JP2858958B2 - インクジェットヘッドの駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、インク液滴を用紙などの記録媒体上へ選
択的に付着させるインクジェットヘッドの駆動方法に関
する。

背景技術 今日、その市場を大きく拡大しつつあるノンインパク
トプリンタのうちで、原理がもっとも単純で、且つカラ
ー印刷に好適なものとして、インクジェットヘッドを用
いたインクジェットプリンタがある。そのうちでも、ド
ット形成時にのみインク液適を吐出する、いわゆるドロ
ップ・オン・デマンド型が現在主流となっている。

そして、ドロップ・オン・デマンド型のインクジェッ
トヘッドのなかで、圧電アクチュエータを用いる、いわ
ゆる圧電式インクジェットヘッドとしては、特公昭53−
12138号公報に開示されているカイザー型、特開平６−8
427号公報に開示されている積層圧電アクチュエータ
型、特開昭63−252750号公報に開示されているシェアモ
ード型などのタイプがある。

このような圧電式インクジェットヘッドは、圧電アク
チュエータを電圧の印加により変形駆動することでイン
ク室の内容積を変化させ、該インク室に連通するインク
供給源からのインク供給動作、及び前記インク室に形成
したノズル孔からのインク滴の噴射動作を行なう。

従来、圧電式インクジェットヘッドは、次のような方
法で駆動していた。すなわち、圧電アクチュエータにパ
ルス波形の電圧を印加することにより、インク室の壁面
を一部変形して該インク室の内容積を増加させる。この
工程でインク室内にインクを供給する。

次いで、圧電アクチュエータへの電圧の印加を停止す
るか、または前述のパルス波形と逆極性のパルス波形を
圧電アクチュエータに印加して、インク室の壁面の一部
を逆方向に変形し、インク室の内容積を減少させる。こ
の工程でノズル孔からインク滴が噴射する。このような
駆動方法は、一般に引き打ち法と呼ばれている。

第15図は、従来のインクジェットヘッドの駆動方法に
おいて、圧電アクチュエータへ印加する電圧のパルス波
形と、圧電アクチュエータの変位波形を示す図である。
同図の波形（ａ）が圧電アクチュエータへ印加する電圧
のパルス波形を示しており、同図の波形（ｂ）が圧電ア
クチュエータの変位波形を示している。

第15図に示すように、時間T0で、初期状態にある圧電
アクチュエータは、次の時間T1で、パルス波形の電圧を
印加されると、電荷を充電して変形する。圧電アクチュ
エータの変形に伴い、インク室の壁も変形してインク室
の内容積が増加し、インク室内にインクが供給される。
ここで、圧電アクチュエータ及びインク室内のインク
は、変位停止後も固有振動の周期で自由振動が続く。

時間T2では、圧電アクチュエータに蓄積している電荷
を放電して初期状態にもどす。このとき、インク室の内
容積は急激に減少するためインク室内の圧力が高まり、
インク室と連通するノズル孔からインク滴が噴射する。
インク滴の噴射後も、やはり圧電アクチュエータは初期
状態の位置を中立点として、固有振動の周期で自由振動
が続く。

このような従来の駆動方法は、インク室へのインクの
供給を素早く確実に行なえる反面、印字速度を高めるた
めに圧電アクチュエータを高い周波数で駆動した場合、
前述のような圧電アクチュエータ及びインク室内のイン
クに生ずる自由振動が減衰しないままインク滴が形成さ
れる。このため、インク滴が分裂したり、ミスト状にな
ってしまうという問題があった。

このような問題を解決する駆動方法として、電流を一
定にしたまま圧電アクチュエータへの印加電圧を徐々に
上げていく方法がある。第16図は、従来のこの種のイン
クジェットヘッドの駆動方法を示す図であり、同図の波
形（ａ）が圧電アクチュエータへ印加する電圧のパルス
波形を示しており、同図の波形（ｂ）が圧電アクチュエ
ータの変位波形を示している。

すなわち、時間T0で初期状態にある圧電アクチュエー
タに、時間T1で、第16図の波形（ａ）に示すような波形
の電圧を印加すると、徐々に電荷を充電して変形してい
く。圧電アクチュエータの変形に伴い、インク室の壁も
徐々に変形してインク室の内容積が増加し、インク室内
にインクが供給される。

時間T2で、第16図の波形（ａ）に示すような波形の電
圧を圧電アクチュエータに印加し、電荷を放電していき
初期状態にもどす。このとき、インク室の内容積も減少
してインク室内の圧力を高め、ノズル孔からインク滴が
噴射する。インク供給工程に見られる圧電アクチュエー
タ及びインク室内のインクの自由振動は、振幅が小さ
く、短時間のうちに減衰していく。

しかし、第16図に示したような波形の電圧印加による
インクジェットヘッドの駆動方法は、圧電アクチュエー
タ及びインク室内のインクの自由振動の振幅を小さく抑
えるために圧電アクチュエータをゆっくり動かしている
ので、インク室へのインクの供給工程に要する時間T1が
長くなり、その結果、速い周期でインクを噴射すること
ができず、印字速度の低下を招くという問題があった。

さて、インクジェットプリンタでは、印字内容に応じ
てノズル孔から噴射するインク滴の大きさを適宜調整す
ることが行なわれている。

例えば、先に説明した駆動方法（例えば、第15図参
照）では、時間T1を長くするほどインク吐出量が増加す
る。しかし、この方法では印加時間の延長によって連続
して駆動できる周期が長くなり、結果として印字速度の
低下を招く。そこで、従来は圧電アクチュエータに印加
する電圧の値を変化させることによってインク噴射量を
増減させ、インク滴の大きさを調整していた。

ところが、圧電アクチュエータに印加する電圧値の変
化のみによってインク滴径を調整すると、例えば、大径
のインク滴を吐出させた場合、小径のインク滴を吐出さ
せる場合に比べて、インク室内へのインクの供給に時間
を要するため、充分なインク量が確保できず狙った大径
のインク滴が形成できないという問題があった。

また、圧電アクチュエータに印加する電圧値の変化の
みでは、小径のインク滴から大径のインク滴まで線形的
に変化させ得るような特性を得ることが難しく電圧の制
御に困難性を有していた。

しかも、インクの噴射動作によってインク室内のイン
クに振動が生じ、その結果、インクの噴射面であるメニ
スカス位置が定まらず、この状態で圧電アクチュエータ
を駆動し次の噴射動作を行なうと、インク滴の径および
インク滴の噴射速度にバラツキを生じてしまう。さらに
は、インクの振動が残存すると次に噴射するインク滴が
分裂する現象の生じるおそれがある。このため、残留振
動が収まるまで、次のインク噴射動作が行なえず、印字
速度が低下するという問題があった。

この発明は、このような問題を解決することを目的と
してなされたものである。すなわち、この発明のインク
ジェットヘッドの駆動方法によれば、インク室へのイン
クの供給動作を素早く確実に行なうことができ、しかも
動作後に残存する圧電アクチュエータの自由振動を抑制
して、安定した品質のインク滴を速い周期で噴射させる
ことが可能となる。

また、ノズル孔から噴射するインク滴を必要な大きさ
に形成することが容易で、しかもインク滴の大きさにか
かわらず一定の噴射速度で安定してインク滴を噴射で
き、速い周期でのインク噴射動作にも支障なく対応する
ことが可能となる。

発明の開示 駆動方法：その１ この発明の駆動方法は、圧電アクチュエータを電圧の
印加により変形駆動することでインク室の内容積を変化
させ、該インク室に連通するインク供給源からのインク
供給動作、及びインク室に連通するノズル孔からのイン
ク滴の噴射動作を行なうインクジェットヘッドを、次の
ような方法で駆動することを特徴としている。

すなわち、基本的には、インク供給工程でインク室内
にインクを供給し、その後、インク噴射工程でインク室
の内容積を急激に減少させる方向に圧電アクチュエータ
を変形駆動して、ノズル孔からインク滴を噴射させる。

この発明では、上記インク供給工程を、少なくとも第
１インク供給工程と第２インク供給工程とに分けて駆動
させることを特徴としている。すなわち、第１インク供
給工程では、初期状態に比べインク室の内容積を増加さ
せるように圧電アクチュエータを変形駆動する。そし
て、第２インク供給工程では、第１インク供給工程に比
べ十分に低速で、インク室の内容積を直線的に増加させ
るように圧電アクチュエータを変形駆動する。

この駆動方法により、第１インク供給工程で迅速に圧
電アクチュエータを変形駆動させるとともに、続く第２
インク供給工程で残る必要変形量まで徐々に変形駆動さ
せるため、駆動時間が短く、しかも駆動変形後の圧電ア
クチュエータの自由振動を抑制することができる。

この発明は、圧電アクチュエータが、圧電材料と電極
とを交互に積層してなり、且つ圧電歪定数d₃₃を有した
積層タイプの場合にも有効である。

この場合、駆動動作の初期状態では、圧電アクチュエ
ータに対して圧電材料の分極方向と同じ方向に電圧を印
加することにより、インク室の内容積を減少させておく
ことが好ましい。

そして、第１インク供給工程では、初期状態に比べイ
ンク室の内容積を増加させるように前記圧電アクチュエ
ータを変形駆動する。なお、第２インク供給工程，イン
ク噴射工程は、上述と同様である。

さらに、インク噴射工程の終了後に復元工程を挿入
し、同工程で圧電アクチュエータを制御してインク室の
内容積を初期状態に復元させることが、円滑かつ安定し
た連続駆動を実現する上で好ましい。

駆動方法：その２ この発明の駆動方法は、圧電アクチュエータを電圧の
印加により変形駆動することでインク室の内容積を変化
させ、該インク室に連通するインク供給源からのインク
供給動作、及びインク室に形成したノズル孔からのイン
ク滴の噴射動作を行なうインクジェットヘッドを、次の
ような方法で駆動することを特徴としている。

すなわち、基本的には上記駆動方法（その１）と同
様、初期状態からインク室の内容積を増加させるように
圧電アクチュエータを変形駆動してインク室内にインク
を供給するインク供給工程と、インク室の内容積を縮小
するように前記圧電アクチュエータを変形駆動して前記
ノズル孔からインクを噴射させるインク噴射工程とを含
んだ方法となっている。

そして、この発明では、インク供給工程において、圧
電アクチュエータの駆動電圧の大きさ及び駆動時間を変
更することにより、ノズル孔から噴射するインク滴の大
きさを調整する。

このように、圧電アクチュエータの駆動電圧の大きさ
とともに、その駆動時間を変更することによって、調整
の自由度が増し、その結果、ノズル孔から噴射するイン
ク滴の大きさを容易に必要な大きさに調整することがで
き、しかもインク滴の大きさにかかわらず一定の噴射速
度で安定してインク滴を噴射できるようになる。このた
め、速い周期でのインク噴射動作にも支障なく対応する
ことが可能となる。

この発明では、上記インク供給工程を、初期状態に比
べインク室の内容積を増加させるように前記圧電アクチ
ュエータを変形駆動する第１インク供給工程と、第１イ
ンク供給工程に比べ十分に低速で、前記インク室の内容
積を直線的に増加させるように前記圧電アクチュエータ
を変形駆動する第２インク供給工程とに分けてもよい。

この場合、第２インク供給工程において、圧電アクチ
ュエータの駆動電圧の大きさ及び駆動時間を変更するこ
とにより、ノズル孔から噴射したインク滴の大きさを調
整すればよい。

さらにこの発明は、圧電アクチュエータが、圧電材料
と電極とを交互に積層してなり、かつ圧電歪定数d₃₃を
有した積層タイプの圧電アクチュエータであっても構わ
ない。

その場合は、初期状態で、圧電アクチュエータに対し
て圧電材料の分極方向と同じ方向に電圧を印加すること
により、インク室の内容積を減少させておくことが好ま
しい。

インク供給工程では、初期状態に比べ前記インク室の
内容積を増加させるように圧電アクチュエータを変形駆
動して、インク室内にインクを供給する。このインク供
給工程で、圧電アクチュエータの駆動電圧の大きさ及び
駆動時間を変更することにより、ノズル孔から噴射した
インク滴の大きさを調整する。

そして、インク室内へのインク供給を終了した後、噴
射工程に移り、インク室の内容積を急激に減少させる方
向に圧電アクチュエータを変形駆動して、ノズル孔から
インク滴を噴射させる。

また、圧電歪定数d₃₃を有する積層タイプの圧電アク
チュエータに対して、上記インク供給工程を、初期状態
に比べインク室の内容積を増加させるように前記圧電ア
クチュエータを変形駆動する第１インク供給工程と、第
１インク供給工程に比べ十分に低速で、前記インク室の
内容積を直線的に増加させるように前記圧電アクチュエ
ータを変形駆動する第２インク供給工程とに分ける場合
には、次のようにすればよい。

すなわち、第２インク供給工程において、圧電アクチ
ュエータの駆動電圧の大きさ及び駆動時間を変更するこ
とにより、ノズル孔から噴射したインク滴の大きさを調
整すればよい。

なお、上述したこの発明の駆動方法において、インク
室へインクの供給を行なう工程では、圧電アクチュエー
タへの駆動電圧の大きさを時間とともに変化させること
が好ましい。

さらに、ノズル孔からインク滴を噴射させる工程で
は、圧電アクチュエータの駆動時間を、圧電アクチュエ
ータの固有振動の周期とほぼ同一にすることが好まし
い。

また、インク供給工程を第1,第２インク供給工程に分
ける場合は、第２インク供給工程で、圧電アクチュエー
タに流れる電流値を一定にしたまま圧電アクチュエータ
の駆動電圧を徐々に大きくしていくようにし、これによ
り第１インク供給工程に比べ十分に低速な圧電アクチュ
エータの変形駆動を実現させることが好ましい。

さらに、第１または第２インク供給工程において、圧
電アクチュエータの駆動時間を、圧電アクチュエータが
有する固有振動の半周期の整数倍とほぼ同一にすること
が好ましい。

図面の簡単な説明 第１図は、この発明の第１実施例を説明するための波
形図である。

第2A図は、この発明の第１実施例における初期状態で
のインクジェットヘッドの状態を模式的に示す断面図で
ある。

第2B図は、同じく第１インク供給工程でのインクジェ
ットヘッドの状態を模式的に示す断面図である。

第2C図は、同じく第２インク供給工程でのインクジェ
ットヘッドの状態を模式的に示す断面図である。

第2D図は、同じくインク噴射工程でのインクジェット
ヘッドの状態を模式的に示す断面図である。

第３図は、この発明の第２実施例に係る駆動方法を適
用するインクジェットヘッドの断面側面図である。

第４図は、同じく断面正面図である。

第５図は、第３図に示した圧電アクチュエータに電圧
を印加するための駆動回路を示す回路図である。

第６図は、この発明の第２実施例を説明するための波
形図である。

第７図は、第２実施例に基づく実験例１のデータ結果
を示す図である 第８図は、第２実施例に基づく実験例２及び比較例１
のデータ結果を示す図である。

第９図は、比較例１における圧電アクチュエータ駆動
波形を示す波形図である。

第10図は、この発明の第３実施例を説明するための波
形図である。

第11図は、この発明の第４実施例を説明するための波
形図である。

第12図は、第４実施例に基づく実験例３における圧電
アクチュエータ駆動波形を示す波形図である。

第13図は、第４実施例に基づく実験例３のデータ結果
を示す図である。

第14図は、第13図に示したデータ結果をグラフ化して
示す図である。

第15図は、従来のインクジェットヘッドの駆動方法を
説明するための波形図である。

第16図は、従来の他のインクジェットヘッドの駆動方
法を説明するための波形図である。

発明を実施するための最良の形態 この発明の実施例について、添付図面を参照して詳細
に説明する。

まず、第１図および第2A図〜第2D図を参照して、この
発明の基本的な実施例（第１実施例）を説明する。

第１図は、この発明の第１実施例に係るインクジェッ
トヘッドの駆動方法において、圧電アクチュエータへ印
加する電圧のパルス波形と、圧電アクチュエータの変位
波形とを示す図である。同図の波形（ａ）が圧電アクチ
ュエータへ印加する電圧のパルス波形を示しており、同
図の波形（ｂ）が圧電アクチュエータの変形波形を示し
ている。

また、第2A図〜第2D図は、この発明の第１実施例に係
る駆動方法の各工程における圧電アクチュエータ及びイ
ンク室の動作状態を示す断面図である。

第2A図は第１図に示す時間T0での状態（初期状態）
を、第2B図は第１図に示す時間T1（第１インク供給工
程）での状態を、第2C図は第１図に示す時間T2（第２イ
ンク供給工程）での状態を、第2D図は第１図に示す時間
T3（インク噴射工程）での状態をそれぞれ示している。

例えば、第2A図に示すように、一般的な圧電式インク
ジェットヘッドは、インク室１を形成する一部の壁面
（同図では、上部壁面）２が振動板等で形成され、自在
に変形するようになっている。この変形自在な壁面２に
は、圧電アクチュエータ３が固着してあり、同アクチュ
エータ３の変形により該壁面２を変形させる。インク室
１はノズル孔４に連通するとともに、インク供給口５を
介してインク供給源（図示せず）にも連通している。

まず、初期状態である時間T0では、例えば、圧電アク
チュエータ３に駆動電圧が印加していない状態を形成し
ておく（第2A図参照）。この状態では、ノズル孔４内に
形成されたインクと空気との界面であるメニスカスが、
若干凹状となって平衡状態を保っている。

次に、時間T1（第１インク供給工程）で、第１図に示
すような駆動電圧を圧電アクチュエータ３に印加する
と、第2B図に示すように、初期状態に比べインク室１の
内容積を増加する方向に圧電アクチュエータ３が変形す
る。この圧電アクチュエータ３の変形に伴いインク室１
の壁面２が変形し、ノズル孔４内に形成されたメニスカ
スを引き込むと同時に、インク供給口５を介してインク
供給源（図示せず）から送られてきたインクをインク室
１内に引き込む。

この時間T1（第１インク供給工程）では、インクが急
速かつ確実にインク室１内に供給されるが、時間T1の終
了後、圧電アクチュエータ３が停止すると、インク室１
内のインクおよびメニスカスには、インク自体の振動と
圧電アクチュエータ３の固有振動とを重畳した自由振動
が発生する。

続いて、時間T2（第２インク供給工程）において、時
間T1での駆動電圧に比べてゆっくりとした電圧変化で、
圧電アクチュエータ３に駆動電圧を印加する。すると、
時間T1のときよりも十分にゆっくりとした速さで、圧電
アクチュエータ３がインク室１の内容積を増加する方向
に変形する（第2C図参照）。実際の駆動では、圧電アク
チュエータ３の充電電流または放電電流を一定に保つよ
うな定電流駆動を行なえば、圧電アクチュエータ３をゆ
っくりと変形させることができる。

この時間T2における圧電アクチュエータ３のゆっくり
とした変形動作は、時間T1後に生じた自由振動の振幅を
抑制するように作用する（制動作用）。また、インク室
１内にあるインク自体の振動もこの制動作用により、振
幅が徐々に小さくなる。このような圧電アクチュエータ
３およびインクの自由振動に対する制動作用は、時間T2
を、圧電アクチュエータ３のもつ固有振動周期の整数倍
とほぼ同一の時間とすることで、特に顕著にあらわれ
る。

次に、時間T3（インク噴射工程）において、圧電アク
チュエータ３に、第１図の波形（ａ）に示すような電圧
を印加すると、第2D図に示すように、インク室１の内容
積を減じる方向に圧電アクチュエータ３が急速に変形す
る。この動作により、インク室１内は圧力が急速に高め
られ、その結果、メニスカスがノズル孔４から外側に飛
び出しインク滴を生成する。

ここで、時間T3を圧電アクチュエータ３の固有振動の
周期付近に設定すると、時間T3の終了後に圧電アクチュ
エータ３に生じる自由振動の振幅を低く抑えることがで
き、一層短い周期で繰り返し駆動することができる。

次に、この発明の第２実施例について詳細に説明す
る。第２実施例は、積層タイプの圧電アクチュエータを
備えたインクジェットヘッドの駆動方法である。この実
施例は、先に説明した第１実施例よりも更に具体的に説
明することとする。

第３図は第２実施例に係る駆動方法を適用するインク
ジェットヘッドの断面側面図、第４図は同じく断面正面
図である。

このインクジェットヘッドは、圧電歪定数d₃₃を持た
せた積層タイプの圧電アクチュエータ10によってインク
室20を変形させる構成となっている。すなわち、このイ
ンクジェットヘッドは、厚さ方向に分極した圧電材料11
と導電材料12とを交互に積層した圧電アクチュエータ10
を、基板30の上面に一定の間隔をおいて並べて接着して
ある。

なお、圧電アクチュエータ10の前後両端面には、集電
極13、14が形成されている。これら集電極13と集電極14
との間に電圧を印加すると、圧電アクチュエータ10が厚
さ方向（d₃₃方向）に変形するようになっている。

圧電アクチュエータ10の上面には薄い振動板21が接着
してあり、さらに振動板21の上面には、流路部材22が接
着してある。流路部材22には、一定間隔ごとにインク室
20が形成してあり、振動板21を介してこれらインク室20
が圧電アクチュエータ10と対向している。また、各イン
ク室20にはそれぞれインク供給口23が形成してあり、こ
のインク供給口23にインク供給源としてのインクカート
リッジ（図示せず）が接続してある。

また、集電極13を形成した基板30および圧電アクチュ
エータ10、振動板21、流路部材22の各前端面は同一平面
に形成してあり、この前端面にノズル板40が接着してあ
る。ノズル板40には複数のノズル孔41が形成してあり、
このノズル孔41が流路部材22に形成したインク室20にそ
れぞれ連通させてある。したがって、インクカートリッ
ジからのインクをインク室20に充填すると、ノズル孔41
内にメニスカスが形成される。

なお、第４図に示すように、基板30上に並べて接着し
た圧電アクチュエータ10は、一本おきに流路部材22のイ
ンク室20間の隔壁24と対向している。これら隔壁24と対
向する圧電アクチュエータ10aは駆動せず、支柱の役割
を有している。 第５図は、上述したインクジェットヘ
ッドの圧電アクチュエータ10に電圧を印加するための駆
動回路の構成例を示す回路図である。

この駆動回路は、共通駆動波形整形回路51と圧電アク
チュエータ駆動回路52,52の二つの回路ブロックで構成
してある。圧電アクチュエータ駆動回路52は、それぞれ
圧電アクチュエータ駆動用スイッチングトランジスタ
（以下、単にトランジスタという）Tr1、放電時定数調
整用抵抗R1、およびダイオードD1で構成してある。

そして、共通駆動波形整形回路51からの出力電圧Pcを
ダイオードD1のカソード側に印加するとともに、ダイオ
ードD1のアノード側に放電時定数調整用抵抗R1の一方の
端子と、圧電アクチュエータ10の一方の集電極13とを接
続してある。さらに、放電時定数調整用抵抗R1の他方の
端子は、トランジスタTr1のコレクタに接続してある。

また、トランジスタTr1のエミッタと圧電アクチュエ
ータ10の他方の集電極14とは、駆動電源VHに接続してあ
る。トランジスタTr1のベースには、圧電アクチュエー
タ10への駆動信号を出力する。

この発明の第２実施例に係る駆動方法は、第３図，第
４図に示したインクジェットを、第５図に示した駆動回
路によって駆動するものである。

第６図は、インクジェットヘッドを駆動する際の波形
図である。すなわち、同図には、第５図に示した駆動回
路におけるトランジスタTr1への駆動信号Ｃの波形、共
通駆動波形整形回路51の出力電圧Pcの波形、および圧電
アクチュエータ10への駆動電圧Pv1の波形をそれぞれ示
してある。

まず、初期状態である時間T0では、駆動信号Ｃが“ハ
イ”レベルとなっており、第５図に示すトランジスタTr
1は“オフ”となっている。また、共通駆動波形整形回
路51の出力電圧Pcは駆動電源VHと同レベルのバイアス電
圧を出力しており、圧電アクチュエータ10は常にこの駆
動電源VHと同レベルのバイアス電圧が充電されている。

このとき、第３図，第４図に示す圧電アクチュエータ
10は分極方向と同じ方向の電界によって、厚さ方向であ
るd₃₃モードに伸びる。このためインク室20の底部を形
成する振動板21はインク室20の内容積を減少する方向に
変形し、その状態を保持している。

次に、時間T1（第１インク供給工程）では、駆動信号
Ｃが“ロー”レベルとなり、第５図に示すトランジスタ
Tr1は“オン”となる。また、駆動信号Ｃの切り替わり
と同時に、共通駆動波形整形回路51の出力電圧Pcは、時
間T1の間にその電圧値を急速に降下する。

したがって、第３図，第４図に示す圧電アクチュエー
タ10に蓄積している電荷は、放電時定数調整用抵抗R1を
介して急速に放電する。この放電に伴い、圧電アクチュ
エータ10は、インク室20の内容積を増加する方向へ急速
に変形する。

このとき、インク室20内には、インク供給口23を介し
てインク供給源（図示せず）からのインクが急速に供給
される。そして、圧電アクチュエータ10の急速な動き
で、圧電アクチュエータ10には固有振動の周期で自由振
動が生じるとともに、インクの急速な供給によってイン
ク室20内のインク自体にも自由振動が生じる。

続いて、第６図に示す時間T2（第２インク供給工程）
では、第５図に示す共通駆動波形整形回路51の出力電圧
Pcが、時間T1での電圧降下に比べてゆっくりとした変化
でその電圧値を降下する。

したがって、第３図，第４図に示す圧電アクチュエー
タ10に蓄積している電荷は、放電時定数調整用抵抗R1を
介して徐々に放電する。この放電に伴い、圧電アクチュ
エータ10は、インク室20の内容積を増加する方向へゆっ
くりと変形する。

第６図に示す時間T1の後、急速な変形により圧電アク
チュエータ10には自由振動が残存するが、この自由振動
は、時間T2の間のゆっくりとした変形によって抑制され
る。また、インク室20内のインク自体にも、第６図に示
す時間T1の後、自由振動が生じるが、この自由振動も同
様に時間T2の間に抑制されていく。これら自由振動の制
動作用は、時間T2を圧電アクチュエータ10のもつ固有振
動周期の整数倍とほぼ同一の時間とすることで、特に顕
著にあらわれる。

次に、第６図に示す時間T3（インク噴射工程）では、
駆動信号Ｃが“ハイ”レベルとなり、第５図に示すトラ
ンジスタTr1は“オフ”となる。また、駆動信号Ｃの切
り替わりと同時に、共通駆動波形整形回路51の出力電圧
Pcは、時間T3の間にその電圧値を急速に上昇させる。

したがって、第３図，第４図に示した圧電アクチュエ
ータ10には、放電時定数調整用抵抗R1を介して急速に電
荷が充電される。この充電に伴い、圧電アクチュエータ
10は、インク室20に内容積を減少する方向へ急速に変形
する。その結果、ノズル孔41からインク滴が噴射する。

実験例１ 本発明者らは、第３図，第４図に示した構造のインク
ジェットヘッドを使用して、時間T3（インク噴射工程）
後にインク室20内のインクに生ずる自由振動を抑制する
のに好適な時間T3を求めるため、次の実験を行なった。
その実験に用いた圧電アクチュエータ10の固有振動数
は、インク室20内にインクを充填した状態では、約12μ
ｓであった。

なお、ノズル孔41の直径はφ40μｍで、インク室20の
内容積は0.15mm³であった。さらに、インクは粘度3.1c
p、表面張力43dyn/cmのものを使用した。

この実験では、第６図に示したインク噴射工程の時間
T3を、９μs,12μs,15μｓに設定した。この時間T3後に
インク室20内のインクに残存している自由振動を、モニ
ター用アクチュエータの起電力に変換して検出した結果
を第７図に示す。同図の（ａ）が時間T3＝９μｓ、同図
の（ｂ）が時間T3＝12μｓ、同図の（ｃ）が時間T3＝15
μｓにそれぞれ設定したときの結果を示している。

第７図から明らかなように、時間T3を圧電アクチュエ
ータの固有振動数とほぼ同じ時間（T3＝12μｓ）とした
場合に、最も迅速にインクの自由振動が減衰することが
わかる。

実験例２ また、この発明者らは、第３図，第４図に示した構造
のインクジェットヘッドを使用して、この発明の駆動方
法による同インクジェットヘッドの駆動周期、すなわち
インク噴射動作の繰り返し周期について実験した。

使用したインクジェットヘッドのノズル径，インク室
の内容積、及びインクの粘度，表面張力については、上
記実験例１と同様の条件で行なった。

また、第６図に示した駆動電圧の波形Pv1において、V
a＝15V,Vb＝24V,T1＝12μs,T2＝72μs,T3＝12μｓに設
定し、第８図に示すような駆動周期でインクジェットヘ
ッドを繰り返し駆動した。なお、同時に各駆動周期によ
る駆動でのインク滴の噴射速度を測定した。インク滴の
直径は、φ＝50μｍの調整してこの実験を行なった。

第８図からわかるように、この発明の駆動方法によれ
ば、駆動周期0.25KHzの低速駆動から10KHzの高速駆動ま
で支障なく行なえ、しかも駆動周期が変わってもほぼ一
定のインク噴射速度（5.0m/s前後）を実現することがで
きた。

これは、第１インク供給工程において、急速にインク
を供給し、その後、第２インク供給工程及びインク噴射
工程において、効率的に圧電アクチュエータ並びにイン
ク自体の自由振動を減衰させたことに基づく本発明の特
有の効果と考えられる。

比較例１ 上述した実施例２と同じインクジェットヘッド及びイ
ンクを使用して、実験例２と同様にインクジェットヘッ
ドの駆動周期について実験した。比較例１では、第９図
に示した駆動波形の電圧で圧電アクチュエータ10を駆動
した。すなわち、同図の駆動波形において、最初の87μ
ｓでインクをインク室に供給し、続く10μｓでノズル孔
からインク滴を噴射した。その結果を、第８図に併記す
る。

比較例１では、駆動周期4KHzのときすでにφ50μｍの
インク滴を形成することができなくなった。そこで、駆
動周期4KHz以上は、インク滴の直径をφ30μｍとして実
験した。その場合にも、駆動周期8KHzで、適正なインク
滴の噴射ができなくなった。

なお、この発明者らは、第１インク供給工程を行なう
時間T1も圧電アクチュエータ10の固有振動の周期にほぼ
一致させることにより、第１インク供給工程での圧電ア
クチュエータ10及びインク自体の自由振動が低減し、さ
らに応答性が向上することを確認している。

さらに、この発明者らは、第１インク供給工程によっ
て生じた圧電アクチュエータ10及びインク自体の自由振
動を減衰させる第２インク供給工程は、一定電流で駆動
電圧を徐々に変化させていく、いわゆる定電流駆動が好
ましく、圧電アクチュエータ10の持つ固有振動の数倍の
時間があれば、上記自由振動をほぼ消滅させることがで
きることも確認している。

次に、この発明の第３実施例に係るインクジェットヘ
ッドの駆動方法について詳細に説明する。

この発明の第３実施例に係る駆動方法も、第３図，第
４図に示したインクジェットを、第５図に示した駆動回
路によって駆動するものである。

第10図は、この実施例でインクジェットヘッドを駆動
する際の波形図である。すなわち、同図には、第５図に
示した駆動回路におけるトランジスタTr1への駆動信号
Ｃの波形、共通駆動波形整形回路51の出力電圧Pcの波
形、および圧電アクチュエータ10への駆動電圧Pv1の波
形をそれぞれ示してある。

まず、第10図に示した初期状態である時間T0では、駆
動信号Ｃが“ハイ”レベルとなっており、第５図に示す
トランジスタTr1は“オフ”となっている。また、共通
駆動波形整形回路51の出力電圧Pcは、駆動電源VHよりも
低いレベルのバイアス電圧を出力しており、圧電アクチ
ュエータ10は常に駆動電源VHよりも低いレベルのバイア
ス電圧で充電されている。

このとき、第３図，第４図に示す圧電アクチュエータ
10は、分極方向と同方向の電界によって厚さ方向である
d₃₃モードに変形する。このため、、インク室20の底壁
を形成する振動板21は、インク室20の内容積を減少する
方向に変形し、その状態を保持している。

第10図に示した時間T1（第１インク供給工程）では、
駆動信号Ｃが“ロー”レベルとなり、第５図に示したト
ランジスタTr1が“オン”となる。また、駆動信号Ｃの
切り替わりと同時に、共通駆動波形整形回路51の出力電
圧Pcは、時間T1の間、電圧を急速に降下する。

したがって、圧電アクチュエータ10に蓄積していた電
荷は、放電時定数調整用抵抗R1を介して急速に放電す
る。この放電に伴い、圧電アクチュエータ10は、インク
室20の内容積を増加する方向へ急速に変形する。その結
果、インク室20内には、インク供給口23を介してインク
供給源（図示せず）からのインクが急速に供給される。

このとき、急速な変形によって、圧電アクチュエータ
10には固有振動の周期で自由振動が生じるとともに、イ
ンクの急速な供給によって、インク室20内のインク自体
にも自由振動が生じる。

続いて、第10図に示した時間T2（第２インク供給工
程）では、第５図に示した共通駆動波形整形回路51の出
力電圧Pcが、時間T1での電圧降下に比べゆっくりとした
変化でその電圧値を降下していく。

したがって、圧電アクチュエータ10に蓄積していた電
荷は、放電時定数調整用抵抗R1を介して徐々に放電して
いく。この放電に伴い、圧電アクチュエータ10は、イン
ク室20の内容積を増加する方向へ徐々に変形する。

このとき、時間Ｔでの動作で生じた圧電アクチュエー
タ10の自由振動は、時間T2の間のゆっくりとした変形に
よって抑制される。また、インク室20内のインク自体に
生じた自由振動も同様に、時間T2の間に抑制されてい
く。これら自由振動の制動作用は、時間T2を圧電アクチ
ュエータ10のもつ固有振動周期の整数倍とほぼ同一の時
間とすることで、特に顕著にあらわれる。

次に、第10図に示した時間T3（インク噴射工程）では
駆動信号Ｃが“ハイ”レベルとなり、第５図で示したト
ランジスタTr1は“オフ”となる。また、駆動信号Ｃの
切り替わりと同時に、共通駆動波形整形回路51の出力電
圧Pcは、時間T3の間に、駆動電源VHの電圧まで急速に上
昇する。

したがって、圧電アクチュエータ10は、放電時定数調
整用抵抗R1を介して急速に充電される。この充電に伴
い、圧電アクチュエータ10は、インク室20の内容積を減
少する方向へ急速に変形し、その結果、ノズル孔41から
インク滴を噴射する。

次に、第10図に示した時間T4（復元工程）では、駆動
信号Ｃが“ロー”レベルとなり、第５図に示すトランジ
スタTr1は“オン”となる。また、駆動信号Ｃの切り替
わりと同時に、共通駆動波形整形回路51の出力電圧Pc
は、時間T4の間に駆動電源VHの電圧値からバイアス電圧
まで降下する。

上述した第３実施例の駆動方法によれば、初期のバイ
アス電圧を低く設定できるので、外部環境の湿度が高い
ときやインク滴を噴射しない状態が長く続いたときで
も、圧電アクチュエータ10の電極のリーク電流を少なく
することができる。

なお、駆動周波数の特性は、先に説明した第２実施例
の場合とほぼ同じである。

また、上記第2,第３実施例では、圧電アクチュエータ
として積層タイプの圧電アクチュエータを用いたが、カ
イザー型やシェアモード型の圧電アクチュエータでも、
この発明の駆動方法による効果を同様に得ることができ
る。

次に、この発明の第４実施例に係るインクジェットヘ
ッドの駆動方法について詳細に説明する。

第11図は、圧電アクチュエータに印加する駆動電圧の
波形図である。

この実施例では、上述した第２実施例における第２イ
ンク供給工程で、圧電アクチュエータに印加する電圧の
大きさ及び印加時間を変更することにより、ノズル孔か
ら噴射するインク滴の大きさを調整している。なお、こ
の第４実施例に係る駆動方法も、第３図，第４図に示し
たインクジェットヘッドを、第５図に示した駆動回路に
よって駆動するものである。

まず、第３図，第４図に示した圧電アクチュエータ10
に、第11図に示す電圧を印加しない状態Tsから時間T0で
ゆっくりと分局方向に電圧を加えて、同アクチュエータ
10をインク室の内容積が減少する方向に変形させ、初期
状態を形成する。

ここで、圧電アクチュエータ10の変形量δχは、圧電
歪定数d₃₃と印加電圧V₀と板状圧電材料の積層枚数ｎに
比例して、 δχ＝ｎ×d₃₃×V₀となる。

この発明者らの行なった実験では、圧電歪定数d₃₃＝6
00×10^-12m/V、板状圧電材料の積層数ｎ＝20の圧電アク
チュエータを使用し、時間T0における印加電圧V₀40Vと
して、δχ＝0.5μｍの変形を初期状態において形成し
た。

ここで、第３図，第４図に示した圧電アクチュエータ
10の幅を0.1mm、長さを4mmとしたので、インク室20は、
時間Tsのときに比べ初期状態では内容積が２×10^-13m³
減少している。そして、T0の時間の間、この初期状態を
維持している。

次に、印字指令によって第11図に示す時間T1（第１イ
ンク供給工程）で、圧電アクチュエータ10に蓄積された
電荷を放出し、同アクチュエータ10の変形をもどす。こ
の時間T1は、数μｓから10数μｓの間の非常に短い時間
に設定してあり、急速に圧電アクチュエータ10をインク
室20の内容積が増加する方向に変形させている。

このときの放電曲線は、第３図，第４図に示した圧電
アクチュエータ10の静電容量及び電気抵抗と、第５図に
示した駆動回路の電気抵抗とで決まるCR時定数によって
決定される。

この実施例では、時間T1の間に、圧電アクチュエータ
10の変形量は、CR時定数に応じて、初期状態に比べ20％
から50％の範囲で減少するようにしていた。つまり、イ
ンク室20の内容積は、初期状態に比べ、20％から50％の
範囲で増加する。このインク室20の内容積の増加によ
り、インク室20にインク供給口23を介してインク供給源
（図示せず）からインクが供給される。

続いて、第11図に示す時間T2（第２インク供給工程）
の間、圧電アクチュエータ10に蓄積された電荷を放電
し、インク室20の内容積を増加させる方向に変形させ
る。この変形により、インク室20には、インク供給源
（図示せず）からさらにインクが供給される。ここで、
時間T2は、先の時間T1に比べ十分長い時間とし、圧電ア
クチュエータ10に蓄積された電荷をゆっくりとした速度
でかつ直線的に放電していく。

次に、第11図に示す時間T3（インク噴射工程）で、圧
電アクチュエータ10を急速に充電し、インク室20の内容
積を急速に減少させる。これにより、インク室20の内部
圧力が急速に高まり、ノズル孔41からインク滴が噴射す
る。

インク滴の大きさ（体積）は、第1,第２インク供給工
程で行なわれたインク室20内へのインク供給量に比例す
る。このインク供給量は、圧電アクチュエータ10に印加
する駆動電圧の大きさ及び印加時間によって決まる。

ここで、圧電アクチュエータ10に印加する駆動電圧の
大きさのみを変更した場合、駆動電圧値の大きさでイン
クの供給量が変化するが、インク室20へのインク供給に
は量に比例した時間を要するため、インク供給工程終了
直後のインク室20内のインクの在留振動の状態は、イン
ク供給量によって異なる。

具体的には、少量のインク供給では、残留振動が収ま
った状態でインクの噴射動作が行なわれるが、多量のイ
ンク供給では、振幅の大きな振動が残留した状態でイン
クの噴射動作が行なわれる。このように、インクの振動
状態の異なった状態で噴射が行なわれると、インク滴の
噴射速度が変化してしまう。

そこで、この実施例では、圧電アクチュエータ10に印
加する駆動電圧の大きさV2及び印加時間T2の双方を変更
することにより、インク室20内へのインク供給量を調整
している。これにより、インク供給量と、インク供給工
程で生じたインク室20のインクの振動状態とを、適当な
印加時間T2の設定によって調整できる。このため、イン
ク液滴の大きさに依存しない一定速度で安定した噴射が
可能となる。

また、この実施例では、短時間で終了させる必要にあ
る第１インク供給工程の時間T1をそのままにしておき、
ゆっくりとした時間に設定する第２インク供給工程で、
上記のようなインク供給量の調整を行なうようにしてい
るので、一層容易にインク滴の大きさを調整することが
できる。

例えば、インク滴を大きくする場合には、第２インク
供給工程で圧電アクチュエータ10に印加する駆動電圧V2
及びその印加時間T2を、それぞれ第11図にV2′,T2′で
示すように変更すればよい。

インク噴射工程は、第11図に示す時間T3で行ない、こ
の間に圧電アクチュエータ10を急速に充電し、インク室
20の内容積を急速に減少させる。これにより、インク室
20の内部圧力を急速に高めて、ノズル孔41からインク滴
を噴射させる。第２インク供給工程での駆動電圧及びそ
の印加時間をV2′,T2′としたときは、インク噴射工程
は時間T3′で行なうことになる。

インク噴射工程の時間T3（T3′）は、圧電アクチュエ
ータ10の剛性と質量、及びインクが満たされた状態でイ
ンク室20の内容積等で決定される圧電アクチュエータ10
の固有振動の周期とほぼ同一にしてある。このように固
有振動の周期でインク室20からインク滴を押し出すと、
インク滴噴射後にインク室20内に生じるインク液の振動
を少なくすることができる。

第11図に示すように、駆動電圧V2′は、小さなインク
滴を噴射する場合の駆動電圧V2より大きいので、該駆動
電圧V2′からインク噴射工程を行なうとき、インク滴に
加わるエネルギーが大きくなる。このため、インク滴の
噴射速度が速くなり、大きなインク滴でも記録媒体への
到達時間を遅延させることがない。

実験例３ 本発明者らは、第３図，第４図に示した構造のインク
ジェットヘッドを使用して、上記第４実施例の駆動方法
の効果を確認した。

第12図は、この実験例での圧電アクチュエータの駆動
波形を示す波形図である。

この波形図に示した第２インク供給工程における圧電
アクチュエータ10への駆動電圧の大きさV2及び印加時間
T2を変更して、ノズル孔から噴射するインク滴の大きさ
（直径）と記録媒体（普通紙）に付着したインクの画素
径とを測定した。

なお、圧電アクチュエータへの初期状態における印加
電圧V0を40V、第１インク供給工程における印加電圧V1
を12.6V、第１インク供給工程の時間T1を15.4μｓ、イ
ンク噴射工程の時間T3を８μｓに設定した。

使用したインクジェットヘッドは、先に説明した実験
例１と同様、圧電アクチュエータ10の固有振動数を約12
μｓ、ノズル孔の直径をφ40μｍ、インク室の内容積を
0.15mm³である。また使用したインクの粘度は3.1cp、表
面張力は43dyn/cmである。

第２インク供給工程における圧電アクチュエータへの
駆動電圧の大きさV2及び印加時間T2を、第13図に示す値
に設定してこの実験を行なった結果、同図に示すような
インク滴径及びインクの画素径が得られた。なお、同図
には、併せて測定したインク滴の噴射速度を併記した。

第13図の結果をグラフにしたのが第14図である。この
図からわかるように、インク滴径及びインクの画素径
を、ほぼ直線的に変化させることができた。また、第13
図に併記したとおり、インク滴の噴射速度は、いずれの
インク滴径及びインクの画素径においてもほぼ一定の速
度（5.0m/s前後）であった。

なお、圧電アクチュエータに印加する電圧の大きさ及
び印加時間を変更することにより、ノズル孔から噴射し
たインク滴の大きさを調整するこの発明は、積層タイプ
以外の圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッ
ドにも適用できる。

また、上述した第４実施例において、インク供給工程
を第１インク供給工程及び第２インク供給工程に分けず
にインクジェットヘッドを駆動する場合には、該インク
供給工程で圧電アクチュエータに印加する電圧の大きさ
及び印加時間を変更すればよい。

さらに、第16図に示した従来の駆動方法のように、初
期状態からインク供給工程，インク噴射工程を経てイン
クを噴射する場合は、インク供給工程において圧電アク
チュエータに印加する駆動電圧の大きさ及び印加時間を
変更するようにすればよい。

さらにまた、初期状態における圧電アクチュエータの
電位は、この発明の駆動方法に何ら影響を及ぼすもので
はない。

産業上の利用可能性 この発明は、各種のインクジェットプリンタにおける
インク噴射用のプリンタヘッドの駆動に利用することが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055

Claims (27)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電アクチュエータを電圧の印加により変
   形駆動することでインク室の内容積を変化させ、該イン
   ク室に連通するインク供給源からのインク供給動作、及
   び前記インク室に連通するノズル孔からのインク滴の噴
   射動作を行なうインクジェットヘッドの駆動方法におい
   て、 前記インク室内にインクを供給するインク供給工程と、
   前記インク室の内容積を急激に減少させる方向に前記圧
   電アクチュエータを変形駆動して、前記ノズル孔からイ
   ンク滴を噴射するインク噴射工程とを含み、 前記インク供給工程が、初期状態に比べ前記インク室の
   内容積を増加させるように前記圧電アクチュエータを変
   形駆動する第１インク供給工程と、前記第１インク供給
   工程に比べ十分に低速で、前記インク室の内容積を駆動
   時間に比例して直線的に増加させるように前記圧電アク
   チュエータを変形駆動する第２インク供給工程とを含む
   ことを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
2. 【請求項２】前記インク供給工程において、前記圧電ア
   クチュエータへの駆動電圧の大きさを時間とともに変化
   させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のイン
   クジェットヘッドの駆動方法。
3. 【請求項３】前記第２インク供給工程において、前記圧
   電アクチュエータに流れる電流値を一定にしたまま前記
   圧電アクチュエータへの駆動電圧を徐々に大きくしてい
   くことにより、前記第１インク供給工程に比べ十分に低
   速な圧電アクチュエータの変形駆動を行なうことを特徴
   とする請求の範囲第１項に記載のインクジェットヘッド
   の駆動方法。
4. 【請求項４】前記インク噴射工程において、前記圧電ア
   クチュエータの駆動時間を、前記圧電アクチュエータの
   固有振動の周期とほぼ同一にしたことを特徴とする請求
   の範囲第１項に記載のインクジェットヘッドの駆動方
   法。
5. 【請求項５】前記第２インク供給工程において、前記圧
   電アクチュエータの駆動時間を、前記圧電アクチュエー
   タが有する固有振動の半周期の整数倍とほぼ同一にした
   ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のインクジェ
   ットヘッドの駆動方法。
6. 【請求項６】圧電材料と電極とを交互に積層してなる圧
   電アクチュエータに圧電歪定数d₃₃を持たせ、該圧電ア
   クチュエータを電圧の印加により変形駆動することでイ
   ンク室の内容積を変化させ、該インク室に連通するイン
   ク供給源からのインク供給動作、及び前記インク室に連
   通するノズル孔からのインク滴の噴射動作を行なうイン
   クジェットヘッドの駆動方法において、 初期状態で、前記圧電アクチュエータに対して前記圧電
   材料の分極方向と同じ方向に電圧を印加することによ
   り、前記インク室の内容積を減少させておくとともに、 初期状態に比べ前記インク室の内容積を増加させるよう
   に前記圧電アクチュエータを変形駆動して、前記インク
   室内にインクを供給する第１インク供給工程と、 前記第１インク供給工程に比べ十分に低速で、前記イン
   ク室の内容積を駆動時間に比例して直線的に増加させる
   ように、前記圧電アクチュエータを変形駆動して、前記
   インク室内にインクを供給する第２インク供給工程と、 前記インク室内へのインク供給を終了した後、前記イン
   ク室の内容積を急激に減少させる方向に前記圧電アクチ
   ュエータを変形駆動して、前記ノズル孔からインク滴を
   噴射させるインク噴射工程とを含むことを特徴とするイ
   ンクジェットヘッドの駆動方法。
7. 【請求項７】前記第１又は第２インク供給工程におい
   て、前記圧電アクチュエータへの駆動電圧の大きさを時
   間とともに変化させることを特徴とする請求の範囲第６
   項に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
8. 【請求項８】前記第２インク供給工程において、前記圧
   電アクチュエータに流れる電流値を一定にしたまま前記
   圧電アクチュエータへの駆動電圧を徐々に大きくしてい
   くことにより、前記第１インク供給工程に比べ十分に低
   速な圧電アクチュエータの変形駆動を行なうことを特徴
   とする請求の範囲第６項に記載のインクジェットヘッド
   の駆動方法。
9. 【請求項９】前記インク噴射工程において、前記圧電ア
   クチュエータの駆動時間を、前記圧電アクチュエータの
   固有振動の周期とほぼ同一にしたことを特徴とする請求
   の範囲第６項に記載のインクジェットヘッドの駆動方
   法。
10. 【請求項１０】前記第２インク供給工程において、前記
    圧電アクチュエータの駆動時間を、前記圧電アクチュエ
    ータが有する固有振動の半周期の整数倍とほぼ同一にし
    たことを特徴とする請求の範囲第６項に記載のインクジ
    ェットヘッドの駆動方法。
11. 【請求項１１】前記インク噴射工程の終了後、前記圧電
    アクチュエータを制御することにより、前記インク室の
    内容積を初期状態に復元する復元工程を含めたことを特
    徴とする請求の範囲第６項に記載のインクジェットヘッ
    ドの駆動方法。
12. 【請求項１２】（削除）
13. 【請求項１３】（削除）
14. 【請求項１４】（削除）
15. 【請求項１５】圧電アクチュエータを電圧の印加により
    変形駆動することでインク室の内容積を変化させ、該イ
    ンク室に連通するインク供給源からのインク供給動作、
    及び前記インク室に連通するノズル孔からのインク滴の
    噴射動作を行なうインクジェットヘッドの駆動方法にお
    いて、 前記インク室内にインクを供給するインク供給工程と、
    前記インク室の内容積を急激に減少させる方向に前記圧
    電アクチュエータを変形駆動して、前記ノズル孔からイ
    ンク滴を噴射するインク噴射工程とを含み、 前記インク供給工程が、初期状態に比べ前記インク室の
    内容積を増加させるように前記圧電アクチュエータを変
    形駆動する第１インク供給工程と、前記第１インク供給
    工程に比べ十分に低速で、前記インク室の内容積を直線
    的に増加させるように前記圧電アクチュエータを変形駆
    動する第２インク供給工程とを含み、 かつ、前記第２インク供給工程において前記圧電アクチ
    ュエータの駆動電圧の大きさ及び駆動時間を変更するこ
    とにより、前記ノズル孔から噴射したインク滴の大きさ
    を調整することを特徴とするインクジェットヘッドの駆
    動方法。
16. 【請求項１６】前記インク供給工程において、前記圧電
    アクチュエータへの駆動電圧の大きさを時間とともに変
    化させることを特徴とする請求の範囲第15項に記載のイ
    ンクジェットヘッドの駆動方法。
17. 【請求項１７】前記第２インク供給工程において、前記
    圧電アクチュエータに流れる電流値を一定にしたまま前
    記圧電アクチュエータへの駆動電圧を徐々に大きくして
    いくことにより、前記第１インク供給工程に比べ十分に
    低速な圧電アクチュエータの変形駆動を行なうことを特
    徴とする請求の範囲第15項に記載のインクジェットヘッ
    ドの駆動方法。
18. 【請求項１８】前記インク噴射工程において、前記圧電
    アクチュエータの駆動時間を、前記圧電アクチュエータ
    の固有振動の周期とほぼ同一にしたことを特徴とする請
    求の範囲第15項に記載のインクジェットヘッドの駆動方
    法。
19. 【請求項１９】前記第２インク供給工程において、前記
    圧電アクチュエータの駆動時間を、前記圧電アクチュエ
    ータが有する固有振動の半周期の整数倍とほぼ同一にし
    たことを特徴とする請求の範囲第15項に記載のインクジ
    ェットヘッドの駆動方法。
20. 【請求項２０】（削除）
21. 【請求項２１】（削除）
22. 【請求項２２】（削除）
23. 【請求項２３】圧電材料と電極とを交互に積層してなる
    圧電アクチュエータに圧電歪定数d₃₃を持たせ、該圧電
    アクチュエータを電圧の印加により変形駆動することで
    インク室の内容積を変化させ、該インク室に連通するイ
    ンク供給源からのインク供給動作、及び前記インク室に
    連通するノズル孔からのインク滴の噴射動作を行なうイ
    ンクジェットヘッドの駆動方法において、 初期状態で、前記圧電アクチュエータに対して前記圧電
    材料の分極方向と同じ方向に電圧を印加することによ
    り、前記インク室の内容積を減少させておくとともに、 初期状態に比べ前記インク室の内容積を増加させるよう
    に前記圧電アクチュエータを変形駆動して、前記インク
    室内にインクを供給する第１インク供給工程と、 前記圧電アクチュエータに対して前記第１インク供給工
    程に比べ十分に低速で、前記インク室の内容積を直線的
    に増加させるように電圧を印加して、前記インク室内に
    インクを供給する第２インク供給工程と、 前記インク室内へのインク供給を終了した後、前記イン
    ク室の内容積を急激に減少させるように前記圧電アクチ
    ュエータを変形駆動して、前記ノズル孔からインク滴を
    噴射させるインク噴射工程とを含み、 且つ、前記第２インク供給工程において前記圧電アクチ
    ュエータの駆動電圧の大きさ及び駆動時間を変更するこ
    とにより、前記ノズル孔から噴射したインク滴の大きさ
    を調整することを特徴とするインクジェットヘッドの駆
    動方法。
24. 【請求項２４】前記第１又は第２インク供給工程におい
    て、前記圧電アクチュエータの駆動電圧の大きさを時間
    とともに変化させることを特徴とする請求の範囲第23項
    に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
25. 【請求項２５】前記第２インク供給工程において、前記
    圧電アクチュエータの電流値を一定にしたまま前記圧電
    アクチュエータの駆動電圧を徐々に大きくしていくこと
    により、前記第１インク供給工程に比べ十分に低速な圧
    電アクチュエータの変形駆動を行なうことを特徴とする
    請求の範囲第23項に記載のインクジェットヘッドの駆動
    方法。
26. 【請求項２６】前記インク噴射工程において、前記圧電
    アクチュエータの駆動時間を、前記圧電アクチュエータ
    の固有振動の周期とほぼ同一にしたことを特徴とする請
    求の範囲第23項に記載のインクジェットヘッドの駆動方
    法。
27. 【請求項２７】前記第２インク供給工程において、前記
    圧電アクチュエータの駆動時間を、前記圧電アクチュエ
    ータが有する固有振動の半周期の整数倍とほぼ同一にし
    たことを特徴とする請求の範囲第23項に記載のインクジ
    ェットヘッドの駆動方法。