力することにより、所望の電圧をヘッド5に印加して、ヘッド5を制御する。   The control unit 7 includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and an external storage device. The controller 7 applies a desired voltage to the motor 11 by outputting a control signal to the motor driver 13 to control the motor 11. Similarly, the control unit 7 outputs a control signal to the head driver 15 to apply a desired voltage to the head 5 to control the head 5.

ヘッド用ドライバ15、又は、ヘッド用ドライバ15及び制御部7の一部は、予め記憶されている駆動パターン(波形)に従って駆動信号(ヘッド5に印加される電圧)を生成してヘッド5に出力する駆動信号出力部8を構成している。駆動信号出力部8は、例えば、ドライバICや回路基板により構成されている。   The head driver 15 or a part of the head driver 15 and the control unit 7 generates a drive signal (voltage applied to the head 5) according to a drive pattern (waveform) stored in advance and outputs the drive signal to the head 5 The drive signal output unit 8 is configured. The drive signal output unit 8 is configured by, for example, a driver IC or a circuit board.

なお、図1では、駆動信号出力部8とヘッド5とを互いに別個のものとして図示している。ただし、駆動信号出力部8は、その一部又は全部がヘッド5に搭載されてもよい。この場合において、ヘッド5と駆動信号出力部8のヘッド5に搭載された部分(一部又は全部)との全体が、広義のヘッド6を構成していると捉えられてもよい。   In FIG. 1, the drive signal output unit 8 and the head 5 are illustrated as being separate from each other. However, part or all of the drive signal output unit 8 may be mounted on the head 5. In this case, the whole of the head 5 and the part (part or all) of the drive signal output unit 8 mounted on the head 5 may be regarded as constituting the head 6 in a broad sense.

図2は、ヘッド5の一部を拡大して示す模式的な断面図(図3のII−II線に対応)である。なお、図2の紙面下方がメディア101に対向する側である。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view (corresponding to the line II-II in FIG. 3) showing a part of the head 5 in an enlarged manner. 2 is the side facing the medium 101. In FIG.

ヘッド5は、圧電素子の機械的歪によりインクに圧力を付与するピエゾ式のヘッドである。ヘッド5は、インク滴を吐出する複数の吐出素子19を有し、図2は一の吐出素子19を示している。複数の吐出素子19は、例えば、xy平面において配列されており、各吐出素子19は、メディア101上の1ドットに対応している。   The head 5 is a piezo-type head that applies pressure to ink by mechanical distortion of a piezoelectric element. The head 5 has a plurality of ejection elements 19 that eject ink droplets, and FIG. 2 shows one ejection element 19. For example, the plurality of ejection elements 19 are arranged in the xy plane, and each ejection element 19 corresponds to one dot on the medium 101.

また、別の観点では、ヘッド5は、インクを貯留する空間を形成する基体21と、基体21に貯留されているインクに圧力を付与するためのアクチュエータ23とを有している。複数の吐出素子19は、基体21及びアクチュエータ23により構成されている。   In another aspect, the head 5 includes a base 21 that forms a space for storing ink, and an actuator 23 that applies pressure to the ink stored in the base 21. The plurality of ejection elements 19 includes a base 21 and an actuator 23.

基体21の内部には、複数の個別流路25(図2では1つを図示)と、当該複数の個別流路25に通じる共通流路(リザーバ)27とが形成されている。個別流路25は、吐出素子19毎に設けられ、共通流路27は、複数の吐出素子19に共通に設けられている。   A plurality of individual channels 25 (one is shown in FIG. 2) and a common channel (reservoir) 27 communicating with the plurality of individual channels 25 are formed inside the base 21. The individual flow path 25 is provided for each ejection element 19, and the common flow path 27 is provided in common for the plurality of ejection elements 19.

各個別流路25は、メディア101に対向する吐出孔29aを含むディセンダ(部分流路)29と、ディセンダ29に通じる加圧室31と、加圧室31と共通流路27とを連通する供給路33とを有している。   Each individual flow path 25 includes a descender (partial flow path) 29 including a discharge hole 29 a facing the medium 101, a pressurization chamber 31 that communicates with the descender 29, and a supply that communicates the pressurization chamber 31 and the common flow path 27. And a path 33.

加圧室31は、基体21の上面21aに形成された凹部により構成されている。そして、加圧室31は、アクチュエータ23が上面21aに重ねられることによって、上方の開口が塞がれている。   The pressurizing chamber 31 is constituted by a recess formed in the upper surface 21 a of the base body 21. The pressurizing chamber 31 has its upper opening blocked by the actuator 23 being superimposed on the upper surface 21a.

複数の個別流路25及び共通流路27にはインクが満たされている。複数の加圧室31の容積が変化してインクに圧力が付与されることにより、複数の加圧室31から複数のディセンダ29へインクが送出され、複数の吐出孔29aからは複数のインク滴が吐出される。また、複数の加圧室31へは複数の供給路33を介して共通流路27からインクが補充される。   The plurality of individual channels 25 and the common channel 27 are filled with ink. When the volumes of the plurality of pressurizing chambers 31 change and pressure is applied to the ink, the ink is sent from the plurality of pressurizing chambers 31 to the plurality of descenders 29, and a plurality of ink droplets are ejected from the plurality of ejection holes 29a. Is discharged. In addition, the plurality of pressurizing chambers 31 are replenished with ink from a common flow path 27 via a plurality of supply paths 33.

複数の個別流路25及び共通流路27の断面形状若しくは平面形状は、適宜に設定されてよい。本実施形態では、加圧室31は、z方向において一定の厚みに形成されるとともに、z方向に見てx方向及びy方向を対角線方向とする菱形(図3参照)とされている。その菱形のy方向の一方の角部はディセンダ29と連通され、他方の角部は供給路33と連通されている。   The cross-sectional shape or planar shape of the plurality of individual channels 25 and the common channel 27 may be set as appropriate. In the present embodiment, the pressurizing chamber 31 is formed to have a constant thickness in the z direction, and is a rhombus (see FIG. 3) having the x direction and the y direction as diagonal directions when viewed in the z direction. One corner of the rhombus in the y direction communicates with the descender 29, and the other corner communicates with the supply path 33.

供給路33の一部は、流れ方向に直交する断面積が共通流路27および加圧室31よりも小さいしぼりとされている。しぼりは、インクの振動流れがディセンダ29側において強くなるようにインクの逆流を抑制したり、インク振動流れの減衰に寄与したりする。   A part of the supply path 33 has a smaller cross-sectional area perpendicular to the flow direction than the common flow path 27 and the pressurizing chamber 31. The squeezing suppresses the back flow of the ink so that the vibration flow of the ink becomes stronger on the descender 29 side, or contributes to the attenuation of the ink vibration flow.

基体21は、例えば、複数の基板35が積層されることにより構成されている。基板35には、複数の個別流路25及び共通流路27を構成する貫通孔が形成されている。複数の基板35の厚み及び積層数は、複数の個別流路25及び共通流路27の形状等に応じて適宜に設定されてよい。複数の基板35は、適宜な材料により形成されてよく、例えば、金属、セラミック若しくはシリコンにより形成されている。   The base body 21 is configured, for example, by stacking a plurality of substrates 35. The substrate 35 is formed with through holes constituting a plurality of individual channels 25 and a common channel 27. The thickness and the number of layers of the plurality of substrates 35 may be appropriately set according to the shapes of the plurality of individual channels 25 and the common channel 27. The plurality of substrates 35 may be formed of an appropriate material, for example, formed of metal, ceramic, or silicon.

アクチュエータ23は、その一部が、いわゆるユニモルフ型の圧電素子に類似した構成とされており、加圧室31側から順に積層された、振動板37、共通電極39、圧電体41及び複数の個別電極43を有している。さらに、アクチュエータ23は、一般的なユニモルフ型の圧電素子には無い構成として、圧電体41に積層された複数の外側電極45を有している。   A part of the actuator 23 has a configuration similar to a so-called unimorph type piezoelectric element, and the diaphragm 37, the common electrode 39, the piezoelectric body 41, and a plurality of individual layers stacked in order from the pressurizing chamber 31 side. An electrode 43 is provided. Further, the actuator 23 has a plurality of outer electrodes 45 stacked on the piezoelectric body 41 as a configuration not found in a general unimorph type piezoelectric element.

振動板37、共通電極39及び圧電体41は、例えば、複数の加圧室31を覆うように複数の加圧室31に共通に設けられている。一方、個別電極43及び外側電極45は、加圧室31毎に設けられている。   The diaphragm 37, the common electrode 39, and the piezoelectric body 41 are provided in common to the plurality of pressurizing chambers 31 so as to cover the plurality of pressurizing chambers 31, for example. On the other hand, the individual electrode 43 and the outer electrode 45 are provided for each pressurizing chamber 31.

振動板37、共通電極39、圧電体41、個別電極43及び外側電極45は、適宜な材料により形成されてよい。例えば、振動板37は、セラミック、酸化シリコン若しくは窒化シリコンにより形成されている。共通電極39、個別電極43及び外側電極45は、例えば、白金若しくはパラジウムにより形成されている。圧電体41は、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等のセラミックにより形成されている。   The diaphragm 37, the common electrode 39, the piezoelectric body 41, the individual electrode 43, and the outer electrode 45 may be formed of an appropriate material. For example, the diaphragm 37 is made of ceramic, silicon oxide, or silicon nitride. The common electrode 39, the individual electrode 43, and the outer electrode 45 are made of, for example, platinum or palladium. The piezoelectric body 41 is made of ceramic such as PZT (lead zirconate titanate).

図3は、アクチュエータ23の平面図である。   FIG. 3 is a plan view of the actuator 23.

個別電極43は、加圧室31の中央側の一部に亘る広さの個別電極本体43aと、個別電極本体43aから加圧室31の外部まで引き出された個別電極引出部43bとを有している。なお、個別電極本体43aは(狭義の)個別電極として捉えられてもよい。   The individual electrode 43 has an individual electrode main body 43a having a width extending over a portion of the center side of the pressurizing chamber 31, and an individual electrode lead-out portion 43b that is led out from the individual electrode main body 43a to the outside of the pressurizing chamber 31. ing. The individual electrode body 43a may be regarded as an individual electrode (in a narrow sense).

個別電極本体43aは、例えば、概ね、加圧室31よりも面積が小さい相似形(本実施形態では概ね菱形)とされている。個別電極引出部43bは、例えば、個別電極本体43aの菱形の角部から菱形の対角線方向(例えばディセンダ29と供給路33とを結ぶ対角線の方向)に延び、端部において面積が拡大している。   The individual electrode main body 43a has, for example, a similar shape (generally a rhombus in this embodiment) having a smaller area than the pressurizing chamber 31. The individual electrode lead-out portion 43b extends, for example, from the diamond-shaped corner of the individual electrode main body 43a in the diagonal direction of the diamond (for example, the direction of the diagonal connecting the descender 29 and the supply path 33), and the area is enlarged at the end. .

外側電極45は、個別電極本体43aの外側に配置された外側電極本体45aと、外側電極本体45aから更に外側へ延びる外側電極引出部45bとを有している。なお、外側電極本体45aは(狭義の)外側電極として捉えられてもよい。   The outer electrode 45 includes an outer electrode main body 45a disposed outside the individual electrode main body 43a, and an outer electrode lead portion 45b extending further outward from the outer electrode main body 45a. The outer electrode main body 45a may be regarded as an outer electrode (in a narrow sense).

外側電極本体45aは、例えば、個別電極本体43aを囲む形状とされている。なお、外側電極本体45aが個別電極本体43aを囲むというとき、外側電極本体45aは、例えば、個別電極本体43aの図心回りの角度において、合計で180°を超える範囲に亘っていればよい。好ましくは、270°以上である。   The outer electrode body 45a has a shape surrounding the individual electrode body 43a, for example. When the outer electrode main body 45a surrounds the individual electrode main body 43a, the outer electrode main body 45a only needs to cover a range exceeding 180 ° in total at an angle around the centroid of the individual electrode main body 43a. Preferably, it is 270 degrees or more.

本実施形態では、外側電極本体45aは、個別電極引出部43bを外側電極本体45aよりも外部へ引き出すことを許容する切れ目45cが形成された形状とされ、個別電極本体43aの概ね全体を囲んでいる。切れ目45cの幅は、例えば、個別電極引出部43bと外側電極本体45aとの絶縁が、電極形成の精度や絶縁破壊等の観点から必要十分に確保される距離である。   In the present embodiment, the outer electrode main body 45a has a shape with a cut 45c that allows the individual electrode lead-out portion 43b to be pulled out of the outer electrode main body 45a, and surrounds the entire individual electrode main body 43a. Yes. The width of the cut 45c is, for example, a distance at which the insulation between the individual electrode lead portion 43b and the outer electrode main body 45a is sufficiently and sufficiently ensured from the viewpoint of electrode formation accuracy, dielectric breakdown, and the like.

外側電極本体45aの内縁(個別電極本体43a側の縁部)は、例えば、個別電極本体43aと相似形とされている。従って、個別電極本体43aと、外側電極本体45aの内縁との距離は、個別電極本体43aの周囲に亘って一定とされている。また、外側電極本体45aの外縁は、例えば、内縁(及び個別電極本体43a)と相似形とされている。換言すれば、外側電極本体45aは、その幅が一定とされている。また、外側電極本体45aは、その外縁が加圧室31の縁部に概ね一致しており、加圧室31内に収まっている。   The inner edge of the outer electrode main body 45a (the edge on the individual electrode main body 43a side) has, for example, a similar shape to the individual electrode main body 43a. Therefore, the distance between the individual electrode main body 43a and the inner edge of the outer electrode main body 45a is constant over the periphery of the individual electrode main body 43a. Further, the outer edge of the outer electrode body 45a is similar to the inner edge (and the individual electrode body 43a), for example. In other words, the outer electrode body 45a has a constant width. The outer electrode main body 45 a has an outer edge that substantially coincides with the edge of the pressurizing chamber 31 and is accommodated in the pressurizing chamber 31.

外側電極引出部45bは、例えば、外側電極本体45aの菱形の角部から菱形の対角線方向に延び、端部において面積が拡大している。また、外側電極引出部45bは、例えば、個別電極引出部43bと反対方向に延びている。   The outer electrode lead part 45b extends, for example, from the rhombus corner of the outer electrode main body 45a in the diagonal direction of the rhombus, and the area is enlarged at the end. Further, the outer electrode lead part 45b extends, for example, in the direction opposite to the individual electrode lead part 43b.

図4(a)及び図4(b)は、アクチュエータ23における分極方向及び電圧印加方向を説明する模式図(図3のIV−IV線の断面図に対応)である。なお、分極方向や電圧印加方向を示す矢印を見やすくするために、断面のハッチングは省略されている。   4A and 4B are schematic diagrams (corresponding to a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3) for explaining the polarization direction and the voltage application direction in the actuator 23. FIG. In order to make it easy to see the arrows indicating the polarization direction and the voltage application direction, cross-sectional hatching is omitted.

図4(a)において矢印a1及びa2よって示すように、圧電体41は、個別電極本体43aが重なる第1領域R1と、個別電極本体43aと外側電極本体45aとの間に位置する第2領域R2と、外側電極本体45aが重なる第3領域R3とで、分極の状態が互いに異なる(なお、便宜上、アクチュエータ23等についても第1領域R1〜第3領域R3の語を使用することがある。)。具体的には以下のとおりである。   As shown by arrows a1 and a2 in FIG. 4A, the piezoelectric body 41 includes a first region R1 where the individual electrode main body 43a overlaps, and a second region located between the individual electrode main body 43a and the outer electrode main body 45a. The state of polarization is different between R2 and the third region R3 where the outer electrode body 45a overlaps (for convenience, the terms of the first region R1 to the third region R3 may also be used for the actuator 23 and the like). ). Specifically, it is as follows.

圧電体41は、第1領域R1においては、アクチュエータ23を構成する部材の積層方向(圧電体41の厚み方向、z方向)が分極方向とされている。なお、分極方向は、上向き(加圧室31とは反対側への方向、z方向の正側)でもよいし、下向き(加圧室31側への方向、z方向の負側)でもよい。本実施形態では、下向きを例にとって説明するものとする。   In the first region R <b> 1, the piezoelectric body 41 has a polarization direction in a stacking direction of members constituting the actuator 23 (thickness direction of the piezoelectric body 41, z direction). The polarization direction may be upward (direction opposite to the pressurizing chamber 31 and positive side in the z direction) or downward (direction toward the pressurizing chamber 31 and negative side in the z direction). In the present embodiment, the downward direction will be described as an example.

また、圧電体41は、第2領域R2においては、第1領域R1の分極方向の逆方向が分極方向とされている。すなわち、本実施形態では、アクチュエータ23の積層方向であって、加圧室31とは反対側への方向(z方向の正側)が分極方向とされている。   Further, in the piezoelectric region 41, in the second region R2, the direction opposite to the polarization direction of the first region R1 is the polarization direction. That is, in the present embodiment, the direction in which the actuators 23 are stacked and the direction opposite to the pressurizing chamber 31 (the positive side in the z direction) is the polarization direction.

また、圧電体41は、第3領域R3の分極の状態は、適宜に設定されればよいが、分極されていない状態にするのが好ましい。すなわち、第3領域R3においては、分極方向が互いに異なる複数の分域が形成されており、分極が相互に打ち消され、全体として圧電効果を発揮しない状態とされている。   In addition, in the piezoelectric body 41, the polarization state of the third region R3 may be set as appropriate, but is preferably not polarized. That is, in the third region R3, a plurality of domains having different polarization directions are formed, the polarizations cancel each other, and the piezoelectric effect as a whole is not exhibited.

なお、上記以外の領域の分極の状態は、適宜に設定されてよく、第1領域R1〜第3領域R3のいずれかの分極の状態と同一であってもよいし、第1領域R1〜第3領域R3の全ての分極の状態と異なっていてもよい。   Note that the polarization states of the regions other than the above may be set as appropriate, and may be the same as the polarization states of any of the first region R1 to the third region R3, or the first region R1 to the first region. It may be different from all the polarization states of the three regions R3.

駆動信号出力部8は、個別電極43と共通電極39との間に電圧を印加可能である。従って、図4(b)において矢印a5によって示すように、圧電体41の第1領域R1においては、アクチュエータ23の積層方向を電界方向とする電界が形成される。   The drive signal output unit 8 can apply a voltage between the individual electrode 43 and the common electrode 39. Therefore, as indicated by an arrow a5 in FIG. 4B, an electric field is formed in the first region R1 of the piezoelectric body 41 with the stacking direction of the actuators 23 as the electric field direction.

例えば、駆動信号出力部8は、圧電体41の分極方向と同一の向き(本実施形態では下向き)で電界が形成されるように、個別電極43と共通電極39との間に電圧を印加する。すなわち、本実施形態においては、駆動信号出力部8は、個別電極43の電位を共通電極39の電位よりも高くする。   For example, the drive signal output unit 8 applies a voltage between the individual electrode 43 and the common electrode 39 so that the electric field is formed in the same direction as the polarization direction of the piezoelectric body 41 (downward in the present embodiment). . That is, in the present embodiment, the drive signal output unit 8 makes the potential of the individual electrode 43 higher than the potential of the common electrode 39.

一方、外側電極45は、共通電極39に接続されて共通電極39と同電位とされている。従って、図4(b)において矢印a6によって示すように、個別電極43と外側電極45との間の電位差により、圧電体41の第2領域R2においては、アクチュエータ23の積層方向に直交する方向(xy平面に沿う方向)を電界方向とする電界が形成される。より具体的には、本実施形態においては、個別電極43の電位が外側電極45の電位よりも高いことにより、第1領域R1側からその外側への方向を電界方向とする電界が形成される。   On the other hand, the outer electrode 45 is connected to the common electrode 39 and has the same potential as the common electrode 39. Therefore, as indicated by an arrow a6 in FIG. 4B, due to the potential difference between the individual electrode 43 and the outer electrode 45, in the second region R2 of the piezoelectric body 41, the direction orthogonal to the stacking direction of the actuators 23 ( An electric field having an electric field direction in the direction along the xy plane) is formed. More specifically, in the present embodiment, when the potential of the individual electrode 43 is higher than the potential of the outer electrode 45, an electric field having an electric field direction from the first region R1 side to the outer side is formed. .

なお、共通電極39の電位は、例えば、基準電位とされる。基準電位は、例えば、0Vである。従って、個別電極43と共通電極39の間に電圧を印加することは、駆動信号(基準電位に対する電位差により構成される信号)を個別電極43に出力することと等価である。以下では、電極間への電圧の印加を電極への駆動信号の出力により表現することがあるものとする。   Note that the potential of the common electrode 39 is, for example, a reference potential. The reference potential is 0V, for example. Therefore, applying a voltage between the individual electrode 43 and the common electrode 39 is equivalent to outputting a drive signal (a signal constituted by a potential difference with respect to the reference potential) to the individual electrode 43. In the following, it is assumed that the application of a voltage between electrodes is expressed by the output of a drive signal to the electrodes.

また、外側電極45と共通電極39との接続は、駆動信号出力部8において行われていてもよいし、ヘッド5内において行われていてもよい。接続がヘッド5内において行われる場合、接続は、例えば、圧電体41を貫通するビア導体、圧電体41の表面に配置された導体、又は、圧電体の周囲に配される導線によりなされる。   Further, the connection between the outer electrode 45 and the common electrode 39 may be performed in the drive signal output unit 8 or may be performed in the head 5. When the connection is made in the head 5, the connection is made by, for example, a via conductor penetrating the piezoelectric body 41, a conductor arranged on the surface of the piezoelectric body 41, or a conductive wire arranged around the piezoelectric body.

図5(a)及び図5(b)は、一般的な分極方向と電界方向との関係を示す模式図である。   FIG. 5A and FIG. 5B are schematic diagrams showing a relationship between a general polarization direction and an electric field direction.

図5(a)では、圧電体141の分極方向(矢印a11)と、圧電体141に印加される電圧の方向(電界方向、矢印a15)とが同一方向である。この場合、圧電体141は、点線L1で示すように、分極方向に拡大する変形及び分極方向に直交する方向に縮小する変形を生じる。以下では、分極方向に直交する方向における変形(広がり振動)を31モードの変形という。   In FIG. 5A, the polarization direction of the piezoelectric body 141 (arrow a11) and the direction of the voltage applied to the piezoelectric body 141 (electric field direction, arrow a15) are the same direction. In this case, as indicated by the dotted line L1, the piezoelectric body 141 undergoes deformation that expands in the polarization direction and deformation that contracts in the direction orthogonal to the polarization direction. Hereinafter, deformation (spreading vibration) in a direction orthogonal to the polarization direction is referred to as 31-mode deformation.

図5(b)では、圧電体141の分極方向(矢印a12)と、圧電体141に印加される電圧の方向(電界方向、矢印a16)とが直交している。この場合、圧電体141は、点線L2で示すように、分極方向の正方向且つ電界方向の正方向の角部、及び、分極方向の負方向且つ電界方向の負方向の角部の角度が小さくなるような剪断変形を生じる。以下では、分極方向への剪断変形(厚みすべり振動)を15モードの変形という。   In FIG. 5B, the polarization direction (arrow a12) of the piezoelectric body 141 is orthogonal to the direction of the voltage applied to the piezoelectric body 141 (electric field direction, arrow a16). In this case, as indicated by the dotted line L2, the piezoelectric body 141 has small angles at the corners in the positive direction of the polarization direction and the positive direction of the electric field direction, and the corner portions of the negative direction of the polarization direction and the negative direction of the electric field direction. Shear deformation is generated. Hereinafter, shear deformation (thickness shear vibration) in the polarization direction is referred to as 15-mode deformation.

ここで、図4(a)及び図4(b)に戻ると、圧電体41の第1領域R1においては、矢印a1で示す分極方向と、矢印a5で示す電界方向とは同一方向であるから、図5(a)に示した31モードの変形が生じる。すなわち、圧電体41は、第1領域R1においてxy平面に沿って縮小する。圧電体41の縮小は、振動板37によって拘束されるから、当該縮小変形は、図4(b)において点線L5によって示すように、アクチュエータ23を加圧室31側に突出させる撓み変形に変換される。   Here, returning to FIGS. 4A and 4B, in the first region R1 of the piezoelectric body 41, the polarization direction indicated by the arrow a1 and the electric field direction indicated by the arrow a5 are the same direction. The 31-mode deformation shown in FIG. That is, the piezoelectric body 41 shrinks along the xy plane in the first region R1. Since the reduction of the piezoelectric body 41 is constrained by the vibration plate 37, the reduction deformation is converted into bending deformation that causes the actuator 23 to protrude toward the pressurizing chamber 31 as shown by a dotted line L5 in FIG. The

一方、圧電体41の第2領域R2においては、矢印a2で示す分極方向と、矢印a6で示す電界方向とは直交するから、図5(b)に示した15モードの変形が生じる。すなわち、圧電体41は、図4(b)において点線L6によって示すように、第2領域R2において、第1領域R1側且つ加圧室31側が鋭角となるような剪断変形を生じる。その結果、アクチュエータ23は、加圧室31側に突出する。   On the other hand, in the second region R2 of the piezoelectric body 41, the polarization direction indicated by the arrow a2 and the electric field direction indicated by the arrow a6 are orthogonal to each other, so that the 15-mode deformation shown in FIG. 5B occurs. That is, as shown by the dotted line L6 in FIG. 4B, the piezoelectric body 41 undergoes shear deformation such that the first region R1 side and the pressurizing chamber 31 side have an acute angle in the second region R2. As a result, the actuator 23 protrudes toward the pressurizing chamber 31 side.

そして、31モードの変形に起因する変位と、15モードの変形に起因する変位とが足し合わされた変位で、アクチュエータ23は加圧室31内へ突出する。その結果、加圧室31の体積は変化し、加圧室31内のインクに圧力が付与される。   The actuator 23 projects into the pressurizing chamber 31 by a displacement obtained by adding the displacement resulting from the 31-mode deformation and the displacement resulting from the 15-mode deformation. As a result, the volume of the pressurizing chamber 31 changes and pressure is applied to the ink in the pressurizing chamber 31.

個別電極43に対して出力される駆動信号(共通電極39の電位(基準電位)に対する電位差)のパターン(波形)は、公知のものから適宜に選択されてよい。例えば、駆動信号は、いわゆる引き打ち方式の駆動を実現するものであってもよいし、押し打ち方式の駆動を実現するものであってもよい。また、駆動信号は、基準電位に対して正及び負の双方に変動するものであってもい。   The pattern (waveform) of the drive signal output to the individual electrode 43 (potential difference with respect to the potential of the common electrode 39 (reference potential)) may be appropriately selected from known ones. For example, the drive signal may be a signal that realizes a so-called driving method or a signal that realizes a driving method. The drive signal may vary both positively and negatively with respect to the reference potential.

以上の第1の実施形態によれば、ヘッド6のアクチュエータ23は、上面21aに順に重ねられた、振動板37、共通電極39、圧電体41、並びに、個別電極43及び外側電極45を有する。圧電体41の個別電極本体43aと重なる第1領域R1及び圧電体41の個別電極本体43aと外側電極本体45aとの間に位置する第2領域R2は、アクチュエータ23の積層方向を分極方向とされている。駆動信号出力部8は、第1領域R1の分極方向へ個別電極43と共通電極39との間に電圧を印加しつつ、第2領域R2が第1領域R1側ほど加圧室31側へ位置する剪断変形を生じる方向へ個別電極43と外側電極45との間に電圧を印加する(以下、このような電圧印加を便宜的に「変形加算電圧印加」というものとする。)。   According to the first embodiment described above, the actuator 23 of the head 6 includes the vibration plate 37, the common electrode 39, the piezoelectric body 41, the individual electrode 43, and the outer electrode 45 that are sequentially stacked on the upper surface 21 a. The first region R1 that overlaps the individual electrode main body 43a of the piezoelectric body 41 and the second region R2 that is located between the individual electrode main body 43a and the outer electrode main body 45a of the piezoelectric body 41 have the stacking direction of the actuator 23 as the polarization direction. ing. The drive signal output unit 8 applies a voltage between the individual electrode 43 and the common electrode 39 in the polarization direction of the first region R1, while the second region R2 is positioned closer to the pressurizing chamber 31 toward the first region R1. A voltage is applied between the individual electrode 43 and the outer electrode 45 in a direction in which shear deformation occurs (hereinafter, such voltage application is referred to as “deformation addition voltage application” for convenience).

従って、31モードの変形及び15モードの変形を併用して好適にアクチュエータ23の変位を実現することができる。例えば、これらの変形を加算して高い圧力をアクチュエータ23に付与することができる。   Therefore, the displacement of the actuator 23 can be suitably realized by using the 31-mode deformation and the 15-mode deformation in combination. For example, a high pressure can be applied to the actuator 23 by adding these deformations.

第1領域R1及び第2領域R2は、分極方向が互いに逆方向とされており、変形加算電圧印加において、外側電極45と共通電極39とは同電位とされる。従って、個別電極43の電位を他の電極の電位よりも単純に高く(若しくは低く)するだけで、31モードの変形による変位と15モードの変形による変位とを加算することができ、制御系を簡素にすることができる。   In the first region R1 and the second region R2, the polarization directions are opposite to each other, and the outer electrode 45 and the common electrode 39 are set to the same potential when the deformation addition voltage is applied. Therefore, the displacement due to the 31-mode deformation and the displacement due to the 15-mode deformation can be added simply by making the potential of the individual electrode 43 higher (or lower) than the potential of the other electrodes. It can be simplified.

アクチュエータ23は、以上のように動作するので、第2領域R2を平面視で加圧室31に収まる大きさにすることで、15モードの変形を大きくできる。第2領域R2に生じる電界およびその電界による圧電駆動は、外側電極本体45aの内側の形状と、個別電極本体43aの形状によりほぼ定まるので、外側電極本体45aの外側の形状は、この点では特に制約はない。しかし、外側電極本体45aを細くすれば、外側電極本体45aが存在することにより、アクチュエータ23が変形し難くなる影響が少なくなるので、変位を大きくできる。また、外側電極本体45aの外側の位置が、加圧室31の端と同じ位置にあると、製造のばらつきにより、外側電極本体45aの外側の位置が、加圧室31の端に対して内側になる吐出素子19と、外側になる吐出素子19とができるおそれがあるので、外側電極本体45aの外側の形状は、平面視で加圧室31に収まる大きさとするか、逆に、外側電極本体45aの外側の形状は、平面視で加圧室31を収める大きさとするのが好ましい。   Since the actuator 23 operates as described above, the 15-mode deformation can be increased by making the second region R2 fit in the pressurizing chamber 31 in plan view. Since the electric field generated in the second region R2 and the piezoelectric driving by the electric field are substantially determined by the inner shape of the outer electrode main body 45a and the shape of the individual electrode main body 43a, the outer shape of the outer electrode main body 45a is particularly in this respect. There are no restrictions. However, if the outer electrode main body 45a is made thinner, the presence of the outer electrode main body 45a reduces the influence of the actuator 23 becoming difficult to deform, so that the displacement can be increased. Further, if the outer position of the outer electrode body 45 a is the same position as the end of the pressurizing chamber 31, the outer position of the outer electrode body 45 a is set to the inner side with respect to the end of the pressurizing chamber 31 due to manufacturing variations. Therefore, the outer electrode body 45a may have a shape that can be accommodated in the pressurizing chamber 31 in a plan view, or conversely, the outer electrode body 45a. The shape of the outer side of the main body 45a is preferably large enough to accommodate the pressurizing chamber 31 in plan view.

圧電体41の外側電極本体45aと重なる第3領域R3は分極されていない。従って、第3領域R3の変形及びその経時変化等により予期しない動作が生じることが抑制される。   The third region R3 overlapping the outer electrode body 45a of the piezoelectric body 41 is not polarized. Accordingly, it is possible to suppress an unexpected operation due to the deformation of the third region R3 and its change with time.

<第2の実施形態>
図6は、本発明の第2の実施形態に係る記録装置201の要部を模式的に示す断面図(図4(a)に相当)である。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 4A) schematically showing the main part of the recording apparatus 201 according to the second embodiment of the present invention.

記録装置201の構成は、第1の実施形態の記録装置1の構成に比較して、駆動信号出力部208が、個別電極43及び外側電極45に対して個別に駆動信号を出力可能である点のみが相違する。   Compared to the configuration of the recording apparatus 1 of the first embodiment, the configuration of the recording apparatus 201 is such that the drive signal output unit 208 can individually output a drive signal to the individual electrode 43 and the outer electrode 45. Only the difference.

すなわち、駆動信号出力部208は、個別電極43と共通電極39との間に共通電極39を基準電位として電圧を印加可能であるとともに、これとは独立して、外側電極45と共通電極39との間に共通電極39を基準電位として電圧を印加可能である。   That is, the drive signal output unit 208 can apply a voltage between the individual electrode 43 and the common electrode 39 using the common electrode 39 as a reference potential, and independently of this, the outer electrode 45 and the common electrode 39 A voltage can be applied with the common electrode 39 as a reference potential.

そして、駆動信号出力部208は、個別電極43の電位と外側電極45の電位とを互いに異ならせることにより、個別電極43と外側電極45との間にも電圧を印加可能である。   The drive signal output unit 208 can apply a voltage between the individual electrode 43 and the outer electrode 45 by making the potential of the individual electrode 43 and the potential of the outer electrode 45 different from each other.

換言すれば、駆動信号出力部208は、個別電極43と共通電極39との間に電圧を印加可能であり、且つ、外側電極45の電位を共通電極39の電位と異ならせて(第1の実施形態では外側電極45の電位は共通電極39の電位と同一のままであった)個別電極43と外側電極45との間に電圧を印加可能である。   In other words, the drive signal output unit 208 can apply a voltage between the individual electrode 43 and the common electrode 39, and makes the potential of the outer electrode 45 different from the potential of the common electrode 39 (the first electrode In the embodiment, the potential of the outer electrode 45 remains the same as the potential of the common electrode 39). A voltage can be applied between the individual electrode 43 and the outer electrode 45.

なお、駆動信号出力部208は、ヘッド5に搭載されてよいこと、搭載された場合において、ヘッド5及び駆動信号出力部208が広義のヘッド206として捉えられてよいことは、第1の実施形態と同様である。   Note that the drive signal output unit 208 may be mounted on the head 5, and that when mounted, the head 5 and the drive signal output unit 208 may be regarded as the head 206 in a broad sense. It is the same.

以下、駆動信号出力部208の出力する駆動信号の例及びその駆動信号によるアクチュエータ23の動作を説明する。なお、第1の実施形態においても述べたように、圧電体41の分極方向は、図6に示した方向と逆方向であってもよいが、以下では、図6の分極方向に従って説明する。なお、分極方向が図6とは逆方向の場合には、以下の説明の駆動信号(電位)の正負を逆とすればよい。   Hereinafter, an example of the drive signal output from the drive signal output unit 208 and the operation of the actuator 23 based on the drive signal will be described. As described in the first embodiment, the polarization direction of the piezoelectric body 41 may be opposite to the direction shown in FIG. 6, but will be described below according to the polarization direction in FIG. In the case where the polarization direction is opposite to that in FIG. 6, the sign of the drive signal (potential) described below may be reversed.

図7(a)は、加圧室31の圧力変化を示す図であり、図7(b)は、個別電極43に出力される駆動信号を示す図であり、図7(c)は、外側電極45に出力される駆動信号を示す図である。これらの図において、横軸は時間tを示している。図7(a)において、縦軸は加圧室31の圧力Pを示している。なお、縦軸は、アクチュエータ23が駆動されていない待機状態の圧力(厳密には負圧である。)を近似的に0としている。図7(b)及び図7(c)において、縦軸は信号レベル(電圧V、共通電極39の電位に対する電位差)を示している。   FIG. 7A is a diagram showing a pressure change in the pressurizing chamber 31, FIG. 7B is a diagram showing a drive signal output to the individual electrode 43, and FIG. It is a figure which shows the drive signal output to the electrode. In these drawings, the horizontal axis indicates time t. In FIG. 7A, the vertical axis indicates the pressure P in the pressurizing chamber 31. In the vertical axis, the pressure in the standby state where the actuator 23 is not driven (strictly, it is a negative pressure) is approximately zero. 7B and 7C, the vertical axis indicates the signal level (voltage V, potential difference with respect to the potential of the common electrode 39).

また、図8(a)〜図8(d)は、アクチュエータ23の変位を模式的に示す図である。太線はアクチュエータ23の第1領域R1及び第2領域R2を示している。これらの図の紙面下方が加圧室31側である。   8A to 8D are diagrams schematically showing displacement of the actuator 23. FIG. The bold lines indicate the first region R1 and the second region R2 of the actuator 23. The lower side of the drawing in these drawings is the pressurizing chamber 31 side.

図7(a)〜図7(c)の時点t0〜t1は、待機状態である。すなわち、個別電極43及び外側電極45は基準電位とされており、アクチュエータ23は変位していない(図8(a))。従って、加圧室31において圧力変動は生じていない。   Time points t0 to t1 in FIGS. 7A to 7C are in a standby state. That is, the individual electrode 43 and the outer electrode 45 are set to the reference potential, and the actuator 23 is not displaced (FIG. 8A). Therefore, no pressure fluctuation occurs in the pressurizing chamber 31.

時点t1〜t2においては、個別電極43は基準電位に維持されたまま(図7(b))、外側電極45に対して正のパルスが出力される(図7(c))。従って、外側電極45は個別電極43よりも電位が高くなり、図8(b)に示すように、第2領域R2における15モードの変形により、アクチュエータ23は加圧室31とは反対側へ変位する。その結果、加圧室31の圧力は負圧となる(図7(a))。パルス幅(時点t1から時点t2までの時間)は、例えば、圧力波が吐出孔29aから供給路33のしぼりまで伝わる時間AL(Acoustic Length)程度である。   From time t1 to t2, the individual electrode 43 is maintained at the reference potential (FIG. 7B), and a positive pulse is output to the outer electrode 45 (FIG. 7C). Therefore, the potential of the outer electrode 45 is higher than that of the individual electrode 43, and the actuator 23 is displaced to the opposite side of the pressurizing chamber 31 by the 15-mode deformation in the second region R2, as shown in FIG. 8B. To do. As a result, the pressure in the pressurizing chamber 31 becomes a negative pressure (FIG. 7A). The pulse width (the time from the time point t1 to the time point t2) is, for example, about the time AL (Acoustic Length) in which the pressure wave is transmitted from the discharge hole 29a to the supply passage 33.

時点t2においては、外側電極45に対して負のパルスが出力される(図7(c))。従って、時点t1〜t2とは逆に、外側電極45は、個別電極43よりも電位が低くなり、図8(c)に示すように、第2領域R2における15モードの変形により、アクチュエータ23は加圧室31側へ変位する。その結果、加圧室31の圧力は正圧となる(図7(a))。パルス幅(時点t2から時点t4までの時間)は、例えば、AL程度である。   At time t2, a negative pulse is output to the outer electrode 45 (FIG. 7C). Therefore, contrary to the time points t1 to t2, the potential of the outer electrode 45 is lower than that of the individual electrode 43. As shown in FIG. 8C, the actuator 23 is deformed by the 15-mode deformation in the second region R2. Displacement toward the pressurizing chamber 31 side. As a result, the pressure in the pressurizing chamber 31 is positive (FIG. 7A). The pulse width (time from time t2 to time t4) is, for example, about AL.

加圧室31の圧力が正圧になることにより、加圧室31のインクは吐出孔29aに向かって流れる。また、加圧室31の負の圧力波(t1〜t2)が反転する位相に合わせて加圧室31のインクに正圧を印加することから、インク流れの振幅は2倍となる。   When the pressure in the pressurizing chamber 31 becomes positive, the ink in the pressurizing chamber 31 flows toward the ejection holes 29a. Further, since the positive pressure is applied to the ink in the pressurizing chamber 31 in accordance with the phase in which the negative pressure wave (t1 to t2) in the pressurizing chamber 31 is reversed, the amplitude of the ink flow is doubled.

時点t3においては、個別電極43に対して正のパルスが出力される(図7(b))。従って、図8(d)に示すように、第1領域R1における31モードの変形により、アクチュエータ23は加圧室31側へ変位する(撓む)。そして、15モードの変形による変位に31モードの変形による変位が加算され、加圧室31に印加される圧力は増加する(図7(a))。パルス幅(時点t3から時点t4までの時間)は、例えば、AL未満の適宜な大きさとされる。   At time t3, a positive pulse is output to the individual electrode 43 (FIG. 7B). Therefore, as shown in FIG. 8D, the actuator 23 is displaced (bends) toward the pressurizing chamber 31 due to the 31-mode deformation in the first region R1. Then, the displacement due to the 31-mode deformation is added to the displacement due to the 15-mode deformation, and the pressure applied to the pressurizing chamber 31 increases (FIG. 7A). The pulse width (time from the time point t3 to the time point t4) is, for example, an appropriate size less than AL.

その後、時点t4においては、個別電極43及び外側電極45の電位は基準電位とされる(図7(a)及び図7(b))。その結果、アクチュエータ23は、図8(a)に示す状態に戻る。また、加圧室31の圧力も待機状態の圧力に戻る(図7(a)、時点t5)。   Thereafter, at time t4, the potentials of the individual electrode 43 and the outer electrode 45 are set to the reference potential (FIGS. 7A and 7B). As a result, the actuator 23 returns to the state shown in FIG. Further, the pressure in the pressurizing chamber 31 also returns to the standby pressure (FIG. 7A, time point t5).

時点t4は、加圧室31の圧力が最大となった後の任意の時点とされてよい。本実施形態では、時点t4は、圧力が待機状態の圧力に戻る時点t5の前とされていることから、パルスの立下り部分が、吐出孔29aに向かって進行している圧力波の後端を引き戻すキャンセルパルスとして機能して好ましい。なお、個別電極43及び外側電極45は、電位が基準電位とされるタイミングが互いにずらされてもよい。   The time point t4 may be an arbitrary time point after the pressure in the pressurizing chamber 31 reaches the maximum. In the present embodiment, since the time t4 is before the time t5 when the pressure returns to the standby pressure, the trailing edge of the pressure wave in which the falling portion of the pulse proceeds toward the discharge hole 29a It is preferable that it functions as a cancel pulse for pulling back. The timing at which the individual electrode 43 and the outer electrode 45 are set to the reference potential may be shifted from each other.

なお、図7(c)において点線L11で示すように、時点t3〜t4においては、外側電極45の電位の絶対値が下げられてもよい。例えば、個別電極43と外側電極45との電位差が、時点t3〜t4と時点t2〜t3とで同等となるように、外側電極45の電位の絶対値が下げられてもよい。   Note that, as indicated by a dotted line L11 in FIG. 7C, the absolute value of the potential of the outer electrode 45 may be lowered from time t3 to time t4. For example, the absolute value of the potential of the outer electrode 45 may be lowered so that the potential difference between the individual electrode 43 and the outer electrode 45 becomes equal at the time points t3 to t4 and the time points t2 to t3.

この場合には、第2領域R2に印加される電圧を下げることができるから、第2領域R2における分極状態が変化することが抑制される。なお、実線で示した、外側電極45の電位の絶対値が下げられない態様は、15モードの変形量を大きくする観点において好ましい。   In this case, since the voltage applied to 2nd area | region R2 can be lowered | hung, it is suppressed that the polarization state in 2nd area | region R2 changes. In addition, the aspect in which the absolute value of the potential of the outer electrode 45 shown by the solid line is not lowered is preferable from the viewpoint of increasing the deformation amount of the 15 mode.

以上の第2の実施形態によれば、駆動信号出力部208は、第1領域R1の分極方向へ個別電極43と共通電極39との間に電圧を印加しつつ、第2領域R2が第1領域R1側ほど加圧室31側へ位置する剪断変形を生じる方向へ個別電極43と外側電極45との間に電圧を印加する(変形加算電圧印加を行う、t3〜t4)ことから、第1の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、31モードの変形及び15モードの変形を併用して好適にアクチュエータ23の変位を実現することができる。   According to the second embodiment described above, the drive signal output unit 208 applies a voltage between the individual electrode 43 and the common electrode 39 in the polarization direction of the first region R1, while the second region R2 is the first region R1. A voltage is applied between the individual electrode 43 and the outer electrode 45 in a direction in which shear deformation is located closer to the region R1 toward the pressurizing chamber 31 (deformation addition voltage application is performed, t3 to t4). The same effect as in the embodiment can be obtained. That is, the displacement of the actuator 23 can be suitably realized by using the 31-mode deformation and the 15-mode deformation in combination.

駆動信号出力部208は、個別電極43と共通電極39との間に電圧を印加可能であり、且つ、外側電極45の電位を共通電極39の電位と異ならせて個別電極43と外側電極45との間に電圧を印加可能であることから、実施形態において例示したように、31モードの変形及び15モードの変形の一方のみを駆動したり、これら変形のタイミングをずらしたりして、より好適な駆動方式を実現することができる。   The drive signal output unit 208 can apply a voltage between the individual electrode 43 and the common electrode 39, and makes the potential of the outer electrode 45 different from the potential of the common electrode 39. Since it is possible to apply a voltage during this period, as illustrated in the embodiment, it is more preferable to drive only one of the 31-mode deformation and the 15-mode deformation, or to shift the timing of these deformations. A driving method can be realized.

駆動信号出力部208は、変形加算電圧印加に先立って、個別電極43の電位を共通電極39の電位と同等としつつ、第2領域R2が第1領域R1側ほど加圧室31とは反対側へ位置する剪断変形を生じる方向へ個別電極43と外側電極45との間に電圧を印加する(t1〜t2)。   Prior to the application of the modified addition voltage, the drive signal output unit 208 makes the potential of the individual electrode 43 equal to the potential of the common electrode 39, while the second region R2 is closer to the first region R1 side than the pressurizing chamber 31. A voltage is applied between the individual electrode 43 and the outer electrode 45 in the direction in which shear deformation is located (t1 to t2).

従って、加圧室31の容積の拡大に引き続いて容積の縮小を行い、いわゆる引き打ち式と同様に、インク流れの振動を大きくすることができる。しかも、一般的な31モードの変形のみを利用するアクチュエータにおける引き打ち式に比較して、以下のように有利な効果を奏する。   Therefore, the volume of the pressurizing chamber 31 can be reduced following the expansion of the volume, and the vibration of the ink flow can be increased as in the so-called pulling type. In addition, the following advantageous effects can be obtained as compared with a pulling type in an actuator that uses only general 31-mode deformation.

一般的な引き打ち式では、吐出タイミングが到来するまでの待機状態において、第1領域R1に対する分極方向への電圧の印加が継続される。すなわち、アクチュエータは、加圧室31側に撓んだ状態で待機する。そして、吐出タイミングが到来すると、電圧の印加が停止されて加圧室31の容積が拡大され、その後、再度、分極方向へ電圧が印加されることにより加圧室31の容積が縮小される。従って、電圧が印加される時間が長く、電力の消費量が大きくなりやすく、また、劣化が早くなりやすい。   In a general pulling type, application of a voltage in the polarization direction to the first region R1 is continued in a standby state until the discharge timing comes. That is, the actuator stands by in a state of being bent toward the pressurizing chamber 31 side. When the discharge timing arrives, the application of voltage is stopped and the volume of the pressurizing chamber 31 is expanded, and then the volume of the pressurizing chamber 31 is reduced by applying the voltage again in the polarization direction. Therefore, the time during which the voltage is applied is long, the power consumption is likely to increase, and the deterioration is likely to be accelerated.

一方、本実施形態においては、そのように電圧を印加した状態で待機する必要がないことから、消費電力が抑えられたり、アクチュエータの寿命が長くなったりすることが期待される。   On the other hand, in the present embodiment, since it is not necessary to stand by in a state where a voltage is applied as described above, it is expected that power consumption can be suppressed and the life of the actuator can be extended.

また、31モードの変形のみを利用する他の引き打ち式に類似した方式においては、待機状態においては、第1領域R1に電圧は印加されない。そして、吐出タイミングが到来すると、第1領域R1に対して分極方向とは逆方向に電圧が印加されて加圧室31の容積が拡大され、その後、第1領域R1に対して分極方向に電圧が印加されて若しくは電圧の印加が停止されて加圧室31の容積が縮小される。従って、分極方向とは逆方向に電圧が印加されることになり、分極状態の劣化を招くおそれがある。   Further, in a method similar to another punching method using only the 31-mode deformation, no voltage is applied to the first region R1 in the standby state. When the discharge timing arrives, a voltage is applied to the first region R1 in the direction opposite to the polarization direction to increase the volume of the pressurizing chamber 31, and then the voltage in the polarization direction to the first region R1. Is applied or voltage application is stopped, and the volume of the pressurizing chamber 31 is reduced. Therefore, a voltage is applied in the direction opposite to the polarization direction, which may cause deterioration of the polarization state.

一方、本実施形態においては、第1領域R1に対して分極方向と逆方向に電圧を印加する必要が無いことから、分極状態の劣化が抑制される。   On the other hand, in this embodiment, since it is not necessary to apply a voltage to the first region R1 in the direction opposite to the polarization direction, deterioration of the polarization state is suppressed.

駆動信号出力部208は、変形加算電圧印加において、第1領域R1の分極方向への電圧印加開始(t3)を、第2領域R2が第1領域R1側ほど加圧室31側へ位置する剪断変形を生じる方向への電圧印加開始(t2)に対して遅らせる。   The drive signal output unit 208 applies a deformation addition voltage to start the voltage application in the polarization direction of the first region R1 (t3), and shear the second region R2 closer to the pressurizing chamber 31 as the first region R1 side. Delay with respect to the start of voltage application (t2) in the direction in which deformation occurs.

従って、両開始タイミングを同時とした場合に比較して、吐出速度が向上する。具体的には、以下のとおりである。圧力波の伝播だけを考えれば、両開始タイミングを同時とすることが理想的である。しかし、実際には、圧力波が伝わると同時に、インクが吐出孔29aに向かって流れる。そのため、その流れに合わせるように圧力を加えると、圧力の伝達がよりスムースになり、吐出速度が上がる。別の言い方をすれば、インクが流れることで、新たなインクが加圧室31に引き込まれるが、この分のインクは吐出孔29aへ向かうインクの流れを遅くしてしまう。そこで、その新たな流入分の液体にも圧力を加えるように、31モードの変形開始のタイミングを15モードの変形開始のタイミングに対して遅らせることにより、インクの流れを速くすることができる。   Therefore, the discharge speed is improved as compared with the case where both start timings are set at the same time. Specifically, it is as follows. Considering only the propagation of the pressure wave, it is ideal that both start timings be the same. However, in actuality, the pressure wave is transmitted, and at the same time, the ink flows toward the ejection holes 29a. Therefore, when pressure is applied to match the flow, the pressure transmission becomes smoother and the discharge speed increases. In other words, when ink flows, new ink is drawn into the pressurizing chamber 31, but this amount of ink slows the flow of ink toward the ejection holes 29a. Therefore, the ink flow can be made faster by delaying the 31-mode deformation start timing with respect to the 15-mode deformation start timing so as to apply pressure to the newly introduced liquid.

<第3の実施形態>
図9は、本発明の第3の実施形態に係る記録装置301の要部を模式的に示す断面図(図4(a)に相当)である。
<Third Embodiment>
FIG. 9 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 4A) schematically showing the main part of the recording apparatus 301 according to the third embodiment of the present invention.

記録装置301のヘッド305は、第1の実施形態のヘッド5に比較して、第2領域R2の分極方向のみが相違する。すなわち、ヘッド305のアクチュエータ323の圧電体341は、第1領域R1における分極方向(矢印a1)と、第2領域R2における分極方向(矢印a2)とが同一(本実施形態では下向き)とされている。   The head 305 of the recording apparatus 301 is different from the head 5 of the first embodiment only in the polarization direction of the second region R2. That is, in the piezoelectric body 341 of the actuator 323 of the head 305, the polarization direction (arrow a1) in the first region R1 and the polarization direction (arrow a2) in the second region R2 are the same (downward in this embodiment). Yes.

記録装置301の駆動信号出力部208は、第2の実施形態のものと同様に、個別電極43及び外側電極45に対して個別に駆動信号を出力可能である。ただし、駆動信号のパターンは、後述するように第2の実施形態と相違する。   The drive signal output unit 208 of the recording apparatus 301 can output drive signals individually to the individual electrode 43 and the outer electrode 45 as in the second embodiment. However, the pattern of the drive signal is different from that of the second embodiment as will be described later.

なお、駆動信号出力部208は、ヘッド305に搭載されてよいこと、搭載された場合において、ヘッド305及び駆動信号出力部208が広義のヘッド306として捉えられてよいことは、他の実施形態と同様である。   It should be noted that the drive signal output unit 208 may be mounted on the head 305, and in that case, the head 305 and the drive signal output unit 208 may be regarded as the head 306 in a broad sense, as in other embodiments. It is the same.

以下、第3の実施形態において駆動信号出力部208の出力する駆動信号の例及びその駆動信号によるアクチュエータ323の動作を説明する。なお、他の実施形態と同様に、圧電体341の分極方向は、図9に示した方向と逆方向であってもよいが、以下では、図9の分極方向に従って説明する。なお、分極方向が図9とは逆方向の場合には、以下の説明の駆動信号(電位)の正負を逆とすればよい。   Hereinafter, an example of the drive signal output by the drive signal output unit 208 in the third embodiment and the operation of the actuator 323 according to the drive signal will be described. As in the other embodiments, the polarization direction of the piezoelectric body 341 may be opposite to the direction shown in FIG. 9, but the following description will be made according to the polarization direction of FIG. Note that when the polarization direction is opposite to that in FIG. 9, the sign of the drive signal (potential) described below may be reversed.

図10(a)〜図10(c)は、第3の実施形態における加圧室31の圧力及び駆動信号のパターンを示す図(第2の実施形態の図7(a)〜図7(c)に相当)である。   FIGS. 10A to 10C are diagrams showing patterns of pressure and drive signals in the pressurizing chamber 31 in the third embodiment (FIGS. 7A to 7C of the second embodiment). Equivalent to)).

図10(a)と図7(a)との比較から理解されるように、第3の実施形態のアクチュエータ423の動作は、第2の実施形態のアクチュエータ23の動作と同様である。ただし、第2領域R2の分極方向が異なることに起因して、駆動信号の信号レベルの正負等が異なる。なお、アクチュエータ423の変位を模式的に示した図は、図8(a)〜図8(d)と同様であるから、図示は省略し、図8(a)〜図8(d)を参照することとする。   As understood from the comparison between FIG. 10A and FIG. 7A, the operation of the actuator 423 of the third embodiment is the same as the operation of the actuator 23 of the second embodiment. However, the signal level of the drive signal differs depending on the polarization direction of the second region R2. In addition, since the figure which showed the displacement of the actuator 423 typically is the same as FIG. 8 (a)-FIG.8 (d), illustration is abbreviate | omitted and refer FIG.8 (a)-FIG.8 (d). I decided to.

時点t0〜t1は、第2の実施形態と同様である。すなわち、個別電極43及び外側電極45の電位は基準電位とされ、アクチュエータ423は変形を生じていない(図8(a))。   Times t0 to t1 are the same as in the second embodiment. That is, the potentials of the individual electrode 43 and the outer electrode 45 are set to the reference potential, and the actuator 423 is not deformed (FIG. 8A).

時点t1〜t2においては、第2の実施形態と同様に加圧室31の体積が拡大する方向に15モードの変形が生じるように、駆動信号出力部208は、外側電極45にパルスを出力する(図7(c)、図8(b))。ただし、第2領域R2の分極方向が第2の実施形態とは逆であることに対応して、パルスの信号レベル(電圧)の正負は第2の実施形態の正負とは逆の負である。   At time points t1 to t2, the drive signal output unit 208 outputs a pulse to the outer electrode 45 so that the 15-mode deformation occurs in the direction in which the volume of the pressurizing chamber 31 increases as in the second embodiment. (FIG. 7 (c), FIG. 8 (b)). However, in correspondence with the polarization direction of the second region R2 being opposite to that of the second embodiment, the positive / negative of the signal level (voltage) of the pulse is negative opposite to the positive / negative of the second embodiment. .

時点t2においては、第2の実施形態と同様に加圧室31の体積が縮小する方向に15モードの変形が生じるように、駆動信号出力部208は、外側電極45にパルスを出力する(図7(c)、図8(c))。ただし、時点t1〜t2と同様に、第2領域R2の分極方向が第2の実施形態とは逆であることに対応して、パルスの信号レベル(電圧)の正負は第2の実施形態の正負とは逆の正である。   At time t2, the drive signal output unit 208 outputs a pulse to the outer electrode 45 so that the 15-mode deformation occurs in the direction in which the volume of the pressurizing chamber 31 decreases as in the second embodiment (see FIG. 7 (c), FIG. 8 (c)). However, like the time points t1 to t2, in correspondence with the polarization direction of the second region R2 being opposite to that of the second embodiment, the positive / negative of the signal level (voltage) of the pulse is the same as that of the second embodiment. It is the opposite of positive and negative.

時点t3においては、第2の実施形態と同様に加圧室31の容積を縮小する方向に31モードの変形が生じるように、駆動信号出力部208は、個別電極43にパルスを出力する(図7(b)、図8(d))。   At time t3, the drive signal output unit 208 outputs a pulse to the individual electrode 43 so that the 31-mode deformation occurs in the direction of reducing the volume of the pressurizing chamber 31 as in the second embodiment (see FIG. 7 (b), FIG. 8 (d)).

ただし、このときのパルスは、第1領域R1における電界方向は第2の実施形態と同様に、且つ、第2領域R2における電界方向は第2の実施形態と逆になるように設定される。具体的には、個別電極43に印加されるパルスの電位は、共通電極39の電位(基準電位)よりも高く、且つ、外側電極45の電位よりも低くなるように設定される。すなわち、当該パルスの電位は、正側であって絶対値が外側電極45の電位の絶対値よりも低い。   However, the pulse at this time is set so that the electric field direction in the first region R1 is the same as that in the second embodiment, and the electric field direction in the second region R2 is opposite to that in the second embodiment. Specifically, the pulse potential applied to the individual electrode 43 is set to be higher than the potential of the common electrode 39 (reference potential) and lower than the potential of the outer electrode 45. In other words, the potential of the pulse is on the positive side and the absolute value is lower than the absolute value of the potential of the outer electrode 45.

時点t3においては、図7(c)において実線L12で示すように、外側電極45の電位も高く変化されてよい。例えば、外側電極45の電位は、外側電極45と個別電極43との電位差が、時点t2〜t3と時点t3〜t4とで同等になるように、個別電極43の電位の上昇分で上昇されてよい。また、図7(c)において点線L13で示すように、外側電極45の電位は、時点t2〜t4に亘って一定であってもよい。   At the time point t3, as indicated by the solid line L12 in FIG. 7C, the potential of the outer electrode 45 may also be changed to be high. For example, the potential of the outer electrode 45 is increased by the increase in the potential of the individual electrode 43 so that the potential difference between the outer electrode 45 and the individual electrode 43 is equal between the time points t2 to t3 and the time points t3 to t4. Good. Further, as indicated by a dotted line L13 in FIG. 7C, the potential of the outer electrode 45 may be constant over a period of time t2 to t4.

実線L12で示す電位の場合には、時点t3〜t4における15モードの変形量が確保される。点線L13で示す電位の場合には、第3領域R3に高い電圧が印加されないので、第3領域R3の分極状態が変化することによって生じる、その後の駆動における変位量などの変化が抑制される。   In the case of the potential indicated by the solid line L12, the 15-mode deformation amount at the time points t3 to t4 is ensured. In the case of the potential indicated by the dotted line L13, since a high voltage is not applied to the third region R3, changes such as the displacement amount in the subsequent drive, which are caused by the change in the polarization state of the third region R3, are suppressed.

以上の第3の実施形態によれば、駆動信号出力部208は、第1領域R1の分極方向へ個別電極43と共通電極39との間に電圧を印加しつつ、第2領域R2が第1領域R1側ほど加圧室31側へ位置する剪断変形を生じる方向へ個別電極43と外側電極45との間に電圧を印加する(変形加算電圧印加を行う。)ことから、第1及び第2の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、31モードの変形及び15モードの変形を併用して好適にアクチュエータ23の変位を実現することができる。   According to the third embodiment described above, the drive signal output unit 208 applies a voltage between the individual electrode 43 and the common electrode 39 in the polarization direction of the first region R1, while the second region R2 is the first region R2. A voltage is applied between the individual electrode 43 and the outer electrode 45 in a direction in which shear deformation is located closer to the region R1 toward the pressurizing chamber 31 (deformation addition voltage application is performed). The same effect as in the embodiment can be obtained. That is, the displacement of the actuator 23 can be suitably realized by using the 31-mode deformation and the 15-mode deformation in combination.

圧電体341の個別電極43と重なる第1領域R1、及び、圧電体341の個別電極43と外側電極45との間に位置する第2領域R2は、分極方向が互いに同一とされていることから、分極処理が容易である。   Since the first region R1 that overlaps the individual electrode 43 of the piezoelectric body 341 and the second region R2 that is positioned between the individual electrode 43 and the outer electrode 45 of the piezoelectric body 341 have the same polarization direction. The polarization process is easy.

<第4の実施形態>
図11は、本発明の第4の実施形態に係る記録装置401の要部を模式的に示す断面図(図4(b)に相当)である。
<Fourth Embodiment>
FIG. 11 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 4B) schematically showing the main part of a recording apparatus 401 according to the fourth embodiment of the present invention.

記録装置401(ヘッド406)の構成自体は、第2の実施形態の記録装置201若しくは第3の実施形態の記録装置301の構成と同様でよい。ただし、記録装置401は、駆動信号のパターンが第2及び第3の実施形態と相違する。   The configuration itself of the recording apparatus 401 (head 406) may be the same as the configuration of the recording apparatus 201 of the second embodiment or the recording apparatus 301 of the third embodiment. However, the recording device 401 is different from the second and third embodiments in the drive signal pattern.

具体的には、細い点線L21及び太い点線L22で示すように、加圧室31の容積を縮小してインクを吐出するときにおいて、第1領域R1における31モードの変形は、第1領域R1を加圧室31側へ変位させる変形とされ、第2領域R2における15モードの変形は、第1領域R1を加圧室31とは反対側に変位する変形とされる。このような31モードの変形と15モードの変形とを、両者の変形のタイミング等を適宜に設定して行うことにより、インク滴の形成を好適に行うことなどが可能である。   Specifically, as shown by the thin dotted line L21 and the thick dotted line L22, when the volume of the pressurizing chamber 31 is reduced and ink is ejected, the 31-mode deformation in the first region R1 causes the first region R1 to change. The deformation is to be displaced toward the pressurizing chamber 31, and the 15-mode deformation in the second region R <b> 2 is a deformation that displaces the first region R <b> 1 to the side opposite to the pressurizing chamber 31. By performing the 31-mode deformation and the 15-mode deformation by appropriately setting the timing of the deformation and the like, it is possible to suitably form ink droplets.

<比較例及び実施例>
第1の実施形態のヘッド6に関して、第1領域R1、第2領域R2及び第3領域R3の加圧室31の面積に対する比率を変化させて、シミュレーション計算を行い、アクチュエータ23の加圧室31の中央における変位を調べた。
<Comparative example and Example>
Regarding the head 6 of the first embodiment, simulation calculation is performed by changing the ratio of the first region R1, the second region R2, and the third region R3 to the area of the pressurizing chamber 31, and the pressurizing chamber 31 of the actuator 23 is calculated. The displacement at the center of was investigated.

ただし、第3領域R3の分極状態については、図17を除いて、アクチュエータ23の積層方向に分極されているものとした。また、個別電極43に印加する電圧は20Vとした。   However, the polarization state of the third region R3 is assumed to be polarized in the stacking direction of the actuator 23 except for FIG. The voltage applied to the individual electrode 43 was 20V.

図12〜図17は、シミュレーション結果を示している。各図(a)は、シミュレーション結果を示すグラフであり、横軸は、面積を変化させた領域の、加圧室31に対する面積比(以下、単に面積比というときは、加圧室31に対する面積比をいうものとする。)を示し、縦軸は、アクチュエータ23の変位zを示している。各図(b)は、各図(a)の各プロットに対応する、各領域の面積比の組み合わせと、当該組み合わせにおける変位zを示している。   12 to 17 show simulation results. Each figure (a) is a graph showing a simulation result, and the horizontal axis represents the area ratio of the area where the area is changed to the pressurizing chamber 31 (hereinafter simply referred to as the area ratio, the area relative to the pressurizing chamber 31). The vertical axis represents the displacement z of the actuator 23. Each figure (b) has shown the combination of the area ratio of each area | region corresponding to each plot of each figure (a), and the displacement z in the said combination.

図12(a)及び図12(b)は比較例の変位を示している。すなわち、外側電極45を設けない場合の変位zを示している。なお、図12(b)においては、R2の欄は、平面視における、個別電極43と加圧室31の縁部との間の面積を示している。   12 (a) and 12 (b) show the displacement of the comparative example. That is, the displacement z when the outer electrode 45 is not provided is shown. In FIG. 12B, the column R2 indicates the area between the individual electrode 43 and the edge of the pressurizing chamber 31 in plan view.

図12(a)及び図12(b)においては、第1領域R1の面積比を変化させた。その結果、比較例においては、第1領域R1の面積比が0.4のときに、変位zが最大の75.5nmとなった。   12A and 12B, the area ratio of the first region R1 is changed. As a result, in the comparative example, when the area ratio of the first region R1 is 0.4, the displacement z is 75.5 nm, which is the maximum.

図13(a)及び図13(b)は第2領域R2の面積比を変化させたときの実施例の変位zを示している。なお、第1領域R1の面積比は、比較例(図12)において変位zが最大となった0.4とした。また、第1領域R1〜第3領域R3の面積の総和は加圧室31の面積の総和と等しくした。   FIGS. 13A and 13B show the displacement z of the embodiment when the area ratio of the second region R2 is changed. The area ratio of the first region R1 was set to 0.4 at which the displacement z was maximum in the comparative example (FIG. 12). The total area of the first region R1 to the third region R3 is equal to the total area of the pressurizing chamber 31.

図13より、第2領域R2の面積比が0.1〜0.4の範囲において、15モードの変形が31モードの変形に加算されることによって変位zが比較例よりも増加することが確認された。   From FIG. 13, it is confirmed that the displacement z is increased as compared with the comparative example by adding the 15-mode deformation to the 31-mode deformation in the area ratio of the second region R2 of 0.1 to 0.4. It was done.

図14(a)及び図14(b)は第3領域R3の面積比を変化させたときの実施例の変位zを示している。なお、第1領域R1の面積比は、比較例(図12)において変位zが最大となった0.4とした。また、第2領域R2の面積比は、図13において変位zが最大となった0.1とした。   FIGS. 14A and 14B show the displacement z of the embodiment when the area ratio of the third region R3 is changed. The area ratio of the first region R1 was set to 0.4 at which the displacement z was maximum in the comparative example (FIG. 12). Further, the area ratio of the second region R2 was set to 0.1 at which the displacement z was maximum in FIG.

図14より、第3領域R3の面積比が0.1〜0.5の範囲において、15モードの変形が31モードの変形に加算されることによって変位zが比較例よりも増加することが確認された。   From FIG. 14, it is confirmed that when the area ratio of the third region R3 is in the range of 0.1 to 0.5, the displacement z is increased as compared with the comparative example by adding the 15-mode deformation to the 31-mode deformation. It was done.

図15(a)及び図15(b)は変位zにおける、15モードの寄与分のみを取り出して示している。図15(a)及び図15(b)においては、第2領域R2の面積比を一定とするとともに、第1領域R1〜第3領域R3の面積の総和を加圧室31の面積の総和と等しくし、第1領域R1(第3領域R3)の面積比を変化させた。なお、第2領域R2の面積比は、図13において変位zが最大となった0.1とした。   FIGS. 15A and 15B show only the contribution of 15 modes in the displacement z. In FIG. 15A and FIG. 15B, the area ratio of the second region R2 is made constant, and the total area of the first region R1 to the third region R3 is taken as the total area of the pressurizing chamber 31. The area ratio of the first region R1 (third region R3) was changed. The area ratio of the second region R2 was set to 0.1 at which the displacement z was maximum in FIG.

図15では、第1領域R1の面積比が0.4のときに、変位zにおける15モードの寄与分が最大の63.5nmとなった。なお、第1領域R1の面積比0.4は、変位zにおける31モードの寄与分も最大となる条件である(図12)。   In FIG. 15, when the area ratio of the first region R1 is 0.4, the maximum contribution of 15 modes in the displacement z is 63.5 nm. The area ratio 0.4 of the first region R1 is a condition that the contribution of the 31 modes in the displacement z is also maximized (FIG. 12).

図16(a)及び図16(b)は図13と同様に第2領域R2の面積比を変化させたものであるが、図13よりも第2領域R2の面積比を小さくしている。なお、他の条件は、図13と同様である。   FIGS. 16A and 16B are obtained by changing the area ratio of the second region R2 as in FIG. 13, but the area ratio of the second region R2 is smaller than that of FIG. Other conditions are the same as in FIG.

図16では、第2領域R2の面積比が小さくても(0.01であっても)、31モードの変形と15モードの変形とを加算する効果が奏されることが確認された。   In FIG. 16, it was confirmed that even if the area ratio of the second region R2 is small (0.01), the effect of adding the 31-mode deformation and the 15-mode deformation is exerted.

図17(a)及び図17(b)は、第3領域R3を分極されていない状態としたときの変位zを示している。その他の条件は、図14と同様である。   FIGS. 17A and 17B show the displacement z when the third region R3 is not polarized. Other conditions are the same as in FIG.

図17と図14との比較から、第3領域R3が分極されていない状態においては、第3領域R3の面積比に関わらず、安定且つ好適に31モードの変形と15モードの変形とを加算する効果が奏されることが確認された。   From comparison between FIG. 17 and FIG. 14, in the state where the third region R3 is not polarized, the 31-mode deformation and the 15-mode deformation are added stably and preferably regardless of the area ratio of the third region R3. It was confirmed that the effect of

本発明は、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。   The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.

加圧室、個別電極(本体)及び外側電極(本体)の平面形状は適宜に設定されてよく、実施形態に例示したものに限定されない。例えば、加圧室及び個別電極の平面形状は、円形、楕円若しくは長円形であってもよい。   The planar shapes of the pressurizing chamber, the individual electrode (main body), and the outer electrode (main body) may be set as appropriate, and are not limited to those exemplified in the embodiment. For example, the planar shape of the pressurizing chamber and the individual electrode may be a circle, an ellipse, or an oval.

外側電極は、加圧室毎に設けなくてもよい。例えば、第1の実施形態のように、外側電極が共通電極と同電位とされる場合においては、共通電極と同等の広さを有し、複数の個別電極の配置位置に対応する複数の開口が形成された外側電極(例えば網状の電極)が設けられてもよい。換言すれば、複数の外側電極同士が互いに接続されており、その境界が曖昧となっていてもよい。   The outer electrode may not be provided for each pressurizing chamber. For example, as in the first embodiment, when the outer electrode is set to the same potential as the common electrode, a plurality of openings corresponding to the arrangement positions of the plurality of individual electrodes have the same width as the common electrode. An outer electrode (for example, a net-like electrode) formed with may be provided. In other words, a plurality of outer electrodes may be connected to each other, and the boundary may be ambiguous.

外側電極(本体)は、個別電極(本体)を囲んでいなくてもよい。例えば、平面視において個別電極に対して所定の方向においてのみ位置する、枠状でない外側電極を設け、変位に異方性を生じさせたり、若しくは、31モードの変形に起因する変位の異方性を補償したりしてもよい。   The outer electrode (main body) may not surround the individual electrode (main body). For example, a non-frame-shaped outer electrode that is positioned only in a predetermined direction with respect to an individual electrode in a plan view is provided to cause anisotropy in displacement, or anisotropy of displacement caused by 31-mode deformation May be compensated.

外側電極(本体)が個別電極(本体)を囲む場合において、外側電極は、ひと続きになっていなくてもよい。すなわち、外側電極は、個別電極の周囲に配列された複数の電極から構成されていてもよい。   In the case where the outer electrode (main body) surrounds the individual electrode (main body), the outer electrode may not be continuous. That is, the outer electrode may be composed of a plurality of electrodes arranged around the individual electrode.

平面視において、(個別電極(本体)を囲む若しくは囲まない)外側電極(本体)は、内縁及び/又は外縁が個別電極(及び/又は加圧室)と相似形でなくてもよいし、幅が一定でなくてもよい。これらを個別電極に対して異なる形状とすることにより、変位に異方性を生じさせたり、若しくは、31モードの変形に起因する変位の異方性を補償したりしてもよい。   In a plan view, the outer electrode (main body) (which surrounds or does not surround the individual electrode (main body)) may not have an inner edge and / or outer edge similar to the individual electrode (and / or pressure chamber), and may have a width. May not be constant. By making these different shapes with respect to the individual electrodes, anisotropy may be generated in the displacement, or the anisotropy of the displacement due to the 31-mode deformation may be compensated.

平面視において、(個別電極(本体)を囲む若しくは囲まない)外側電極(本体)の内縁及び外縁の位置は加圧室に対して適宜に設定されてよく、外側電極は、平面視において加圧室に収まっていなくてもい。例えば、外側電極の内縁を加圧室の縁部に一致させ、個別電極による撓み変形及び外側電極による剪断変形が生じる領域が加圧室の面積に対して最大限確保されてもよい。   In plan view, the positions of the inner and outer edges of the outer electrode (main body) (which surrounds or does not surround the individual electrode (main body)) may be set appropriately with respect to the pressurizing chamber, and the outer electrode is pressed in plan view. It doesn't have to be in the room. For example, the inner edge of the outer electrode may be aligned with the edge of the pressurizing chamber, and a region where bending deformation by the individual electrode and shear deformation by the outer electrode occur may be ensured to the maximum with respect to the area of the pressurizing chamber.

圧電体の外側電極(本体)と重なる第3領域は、分極されていてもよい。なお、分極方向は、第1領域及び/又は第2領域と同一であっても逆方向であってもよい。   The third region overlapping the outer electrode (main body) of the piezoelectric body may be polarized. The polarization direction may be the same as or opposite to the first region and / or the second region.

駆動信号のパターンは、実施形態において例示したものに限定されない。例えば、第3の実施形態のように、第1領域と第2領域とで分極方向が同一の場合において、31モードの変形に起因する加圧室側への変位と15モードの変形に起因する加圧室側への変位とを常に単純に足し合わせた、引き打ち式若しくは押し打ち式が行われてもよい。また、例えば、第2及び第3の実施形態においては、31モードの変形と15モードの変形とを加算する変形加算電圧印加に先立って、15モードの変形を利用して加圧室の容積を拡大したが、15モードの変形を利用して加圧室の容積を縮小しておき、吐出時に15モードの変形を解除して容積を拡大したりしてもよい。また、例えば、第2及び第3の実施形態においては、31モードの変形開始を15モードの変形開始に遅らせたが、これらは同時に行われてもよい。   The pattern of the drive signal is not limited to that exemplified in the embodiment. For example, as in the third embodiment, when the polarization direction is the same in the first region and the second region, the displacement to the pressurizing chamber due to the 31-mode deformation and the 15-mode deformation are caused. A pulling type or a pushing type, in which the displacement to the pressurizing chamber side is always simply added, may be performed. In addition, for example, in the second and third embodiments, prior to the application of the modified addition voltage that adds the deformation of the 31 mode and the deformation of the 15 mode, the volume of the pressurizing chamber is increased using the deformation of the 15 mode. However, the volume of the pressurizing chamber may be reduced by using 15-mode deformation, and the volume may be increased by releasing the 15-mode deformation at the time of discharge. For example, in the second and third embodiments, the 31-mode deformation start is delayed from the 15-mode deformation start, but these may be performed simultaneously.

5…ヘッド、6…ヘッド(駆動信号出力部含む)、8,208…駆動信号出力部、21…基体、21a…上面、23…アクチュエータ、31…加圧室、37…振動板、39…共通電極、41…圧電体、43…個別電極、45…外側電極、R1…第1領域、R2…第2領域。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Head, 6 ... Head (a drive signal output part is included), 8,208 ... Drive signal output part, 21 ... Base | substrate, 21a ... Upper surface, 23 ... Actuator, 31 ... Pressurization chamber, 37 ... Diaphragm, 39 ... Common Electrode, 41 ... piezoelectric body, 43 ... individual electrode, 45 ... outer electrode, R1 ... first region, R2 ... second region.

Claims (11)

所定面に形成された凹部により加圧室が構成された基体と、
前記加圧室を塞ぐように前記所定面に重ねられたアクチュエータと、
前記アクチュエータに電圧を印加する駆動信号出力部と、
を有し、
前記アクチュエータは、
前記所定面に重ねられた振動板と、
前記振動板に重ねられた共通電極と、
前記共通電極に重ねられた圧電体と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記加圧室の中央側にて広がる個別電極本体を有する個別電極と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記個別電極本体の外側に位置する外側電極本体を有する外側電極と、
を有し、
前記圧電体の前記個別電極本体と重なる第1領域、及び、前記圧電体の前記個別電極本体と前記外側電極本体との間に位置する第2領域は、前記アクチュエータの積層方向を分極方向とされており、
前記駆動信号出力部は、前記第1領域の分極方向へ前記個別電極と前記共通電極との間に電圧を印加しつつ、当該電圧が最大値となっている期間に重なる期間において、前記第2領域が前記第1領域側ほど前記加圧室側へ位置する剪断変形を生じる方向へ前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加する、変形加算電圧印加を行う
インクジェットヘッド。
A base body in which a pressurizing chamber is constituted by a recess formed on a predetermined surface;
An actuator overlaid on the predetermined surface so as to close the pressurizing chamber;
A drive signal output unit for applying a voltage to the actuator;
Have
The actuator is
A diaphragm overlaid on the predetermined surface;
A common electrode overlaid on the diaphragm;
A piezoelectric body overlaid on the common electrode;
An individual electrode having an individual electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and spreads in a center side of the pressurizing chamber in a plan view;
An outer electrode having an outer electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and is located outside the individual electrode body in plan view;
Have
The first region of the piezoelectric body that overlaps with the individual electrode body and the second region of the piezoelectric body that is located between the individual electrode body and the outer electrode body have a polarization direction that is a stacking direction of the actuator. And
The drive signal output unit applies the voltage between the individual electrode and the common electrode in the polarization direction of the first region, and overlaps the period in which the voltage is maximum . An ink jet head that performs deformation addition voltage application in which a voltage is applied between the individual electrode and the outer electrode in a direction in which shear deformation occurs in a region where the region is closer to the first region toward the pressurizing chamber.
所定面に形成された凹部により加圧室が構成された基体と、
前記加圧室を塞ぐように前記所定面に重ねられたアクチュエータと、
前記アクチュエータに電圧を印加する駆動信号出力部と、
を有し
前記アクチュエータは、
前記所定面に重ねられた振動板と、
前記振動板に重ねられた共通電極と、
前記共通電極に重ねられた圧電体と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記加圧室の中央側にて広がる個別電極本体を有する個別電極と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記個別電極本体の外側に位置する外側電極本体を有する外側電極と、
を有し、
前記圧電体の前記個別電極本体と重なる第1領域、及び、前記圧電体の前記個別電極本体と前記外側電極本体との間に位置する第2領域は、前記アクチュエータの積層方向を分極方向とされており、
前記駆動信号出力部は、前記第1領域の分極方向へ前記個別電極と前記共通電極との間に電圧を印加しつつ、前記第2領域が前記第1領域側ほど前記加圧室側へ位置する剪断変形を生じる方向へ前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加する、変形加算電圧印加を行い、
前記第1領域及び前記第2領域は、分極方向が互いに逆方向とされており、
前記変形加算電圧印加において、前記外側電極と前記共通電極とは同電位とされる
ンクジェットヘッド。
A base body in which a pressurizing chamber is constituted by a recess formed on a predetermined surface;
An actuator overlaid on the predetermined surface so as to close the pressurizing chamber;
A drive signal output unit for applying a voltage to the actuator;
Have
The actuator is
A diaphragm overlaid on the predetermined surface;
A common electrode overlaid on the diaphragm;
A piezoelectric body overlaid on the common electrode;
An individual electrode having an individual electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and spreads in a center side of the pressurizing chamber in a plan view;
An outer electrode having an outer electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and is located outside the individual electrode body in plan view;
Have
The first region of the piezoelectric body that overlaps with the individual electrode body and the second region of the piezoelectric body that is located between the individual electrode body and the outer electrode body have a polarization direction that is a stacking direction of the actuator. And
The drive signal output unit applies a voltage between the individual electrode and the common electrode in the polarization direction of the first region, and the second region is located closer to the pressurizing chamber side toward the first region side. A voltage is applied between the individual electrode and the outer electrode in a direction in which shear deformation occurs, and a deformation addition voltage is applied,
In the first region and the second region, the polarization directions are opposite to each other,
In applying the modified addition voltage, the outer electrode and the common electrode are set to the same potential.
Lee ink jet head.
前記駆動信号出力部は、前記変形加算電圧印加において、前記個別電極と前記共通電極との間に電圧を印加しつつ、前記外側電極の電位を前記共通電極の電位と異ならせて前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加する
請求項1に記載のインクジェットヘッド。
The drive signal output unit applies a voltage between the individual electrode and the common electrode in applying the modified addition voltage, and makes the potential of the outer electrode different from the potential of the common electrode. The inkjet head according to claim 1, wherein a voltage is applied between the outer electrode and the outer electrode.
前記第1領域及び前記第2領域は、分極方向が互いに同一とされている
請求項3に記載のインクジェットヘッド。
The inkjet head according to claim 3, wherein the first region and the second region have the same polarization direction.
所定面に形成された凹部により加圧室が構成された基体と、
前記加圧室を塞ぐように前記所定面に重ねられたアクチュエータと、
前記アクチュエータに電圧を印加する駆動信号出力部と、
を有し
前記アクチュエータは、
前記所定面に重ねられた振動板と、
前記振動板に重ねられた共通電極と、
前記共通電極に重ねられた圧電体と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記加圧室の中央側にて広がる個別電極本体を有する個別電極と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記個別電極本体の外側に位置する外側電極本体を有する外側電極と、
を有し、
前記圧電体の前記個別電極本体と重なる第1領域、及び、前記圧電体の前記個別電極本体と前記外側電極本体との間に位置する第2領域は、前記アクチュエータの積層方向を分極方向とされており、
前記駆動信号出力部は、
前記第1領域の分極方向へ前記個別電極と前記共通電極との間に電圧を印加しつつ、前記第2領域が前記第1領域側ほど前記加圧室側へ位置する剪断変形を生じる方向へ前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加する、変形加算電圧印加を行い、
前記変形加算電圧印加において、前記個別電極と前記共通電極との間に電圧を印加しつつ、前記外側電極の電位を前記共通電極の電位と異ならせて前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加し、
前記変形加算電圧印加に先立って、前記個別電極の電位を前記共通電極の電位と同等としつつ、前記第2領域が前記第1領域側ほど前記加圧室とは反対側へ位置する剪断変形を生じる方向へ前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加する
ンクジェットヘッド。
A base body in which a pressurizing chamber is constituted by a recess formed on a predetermined surface;
An actuator overlaid on the predetermined surface so as to close the pressurizing chamber;
A drive signal output unit for applying a voltage to the actuator;
Have
The actuator is
A diaphragm overlaid on the predetermined surface;
A common electrode overlaid on the diaphragm;
A piezoelectric body overlaid on the common electrode;
An individual electrode having an individual electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and spreads in a center side of the pressurizing chamber in a plan view;
An outer electrode having an outer electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and is located outside the individual electrode body in plan view;
Have
The first region of the piezoelectric body that overlaps with the individual electrode body and the second region of the piezoelectric body that is located between the individual electrode body and the outer electrode body have a polarization direction that is a stacking direction of the actuator. And
The drive signal output unit is
While applying a voltage between the individual electrode and the common electrode in the polarization direction of the first region, the second region is in a direction in which shear deformation is generated such that the second region is closer to the pressurizing chamber. Applying a voltage between the individual electrode and the outer electrode, applying a modified addition voltage,
In the deformation addition voltage application, while applying a voltage between the individual electrode and the common electrode, the potential of the outer electrode is made different from the potential of the common electrode, so that the potential between the individual electrode and the outer electrode is different. Apply voltage,
Prior to applying the deformation addition voltage, shear deformation is performed such that the potential of the individual electrode is equal to the potential of the common electrode, and the second region is located closer to the first region than the pressurizing chamber. A voltage is applied between the individual electrode and the outer electrode in the direction in which it occurs
Lee ink jet head.
前記駆動信号出力部は、前記変形加算電圧印加において、前記第1領域の分極方向への電圧印加開始を、前記第2領域が前記第1領域側ほど前記加圧室側へ位置する剪断変形を生じる方向への電圧印加開始に対して遅らせる
請求項5に記載のインクジェットヘッド。
The drive signal output unit starts the voltage application in the polarization direction of the first region in the deformation addition voltage application, and performs shear deformation in which the second region is positioned closer to the pressurizing chamber side toward the first region side. The inkjet head according to claim 5, wherein the inkjet head is delayed with respect to a voltage application start in a direction in which the voltage occurs.
所定面に形成された凹部により加圧室が構成された基体と、
前記加圧室を塞ぐように前記所定面に重ねられたアクチュエータと、
を有し、
前記アクチュエータは、
前記所定面に重ねられた振動板と、
前記振動板に重ねられた共通電極と、
前記共通電極に重ねられた圧電体と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記加圧室の中央側にて広がる個別電極本体を有する個別電極と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記個別電極本体の外側に位置する外側電極本体を有する外側電極と、
を有し、
前記圧電体の前記個別電極本体と重なる第1領域は、前記アクチュエータの積層方向を分極方向とされており、
前記圧電体の前記個別電極本体と前記外側電極本体との間に位置する第2領域は、前記第1領域の分極方向とは逆方向を分極方向とされている
インクジェットヘッド。
A base body in which a pressurizing chamber is constituted by a recess formed on a predetermined surface;
An actuator overlaid on the predetermined surface so as to close the pressurizing chamber;
Have
The actuator is
A diaphragm overlaid on the predetermined surface;
A common electrode overlaid on the diaphragm;
A piezoelectric body overlaid on the common electrode;
An individual electrode having an individual electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and spreads in a center side of the pressurizing chamber in a plan view;
An outer electrode having an outer electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and is located outside the individual electrode body in plan view;
Have
The first region of the piezoelectric body that overlaps the individual electrode body has a polarization direction that is a stacking direction of the actuator,
The inkjet head according to claim 2, wherein the second region of the piezoelectric body positioned between the individual electrode main body and the outer electrode main body has a polarization direction opposite to a polarization direction of the first region.
前記外側電極と前記共通電極とは互いに接続されて同電位とされている
請求項7に記載のインクジェットヘッド。
The inkjet head according to claim 7, wherein the outer electrode and the common electrode are connected to each other and have the same potential.
所定面に形成された凹部により加圧室が構成された基体と、
前記加圧室を塞ぐように前記所定面に重ねられたアクチュエータと、
を有し、
前記アクチュエータは、
前記所定面に重ねられた振動板と、
前記振動板に重ねられた共通電極と、
前記共通電極に重ねられた圧電体と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記加圧室の中央側にて広がる個別電極本体を有する個別電極と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記個別電極本体の外側に位置する外側電極本体を有する外側電極と、
を有し、
前記圧電体の前記個別電極本体と重なる第1領域、及び、前記圧電体の前記個別電極本体と前記外側電極本体との間に位置する第2領域は、前記アクチュエータの積層方向を分極方向とされており、
前記圧電体の前記外側電極本体と重なる第3領域は分極されていない
ンクジェットヘッド。
A base body in which a pressurizing chamber is constituted by a recess formed on a predetermined surface;
An actuator overlaid on the predetermined surface so as to close the pressurizing chamber;
Have
The actuator is
A diaphragm overlaid on the predetermined surface;
A common electrode overlaid on the diaphragm;
A piezoelectric body overlaid on the common electrode;
An individual electrode having an individual electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and spreads in a center side of the pressurizing chamber in a plan view;
An outer electrode having an outer electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and is located outside the individual electrode body in plan view;
Have
The first region of the piezoelectric body that overlaps with the individual electrode body and the second region of the piezoelectric body that is located between the individual electrode body and the outer electrode body have a polarization direction that is a stacking direction of the actuator. And
The third region overlapping the outer electrode body of the piezoelectric body is not polarized
Lee ink jet head.
所定面に形成された凹部により加圧室が構成された基体と、
前記加圧室を塞ぐように前記所定面に重ねられたアクチュエータと、
前記アクチュエータに電圧を印加する駆動信号出力部と、
を有し、
前記アクチュエータは、
前記所定面に重ねられた振動板と、
前記振動板に重ねられた共通電極と、
前記共通電極に重ねられた圧電体と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記加圧室の中央側にて広がる個別電極本体を有する個別電極と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記個別電極本体の外側に位置する外側電極本体を有する外側電極と、
を有し、
前記圧電体の前記個別電極本体と重なる第1領域、及び、前記圧電体の前記個別電極本体と前記外側電極本体との間に位置する第2領域は、前記アクチュエータの積層方向を分極方向とされており、
前記駆動信号出力部は、前記第1領域の分極方向へ前記個別電極と前記共通電極との間に電圧を印加しつつ、当該電圧が最大値となっている期間に重なる期間において、前記第2領域が前記第1領域側ほど前記加圧室側へ位置する剪断変形を生じる方向へ前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加する
記録装置。
A base body in which a pressurizing chamber is constituted by a recess formed on a predetermined surface;
An actuator overlaid on the predetermined surface so as to close the pressurizing chamber;
A drive signal output unit for applying a voltage to the actuator;
Have
The actuator is
A diaphragm overlaid on the predetermined surface;
A common electrode overlaid on the diaphragm;
A piezoelectric body overlaid on the common electrode;
An individual electrode having an individual electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and spreads in a center side of the pressurizing chamber in a plan view;
An outer electrode having an outer electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and is located outside the individual electrode body in plan view;
Have
The first region of the piezoelectric body that overlaps with the individual electrode body and the second region of the piezoelectric body that is located between the individual electrode body and the outer electrode body have a polarization direction that is a stacking direction of the actuator. And
The drive signal output unit applies the voltage between the individual electrode and the common electrode in the polarization direction of the first region, and overlaps the period in which the voltage is maximum . A recording apparatus that applies a voltage between the individual electrode and the outer electrode in a direction in which shear deformation occurs in a region where the region is closer to the first region and closer to the pressurizing chamber.
所定面に形成された凹部により加圧室が構成された基体と、
前記加圧室を塞ぐように前記所定面に重ねられたアクチュエータと、
前記アクチュエータに電圧を印加する駆動信号出力部と、
を有し、
前記アクチュエータは、
前記所定面に重ねられた振動板と、
前記振動板に重ねられた共通電極と、
前記共通電極に重ねられた圧電体と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記加圧室の中央側にて広がる個別電極本体を有する個別電極と、
前記圧電体に重ねられ、平面視において前記個別電極本体の外側に位置する外側電極本体を有する外側電極と、
を有し、
前記圧電体の前記個別電極本体と重なる第1領域、及び、前記圧電体の前記個別電極本体と前記外側電極本体との間に位置する第2領域は、前記アクチュエータの積層方向を分極方向とされており、
前記駆動信号出力部は、前記個別電極の電位を前記共通電極の電位と同等としつつ、前記第2領域が前記第1領域側ほど前記加圧室とは反対側へ位置する剪断変形を生じる方向へ前記個別電極と前記外側電極との間に電圧を印加した後、前記第1領域の分極方向へ前記個別電極と前記共通電極との間に電圧を印加する
インクジェットヘッド。
A base body in which a pressurizing chamber is constituted by a recess formed on a predetermined surface;
An actuator overlaid on the predetermined surface so as to close the pressurizing chamber;
A drive signal output unit for applying a voltage to the actuator;
Have
The actuator is
A diaphragm overlaid on the predetermined surface;
A common electrode overlaid on the diaphragm;
A piezoelectric body overlaid on the common electrode;
An individual electrode having an individual electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and spreads in a center side of the pressurizing chamber in a plan view;
An outer electrode having an outer electrode body that is superimposed on the piezoelectric body and is located outside the individual electrode body in plan view;
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The first region of the piezoelectric body that overlaps with the individual electrode body and the second region of the piezoelectric body that is located between the individual electrode body and the outer electrode body have a polarization direction that is a stacking direction of the actuator. And
The driving signal output unit, the potential of the individual electrode while the equivalent potential of the common electrode, the direction resulting in shear deformation the second region is located to the opposite side of the pressure chamber as the first region side An inkjet head that applies a voltage between the individual electrode and the common electrode in the polarization direction of the first region after applying a voltage between the individual electrode and the outer electrode.
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