JP4572916B2

JP4572916B2 - バイアス電圧の決定方法、電圧印加方法、及び液滴吐出装置

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Publication number: JP4572916B2
Application number: JP2007236640A
Authority: JP
Inventors: 信二瀬戸
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: US20090066738A1; JP2009066853A; US7669949B2

Description

この発明は、バイアス電圧の決定方法、電圧印加方法、及び液滴吐出装置に関する。

従来、記録媒体に対して吐出口からインク液を吐出して画像を形成するインクジェットプリンタ等の液滴吐出装置が知られている。

この種の液滴吐出装置には、駆動回路から、例えば、ピエゾ素子等の圧電体に対して一定の電圧レベルの定電圧（バイアス電圧）に予め定められた駆動波形の電圧を重畳した駆動電圧を印加して圧電体を変形させてインク液が充填される圧力発生室に体積変化を発生させることによってインクを吐出させるものがある。

ところで、この圧電体には、バイアス電圧の電圧レベルによって変形量や静電容量が変化するものがある。

特許文献１には、バイアス電圧の電圧レベルを圧電体の変形量が最も大きくなる値又はその値に近い値とすることにより、インクの吐出特性を向上させる技術が開示されている。

また、特許文献２には、バイアス電圧の電圧レベルの変化に対する圧電体の静電容量の変化（ＣＶ曲線）を求め、インク滴を吐出させる際に圧電体に供給すべき駆動電圧の電圧幅でＣＶ曲線を積分することで得られる積分値が最大となるような積分の開始電圧及び終了電圧を求めて駆動電圧を決定することにより、圧電体を効率良く駆動させる技術が開示されている。
特開２００６−３２１００号公報特開２００３−３１９６６９号公報

本発明は、エネルギー効率を向上させたバイアス電圧の決定方法、電圧印加方法、及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明のバイアス電圧の決定方法は、電圧が印加されることにより変形して液滴を吐出させ、一定の電圧レベルの定電圧と正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧が印加された場合に当該定電圧の電圧レベルに応じて静電容量及び変形量の少なくとも一方が変化する圧電体に対して、前記定電圧の電圧レベルを変えつつ前記重畳電圧を印加して各定電圧の電圧レベル毎に静電容量及び変形量を測定し、前記定電圧の電圧レベル毎に、測定された前記圧電体の前記変形量の二乗を前記静電容量で除算して得られる値が最大値となる前記定電圧の電圧レベルを基準電圧レベルとして、前記液滴を吐出させる際に前記圧電体に対して印加される一定のバイアス電圧の電圧レベルを前記基準電圧レベルを基準として±５０％以内に決定するものである。
請求項２に記載の発明の電圧印加方法は、電圧が印加されることにより変形して液滴を吐出させ、一定の電圧レベルの定電圧と正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧が印加された場合に当該定電圧の電圧レベルに応じて静電容量及び変形量の少なくとも一方が変化する圧電体に対して、前記定電圧の電圧レベルを変えつつ前記重畳電圧を印加して各定電圧の電圧レベル毎に静電容量及び変形量を測定し、前記定電圧の電圧レベル毎に、測定された前記圧電体の前記変形量の二乗を前記静電容量で除算して得られる値が最大値となる前記定電圧の電圧レベルを基準電圧レベルとして、前記液滴を吐出させる際に前記圧電体に対して印加される一定のバイアス電圧の電圧レベルを前記基準電圧レベルを基準として±５０％以内に決定し、前記液滴を吐出させる際に、決定された電圧レベルのバイアス電圧に、予め定められた駆動波形の電圧を重畳した駆動電圧を前記圧電体に印加するものである。
請求項３に記載の発明の液滴吐出装置は、電圧が印加されることにより変形して液滴を吐出させ、一定の電圧レベルの定電圧と正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧が印加された場合に当該定電圧の電圧レベルに応じて静電容量及び変形量の少なくとも一方が変化する圧電体と、前記圧電体に対して、前記定電圧の電圧レベルを変えつつ前記重畳電圧を印加して各定電圧の電圧レベル毎に静電容量及び変形量を測定し、前記定電圧の電圧レベル毎に、測定された前記圧電体の前記変形量の二乗を前記静電容量で除算して得られる値が最大値となる前記定電圧の電圧レベルを基準電圧レベルとして、当該基準電圧レベルを基準として±５０％以内に電圧レベルが定められた一定のバイアス電圧と予め定められた駆動波形の電圧を重畳した駆動電圧を前記液滴を吐出させる際に前記圧電体に印加する電圧印加手段と、を備えている。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記駆動電圧に代えて、前記電圧印加手段が、前記液滴を吐出させる際に、最高電圧と最低電圧の各電圧レベルの平均が前記基準電圧レベルを基準として±５０％以内とされた駆動波形の駆動電圧を前記圧電体に印加するものである。

さらに、請求項５に記載の発明は、請求項３及び請求項４に記載の発明において、前記圧電体が、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分としたリラクサー系材料により構成されたものである。

請求項１、請求項２、及び請求項３に記載の発明によれば、圧電体を少ないエネルギーでより効率良く駆動させることができるため、エネルギー効率を向上させることができる、という優れた効果を有する。

また、請求項４に記載の発明によれば、液滴を吐出させる際に圧電体をより少ないエネルギーでより効率良く駆動させることができるため、エネルギー効率を向上させることができる、という優れた効果を有する。

さらに、請求項５に記載の発明によれば、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分としたリラクサー系材料により構成された圧電体では、一定の電圧レベルの定電圧と正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧が印加された場合に当該定電圧の電圧レベルに応じて静電容量及び変形量の少なくとも一方が変化するため、本発明を適用することにより、エネルギー効率を向上させることができる、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、本発明をインクジェットプリンタに適用した場合について説明する。

図１には、本実施の形態に係るインクジェットプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）１０の構成が示されている。

同図に示されるように、プリンタ１０は、装置全体の動作を制御するコントローラ１２と、所定の駆動波形の駆動電圧を生成して後述する液滴吐出ヘッド２０を駆動させる制御を行う駆動制御回路１６と、複数のノズルが設けられた液滴吐出ヘッド２０と、を備えている。

コントローラ１２は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えており、図示しない外部装置から画像データが入力されると、当該画像データに対してハーフトーン処理等の各種画像処理を行って画素を構成するドット毎のドットデータを生成する。そして、コントローラ１２は、生成したドットデータに基づいて液滴吐出ヘッド２０の各ノズルからの液滴の吐出／不吐出を指定した複数ラインの制御信号を駆動制御回路１６へ順次出力する。

図２には、本実施の形態に係る駆動制御回路１６及び液滴吐出ヘッド２０の概略構成が示されている。

同図に示されるように、液滴吐出ヘッド２０は、複数の圧力室４６及び複数の圧電体５２を備えている。

圧力室４６には、図示しないインクカートリッジから適量のインクが供給され、一時的にインクが蓄えられる。また、各圧力室４６はそれぞれ個別にノズル（不図示）を介して外部とつながっている。

各圧力室４６の壁面の一部は、振動板４６Ａとして構成されており、当該振動板４６Ａには圧電体５２が取り付けられている。

駆動制御回路１６は、液滴吐出ヘッド２０の各ノズルにそれぞれ対応して設けられた各圧電体５２とそれぞれ配線によって個別に電気的に接続されており、それぞれの配線毎に通電のオン／オフを個別に制御するスイッチ回路５４を内蔵している。また、駆動制御回路１６は、所定の駆動波形の駆動電圧を生成する駆動電圧生成回路５６を内蔵している。駆動制御回路１６は、コントローラ１２より入力される複数ラインの制御信号に応じて各スイッチ回路５４をオン／オフさせることにより、生成した駆動電圧の各圧電体５２への印加を制御する。

圧電体５２は、駆動制御回路１６より供給された駆動電圧が印加されて変形することにより振動板４６Ａに対する押圧力を変化させて圧力室４６内に体積変化を発生させる。液滴吐出ヘッド２０は、圧力室４６内の体積変化により発生するインクの振動波（圧力波）によって圧力室４６内に蓄えられたインクがノズルから吐出される。

本実施の形態では、圧電体５２をチタン酸ジルコン酸鉛を主成分としたリラクサー系材料により構成している。ここで、主成分とは、７０％以上の含有率を有することである。このように構成された圧電体５２では、一定の電圧レベルのバイアス電圧と正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧が印加された場合に当該バイアス電圧の電圧レベルに応じて静電容量及び変形量の少なくとも一方が変化する。

例えば、図３に示すような一定の電圧レベルのバイアス電圧と１０ｋＨｚでかつピークツーピークの電圧が５Ｖの正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧を、バイアス電圧を変えながら圧電体５２に印加して当該圧電体５２の変形量δの測定した場合のバイアス電圧と変形量δの関係の一例が図４に示されている。なお、この変形量δは、例えば、レーザードップラー振動計を用いて、圧力室内の振動板の動作を測定することに求めることができる。

図４に示されるように、変形量δは、バイアス電圧に応じてグラフ１のように変化する。

背景技術において説明した特許文献１では、図４の示されるグラフ１において最も高い電圧レベルをバイアス電圧として用いている。

一方、例えば、図５に示すような一定の電圧レベルのバイアス電圧と１ｋＨｚでかつピークツーピークの電圧が１Ｖの正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧を、バイアス電圧変えながら圧電体５２に印加して当該圧電体５２の静電容量Ｃ_ｐの測定した場合のバイアス電圧と静電容量Ｃ_ｐの関係の一例が図６に示されている。

図６に示されるように、静電容量Ｃ_ｐは、バイアス電圧に応じてグラフ２のように変化する。

ここで、本発明者は、鋭意検討を行なった結果、圧電体５２に駆動電圧が印加された際の圧電体５２の変形による圧力室４６内の排除体積ΔＱと、当該圧電体５２を駆動させるための電気的な投入エネルギーＪとの間に以下の（１）式に示すような関係があることを見出した。

ここで、
ε：圧電体の比誘電率
ε_０：真空誘電率
ｔ：圧電体及び振動板の厚さ
ｔ_ｐ：圧電体の厚さ
υ：振動板のポアソン比
ｄ_３１：圧電定数（横効果）
ｗ：振動板の幅
ｌ：振動板の長さ
以下、この（１）式の導出について説明する。

振動板４６Ａの幅ｗが長さｌに対して十分に小さい場合（ｗ＜＜ｌ（平面応力状態））、圧電体５２は、単純な２次元モデルとして、図７に示すような両端固定梁が均等布加重を受けるモデルに置き換えることができる。なお、図７の紙面横方向（ｘ方向）の距離を圧電体５２の厚さｗとし、紙面垂直方向（ｙ方向）の距離を圧電体５２の長さｌとする。

このモデルにおいて梁の撓みδは以下の（２）式のように表わされる。

これにより、圧力室４６の体積変化量ΔＱは以下の（３）式のように表わされる。

この（３）式に上記（１）式及び断面２次モーメントＩを代入すると、以下の（４）式のように表わされる。

ここで、
Ｅ：振動板のヤング率
ｐ：等分布加重
次に、この（４）式中の等分布加重ｐに関して考える。両端固定梁において固定端部の曲げモーメントＭは以下の（５）式のように表わされる。

また、圧電体５２に発生する発生応力σ_ｐは、圧電体５２の厚さをｔ_ｐとし、圧電体５２に印加される電圧をＶとし、圧電定数（横効果）をｄ_３１とすると、以下の（６）式のように表わされる。

さらに、曲げモーメントＭは、断面係数ｚと発生応力σ_ｐとの積であるので、以下の（７）式のように表わされる。
Ｍ＝ｚσ_ｐ・・・（７）
この（７）式に上記（６）式を代入すると、以下の（８）式のように表わされる。

上記（５）式に（８）式を代入して、均等布加重ｐについての式に変形すると、均等布加重ｐは、以下の（９）式のように表わされる。

次に、以上の結果を踏まえて投入エネルギーＪを求める
投入エネルギーＪは、圧電体５２の静電容量Ｃ_ｐにより、以下の（１０）式のように表わされる。

静電容量Ｃ_ｐは、圧電体５２の比誘電率をεとし、真空誘電率をε_０（＝８．８５４×１０^−１２［Ｆ／ｍ］）とすると、以下の（１１）式のように表わされる。

また、駆動電圧Ｖは、上記（４）式に上記（９）式を代入して、Ｖについての式に変形すると、以下の（１２）式のように表わされる。

そして、上記（１０）式に（１１）式及び（１２）式を代入すると、（１）式が導出される。

この（１）式において、第二項は圧電体５２の圧電体材料の物性値により定まり、第三項は圧電体５２の形状により定まる。

この（１）式から解るように、必要な排除体積ΔＱを得るための投入エネルギーＪを小さくするためには、第二項を小さくすればよく、そのためには、圧電体５２の比誘電率εを、圧電横効果の圧電定数ｄ_３１の２乗で除した値を小さくすることが望ましい。

一方、図８には、図４に示すグラフ１と図６に示すグラフ２の結果を使用して変形量δの二乗を静電容量Ｃ_ｐで除算（δ^２／Ｃ_ｐ）することにより得られる値とバイアス電圧との関係を示したグラフ３が示されている。

ここで、変形量δは圧電定数ｄ_３１と比例する関係（δ∝Ｄ_３１）にあり、静電容量Ｃ_ｐは比誘電率εと比例する関係（Ｃ_ｐ∝ε）にある。このため、（１）式から、グラフ３の縦軸は同じ排除体積ΔＱを得るための投入エネルギーＪの大きさに相関することになる。図８に示すグラフ３の場合は、２５Ｖが最大値となり、この場合に上記（１）式の第二項が最も小さくなるため、最も効率が良くなる。

図９は、本実施の形態に係る駆動電圧生成回路５６により生成される駆動電圧の駆動波形の一例が示されている。

本実施の形態に係る駆動電圧生成回路５６は、バイアス電圧を２５Ｖとして、当該バイアス電圧に、吐出させるインクの滴量に応じて予め定められた駆動波形の電圧を重畳した駆動電圧を生成する。

なお、本実施の形態に係る駆動電圧生成回路５６は、グラフ３で値が最大値となる２５Ｖをバイアス電圧としているが、グラフ３で値が最大値となる電圧レベルを基準電圧レベルとして、当該基準電圧レベルを含む所定範囲の電圧レベルのバイアス電圧に、予め定められた駆動波形の電圧を重畳した駆動電圧を生成するようにしてもよい。この所定範囲は、圧電体５２の特性や液滴吐出ヘッド２０の構成等に応じて適宜定めればよく、基準電圧レベルを基準として±５０％以内とすることが好ましく、基準電圧レベルを基準として±３０％以内とすることがさらに好ましい。

これにより、少ない投入エネルギーＪで効率良く圧電体５２を駆動させることができるため、省電力化が可能となる。

次に、図１０を参照して、図示しない外部装置から画像データが入力された際のプリンタ１０の作用を説明する。なお、図１０は、図示しない外部装置から画像データが入力された際にコントローラ１２によって実行される画像記録処理の流れを示すフローチャートである。

ステップ１００では、図示しない外部装置から入力した画像データに対してハーフトーン処理等の各種画像処理を行って、画素を構成するドット毎のドットデータを作成する。

次のステップ１０２では、作成したドットデータに基づいて液滴吐出ヘッド２０の各ノズルの液滴を吐出／不吐出を指定した複数ラインの制御信号を駆動制御回路１６へ出力する。

駆動制御回路１６は、駆動電圧生成回路５６において図９に示したような駆動波形の駆動電圧を生成しており、コントローラ１２から複数ラインの制御信号が入力されると、当該制御信号に応じて内蔵する各スイッチ回路５４をオン／オフする。これにより、オンとなったスイッチ回路に接続された圧電体５２に駆動電圧生成回路５６より供給される駆動電圧が印加される。

駆動電圧が印加された圧電体５２は、印加された駆動電圧の駆動波形に応じて変形することにより圧力室４６内の体積変化を発生させ、圧力室４６内に振動波を発生させることによりノズルから液滴を吐出させる。

次のステップ１０４では、作成したドットデータにより示される画像の記録が終了したか否かを判定し、否定判定であった場合は上述したステップ１０２へ戻ってドットデータに基づく画像の記録を継続する一方、肯定判定であった場合は本画像記録処理は終了となる。

以上のように本実施の形態によれば、圧電体を少ないエネルギーでより効率良く駆動するため、プリンタ１０が少ないエネルギーで効率良く駆動する。

なお、本実施の形態では、駆動電圧生成回路５６により駆動電圧として基準電圧レベルを含む所定範囲の電圧レベルのバイアス電圧に、予め定められた駆動波形の電圧を重畳した電圧を生成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１１に示すように、最高電圧Ｖ_ｍａｘと最低電圧Ｖ_ｍｉｎの各電圧レベルの平均が基準電圧レベルから予め定められた範囲（図１１では、Ｖ_ｍｉｎとＶ_ｍｉｎの平均値が２５Ｖ）とされた駆動波形の駆動電圧を生成して圧電体５２に印加するようにしてもよい。この予め定められた範囲は、圧電体５２の特性や液滴吐出ヘッド２０の構成等に応じて適宜定めればよい。このように、駆動電圧の平均を基準電圧レベルに近い電圧レベルすることにより、インクを吐出させる際に少ない投入エネルギーＪでより効率良く圧電体５２が駆動する。

また、本実施の形態では、インクジェットプリンタで広く使用されているユニモルフ型の液滴吐出ヘッド２０（図２参照。）を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１２に示すように、インクジェットプリンタで広く使用されている、複数積層された圧電体５２により振動板４６Ａを押圧するＰｕｓｈ型の液滴吐出ヘッドに適用してもよい。

図１３は、図１２に示すＰｕｓｈ型の液滴吐出ヘッドをモデル化した図である。

ここで、
ｗ_ｐ：圧電体の幅
ｔ_ｖ：振動板の厚さ
ｗ：振動板の幅
ｌ：振動板の長さ（図中奥行き）
ｄ_３３：圧電定数（縦効果）
このＰｕｓｈ型の液滴吐出ヘッドにおいて投入エネルギーは、以下の（１３）式に示されるように、圧電体の誘電率（∝静電容量）を、圧電縦効果の圧電定数（ｄ_３３）の２乗で除算した値に比例する。

また、Ｐｕｓｈ型の液滴吐出ヘッドで圧電横効果を振動板の変形に使用する場合は（１３）式中のｄ_３３をｄ_３１に変更した形となる。

この（１３）式から解るように、Ｐｕｓｈ型の液滴吐出ヘッドにおいてもユニモルフ型の液滴吐出ヘッド２０と同様の駆動方法とすることで低電力化が可能となる。

さらに、図１４に示すように、インクジェットプリンタで広く使用されている、圧電体５２によって圧力室４６の壁を形成し、圧電体５２を変形させることにより圧力室４６内の体積変化を発生させるＷａｌｌ型の液滴吐出ヘッドに適用してもよい。

図１５は、図１４に示すＷａｌｌ型の液滴吐出ヘッドをモデル化した図である。

ここで、
ｗ_ｐ：圧電体の幅
ｔ：圧力室の高さ
ｌ：圧力室の長さ（図中奥行き）
ｄ_１５：圧電定数
このＷａｌｌ型の液滴吐出ヘッドにおいて投入エネルギーは、以下の（１４）式に示されるように、圧電体の誘電率（∝静電容量）を、圧電せん断効果の圧電定数（ｄ_１５）の２乗で除した値に比例する。

また、Ｗａｌｌ型の液滴吐出ヘッドで圧電横効果や縦効果を変形に使用する場合は（１４）式中のｄ_１５をｄ_３１またはｄ_３３に変更した形となる。

この（１４）式から解るように、Ｗａｌｌ型の液滴吐出ヘッドにおいてもユニモルフ型の液滴吐出ヘッド２０と同様の駆動方法とすることで低電力化が可能となる。

また、本実施の形態では、駆動電圧生成回路５６において生成する駆動波形を１種類とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、駆動制御回路１６が、駆動電圧生成回路５６において圧力室４６の体積を収縮状態で維持する保持時間をそれぞれ変えて吐出される液滴の量が異なる３種類（例えば、大滴、中滴、小滴）となるように予め駆動波形が定められた駆動電圧１〜３を生成し、コントローラ１２より入力される複数ラインの制御信号に応じて各圧電体５２に駆動電圧１〜３を選択的に印加可能とし、コントローラ１２が、記録するドットの濃度に応じた制御信号を出力することによりノズルから吐出される液滴の量を変化させるものとしてもよい。

また、本発明は、液滴吐出ヘッド２０を主走査方向に往復移動させながら、記録用紙に対して画像を記録するプリンタ１０に適用してもよく、また、液滴吐出ヘッド２０を記録用紙の幅より幅広とした長尺ヘッドとして、多数のノズルが記録用紙の幅方向に沿って設けられたものとし、記録用紙を副走査方向へ相対的に移動させながら、当該液滴吐出ヘッド２０の各ノズルから液滴を吐出することにより記録用紙の全幅を一括で記録するプリンタ１０に適用してもよい。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

その他、本実施の形態で説明したプリンタ１０の構成（図１参照。）、液滴吐出ヘッド２０の構成（図２、図１２、及び図１４参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

また、本実施の形態で説明した圧電体のバイアス電圧の変化に対する変形量、静電容量の特性（図４、及び図６参照。）及び駆動波形（図９、及び図１１参照。）も一例であることは言うまでもない。

また、本実施の形態で説明した画像記録処理（図１０参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

また、本実施形態で説明したプリンタ１０は、記録媒体上へ画像（文字を含む）を記録するものであったが、本発明のプリンタ１０は、これに限定されるものではない。また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば半導体や液晶表示器等のパターン形成のためにシート状の基板に液滴を吐出するパターン形成装置等の他の液滴吐出記録装置にも適用することができる。

実施の形態に係るプリンタの構成を示すブロック図である。実施の形態に係る駆動制御回路及び液滴吐出ヘッドの概略構成を示す図である。圧電体の変形量を測定する際に印加する電圧波形の一例を示す波形図である。実施の形態に係るバイアス電圧毎の圧電体の変形量の変化を示すグラフである。圧電体の静電容量を測定する際に印加する電圧波形の一例を示す波形図である。実施の形態に係るバイアス電圧毎の圧電体の静電容量の変化を示すグラフである。実施の形態に係る圧電体を２次元モデルとしてモデル化した図である。変形量の二乗を静電容量で除算することにより得られる値とバイアス電圧との関係を示したグラフである。実施の形態に係る駆動電圧生成回路により生成される駆動電圧の駆動波形の一例を示す波形図である。実施の形態に係る画像記録処理の流れを示すフローチャートである。実施の形態に係る駆動電圧生成回路により生成される駆動電圧の駆動波形の別な例を示す波形図である。実施の形態に係るＰｕｓｈ型の液滴吐出ヘッドの概略構成を示す図である。実施の形態に係るＰｕｓｈ型の液滴吐出ヘッドの圧電体をモデル化した図である。実施の形態に係るＷａｌｌ型の液滴吐出ヘッドの概略構成を示す図である。実施の形態に係るＷａｌｌ型の液滴吐出ヘッドの圧電体をモデル化した図である。

符号の説明

１０プリンタ（液滴吐出装置）
１６駆動制御回路（電圧印加手段）
２０液滴吐出ヘッド
５２圧電体

Claims

電圧が印加されることにより変形して液滴を吐出させ、一定の電圧レベルの定電圧と正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧が印加された場合に当該定電圧の電圧レベルに応じて静電容量及び変形量の少なくとも一方が変化する圧電体に対して、前記定電圧の電圧レベルを変えつつ前記重畳電圧を印加して各定電圧の電圧レベル毎に静電容量及び変形量を測定し、
前記定電圧の電圧レベル毎に、測定された前記圧電体の前記変形量の二乗を前記静電容量で除算して得られる値が最大値となる前記定電圧の電圧レベルを基準電圧レベルとして、前記液滴を吐出させる際に前記圧電体に対して印加される一定のバイアス電圧の電圧レベルを前記基準電圧レベルを基準として±５０％以内に決定する
バイアス電圧の決定方法。
電圧が印加されることにより変形して液滴を吐出させ、一定の電圧レベルの定電圧と正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧が印加された場合に当該定電圧の電圧レベルに応じて静電容量及び変形量の少なくとも一方が変化する圧電体に対して、前記定電圧の電圧レベルを変えつつ前記重畳電圧を印加して各定電圧の電圧レベル毎に静電容量及び変形量を測定し、
前記定電圧の電圧レベル毎に、測定された前記圧電体の前記変形量の二乗を前記静電容量で除算して得られる値が最大値となる前記定電圧の電圧レベルを基準電圧レベルとして、前記液滴を吐出させる際に前記圧電体に対して印加される一定のバイアス電圧の電圧レベルを前記基準電圧レベルを基準として±５０％以内に決定し、
前記液滴を吐出させる際に、決定された電圧レベルのバイアス電圧に、予め定められた駆動波形の電圧を重畳した駆動電圧を前記圧電体に印加する
電圧印加方法。
電圧が印加されることにより変形して液滴を吐出させ、一定の電圧レベルの定電圧と正弦波形の波形電圧とが重畳された重畳電圧が印加された場合に当該定電圧の電圧レベルに応じて静電容量及び変形量の少なくとも一方が変化する圧電体と、
前記圧電体に対して、前記定電圧の電圧レベルを変えつつ前記重畳電圧を印加して各定電圧の電圧レベル毎に静電容量及び変形量を測定し、前記定電圧の電圧レベル毎に、測定された前記圧電体の前記変形量の二乗を前記静電容量で除算して得られる値が最大値となる前記定電圧の電圧レベルを基準電圧レベルとして、当該基準電圧レベルを基準として±５０％以内に電圧レベルが定められた一定のバイアス電圧と予め定められた駆動波形の電圧を重畳した駆動電圧を前記液滴を吐出させる際に前記圧電体に印加する電圧印加手段と、
を備えた液滴吐出装置。
前記電圧印加手段は、前記駆動電圧に代えて、前記液滴を吐出させる際に、最高電圧と最低電圧の各電圧レベルの平均が前記基準電圧レベルを基準として±５０％以内とされた駆動波形の駆動電圧を前記圧電体に印加する
請求項３記載の液滴吐出装置。
前記圧電体は、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分としたリラクサー系材料により構成されている
請求項４又は請求項５記載の液滴吐出装置。