(57)【要約】【課題】  インク滴の飛翔速度の大幅な低下を抑制しながら、駆動部の残留振動をできるだけ抑制することができる、新規な圧電インクジェットヘッドの駆動方法を提供する。【解決手段】  駆動電圧を印加する際の、電圧の立ち上がりの時定数τＵＰと、駆動電圧の印加を停止する際の、電圧の立ち下がりの時定数τＤＮとを、駆動部の残留振動の周期Ｔａに対して、式(i)(ii)：  Ｔａ／（−ｌｎ０．０１）≦τＵＰ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (i)  Ｔａ／（−ｌｎ０．０１）≦τＤＮ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (ii)の少なくとも一方を満足する範囲に設定するか、駆動電圧のパルス幅Ｔ３を、駆動部の残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定した駆動電圧波形によって、駆動部を駆動する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが充填される加圧室と、
加圧室に連通し、当該加圧室に充填されたインクによって内部にインクメニスカスが形成されるノズルと、
駆動電圧の印加によって面方向に収縮する横振動モードの圧電素子と、
圧電素子と積層されて駆動部を構成し、圧電素子の、駆動電圧の印加による面方向の収縮によって撓んで加圧室の容積を減少させることにより、加圧室内のインクを加圧して、ノズルの先端からインク滴として吐出させる振動板と、
を備えた圧電インクジェットヘッドを、
(A)  圧電素子に駆動電圧を印加して、圧電素子を面方向に収縮させることで、振動板を撓ませて、加圧室の容積を減少させる工程と、
(B)  圧電素子への駆動電圧の印加を停止して、圧電素子の面方向への収縮を解除することで、振動板の撓みを解除して、加圧室の容積を増加させる工程と、
を組み合わせることにより、ノズルの先端からインク滴を吐出させる駆動方法において、
(a)  上記(A)の工程での、駆動電圧の立ち上がりの時定数τＵＰを、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａに対して、式(i)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０１）≦τＵＰ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (i)
を満足する範囲に設定する、
(b)  上記(B)の工程での、駆動電圧の立ち下がりの時定数τＤＮを、上記周期Ｔａに対して、式(ii)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０１）≦τＤＮ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (ii)
を満足する範囲に設定する、
のうち、少なくとも一方の設定をした駆動電圧波形により、圧電素子を駆動させることを特徴とする。圧電インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項２】
圧電インクジェットヘッドを、
待機時には、圧電素子に一定の駆動電圧を継続的に印加して面方向に収縮させ続けることで、振動板を撓ませ続けて、加圧室の容積を減少させた状態を維持しておき、
ドット形成時には、
(1)  ドット形成直前に駆動電圧を放電して、圧電素子の収縮を解除して、振動板の撓みを解除することで、加圧室の容積を増加させて、ノズル内のインクメニスカスを加圧室の側へ引き込んだ後、
(2)  駆動電圧を再び印加して圧電素子を収縮させて、振動板を撓ませることで、加圧室の容積を減少させて、ノズルの先端からインク滴を吐出させる、
請求項１記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項３】
圧電インクジェットヘッドを、
待機時には、圧電素子に駆動電圧を印加しない状態を維持しておき、
ドット形成時には、
(I)  ドット形成直前に駆動電圧を印加して圧電素子を収縮させて、振動板を撓ませることで、加圧室の容積を減少させて、ノズル内のインクメニスカスをノズルの先端方向へ押し出して、インクをノズルの先端から柱状に突出させ、
(II)  駆動電圧を再び放電して、圧電素子の収縮を解除して、振動板の撓みを解除することで、加圧室の容積を増加させて、ノズルの先端から柱状に突出したインクをノズル内に引き戻すことで、インク滴を分離させる、
請求項１記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項４】
(A)の工程での駆動電圧の立ち上がりの時定数τＵＰを、周期Ｔａに対して、式(i-1)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０５）≦τＵＰ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (i-1)
を満足する範囲に設定する請求項１記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項５】
(B)の工程での駆動電圧の立ち下がりの時定数τＤＮを、周期Ｔａに対して、式(ii-1)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０５）≦τＤＮ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (ii-1)
を満足する範囲に設定する請求項１記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項６】
インクが充填される加圧室と、
加圧室に連通し、当該加圧室に充填されたインクによって内部にインクメニスカスが形成されるノズルと、
駆動電圧の印加によって変形する圧電素子と、
圧電素子と積層されて駆動部を構成し、圧電素子の、駆動電圧の印加による変形によって撓んで加圧室の容積を減少させることにより、加圧室内のインクを加圧して、ノズルの先端からインク滴として吐出させる振動板と、
を備えた圧電インクジェットヘッドを、
(A)  圧電素子に駆動電圧を印加して、圧電素子を変形させることで、振動板を撓ませて、加圧室の容積を減少させる工程と、
(B)  圧電素子への駆動電圧の印加を停止して、圧電素子の変形を解除することで、振動板の撓みを解除して、加圧室の容積を増加させる工程と、
を組み合わせることにより、ノズルの先端からインク滴を吐出させる駆動方法において、
上記(A)の充電工程での駆動電圧の立ち上がりと、(B)の工程での駆動電圧の立ち下がりとの間のパルス幅Ｔ３を、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定した駆動電圧波形により、圧電素子を駆動させることを特徴とする圧電インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項７】
圧電インクジェットヘッドを、
待機時には、圧電素子に一定の駆動電圧を継続的に印加して面方向に収縮させ続けることで、振動板を撓ませ続けて、加圧室の容積を減少させた状態を維持しておき、
ドット形成時には、
(1)  ドット形成直前に駆動電圧を放電して、圧電素子の収縮を解除して、振動板の撓みを解除することで、加圧室の容積を増加させて、ノズル内のインクメニスカスを加圧室の側へ引き込んだ後、
(2)  駆動電圧を再び印加して圧電素子を収縮させて、振動板を撓ませることで、加圧室の容積を減少させて、ノズルの先端からインク滴を吐出させるとともに、
(3)  上記(1)の工程での駆動電圧の立ち下がりから、(2)の工程での駆動電圧の立ち上がりまでの、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３を、駆動部の残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定する、
請求項６記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項８】
圧電インクジェットヘッドを、
待機時には、圧電素子に駆動電圧を印加しない状態を維持しておき、
ドット形成時には、
(I)  ドット形成直前に駆動電圧を印加して圧電素子を収縮させて、振動板を撓ませることで、加圧室の容積を減少させて、ノズル内のインクメニスカスをノズルの先端方向へ押し出して、インクをノズルの先端から柱状に突出させ、
(II)  駆動電圧を再び放電して、圧電素子の収縮を解除して、振動板の撓みを解除することで、加圧室の容積を増加させて、ノズルの先端から柱状に突出したインクをノズル内に引き戻すことで、インク滴を分離させるとともに、
(III)  上記(I)の工程での駆動電圧の立ち上がりから、(II)の工程での駆動電圧の立ち下がりまでの、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３を、駆動部の残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定する、
請求項６記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電インクジェットヘッドの駆動方法に関し、特に、プリンター、コピア、ファクシミリ、および、それらの複合機などに好適に用いることができる、圧電インクジェットヘッドの駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オンデマンド型のインクジェットプリンタなどにおいては、図２、３に示すように、インクが充填される加圧室２と、加圧室２に連通し、当該加圧室２に充填されたインクによって内部にインクメニスカスが形成されるノズル３と、駆動電圧の印加によって変形する圧電素子９と、圧電素子９と積層されて駆動部Ｄを構成する振動板７とを備えた圧電インクジェットヘッドが用いられる。
【０００３】
上記圧電インクジェットヘッドにおいては、駆動部Ｄが、圧電素子９が発生する力を加圧室２内のインクに圧力として伝えることで、この加圧室２に連通するノズル３からインク滴を吐出させるための駆動源としての役割を果たしている。すなわち、駆動部Ｄは、圧電素子９の、駆動電圧の印加による変形によって、振動板７を、図２中に一点鎖線で示すように、加圧室２の方向に突出するように撓ませて、加圧室２の容積を減少させることにより、加圧室２内のインクを加圧して、ノズル３の先端から、インク滴として吐出させる。
【０００４】
それと同時に、駆動部Ｄは、加圧室２内のインクの圧力を受けることによって振動板７が図と反対方向に撓むため、ヘッド内のインクの振動に対して弾性体としての役割も持っている。
圧電素子９に電圧を印加して力を発生させると、ヘッド内のインクは、振動板７を介して駆動部Ｄから受けた圧力によって振動を起こす。この振動は、駆動部Ｄと加圧室２とを弾性、加圧室２にインクを供給する供給口５、加圧室２とノズル３とを繋ぐノズル流路４、およびノズル３を慣性として発生する。この振動における、ヘッド内のインクの、体積速度の固有振動周期は、上記各部の寸法とインクの物性値、駆動部Ｄの寸法と物性値とによって決まる。
【０００５】
圧電インクジェットヘッドにおいては、かかるインクの振動による、ノズル３内でのインクメニスカスの振動を利用して、インク滴を発生させている。
特許文献１において説明されているように、圧電インクジェットヘッドにおいては、待機時の圧電素子に、一定の駆動電圧を継続的に印加して、圧電素子を変形させ続けることで、振動板を撓ませ続けて、加圧室の容積を減少させた状態を維持しておき、ドット形成時には、
(1)  ドットを形成する直前に、駆動電圧を放電して圧電素子の変形を解除して、振動板の撓みを解除することで、加圧室の容積を増加させて、ノズル内のインクメニスカスを一旦、加圧室の側へ引き込んだ後、
(2)  再び駆動電圧を印加して圧電素子を変形させて、振動板を撓ませることで、加圧室の容積を減少させて、ノズルの先端からインク滴を吐出させる駆動方法が一般的に用いられる。以下では、この駆動方法を、「引き打ち式の駆動方法」と略称する場合がある。
【０００６】
図１７は、上記引き打ち式の駆動方法において、圧電素子に印加する駆動電圧ＶＰの駆動電圧波形（太線の一点鎖線で示す）と、かかる駆動電圧波形が与えられた際の、ノズルにおける、インクの体積速度の変化〔太線の実線で示す、(＋)がインクの吐出方向〕との関係を簡略化して示すグラフである。
以下に、前記図２、３に示すように、厚みの小さい平板状または層状に形成され、駆動電圧を印加することによって面方向に収縮する横振動モードの圧電素子９を使用した場合を例にとって、この駆動方法を説明する。
【０００７】
すなわち、図１７中のｔ１より左側の待機時においては、駆動電圧ＶＰをＶＨに維持（ＶＰ＝ＶＨ）して圧電素子を面方向に収縮させ続けることによって、振動板を、加圧室の容積を減少させた状態を維持するべく、一定の形状に撓ませ続けており、この間、ヘッド内のインクは静止状態、すなわち、ノズルにおけるインクの体積速度は０を維持する。
ノズルからインク滴を吐出させて、紙面にドットを形成するには、まず、その直前のｔ１の時点で、圧電素子に印加していた駆動電圧ＶＰを放電（ＶＰ＝０）して、圧電素子の面方向の収縮を解除することによって、振動板の撓みを解除する。
【０００８】
そうすると、加圧室の容積が一定量だけ増加するため、ノズル内のインクは、その容積の増加分だけ、インクメニスカスが加圧室の側に引き込まれる。その際の、ノズル内でのインクの体積速度は、図１７のｔ１とｔ２の間の部分に示すように一旦、(−)の側に大きくなった後、徐々に小さくなって、やがて０に近づく。これは、太線の実線で示すインクの体積速度の固有振動周期Ｔ１の、ほぼ半周期分に相当する。
【０００９】
そして、ノズルでのインクの体積速度が限りなく０に近づいたｔ２の時点で、駆動電圧ＶＰを、再びＶＨまで充電（ＶＰ＝ＶＨ）して、圧電素子を面方向に収縮させることによって、振動板を撓ませる。この操作は、太線の一点鎖線で示すように、パルス幅Ｔ３が固有振動周期Ｔ１の１／２倍である駆動電圧波形を有する駆動電圧ＶＰを、圧電素子に印加していることに相当する。
【００１０】
そうすると、ノズル内のインクは、インクメニスカスが加圧室の側に最も大きく引き込まれた静止状態（ｔ２の時点の、体積速度が０の状態）から、逆に(＋)の方向へ戻ろうとしているところに、振動板を撓ませて、加圧室の容積を減少させることによって、当該加圧室から押し出されたインクの圧力が加わることになる。このため、インクは、ノズルの先端から大きく(＋)の側に突出する。ノズルの先端から突出したインクが略円柱状に見えることから、この突出状態のインクを、一般にインク柱と称する。そして、インク柱が伸びきった時点で、その先端からインク滴が分離し、飛翔して、紙面に到達することによって、紙面にドットが形成される。
【００１１】
また、圧電インクジェットヘッドにおいては、待機時の圧電素子に駆動電圧を印加しない状態を維持しておき、
ドット形成時には、
(I)  ドット形成直前に駆動電圧を印加して圧電素子を収縮させて、振動板を撓ませることで、加圧室の容積を減少させて、ノズル内のインクメニスカスをノズルの先端方向へ押し出して、インクをノズルの先端から柱状（インク柱）に突出させ、
(II)  駆動電圧を再び放電して、圧電素子の収縮を解除して、振動板の撓みを解除することで、加圧室の容積を増加させて、ノズルの先端から突出したインク柱をノズル内に引き戻すことで、インク滴を分離させる駆動方法も採用される。以下では、この駆動方法を、「押し打ち式の駆動方法」と略称する場合がある。
【００１２】
図１８は、上記押し打ち式の駆動方法において、圧電素子に印加する駆動電圧ＶＰの駆動電圧波形と、かかる駆動電圧波形が与えられた際の、ノズルにおける、インクの体積速度の変化との関係を簡略化して示すグラフである。
以下に、この駆動方法を説明する。
すなわち、図１８中のｔ１より左側の待機状態においては、駆動電圧ＶＰを印加せず（ＶＰ＝０）、加圧室の容積は初期のままで、ノズルにおけるインクの体積速度は０を維持する。
【００１３】
ノズルからインク滴を吐出させて、紙面にドットを形成するには、まず、その直前のｔ１の時点で、圧電素子の駆動電圧ＶＰを、ＶＨまで充電（ＶＰ＝ＶＨ）して、圧電素子を面方向に収縮させることによって、振動板を撓ませる。
そうすると、加圧室の容積が一定量だけ減少するため、ノズル内のインクは、その容積の減少分だけ、インクメニスカスがノズルの外方向に押し出される。その際の、ノズル内でのインクの体積速度は、図１８のｔ１とｔ２の間の部分に示すように、(＋)の側に大きくなって最大となり、その後減少に転じ、さらに(−)の側に大きくなって最小となり、その後増加に転じ、やがて０に近づく。これは、太線の実線で示すインクの体積速度の固有振動周期Ｔ１に相当する。
【００１４】
ここまでの時点での、インクの動きをさらに説明すると、ノズル内のインクは、まず、最初の振動板の撓みによって、ノズルの外方に押し出される。次いで、インクの固有振動によって、ノズル内のインクの体積速度が(−)の側に大きくなると、ノズルの外方向に押し出されたインクに、ノズル内に後退する方向の力が加わる。しかし、ノズル外に押し出されていたインクの先頭は、そのまま、押し出し方向に進行するため、インクが、インクメニスカスから、その押し出し方向に長く引き伸ばされて、インク柱が形成される。
【００１５】
次に、ノズルでのインクの体積速度が０を過ぎたｔ２の時点で、駆動電圧ＶＰを再び放電（ＶＰ＝０）して、圧電素子の面方向の収縮を解除することによって、振動板の撓みを解除する。この操作は、太線の一点鎖線で示すように、パルス幅Ｔ３が固有振動周期Ｔ１と近似している駆動電圧波形を有する駆動電圧ＶＰを、圧電素子に印加していることに相当する。
【００１６】
ノズル内のインクの体積速度が０の時点で、ノズル内のインクメニスカスは、加圧室側に最も後退した位置にあるが、その後、インクの固有振動によって、再び、ノズルの外方向に出ようとする。つまりｔ２の時点で、ノズル内のインクメニスカスは、加圧室側に最も後退した位置から、ノズルの外方向に出ようとする運動途上にある。
そこで、このｔ２の時点で、振動板の撓みを解除して加圧室の体積を増加させることによって、逆位相のインク振動を発生させると、インクメニスカスの上記運動が抑制され、インク柱が分離されて、インク滴が形成される。そして、形成されたインク滴が紙面に到達することによって、紙面にドットが形成される。
【００１７】
上記引き打ち式、または押し打ち式の駆動方法によって駆動される圧電インクジェットヘッドにおいて、圧電素子と振動板とを含む駆動部は、駆動時に固有振動をする。その周期は、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３と比べて数十分の１から数分の１という小さな値である。
しかし、この固有振動が、例えば引き打ち式の駆動方法の場合を例にとって説明すると、図１９に示したように、インク滴形成時の、インクの体積速度の振動に、残留振動として重ね合わされる。そして、駆動電圧波形の立ち上がりのタイミングと、残留振動の位相とがずれることによって、形成されるインク滴の体積や飛翔速度が変動するという問題を生じる。
【００１８】
すなわち、残留振動の振動速度が加圧室方向に増加している時点で、駆動電圧波形が立ち上がると、インク滴の体積は大きくなり、飛翔速度は大きくなる。逆に、残留振動の振動速度が加圧室方向に減少している時点で、駆動電圧波形が立ち上がると、インク滴の体積は小さくなり、飛翔速度は小さくなる。
このため、駆動電圧波形のパルス幅がごく僅かでも変動すると、インク滴の体積、と飛翔速度とが大きく変動することになる。
【００１９】
また、圧電インクジェットヘッド上に複数個、配置されている圧電素子ごとに、厚みや振動板に接着される際の条件などがばらつくため、それぞれの駆動部ごとの、固有振動周期にもばらつきを生じる。このため、駆動電圧波形のパルス幅を一定に保っても、ノズルごとに、インク滴の体積と、飛翔速度とがばらつくことになる。
これらの問題は、押し打ち式の駆動方法においても同様に発生する。
【００２０】
そのため、駆動部の残留振動を抑えるべく、特許文献２では、引き打ち式の駆動方法において、駆動電圧波形の立ち下がり時、つまり、図１７のｔ１の時点での、駆動電圧ＶＰをＶＨから０まで放電する際の、電圧低下の時定数を、駆動部が有する固有振動周期の０．９倍以上に設定し、また、駆動電圧波形の立ち上がり時、つまり、図１７のｔ２の時点での、駆動電圧ＶＰを０からＶＨまで充電する際の、電圧上昇の時定数を、上記固有振動周期の０．９倍から１．２倍に設定している。
【００２１】
確かに、立ち下がり／立ち上がりの時定数を大きくすることで、駆動部の残留振動を抑えることはできる。しかし、立ち下がり／立ち上がりの時定数を大きくすると、インク滴の飛翔速度が低下するという問題を生じる。
特許文献２では、厚みの大きい板状、ないしは、所定の断面形状を有する棒状に形成され、駆動電圧を印加することで、板の厚み方向、棒の長さ方向に伸長する縦振動モードの圧電素子を使用している。
【００２２】
縦振動モードの圧電素子は、横振動モードのものに比べて、駆動部の固有振動周期が小さいため、駆動電圧波形の立ち下がり／立ち上がりの時定数を、上記のように、駆動部の固有振動周期と同じくらい長くしても、インク滴の飛翔速度が低下する程度は、あまり大きくない。
しかし、図２、３に示した横振動モードの圧電素子９は、縦振動モードのものに比べて、駆動部の固有振動周期が大きい。このため、駆動電圧波形の立ち下がり／立ち上がりの時定数を、駆動部の固有振動周期と同じくらい長くすると、インク滴の飛翔速度が著しく低下する。
【特許文献１】特開平０２−１９２９４７号公報（第３頁左上欄第１９行〜同頁右上欄第６行、第３頁右上欄第１４行〜同頁左下欄第２行、第１６図（ｂ））
【特許文献２】特開平０５−３１８７３１号公報（請求項３、４、第００３５欄)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の目的は、横振動モードの圧電素子を備えた圧電インクジェットヘッドにおいて、インク滴の飛翔速度の大幅な低下を抑制しながら、駆動部の残留振動をできるだけ抑制することができる、新規な駆動方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、圧電素子の振動モードに関係なく、駆動部の残留振動をできるだけ抑制することができる、新規な駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記課題を解決するため、発明者は、横振動モードの圧電素子を用いた圧電インクジェットヘッドにおける、駆動電圧波形の立ち下がり／立ち上がりの時定数と、駆動部の固有振動周期との関係について、詳細に検討した。
その結果、駆動電圧波形の立ち下がり時においては、駆動電圧ＶｐがＶＨの１〜２５％に立ち下がるまでの時間を、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａと等しくし、また、駆動電圧波形の立ち上がり時においては、駆動電圧ＶｐがＶＨの７５〜９９％に立ち上がるまでの時間を、周期Ｔａと等しくするのが、インク滴の飛翔速度の低下を抑制しつつ、駆動部の残留振動を抑制するために有効であることを見出した。
【００２５】
具体的には、圧電インクジェットヘッドの駆動電圧波形における、駆動電圧Ｖｐの立ち上がりの時定数τＵＰを、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａに対して、式(i)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０１）≦τＵＰ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (i)
を満足する範囲に設定するか、もしくは、駆動電圧Ｖｐの立ち下がりの時定数τＤＮを、上記周期Ｔａに対して、式(ii)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０１）≦τＤＮ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (ii)
を満足する範囲に設定する。あるいは、この両方の設定をともに行う。
【００２６】
かかる設定をした駆動電圧波形によって、横振動モードの圧電素子を用いた圧電インクジェットヘッドを駆動すると、従来の、両時定数τＵＰ、τＤＮがともに０に近い駆動電圧波形で駆動した場合に比べて、インク滴の飛翔速度は１割程度しか低下しない。しかも、ノズルでのインクの体積速度の振動に重ね合わされる、駆動部の残留振動を抑えることができる。
【００２７】
したがって、請求項１記載の発明は、インクが充填される加圧室と、
加圧室に連通し、当該加圧室に充填されたインクによって内部にインクメニスカスが形成されるノズルと、
駆動電圧の印加によって面方向に収縮する横振動モードの圧電素子と、
圧電素子と積層されて駆動部を構成し、圧電素子の、駆動電圧の印加による面方向の収縮によって撓んで加圧室の容積を減少させることにより、加圧室内のインクを加圧して、ノズルの先端からインク滴として吐出させる振動板と、
を備えた圧電インクジェットヘッドを、
(A)  圧電素子に駆動電圧を印加して、圧電素子を面方向に収縮させることで、振動板を撓ませて、加圧室の容積を減少させる工程と、
(B)  圧電素子への駆動電圧の印加を停止して、圧電素子の面方向への収縮を解除することで、振動板の撓みを解除して、加圧室の容積を増加させる工程と、
を組み合わせることにより、ノズルの先端からインク滴を吐出させる駆動方法において、
(a)  上記(A)の工程での、駆動電圧の立ち上がりの時定数τＵＰを、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａに対して、式(i)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０１）≦τＵＰ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (i)
を満足する範囲に設定する、
(b)  上記(B)の工程での、駆動電圧の立ち下がりの時定数τＤＮを、上記周期Ｔａに対して、式(ii)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０１）≦τＤＮ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (ii)
を満足する範囲に設定する、
のうち、少なくとも一方の設定をした駆動電圧波形により、圧電素子を駆動させることを特徴とする。圧電インクジェットヘッドの駆動方法である。
【００２８】
上記この発明の構成は、引き打ち式の駆動方法に、好適に、適用することができる。
したがって請求項２記載の発明は、圧電インクジェットヘッドを、
待機時には、圧電素子に一定の駆動電圧を継続的に印加して面方向に収縮させ続けることで、振動板を撓ませ続けて、加圧室の容積を減少させた状態を維持しておき、
ドット形成時には、
(1)  ドット形成直前に駆動電圧を放電して、圧電素子の収縮を解除して、振動板の撓みを解除することで、加圧室の容積を増加させて、ノズル内のインクメニスカスを加圧室の側へ引き込んだ後、
(2)  駆動電圧を再び印加して圧電素子を収縮させて、振動板を撓ませることで、加圧室の容積を減少させて、ノズルの先端からインク滴を吐出させる、
請求項１記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法である。
【００２９】
また、この発明の構成は、押し打ち式の駆動方法にもまた、好適に、適用することができる。
したがって、請求項３記載の発明は、圧電インクジェットヘッドを、
待機時には、圧電素子に駆動電圧を印加しない状態を維持しておき、
ドット形成時には、
(I)  ドット形成直前に駆動電圧を印加して圧電素子を収縮させて、振動板を撓ませることで、加圧室の容積を減少させて、ノズル内のインクメニスカスをノズルの先端方向へ押し出して、インクをノズルの先端から柱状に突出させ、
(II)  駆動電圧を再び放電して、圧電素子の収縮を解除して、振動板の撓みを解除することで、加圧室の容積を増加させて、ノズルの先端から柱状に突出したインクをノズル内に引き戻すことで、インク滴を分離させる、
請求項１記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法である。
【００３０】
なお、駆動電圧ＶＰの立ち上がりの時定数τＵＰは、駆動部の残留振動を抑える効果をさらに向上することを考慮すると、上記の範囲内でも、特に、式(i-1)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０５）≦τＵＰ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (i-1)
の範囲内であるのが好ましい。
したがって、請求項４記載の発明は、(A)の工程での駆動電圧の立ち上がりの時定数τＵＰを、周期Ｔａに対して、式(i-1)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０５）≦τＵＰ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (i-1)
を満足する範囲に設定する請求項１記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法である。
【００３１】
また、駆動電圧ＶＰの立ち下がりの時定数τＤＮは、やはり、駆動部の残留振動を抑える効果をさらに向上することを考慮すると、上記の範囲内でも、特に、式(ii-1)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０５）≦τＤＮ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (ii-1)
の範囲内であるのが好ましい。
したがって、請求項５記載の発明は、(B)の工程での駆動電圧の立ち下がりの時定数τＤＮを、周期Ｔａに対して、式(ii-1)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０５）≦τＤＮ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (ii-1)
を満足する範囲に設定する請求項１記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法である。
【００３２】
また、発明者は、駆動電圧波形のパルス幅と、駆動部の残留振動との関係についても、詳細に検討した。
その結果、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３を、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定するのが、駆動部の残留振動を抑制するために有効であることを見出した。
【００３３】
すなわち駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３を、上記周期Ｔａの整数倍に設定すると、駆動電圧波形が立ち下がる、または立ち上がることによって生じた駆動部の残留振動が、半周期の偶数倍、すなわち全周期の整数倍の振動を終了した時点で、駆動電圧波形が立ち上がる、または立ち下がることによって、当該駆動部に逆の位相の振動が発生することになるため、両振動の打ち消し合いにより、それ以降の、駆動部の残留振動を抑えることができる。
【００３４】
このため、インク滴の飛翔速度を低下させる、駆動電圧波形の立ち下がり／立ち上がりの時定数を大きくする操作をすることなしに、駆動部の残留振動を確実に抑えることが可能となる。この効果は、圧電素子の振動モードに関係なく、つまり横振動モードの圧電素子、および縦振動モードの圧電素子の両方に、有効である。
したがって、請求項６記載の発明は、インクが充填される加圧室と、
加圧室に連通し、当該加圧室に充填されたインクによって内部にインクメニスカスが形成されるノズルと、
駆動電圧の印加によって変形する圧電素子と、
圧電素子と積層されて駆動部を構成し、圧電素子の、駆動電圧の印加による変形によって撓んで加圧室の容積を減少させることにより、加圧室内のインクを加圧して、ノズルの先端からインク滴として吐出させる振動板と、
を備えた圧電インクジェットヘッドを、
(A)  圧電素子に駆動電圧を印加して、圧電素子を変形させることで、振動板を撓ませて、加圧室の容積を減少させる工程と、
(B)  圧電素子への駆動電圧の印加を停止して、圧電素子の変形を解除することで、振動板の撓みを解除して、加圧室の容積を増加させる工程と、
を組み合わせることにより、ノズルの先端からインク滴を吐出させる駆動方法において、
上記(A)の充電工程での駆動電圧の立ち上がりと、(B)の工程での駆動電圧の立ち下がりとの間のパルス幅Ｔ３を、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定した駆動電圧波形により、圧電素子を駆動させることを特徴とする圧電インクジェットヘッドの駆動方法である。
【００３５】
上記この発明の構成は、引き打ち式の駆動方法に、好適に、適用することができる。
したがって、請求項７記載の発明は、圧電インクジェットヘッドを、
待機時には、圧電素子に一定の駆動電圧を継続的に印加して面方向に収縮させ続けることで、振動板を撓ませ続けて、加圧室の容積を減少させた状態を維持しておき、
ドット形成時には、
(1)  ドット形成直前に駆動電圧を放電して、圧電素子の収縮を解除して、振動板の撓みを解除することで、加圧室の容積を増加させて、ノズル内のインクメニスカスを加圧室の側へ引き込んだ後、
(2)  駆動電圧を再び印加して圧電素子を収縮させて、振動板を撓ませることで、加圧室の容積を減少させて、ノズルの先端からインク滴を吐出させるとともに、
(3)  上記(1)の工程での駆動電圧の立ち下がりから、(2)の工程での駆動電圧の立ち上がりまでの、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３を、駆動部の残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定する、
請求項６記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法である。
【００３６】
また、この発明の構成は、押し打ち式の駆動方法にもまた、好適に、適用することができる。
したがって、請求項８記載の発明は、圧電インクジェットヘッドを、
待機時には、圧電素子に駆動電圧を印加しない状態を維持しておき、
ドット形成時には、
(I)  ドット形成直前に駆動電圧を印加して圧電素子を収縮させて、振動板を撓ませることで、加圧室の容積を減少させて、ノズル内のインクメニスカスをノズルの先端方向へ押し出して、インクをノズルの先端から柱状に突出させ、
(II)  駆動電圧を再び放電して、圧電素子の収縮を解除して、振動板の撓みを解除することで、加圧室の容積を増加させて、ノズルの先端から柱状に突出したインクをノズル内に引き戻すことで、インク滴を分離させるとともに、
(III)  上記(I)の工程での駆動電圧の立ち上がりから、(II)の工程での駆動電圧の立ち下がりまでの、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３を、駆動部の残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定する、
請求項６記載の圧電インクジェットヘッドの駆動方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は、本発明の駆動方法を実施するための、圧電インクジェットヘッドの一例において、圧電素子と振動板とを含む駆動部を取り付ける前の状態を示す平面図である。
図の例の圧電インクジェットヘッドは、１枚の基板１上に、加圧室２とそれに連通するノズル３とを含むドット形成部を複数個、配列したものである。
また、図２は、上記例の圧電インクジェットヘッドにおいて、駆動部を取り付けた状態での、１つのドット形成部を拡大して示す断面図、図３は、１つのドット形成部を構成する各部の重なり状態を示す透視図である。
【００３８】
各ドット形成部のノズル３は、図１に白矢印で示す主走査方向に複数列並んでいる。図の例では４列に並んでおり、同一列内のドット形成部間のピッチは９０ｄｐｉであって、圧電インクジェットヘッドの全体として３６０ｄｐｉを実現している。
各ドット形成部は、基板１の、図２において上面側に形成した、矩形状の中央部の両端に半円形の端部を接続した平面形状（図３参照）を有する加圧室２と、上記基板１の下面側の、加圧室２の一端側の端部の、半円の中心と重なる位置に形成したノズル３とを、上記端部の半円と同径の、断面円形のノズル流路４で繋ぐとともに、上記加圧室２の他端側の端部の、半円の中心と重なる位置に形成した供給口５を介して、加圧室２を、基板１内に、各ドット形成部を繋ぐように形成した共通供給路６（図１に破線で示す）に繋ぐことで構成してある。
【００３９】
また、上記各部は、図の例では、加圧室２を形成した第１基板１ａと、ノズル流路４の上部４ａと供給口５とを形成した第２基板１ｂと、ノズル流路４の下部４ｂと共通供給路６とを形成した第３基板１ｃと、ノズル３を形成した第４基板１ｄとを、この順に積層、一体化することで形成してある。
また、第1基板１ａと第２基板１ｂには、図１に示すように、第３基板１ｃに形成した共通供給路６を、基板１の上面側で、図示していないインクカートリッジからの配管と接続するためのジョイント部１１を構成するための通孔１１ａを形成してある。
【００４０】
さらに、各基板１ａ〜１ｄは、樹脂や金属などからなり、フォトリソグラフ法を利用したエッチングなどによって、上記各部となる通孔を形成した、所定の厚みを有する板体にて形成してある。
基板１の上面側には、当該基板１と同じ大きさを有する１枚の振動板７と、少なくとも各ドット形成部を覆う大きさを有する１枚の薄膜状の共通電極８と、図１中に一点鎖線で示すように各ドット形成部の加圧室２の中央部と重なる位置に個別に設けた、略矩形状の平面形状を有する横振動モードの薄板状の圧電素子９と、各圧電素子９上に形成した、同じ平面形状を有する個別電極１０とを、この順に積層することで駆動部Ｄを構成してある。
【００４１】
なお、圧電素子９を、いくつかのドット形成部の加圧室２にまたがる大きさに一体形成して、個別電極１０のみ、図１中に一点鎖線で示すように、各ドット形成部の加圧室２の中央部と重なる位置に個別に設けてもよい。
振動板７は、モリブデン、タングステン、タンタル、チタン、白金、鉄、ニッケルなどの単体金属や、これら金属の合金、あるいはステンレス鋼などの金属材料にて、所定の厚みを有する板状に形成してある。また、振動板７には、先の基板１の通孔１１ａとともにジョイント部１１を構成する通孔１１ｂを形成してある。
【００４２】
共通電極８、個別電極１０は、ともに、金、銀、白金、銅、アルミニウムなどの導電性に優れた金属の箔や、これらの金属からなるめっき被膜、真空蒸着被膜などで形成してある。なお振動板７を、白金などの導電性の高い金属で形成して共通電極８を省略してもよい。
圧電素子９を形成する圧電材料としては、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）や、当該ＰＺＴにランタン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガンなどの酸化物の１種または２種以上を添加したもの、例えばＰＬＺＴなどの、ＰＺＴ系の圧電材料を挙げることができる。また、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウムなどを主要成分とするものを挙げることもできる。
【００４３】
薄板状の圧電素子９は、従来と同様にして形成することができる。
例えば、圧電材料の焼結体を薄板状に研磨して所定の平面形状を有するチップを作製し、それを、共通電極８上の所定の位置に接着、固定したり、いわゆるゾル−ゲル法（またはＭＯＤ法）によって、共通電極８上に、圧電材料のもとになる有機金属化合物から形成したペーストを所定の平面形状に印刷し、乾燥、仮焼成、焼成の工程を経て形成したり、あるいは共通電極８上に、反応性スパッタリング法、反応性真空蒸着法、反応性イオンプレーティング法などの気相成長法によって、圧電材料の薄膜を所定の平面形状に形成したりすることによって、圧電素子９を形成することができる。
【００４４】
圧電素子９を横振動モードとするためには、圧電材料の分極方向を、当該圧電素子９の厚み方向、より詳しくは個別電極１０から共通電極８に向かう方向に配向させる。そのためには、高温分極法、室温分極法、交流電界重畳法、電界冷却法などの従来公知の分極法を採用することができる。また、分極後の圧電素子９をエージング処理してもよい。
圧電材料の分極方向を、上記の方向に配向させた圧電素子９は、共通電極８を接地した状態で、個別電極１０から(＋)の駆動電圧ＶＰを印加することによって、分極方向と直交する面内で収縮する。しかし圧電素子９は、共通電極８を介して振動板７に固定されているため、結果的に、圧電素子９と振動板７とが、図２中に一点鎖線で示すように、加圧室方向に撓むことになる。
【００４５】
このため、撓みが発生する際の力が加圧室２内のインクに圧力変化として伝えられ、この圧力変化によって、供給口５、加圧室２、ノズル流路４、およびノズル３内のインクが振動を起こす。そして振動の速度が、結果的にノズル３の先端に向かうことによって、ノズル３内のインクメニスカスが、先端から外部へと押し出される。そして、ノズル３の先端から外部に、前述したインク柱が突出する。
【００４６】
インク柱は、やがて振動の速度がノズル内方向に向かうことによって、ノズル３内のインクメニスカスに吸収されるが、その際、インク柱の先端部が切り離され、インク滴となって、紙面の方向に飛翔して、紙面にドットを形成する。
インク滴が飛翔して減少した分のインクは、ノズル３内のインクメニスカスの表面張力によって、インクカートリッジから、当該インクカートリッジの配管、ジョイント部１１、共通供給路６、供給口５、加圧室２、およびノズル流路４を介してノズル３に再充てんされる。
【００４７】
個別電極１０を介して圧電素子９に印加する駆動電圧波形は、この例では、図４の回路を使って発生させる。
図の回路は、電源線１２ａと接地１２ｂとの間に、第１トランジスタＴＲ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２、および第２トランジスタＴＲ２を直列に繋いで、第１回路１２ｃを形成し、かつ、この第１回路１２ｃの抵抗Ｒ１、Ｒ２間から分岐させて、抵抗Ｒ３、個別電極１０、圧電素子９、および共通電極８を介して、接地１２ｄに至る第２回路１２ｅを形成するとともに、両トランジスタＴＲ１、ＴＲ２のベースに、それぞれ、コントロール電圧ＶＣを印加するための端子１２ｆを接続したものである。圧電素子９は、等価的にコンデンサとして機能する。
【００４８】
引き打ち式の駆動方法を実施する場合、上記回路は、圧電インクジェットヘッドの待機時、すなわち、図５のｔ１より以前（ｔ１より左側）の状態では、端子１２ｆから両トランジスタＴＲ１、ＴＲ２のベースにコントロール電圧ＶＣ１を印加した状態とされる。この状態では、第１トランジスタＴＲ１のエミッタ−コレクタ間がＯＮ、第２トランジスタＴＲ２のコレクタ−エミッタ間がＯＦＦとなるため、電源線１２ａから、第１トランジスタＴＲ１、抵抗Ｒ１、Ｒ３、個別電極１０を介して、圧電素子９に、図６に示すように、当該電源線１２ａの電源電圧値ＶＨに相当する駆動電圧ＶＰが継続的に印加される（ＶＰ＝ＶＨ）。このため、圧電素子９は、分極方向と直交する面内で収縮し続け、それにともなって、圧電素子９と振動板７とが加圧室２の方向に撓んだ状態を維持する。
【００４９】
引き打ち式の駆動方法によってドットを形成するに際しては、前述した、ドット形成の直前のｔ１の時点で、図５に示すように、端子１２ｆから、両トランジスタＴＲ１、ＴＲ２のベースに印加していたコントロール電圧ＶＣを停止する。
そうすると、第１トランジスタＴＲ１のエミッタ−コレクタ間がＯＦＦ、第２トランジスタＴＲ２のコレクタ−エミッタ間がＯＮとなるため、圧電素子９に印加されていた駆動電圧ＶＰが、抵抗Ｒ３、Ｒ２および第２トランジスタＴＲ２を介して、接地１２ｂに放電される。
【００５０】
この際、駆動電圧ＶＰは、ＶＨから、式(iii)：
ＶＰ＝ＶＨ×ｅｘｐ〔−ｔ／τＤＮ〕      (iii)
（式中のｔは、ｔ１からの経過時間、τＤＮは、前記のように立ち下がりの時定数である。）
に基づいて、図６に示すように立ち下がり、やがて０Ｖになる（ＶＰ＝０）。立ち下がりの際の時定数τＤＮは、図４の回路の場合、式(iv)：
τＤＮ＝ＣＰ×（ｒ２＋ｒ３）      (iv)
（式中のＣＰは、圧電素子９の、コンデンサとしての容量、ｒ２、ｒ３は、それぞれ、抵抗Ｒ２、Ｒ３の抵抗値である。）
で求められる。
【００５１】
そして、これにより、圧電素子９の面方向の収縮が解除されるとともに、振動板７の撓みが解除されて、加圧室２の容積が一定量だけ増加し、その容積の増加分だけ、ノズル３内のインクメニスカスが、加圧室２の側に引き込まれる。
次に、前述した図１７のｔ２の時点で、図５に示すように、端子１２ｆから、両トランジスタＴＲ１、ＴＲ２のベースに、再び、コントロール電圧ＶＣ１を印加する。
【００５２】
そうすると、第１トランジスタＴＲ１のエミッタ−コレクタ間がＯＮ、第２トランジスタＴＲ２のコレクタ−エミッタ間がＯＦＦとなるため、電源線１２ａから、第１トランジスタＴＲ１、抵抗Ｒ１、Ｒ３、個別電極１０を介して、圧電素子９に、再び充電が開始される。
この際、駆動電圧ＶＰは、０Ｖから、式(v)：
ＶＰ＝ＶＨ×｛１−ｅｘｐ〔−ｔ／τＵＰ〕｝      (v)
（式中のｔは、ｔ２からの経過時間、τＵＰは、前記のように立ち上がりの時定数である。）
に基づいて、図６に示すように立ち上がって再度、ＶＨに達する（ＶＰ＝ＶＨ）。立ち上がりの際の時定数τＵＰは、図４の回路の場合、式(vi)：
τＵＰ＝ＣＰ×（ｒ１＋ｒ３）      (vi)
（式中のＣＰは、前述した圧電素子９の、コンデンサとしての容量、ｒ１、ｒ３は、それぞれ、抵抗Ｒ１、Ｒ３の抵抗値である。）
で求められる。
【００５３】
そして、これにより、圧電素子９が面方向に収縮して、振動板７を撓ませることによって、加圧室２の容積が減少して、インクが、加圧室２からノズル３に押し出される。そして、先に述べたように、加圧室２の方向へ引き込まれたノズル３内のインクメニスカスが、ノズル３の先端側へ戻ろうとするところに、加圧室２から押し出されたインクの圧力が加わって、インクが、ノズル３の先端から突出してインク柱が形成され、その先端がインク滴として分離し、飛翔して、紙面にドットを形成する。
【００５４】
押し打ち式の駆動方法を実施する場合は、図４の回路の端子１２ｆに、前記と逆位相のコントロール電圧ＶＣを印加する。すなわち、図７のｔ１より以前（ｔ１より左側）の圧電インクジェットヘッドの待機時には、端子１２ｆにコントロール電圧ＶＣを印加しない状態を維持する。この状態では、第１トランジスタＴＲ１のエミッタ−コレクタ間がＯＦＦ、第２トランジスタＴＲ２のコレクタ−エミッタ間がＯＮとなるため、電源１２ａから、第１トランジスタＴＲ１、抵抗Ｒ１、Ｒ３、個別電極１０を介して、圧電素子９に至る回路が遮断された状態が維持される。また、圧電素子９から、抵抗Ｒ３、Ｒ２および第２トランジスタＴＲ２を介して、接地１２ｂに至る回路が接続された状態が維持されるため、圧電素子９は、駆動電圧を印加しない状態が維持される。
【００５５】
押し打ち式の駆動方法によってドットを形成するに際しては、前述した、ドット形成の直前のｔ１の時点で、端子１２ｆに、コントロール電圧ＶＣを印加する。
そうすると、第１トランジスタＴＲ１のエミッタ−コレクタ間がＯＮ、第２トランジスタＴＲ２のコレクタ−エミッタ間がＯＦＦとなるため、電源線１２ａから、第１トランジスタＴＲ１、抵抗Ｒ１、Ｒ３、個別電極１０を介して、圧電素子９に、充電が開始される。
【００５６】
この際、駆動電圧ＶＰは、０Ｖから、前記式(v)に基づいて、図７に示すように立ち上がって、ＶＨに達する（ＶＰ＝ＶＨ）。立ち上がりの際の時定数τＵＰは、前記式(vi)で求められる。
そして、これにより、圧電素子９が面方向に収縮して、振動板７を撓ませることによって、加圧室２の容積が減少して、インクが、加圧室２からノズル３に押し出され、次いで、インクの固有振動によって、前記のようにインク柱が形成される。
【００５７】
次に、前述した図１８のｔ２の時点で、端子１２ｆから、両トランジスタＴＲ１、ＴＲ２のベースに印加していたコントロール電圧ＶＣを停止する。
そうすると、第１トランジスタＴＲ１のエミッタ−コレクタ間がＯＦＦ、第２トランジスタＴＲ２のコレクタ−エミッタ間がＯＮとなるため、圧電素子９に印加されていた駆動電圧ＶＰが、抵抗Ｒ３、Ｒ２および第２トランジスタＴＲ２を介して、接地１２ｂに放電される。
【００５８】
この際、駆動電圧ＶＰは、ＶＨから、前記式(iii)に基づいて、図７に示すように立ち下がり、やがて０Ｖになる（ＶＰ＝０）。立ち下がりの際の時定数τＤＮは、前記式(iv)で求められる。
そして、これにより、圧電素子９の面方向の収縮が解除されるとともに、振動板７の撓みが解除されて、加圧室２の容積が一定量だけ増加し、その容積の増加分だけ、ノズル３内のインクメニスカスが、加圧室２の側に引き込まれる。そして、先に述べたように、形成されたインク柱が分離されて、インク滴が形成される。そして、形成されたインク滴が紙面に到達することによって、紙面にドットを形成する。
【００５９】
請求項１記載の発明では、先に説明したように、駆動電圧波形の立ち下がり時に、圧電素子９に印加されている駆動電圧ＶＰが、ＶＨの１〜２５％に立ち下がる、すなわち式(vii)：
ＶＨ×０．０１≦ＶＰ≦ＶＨ×０．２５      (vii)
を満足する範囲に入るまでに要する時間を、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部Ｄの残留振動の周期Ｔａと等しくするか、駆動電圧波形の立ち上がり時に、圧電素子９に印加されている駆動電圧ＶＰが、ＶＨの７５〜９９％に立ち上がる、すなわち式(viii)：
ＶＨ×０．７５≦ＶＰ≦ＶＨ×０．９９      (viii)
を満足する範囲に入るまでに要する時間を、同じく、周期Ｔａと等しくするか、もしくは、この両方の設定を同時にする必要がある。
【００６０】
つまり、駆動電圧Ｖｐの立ち上がりの時定数τＵＰを、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａに対して、式(i)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０１）≦τＵＰ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (i)
を満足する範囲に設定するか、もしくは、駆動電圧Ｖｐの立ち下がりの時定数τＤＮを、上記周期Ｔａに対して、式(ii)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０１）≦τＤＮ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (ii)
を満足する範囲に設定する。あるいは、この両方の設定をともに行う。これにより、インク滴の飛翔速度の低下を抑制しつつ、駆動部Ｄの残留振動を抑えることができる。
【００６１】
そして、そのためには、前記式(iv)(vi)から明らかなように、図４の回路中の、圧電素子９の、コンデンサとしての容量ＣＰと、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３を、上記式(i)(ii)を満足する値に設定すればよい。
なお、駆動電圧ＶＰの立ち上がりの時定数τＵＰは、駆動部Ｄの残留振動を抑える効果をさらに向上することを考慮すると、上記の範囲内でも特に、式(i-1)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０５）≦τＵＰ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (i-1)
を満足する範囲内とするのが好ましい。また、立ち下がりの時定数τＤＮは、同じ理由で、式(ii-1)：
Ｔａ／（−ｌｎ０．０５）≦τＤＮ≦Ｔａ／（−ｌｎ０．２５）      (ii-1)
を満足する範囲内とするのが好ましい。
【００６２】
請求項６記載の発明では、先に説明したように、駆動電圧の立ち上がりと立ち下りの間の、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３を、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部Ｄの残留振動の周期Ｔａの、整数倍に設定する。これにより、インク滴の飛翔速度の低下を抑制しつつ、駆動部Ｄの残留振動を確実に抑えることが可能となる。
つまり、引き打ち式の駆動方法では、前記のように、駆動電圧波形を立ち下げることによって生じた駆動部Ｄの残留振動が、半周期の偶数倍、すなわち全周期の整数倍の振動を終了した時点で、駆動電圧波形を立ち上げると、当該駆動部Ｄには、残留振動と逆の位相の振動が発生し、両振動の打ち消し合いにより、それ以降の駆動部Ｄの残留振動を抑えることができる。
【００６３】
ところが、駆動部Ｄの残留振動が、半周期の奇数倍の振動を終了した時点で駆動電圧波形を立ち上げると、当該駆動部Ｄには、残留振動と同じ位相の振動が発生することになるため、両振動が増幅しあって、それ以降の駆動部Ｄの残留振動をさらに拡大してしまう。
よって、ヘッド内のインクの体積速度の固有振動に重ね合わされる、駆動部Ｄの残留振動を抑えるためには、駆動電圧波形の立ち上がりのタイミングを規定するパルス幅Ｔ３を、上記残留振動の周期Ｔａの半分の偶数倍、つまり全周期の整数倍に設定すればよいのである。
【００６４】
なお、引き打ち式の駆動方法における、インク滴吐出のメカニズムを考慮すると、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３は、ヘッド内のインクの、体積速度の固有振動周期Ｔ１の１／２倍を基準として設定する必要がある。このことから、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３は、体積速度の固有振動周期Ｔ１の１／２倍に最も近似し、なおかつ、駆動部Ｄの残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定するのが好ましい。
【００６５】
また、押し打ち式の駆動方法では、駆動電圧波形を立ち上げることによって生じた駆動部Ｄの残留振動が、半周期の偶数倍、すなわち全周期の整数倍の振動を終了した時点で、駆動電圧波形を立ち下げると、当該駆動部Ｄには、残留振動と逆の位相の振動が発生し、両振動の打ち消し合いにより、それ以降の駆動部Ｄの残留振動を抑えることができる。
しかし、駆動部Ｄの残留振動が、半周期の奇数倍の振動を終了した時点で駆動電圧波形を立ち下げると、当該駆動部Ｄには、残留振動と同じ位相の振動が発生することになるため、両振動が増幅しあって、それ以降の駆動部Ｄの残留振動をさらに拡大してしまう。
【００６６】
よって、ヘッド内のインクの体積速度の固有振動に重ね合わされる、駆動部Ｄの残留振動を抑えるためには、駆動電圧波形の立ち上がりのタイミングを規定するパルス幅Ｔ３を、上記残留振動の周期Ｔａの半分の偶数倍、つまり全周期の整数倍に設定すればよいのである。
なお、押し打ち式の駆動方法における、インク滴吐出のメカニズムを考慮すると、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３は、ヘッド内のインクの、体積速度の固有振動周期Ｔ１の１倍を基準として設定する必要がある。このことから、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３は、体積速度の固有振動周期Ｔ１の１倍に最も近似し、なおかつ、駆動部Ｄの残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定するのが好ましい。
【００６７】
なお、請求項１、６の構成を、同時に実施することもできる。すなわち、駆動電圧の立ち上がりおよび/または立ち下がりの時定数を、前記式(i)(ii)の範囲内に設定し、なおかつ、駆動電圧の立ち上がりと立ち下がりの間の、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３を、駆動部Ｄの残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定すれば、インク滴の飛翔速度の低下を抑制しつつ、駆動部Ｄの残留振動を抑える効果を、さらに向上することができる。
【００６８】
なお、請求項１、６記載の発明は、引き打ち式および押し打ち式の駆動方法を組み合わせた、図８に示す駆動方法に適用することもできる。
この駆動方法では、待機時には、圧電素子９に、駆動電圧ＶＰとして、ドット形成時の電圧ＶＨより低い電圧ＶＬを印加し続け、それに伴って圧電素子９と振動板７とが、ドット形成時より緩やかに撓んだ状態を維持する。
【００６９】
そしてドットを形成するに際して、その直前のｔ１の時点で、駆動電圧ＶＰを放電（ＶＰ＝０）して、振動板７の撓みを解除することで、ノズル内のインクメニスカスを、加圧室側に引き込む。次に、ｔ２の時点で、圧電素子に、駆動電圧ＶＰとして、電圧ＶＨを印加（ＶＰ＝ＶＨ）して、振動板を待機時よりも大きく撓ませることによって、インクメニスカスを、ノズルの外方向へ押し出してインク柱を形成する。そして、ｔ３の時点で、駆動電圧ＶＰを、電圧ＶＨから、電圧ＶＬまで低下させることで、振動板を、大きく撓んだ状態から、前記待機時の、緩やかに撓んだ状態に戻すことで、メニスカスの振動を抑制すると、インク柱が分離されて、インク滴が形成される。そして、形成されたインク滴が紙面に到達することによって、紙面にドットを形成する。
【００７０】
上記の駆動方法において、ｔ１の時点での、駆動電圧ＶＰの立ち下りの時定数τＤＮ１を、前記式(ii)を満足する範囲に設定するか、ｔ２の時点での、駆動電圧ＶＰの立ち上りの時定数τＵＰを、前記式(i)を満足する範囲に設定するか、あるいはｔ３の時点での、駆動電圧ＶＰの立ち下りの時定数τＤＮ２を、前記式(ii)を満足する範囲に設定するか、もしくはこれら設定のうちの少なくとも２つを同時にすることで、インク滴の飛翔速度の低下を抑制しつつ、駆動部Ｄの残留振動を確実に抑えることが可能となる。
【００７１】
また、ｔ１における駆動電圧ＶＰの立ち下がりから、ｔ２における駆動電圧ＶＰの立ち上がりまでの間の、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３ａ、または、ｔ２における駆動電圧ＶＰの立ち上がりから、ｔ３における駆動電圧ＶＰの立ち下がりまでの間の、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３ｂのうちの少なくとも一方を、駆動部の残留振動の周期Ｔａの整数倍に設定することで、インク滴の飛翔速度の低下を抑制しつつ、駆動部Ｄの残留振動を確実に抑えることが可能となる。
【００７２】
なお、請求項１、６記載の発明で言う、駆動部Ｄの残留振動の周期Ｔａとは、下記のようにして求められる、ヘッド内にインクがある状態での振動周期である。
すなわち駆動部Ｄは、それ自体の弾性と慣性のみで決まる、ヘッド内にインクがない状態での固有振動角周波数ωａ０を有している。かかる固有振動角周波数ωａ０は、駆動部Ｄの音響容量の逆数で表される復元力１／Ｃａと、イナータンスＭａとから、式(1)：
ωａ０２＝（１／Ｃａ）／Ｍａ      (1)
で求められる。そしてここから、ヘッド内にインクがない状態での、駆動部Ｄの固有振動周期Ｔａ０が、式(2)：
【００７３】
【数１】
2004314612.tif 000002
【００７４】
によって求められる。ちなみに、この固有振動周期Ｔａ０は、実際的には、ヘッド内にインクがない状態で、個別電極１０と共通電極８とにインピーダンスアナライザを接続し、周波数掃引を行ってインピーダンスを測定した結果から導き出すことができる。すなわち、インピーダンス値が最小となる角周波数が固有振動角周波数ωａ０であり、そのときの周期が固有振動周期Ｔａ０に相当する。
【００７５】
ところが、前述したヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の実際の周期Ｔａは、固有振動周期Ｔａ０よりも小さい値になる。これは、駆動部Ｄ自体の弾性とともに、加圧室２の音響容量の逆数で表される、加圧室内のインクの圧縮性１／Ｃｃが、駆動部Ｄに復元力として加わるためである。
よって、ヘッド内にインクがある状態での、駆動部Ｄの残留振動の角周波数ωａは、式(3)：
ωａ２＝（１／Ｃａ＋１／Ｃｃ）／Ｍａ      (3)
で求められる。そしてここから、ヘッド内にインクがある状態で、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に乗っている、駆動部Ｄの残留振動の周期Ｔａが、式(4)：
【００７６】
【数２】
2004314612.tif 000003
【００７７】
によって求められる。ちなみに、この残留振動の周期Ｔａは、実際的には、ヘッド内にインクがある状態で、前記と同様にインピーダンスアナライザを用いてインピーダンスを測定した結果から導き出すことができる。すなわち、インピーダンス値が最小となる角周波数が残留振動の角周波数ωａであり、そのときの周期が残留振動の周期Ｔａに相当する。
また、残留振動の周期Ｔａと、先の固有振動周期Ｔａ０とは、式(2)(4)から、式(5)：
【００７８】
【数３】
2004314612.tif 000004
【００７９】
の関係にあるので、先の測定によって固有振動周期Ｔａ０が既知であれば、この式から、計算によってＴａを導き出すこともできる。
このとき駆動部の音響容量Ｃａ〔ｍ５／Ｎ〕は、式(6)：
Ｃａ＝δＶ／Ｐ      (6)
〔式中のＰは駆動部に加えた圧力〔Ｎ／ｍ２〕、δＶは駆動部の体積変化量〔ｍ３〕である。〕
で求められる。また加圧室２の音響容量Ｃｃ〔ｍ５／Ｎ〕は、式(7)：
Ｃｃ＝Ｖ／κ      (7)
〔式中のＶは加圧室２の体積〔ｍ３〕、κはインクの体積弾性率〔Ｎ／ｍ２〕である。〕
で求められる。
【実施例】
【００８０】
実施例１：
（圧電インクジェットヘッドの作製）
図１〜図３に示す構造を有し、なおかつ、加圧室２の面積が０．２ｍｍ２、幅が２００μｍ、深さが１００μｍ、ノズル３の直径が２５μｍ、長さが３０μｍ、ノズル流路４の直径が２００μｍ、長さが８００μｍ、供給口５の直径が２５μｍ、長さが３０μｍ、振動板７の厚みが５０μｍ、圧電素子９の厚みが２０μｍである圧電インクジェットヘッドを作製した。
【００８１】
駆動部Ｄの固有振動周期Ｔａ０を、前述したインピーダンスアナライザを用いた方法で求めたところ０．８５９μｓｅｃであった。また駆動部Ｄの音響容量Ｃａ＝２０×１０−２１〔ｍ５／Ｎ〕、加圧室２の音響容量Ｃｃ＝２３×１０−２１〔ｍ５／Ｎ〕であったことから、前記式(v)の計算によって求めた、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａは、０．６２８μｓｅｃであった。
【００８２】
上記駆動部の、共通電極８と個別電極１０とを、図４に示す駆動回路に接続した。
（電気等価回路の作成）
上記圧電インクジェットヘッドについて、上記各部を集中定数で近似して、図９に示す音響系の電気等価回路を作成した。
図の電気等価回路において、駆動部は、等価的に音響容量ＣａとイナータンスＭａと音響抵抗Ｒａで表すことができ、加圧室２は、音響容量Ｃｃで表すことができる。
【００８３】
また、供給口５は、イナータンスＭｓと音響抵抗Ｒｓで表すことができるとともに、ノズル３のインクメニスカスの液面と、図示しないインクカートリッジ内のインクの液面との高低差に基づく水頭圧が作用している。
さらに、ノズル３は、イナータンスＭｎと音響抵抗Ｒｎで表すことができるとともに、当該ノズル３の、インクメニスカスの表面張力が作用している。
【００８４】
上記の電気等価回路においては、駆動部に、駆動電圧ＶＰを印加して圧を発生させると、ノズル３に、図中に矢印で示す方向のインクの流れが発生する。そして、その体積速度を求めることができる。また、求めた体積速度と、ノズル３の直径や、インクの表面張力などから、インク滴の飛翔速度を、演算により求めることができる。
（インク滴の飛翔速度の演算）
図４の駆動回路のうち、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３を適宜、変更（ただしｒ１＝ｒ２を維持）して、圧電素子に印加されている駆動電圧ＶＰが、ＶＨのｘ％に立ち下がるまでの時間と、圧電素子に印加されている駆動電圧ＶＰが、ＶＨの（１００−ｘ）％に立ち上がるまでの時間が、ともに、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａと等しくなるように、駆動電圧波形の立ち上がりの時定数τＵＰと、立ち下がりの時定数τＤＮとを設定（τＵＰ＝τＤＮ）した。
【００８５】
そして、時定数τＵＰ、τＤＮを、上記のように所定値に設定した駆動電圧波形を用いて、前記の電気等価回路によって、液滴の飛翔速度を演算したところ、表１に示す結果が得られた。
【００８６】
【表１】
2004314612.tif 000005
【００８７】
この結果から、時定数τＵＰ、τＤＮがともに０．４５３μｓｅｃ以下、つまりｘが２５％以下であれば、インク滴の飛翔速度の低下は、時定数τＵＰ、τＤＮがともに０に近い駆動電圧波形で駆動した際に比べて、１０％程度に抑えられることが判った。
（駆動部の残留振動の検討）
つぎに、駆動電圧波形の時定数τＵＰ、τＤＮがともに０．２１０μｓｅｃであるとき（ｘ＝５％）、０．１３６μｓｅｃであるとき（ｘ＝１％）、および０．０９１μｓｅｃであるとき（ｘ＝０．１％）の、インクの、体積速度の振動をシミュレートしたところ、図１０〜図１２に示す結果が得られた。
【００８８】
この結果から、時定数が０．０９１μｓｅｃでは、図１０に示すように、体積速度の振動に、駆動部の残留振動がはっきりと影響しているが、時定数が０．１３６μｓｅｃ以上であれば、図１１、図１２に示すように、駆動部の残留振動を抑制できることが判った。
（結論）
駆動部の残留振動を抑え、かつ、インク滴の飛翔速度の低下を抑えるには、時定数が０．１３６μｓｅｃ以上、０．４５３μｓｅｃ以下でなければいけないことが判った。
【００８９】
そしてこのことから、駆動電圧波形の立ち下がりにおいては、圧電素子に印加されている電圧が、１〜２５％に立ち下がるまでの時間を、駆動部の固有振動周期と等しくし、駆動電圧波形の立ち上がりにおいては、圧電素子に印加されている電圧が、７５〜９９％に立ち上がるまでの時間を、駆動部の固有振動周期と等しくすればよいことが確認された。
実施例２
（圧電インクジェットヘッドの作製）
図１〜図３に示す構造を有し、なおかつ、加圧室２の面積が０．２ｍｍ２、幅が２００μｍ、深さが１００μｍ、ノズル３の直径が２５μｍ、長さが３０μｍ、ノズル流路４の直径が２００μｍ、長さが８００μｍ、供給口５の直径が２５μｍ、長さが３０μｍ、振動板７の厚みが３０μｍ、圧電素子９の厚みが２０μｍである圧電インクジェットヘッドを作製した。
【００９０】
駆動部Ｄの固有振動周期Ｔａ０を、前述したインピーダンスアナライザを用いた方法で求めたところ１．２６μｓｅｃであった。また駆動部Ｄの音響容量Ｃａ＝２０×１０−２１〔ｍ５／Ｎ〕、加圧室２の音響容量Ｃｃ＝２３×１０−２１〔ｍ５／Ｎ〕であったことから、前記式(v)の計算によって求めた、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａは０．９２μｓｅｃであった。
【００９１】
上記駆動部の、共通電極８と個別電極１０とを、図４に示す駆動回路に接続した。
（印刷品質の観察）
実施例で作製した圧電インクジェットヘッドを、引き打ち式の駆動方法で駆動することとし、図６に示す駆動電圧波形を有し、かつ駆動電圧ＶＰの所定値ＶＨが２０Ｖである駆動電圧を、パルス幅Ｔ３を３．２２μｓｅｃから４．６０μｓｅｃの間（上記周期Ｔａの３．５倍〜５倍の間）で、０．４６μｓｅｃ間隔で段階的に変化させた状態で印加して、紙面に印刷した際の、印刷品質の良否を観察した。
【００９２】
結果を表２に示す。なお印刷品質の評価は下記のとおりとした。
○：チリ等のない良好な印刷が得られた。
×：印刷にチリ等がみられた。
【００９３】
【表２】
2004314612.tif 000006
【００９４】
表の結果から、パルス幅Ｔ３を、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に重ね合わされる、駆動部の残留振動の周期Ｔａの半周期の奇数倍に設定したときは、印刷にチリ等が発生したが、パルス幅Ｔ３を周期Ｔａの半周期の偶数倍、つまり全周期の整数倍に設定したときは、チリ等のない良好な印刷をできることが判った。
（電気等価回路の作成）
上記圧電インクジェットヘッドについて、前記と同様にして、図９に示す音響系の電気等価回路を作成した。
【００９５】
（駆動部の残留振動の検討）
つぎに、実施例で作製した圧電インクジェットヘッドに、前記と同様に図６に示す駆動電圧波形を有し、かつ駆動電圧ＶＰの所定値ＶＨが２０Ｖである駆動電圧を、パルス幅Ｔ３を３．２２μｓｅｃから４．６０μｓｅｃの間で、０．４６μｓｅｃ間隔で段階的に変化させて印加した際の、インクの、体積速度の振動をシミュレートしたところ、図１３〜図１６に示す結果が得られた。
【００９６】
この結果から、パルス幅Ｔ３を、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に乗っている、駆動部の残留振動の周期Ｔａの半周期の奇数倍に設定したときは、図１３、図１５に示すように、駆動電圧波形を立ち上げることによって残留振動が却って拡大されるが、パルス幅Ｔ３を上記周期Ｔａの半周期の偶数倍、つまり全周期の整数倍に設定したときは、図１４、図１６に示すように、駆動電圧波形を立ち上げることによって、体積速度の振動に乗っている駆動部の残留振動を抑制できることが判った。
【００９７】
（結論）
以上の結果から、駆動部の残留振動を抑えるためには、駆動電圧波形のパルス幅Ｔ３を、ヘッド内のインクの体積速度の振動波形に乗っている、駆動部の残留振動の周期Ｔａの半周期の偶数倍、すなわち全周期の整数倍に設定すればよいことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の駆動方法を実施するための、圧電インクジェットヘッドの一例において、圧電素子と振動板とを含む駆動部を取り付ける前の状態を示す、平面図である。
【図２】図１の例の圧電インクジェットヘッドにおいて、駆動部を取り付けた状態での、１つのドット形成部を拡大して示す、断面図である。
【図３】１つのドット形成部を構成する各部の重なり状態を示す、透視図である。
【図４】上記圧電インクジェットヘッドを駆動して、本発明の駆動方法を実施するための、駆動回路の一例を示す、回路図である。
【図５】図４の駆動回路の端子に入力する、コントロール電圧の電圧波形を示す、グラフである。
【図６】上記コントロール電圧の入力によって、駆動回路に発生させて、圧電素子に与える駆動電圧波形を示す、グラフである。
【図７】駆動電圧波形の他の例を示す、グラフである。
【図８】駆動電圧波形のさらに他の例を示す、グラフである。
【図９】本発明の、実施例で作製した圧電インクジェットヘッドを構成する各部を、集中定数で近似して作成した電気等価回路を示す、回路図である。
【図１０】本発明の、実施例で作製した圧電インクジェットヘッドに、立ち下がり／立ち上がりの時定数を所定値に設定した駆動電圧波形を印加した際の、インクの、体積速度の振動をシミュレートした結果を示す、グラフである。
【図１１】同じく実施例で作製した圧電インクジェットヘッドに、立ち下がり／立ち上がりの時定数を所定値に設定した駆動電圧波形を印加した際の、インクの、体積速度の振動をシミュレートした結果を示す、グラフである。
【図１２】同じく実施例で作製した圧電インクジェットヘッドに、立ち下がり／立ち上がりの時定数を所定値に設定した駆動電圧波形を印加した際の、インクの、体積速度の振動をシミュレートした結果を示す、グラフである。
【図１３】本発明の、実施例で作製した圧電インクジェットヘッドに、パルス幅を所定値に設定した駆動電圧波形を印加した際の、インクの、体積速度の振動をシミュレートした結果を示す、グラフである。
【図１４】同じく実施例で作製した圧電インクジェットヘッドに、パルス幅を所定値に設定した駆動電圧波形を印加した際の、インクの、体積速度の振動をシミュレートした結果を示す、グラフである。
【図１５】同じく実施例で作製した圧電インクジェットヘッドに、パルス幅を所定値に設定した駆動電圧波形を印加した際の、インクの、体積速度の振動をシミュレートした結果を示す、グラフである。
【図１６】同じく実施例で作製した圧電インクジェットヘッドに、パルス幅を所定値に設定した駆動電圧波形を印加した際の、インクの、体積速度の振動をシミュレートした結果を示す、グラフである。
【図１７】従来の引き打ち式の駆動方法において、圧電素子に印加する駆動電圧ＶＰの駆動電圧波形と、かかる駆動電圧波形が与えられた際の、ノズルにおける、インクの体積速度との関係を簡略化して示す、グラフである。
【図１８】従来の押し打ち式の駆動方法において、圧電素子に印加する駆動電圧ＶＰの駆動電圧波形と、かかる駆動電圧波形が与えられた際の、ノズルにおける、インクの体積速度との関係を簡略化して示す、グラフである。
【図１９】従来の圧電インクジェットヘッドにおいて、ノズルにおけるインクの体積速度の振動に、駆動部の固有振動が、残留振動として影響している状態を示す、グラフである。
【符号の説明】
【００９９】
２  加圧室
３  ノズル
７  振動板
９  圧電素子
【図１】
2004314612.tif 000007
【図２】
2004314612.tif 000008
【図３】
2004314612.tif 000009
【図４】
2004314612.tif 000010
【図５】
2004314612.tif 000011
【図６】
2004314612.tif 000012
【図７】
2004314612.tif 000013
【図８】
2004314612.tif 000014
【図９】
2004314612.tif 000015
【図１０】
2004314612.tif 000016
【図１１】
2004314612.tif 000017
【図１２】
2004314612.tif 000018
【図１３】
2004314612.tif 000019
【図１４】
2004314612.tif 000020
【図１５】
2004314612.tif 000021
【図１６】
2004314612.tif 000022
【図１７】
2004314612.tif 000023
【図１８】
2004314612.tif 000024
【図１９】
2004314612.tif 000025