(57)【要約】【課題】高粘度液体の吐出を安定化させる。【解決手段】この液体吐出方法に用いる液体吐出ヘッドは、液体が吐出されるノズルと、液体をノズルから吐出させるために液体に圧力変化を与える圧力室と、圧力室に連通し、圧力室に液体を供給する供給部と、を有する。液体の粘度は、６ｍＰａ・ｓ以上であって１５ｍＰａ・ｓ以下の範囲内である。供給部の容積は、圧力室の容積の１／５よりも大きく、かつ、圧力室の容積の１／２未満である。圧力室の流路長さは、供給部の流路長さ以上であって供給部の流路長さの２倍以下である。【選択図】図７
2009234252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出方法であって、
液体吐出ヘッドから液体を吐出させることを有し、
前記液体の粘度は、
６ｍＰａ・ｓ以上であって１５ｍＰａ・ｓ以下の範囲内であり、
前記液体吐出ヘッドは、
液体が吐出されるノズルと、
前記液体を前記ノズルから吐出させるために前記液体に圧力変化を与える圧力室と、
前記圧力室に連通し、前記圧力室に前記液体を供給する供給部と、を有し、
前記供給部の容積は、
前記圧力室の容積の１／５よりも大きく、かつ、前記圧力室の容積の１／２未満であり、
前記圧力室の流路長さは、
前記供給部の流路長さ以上であって前記供給部の流路長さの２倍以下である、液体吐出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出方法であって、
前記供給部の断面積は、
前記圧力室の断面積の１／３以上であって前記圧力室の断面積以下の範囲内である、液体吐出方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体吐出方法であって、
前記ノズルのイナータンスは、
前記供給部のイナータンスよりも小さい、液体吐出方法。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の液体吐出方法であって、
前記供給部の容積は、
２２４００００×１０−１８ｍ３以上であって３９２００００×１０−１８ｍ３以下の範囲内である、液体吐出方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の液体吐出方法であって、
前記圧力室の流路長さは、
５００×１０−６ｍ以上であって１０００×１０−６ｍ以下の範囲内である、液体吐出方法。
【請求項６】
請求項２から５の何れか１項に記載の液体吐出方法であって、
前記供給部の断面積は、
３．３×１０−１５ｍ２以上であって１０×１０−１５ｍ２以下の範囲内である、液体吐出方法。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の液体吐出方法であって、
前記圧力室は、
前記圧力室の一部を区画し、変形によって前記液体に圧力変化を与える区画部を有する、液体吐出方法。
【請求項８】
請求項７に記載の液体吐出方法であって、
前記液体吐出ヘッドは、
印加された吐出パルスにおける電位の変化パターンに応じた度合いで、前記区画部を変形させる素子を有する、液体吐出方法。
【請求項９】
液体が吐出されるノズルと、
前記液体を前記ノズルから吐出させるために前記液体に圧力変化を与える圧力室と、
前記圧力室に連通し、前記圧力室に前記液体を供給する供給部と、
を有し、
前記供給部の容積は、
前記圧力室の容積の１／５よりも大きく、かつ、前記圧力室の容積の１／２未満であり、
前記圧力室の流路長さは、
前記供給部の流路長さ以上であって前記供給部の流路長さの２倍以下である、液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
吐出パルスを生成する吐出パルス生成部と、
ノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドであって、
前記液体を前記ノズルから吐出させるために、区画部を変形させることで前記液体に圧力変化を与える圧力室と、
印加された前記吐出パルスにおける電位の変化パターンに応じた度合いで、前記区画部を変形させる素子と、
前記圧力室に連通し、前記圧力室に前記液体を供給する供給部と、を有し、
前記供給部の容積は、前記圧力室の容積の１／５よりも大きく、かつ、前記圧力室の容積の１／２未満であり、
前記圧力室の流路長さは、前記供給部の流路長さ以上であって前記供給部の流路長さの２倍以下である、液体吐出ヘッドと、
を有する、液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出方法、液体吐出ヘッド、及び、液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタ等の液体吐出装置には、液体が吐出されるノズルと、ノズルから液体を吐出させるべく、液体に圧力変化を与える圧力室と、リザーバに貯留された液体を圧力室に供給するための供給部とを有する液体吐出ヘッドを有するものがある。この液体吐出ヘッドでは、粘度が水の粘度に近い液体を対象にして、ヘッド内の液体流路における大きさが定められている。
【特許文献１】特開２００５−３４９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、インクジェット技術を利用して、一般的なインクよりも粘度の高い液体を吐出する試みがなされている。そして、従来の形状のヘッドでこのような粘度の高い液体を吐出させると、液体の吐出が不安定になるという問題が生じることが判った。例えば、液体の飛行曲がりが生じたり、吐出量の不足が生じたりする場合があることが判った。  
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、一般的なインクよりも粘度の高い液体について、吐出を安定化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するための主たる発明は、
液体吐出方法であって、
液体吐出ヘッドから液体を吐出させることを有し、
前記液体の粘度は、
６ｍＰａ・ｓ以上であって１５ｍＰａ・ｓ以下の範囲内であり、
前記液体吐出ヘッドは、
液体が吐出されるノズルと、
前記液体を前記ノズルから吐出させるために前記液体に圧力変化を与える圧力室と、
前記圧力室に連通し、前記圧力室に前記液体を供給する供給部と、を有し、
前記供給部の容積は、
前記圧力室の容積の１／５よりも大きく、かつ、前記圧力室の容積の１／２未満であり、
前記圧力室の流路長さは、
前記供給部の流路長さ以上であって前記供給部の流路長さの２倍以下である、液体吐出方法である。
【０００５】
本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。
【０００７】
すなわち、液体吐出方法であって、液体吐出ヘッドから液体を吐出させることを有し、前記液体の粘度は、６ｍＰａ・ｓ以上であって１５ｍＰａ・ｓ以下の範囲内であり、前記液体吐出ヘッドは、液体が吐出されるノズルと、前記液体を前記ノズルから吐出させるために前記液体に圧力変化を与える圧力室と、前記圧力室に連通し、前記圧力室に前記液体を供給する供給部と、を有し、前記供給部の容積は、前記圧力室の容積の１／５よりも大きく、かつ、前記圧力室の容積の１／２未満であり、前記圧力室の流路長さは、前記供給部の流路長さ以上であって前記供給部の流路長さの２倍以下である、液体吐出方法を実現できることが明らかにされる。  
このような液体吐出方法によれば、供給部内における液体の移動を最適化できる。その結果、高い粘度の液体について吐出を安定化できる。
【０００８】
かかる液体吐出方法であって、前記供給部の断面積は、前記圧力室の断面積の１／３以上であって前記圧力室の断面積以下の範囲内であることが好ましい。  
このような液体吐出方法によれば、圧力室への液体の供給不足を抑制できる。
【０００９】
かかる液体吐出方法であって、前記ノズルのイナータンスは、前記供給部のイナータンスよりも小さいことが好ましい。  
このような液体吐出方法によれば、液体に与えた圧力振動によって液体を効率よく吐出することができる。
【００１０】
かかる液体吐出方法であって、前記供給部の容積は、２２４００００×１０−１８ｍ３以上であって３９２００００×１０−１８ｍ３以下の範囲内であることが好ましい。  
このような液体吐出方法によれば、１０ｎｇ前後の量の液体をノズルから吐出させることができる。
【００１１】
かかる液体吐出方法であって、前記圧力室の流路長さは、５００×１０−６ｍ以上であって１０００×１０−６ｍ以下の範囲内であることが好ましい。  
このような液体吐出方法によれば、１０ｎｇ前後の量の液体をノズルから吐出させることができる。
【００１２】
かかる液体吐出方法であって、前記供給部の断面積は、３．３×１０−１５ｍ２以上であって１０×１０−１５ｍ２以下の範囲内であることが好ましい。  
このような液体吐出方法によれば、１０ｎｇ前後の量の液体をノズルから吐出させることができる。
【００１３】
かかる液体吐出方法であって、前記圧力室は、前記圧力室の一部を区画し、変形によって前記液体に圧力変化を与える区画部を有することが好ましい。  
このような液体吐出方法によれば、圧力室内の液体に効率よく圧力変化を与えることができる。
【００１４】
かかる液体吐出方法であって、前記液体吐出ヘッドは、印加された吐出パルスにおける電位の変化パターンに応じた度合いで、前記区画部を変形させる素子を有することが好ましい。  
このような液体吐出方法によれば、圧力室内の液体の圧力を精度良く制御できる。
【００１５】
また、次の液体吐出ヘッドを実現できることも明らかにされる。  
すなわち、液体が吐出されるノズルと、前記液体を前記ノズルから吐出させるために前記液体に圧力変化を与える圧力室と、前記圧力室に連通し、前記圧力室に前記液体を供給する供給部と、を有し、前記供給部の容積は、前記圧力室の容積の１／５よりも大きく、かつ、前記圧力室の容積の１／２未満であり、前記圧力室の流路長さは、前記供給部の流路長さ以上であって前記供給部の流路長さの２倍以下である、液体吐出ヘッドを実現できることも明らかにされる。
【００１６】
また、次の液体吐出装置を実現できることも明らかにされる。  
すなわち、吐出パルスを生成する吐出パルス生成部と、ノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドであって、前記液体を前記ノズルから吐出させるために、区画部を変形させることで前記液体に圧力変化を与える圧力室と、印加された前記吐出パルスにおける電位の変化パターンに応じた度合いで、前記区画部を変形させる素子と、前記圧力室に連通し、前記圧力室に前記液体を供給する供給部と、を有し、前記供給部の容積は、前記圧力室の容積の１／５よりも大きく、かつ、前記圧力室の容積の１／２未満であり、前記圧力室の流路長さは、前記供給部の流路長さ以上であって前記供給部の流路長さの２倍以下である、液体吐出ヘッドと、を有する、液体吐出装置を実現できることも明らかにされる。
【００１７】
＝＝＝印刷システム＝＝＝
図１に例示した印刷システムは、プリンタ１と、コンピュータＣＰとを有する。プリンタ１は液体吐出装置に相当し、用紙、布、フィルム等の媒体に向けて、液体の一種であるインクを吐出する。媒体は、液体が吐出される対象となる対象物である。コンピュータＣＰは、プリンタ１と通信可能に接続されている。プリンタ１に画像を印刷させるため、コンピュータＣＰは、その画像に応じた印刷データをプリンタ１に送信する。
【００１８】
＜プリンタ１の概要＞
プリンタ１は、用紙搬送機構１０、キャリッジ移動機構２０、駆動信号生成回路３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、及び、プリンタ側コントローラ６０を有する。
【００１９】
用紙搬送機構１０は、用紙を搬送方向に搬送させる。キャリッジ移動機構２０は、ヘッドユニット４０が取り付けられたキャリッジを所定の移動方向（例えば紙幅方向）に移動させる。駆動信号生成回路３０は、駆動信号ＣＯＭを生成する。この駆動信号ＣＯＭは、用紙への印刷時にヘッドＨＤ（ピエゾ素子４３３，図２Ａを参照）へ印加されるものであり、図４に一例を示すように、吐出パルスＰＳを含む一連の信号である。ここで、吐出パルスＰＳとは、ヘッドＨＤから滴状のインクを吐出させるために、ピエゾ素子４３３に所定の動作を行わせる電位の変化パターンである。駆動信号ＣＯＭが吐出パルスＰＳを含むことから、駆動信号生成回路３０は、吐出パルス生成部に相当する。なお、駆動信号生成回路３０の構成や吐出パルスＰＳについては、後で説明する。ヘッドユニット４０は、ヘッドＨＤとヘッド制御部ＨＣとを有する。ヘッドＨＤは液体吐出ヘッドの一種であり、インクを用紙に向けて吐出させる。ヘッド制御部ＨＣは、プリンタ側コントローラ６０からのヘッド制御信号に基づき、ヘッドＨＤを制御する。なお、ヘッドＨＤについては後で説明する。検出器群５０は、プリンタ１の状況を監視する複数の検出器によって構成される。これらの検出器による検出結果は、プリンタ側コントローラ６０に出力される。プリンタ側コントローラ６０は、プリンタ１における全体的な制御を行う。このプリンタ側コントローラ６０についても後で説明する。
【００２０】
＜ヘッドＨＤについて＞
図２Ａに示すように、ヘッドＨＤは、ケース４１と、流路ユニット４２と、ピエゾ素子ユニット４３とを有する。ケース４１は、ピエゾ素子ユニット４３を収容して固定するための収容空部４１１が内部に設けられた部材である。このケース４１は、例えば樹脂材によって作製される。そして、ケース４１の先端面には、流路ユニット４２が接合されている。
【００２１】
流路ユニット４２は、流路形成基板４２１と、ノズルプレート４２２と、振動板４２３とを有する。そして、流路形成基板４２１における一方の表面にはノズルプレート４２２が接合され、他方の表面には振動板４２３が接合されている。流路形成基板４２１には、圧力室４２４となる溝部、インク供給路４２５となる溝部、及び、共通インク室４２６となる開口部などが形成されている。この流路形成基板４２１は、例えばシリコン基板によって作製されている。圧力室４２４は、ノズル４２７の並び方向に対して直交する方向に細長い室として形成されている。インク供給路４２５は、圧力室４２４と共通インク室４２６との間を連通する。このインク供給路４２５は、共通インク室４２６に貯留されたインク（液体の一種）を圧力室４２４に供給する。従って、インク供給路４２５は、液体を圧力室４２４に供給するための供給部の一種である。共通インク室４２６は、インクカートリッジ（図示せず）から供給されたインクを一旦貯留する部分であり、共通の液体貯留室に相当する。
【００２２】
ノズルプレート４２２には、複数のノズル４２７が、所定の並び方向に所定の間隔で設けられている。インクは、これらのノズル４２７を通じてヘッドＨＤの外に吐出される。このノズルプレート４２２は、例えばステンレス板やシリコン基板によって作製されている。
【００２３】
振動板４２３は、例えばステンレス製の支持板４２８に樹脂製の弾性体膜４２９を積層した二重構造を採っている。振動板４２３における各圧力室４２４に対応する部分は、支持板４２８が環状にエッチング加工されている。そして、環内には島部４２８ａが形成されている。この島部４２８ａと島部周辺の弾性体膜４２９ａとがダイヤフラム部４２３ａを構成する。このダイヤフラム部４２３ａは、ピエゾ素子ユニット４３が有するピエゾ素子４３３によって変形し、圧力室４２４の容積を可変する。すなわち、ダイヤフラム部４２３ａは、圧力室４２４の一部を区画し、変形によって圧力室４２４内のインク（液体）に圧力変化を与える区画部に相当する。
【００２４】
ピエゾ素子ユニット４３は、ピエゾ素子群４３１と、固定板４３２とを有する。ピエゾ素子群４３１は櫛歯状をしている。そして、櫛歯の１つ１つがピエゾ素子４３３である。各ピエゾ素子４３３の先端面は、対応する島部４２８ａに接着される。固定板４３２は、ピエゾ素子群４３１を支持するとともに、ケース４１に対する取り付け部となる。この固定板４３２は、例えばステンレス板によって構成されており、収容空部４１１の内壁に接着される。
【００２５】
ピエゾ素子４３３は、電気機械変換素子の一種であり、圧力室４２４内の液体に圧力変化を与えるための動作（変形動作）をする素子に相当する。図２Ａに示すピエゾ素子４３３は、隣り合う電極同士の間に電位差を与えることにより、積層方向と直交する素子長手方向に伸縮する。即ち、上記の電極は、所定電位の共通電極４３４と、駆動信号ＣＯＭ（吐出パルスＰＳ）に応じた電位になる駆動電極４３５とを有する。そして、両電極４３４，４３５に挟まれた圧電体４３６は、共通電極４３４と駆動電極４３５との電位差に応じた度合いで変形する。ピエゾ素子４３３は、圧電体４３６の変形に伴って素子の長手方向に伸縮する。本実施形態において、共通電極４３４は、グランド電位、若しくは、グランド電位よりも所定電位だけ高いバイアス電位に定められる。そして、ピエゾ素子４３３は、駆動電極４３５の電位が共通電極４３４の電位よりも高くなるほど収縮する。反対に、駆動電極４３５の電位が共通電極４３４の電位に近付くほど、或いは、共通電極４３４の電位よりも低くなるほど伸張する。
【００２６】
前述したように、ピエゾ素子ユニット４３は、固定板４３２を介してケース４１に取り付けられている。このため、ピエゾ素子４３３が収縮すると、ダイヤフラム部４２３ａは、圧力室４２４から遠ざかる方向に引っ張られる。これにより、圧力室４２４が膨張される。反対に、ピエゾ素子４３３が伸長すると、ダイヤフラム部４２３ａが圧力室４２４側に押される。これにより、圧力室４２４が収縮する。圧力室４２４内のインクには、圧力室４２４の膨張や収縮に起因して圧力変化が生じる。すなわち、圧力室４２４の収縮に伴って圧力室４２４内のインクは加圧され、圧力室４２４の膨張に伴って圧力室４２４内のインクは減圧される。ピエゾ素子４３３の伸縮状態は駆動電極４３５の電位に応じて定まるので、圧力室４２４の容積も駆動電極４３５の電位に応じて定まる。従って、ピエゾ素子４３３は、印加された吐出パルスＰＳにおける電位の変化パターンに応じた度合いで、ダイヤフラム部４２３ａ（区画部）を変形させる素子といえる。そして、圧力室４２４内のインクに対する加圧度合いや減圧度合いは、駆動電極４３５における単位時間あたりの電位変化量等によって定めることができる。
【００２７】
＜インク流路について＞
ヘッドＨＤには、共通インク室４２６からノズル４２７に至る一連のインク流路（液体で満たされる液体流路に相当する）が、ノズル４２７の数に応じた複数設けられている。このインク流路では、圧力室４２４に対して、ノズル４２７及びインク供給路４２５がそれぞれ連通している。このため、インクの流れなどの特性を解析する場合、ヘルムホルツの共鳴器の考え方が適用される。図２Ｂは、この考え方に基づくヘッドＨＤの構造を模式的に説明する図である。
【００２８】
一般的なヘッドＨＤにおいて、圧力室４２４の長さＬ４２４は２００μｍから２０００μｍの範囲内に定められる。圧力室４２４の幅Ｗ４２４は２０μｍから３００μｍの範囲内に定められ、圧力室４２４の高さＨ４２４は３０μｍから５００μｍの範囲内に定められる。そして、インク供給路４２５の長さＬ４２５は５０μｍから２０００μｍの範囲内に定められる。インク供給路４２５の幅Ｗ４２５は２０μｍから３００μｍの範囲内に定められ、インク供給路４２５の高さＨ４２５は３０μｍから５００μｍの範囲内に定められる。また、ノズル４２７の直径φ４２７は１０μｍから４０μｍの範囲内に定められ、ノズル４２７の長さＬ４２７は４０μｍから１００μｍの範囲内に定められる。
【００２９】
ここで、図２Ｂはインク流路を模式的に説明する図である。このため、インク流路は、実際とは異なる形状で示されている。このようなインク流路では、圧力室４２４内のインクに圧力変化を与えることで、ノズル４２７からインクを吐出させる。このとき、圧力室４２４、インク供給路４２５、及び、ノズル４２７は、ヘルムホルツの共鳴器のように機能する。このため、圧力室４２４内のインクに圧力が加わると、この圧力の大きさはヘルムホルツ周期と呼ばれる固有の周期で変化する。すなわち、インクには圧力振動が生じる。
【００３０】
ここで、ヘルムホルツ周期（インクの固有振動周期）Ｔｃは、一般的には次式（１）で表すことができる。  
Ｔｃ＝１／ｆ
ｆ＝１／２π√〔（Ｍｎ＋Ｍｓ）／（Ｍｎ×Ｍｓ×（Ｃｃ＋Ｃｉ））〕・・・（１）
式（１）において、Ｍｎはノズル４２７のイナータンス（単位断面積あたりのインクの質量、後述する。）、Ｍｓはインク供給路４２５のイナータンス、Ｃｃは圧力室４２４のコンプライアンス（単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す。）、Ｃｉはインクのコンプライアンス（Ｃｉ＝体積Ｖ／〔密度ρ×音速ｃ2〕）である。  
この圧力振動の振幅は、インク流路をインクが流れることで次第に小さくなる。例えば、ノズル４２７やインク供給路４２５における損失、及び、圧力室４２４を区画する壁部等における損失により、圧力振動は減衰する。
【００３１】
一般的なヘッドＨＤにおいて、圧力室４２４におけるヘルムホルツ周期は５μｓから１０μｓの範囲内に定められる。例えば、図２Ｂのインク流路において、圧力室４２４の幅Ｗ４２４を１００μｍ、高さＨ４２４を７０μｍ、長さＬ４２４を１０００μｍとし、インク供給路４２５の幅Ｗ４２５を５０μｍ、高さＨ４２５を７０μｍ、長さＬ４２５を５００μｍとし、ノズル４２７の直径φ４２７を３０μｍ、長さＬ４２７を１００μｍとした場合、圧力室４２４におけるヘルムホルツ周期は８μｓ程度になる。なお、このヘルムホルツ周期は、隣り合う圧力室４２４同士を区画する壁部の厚さ、弾性体膜４２９の厚さやコンプライアンス、流路形成基板４２１やノズルプレート４２２の素材によっても変化する。
【００３２】
＜プリンタ側コントローラ６０について＞
プリンタ側コントローラ６０は、プリンタ１における全体的な制御を行う。例えば、コンピュータＣＰから受け取った印刷データや各検出器からの検出結果に基づいて制御対象部を制御し、用紙に画像を印刷させる。図１に示すように、プリンタ側コントローラ６０は、インタフェース部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリ６３とを有する。インタフェース部６１は、コンピュータＣＰとの間でデータの受け渡しを行う。ＣＰＵ６２は、プリンタ１の全体的な制御を行う。メモリ６３は、コンピュータプログラムを格納する領域や作業領域等を確保する。ＣＰＵ６２は、メモリ６３に記憶されているコンピュータプログラムに従い、各制御対象部を制御する。例えば、ＣＰＵ６２は、用紙搬送機構１０やキャリッジ移動機構２０を制御する。また、ＣＰＵ６２は、ヘッドＨＤの動作を制御するためのヘッド制御信号をヘッド制御部ＨＣに送信したり、駆動信号ＣＯＭを生成させるための制御信号を駆動信号生成回路３０に送信したりする。
【００３３】
ここで、駆動信号ＣＯＭを生成させるための制御信号はＤＡＣデータとも呼ばれ、例えば複数ビットのデジタルデータである。このＤＡＣデータは、生成される駆動信号ＣＯＭの電位の変化パターンを定める。従って、このＤＡＣデータは、駆動信号ＣＯＭや吐出パルスＰＳの電位を示すデータともいえる。このＤＡＣデータは、メモリ６３の所定領域に記憶されており、駆動信号ＣＯＭの生成時に読み出されて駆動信号生成回路３０へ出力される。
【００３４】
＜駆動信号生成回路３０について＞
駆動信号生成回路３０は、吐出パルス生成部として機能し、ＤＡＣデータに基づき、吐出パルスＰＳを有する駆動信号ＣＯＭを生成する。図３に示すように、駆動信号生成回路３０は、ＤＡＣ回路３１と、電圧増幅回路３２と、電流増幅回路３３とを有する。ＤＡＣ回路３１は、デジタルのＤＡＣデータをアナログ信号に変換する。電圧増幅回路３２は、ＤＡＣ回路３１で変換されたアナログ信号の電圧を、ピエゾ素子４３３を駆動できるレベルまで増幅する。このプリンタ１では、ＤＡＣ回路３１から出力されるアナログ信号は最大３．３Ｖであるのに対し、電圧増幅回路３２から出力される増幅後のアナログ信号（便宜上、波形信号ともいう。）は最大４２Ｖである。電流増幅回路３３は、電圧増幅回路３２からの波形信号について電流の増幅をし、駆動信号ＣＯＭとして出力する。この電流増幅回路３３は、例えば、プッシュプル接続されたトランジスタ対によって構成される。
【００３５】
＜ヘッド制御部ＨＣについて＞
ヘッド制御部ＨＣは、駆動信号生成回路３０で生成された駆動信号ＣＯＭの必要部分をヘッド制御信号に基づいて選択し、ピエゾ素子４３３へ印加する。このため、図３に示すように、ヘッド制御部ＨＣは、駆動信号ＣＯＭの供給線の途中に、ピエゾ素子４３３毎に設けられた複数のスイッチ４４を有する。そして、ヘッド制御部ＨＣは、ヘッド制御信号からスイッチ制御信号を生成する。このスイッチ制御信号によって各スイッチ４４を制御することで、駆動信号ＣＯＭの必要部分（例えば吐出パルスＰＳ）がピエゾ素子４３３へ印加される。このとき、必要部分の選択の仕方次第で、ノズル４２７からのインクの吐出を制御できる。
【００３６】
＜駆動信号ＣＯＭについて＞
次に、駆動信号生成回路３０によって生成される駆動信号ＣＯＭについて説明する。図４に示すように、駆動信号ＣＯＭには、繰り返し生成される複数の吐出パルスＰＳが含まれている。これらの吐出パルスＰＳは、いずれも同じ波形をしている。すなわち、電位の変化パターンが同じである。前述したように、この駆動信号ＣＯＭは、ピエゾ素子４３３が有する駆動電極４３５に印加される。これにより、固定電位とされた共通電極４３４との間に、電位の変化パターンに応じた電位差が生じる。その結果、ピエゾ素子４３３は、電位の変化パターンに応じて伸縮し、圧力室４２４の容積を変化させる。
【００３７】
例示した吐出パルスＰＳの電位は、基準電位としての中間電位ＶＢから最高電位ＶＨまで上昇した後に、最低電位ＶＬまで下降する。そして、中間電位ＶＢまで上昇する。前述したように、ピエゾ素子４３３は、駆動電極４３５の電位が共通電極４３４の電位よりも高いほど収縮して、圧力室４２４の容積を拡大させる。
【００３８】
従って、この吐出パルスＰＳがピエゾ素子４３３に印加されると、圧力室４２４は、中間電位ＶＢに対応する基準容積から、最高電位ＶＨに対応する最大容積まで膨張する。その後、最低電位ＶＬに対応する最小容積まで収縮し、基準容積まで膨張する。そして、最大容積から最小容積に収縮する際に、圧力室４２４内のインクが加圧され、ノズル４２７からインク滴が吐出される。従って、この吐出パルスＰＳにおける最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまで変化する部分が、インクを吐出させるための吐出部分に相当する。
【００３９】
インク滴の吐出周波数は、相前後して生成される吐出部分の間隔によって定められる。例えば、図４の例において、実線の駆動信号ＣＯＭではインク滴が期間Ｔａ毎に吐出され、一点鎖線の駆動信号ＣＯＭではインク滴が期間Ｔｂ毎に吐出されている。このため、実線の駆動信号ＣＯＭによる吐出周波数は、一点鎖線の駆動信号ＣＯＭによる吐出周波数よりも高いといえる。
【００４０】
＜各実施形態の概要＞
この種のプリンタ１では、インクの吐出を安定化させたいという要望がある。例えば、低い周波数でインク滴を吐出させた場合と、高い周波数でインク滴を吐出させた場合とで、インク滴の量や飛行方向、或いは、飛行速度等を同じにしたいという要望がある。しかし、一般的なインクの粘度（約１ミリパスカル秒［ｍＰａ・ｓ］）よりも十分に高い粘度のインク、具体的には粘度が６〜２０ｍＰａ・ｓのインク（便宜上、高粘度インクともいう。）を、従来のヘッドＨＤで吐出させた場合には、インクの吐出が不安定になってしまうという問題があった。図５Ａは、高粘度インクが安定な状態で吐出されている様子を示している。これに対し、図５Ｂは、高粘度インクが不安定な状態で吐出されている様子を示している。これらの図を比較すると、不安定な状態では、飛行速度が不足しているインク滴や吐出曲がりが生じているインク滴があることが判る。
【００４１】
インクの吐出を不安定にする要因は種々考えられるが、その要因に、圧力室４２４とインク供給路４２５との間の、構造上のバランスのずれがあると考えられる。具体例を挙げると、圧力室４２４の容積とインク供給路４２５の容積の比のずれ、圧力室４２４の断面積とインク供給路４２５の断面積の比のずれ、及び、圧力室４２４の流路長さとインク供給路４２５の流路長さの比のずれなどが要因として挙げられる。そして、容積の比と流路長さの比がずれている場合には、インク供給路４２５内におけるインクの移動が多くなりすぎたり少なくなり過ぎたりしてしまう。また、断面積の比と流路長さの比がずれている場合には、インク供給路４２５を通じて流れるインクの量が多くなりすぎたり少なくなり過ぎたりしてしまう。これらの要因によって、インクの吐出が不安定になってしまうと考えられる。
【００４２】
これらの事情に鑑み、第１実施形態のヘッドＨＤでは、インク供給路４２５の容積を圧力室４２４の容積に基づいて定めるととともに、圧力室４２４の流路長さをインク供給路４２５の流路長さに基づいて定めている。すなわち、図２Ｂに示すように、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５（Ｗ４２５×Ｈ４２５×Ｌ４２５）に関し、圧力室４２４の容積Ｖ４２４（Ｗ４２４×Ｈ４２４×Ｌ４２４）の１／５よりも大きく、かつ、圧力室４２４の容積Ｖ４２４の１／２未満の範囲内に定めている。そして、圧力室４２４の長さＬ４２４に関し、インク供給路４２５の長さＬ４２５以上であってこの長さＬ４２５の２倍以下の範囲内に定めている。これらの条件を満たすヘッドＨＤでは、圧力室４２４内のインクの圧力変化に基づき、インク供給路４２５内におけるインクの移動を適切に制御できると考えられる。その結果、高粘度インクについて吐出を安定化できる。
【００４３】
また、第２実施形態のヘッドＨＤでは、インク供給路４２５の断面積を圧力室４２４の断面積に基づいて定めるとともに、圧力室４２４の流路長さをインク供給路４２５の流路長さに基づいて定めている。すなわち、図２Ｂに示すように、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５に関し、圧力室４２４の断面積Ｓ４２４の１／３以上であって圧力室４２４の断面積Ｓ４２４以下の範囲内に定めている。そして、圧力室４２４の長さＬ４２４に関し、インク供給路４２５の長さＬ４２５以上であってこの長さＬ４２５の２倍以下に定めている。なお、圧力室４２４の断面積Ｓ４２４やインク供給路４２５の断面積Ｓ４２５とは、図２Ｂに示すように、モデル化したインク流路におけるインクの流れ方向と直交する面の面積のことである。これらの条件を満たすヘッドＨＤでは、インク供給路４２５を流れるインクの量が適切に調整されると考えられる。その結果、高粘度インクについて吐出を安定化できる。
【００４４】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜吐出パルスＰＳについて＞
まず、評価に用いた吐出パルスＰＳについて説明する。図６はこの吐出パルスＰＳ１を説明する図である。なお、図６において、縦軸は駆動信号ＣＯＭ（吐出パルスＰＳ１）の電位であり、横軸は時間である。
【００４５】
図６に示す吐出パルスＰＳ１は、符号Ｐ１から符号Ｐ５で示される複数の部分を有する。すなわち、吐出パルスＰＳ１は、第１減圧部分Ｐ１と、第１電位保持部分Ｐ２と、加圧部分Ｐ３と、第２電位保持部分Ｐ４と、第２減圧部分Ｐ５とを有する。
【００４６】
第１減圧部分Ｐ１は、タイミングｔ１からタイミングｔ２に亘って生成される部分である。この第１減圧部分Ｐ１は、タイミングｔ１における電位（始端電位に相当する）が中間電位ＶＢであり、タイミングｔ２における電位（終端電位に相当する）が最高電位ＶＨである。このため、第１減圧部分Ｐ１がピエゾ素子４３３に印加されると、圧力室４２４は、基準容積から最大容積まで第１減圧部分Ｐ１の生成期間に亘って膨張する。
【００４７】
この吐出パルスＰＳ１における中間電位ＶＢは、吐出パルスＰＳ１における最低電位ＶＬよりも、最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまでの差（２６Ｖ）の３２％分高い電位に定められている。また、第１減圧部分Ｐ１の生成期間は２．０μｓである。
【００４８】
第１電位保持部分Ｐ２は、タイミングｔ２からタイミングｔ３に亘って生成される部分である。この第１電位保持部分Ｐ２は、最高電位ＶＨで一定である。このため、第１電位保持部分Ｐ２がピエゾ素子４３３に印加されると、圧力室４２４は、第１電位保持部分Ｐ２の生成期間に亘って最大容積が維持される。この吐出パルスＰＳ１において、第１電位保持部分Ｐ２の生成期間は２．１μｓである。
【００４９】
加圧部分Ｐ３は、タイミングｔ３からタイミングｔ４に亘って生成される部分である。この加圧部分Ｐ３は、始端電位が最高電位ＶＨであり、終端電位が最低電位ＶＬである。このため、加圧部分Ｐ３がピエゾ素子４３３に印加されると、圧力室４２４は、最大容積から最小容積まで加圧部分Ｐ３の生成期間に亘って収縮する。この圧力室４２４の収縮に伴ってインクが吐出されるので、加圧部分Ｐ３はインク滴を吐出させるための吐出部分に相当する。この吐出パルスＰＳ１において、加圧部分Ｐ３の生成期間は２．０μｓである。
【００５０】
第２電位保持部分Ｐ４は、タイミングｔ４からタイミングｔ５に亘って生成される部分である。第２電位保持部分Ｐ４は、最低電位ＶＬで一定である。このため、第２電位保持部分Ｐ４がピエゾ素子４３３に印加されると、圧力室４２４は、第２電位保持部分Ｐ４の生成期間に亘って最小容積が維持される。この吐出パルスＰＳ１において、第２電位保持部分Ｐ４の生成期間は５．０μｓである。
【００５１】
第２減圧部分Ｐ５は、タイミングｔ５からタイミングｔ６に亘って生成される部分である。この第２減圧部分Ｐ５は、始端電位が最低電位ＶＬであり、終端電位が中間電位ＶＢである。このため、第２減圧部分Ｐ５がピエゾ素子４３３に印加されると、圧力室４２４は、最小容積から基準容積まで第２減圧部分Ｐ５の生成期間に亘って膨張する。この吐出パルスＰＳ１において、第２減圧部分Ｐ５の生成期間は３．０μｓである。
【００５２】
＜粘度が１５ｍＰａ・ｓ秒のインクについて＞
図７は、評価対象の各ヘッドＨＤにおける構造上のパラメータを説明する図である。図７において、縦軸はインク供給路４２５の容積Ｖ４２５の値を示し、横軸は圧力室４２４の長さ（流路長さ）Ｌ４２４を示す。そして、Ｎｏ１〜Ｎｏ１６の各点は、粘度が１５ｍＰａ・ｓ秒のインク（比重はほぼ１である）を連続的に吐出させるシミュレーションを行ったヘッドＨＤを示している。例えば、Ｎｏ１のヘッドＨＤは、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５が４８４００００×１０−１８ｍ３であって、圧力室４２４の長さＬ４２４が４５０μｍ（１０−６ｍ）であることを示している。また、Ｎｏ１６のヘッドＨＤは、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５が２００００００×１０−１８ｍ３であって、圧力室４２４の長さＬ４２４が１１００μｍであることを示している。
【００５３】
ここで、シミュレーションに用いた他の数値は次の通りである。まず、評価対象の各ヘッドＨＤ（Ｎｏ１〜Ｎｏ１６のヘッドＨＤ）における、圧力室４２４の高さＨ４２４は８０μｍであり、容積Ｖ４２４は９６８００００×１０−１８ｍ３である。そして、インク供給路４２５の深さＨ４２５は８０μｍであり、長さＬ４２５は圧力室４２４の長さＬ４２４に等しい。ノズル４２７の直径φ４２７は２５μｍであり、ノズル４２７の長さＬ４２７は８０μｍである。
【００５４】
なお、シミュレーションに際し、ノズル４２７は、略漏斗状をしているもの、すなわちテーパー部分４２７ａとストレート部分４２７ｂを有するものを対象にした（図８２を参照）。ここで、テーパー部分４２７ａは、円錐台状の空間を区画する部分であり、圧力室４２４から離れる程に開口面積が小さくなっている。すなわち、先細り形状に設けられている。ストレート部分４２７ｂは、テーパー部分４２７ａにおける小径側の端部に連続して設けられている。このストレート部分４２７ｂは、円柱状の空間を区画する部分であり、ノズル方向と直交する面で、断面積がほぼ一定の部分である。そして、ノズル４２７の直径φ４２７は、ストレート部分４２７ｂにおける直径を意味する。このシミュレーションにおいて、ストレート部分４２７ｂの長さは２０μｍとし、テーパー角θ４２７は２５度とした。また、ノズル４２７の長さＬ４２７は、テーパー部分４２７ａとストレート部分４２７ｂとを足し合わせたものになる。従って、テーパー部分４２７ａの長さは６０μｍになる。このような略漏斗状のノズル４２７については、図８３に示すように、複数の円盤状空間で近似することにより、容積Ｖ４２７やイナータンス等を容易に解析できる。
【００５５】
評価対象の各ヘッドＨＤのうち、本実施形態に属するヘッドは、Ｎｏ６，７，１０，１１の各ヘッドＨＤである。そして、他のヘッドＨＤは、比較例のヘッドである。以下、これらのヘッドＨＤによるシミュレーション結果について説明する。
【００５６】
＜Ｎｏ６のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ６のヘッドＨＤは圧力室４２４の長さＬ４２４が５００μｍであり、インク供給路４２５の長さＬ４２５と等しい。また、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５は３９２００００×１０−１８ｍ３であり、圧力室４２４の容積Ｖ４２５の半分（４８４００００×１０−１８ｍ３）よりも若干小さい。
【００５７】
このようなインク流路を有するヘッドＨＤにおいて、図６の吐出パルスＰＳ１をピエゾ素子４３３へ印加すると、ノズル４２７からはインク滴が吐出される。図８は、Ｎｏ６のヘッドＨＤによるインク滴の連続的な吐出時、具体的には６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合におけるシミュレーション結果である。図８において、縦軸はメニスカス（ノズル４２７で露出しているインクの自由表面）の状態をインクの量で示しており、横軸は時間である。縦軸に関し、０ｎｇは、定常状態におけるメニスカスの位置を示す。そして、正側に値が大きくなるほど、メニスカスは吐出方向に押し出された状態になっている。反対に、負側に値が大きくなるほど、メニスカスは圧力室４２４側に引き込まれた状態になっている。これらの縦軸や横軸の内容は、他の図（例えば図９〜図２３）の縦軸や横軸にも同様にあてはまる。このため、他の図における説明は省略する。
【００５８】
吐出パルスＰＳ１の第１減圧部分Ｐ１がピエゾ素子４３３に印加されると、圧力室４２４は膨張する。この膨張に伴い圧力室４２４内のインクが負圧となり、インクがインク供給路４２５を通じて圧力室４２４側に流入する。また、インクが負圧になったことに伴って、メニスカスがノズル４２７内で圧力室４２４側に引き込まれる。
【００５９】
メニスカスの圧力室４２４側への移動は、第１減圧部分Ｐ１の印加終了後も継続される。すなわち、圧力室４２４を区画する壁部や振動板４２３のコンプライアンス等により、メニスカスは第１電位保持部分Ｐ２の印加期間中も圧力室４２４側へ移動する。その後、メニスカスは圧力室４２４から遠ざかる方向に反転する（符号Ａで示すタイミング）。このとき、加圧部分Ｐ３の印加に伴う圧力室４２４の収縮も加わるため、メニスカスの移動速度は速い。加圧部分Ｐ３の印加に伴って移動したメニスカスは柱状になる。そして、第２電位保持部分Ｐ４のピエゾ素子４３３への印加が終了するまでに、柱状になったメニスカスの先端側の一部分が切れ、滴状になって吐出される（符号Ｂで示すタイミング）。なお、図８において、タイミングＢでのインク量が、吐出されたインク滴の量を示している。
【００６０】
吐出の反動で、メニスカスは圧力室４２４側に速い速度で戻る。このとき、ピエゾ素子４３３には第２減圧部分Ｐ５が印加される。この第２減圧部分Ｐ５の印加に伴って圧力室４２４が膨張する。この膨張に伴い圧力室４２４内のインクが負圧となる。第２減圧部分Ｐ５が印加された後、メニスカスは、移動方向を吐出側に切り替える（符号Ｃで示すタイミング）。その後、メニスカスの移動方向が切り替わるタイミングで、次の吐出パルスＰＳ１のピエゾ素子４３３への印加が開始される（符号Ｄで示すタイミング）。以降は、前述の動作が繰り返し行われる。
【００６１】
なお、他の図（例えば図９〜図２３）に示すシミュレーションでも図６の吐出パルスＰＳ１をピエゾ素子４３３へ印加している。このため、タイミングＡ〜タイミングＤでのメニスカスの挙動は上述した通りである。
【００６２】
本実施形態では、図６の吐出パルスＰＳ１にて６０ｋＨｚの周波数でインク滴を繰り返し吐出させた場合に、吐出量として１０ｎｇ以上を確保でき、かつ、吐出量が安定していることを、ヘッドＨＤの評価基準としている。１０ｎｇ以上のインク滴を安定的に吐出できれば、高粘度インクを用いても、従来のインクを吐出するプリンタと同等以上の速度や画質で画像が印刷できるからである。Ｎｏ６のヘッドＨＤにおいて、４番目以降の各インク滴は、１０．５ｎｇ程度の量で安定的に吐出されている。このため、Ｎｏ６のヘッドＨＤは、上記の評価基準を満たしているといえる。言い換えれば、高粘度インクを高い周波数で連続的に吐出させても、一滴の量が所定量以上であり、かつ、吐出量のばらつきが極めて少ないヘッドといえる。
【００６３】
ところで、１番目から３番目の各インク滴には吐出量のばらつきが多少見られる。これは、慣性によるインクの流れが少なく、安定していないことが原因と考えられる。ここで、慣性によるインクの流れとは、インク滴が次々と吐出されることで生じる、共通インク室４２６からノズル４２７へ向かうインクの流れのことである。そして、上記の評価基準は、インク滴の連続的な吐出時を対象としている。このため、４番目以降の各インク滴について吐出量や吐出周波数が安定していれば、１番目から３番目の各インク滴に多少の吐出量のばらつきが見られても、安定的な吐出が行われていると評価している。
【００６４】
＜Ｎｏ７のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ７のヘッドＨＤは、圧力室４２４の長さＬ４２４及びインク供給路４２５の長さＬ４２５がともに１０００μｍである。そして、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５は３９２００００×１０−１８ｍ３である。Ｎｏ６のヘッドＨＤと比較すると、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５が圧力室４２４の容積Ｖ４２４の半分よりも若干小さい点で共通している。一方、圧力室４２４の長さＬ４２４及びインク供給路４２５の長さＬ４２５は１０００μｍであり、Ｎｏ６のヘッドＨＤにおける同じ部分の長さの２倍になっている点で相違している。  
図９は、Ｎｏ７のヘッドＨＤによる、インク滴の連続的な吐出時のシミュレーション結果である。Ｎｏ７のヘッドＨＤにおいて、４番目以降の各インク滴は、１１．０ｎｇを少し超えた程度の量で安定的に吐出されている。このため、Ｎｏ７のヘッドＨＤも、前述の評価基準を満たしているといえる。
【００６５】
＜Ｎｏ１０のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ１０のヘッドＨＤは、圧力室４２４の長さＬ４２４及びインク供給路４２５の長さＬ４２５がともに５００μｍである。そして、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５は２２４００００×１０−１８ｍ３である。Ｎｏ６のヘッドＨＤと比較すると、圧力室４２４の長さＬ４２４及びインク供給路４２５の長さＬ４２５がともに５００μｍである点で共通している。一方、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５が２２４００００×１０−１８ｍ３であり、圧力室４２４の容積Ｖ４２４の１／５（約２００００００×１０−１８ｍ３）よりも若干大きい点で相違している。  
図１０は、Ｎｏ１０のヘッドＨＤによる、インク滴の連続的な吐出時のシミュレーション結果である。Ｎｏ１０のヘッドＨＤにおいて、４番目以降の各インク滴は、１０．５ｎｇ程度の量で安定的に吐出されている。このため、Ｎｏ１０のヘッドＨＤも、前述の評価基準を満たしているといえる。
【００６６】
＜Ｎｏ１１のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ１１のヘッドＨＤは、圧力室４２４の長さＬ４２４及びインク供給路４２５の長さＬ４２５がともに１０００μｍである。そして、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５は２２４００００×１０−１８ｍ３である。Ｎｏ６のヘッドＨＤと比較すると、圧力室４２４の長さＬ４２４及びインク供給路４２５の長さＬ４２５が、Ｎｏ６のヘッドＨＤにおける同じ部分の長さの２倍になっている点で相違している。加えて、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５が圧力室４２４の容積Ｖ４２４の１／５よりも若干大きい点でも相違している。  
図１１は、Ｎｏ１１のヘッドＨＤによる、インク滴の連続的な吐出時のシミュレーション結果である。Ｎｏ１１のヘッドＨＤにおいて、４番目以降の各インク滴は、１１．５ｎｇ程度の量で安定的に吐出されている。このため、Ｎｏ１１のヘッドＨＤも、前述の評価基準を満たしているといえる。
【００６７】
＜まとめ＞
以上のように、Ｎｏ６，７，１０，１１の各ヘッドＨＤは、前述の評価基準を満たすことが確認された。すなわち、圧力室４２４の長さＬ４２４とインク供給路４２５の長さＬ４２５とが等しいヘッドＨＤの場合、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５を、圧力室４２４の容積Ｖ４２４の１／５よりも大きく、かつ、圧力室４２４の容積Ｖ４２４の１／２未満の範囲内に定めることで、評価基準を満たすことが確認された。具体的には、圧力室４２４の長さＬ４２４及びインク供給路４２５の長さＬ４２５を５００μｍから１０００μｍの範囲内に定め、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５を２２４００００×１０−１８ｍ３以上であって３９２００００×１０−１８ｍ３以下の範囲内に定めることで、粘度が１５ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させても、１０ｎｇ以上の量が確保できることが確認された。
【００６８】
これらのヘッドＨＤでは、インク供給路４２５の長さＬ４２５及び容積Ｖ４２５が圧力室４２４の形状との関係で定められている。そして、長さＬ４２５と容積Ｖ４２５に基づきインク供給路４２５の断面の大きさ（断面積Ｓ４２５）も定められる。ここで、圧力室４２４側から圧力変化を与えた場合における、インク供給路４２５内のインクの移動しやすさは、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５とインク供給路４２５の容積Ｖ４２５とインクの比重とによって定まる。簡単に説明すると、インク供給路４２５内のインクの質量が大きいほどインクは移動し難くなり、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が大きいほどインクは移動し易くなる。
【００６９】
前述の各ヘッドＨＤでは、圧力室４２４内のインクに与えられた圧力変化によって、インク供給路４２５内のインクやノズル４２７内のインクを移動させている。ここで、圧力室４２４内のインクに与え得る圧力変化の大きさには限りがある。そして、インク供給路４２５の長さＬ４２５及び容積Ｖ４２５と、圧力室４２４の長さＬ４２４及び圧力室４２４の容積Ｖ４２４との関係を、前述の各ヘッドＨＤのように定めることで、圧力室４２４内のインクに与え得る圧力変化の大きさに基づいて、インク供給路４２５内のインクの移動を最適化できる。これにより、例えば、圧力室４２４へのインクの供給不足を抑制でき、十分な量のインクを供給することができる。また、圧力室４２４内のインクの加圧時において、インク供給路４２５内のインクが共通インク室４２６側に過度に移動してしまうことも抑制できる。その結果、インク滴の連続的な吐出時において吐出を安定化できると考えられる。
【００７０】
＜ノズル４２７との関係について＞
上記の各ヘッドＨＤにおいて、ノズル４２７の形状もインク滴の吐出に影響を与え得る。以下、ノズル４２７との関係について説明する。
【００７１】
各ヘッドＨＤでは、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５と長さＬ４２５とに基づき、断面積が定まる。これに伴ってインク供給路４２５の流路抵抗も定まる。ここで、流路抵抗とは、媒質の内部損失である。本実施形態では、インク流路を流れるインクが受ける力であって、インクの流れる方向とは逆向きの力である。この流路抵抗に関し、ノズル４２７の流路抵抗は、インク供給路４２５の流路抵抗よりも大きいことが好ましい。これは、ノズル４２７の流路抵抗をインク供給路４２５の流路抵抗よりも大きくすることで、圧力室４２４へのインクの供給不足が生じ難くなると考えられるからである。すなわち、共通インク室４２６からノズル４２７側へ向かうインクの流れに関し、インク供給路４２５の方をノズル４２７よりも流れ易くすることができると考えられる。
【００７２】
ここで、円形状断面を有する流路の流路抵抗Ｒ円は次式（２）にて近似して表すことができ、矩形状断面を有する流路の流路抵抗Ｒ直は次式（３）にて近似して表すことができる。このため、これらの式に基づいて寸法を定めることで、ノズル４２７の流路抵抗をインク供給路４２５の流路抵抗よりも大きくすることができる。  
流路抵抗Ｒ円＝（８×粘度μ×長さＬ）／（π×半径ｒ４）    ・・・（２）
流路抵抗Ｒ直＝（１２×粘度μ×長さＬ）／（幅Ｗ×高さＨ３）・・・（３）
これらの式（２），（３）において、粘度μはインクの粘度、Ｌは流路の長さ、Ｗは流路の幅、Ｈは流路の高さ、ｒは円形状断面を有する流路の半径をそれぞれ表している。
【００７３】
なお、前述したように、ノズル４２７は略漏斗状をしている。この場合、上記式（２）を適用するに際しては、例えば図８３に示すように、テーパー部分４２７ａをモデル化すればよい。すなわち、圧力室４２４側からストレート部分４２７ｂに近付くにつれて半径を段階的に小さくした複数の円盤状部分によって、テーパー部分４２７ａを近似的に定義すればよい。
【００７４】
また、各ヘッドＨＤで高粘度インクを吐出させる場合、圧力室４２４内のインクの圧力変化に基づき、ノズル４２７内のインクをインク供給路４２５内のインクよりも移動し易くした方が好ましい。言い換えると、ノズル４２７のイナータンスをインク供給路４２５のイナータンスよりも小さくすることが好ましい。なお、イナータンスとは、流路内におけるインクの移動し易さを表す値である。このようにすることで、圧力室４２４内のインクに与えた圧力変化を、インク滴の吐出に効率よく用いることができるからである。
【００７５】
インクの密度をρ、流路の断面積をＳ、流路の長さをＬとしたとき、イナータンスＭは、次式（４）にて近似して表すことができる。このため、式（４）に基づいて寸法を定めることで、ノズル４２７のイナータンスをインク供給路４２５のイナータンスよりも小さくすることができる。  
イナータンスＭ＝（密度ρ×長さＬ）／断面積Ｓ  ・・・（４）
この式（４）から、イナータンスは、単位断面積あたりのインクの質量と考えることができる。そして、イナータンスが大きいほど、インクは圧力室４２４内のインク圧力に応じて移動し難くなり、イナータンスが小さいほど、インクは圧力室４２４内の圧力に応じて移動しやすくなることが判る。
【００７６】
図２Ｂに示すように、ここでの流路の長さＬや断面積Ｓは、モデル化したインク流路における各部の長さや断面積を示している。長さＬは、インクの流れ方向の長さである。また、断面積Ｓに関しては、インクの流れ方向とほぼ直交する面の面積である。例えば、圧力室４２４については符号Ｓ４２４で示すように、圧力室４２４の長手方向と直交する面の面積が断面積になる。インク供給路４２５もやノズル４２７も同様である。すなわち、符号Ｓ４２５や符号Ｓ４２７で示すように、インク供給路４２５やノズル４２７の長手方向と直交する面の面積が断面積になる。そして、ノズル４２７のテーパー部分４２７ａに関しては、図８３に示すように、円盤状部分の大きさにあわせて断面積Ｓ４２７を段階的に大きくすることで、近似することができる。
【００７７】
＜比較例について＞
次に比較例のヘッドについて説明する。比較例のヘッドは、図７におけるＮｏ１〜５，Ｎｏ８〜９，Ｎｏ１２〜１６の各ヘッドＨＤである。これらのヘッドＨＤの中で、Ｎｏ１〜Ｎｏ４の各ヘッドＨＤは、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５が圧力室４２４の容積Ｖ４２４の１／２に定められている。具体的には、４８４００００×１０−１８ｍ３に定められている。Ｎｏ１３〜Ｎｏ１６の各ヘッドＨＤは、インク供給路４２５の容積Ｖ４２５が圧力室４２４の容積Ｖ４２４のほぼ１／５に定められている。具体的には、２００００００×１０−１８ｍ３に定められている。Ｎｏ１，５，９，１３の各ヘッドＨＤは、圧力室４２４の長さＬ４２４が下限の規定長さである５００μｍよりも短く定められている。具体的には４５０μｍに定められている。Ｎｏ４，８，１２，１６の各ヘッドＨＤは、圧力室４２４の長さＬ４２４が上限の規定長さである１０００μｍよりも長く定められている。具体的には、１１００μｍに定められている。  
図１２から図２３は、比較例の各ヘッドＨＤにおけるシミュレーション結果を示している。例えば、図１２はＮｏ１のヘッドＨＤによるシミュレーション結果を示し、図１３はＮｏ２のヘッドＨＤによるシミュレーション結果を示す。また、図２３にはＮｏ１６のヘッドＨＤによるシミュレーション結果が示されている。
【００７８】
＜Ｖ４２５＝１／２×Ｖ４２４の各ヘッドＨＤについて＞
図１２（Ｎｏ１のヘッドＨＤ）から図１５（Ｎｏ４のヘッドＨＤ）に示すように、これらのヘッドＨＤでは、インク滴の量が基準値（１０ｎｇ）よりも少ない。例えば、４番目以降のインク滴について最大の吐出量を比較すると、Ｎｏ１及びＮｏ２のヘッドＨＤは約７．２ｎｇ（ＬＶ１ａ，ＬＶ２ａ）である。そして、Ｎｏ３及びＮｏ４のヘッドＨＤは約７．８ｎｇ（ＬＶ３ａ，ＬＶ４ａ）である。また、各ヘッドＨＤでは吐出量が不安定になっている。すなわち、吐出量の周期的な変化が生じている。例えば、Ｎｏ１，２のヘッドＨＤでは、符号ＬＶ１ｂ，ＬＶ２ｂの線で示すように、最小量のインク滴（約２ｎｇ）から最大量のインク滴（約７．２ｎｇ）まで４種類のインク滴が繰り返し吐出される。同様に、Ｎｏ３，４のヘッドＨＤでは、符号ＬＶ３ｂ，ＬＶ３ｂの線で示すように、最小量のインク滴から最大量のインク滴まで５種類のインク滴が繰り返し吐出される。
【００７９】
＜Ｖ４２５≒１／５×Ｖ４２４の各ヘッドＨＤについて＞
図２０（Ｎｏ１３のヘッドＨＤ）から図２３（Ｎｏ１６のヘッドＨＤ）に示すように、これらのヘッドＨＤでもインク滴の量が基準値よりも少ない。例えば、４番目以降のインク滴について最大の吐出量を比較すると、Ｎｏ１３及びＮｏ１４のヘッドＨＤは約８ｎｇ（ＬＶ１３ａ，ＬＶ１４ａ）である。そして、Ｎｏ１５のヘッドＨＤでは、４番目以降のインク滴で吐出量は揃っているものの、最大の吐出量は約７．５ｎｇ（ＬＶ１５）である。同様に、Ｎｏ１６のヘッドＨＤは約８．８ｎｇ（ＬＶ１６）である。また、Ｎｏ１３のヘッドＨＤ及びＮｏ１４のヘッドＨＤでは吐出量が不安定になっている。これらのヘッドＨＤでは、符号ＬＶ１３ｂ，ＬＶ１４ｂの線で示すように、最小量のインク滴（約２ｎｇ）から最大量のインク滴（約８ｎｇ）まで４種類のインク滴が繰り返し吐出されている。
【００８０】
＜Ｌ４２４＝４５０μｍの各ヘッドＨＤについて＞
図１２（Ｎｏ１のヘッドＨＤ），図１６（Ｎｏ５のヘッドＨＤ），図１８（Ｎｏ９のヘッドＨＤ），図２０（Ｎｏ１３のヘッドＨＤ）に示すように、これらのヘッドＨＤでもインク滴の量が基準値よりも少ない。例えば、４番目以降のインク滴について最大の吐出量を比較すると、Ｎｏ１及びＮｏ５のヘッドＨＤは約７．２ｎｇ（ＬＶ１ａ，ＬＶ５ａ）であり、Ｎｏ９及びＮｏ１３のヘッドＨＤは約８ｎｇ（ＬＶ９ａ，ＬＶ１３ａ）である。また、各ヘッドＨＤでは、吐出量の周期的な変化が生じている。すなわち、符号ＬＶ１ｂ，ＬＶ５ｂ，ＬＶ９ｂ，ＬＶ１３ｂの線で示すように、最小量のインク滴から最大量のインク滴まで４種類のインク滴が繰り返し吐出されている。
【００８１】
＜Ｌ４２４＝１１００μｍの各ヘッドＨＤについて＞
図１５（Ｎｏ４のヘッドＨＤ），図１７（Ｎｏ８のヘッドＨＤ），図１９（Ｎｏ１２のヘッドＨＤ），図２３（Ｎｏ１６のヘッドＨＤ）に示すように、これらのヘッドＨＤでもインク滴の量が基準値よりも少ない。例えば、４番目以降のインク滴について最大の吐出量を比較すると、Ｎｏ４及びＮｏ８のヘッドＨＤは約７．８ｎｇ（ＬＶ４ａ，ＬＶ８ａ）である。そして、Ｎｏ１２のヘッドＨＤでは、４番目以降のインク滴で吐出量は揃っているものの、最大の吐出量は約７．５ｎｇ（ＬＶ１２）である。同様に、Ｎｏ１６のヘッドＨＤは約８．８ｎｇ（ＬＶ１６）である。また、Ｎｏ４のヘッドＨＤ及びＮｏ８のヘッドＨＤでは吐出量が不安定になっている。これらのヘッドＨＤでは、符号ＬＶ１３ｂ，ＬＶ１４ｂの線で示すように、最小量のインク滴から最大量のインク滴まで５種類のインク滴が繰り返し吐出されている。
【００８２】
＜吐出量に関する考察＞
比較例の各ヘッドＨＤについて、吐出量の不足や周期的な変化が生じる原因は正確には判っていない。ここで、吐出量の不足について考察すると、Ｎｏ１のヘッドＨＤからＮｏ４のヘッドＨＤでは、圧力室４２４の容積が大きすぎるため、圧力室４２４内のインクに対する圧力変化が不足していることが考えられる。すなわち、圧力室４２４の容積に対して、ダイヤフラム部４２３ａ（区画部）の変形量が足りないことが考えられる。また、Ｎｏ１２，１５，１６の各ヘッドＨＤでは、圧力室４２４の幅が狭くなりすぎたため、ダイヤフラム部４２３ａの変形量が足りないことが考えられる。  
また、吐出量の周期的な変化について考察すると、インク滴の吐出後において、圧力室４２４内のインクが十分に減圧されていないことが考えられる。例えば、１番目のインク滴を吐出させた直後において圧力室４２４内のインクの減圧が不十分な場合、インク供給路４２５内のインクは移動し難い状態にあると考えられる。このため、２番目のインク滴については、吐出量が過度に少なくなってしまっていると考えられる。そして、２番目のインク滴の吐出動作によって圧力室４２４内のインクが十分に減圧されると、インク供給路４２５内のインクが圧力室４２４側へ移動を開始し、圧力室４２４内にインクが充填されると考えられる。このことは、インク供給路４２５の長さＬ４２５が長いＮｏ３，４のヘッドＨＤの方が、Ｎｏ１，２のヘッドＨＤよりもインクの充填に時間を要していることからも伺える。
【００８３】
＜吐出周波数に起因する吐出量の変化について＞
前述したＮｏ１２，１５，１６の各ヘッドＨＤに関し、吐出周波数に起因する吐出量の変化について考察する。これらのヘッドＨＤでは、図２５（Ｎｏ１２のヘッドＨＤ）、図２６（Ｎｏ１５のヘッドＨＤ）及び図２７（Ｎｏ１６のヘッドＨＤ）に示すように、１つのインク滴を吐出させた場合においてほぼ基準値の吐出量が得られている。しかし、図２９（Ｎｏ１２のヘッドＨＤ）、図３０（Ｎｏ１５のヘッドＨＤ）及び図３１（Ｎｏ１６のヘッドＨＤ）に示すように、吐出周波数を３０ｋＨｚにした場合、吐出量は基準値に達しなくなる。この例では、Ｎｏ１２，１５，１６の各ヘッドＨＤにおいて、吐出量は約７．５ｎｇまで減少している（ＬＶ１２，ＬＶ１５，ＬＶ１６）。  
これに対し、Ｎｏ１１のヘッドＨＤでは、図２４及び図２８に示すように、１つのインク滴を吐出させた場合と吐出周波数を３０ｋＨｚにした場合の何れも、吐出量は基準値以上になっている。このように、本実施形態のヘッドと比較例のヘッドとは、吐出周波数に起因する吐出量の変化について有意の差があるといえる。
【００８４】
＜粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクについて＞
前述の評価結果においてインクの粘度は１５ｍＰａ・ｓであった。そして、本実施形態のヘッドを用いることで、粘度が６ｍＰａ・ｓのインクも同様に吐出することができる。ここで、インクの粘度が低いということは、流路抵抗が低くなることを意味する。この場合、圧力室４２４やインク供給路４２５における流路抵抗が低いヘッドＨＤほど大きな影響を受けると考えられる。このため、流路抵抗の低いヘッドＨＤ、すなわち圧力室４２４やインク供給路４２５が太く短いヘッドＨＤについて評価をすればよいといえる。  
具体的には、Ｎｏ６のヘッドＨＤを評価すればよいといえる。すなわち、Ｎｏ６のヘッドＨＤで粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを安定的に吐出できれば、Ｎｏ７，１０，１１の各ヘッドＨＤでもこのインクを高い周波数で安定的に吐出できるといえる。また、比較例としては、Ｎｏ１，２，５の各ヘッドＨＤを評価すればよいといえる。
【００８５】
図３２は、Ｎｏ６のヘッドＨＤを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインク（比重はほぼ１である）を６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。Ｎｏ６のヘッドＨＤにおいて、４番目以降の各インク滴は、約１０．５ｎｇの量で安定的に吐出されている。この結果からＮｏ６のヘッドＨＤも、前述の評価基準を満たしているといえる。すなわち、Ｎｏ６のヘッドＨＤは、粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクであっても、インク滴を高い周波数で安定的に吐出できるといえる。
【００８６】
図３３〜図３５は、Ｎｏ１，２，５の各ヘッドＨＤを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。これらの図に示すように、何れのヘッドＨＤもインク滴の最大量が基準量（１０ｎｇ）に達していない（ＬＶ１ａ，ＬＶ２ａ，ＬＶ５ａ）。また、吐出量のばらつきも生じている（ＬＶ１ｂ，ＬＶ２ｂ，ＬＶ５ｂ）。これらの結果から、Ｎｏ１，２，５の各ヘッドＨＤでは、粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを高い周波数で吐出させると、インク滴の量の不足が生じ、インク滴の量が不安定になるといえる。
【００８７】
＜他の吐出パルスＰＳ２について＞
次に、電位の変化パターンが前述の吐出パルスＰＳ１と異なる他の吐出パルスＰＳ２を用いた評価結果について説明する。図３６は、他の吐出パルスＰＳ２を説明する図である。なお、図３６において、縦軸は駆動信号ＣＯＭの電位であり、横軸は時間である。他の吐出パルスＰＳ２は、符号Ｐ１１から符号Ｐ１３で示される複数の部分を有する。すなわち、他の吐出パルスＰＳ２は、減圧部分Ｐ１１と、電位保持部分Ｐ１２と、加圧部分Ｐ１３とを有する台形状の電位変化パターンに定められている。
【００８８】
減圧部分Ｐ１１は、タイミングｔ１における始端電位が最低電位ＶＬであり、タイミングｔ２における終端電位が最高電位ＶＨである。この吐出パルスＰＳ２において減圧部分Ｐ１１の生成期間は２．０μｓである。電位保持部分Ｐ１２は、タイミングｔ２からタイミングｔ３に亘って生成され、最高電位ＶＨで一定の部分である。この吐出パルスＰＳ２において電位保持部分Ｐ１２の生成期間は２．０μｓである。加圧部分Ｐ１３は、タイミングｔ３における始端電位が最高電位ＶＨであり、タイミングｔ４における終端電位が最低電位ＶＬである。この吐出パルスＰＳ２において、加圧部分Ｐ１３の生成期間は２．０μｓである。
【００８９】
他の吐出パルスＰＳ２がピエゾ素子４３３に印加されると、ノズル４２７からはインクが吐出される。このときのメニスカスの挙動は、前述の吐出パルスＰＳ１をピエゾ素子４３３に印加した場合と同様である。簡単に説明すると、減圧部分Ｐ１１に起因して圧力室４２４内のインクが減圧され、メニスカスが圧力室４２４側に引き込まれる。メニスカスの移動は電位保持部分Ｐ１２の印加中も継続される。そして、メニスカスの移動方向が反転したタイミング（図３８に符号Ａで示すタイミング）にあわせて、加圧部分Ｐ１３が印加される。これにより、圧力室４２４内のインクが加圧され、メニスカスが柱状に延びる。タイミングＢでは、メニスカスの先端側の一部分がインク滴として吐出される。その反動でメニスカスは圧力室４２４側に急速に戻り、その後反転する（符号Ｃで示すタイミング）。そして、タイミングＤでは、次の吐出パルスＰＳ２の印加が開始される。
【００９０】
＜評価結果について＞
図３７は、評価対象のヘッドＨＤにおける構造上のパラメータを説明する図であり、先に説明した図７に対応している。ヘッドＨＤの構造は前述したものと同じであるが、便宜上、他の吐出パルスＰＳ２を用いた評価結果については番号に［’］を付けて示している。従って、評価対象の各ヘッドＨＤのうち、本実施形態に属するヘッドは、Ｎｏ６’，７’，１０’，１１’の各ヘッドＨＤである。そして、残りの各ヘッドＨＤは、比較例のヘッドである。
【００９１】
図３８から図５３は、粘度が１５ｍＰａ・ｓのインクを、Ｎｏ１’〜Ｎｏ１６’の各ヘッドＨＤを用いて吐出させた場合のシミュレーション結果である。  
図３８から図４１に示すように、本実施形態に属するＮｏ６’，７’，１０’，１１’の各ヘッドＨＤでは、インク滴を６０ｋＨｚの高い周波数で吐出させても、基準量（１０ｎｇ）以上の吐出量が確保でき、かつ、各インク滴のインク量が揃っていることが判る。これらのことから、他の吐出パルスＰＳ２を用いても、前述の吐出パルスＰＳ１を用いた場合と同様に、基準量以上のインク滴を高い周波数で安定的に吐出させることができるといえる。  
一方、図４２から図５３に示すように、比較例としてのＮｏ１’〜５’，Ｎｏ８’〜９’，Ｎｏ１２’〜１６’の各ヘッドＨＤでは、インク滴を高い周波数で吐出させると、最大吐出量が基準量に達せず（ＬＶ１ａ’〜ＬＶ５ａ’，ＬＶ８ａ’〜ＬＶ９ａ’，ＬＶ１２’，ＬＶ１３ａ’，ＬＶ１５’〜ＬＶ１６’）、吐出量に周期的なばらつきが生じている（ＬＶ１ｂ’〜ＬＶ５ｂ’，ＬＶ８ｂ’ＬＶ〜９ｂ’，ＬＶ１３ｂ’）。  
これらの結果は、多少の差はあるが前述の吐出パルスＰＳ１を用いた場合と同じことを示しているといえる。
【００９２】
＜Ｌ４２４＝２×Ｌ４２５の各ヘッドＨＤについて＞
先に説明した評価対象の各ヘッドＨＤは、いずれも圧力室４２４の長さＬ４２４とインク供給路４２５の長さＬ４２５が等しかった。ここで、圧力室４２４の長さＬ４２４がインク供給路４２５の長さＬ４２５の２倍のヘッドＨＤであっても、高粘度インクを同様に吐出することができる。以下、この点について説明する。
【００９３】
図５４は評価に用いた吐出パルスＰＳ１’を説明する図である。この吐出パルスＰＳ１’は、図６の吐出パルスＰＳ１と同様に、第１減圧部分Ｐ１と、第１電位保持部分Ｐ２と、加圧部分Ｐ３と、第２電位保持部分Ｐ４と、第２減圧部分Ｐ５とを有する。図６の吐出パルスＰＳ１との違いは、最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまでの差（印加電圧）と中間電位ＶＢとにある。すなわち、最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまでの差は２３Ｖに定められている。また、中間電位ＶＢは、吐出パルスＰＳ１’における最低電位ＶＬよりも、最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまでの差の４５％分高い電位に定められている。なお、この吐出パルスＰＳ１’が有する各部の機能及び生成期間は、図６の吐出パルスＰＳ１と同様である。このため説明を省略する。
【００９４】
図５５は、評価対象のヘッドＨＤにおける構造上のパラメータを説明する図であり、先に説明した図７や図３７に対応している。便宜上、この評価結果については各ヘッドＨＤの番号に［”］を付けて示す。従って、本実施形態に属するヘッドは、Ｎｏ６”，７”，１０”，１１”の各ヘッドＨＤである。各ヘッドＨＤの構造に関し、図７の各ヘッドＨＤとはインク供給路４２５の長さＬ４２５が相違している。すなわち、インク供給路４２５の長さＬ４２５が圧力室４２４の長さＬ４２４の１／２、言い換えれば、圧力室４２４の長さＬ４２４がインク供給路４２５の長さＬ４２５の２倍になっている点で相違している。例えば、圧力室４２４の長さが５００μｍのヘッドＨＤ（Ｎｏ６”，１０”のヘッドＨＤ）において、インク供給路４２５の長さは２５０μｍである。同様に、圧力室４２４の長さが１０００μｍのヘッドＨＤ（Ｎｏ７”，１１”のヘッドＨＤ）において、インク供給路４２５の長さは５００μｍである。
【００９５】
図５６から図５９に示すように、本実施形態に属するＮｏ６”，７”，１０”，１１”の各ヘッドＨＤでは、インク滴を６０ｋＨｚの高い周波数で吐出させても、基準量（１０ｎｇ）以上の吐出量が確保でき、かつ、各インク滴のインク量が揃っていることが判る。これらのことから、圧力室４２４の長さＬ４２４がインク供給路４２５の長さＬ４２５の２倍のヘッドＨＤであっても、図７の各ヘッドＨＤと同様に、基準量以上のインク滴を高い周波数で安定的に吐出させることができるといえる。
【００９６】
先の評価結果とあわせて考えると、圧力室４２４の長さに関しては、インク供給路４２５の長さＬ４２５以上であってインク供給路４２５の長さＬ４２５の２倍以下の範囲内であれば、前述の評価基準を満たせるといえる。圧力室４２４の長さについて考察すると、この範囲内に定めることで、インク滴の連続的な吐出に起因して生じる、共通インク室４２６からノズル４２７側へ向かうインクの流れを有効に使用できたことが考えられる。例えば、このインクの流れを、インク滴の吐出を補助する目的で使用できたことが考えられる。
【００９７】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
前述したように、第２実施形態のヘッドＨＤでは、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５を、圧力室４２４の断面積Ｓ４２４の１／３以上であってこの断面積Ｓ４２４以下の範囲内に定めている。また、圧力室４２４の流路長さＬ４２４を、インク供給路４２５の長さＬ４２５以上であってこの長さＬ４２５の２倍以下に定めている。以下、第２実施形態のヘッドＨＤの評価結果について説明する。なお、評価に用いた吐出パルスＰＳは、図６にて説明した吐出パルスＰＳ１である。このため、説明は省略する。
【００９８】
＜粘度が１５ｍＰａ・ｓ秒のインクについて＞
図６０は、評価対象の各ヘッドＨＤにおける構造上のパラメータを説明する図である。図６０において、縦軸はインク供給路４２５の断面積Ｓ４２５を示し、横軸は圧力室４２４の長さＬ４２４を示す。そして、Ｎｏ１〜Ｎｏ１６の各点は、粘度が１５ｍＰａ・ｓ秒のインクを連続的に吐出させるシミュレーションを行ったヘッドＨＤを示している。例えば、Ｎｏ１のヘッドＨＤは、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が１１×１０−１５ｍ２であって、圧力室４２４の長さＬ４２４が４５０μｍであることを示している。また、Ｎｏ１６のヘッドＨＤは、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が２．９×１０−１５ｍ２であって、圧力室４２４の長さＬ４２４が１１００μｍであることを示している。
【００９９】
ここで、シミュレーションに用いた他の数値は次の通りである。まず、評価対象の各ヘッドＨＤ（Ｎｏ１〜Ｎｏ１６のヘッドＨＤ）における、圧力室４２４の高さＨ４２４は８０μｍであり、断面積Ｓ４２４は１０×１０−１５ｍ２である。そして、インク供給路４２５の深さＨ４２５は８０μｍであり、長さＬ４２５は５００μｍである。また、ノズル４２７の形状は第１実施形態と同じである。
【０１００】
評価対象の各ヘッドＨＤのうち、本実施形態に属するヘッドは、Ｎｏ６，７，１０，１１の各ヘッドＨＤである。そして、他のヘッドＨＤは、比較例のヘッドである。以下、これらのヘッドＨＤによるシミュレーション結果について説明する。
【０１０１】
＜Ｎｏ６のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ６のヘッドＨＤは、圧力室４２４の長さＬ４２４が５００μｍであり、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が１０×１０−１５ｍ２である。つまり、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５は、圧力室４２４の断面積Ｓ４２４に等しくなっている。  
図６１は、Ｎｏ６のヘッドＨＤによるインク滴の連続的な吐出時のシミュレーション結果である。すなわち、図６の吐出パルスＰＳ１を用いて、インク滴を６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。Ｎｏ６のヘッドＨＤにおいて、４番目以降の各インク滴は、１０．５ｎｇ程度の量で安定的に吐出されている。このため、Ｎｏ６のヘッドＨＤは、前述の評価基準を満たしているといえる。
【０１０２】
＜Ｎｏ７のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ７のヘッドＨＤは、圧力室４２４の長さＬ４２４が１０００μｍであり、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が１０×１０−１５ｍ２である。Ｎｏ６のヘッドＨＤと比較すると、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が圧力室４２４の断面積Ｓ４２４と等しい点で共通している。一方、圧力室４２４の長さＬ４２４が１０００μｍであり、インク供給路４２５の長さＬ４２５の２倍になっている点で相違している。  
図６２は、Ｎｏ７のヘッドＨＤによる、インク滴の連続的な吐出時のシミュレーション結果である。Ｎｏ７のヘッドＨＤにおいて、４番目以降の各インク滴は、１１．５ｎｇ程度の量で安定的に吐出されている。このため、Ｎｏ７のヘッドＨＤも、前述の評価基準を満たしているといえる。
【０１０３】
＜Ｎｏ１０のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ１０のヘッドＨＤは、圧力室４２４の長さＬ４２４が５００μｍであり、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が３．３×１０−１５ｍ２である。Ｎｏ６のヘッドＨＤと比較すると、圧力室４２４の長さＬ４２４がインク供給路４２５の長さＬ４２５と等しい点で共通している。一方、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が圧力室４２４の断面積Ｓ４２４のほぼ１／３になっている点で相違している。  
図６３は、Ｎｏ１０のヘッドＨＤによる、インク滴の連続的な吐出時のシミュレーション結果である。Ｎｏ１０のヘッドＨＤにおいて、４番目以降の各インク滴は、１０．５ｎｇ程度の量で安定的に吐出されている。このため、Ｎｏ１０のヘッドＨＤも、前述の評価基準を満たしているといえる。
【０１０４】
＜Ｎｏ１１のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ１１のヘッドＨＤは、圧力室４２４の長さＬ４２４が１０００μｍであり、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が３．３×１０−１５ｍ２である。Ｎｏ６のヘッドＨＤと比較すると、圧力室４２４の長さＬ４２４が１０００μｍであり、インク供給路４２５の長さＬ４２５の２倍になっている点、及び、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が圧力室４２４の断面積Ｓ４２４のほぼ１／３になっている点で相違している。  
図６４は、Ｎｏ１１のヘッドＨＤによる、インク滴の連続的な吐出時のシミュレーション結果である。Ｎｏ１１のヘッドＨＤにおいて、４番目以降の各インク滴は、１１ｎｇを少し超えた程度の量で安定的に吐出されている。このため、Ｎｏ１１のヘッドＨＤも、前述の評価基準を満たしているといえる。
【０１０５】
＜まとめ＞
以上のように、Ｎｏ６，７，１０，１１の各ヘッドＨＤは、前述の評価基準を満たすことが確認された。すなわち、圧力室４２４の長さＬ４２４をインク供給路４２５の長さＬ４２５以上であってこの長さＬ４２５の２倍以下の範囲内に定めたヘッドＨＤに関し、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５を圧力室４２４の断面積Ｓ４２４の１／３以上であってこの断面積Ｓ４２４以下の範囲内に定めることで、評価基準を満たすことが確認された。具体的には、圧力室４２４の長さＬ４２４を５００μｍから１０００μｍの範囲内に定め、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５を３．３×１０−１５ｍ２以上であって１０×１０−１５ｍ２以下の範囲内に定めることで、粘度が１５ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させても、１０ｎｇ以上の量が確保できることが確認された。
【０１０６】
これらのヘッドＨＤでは、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５（開口の大きさ）が圧力室４２４の断面積Ｓ４２４との関係で定められているので、インク供給路４２５を流れるインクの量が適切に調整されると考えられる。また、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５は、最大でも圧力室４２４の断面積Ｓ４２４と同じである。このため、インクがインク供給路４２５内を流れる場合に、インク供給路４２５内での流れの乱れが抑制されると考えられる。加えて、圧力室４２４の長さＬ４２４が所定範囲内に定められているので、インク滴の連続的な吐出によって生じる共通インク室４２６からノズル４２７側へのインクの流れを利用でき、圧力室４２４内へのインクの供給不足が抑制されると考えられる。これらの理由から、インク滴の連続的な吐出時において吐出を安定化できると考えられる。
【０１０７】
＜流路抵抗について＞
第２実施形態の各ヘッドＨＤにおいて、インク供給路４２５の流路抵抗と圧力室４２４の流路抵抗とが等しいものもあるが、インク供給路４２５の流路抵抗は、圧力室４２４の流路抵抗よりも大きいことがより好ましいと考えられる。このように構成することで、インク滴の吐出後における圧力室４２４内のインクの残留振動を早期に収束できるからである。
【０１０８】
＜ノズル４２７との関係について＞
第２実施形態の各ヘッドＨＤにおいて、第１実施形態の各ヘッドＨＤと同様に、ノズル４２７の形状もインク滴の吐出に影響を与え得る。例えば、ノズル４２７の流路抵抗は、インク供給路４２５の流路抵抗よりも大きいことが好ましい。インクの圧力室４２４への供給不足を確実に抑制できるからである。また、ノズル４２７のイナータンスをインク供給路４２５のイナータンスよりも小さくすることが好ましい。このようにすることで、圧力室４２４内のインクに与えた圧力変化を、インク滴の吐出に効率よく用いることができるからである。
【０１０９】
＜比較例について＞
次に比較例のヘッドについて説明する。比較例のヘッドは、図６０におけるＮｏ１〜５，Ｎｏ８〜９，Ｎｏ１２〜１６の各ヘッドＨＤである。これらのヘッドＨＤの中で、Ｎｏ１〜４の各ヘッドＨＤは、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が圧力室４２４の断面積Ｓ４２４よりも大きく定められている。具体的には、１１×１０−１５ｍ２に定められている。Ｎｏ１３〜１６の各ヘッドＨＤは、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が圧力室４２４の断面積Ｓ４２４の１／３よりも小さく定められている。具体的には、２．９×１０−１５ｍ２に定められている。Ｎｏ１，５，９，１３の各ヘッドＨＤは、圧力室４２４の長さＬ４２４がインク供給路４２５の長さＬ４２５よりも短く定められている。具体的には、５００μｍよりも５０μｍ短い４５０μｍに定められている。Ｎｏ４，８，１２，１６の各ヘッドＨＤは、圧力室４２４の長さＬ４２４がインク供給路４２５の長さＬ４２５の２倍よりも長く定められている。具体的には、５００μｍの２倍よりも１００μｍ長い１１００μｍに定められている。
【０１１０】
＜Ｓ４２５＞Ｓ４２４の各ヘッドＨＤについて＞
図６５（Ｎｏ１のヘッドＨＤ）から図６８（Ｎｏ４のヘッドＨＤ）に示すように、これらのヘッドＨＤでは、インク滴の量が基準値（１０ｎｇ）よりも少ない。例えば、４番目以降のインク滴について最大の吐出量を比較すると、Ｎｏ１のヘッドＨＤ及びＮｏ２のヘッドＨＤは約８ｎｇ（ＬＶ１ａ，ＬＶ２ａ）である。そして、Ｎｏ３及びＮｏ４のヘッドＨＤは７ｎｇに僅かに足りない程度（ＬＶ３ａ，ＬＶ４ａ）である。また、各ヘッドＨＤでは吐出量が不安定になっている。すなわち、吐出量の周期的な変化が生じている。例えば、Ｎｏ１，２のヘッドＨＤでは、符号ＬＶ１ｂ，ＬＶ２ｂの線で示すように、最小量のインク滴から最大量のインク滴まで４種類のインク滴が繰り返し吐出される。同様に、Ｎｏ３，４のヘッドＨＤでは、符号ＬＶ３ｂ，ＬＶ４ｂの線で示すように、量の異なる２種類のインク滴が交互に吐出される。
【０１１１】
＜Ｓ４２５＜１／３×Ｓ４２４の各ヘッドＨＤについて＞
図７３（Ｎｏ１３のヘッドＨＤ）から図７６（Ｎｏ１６のヘッドＨＤ）に示すように、これらのヘッドＨＤでも、インク滴の量が基準値よりも少ない。例えば、４番目以降のインク滴について最大の吐出量を比較すると、Ｎｏ１３のヘッドＨＤでは約８．８ｎｇ（ＬＶ１３ａ）であり、Ｎｏ１４のヘッドＨＤでは約６．５ｎｇ（ＬＶ１４ａ）である。そして、Ｎｏ１５のヘッドＨＤ及びＮｏ１６のヘッドＨＤでは約８ｎｇ（ＬＶ１５ａ，ＬＶ１６ａ）である。また、各ヘッドＨＤでは吐出量が不安定になっている。例えば、Ｎｏ１３，１４のヘッドＨＤでは、符号ＬＶ１３ｂ，ＬＶ１４ｂの線で示すように、量の異なる２種類のインク滴が交互に吐出される。同様に、Ｎｏ１５，１６のヘッドＨＤでは、符号ＬＶ１５ｂ，ＬＶ１６ｂの線で示すように、最小量のインク滴から最大量のインク滴まで４種類のインク滴が繰り返し吐出される。
【０１１２】
＜Ｌ４２４＜Ｌ４２５の各ヘッドＨＤについて＞
図６５（Ｎｏ１のヘッドＨＤ），図６９（Ｎｏ５のヘッドＨＤ），図７１（Ｎｏ９のヘッドＨＤ），図７３（Ｎｏ１３のヘッドＨＤ）に示すように、これらのヘッドＨＤでもインク滴の量が基準値よりも少ない。例えば、４番目以降のインク滴について最大の吐出量を比較すると、Ｎｏ１及びＮｏ５のヘッドＨＤは約８ｎｇ（ＬＶ１ａ，ＬＶ５ａ）である。また、Ｎｏ９のヘッドＨＤは約７ｎｇ（ＬＶ７ａ）であり、Ｎｏ１３のヘッドＨＤは約８．８ｎｇ（ＬＶ１３ａ）である。また、各ヘッドＨＤでは、吐出量の周期的な変化が生じている。例えば、Ｎｏ１及びＮｏ５のヘッドＨＤでは、符号ＬＶ１ｂ，ＬＶ５ｂの線で示すように、最小量のインク滴から最大量のインク滴まで４種類のインク滴が繰り返し吐出されている。また、Ｎｏ９及びＮｏ１３のヘッドＨＤでは、符号ＬＶ９ｂ，ＬＶ１３ｂの線で示すように、量の異なる２種類のインク滴が交互に吐出される。
【０１１３】
＜Ｌ４２４＞２×Ｌ４２５の各ヘッドＨＤについて＞
図６８（Ｎｏ４のヘッドＨＤ），図７０（Ｎｏ８のヘッドＨＤ），図７２（Ｎｏ１２のヘッドＨＤ），図７６（Ｎｏ１６のヘッドＨＤ）に示すように、これらのヘッドＨＤでもインク滴の量が基準値よりも少ない。例えば、４番目以降のインク滴について最大の吐出量を比較すると、Ｎｏ４のヘッドＨＤでは７ｎｇに僅かに足りない程度（ＬＶ４ａ）であり、Ｎｏ８のヘッドＨＤでは９ｎｇに僅かに足りない程度（ＬＶ８ａ）である。Ｎｏ１２のヘッドＨＤでは約８．８ｎｇ（ＬＶ１２ａ）であり、Ｎｏ１６のヘッドＨＤは約８ｎｇ（ＬＶ１６ａ）である。また、各ヘッドＨＤでは、吐出量の周期的な変化が生じている。例えば、Ｎｏ４，Ｎｏ８，Ｎｏ１２の各ヘッドＨＤでは、符号ＬＶ４ｂ，ＬＶ８ｂ，符号ＬＶ１２ｂの線で示すように、量の異なる２種類のインク滴が交互に吐出される。また、Ｎｏ１６のヘッドＨＤでは、ＬＶ１６ｂの線で示すように、最小量のインク滴から最大量のインク滴まで４種類のインク滴が繰り返し吐出されている。
【０１１４】
＜吐出量に関する考察＞
比較例の各ヘッドＨＤについて、吐出量の不足や周期的な変化が生じる原因は正確には判っていない。ここで、吐出量の不足について考察すると、Ｎｏ１のヘッドＨＤからＮｏ４のヘッドＨＤでは、インク供給路４２５の流路抵抗が小さすぎるため、圧力室４２４内のインクを加圧した際に、圧力室４２４からインク供給路４２５へインクが戻り過ぎていることが考えられる。一方、Ｎｏ１３のヘッドＨＤからＮｏ１６のヘッドＨＤでは、圧力室４２４の幅が狭すぎてダイヤフラム部４２３ａの変形量が足りなくなったり、インク供給路４２５の流路抵抗が大きすぎてインク供給路４２５からのインクの供給が不足したりしたことが考えられる。  
また、吐出量の周期的な変化について考察すると、インク滴の吐出後における圧力室４２４内のインクが十分に減圧されていないことやインク供給路４２５内の流路抵抗が適切な範囲から外れてしまったことが考えられる。
【０１１５】
＜粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクについて＞
前述の評価結果においてインクの粘度は１５ｍＰａ・ｓであった。そして、本実施形態のヘッドを用いることで、粘度が６ｍＰａ・ｓのインクも同様に吐出することができる。ここで、インクの粘度が低いということは、流路抵抗が低くなることを意味する。このため、インク供給路４２５における流路抵抗が低いヘッドＨＤについて評価をすればよいといえる。  
具体的には、インク供給路４２５の断面積Ｓ４２５が最も大きく、長さＬ４２５が最も短いＮｏ６のヘッドＨＤを評価すればよいといえる。すなわち、Ｎｏ６のヘッドＨＤで粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを安定的に吐出できれば、Ｎｏ７，１０，１１の各ヘッドＨＤでもこのインクを高い周波数で安定的に吐出できるといえる。また、比較例としては、Ｎｏ１，２，５の各ヘッドＨＤを評価すればよいといえる。
【０１１６】
図７７は、Ｎｏ６のヘッドＨＤを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。Ｎｏ６のヘッドＨＤにおいて、４番目以降の各インク滴は、１１ｎｇよりも若干少ない量で安定的に吐出されている。この結果からＮｏ６のヘッドＨＤも、前述の評価基準を満たしているといえる。すなわち、Ｎｏ６のヘッドＨＤは、粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクであっても、インク滴を高い周波数で安定的に吐出できるといえる。
【０１１７】
図７８〜図８０は、Ｎｏ１，２，５の各ヘッドＨＤを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。これらの図に示すように、何れのヘッドＨＤもインク滴の最大量が基準量に達していない（ＬＶ１ａ，ＬＶ２ａ，ＬＶ５ａ）。また、吐出量のばらつきも生じている（ＬＶ１ｂ，ＬＶ２ｂ，ＬＶ５ｂ）。これらの結果から、Ｎｏ１，２，５の各ヘッドＨＤでは、粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを高い周波数で吐出させると、インク滴の量の不足が生じ、インク滴の量が不安定になるといえる。
【０１１８】
＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
前述した実施形態は、主として、液体吐出装置としてのプリンタ１を有する印刷システムについて記載されているが、その中には、液体吐出方法、液体吐出システム、吐出パルスの設定方法等の開示が含まれている。また、この実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【０１１９】
＜他のヘッドＨＤ´について＞
前述した実施形態のヘッドＨＤでは、ピエゾ素子として、吐出パルスＰＳ１（ＰＳ１，ＰＳ２等）で与えられる電位が高いほど、圧力室４２４の容積を大きくするための動作をするタイプのものを用いていた。ピエゾ素子に関し、他のタイプのものを用いてもよい。図８１に示した他のヘッドＨＤ´は、ピエゾ素子７５として、吐出パルスＰＳで与えられる電位が高いほど、圧力室７３の容積を小さくするための動作をするタイプのものを用いている。
【０１２０】
簡単に説明すると、他のヘッドＨＤ´は、共通インク室７１と、インク供給口７２と、圧力室７３と、ノズル７４とを有する。そして、共通インク室７１から圧力室７３を通ってノズル７４に至る一連のインク流路をノズル７４に対応する複数有している。他のヘッドＨＤ´でも圧力室７３は、その容積がピエゾ素子７５の動作によって変化される。すなわち、圧力室７３の一部は振動板７６によって区画され、圧力室７３とは反対側となる振動板７６の表面にはピエゾ素子７５が設けられている。
【０１２１】
ピエゾ素子７５はそれぞれの圧力室７３に対応して複数設けられている。各ピエゾ素子７５は、例えば圧電体を上電極と下電極とで挟んだ構成であり（何れも図示せず。）、これらの電極間に電位差を与えることにより変形する。この例では、上電極の電位を上昇させると圧電体が充電され、これに伴ってピエゾ素子７５は圧力室７３側に凸となるように撓む。これにより圧力室７３が収縮される。なお、他のヘッドＨＤ´では、振動板７６における圧力室７３を区画している部分が区画部に相当する。
【０１２２】
他のヘッドＨＤ´でも、圧力室７３内のインクに圧力変化を与え、この圧力変化を利用してインク滴を吐出させている。このため、インク滴の吐出時における圧力室７３内のインクの挙動は、前述のヘッドＨＤと同じである。従って、圧力室７３の長さやインク供給口７２の長さ及び断面積などを調整することにより、前述のヘッドＨＤと同じような作用効果が得られる。
【０１２３】
＜各実施形態の組み合わせについて＞
本明細書では、第１実施形態と第２実施形態とを個別に説明したが、第１実施形態の特徴と第２実施形態の特徴を併せ持つヘッドＨＤとしてもよい。このようなヘッドＨＤであれば、インク滴の吐出を確実に安定化できると考えられる。
【０１２４】
＜吐出動作をする素子について＞
前述のヘッドＨＤでは、インクを吐出させるための動作（吐出動作）をする素子として、ピエゾ素子４３３，７５を用いている。ここで、吐出動作をする素子は、ピエゾ素子４３３，７５に限定されるものではない。例えば、磁歪素子であってもよい。そして、ピエゾ素子４３３，７５を用いた場合には、圧力室４２４，７３の容積を吐出パルスＰＳの電位に基づいて精度良く制御できるという利点を有する。
【０１２５】
＜ノズル４２７やインク供給路４２５等の形状について＞
前述の実施形態において、ノズル４２７は、ノズルプレート４２２の厚さ方向を貫通する略漏斗状の孔によって構成されていた。また、インク供給路４２５は、矩形の開口形状を有し、圧力室４２４と共通インク室４２６とを連通する孔によって構成されていた。言い換えれば、角柱状の空間を区画する連通孔によって構成されていた。
【０１２６】
ここで、ノズル４２７やインク供給路４２５は種々の形状を採り得る。例えば、ノズル４２７に関し、図８４Ａに示すように、ノズル方向と直交する面で、断面積がほぼ一定になっている形状、すなわち、円柱状の空間を区画する形状であってもよい。言い換えれば、前述したストレート部分４２７ｂのみで構成されているノズル４２７であってもよい。
【０１２７】
また、インク供給路４２５に関し、例えば図８４Ｂに示すように、縦方向に長い長円状（半径の等しい二つの半円を共通外接線でつないだ形状）の開口を有する流路で構成してもよい。この場合、インク供給路４２５の断面積Ｓｓｕｐは、斜線で示す長円状部分の面積が該当する。この長円状開口を有するインク供給路４２５については、これと等価な矩形状開口を有する流路を定義して、解析してもよい。この場合、インク供給路４２５の高さＨ４２５は、実際のインク供給路４２５の最大高さよりも多少低くなる。なお、インク供給路４２５の開口が楕円状であっても同様である。
【０１２８】
さらに、圧力室４２４についても同様である。図８４Ｂに示すように、圧力室４２４における長手方向と直交する面が、横長の六角形状をしていた場合には、これと等価な矩形状断面を有する流路を定義して、解析してもよい。すなわち、高さがＨ４２４であり、幅が圧力室４２４の最大幅よりも多少小さいＷ４２４である矩形状断面の流路を定義して、解析してもよい。
【０１２９】
＜他の応用例について＞
また、前述の実施形態では、液体吐出装置としてプリンタ１が説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、ディスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】印刷システムの構成を説明するブロック図である。
【図２】図２Ａは、ヘッドの断面図である。図２Ｂは、ヘッドの構造を模式的に説明する図である。
【図３】駆動信号生成回路等の構成を説明するブロック図である。
【図４】駆動信号の一例を説明するための図である。
【図５】図５Ａは、高粘度インクが安定して吐出されている様子を示す図である。図５Ｂは、高粘度インクが不安定な状態で吐出されている様子を示す図である。
【図６】評価に用いた吐出パルスについて説明する図である。
【図７】第１実施形態を説明する図であって、圧力室の長さとインク供給路の長さが等しい各ヘッドにおける構造上のパラメータを説明する図である。
【図８】Ｎｏ６のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図９】Ｎｏ７のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図１０】Ｎｏ１０のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図１１】Ｎｏ１１のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図１２】Ｎｏ１のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図１３】Ｎｏ２のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図１４】Ｎｏ３のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図１５】Ｎｏ４のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図１６】Ｎｏ５のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図１７】Ｎｏ８のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図１８】Ｎｏ９のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図１９】Ｎｏ１２のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図２０】Ｎｏ１３のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図２１】Ｎｏ１４のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図２２】Ｎｏ１５のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図２３】Ｎｏ１６のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図２４】Ｎｏ１１のヘッドで１つのインク滴を吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図２５】Ｎｏ１２のヘッドで１つのインク滴を吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図２６】Ｎｏ１５のヘッドで１つのインク滴を吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図２７】Ｎｏ１６のヘッドで１つのインク滴を吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図２８】Ｎｏ１１のヘッドによる３０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図２９】Ｎｏ１２のヘッドによる３０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図３０】Ｎｏ１５のヘッドによる３０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図３１】Ｎｏ１６のヘッドによる３０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図３２】Ｎｏ６のヘッドを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図３３】Ｎｏ１のヘッドを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図３４】Ｎｏ２のヘッドを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図３５】Ｎｏ５のヘッドを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図３６】他の吐出パルスを説明する図である。
【図３７】第１実施形態を説明する図であって、他の吐出パルスを用いた場合の各ヘッドにおける構造上のパラメータを説明する図である。
【図３８】Ｎｏ６’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図３９】Ｎｏ７’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図４０】Ｎｏ１０’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図４１】Ｎｏ１１’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図４２】Ｎｏ１’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図４３】Ｎｏ２’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図４４】Ｎｏ３’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図４５】Ｎｏ４’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図４６】Ｎｏ５’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図４７】Ｎｏ８’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図４８】Ｎｏ９’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図４９】Ｎｏ１２’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図５０】Ｎｏ１３’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図５１】Ｎｏ１４’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図５２】Ｎｏ１５’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図５３】Ｎｏ１６’のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図５４】評価に用いた吐出パルスについて説明する図である。
【図５５】第１実施形態を説明する図であって、圧力室の長さがインク供給路の長さの２倍である各ヘッドにおける構造上のパラメータを説明する図である。
【図５６】Ｎｏ６”のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図５７】Ｎｏ７”のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図５８】Ｎｏ１０”のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図５９】Ｎｏ１１”のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図６０】第２実施形態を説明する図であって、評価対象の各ヘッドにおける構造上のパラメータを説明する図である。
【図６１】Ｎｏ６のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図６２】Ｎｏ７のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図６３】Ｎｏ１０のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図６４】Ｎｏ１１のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図６５】Ｎｏ１のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図６６】Ｎｏ２のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図６７】Ｎｏ３のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図６８】Ｎｏ４のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図６９】Ｎｏ５のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図７０】Ｎｏ８のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図７１】Ｎｏ９のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図７２】Ｎｏ１２のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図７３】Ｎｏ１３のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図７４】Ｎｏ１４のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図７５】Ｎｏ１５のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図７６】Ｎｏ１６のヘッドによる６０ｋＨｚ吐出時のシミュレーション結果である。
【図７７】Ｎｏ６のヘッドを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図７８】Ｎｏ１のヘッドを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図７９】Ｎｏ２のヘッドを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図８０】Ｎｏ５のヘッドを用いて粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクを６０ｋＨｚの周波数で吐出させた場合のシミュレーション結果である。
【図８１】他のヘッドを説明する断面図である。
【図８２】略漏斗状のノズルの拡大図である。
【図８３】略漏斗状のノズルの解析用のモデルを説明する図である。
【図８４】図８４Ａは、ストレート部分のみで構成されたノズルの拡大図である。図８４Ｂは、インク供給路と圧力室の変形例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１  プリンタ，１０  用紙搬送機構，２０  キャリッジ移動機構，
３０  駆動信号生成回路，３１  ＤＡＣ回路，３２  電圧増幅回路，
３３  電流増幅回路，４０  ヘッドユニット，４１  ケース，
４１１  収容空部，４２  流路ユニット，４２１  流路形成基板，
４２２  ノズルプレート，４２３  振動板，４２３ａ  ダイヤフラム部，
４２４  圧力室，４２５  インク供給路，４２６  共通インク室，
４２７  ノズル，４２８  支持板，４２８ａ  島部，４２９  弾性体膜，
４３  ピエゾ素子ユニット，４３１  ピエゾ素子群，４３２  固定板，
４３３  ピエゾ素子，４３４  共通電極，４３５  駆動電極，
４３６  圧電体，４４  スイッチ，５０  検出器群，
６０  プリンタ側コントローラ，６１  インタフェース部，
６２  ＣＰＵ，６３  メモリ，７１  共通インク室，
７２  インク供給口，７３  圧力室，７４  ノズル，７５  ピエゾ素子，
７６  振動板，ＣＰ  コンピュータ，ＨＣ  ヘッド制御部，
ＨＤ  ヘッド，ＨＤ´  他のヘッド，ＣＯＭ  駆動信号，
ＰＳ  吐出パルス，ＰＳ１  吐出パルス，
ＰＳ１’  吐出パルス，ＰＳ２  他の吐出パルス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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