(57)【要約】  インクの種類の制約を減らし、且つ、構成の大型化や制御の複雑化をせずに容易に一回当たりのインク吐出量を少なくするインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供する。ノズル及びノズルに連通する圧力室を有し、インクをインク室からノズルに送るインク流路と、圧力室内のインクに加える圧力を変化させる加圧部と、を備え、インク流路は、インク流路全体及びインクに応じた一次モード固有振動数と、ノズルを含むインク流路の一部及びインクに応じた二次モード固有振動数とを有し、加圧部は、一次モード固有振動数に対応する所定の時間インクに加える圧力を変化させて、一次モード固有振動数でのインクの圧力振動に係るインク液面移動に二次モード固有振動数でのインクの圧力振動に係るインク液面移動が重畳されたタイミングのうち少なくとも一回で所定量のインクを吐出させる。
2015033993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するノズルと、前記ノズルに連通する圧力室とを有し、インク室から供給されるインクを前記ノズルに送るインク流路と、
前記圧力室内のインクに加える圧力を変化させる加圧部と、
を備えたインクジェットヘッドであって、
前記インク流路は、前記インク流路全体と前記インクとの組み合わせに応じた一次モード固有振動数と、前記ノズルを含む前記インク流路の一部と前記インクとの組み合わせに応じた前記一次モード固有振動数より高い二次モード固有振動数とを有し、
前記加圧部は、前記一次モード固有振動数に対応する所定の時間前記インクに加える圧力を変化させて、前記一次モード固有振動数での前記インクの圧力振動に係るインク液面移動に前記二次モード固有振動数での前記インクの圧力振動に係るインク液面移動が重畳されたタイミングのうち少なくとも一回で所定量のインクを吐出させる
ことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記加圧部は、前記所定の時間、前記インクに加える圧力を上昇させた状態とすることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記インク流路は、前記一次モード固有振動数での前記インクの圧力振動に係るインク液面移動のみでは前記インクが吐出されないサイズに前記ノズル径が設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記一次モード固有振動数での前記インクの圧力振動に係るＱ値は、１未満であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記インク流路は、前記二次モード固有振動数が前記一次モード固有振動数の４倍以上であるように形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記加圧部により前記インクに加えられる圧力の変化は、立上がり時間及び立下がり時間が前記二次モード固有振動数の一周期よりも短い略矩形波パルス状の変化であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記加圧部は、圧電部材を有し、当該圧電部材に電圧が印加されることで変形されて前記インクに加える圧力を変化させる構成であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、予め設定されたインク吐出間隔ごとに前記加圧部を動作させて、インクを吐出させる前記ノズルに連通する前記圧力室内の前記インクに対して加える圧力を変化させる
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微小なインク液滴を吐出させて記録媒体上に画像を形成するインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置がある。このインクジェットヘッドには、形成可能な画像の解像度や画像形成速度に応じた間隔で複数のノズルが配列され、各々インクの吐出タイミングが制御されている。【０００３】
このようなインクジェットヘッドでは、インク流路内のインクを加圧してノズルの先端から液滴を吐出させるピエゾ方式やサーマル方式が広く用いられている。近年、形成画像の解像度の上昇に伴い、一回当たりのインク吐出量が少なくなってきている。このような少量のインクを吐出させるには、ノズルの開口面積を小さくしたり、加圧時間を短縮したりする必要がある。しかしながら、ノズル断面積を縮小すると、インクとノズル壁面との摩擦や、インクの粘性及び表面張力の影響が大きくなり、所望の量のインクがインク流路内のインクから安定して液滴として分離して吐出されないという問題がある。【０００４】
これに対し、特許文献１には、微細ノズルの先端に電圧を印加して、帯電したインクを吸引することで微少量のインクを吐出させる静電吸引方式のインクジェットヘッドについて開示されている。【０００５】
一方、インクは、各ノズルに共通のインク室からそれぞれのノズルに対するインクの引き込み路（インレット）及びインクを加圧する圧力室を経てノズルに供給されて吐出される。このとき、インク圧は、インレット、圧力室、及びノズルのサイズ（主に長さ）、並びにインクの密度及び粘度などに応じて定まる固有振動数（共振周波数）で変化し、この固有振動数に係る周期でインクの液面位置（メニスカス）がノズルの開口端から押し出されたり引き戻されたりする。この固有振動には、インレット、圧力室、及びノズルの構造（形状）の違いにより、これら全体に係る固有モード（一次モード）振動に加えて、構造の一部における他の一又は複数の固有モードが存在する。【０００６】
これらの固有モードのうち、ノズルを含む一部によるモードは、ノズルの開口端からのインクの押し出しに係り、一次モードの固有振動数より高い振動数の二次モード振動となる。特許文献２には、この二次モードの固有振動数に対応した時間幅で圧力室内のインクに圧力を印加することにより、インクの吐出時間を短縮して吐出量を抑える技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１３６６５５号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／１０７５５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、インクを電界で吸引するためには、インクを帯電させなければならない。従って、使用可能なインクの種類が限られるという課題がある。また、ノズルの開口端付近に電圧を印加するための構成が必要となって構造が複雑化するという課題がある。一方で、二次モードの固有振動数に対応するパルス幅は、従来印加されているパルス幅に比して非常に短く、この幅のパルスを精度良く印加するには、複雑な構成を要したり、回路規模が大きくなったりするという課題がある。【０００９】
この発明の目的は、使用可能なインクの範囲を広げ、且つ、インク吐出に係る構成を大型化したり制御を複雑化させたりせずに、容易に一回当たりのインク吐出量を少なくすることが出来るインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
インクを吐出するノズルと、前記ノズルに連通する圧力室とを有し、インク室から供給されるインクを前記ノズルに送るインク流路と、
前記圧力室内のインクに加える圧力を変化させる加圧部と、
を備えたインクジェットヘッドであって、
前記インク流路は、前記インク流路全体と前記インクとの組み合わせに応じた一次モード固有振動数と、前記ノズルを含む前記インク流路の一部と前記インクとの組み合わせに応じた前記一次モード固有振動数より高い二次モード固有振動数とを有し、
前記加圧部は、前記一次モード固有振動数に対応する所定の時間前記インクに加える圧力を変化させて、前記一次モード固有振動数での前記インクの圧力振動に係るインク液面移動に前記二次モード固有振動数での前記インクの圧力振動に係るインク液面移動が重畳されたタイミングのうち少なくとも一回で所定量のインクを吐出させる
ことを特徴としている。【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記加圧部は、前記所定の時間、前記インクに加える圧力を上昇させた状態とすることを特徴としている。【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記インク流路は、前記一次モード固有振動数での前記インクの圧力振動に係るインク液面移動のみでは前記インクが吐出されないサイズに前記ノズル径が設定されていることを特徴としている。【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記一次モード固有振動数での前記インクの圧力振動に係るＱ値は、１未満であることを特徴としている。【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記インク流路は、前記二次モード固有振動数が前記一次モード固有振動数の４倍以上であるように形成されていることを特徴としている。【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記加圧部により前記インクに加えられる圧力の変化は、立上がり時間及び立下がり時間が前記二次モード固有振動数の一周期よりも短い略矩形波パルス状の変化であることを特徴としている。【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記加圧部は、圧電部材を有し、当該圧電部材に電圧が印加されることで変形されて前記インクに加える圧力を変化させる構成であることを特徴としている。【００１７】
請求項８記載の発明は、
請求項１〜７の何れか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、予め設定されたインク吐出間隔ごとに前記加圧部を動作させて、インクを吐出させる前記ノズルに連通する前記圧力室内の前記インクに対して加える圧力を変化させる
ことを特徴とするインクジェット記録装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に従うと、使用可能なインクの範囲を広げ、且つ、インク吐出に係る構成を大型化したり制御を複雑化させたりせずに、容易に一回当たりのノズルからのインク吐出量を少なくすることが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態のインクジェット記録装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態のインクジェットヘッドの構造を示す側面断面図である。
【図３Ａ】ヘッドチップにおける一のノズルに係る部分の側面断面図である。
【図３Ｂ】ヘッドチップにおける一のノズルに係る部分のインク流路を平面視した図である。
【図４】本実施形態のインク流路で生じる固有振動の振動数特性の例を示す図である。
【図５Ａ】圧電部材に印加されるパルス波形電圧を説明する図である。
【図５Ｂ】圧電部材に印加されるパルス波形電圧を説明する図である。
【図５Ｃ】圧電部材に印加されるパルス波形電圧を説明する図である。
【図６】パルス波形電圧が印加された場合のインクの振る舞いを説明する図である。
【図７】計算に用いられたヘッドチップの各部位のサイズを示す図表である。
【図８】一次モードに対応した引き打ちパルス波形電圧が圧電部材に印加された場合におけるインク液面の移動速度及び液面位置を計算した例を示す図である。
【図９】一次モードに対応した押し打ちパルス波形電圧が圧電部材に印加された場合におけるインク液面の移動速度及び液面位置を計算した例を示す図である。
【図１０】圧力室に引き打ちパルス波形電圧で二次モードの固有振動を与えた場合におけるインク液滴の吐出について説明する図である。
【図１１】圧力室に押し打ちパルス波形電圧で二次モードの固有振動を与えた場合におけるインク液滴の吐出について説明する図である。
【図１２】インク液滴の吐出に対する二次モード経路長の影響を示す図表である。
【図１３】インク液滴の吐出に対するインレットの長さの影響を示す図表である。
【図１４】インク液滴の吐出に対するノズルの直径の影響を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のインクジェット記録装置１０の全体構成を示すブロック図である。
このインクジェット記録装置１０は、インクジェットヘッド１００と、制御部２００と、搬送部３００と、通信部４００と、操作表示部５００などを備える。
【００２１】
制御部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）や記憶部などを備え、外部や操作表示部５００から入力されたプリントジョブなどに基づいてインクジェット記録装置１０の全体動作を統轄制御する。
【００２２】
搬送部３００は、記録媒体を画像形成位置に移動させ、また、当該画像形成位置から順次排出する動作を行う。搬送部３００は、例えば、搬送ベルト、当該搬送ベルトを移動させるモータ、記録媒体を供給する給紙部及び排出された記録媒体を保持する排紙部などを備える。
【００２３】
通信部４００は、外部のプリントサーバーやコンピューター端末などとデータ通信を行うための通信インターフェイスである。この通信部４００は、例えば、有線又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）接続や、ＵＳＢ接続に対応することが可能である。
【００２４】
操作表示部５００は、ユーザーの入力操作を受け付け、また、各種メニューやインクジェット記録装置１０のステータスを表示させる。この操作表示部５００は、例えば、液晶表示画面とタッチセンサーを備えたタッチパネルである。また、この操作表示部５００は、押しボタンスイッチ、操作キーや状態表示ランプなどを備えていても良い。
【００２５】
インクジェットヘッド１００は、制御部２００から入力される制御信号に基づいて動作して、搬送部３００の給紙部から供給された記録媒体上に画像形成を行う。
図２は、本実施形態のインクジェットヘッド１００を側面から見た断面図である。
本実施形態のインクジェットヘッド１００は、ヘッドチップ１１０と、インク供給部１２０と、フレーム部１３０などを備えている。
【００２６】
インク供給部１２０は、筐体１２１の内部にインク室１２２が形成されてなり、筐体１２１の内部と外部との間を貫通するインク供給口１２３を介して外部から供給されたインクをヘッドチップ１１０に排出する。
【００２７】
フレーム部１３０は、略平面板状の部材であり、ヘッドチップ１１０及びインク供給部１２０を一体的に保持する。インク供給部１２０は、フレーム部１３０の一の面（上面）に設けられ、また、ヘッドチップ１１０は、フレーム部１３０の他の面（下面）にインク供給部１２０と対向して設けられている。フレーム部１３０には、ヘッドチップ１１０とインク供給部１２０との間に図示略の空間が設けられており、ヘッドチップ１１０とインク供給部１２０との間が連通されている。
フレーム部１３０は、両端に突起部１３１を有し、この突起部１３１には、それぞれ孔部１３２が設けられている。フレーム部１３０は、この孔部１３２を通して設けられるネジやボルトなどの固定部材によりインクジェット記録装置１０における所定の固定位置に固定される。
【００２８】
ヘッドチップ１１０は、複数のノズルを有する板状部材である。ヘッドチップ１１０は、制御部２００からの制御信号に基づく所定のタイミングで各ノズルからインク液滴を吐出させて、当該ノズルに対向する位置に搬送された記録媒体上に着弾させる。ヘッドチップ１１０は、一のインク供給部１２０に対して複数（例えば、ここでは２枚）設けられていても良い。
【００２９】
図３Ａは、本実施形態のインクジェットヘッド１００のヘッドチップ１１０におけるノズル一本分のインク流路を説明するための断面図である。この断面は、板状部材であるヘッドチップ１１０の板面に垂直な方向である。また、図３Ｂは、このインクジェットヘッド１００のヘッドチップ１１０におけるノズル一本分のインク流路を平面視した図である。
【００３０】
図３Ａに示すように、このヘッドチップ１１０は、撓みモードのピエゾ式でインクの吐出を行うものである。ヘッドチップ１１０は、ノズル基板１１１、中間基板１１２及び圧力基板１１３が順に積層されて形成される。
【００３１】
ノズル基板１１１は、例えば、シリコン製の基板であり、ノズル１１１ａが一の面に開口されて設けられている。ノズル１１１ａは、ノズル上段１１１ｂに連通してノズル基板１１１の両面の間を貫通している。このノズル１１１ａの開口部の直径（ノズル径）の具体的な値φは、解像度に応じて十分に小さく形成される。ここでは、ノズル径φは、当該ノズル１１１ａの内部及びノズル１１１ａから押し出された状態のインクに働く粘性や表面張力の効果が顕著に現れるサイズとして１０μｍ以下、例えば、５．０μｍである。
ノズル径とは、ノズルにおけるインク吐出側の先端の開口の直径を意味し、開口が円形の場合には、その直径を指す。なお、開口形状は、円形形状に限定されるものではなく、円形形状の代わりに他の形状、例えば、多角形状や星型形状などとしても良い。なお、開口形状が円形形状ではない場合、その面積を同じ面積の円形に置き換えた場合の直径をノズル径とする。
【００３２】
中間基板１１２は、例えば、ガラス製の基板であり、ノズル基板１１１におけるノズル１１１ａの開口面とは反対側の面に接合されて積層されている。中間基板１１２には、ノズル上段１１１ｂに連通する連通口１１２ａが形成されている。
【００３３】
圧力基板１１３は、例えば、シリコン製の基板であり、中間基板１１２におけるノズル基板１１１との接合面とは反対側の面に接合されて積層されている。圧力基板１１３の一の面には、溝状にインクの共通流路１１３ａ、インレット１１３ｂ及び圧力室１１３ｃが順番に連通して設けられ、当該一の面が中間基板１１２に接合されることで溝が覆われて孔部が形成されている。圧力室１１３ｃは、その端部（縁部）付近で連通口１１２ａと連通している。
【００３４】
圧力基板１１３の中間基板１１２との接合面とは反対側の面において、圧力室１１３ｃに対応する部分には、当該圧力室１１３ｃの平面視形状と略同一の圧電部材１１４（加圧部）が図示略の電極層を挟んで設けられている。この圧電部材１１４は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）であり、圧電部材１１４の両面に設けられた電極層間に所定の電圧を印加することで伸縮変形する。圧力室１１３ｃと圧電部材１１４の間の壁面は、圧電部材１１４の変形に応じて変形することで振動板として機能し、圧力室１１３ｃ内のインクに加える圧力を変化させる。この圧力変化を適切に制御することで、ノズル１１１ａからインクを吐出させる。
或いは、振動板は、圧力基板１１３を貫通するように設けられた圧力室１１３ｃを覆うように別途圧力基板１１３と圧電部材１１４との間に接合されて設けられても良い。
【００３５】
共通流路１１３ａは、ヘッドチップ１１０に設けられた複数のノズル１１１ａに対して共通にインクを供給する。共通流路１１３ａからは、各ノズル１１１ａにそれぞれ対応する圧力室１１３ｃへと、当該圧力室１１３ｃにそれぞれ連通するインレット１１３ｂを介してインクが送られる。
このような構造により、インレット１１３ｂ、圧力室１１３ｃ、連通口１１２ａ、ノズル上段１１１ｂ及びノズル１１１ａにより各ノズルへのインク流路が構成される。
【００３６】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、インク流路を構成するインレット１１３ｂ、圧力室１１３ｃ、連通口１１２ａ、ノズル上段１１１ｂ及びノズル１１１ａの各部位の大きさ（特に、長さ）は、それぞれ異なる。従って、圧力室１１３ｃでインクに加えられた圧力変化がインク流路内のインク中を伝わる際に、その一部は、各部位の境界で反射されて複数のモードの固有振動が生じる。これらのモードの各振動数は、各部位のサイズ及びインクの特性で定まる。
【００３７】
図４には、本実施形態のインク流路で生じる固有振動の振動数特性の例を示す図である。横軸の振動数に対して、縦軸は、スペクトル強度を示している。
【００３８】
ここでは、スペクトル強度のピークｐ１〜ｐ３が３つ現れている。即ち、このインク流路では、３つのモードの振動が励起される。これらのうち一番振動数の低い振動のピークｐ１は、ノズル１１１ａ、ノズル上段１１１ｂ、連通口１１２ａ、圧力室１１３ｃ及びインレット１１３ｂのインク流路全体の構造に対する一次モード振動である。中間の振動数のピークｐ２に係る振動は、圧力室１１３ｃ及びインレット１１３ｂの構造に対する振動であり、ノズル１１１ａからのインクの吐出に係らないノイズ成分である。また、一番振動数の高い振動のピークｐ３は、ノズル１１１ａ、ノズル上段１１１ｂ、連通口１１２ａ及び圧力室１１３ｃの構造（即ち、ノズル１１１ａを含むインク流路の一部）に対する二次モード振動である。
【００３９】
次に、インクの吐出動作について説明する。
図５Ａ〜図５Ｃは、圧電部材１１４に印加されるパルス波形電圧を説明する図である。
ここで、正の電圧は、圧力室１１３ｃを圧縮する方向（図３Ａで下向き）に圧電部材１１４及び振動板を変形させる電圧である。
【００４０】
圧電部材１１４に印加される電圧の波形としては、電圧の立上がり及び立下がりにそれぞれ予め設定された時間（立上がり時間、立下がり時間）を要する略矩形波パルス状（台形状）のものが用いられ、図５Ａに示すように正圧方向に電圧を変化させる押し打ちパルス波形と、図５Ｂに示すように負圧方向に電圧を変化させる引き打ちパルス波形とのうち、何れかが選択される。ここでは、パルス波形のパルス幅Ｔ１（所定の時間）は、一次モードの固有振動周期の半分に設定される。圧電部材１１４に引き打ちパルス波形の電圧が印加されると、圧力室１１３ｃは、当初拡張し、その後、収縮する方向に変形する。一方、圧電部材１１４に押し打ちパルス波形の電圧が印加されると、圧力室１１３ｃは、当初収縮し、その後、拡張する。
【００４１】
このパルス波形は、図５Ｃに示すように、電圧の立上がり時間及び立下がり時間を短くすることで、より矩形波に近づく。矩形波電圧が印加されると、圧電部材１１４は、パルス幅Ｔ１を半周期とする振動数の振動に加えて、その整数倍の振動数の振動を発生して圧力室１１３ｃに与えることになる。これらの振動数と、一次モード振動の固有振動数（一次モード固有振動数）や二次モード振動の固有振動数（二次モード駆動振動数）との差の大きさによってその固有振動数でのインク圧の振動の振幅が変化し、同一振動数の場合には、振動が強く励起される。
【００４２】
図６は、パルス波形電圧が印加された場合のインクの振る舞いを説明する図である。
ここでは、引き打ちパルス波形電圧が印加された場合のインクの振る舞いについて説明する。
【００４３】
引き打ちパルス波形電圧が圧電部材１１４に印加されて最初に圧力室１１３ｃが拡張すると、ノズル１１１ａ内のインクにかかる圧力が低下して、インクには、ノズル上段１１１ｂの側に引き込む力が働いて液面が後退する（図６ａ）。すると、インクは、圧力の増加や引き戻し速度に応じた粘性抵抗などにより減速されて、今度はノズル１１１ａの先端方向に押され、最大移動速度ｖｍａｘでノズル１１１ａの先端（開口）から押し出される（図６ｂ）。
【００４４】
ノズル１１１ａの開口からインク圧の変化量に応じた長さＬ１押し出されたインクには（図６ｃ）、粘性抵抗Ｆｒがかかり、ノズル１１１ａの開口からそのまま飛び続けようとするのを妨げる（図６ｄ）。ノズル１１１ａの開口から飛び出したインクがそのまま飛び続けようとする慣性に相当する力Ｆｉ（押し出される際に受けた仕事量に相当）の方が粘性抵抗Ｆｒ（粘性により消費する仕事量に相当）よりも大きい場合には、この押し出されたインクは、インク流路内に引き戻されるインクから分離して液滴となり、最大移動速度ｖｍａｘより小さい速度ｖｄで吐出される（図６ｅ）。
即ち、ノズル１１１ａの開口から押し出されたインクが液滴としてインク流路内のインクから分離して吐出されるか否かは、表面張力などの他の力を無視して近似的に、インクがノズル１１１ａから押し出される際に受けた力Ｆｉと、当該インクの引き戻しに係る粘性抵抗Ｆｒとにより算出される。
【００４５】
粘性抵抗Ｆｒに係るせん断応力τは、ノズル１１１ａのノズル軸に垂直な面内方向をｙ方向として、インクの液面のノズル軸方向への移動速度ｖとインクの粘度η（粘性係数）とを用いて、τ＝η・ｄｖ／ｄｙと表される。この値は、ノズル１１１ａを流れる層流の速度で近似をすると、τ＝η・（ｖ／（φ／４））となる。
【００４６】
また、ノズル１１１ａの先端から押し出されて液滴として分離しようとする（せん断される）インク部分のインク柱の長さをＬ２とすると、その表側面積Ｓ２は、円柱形状に近似して、Ｓ２＝πφＬ２と求められる。せん断応力τは、粘性抵抗Ｆｒの単位面積当たりの力なので、τ＝Ｆｒ／Ｓ２であり、即ち、τ＝Ｆｒ／（πφＬ２）である。
これらの関係式に基づいて、粘性抵抗Ｆｒは、Ｆｒ＝４πＬ２ηｖと求められる。即ち、速度ｖに対する比例係数である粘性抵抗係数Ｒは、Ｒ＝４πＬ２ηとなる。
【００４７】
一方、ノズル１１１ａから押し出されるインクが受けた力Ｆｉは、押し出されたインクの質量Ｍ、インクの押し出しに係る固有振動の角速度ω、及び速度ｖにより、Ｆｉ＝Ｍωｖである。質量Ｍは、インクの密度ρとノズル１１１ａの先端から押し出されたインク柱の長さＬ１とにより、Ｍ＝πρ（φ／２）２Ｌ１となる。従って、固有振動数をｆとして、力Ｆｉは、Ｆｉ＝２π２ｆρｖ（φ／２）２Ｌ１と求められる。
【００４８】
以上のように求められた粘性抵抗Ｆｒと力Ｆｉとの比Ｆｉ／Ｆｒ＝Ｍω／Ｒは、共振の強さを示す指標として用いられているＱ値である。ここでは、このＱ値は、Ｑ＝（Ｌ１／Ｌ２）πｆρφ２／（８η）となる。Ｌ１＝Ｌ２であると仮定をすると、Ｑ＝πｆρφ２／（８η）となる。このようにして求められたＱ値が１以上の場合には、ノズル１１１ａから押し出されたインクは、インク流路内のインクから分離して液滴として吐出され得る。
【００４９】
即ち、このインクジェットヘッド１００では、Ｑ値に係る上記の条件を満たしながらノズル１１１ａから駆動パルス１回あたりのインク吐出体積Ｍ／ρ（所定量のインク）を減少させるようにヘッドチップ１１０の各部位のサイズやインクの粘度ηなどの組み合わせが選択される。具体的には、駆動パルス１回当たりのインク吐出体積を１ｐｌ未満、より好ましくは、０．１ｐｌ以下に抑える。
【００５０】
このとき、ノズル径φを小さくする一方で、固有振動数ｆを大きくすることで、液滴サイズ（体積）を小さくしながらＱ値を下げずに液滴を分離、吐出させることが出来る。
一方、粘度ηの低下と、圧力室１１３ｃの変形量の増加に繋がる印加電圧の上昇は、何れも液面の最大移動速度ｖｍａｘ及び液面位置Ｌ１の変動振幅の増大に繋がる。従って、粘度ηの低下や印加電圧の上昇により、吐出される液滴サイズが増加することになる。そこで、一方を増大又は減少させる場合には、可能な範囲で連動して他方も増大又は減少させる。
【００５１】
次に、上記条件を満たすヘッドチップ１１０におけるインクの吐出動作の計算例について示す。
【００５２】
図７は、計算に用いられたヘッドチップ１１０の各部位のサイズを示す図表である。
ここでは、ヘッドチップ１１０は、上記３つの固有振動数として、１２０ｋＨｚ（一次モード）、６１６ｋＨｚ（ノイズ）、８１６ｋＨｚ（二次モード））を有する構造（設定１）である。インレット１１３ｂの長さを他の部位と比較して大きく取ることで、一次モードと二次モードの固有振動数の差が大きくなるように設定されている。圧電部材１１４のパラメーターｄ３１は、収縮方向の圧電定数（ｐｍ／Ｖ）である。
【００５３】
図８及び図９は、上記サイズのヘッドチップ１１０において、一次モードの固有振動周期に対応した長さのパルス波形電圧が圧電部材１１４に印加された場合におけるインク液面の移動速度及び液面位置を計算した例を示す図である。ここでは、密度ρが９８０ｋｇ／ｍ３、粘度ηが３ｍＰａ・ｓ（３ｃｐ）であるインクに圧力室１１３ｃの変形により圧力変化を与えた場合の算出値を示す。また、ここでは、定性的な性質の違いを示すため、縦軸の具体的な数値に係る表記を省略する。
【００５４】
図８ａに示すように、引き打ちパルス波形電圧が、立上がり時間及び立下がり時間を０．９μｓとして、１２０ｋＨｚの一次モード固有振動の半周期長であるＴ＝４．１７μｓのパルス幅で印加された場合には、図８ｃに示すように、インクの液面位置（メニスカス）は、当初ノズル１１１ａの開口面から後退した後に押し出される。このとき、図８ｂに示すように、ノズル１１１ａ付近におけるインクの液面の移動速度は、この一次モード固有振動の周期で変化すると共に、より周期の短い二次モード固有振動に係る変化が重畳されたものとなる。これらの変化の位相が揃った場合には、振幅が増大し、位相が反対となった場合には、振幅が相殺される。
【００５５】
ここで、上記インクの密度ρ、粘度η、及びノズル径φでは、一次モードの固有振動数でのＱ値は、１より小さく（Ｑ＝０．３８）、二次モードの固有振動数でのＱ値は、１より大きい（Ｑ＝２．６２）。従って、一次モードの固有振動のみでは、インクは、液滴として分離して吐出されない。
【００５６】
この例では、二次モードの固有振動が十分に励起されていないので、一次モードの固有振動に係るパルス波形電圧の印加で二次モードの固有振動によるインクの吐出がなされない。そこで、図８ｄに示すように、印加電圧の引き打ちパルス波形を、立上がり時間及び立下がり時間が無視可能な程度に速い矩形波として、Ｔ＝４．１７μｓの幅で印加する。その結果、図８ｆに示すように、インクの液面位置は、一次モードの固有振動に従ってノズル１１１ａの開口面から一度後退した後に押し出されるが、図８ｃに示した例と比較してより大きな細かい変動を伴う。また、図８ｅに示すように、このときのインクの液面の移動速度は、一次モード固有振動の周期での変化に対して二次モードの固有振動による変化がより大きい振幅で重畳されたものとなり、即ち、二次モード固有振動の各周期でインクが大きく加速される。この場合、インクは、二次モードの固有振動により液滴として分離して吐出される。但し、このとき、一の液滴に加えて前後に複数の液滴（サテライト）を伴って吐出され易くなる。
【００５７】
これらの結果により、一次モードの固有振動に係る振幅に対して二次モードの固有振動に係る振幅が小さい場合には、二次モードの固有振動に係る振幅が重畳されてもインク液滴が分離されずに吐出されない。一方、一次モードの固有振動に係る振幅に対して二次モードの固有振動に係る振幅が大きい場合には、二次モードの固有振動周期ごとにインク液滴が複数回分離されて、サテライトが生じる。ここで、サテライトが細かい噴霧状になり、本液滴と比較して非常に低速な場合には、ノズル周囲を漂って意図しない場所に付着する虞があり、好ましくない。従って、この立上がり時間及び立下がり時間を適宜な長さとして、一次モードの固有振動に対する二次モードの固有振動の振幅比が適切な値に設定される必要がある。具体的には、パルス電圧の立上がり時間は、二次モードの固有振動周期（ここでは、１．２３μｓ）よりも短いことが望ましい。これにより、二次モードの固有振動が効率良く励起される。
なお、粘度ηを低下させることで（例えば、１．０ｍＰａ・ｓ）、一次モードの固有振動に対してもＱ値を１以上とすることが出来る。この場合には、二次モードの固有振動により振幅を適宜相殺することで、インクの吐出量を低減させることが可能である。
【００５８】
次に、図９には、押し打ちパルス波形電圧を印加した場合におけるインクの液面の移動速度及び液面位置の計算結果を示す。図９ａに示すように、パルス電圧が３９．４Ｖ、立上がり時間及び立下がり時間を０．７μｓとして、３．８μｓのパルス幅（振動数は、１３２ｋＨｚ）で圧電部材１１４に印加されている。図９ｃに示すように、インクの液面位置は、最初にノズル１１１ａの開口面から押し出された後に引き戻されていく。このとき、図９ｂに示すように、インクの液面の移動速度には、一次モードの固有振動の周期での変化に対して二次モードの固有振動に係る変化が重畳されて現れる。そして、最初の二次モード固有振動周期において振幅及び移動速度が最大となって、インク液滴が分離して吐出される。この場合のインク吐出体積は、０．２０ｐｌまで抑えることが出来る。
【００５９】
図９ｄ、ｅには、押し打ちパルス波形電圧として５８．０Ｖを印加し、また、インクの粘度ηを５ｍＰａ・ｓに変更して算出した場合の例を示す。その他の条件は、図９のａ〜ｃと同一である。
【００６０】
粘度ηが高くなってＱ値が下がると（Ｑ値は、１．５７）、上述したように、インクは、液滴として分離し難くなるが、力Ｆｉが粘性抵抗Ｆｒより大きい場合には、印加電圧を上昇させることでインクの液面位置の振動を増大させてインク液滴を吐出させることが可能になる。インクの液面の移動速度は、図９ｄに示すように図９ｂに示したものと同様となり、また、インクの液面位置の変化も、図９ｅに示すように図９ｃに示したものと同様となる。この場合に吐出されたインクの体積は、０．２１ｐｌである。
【００６１】
この図９に示した場合でも、一次モードの固有振動でのＱ値は１未満であり、二次モードの固有振動でのＱ値は１以上である。ここでは、二次モードの固有振動に基づいてインクを適切に分離して吐出させるために、パルス電圧が印加される時間幅を一次モードの固有振動の半周期から若干ずらすと共に、パルス波形の立上がり時間及び立下がり時間を図８ａに示したものと比較して若干短くしている。即ち、パルス幅としては、一次モードの固有振動周波数に対応する範囲（例えば、高調波や他の固有振動周波数よりもこの固有振動周波数に近い範囲）で適宜ずらして設定することも可能である。これらの設定により、二次モードの固有振動を効果的に励起させることで、一次モードの固有振動数に対応する印加電圧波形を用いながら二次モードの固有振動に対応して微少量のインクを吐出させることが出来る。
【００６２】
次に、押し打ちパルス波形の場合と引き打ちパルス波形の場合の違いについて、詳しく説明する。
【００６３】
図１０は、引き打ちパルス波形電圧の印加によりインクに二次モードの固有振動を励起させた場合におけるインク液滴の吐出について説明する図である。ここでは、図１０ａに示すように、上記設定１の二次モードの固有振動周期の半分である０．６１μｓ（（１／８１８／２）ｋＨｚ）の負の駆動パルス電圧を大きさ３６Ｖで圧電部材１１４に印加した場合における粘度η＝３ｍＰａ・ｓ、密度ρ＝９８０ｋｇ／ｍ３のインクの振る舞いに係る計算結果を示す。
【００６４】
引き打ちパルス波形電圧が印加されると、図１０ｃの液面位置に示すように、先ず、インク液面がノズルの吐出面からノズル上段１１１ｂ方向に引き戻されて、その後のインク液面の振動に伴ってインクが吐出される。また、図１０ｂの液面の移動速度に示すように、引き打ちパルス波形電圧の印加による液面位置の振動は、減衰せずに残りやすく（残響振動）、複数回インクが押し出される（タイミングｔ１〜ｔ３）。
【００６５】
即ち、この引き打ちパルス波形電圧が印加された場合には、複数回のインクの押し出しの途中でそれぞれインク液滴が分離するので、吐出されたインク液滴の飛翔速度を安定に制御するのが難しい。また、図１０ｄの模式図に示すように、これらのピークに伴い、本来のインク吐出に係る液滴の前又は後にサテライトｓが形成されやすい。また、印加電圧の値を上げていくと（例えば、３９Ｖ）、分離、吐出されたインク液滴が途中で分裂して、２滴のインクが吐出されることも示された。更に、この振動が次周期のパルス波形電圧に係る一次モードの振動にまで重なることにより、複数の位相の振動が混在して相殺され、連続的なインクの吐出を行い難くなる場合が生じ得る。
【００６６】
図１１は、圧力室１１３ｃに押し打ちパルス波形電圧の印加によりインクに二次モードの固有振動を励起させた場合におけるインク液滴の吐出について説明する図である。ここでは、図１１ａに示すように、上記設定１の二次モードの固有振動周期と等しい１．２３μｓ（１／８１８ｋＨｚ）の正圧の駆動パルスを立ち上がり時間及び立下がり時間０．０５μｓ、パルス電圧３０Ｖで圧電部材１１４に印加した場合における粘度が３ｍＰａ・ｓ、密度が９８０ｋｇ／ｍ３のインクの振る舞いに係る計算結果を示す。
【００６７】
押し打ちパルス波形電圧が印加された場合には、二次モードの振動における最初のインクの押し出しの際に強い押し出し速度が生じてインクが吐出される。即ち、この押し打ちパルス波形電圧の印加では、最初の液面移動速度のピークに伴って効率良くインクが吐出される。このときのインク液滴の体積は、０．１０ｐｌとなった。そして、図１１ｂに示すように、押し打ちパルス波形電圧が印加された場合における液面位置の振動は、引き打ち波形電圧が印加された場合と比較して速やかに減衰する。その結果、押し打ちパルス波形電圧が印加された場合には、一次モードの振動が加えられるごとにその先頭のタイミングで一度明確にインクを吐出させた後にノイズとなる残響振動を残さないので、サテライトの発生や連続吐出への悪影響が少なく安定した連続吐出を行うことが出来る。
【００６８】
このとき、二次モード固有振動数と一次モード固有振動数の比を所定の値以上とすることで、二次モード固有振動に係る各振動周期中に一次モード固有振動に係るインクの液面位置の変化を抑えることが出来る。具体的には、二次モードの固有振動数を一次モードの固有振動数の４倍以上とすることで、押し打ちパルス波形電圧の印加により励起される二次モード固有振動の最初の一周期の間に一次モードの固有振動に係る変位を、当該一次モードの固有振動振幅の半分以下に抑えることが出来る。従って、一次モードの固有振動に係る液面位置変化の悪影響を受けず、二次モードの固有振動に係る液面位置変化に基づいてインクを吐出させることが出来る。
【００６９】
この押し打ちパルス波形電圧を上下させることで、インクの吐出を安定に保ったまま液滴の飛翔速度及び液滴体積を変化させることが出来る。例えば、印加電圧を２７Ｖに低下させることで、飛翔速度が１〜２ｍ／ｓ、液滴体積が０．０９ｐｌにそれぞれ減少し、また、印加電圧を３６Ｖに上昇させることで、飛翔速度を６ｍ／ｓ、液滴体積を０．１３ｐｌにそれぞれ増加させることが出来る。
【００７０】
また、インクの粘度ηを５ｍＰａ・ｓに変更した場合には、パルス波形電圧を４２Ｖに上昇させることで、同様に、液滴の体積を０．１０ｐｌとしたインクの吐出を安定に行わせることが出来る。
【００７１】
以上のように、押し打ちパルス波形電圧の印加により吐出されるインク液滴は、引き打ちパルス波形電圧の印加により吐出されるインク液滴と比較して広い条件範囲で安定に分離、飛翔させることが出来る。
【００７２】
図１２は、押し打ちパルス波形電圧の印加でインクに二次モードの固有振動を励起させた場合におけるインク液滴の吐出に対する二次モード経路長の影響を示す図表である。
【００７３】
上述したように、二次モードの固有振動は、圧力室１１３ｃ及びノズルの構造によるものであり、同一形状であれば、これらの構成の合計長が長くなるに従って固有振動数が低下する。ここでは、設定１に対して連通口１１２ａやノズル上段１１１ｂの長さが延長されると（設定２、設定３）、二次モードの固有振動数が低下する。この結果、液面の移動速度の変化が小さくなり、一度の駆動パルス波形により吐出される液滴の体積が増加する。但し、この体積変化量は、二次モードの固有振動数の変化と比較して緩やかであり、従って、圧力室１１３ｃ及びノズルのサイズの設定には、幅を持たせることが出来る。
【００７４】
図１３は、押し打ちパルス波形電圧の印加でインクに二次モードの固有振動を励起させた場合におけるインク液滴の吐出に対するインレット１１３ｂの長さの影響を示す図表である。
【００７５】
上述したように、インレット１１３ｂの長さは、一次モードの固有振動数及びノイズの固有振動数に影響する。従って、二次モードの固有振動数は、設定１に対して設定４〜７において特徴的な変化を示さない。この場合において、一度の駆動パルス波形により吐出される液滴の体積は、顕著な変化を示さない。
【００７６】
ここで、インレット１１３ｂの長さが短くなると、一次モードの固有振動に係る構造と二次モードの固有振動に係る構成がより類似していくことになる。従って、一次モードの固有振動数が上昇して二次モードの固有振動数に近づく。その結果、印加される駆動パルス波形は、一次モードの固有振動を同様に励起することになって、インクの吐出に係る液面の移動速度が単独のピークだけでなく、その後にも１又は複数のピークを持つ波形（残響振動）となる。即ち、サテライトが生じやすくなるなどの問題が生じ得る。
このように、インレット１１３ｂの長さは、二次モードの固有振動に係るインクの吐出には大きく影響しないので、一次モードの固有振動数に係る設定に基づいて適宜定められれば良い。上述のように、二次モードの固有振動数が一次モードの固有振動数の４倍以上程度になるように両振動数を離してインク流路を形成されている場合には、安定に微小液滴を吐出させ易い。
【００７７】
図１４は、押し打ちパルス波形電圧の印加でインクに二次モードの固有振動を励起させた場合におけるインク液滴の吐出に対するノズル１１１ａの直径の影響を示す図表である。
【００７８】
設定１におけるノズル径５．０μｍに対して、設定８、設定９でそれぞれノズル径を増減させたが、若干（ここでは４％）のノズル径φの違いは、二次モードの固有振動数やインクの吐出体積に大きな影響を与えるものではない。従って、Ｑ値などとの対応から適宜な値に決められる。
【００７９】
以上のように、本実施形態のインクジェットヘッド１００は、ノズル１１１ａ及びこのノズル１１１ａに連通する圧力室１１３ｃを有し、インク室１２２から供給されるインクをノズル１１１ａに送るインク流路と、圧力室１１３ｃ内のインクに振動板を介して加える圧力を変化させる圧電部材１１４と、を備える。インク流路は、このインク流路の全体構造とインク物性との組み合わせに応じた一次モード固有振動数と、ノズル１１１ａを含むインク流路の一部構造とインク物性との組み合わせに応じた一次モード固有振動数より高い二次モード固有振動数とを有し、圧電部材１１４に電圧が印加されることで変形されて一次モード固有振動数に対応する所定の時間、インクに加える圧力を変化させて、一次モード固有振動数でのインクの圧力振動に係るインク液面の移動に二次モード固有振動数でのインクの圧力振動に係るインク液面の移動が重畳されたタイミングのうち少なくとも一回で所定量のインクを吐出させる。
従って、このインクジェットヘッド１００では、印加する電圧パルスの周波数を従来と大きく変化させることなく、インクの吐出量を二次モード固有振動数に係る微小量に低減させることが出来る。また、静電吸引を行う必要が無く、且つ、粘度に応じて印加電圧を変化させることが出来るので、微小インク液滴の吐出に関してインクの種類に係る制約を緩和することが出来る。
【００８０】
また、圧電部材１１４に印加する電圧を正側に変化させる押し打ちパルス波形を用いてインクを吐出させるので、二次モード固有振動に係る最初の加圧により、より確実にインクが吐出される。更に、押し打ちパルス波形電圧により励起される二次モード固有振動が短時間で減衰することから、サテライトの発生を抑え、また、残響振動による連続吐出への悪影響を抑えることが出来る。
【００８１】
また、使用されるインクに対して、一次モード固有振動単独ではインクを吐出させない構成となっているので、二次モード固有振動に応じて効率良く安定に少量のインクを吐出させることが出来る。
【００８２】
また、特に、一次モード固有振動数でのインクの圧力振動に係るＱ値を１未満となるようにインク流路の構造やインクの特性を設定することで、二次モード固有振動に係るインクの吐出方向への液面移動が一次モード固有振動に係るインクの液面移動に相殺されないように重畳されたタイミングでのみ、適切にインクを短時間で微少量吐出させることが出来る。
【００８３】
また、二次モードの固有振動数が一次モードの固有振動数の４倍以上となるようにインク流路を形成することで、一次モードの固有振動に係る液面位置の変化の悪影響を抑えて二次モードの固有振動に係る液面位置の変化に基づく安定したインクの吐出を行わせることが出来る。
【００８４】
また、圧電部材１１４に印加される略矩形波電圧の立上がり時間及び立下がり時間を二次モード固有振動数の一周期よりも短く定めてインクを加圧することで、二次モード固有振動数でのインクの振動を効率良く励起させて当該二次モードの固有振動に応じてインクを吐出させることが出来る。従って、微少量のインク液滴をより効率良く吐出させることが出来る。
【００８５】
また、圧力室１１３ｃは、圧電部材１１４に電圧が印加されることで変形されてインクに加える圧力を変化させる構成であるので、小型で効率良く、且つ、応答精度良くインクに所望の圧力を加えることが出来る。
【００８６】
また、本実施形態のインクジェット記録装置１０は、インクジェットヘッド１００と、制御部２００とを備え、制御部２００は、予め定められたインクの吐出周期毎に圧電部材１１４に電圧を印加させて圧力室１１３ｃ内の圧力を変化させる。即ち、このインクジェット記録装置１０では、容易にインクの物性に応じて一次モードの固有振動数に対応する適切に定められた電圧を印加することが出来るので、構成を大型化したり駆動制御を複雑化したりせず、且つ、静電吸引可能なインクに限定されるといった厳しい制約を加えずとも、容易に微小容量の液滴を吐出することが出来る。
【００８７】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、圧電部材１１４と振動板とを用いた撓みモードの変形がなされてインクに圧力が加えられる圧力室１１３ｃを例に挙げて説明したが、複数のモードの固有振動を励起可能な方法であれば、他の方法でインクに圧力が加えられても良い。
【００８８】
また、上記実施の形態では、圧力室１１３ｃと同一の基板上で共通流路１１３ａとの間に設けられたインレット１１３ｂの有無によって一次モードと二次モードの固有振動が現れる構造としたが、これに限られない。更に複数の層が積層されて、これらの層を介して共通流路１１３ａと圧力室１１３ｃとが連通される場合には、これらの間の貫通孔や連通口も一次モードの固有振動数に影響する。
【００８９】
また、インク流路の構造が複雑な場合には、三次モードの固有振動や他のノイズに係る固有振動が存在し得るが、インクの吐出に用いるには不適切な振動数範囲の固有振動が出来るだけ励起されないようにインク流路が形成され、また、印加電圧のパルス波形が定められることが望ましい。一方で、三次モードの固有振動がインクの吐出に用いることが可能な振動数範囲の場合には、二次モードの振幅や位相と調整しながら上記実施形態と同様に本発明を適用して、インクを吐出させることが出来る。
【００９０】
また、サテライト液滴は、着弾量と着弾位置が適切に制御出来るのであれば、発生を必ず抑制しなければならない訳ではない。
【００９１】
また、引き打ちパルス波形電圧が印加される場合には、二次モード固有振動数の一次モード固有振動数に対する比（振動数比）に応じて本液滴の吐出に係る二次モード固有振動周期間の一次モード固有振動の位相範囲が変わる。また、本液滴を吐出する際の二次モード固有振動の振幅は、その減衰率にも応じて変化する。従って、振動数比は、４：１またはこれよりも大きく設定されると良い。
【００９２】
また、上記実施の形態では、表面張力の影響を無視したが、効果を含めて同様に二次モードの固有振動の設定を適切に行うことが出来る。
【００９３】
また、本発明に係るインクジェット記録装置は、ラインヘッドであってもシリアルヘッドであっても良く、また、画像を形成する対象の記録媒体やそのサイズなどは、適宜設定可能である。その他、上記実施の形態で示した構成、構造、処理や数値などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００９４】
［実施例］
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
【００９５】
［ヘッドチップの作製］
図７に示したパラメーターに基づき、ノズルの直径を５．５μｍとしたインク流路を有し、一次モードとして１２０ｋＨｚ、二次モードとして８１６ｋＨｚの固有振動数をそれぞれ持つノズルが１２８本配列されたヘッドチップを作製した。
【００９６】
［動作結果］
一次モードに対応する駆動パルス幅４．１μｓの押し打ちパルス波形電圧を立上がり時間及び立下がり時間を０．９μｓとして圧電部材に印加してインクの吐出を行わせた。インクには、粘性抵抗が３ｍＰａ・ｓ、表面張力が３．０×１０−２Ｎ／ｍ、密度が９．８０×１０２ｋｇ／ｍ３のダミーインクを用いて、インク流路に供給した。そして、ノズルから吐出されるインクを液滴観測装置（ドロップウォッチャー）で断続的に撮影し、観察した。
【００９７】
その結果、パルス波形電圧を３４Ｖとした場合に、１回のパルス波形電圧の印加ごとに、０．１ｐｌの液滴が液滴速度４．５ｍ／ｓで各ノズルから安定に飛翔することが確認された。
【００９８】
次に、駆動パルス幅４．１μｓの引き打ちパルス波形電圧を立上がり時間及び立下がり時間を０．９μｓとして圧電部材に印加してインクの吐出を行わせた。
その結果、３４Ｖのパルス波形電圧を印加した場合に、０．１ｐｌの液滴が吐出されることが確認された。但し、連続的に吐出を続けると、ノズルごとにミストの発生や着弾位置のずれ、又は、吐出の欠損が生じる場合があるとの結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に利用することが出来る。
【符号の説明】
【０１００】
１０   インクジェット記録装置
１００ インクジェットヘッド
１１０ ヘッドチップ
１１１ ノズル基板
１１１ａ      ノズル
１１１ｂ      ノズル上段
１１２ 中間基板
１１２ａ      連通口
１１３ 圧力基板
１１３ａ      共通流路
１１３ｂ      インレット
１１３ｃ      圧力室
１１４ 圧電部材
１２０ インク供給部
１２１ 筐体
１２２ インク室
１２３ インク供給口
１３０ フレーム部
１３１ 突起部
１３２ 孔部
２００ 制御部
３００ 搬送部
４００ 通信部
５００ 操作表示部
【図１】
2015033993.tif 000003
【図２】
2015033993.tif 000004
【図３Ａ】
2015033993.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2015033993.tif 000009
【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
2015033993.tif 000012
【図８】
2015033993.tif 000013
【図９】
2015033993.tif 000014
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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2015033993.tif 000021
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