(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、６ミリパスカル秒以上であって１５ミリパスカル秒以下の範囲内である。供給部の流路抵抗は、圧力室の流路抵抗以上であって圧力室の流路抵抗の２倍以下である。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
2009226926.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秒以下の範囲内であり、
前記液体吐出ヘッドは、
前記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、
前記供給部の流路抵抗は、
前記圧力室の流路抵抗以上であって前記圧力室の流路抵抗の２倍以下であり、
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、
前記ノズルの流路抵抗は、
前記供給部の流路抵抗よりも大きい、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、
前記供給部の流路抵抗は、
１．７３×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３以上であって３．４６×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３以下の範囲内であり、
前記圧力室の流路長さは、
５００μｍ以上であって１０００μｍ以下の範囲内である、液体吐出方法。
【請求項５】
請求項４に記載の液体吐出方法であって、
前記ノズルの直径は、
１０μｍ以上であって４０μｍ以下の範囲内であり、
前記ノズルの長さは、
４０μｍ以上であって１００μｍ以下の範囲内である、液体吐出方法。
【請求項６】
請求項１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７】
請求項６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８】
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、
前記供給部の流路抵抗は、
前記圧力室の流路抵抗以上であって前記圧力室の流路抵抗の２倍以下であり、
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９】
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秒以下の範囲内であり、
前記液体吐出ヘッドは、
前記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、
前記供給部の流路抵抗は、
前記圧力室の流路抵抗以上であって前記圧力室の流路抵抗の２倍以下であり、
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。  
本の他の特徴は、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】
【０００５】
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。
【０００６】
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秒以下の範囲内であり、前記液体吐出ヘッドは、前記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、前記供給部の流路抵抗は、前記圧力室の流路抵抗以上であって前記圧力室の流路抵抗の２倍以下であり、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、液体の吐出後における残留振動を早期に収束できる。その結果、高い粘度の液体について吐出を安定化できる。
【０００７】
かかる液体吐出方法であって、前記ノズルの流路抵抗は、前記供給部の流路抵抗よりも大きいことが好ましい。  
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。
【０００８】
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。
【０００９】
かかる液体吐出方法であって、前記供給部の流路抵抗は、１．７３×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３以上であって３．４６×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３以下の範囲内であり、前記圧力室の流路長さは、５００μｍ以上であって１０００μｍ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。
【００１０】
かかる液体吐出方法であって、前記ノズルの直径は、１０μｍ以上であって４０μｍ以下の範囲内であり、前記ノズルの長さは、４０μｍ以上であって１００μｍ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。
【００１２】
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。
【００１３】
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、前記供給部の流路抵抗は、前記圧力室の流路抵抗以上であって前記圧力室の流路抵抗の２倍以下であり、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。
【００１４】
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。
【００１５】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜印刷システムについて＞
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。
【００１６】
＝＝＝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。
【００１７】
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。
【００１８】
＝＝＝プリンタ１の要部＝＝＝
＜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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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４２８ａ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
＜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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、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。
【００３０】
＜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。
【００３１】
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。
【００３２】
＜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。
【００３３】
＜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。
【００３４】
＜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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
＝＝＝吐出動作について＝＝＝
＜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。
【００３９】
インクの吐出を不安定にする要因は種々考えられるが、その要因の一つに流路抵抗のバランスのずれがあると考えられる。  
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。図２Ｂで説明したように、圧力室４２４やインク供給路４２５は、略直方体状の流路で構成されている。この流路における流路抵抗Ｒ直は、次式（２）で表すことができる。  
流路抵抗Ｒ直＝（１２×粘度μ×長さＬ／幅Ｗ×高さＨ３）  ・・・（２）
この式（２）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は流路の高さをそれぞれ表している。
【００４０】
圧力室４２４やインク供給路４２５について流路抵抗のバランスが悪いと、例えば、圧力室４２４内におけるインクの圧力振動が過度に長い時間残ってしまったり、圧力室４２４側へのインクの供給が不十分になってしまったり、圧力室内のインクの圧力が不安定になってしまったりする不具合が生じ得る。そして、このような不具合が生じることで、インクの吐出が不安定になると考えられる。
【００４１】
このような事情に鑑み、本実施形態のヘッドＨＤでは、インク供給路４２５の流路抵抗を圧力室４２４の流路抵抗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、インク供給路４２５の流路抵抗を、圧力室４２４の流路抵抗以上であって圧力室４２４の流路抵抗の２倍以下の範囲内に定め、かつ、圧力室４２４の長さＬ４２４を、インク供給路４２５の長さＬ４２５以上であってインク供給路４２５の長さＬ４２５の２倍以下の範囲内に定めている。
【００４２】
これにより、インク滴の吐出に起因して圧力室４２４内のインクに生じた圧力振動を、インク供給路４２５にて効率よく収束させることができ、圧力振動に起因してインク滴の吐出が不安定になってしまう不具合を抑制できる。その結果、インク滴の吐出を安定化できる。また、圧力室４２４内のインクにおける過度な圧力変化を抑制することもできる。これもインク滴の吐出の安定化に寄与すると考えられる。以下、詳細に説明する。
【００４３】
＜吐出パルスＰＳについて＞
まず、評価に用いた吐出パルスＰＳ１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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
＜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の流路抵抗Ｒ４２５の値を示し、横軸は圧力室４２４の長さ（流路長さ）Ｌ４２４を示す。なお、圧力室４２４の長さＬ４２４は、図２Ｂに同じ符号を付して示すように、モデル化した圧力室４２４の長さを示している。すなわち、実際のものと等価な直方体形状の圧力室４２４を定め、この圧力室４２４の長さを用いている。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の流路抵抗Ｒ４２５が３．８×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３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、Ｎｏ１２のヘッドＨＤは、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５が１．５６×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３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。
【００５２】
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の流路抵抗Ｒ４２４は、１．７３×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３であり、インク供給路４２５の長さＬ４２５は５００μｍである。各ヘッドＨＤにおける圧力室４２４の容積は９６８００００×１０−１８ｍ３であり、圧力室４２４の高さＨ４２４は８０μｍである。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。
【００５３】
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５９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。
【００５４】
評価対象の各ヘッドのうち、本実施形態に属するヘッドは、Ｎｏ１３〜Ｎｏ１６のヘッドＨＤである。そして、Ｎｏ１〜Ｎｏ１２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。
【００５５】
＜Ｎｏ１３のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ１３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と等しくなっている。また、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５が３．４６×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３であり、圧力室４２４の流路抵抗Ｒ４２４の２倍になっている。なお、図２Ｂに同じ符号を付して示すように、インク供給路４２５の長さＬ４２５も、直方体形状にモデル化したインク供給路４２５の長さを示している。
【００５６】
このようなインクの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、Ｎｏ１３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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。Ｎｏ１３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、Ｎｏ１３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。
【００６２】
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。
【００６３】
＜Ｎｏ１４のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ１４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の長さＬ４２５の２倍になっている。また、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５は、圧力室４２４の流路抵抗Ｒ４２４の２倍になっている。Ｎｏ１３のヘッドＨＤと比較すると、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５が圧力室４２４の流路抵抗の２倍となっている点で共通しているが、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する。  
図９は、Ｎｏ１４のヘッドＨＤによるインク滴の連続的な吐出時におけるシミュレーション結果である。Ｎｏ１４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、Ｎｏ１４のヘッドＨＤも、前述の評価基準を満たしているといえる。
【００６４】
＜Ｎｏ１５のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ１５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の流路抵抗Ｒ４２５が１．７３×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３であり、圧力室４２４の流路抵抗Ｒ４２４と等しい。Ｎｏ１３のヘッドＨＤと比較すると、圧力室４２４の長さＬ４２４とインク供給路４２５の長さが等しい点で共通しているが、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５が圧力室４２４の流路抵抗と等しくなっている点で相違する。  
図１０は、Ｎｏ１５のヘッドＨＤによるインク滴の連続的な吐出時におけるシミュレーション結果である。Ｎｏ１５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、Ｎｏ１５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】
＜Ｎｏ１６のヘッドＨＤについて＞
Ｎｏ１６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の長さＬ４２５の２倍になっている。また、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５が圧力室４２４の流路抵抗Ｒ４２４と等しい。Ｎｏ１３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２倍となっている点、及び、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５が圧力室４２４の流路抵抗と等しくなっている点で相違する。  
図１１は、Ｎｏ１６のヘッドＨＤによるインク滴の連続的な吐出時におけるシミュレーション結果である。Ｎｏ１６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、Ｎｏ１６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】
＜まとめ＞
以上のように、Ｎｏ１３のヘッドＨＤ〜Ｎｏ１６のヘッドＨＤの何れも、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は、インク供給路４２５の長さＬ４２５と等しい長さからこの長さＬ４２５の２倍の長さの範囲内、具体的には５００μｍ以上であって１０００μｍ以下の範囲内であればよいことが確認された。また、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５は、圧力室４２４の流路抵抗Ｒ４２４と等しい値からこの流路抵抗Ｒ４２４の２倍の値の範囲内、具体的には１．７３×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３以上であって３．４６×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３以下の範囲内であればよいことが確認された。
【００６７】
ここで、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５は、圧力室４２４の流路抵抗Ｒ４２４と同じ値から２倍の値の範囲内に定められている。このため、圧力室４２４内のインクに与えられている圧力振動を、インク供給路４２５にて早期に収束させることができる。あわせて、圧力室４２４内へ十分な量のインクを供給することもできる。この点がインク滴の安定的な吐出に寄与していると考えられる。
【００６８】
また、圧力室４２４の長さＬ４２４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倍以下に定められている。このため、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、インク滴の吐出を補助する目的で使用できる。その結果、高い周波数でインク滴を吐出させた際に、圧力室４２４内にてインクの供給不足が生じ難くなり、インク滴の安定的な吐出に寄与する。加えて、本実施形態のように、圧力室４２４の一部をダイヤフラム部４２３ａで区画したヘッドＨＤの場合には、ダイヤフラム部４２３ａの変形により、効率よくインク滴を吐出させることができる。
【００６９】
＜ノズル４２７との関係について＞
上記のヘッド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。
【００７０】
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Ｒ４２５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Ｒ４２５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、インクの供給不足が生じ難くなると考えられる。ここで、円形状断面の流路抵抗Ｒ円は次式（３）にて近似して表すことができる。  
流路抵抗Ｒ円＝（８×粘度μ×長さＬ）／（π×半径ｒ４）  ・・・（３）
この式（３）において、粘度μはインクの粘度、Ｌは流路の長さ、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。
【００７１】
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（３）を適用するに際しては、例えば図６０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。
【００７２】
前述したノズル寸法範囲において、流路抵抗が最も小さくなるのは、ノズル４２７の直径φ４２７が４０μｍでありノズル４２７の長さが４０μｍの組み合わせである。そして、この組み合わせの流路抵抗は約９．５５×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３になる。すなわち、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５の最大値のほぼ３倍である。
【００７３】
イナータンスに関し、高粘度インクを吐出させる場合、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。ここで、イナータンスとは、次式（４）で近似して表される値であり、流路内におけるインクの移動し易さを表している。  
イナータンスＭ＝（密度ρ×長さＬ）／断面積Ｓ        ・・・（４）
式（４）において、ρはインクの密度、Ｓは流路の断面積、Ｌは流路の長さをそれぞれ表している。
【００７４】
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。
【００７５】
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Ｓｃａｖ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Ｓｓｕｐや符号Ｓｎｚｌ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。
【００７６】
一般に、流路の外部から圧力を加えた場合、流路の断面積が大きいほど流路内のインクは移動し易く、流路内のインクの質量が大きいほど流路内のインクは移動し難いといえる。従って、この式（４）から、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。
【００７７】
そして、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により、圧力室４２４内のインクに与えられた圧力振動に基づき、メニスカスの移動を効率よく行うことができる。その結果、インク滴を効率よく吐出させることができる。
【００７８】
なお、このヘッドＨＤでは、ノズル４２７の直径φ４２７及び長さＬ４２７を、インク供給路４２５の開口形状（Ｗ４２５，Ｈ４２５）及び長さＬ４２５に基づいて定めることで、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。
【００７９】
＜比較例について＞
次に比較例のヘッドＨＤについて説明する。前述したように比較例のヘッドＨＤは、図７におけるＮｏ１〜Ｎｏ１２の各ヘッドＨＤである。ここで、Ｎｏ１〜Ｎｏ４の各ヘッドＨＤは、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５が、圧力室４２４の流路抵抗Ｒ４２４の２倍よりも大きい値に定められている。具体的には、３．８×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３に定められている。Ｎｏ９〜Ｎｏ１２の各ヘッドＨＤは、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５が、圧力室４２４の流路抵抗Ｒ４２４よりも小さい値に定められている。具体的には、１．５６×１０１２Ｐａ・ｓ／ｍ３に定められている。Ｎｏ１，５，７，９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、４５０μｍに定められている。Ｎｏ４，６，８，１２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、１１００μｍに定められている。
【００８０】
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ている。そして、図１３はＮｏ２のヘッドＨＤによるシミュレーション結果を示し、図１４はＮｏ３のヘッドＨＤによるシミュレーション結果を示す。以後は同様に、図面の番号とヘッドＨＤのＮｏとが対応している。従って、図２３にはＮｏ１２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。
【００８１】
＜流路抵抗Ｒ４２５が過度に大きいヘッドＨＤについて＞
流路抵抗Ｒ４２５が過度に大きいヘッドＨＤとは、図７に示すＮｏ１〜Ｎｏ４の各ヘッドＨＤが相当する。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）よりも少ない点で共通している。例えば、Ｎｏ１のヘッドＨＤでは、４番目以降のインク滴にて吐出量は揃っているものの、その量は符号ＬＶ１の直線で示すように約８．５ｎｇであり、基準値に達していない。Ｎｏ２〜Ｎｏ４のヘッドＨＤに関し、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、Ｎｏ２のヘッドＨＤで７ｎｇ（ＬＶ２ａ）、Ｎｏ３のヘッドＨＤで８ｎｇ（ＬＶ３ａ）、Ｎｏ４のヘッドＨＤで８ｎｇ（ＬＶ４ａ）である。
【００８２】
インク滴の吐出量が基準値に達しない理由としては、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５が過度に大きいため、共通インク室４２６から圧力室４２４へインクが流れ難くなっていることが考えられる。
【００８３】
加えて、Ｎｏ２〜Ｎｏ４のヘッド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、Ｎｏ２のヘッドＨＤでは、符号ＬＶ２ｂの線で示すように、５番目以降のインク滴に関して、多い量のインク滴（約７ｎｇ）と少ない量のインク滴（約３ｎｇ）とが交互に吐出される。また、Ｎｏ４のヘッドＨＤでは、符号ＬＶ４ｂ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る。４番目のインク滴では２番目に量の多いインク滴（約７ｎｇ）が吐出され、５番目のインク滴では最大量のインク滴（約８ｎｇ）が吐出されている。また、６番目のインク滴では最小量のインク滴（約２ｎｇ）が吐出され、７番目のインク滴では３番目に量の多いインク滴（約５．５ｎｇ）が吐出されている。吐出量の周期的な変化は、圧力室４２４の長さＬ４２４が長くなるほど変化の幅が大きくなっている。
【００８４】
このように、流路抵抗Ｒ４２５が過度に大きいヘッドＨＤでは吐出量の不足が生じ、さらに圧力室４２４の長さＬ４２４が長くなるほど吐出が不安定になっている。
【００８５】
＜流路抵抗Ｒ４２５が過度に小さいヘッドＨＤについて＞
流路抵抗Ｒ４２５が過度に小さいヘッドＨＤとは、図７に示すＮｏ９〜Ｎｏ１２の各ヘッドＨＤが相当する。図２０（Ｎｏ９のヘッドＨＤ）から図２３（Ｎｏ１２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よりも少ない点で共通している。例えば、Ｎｏ９，Ｎｏ１０の各ヘッドＨＤでは、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、それぞれ８ｎｇ（ＬＶ９ａ，ＬＶ１０ａ）である。Ｎｏ１１，Ｎｏ１２の各ヘッドＨＤでは、４番目以降のインク滴にて吐出量は揃っているものの、その量はＮｏ１１のヘッドＨＤで約７．５ｎｇ（ＬＶ１１）であり、Ｎｏ１２のヘッドＨＤで約８．５ｎｇ（ＬＶ１２）である。  
加えて、Ｎｏ９，Ｎｏ１０のヘッドＨＤでは吐出量の周期的な変化が生じている。符号ＬＶ９ｂ，ＬＶ１０ｂの線で示すように、これらのヘッドＨＤでは、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。この吐出量の周期的な変化は、先に説明したＮｏ４のヘッドＨＤと同様である。  
このように、流路抵抗Ｒ４２５が過度に小さいヘッドＨＤでは吐出量の不足が生じ、さらに圧力室４２４の長さＬ４２４が短くなるほど吐出が不安定になっている。
【００８６】
＜圧力室４２４の長さＬ４２４が過度に短いヘッドＨＤについて＞
圧力室４２４の長さＬ４２４が過度に短いヘッドＨＤとは、図７に示すＮｏ１，Ｎｏ５，Ｎｏ７，Ｎｏ９の各ヘッドＨＤが相当する。図１２（Ｎｏ１のヘッドＨＤ）、図１６（Ｎｏ５のヘッドＨＤ）、図１８（Ｎｏ７のヘッドＨＤ）、及び、図２０（Ｎｏ９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よりも少ない点で共通している。例えば、Ｎｏ１，Ｎｏ５の各ヘッドＨＤでは、４番目以降のインク滴にて吐出量は揃っているものの、その量はそれぞれ８．５ｎｇ（ＬＶ１，ＬＶ５）である。また、Ｎｏ７，Ｎｏ９の各ヘッドＨＤの最大吐出量は、Ｎｏ７のヘッドＨＤで約６．５ｎｇ（ＬＶ７ａ）であり、Ｎｏ９のヘッドＨＤで約８ｎｇ（ＬＶ９ａ）である。  
加えて、Ｎｏ７，Ｎｏ９のヘッドＨＤでは吐出量の周期的な変化がある。符号ＬＶ７ｂの線で示すように、Ｎｏ７のヘッドＨＤでは、多い量のインク滴（約６．５ｎｇ）と少ない量のインク滴（約３ｎｇ）とが交互に吐出されている。符号ＬＶ９ｂの線で示すように、Ｎｏ９のヘッドＨＤでは、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。  
このように、圧力室４２４の長さＬ４２４が過度に短いヘッドＨＤでは吐出量の不足が生じ、さらに流路抵抗Ｒ４２５が小さくなるほど吐出が不安定になっている。
【００８７】
＜圧力室４２４の長さＬ４２４が過度に長いヘッドＨＤについて＞
圧力室４２４の長さＬ４２４が過度に短いヘッドＨＤとは、図７に示すＮｏ４，Ｎｏ６，Ｎｏ８，Ｎｏ１２の各ヘッドＨＤが相当する。図１５（Ｎｏ４のヘッドＨＤ）、図１７（Ｎｏ６のヘッドＨＤ）、図１９（Ｎｏ８のヘッドＨＤ）、及び、図２３（Ｎｏ１２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よりも少ない点で共通している。例えば、Ｎｏ４，Ｎｏ６の各ヘッドＨＤの最大吐出量は、Ｎｏ４のヘッドＨＤで約８ｎｇ（ＬＶ４ａ）であり、Ｎｏ６のヘッドＨＤで約６．５ｎｇ（ＬＶ６ａ）である。また、Ｎｏ８，Ｎｏ１２の各ヘッドＨＤでは、４番目以降のインク滴にて吐出量は揃っているものの、その量はＮｏ８のヘッドＨＤで約７．５ｎｇ（ＬＶ８）であり、Ｎｏ１２のヘッドＨＤで約８．５ｎｇ（ＬＶ１２）である。  
加えて、Ｎｏ４，Ｎｏ６のヘッドＨＤでは吐出量の周期的な変化がある。符号ＬＶ４ｂの線で示すように、Ｎｏ４のヘッドＨＤでは、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。符号ＬＶ６ｂの線で示すように、Ｎｏ６のヘッドＨＤでは、多い量のインク滴（約６．５ｎｇ）と少ない量のインク滴（約３ｎｇ）とが交互に吐出されている。  
このように、圧力室４２４の長さＬ４２４が過度に長いヘッドＨＤでは吐出量の不足が生じ、さらに流路抵抗Ｒ４２５が大きくなるほど吐出が不安定になっている。
【００８８】
＜吐出周波数に起因する吐出量の変化について＞
前述したＮｏ１，Ｎｏ５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２４（Ｎｏ１のヘッドＨＤ）及び図２５（Ｎｏ５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基準値以上の吐出量が得られている。しかし、図２６（Ｎｏ１のヘッドＨＤ）及び図２７（Ｎｏ５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、Ｎｏ１，Ｎｏ５の各ヘッドＨＤにおいて吐出量は約８．５ｎｇまで減少している。  
Ｎｏ８，Ｎｏ１１，Ｎｏ１２の各ヘッドＨＤについても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２９（Ｎｏ８のヘッドＨＤ）、図３０（Ｎｏ１１のヘッドＨＤ）及び図３１（Ｎｏ１２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基準値以上の吐出量が得られている。しかし、図３３（Ｎｏ８のヘッドＨＤ）、図３４（Ｎｏ１１のヘッドＨＤ）及び図３５（Ｎｏ１２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、Ｎｏ８，Ｎｏ１１，Ｎｏ１２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。  
これに対し、Ｎｏ１６のヘッドＨＤでは、図２８及び図３２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ＨＤと比較例のヘッドＨＤ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。
【００８９】
＜粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクについて＞
前述の評価結果にて、インクの粘度は１５ｍＰａ・ｓであった。そして、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５と圧力室４２４の流路長さとを前述のように定めることで、粘度が６ｍＰａ・ｓのインクも同様に吐出することができる。すなわち、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５を、圧力室４２４の流路抵抗以上であって圧力室４２４の流路抵抗の２倍以下の範囲内に定め、かつ、圧力室４２４の流路長さを、インク供給路４２５の流路長さ以上であってインク供給路４２５の流路長さの２倍以下の範囲内に定めることで、１０ｎｇ以上のインク滴を６０ｋＨｚの高い周波数で吐出することができる。
【００９０】
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の流路抵抗Ｒ４２５が低い場合について評価をすればよいといえる。そして、粘度が１５ｍＰａ・ｓ秒のインクの評価結果を考慮すると、Ｎｏ８，Ｎｏ１１，Ｎｏ１２の各ヘッドＨＤよりもＮｏ７，Ｎｏ９，Ｎｏ１０の各ヘッドＨＤの方が、吐出量の不足に加えて不安定にもなるため、流路抵抗の影響を受けやすいといえる。
【００９１】
そこで、粘度が６ｍＰａ・ｓ秒のインクについては、Ｎｏ１５，Ｎｏ７，Ｎｏ９，Ｎｏ１０の各ヘッドＨＤを評価すればよいといえる。言い換えれば、Ｎｏ１５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、Ｎｏ１３，Ｎｏ１４，Ｎｏ１６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。
【００９２】
図３６は、Ｎｏ１５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。Ｎｏ１５のヘッドＨＤにおいて、４番目以降の各インク滴は、１１ｎｇ程度の量で安定的に吐出されている。この結果からＮｏ１５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、Ｎｏ１５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。
【００９３】
図３７〜図３９は、Ｎｏ７，Ｎｏ９，Ｎｏ１０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（ＬＶ７ａ，ＬＶ９ａ，ＬＶ１０ａ）。また、吐出量のばらつきも生じている（ＬＶ７ｂ，ＬＶ９ｂ，ＬＶ１０ｂ）。これらの結果から、Ｎｏ７，Ｎｏ９，Ｎｏ１０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。
【００９４】
＜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を用いて行った評価結果について説明する。図４０は、他の吐出パルスＰＳ２を説明する図である。なお、図４０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。この吐出パルス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、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。
【００９５】
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。
【００９６】
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４２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。
【００９７】
＜評価結果について＞
図４１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、Ｎｏ１３’〜Ｎｏ１６’の各ヘッドＨＤである。そして、Ｎｏ１’〜Ｎｏ１２’の各ヘッドＨＤは、比較例のヘッドである。
【００９８】
図４２から図５７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４２から図４５に示すように、本実施形態に属するＮｏ１３’〜Ｎｏ１６’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、各インク滴の吐出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。
【００９９】
一方、図４６から図５７に示すように、比較例としてのＮｏ１’〜Ｎｏ１２’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’〜ＬＶ１２ａ’）、吐出量に周期的なばらつきが生じている（ＬＶ１ｂ’〜ＬＶ１２ｂ’）。
【０１００】
これらの結果は、程度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。すなわち、インク供給路４２５の流路抵抗Ｒ４２５を、圧力室４２４の流路抵抗Ｒ４２４以上であってこの流路抵抗Ｒ４２４の２倍以下の範囲内に定め、かつ、圧力室４２４の流路長さＬ４２４を、インク供給路４２５の流路長さＬ４２５以上であってこの流路長さＬ４２５の２倍以下の範囲内に定めることで、他の吐出パルスＰＳ２であっても、１０ｎｇ以上のインク滴を６０ｋＨｚの高い周波数で吐出することができることを示している。
【０１０１】
＝＝＝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。
【０１０２】
＜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４３３として、吐出パルスＰＳ（ＰＳ１，ＰＳ２）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。ヘッドに関し、他のタイプのものを用いてもよい。図５８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。  
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。
【０１０３】
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。  
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。
【０１０４】
＜吐出動作をする素子について＞
前述のヘッドＨＤ，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。
【０１０５】
＜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。
【０１０６】
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６１Ａ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。
【０１０７】
また、インク供給路４２５に関し、例えば図６１Ｂ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。
【０１０８】
さらに、圧力室４２４についても同様である。図６１Ｂ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。
【０１０９】
＜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】
【０１１０】
【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】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８】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９】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１０】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１１】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】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１８】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１９】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２０】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２１】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２２】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２３】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２４】Ｎｏ１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】Ｎｏ５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】Ｎｏ１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２７】Ｎｏ５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２８】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２９】Ｎｏ８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３０】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３１】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３２】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３３】Ｎｏ８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３４】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３５】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３６】Ｎｏ１５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３７】Ｎｏ７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３８】Ｎｏ９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３９】Ｎｏ１０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４０】評価に用いた他の吐出パルスについて説明する図である。
【図４１】他の吐出パルスを用いた場合の、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４２】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４３】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４４】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４５】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４６】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４７】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４８】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４９】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５０】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５１】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５２】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５３】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５４】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５５】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５６】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５７】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５８】他のヘッドを説明する断面図である。
【図５９】略漏斗状のノズルの拡大図である。
【図６０】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６１】図６１Ａ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６１Ｂ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】
【０１１１】
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，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３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４８】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５７】
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【図６０】
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【図６１】
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