JPH09141851A

JPH09141851A - アクチュエータの駆動方法およびインクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH09141851A
Application number: JP30172495A
Authority: JP
Inventors: Mari Sakai; 真理酒井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1997-06-03
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JP3480157B2

Abstract

(57)【要約】【課題】リンギングとオーバシュートを抑制しなが
ら、アクチュエータの基本モードの固有周期より高速に
アクチュエータを変位させる。【解決手段】圧電振動子の第１の振動モードである基
本（１次）モードの固有周期である３０μｓより短い時
間の間に、電圧の立ち上げと立ち下げからなるパルス状
の波形S0を加えた後に、再び電圧を立ち上げている。初
めの電圧の立ち上げP0から電圧の立ち下げP1までの時間
と、電圧の立ち下げP1から２度目の電圧の立ち上げP2ま
での時間はおよそ６μｓで、圧電振動子６０の第２の振
動モードとなる２次モードの固有周期のおよそ半分の値
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動信号の入力に
より変位するアクチュエータの駆動方法に関するもので
ある。更に詳しくは、アクチュエータを高速に変位させ
る駆動方法に関するものである。また、本発明の属する
もう一つの技術分野は、インク滴を吐出して記録媒体上
に付着させるインクジェット記録装置に関するもので、
更に詳しくは、低い電圧で微小なインク滴を高速に吐出
させることに適したインクジェット記録装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】制御信号の入力により発生する駆動力あ
るいは駆動力の変化で変位するアクチュエータとして、
例えば電歪（圧電）材料を用いた電歪アクチュエータ
や、磁歪材料を用いた磁歪アクチュエータがある。これ
らのアクチュエータは、アクチュエータの形状や固定方
法等によって決まる固有振動モードを持っている。

【０００３】例えば、図１に示す圧電縦振動子は、圧電
セラミクス細棒の一端を固定し、細棒の両面に形成され
た駆動電極間に電圧を印加すると、圧電横効果により細
棒の長手方向に変位する。このような一端を固定した棒
の縦振動の固有振動数は、

【０００４】

【数１】

【０００５】で表わされる。ここで、Ｌ：棒の長さ、
Ｅ：棒材料の縦弾性係数、γ：棒材料の密度、λ：固有
振動モードによって定まる無次元の係数でλ＝π／２，
３π／２，５π／２，．．．，（２ｎ−１）π／２（ｎ
は自然数）である。また、各固有振動数に対応する固有
振動モードは、図１８に示すようになる。図１８では、
一次モード、二次モード、三次モードの変位状態を、棒
の長さ方向の変位量を便宜的に棒に垂直方向の変位とし
て表わしている。

【０００６】この圧電縦振動子に、外部の駆動回路から
の出力電圧を駆動電極間に印加すると、圧電横効果によ
る駆動力が発生し、静的には次式で表現される変位量を
発生する。

【０００７】

【数２】

【０００８】ここで、Ｖ：駆動電圧、ｔ：電極間の圧電
細棒の厚さ、Ｌ：棒の長さ、ｄ₃₁：圧電定数である。

【０００９】この圧電縦振動子を変位させる時の上記静
的変位に至るまでの過渡的振動状態は、電圧の立ち上げ
方に大きく支配される。図１９と図２０は、圧電縦振動
子に一定の電圧上昇率で立ち上がる擬ステップ電圧を印
加した時の、圧電縦振動子先端の変位応答を見たもので
ある。図の横軸は圧電縦振動子の一次モードの基本周期
Ｔ_m1で規格化し、縦軸の変位量は静変位量で規格化して
ある。

【００１０】図１９では、擬ステップ電圧の立ち上がり
時間Ｔ₁が三次モードの固有周期Ｔ_m ₃＝Ｔ_m1／５より短
く、一次モード、二次モード、三次モードの複数のモー
ドが励振され、その結果、静変位のおよそ２倍の変位ま
で立ち上がるが、鋸波状のリンギングが発生する。

【００１１】図２０では、擬ステップ電圧の立ち上がり
時間Ｔ₁を一次モードの固有周期Ｔ_m ₁に等しく設定して
いる。一般にある固有モードの固有振動周期より十分長
い立ち上がり時間にすると、その固有モードとより高次
の振動の励振は低く抑えられる。逆にある固有モードの
固有周期より短い立ち上がり時間にすると、その固有モ
ードとより低次の固有モードは強く励振される。また、
立ち上がり時間があるモードの固有振動周期に等しくな
る時点で、そのモードの励振は極小となり、その振動モ
ードの励振を可及的に抑えられる。図２０では、擬ステ
ップ電圧の立ち上がり時間Ｔ₁を一次モードの固有周期
Ｔ_m1に等しく設定しているため、一次モードと高次モー
ドの励振が共に抑えられ、振動子先端はおよそ立ち上が
り時間に等しい時間（即ち一次モードの固有周期Ｔ_m1に
等しい時間）で立ち上がり、オーバシュートやリンギン
グは発生しない。

【００１２】次に本発明の従来技術となるインクジェッ
ト記録装置を説明する。

【００１３】一般にインクジェット記録装置において
は、インク室の剛性（コンプライアンス）と供給路、ノ
ズルを含むインク流路系の慣性（イナータンス）によっ
て決まるヘルムホルツ周波数を持つインク流れの固有振
動が有り、この振動モードを強く励振することによりノ
ズルより高速にインク滴を吐出することが可能となる。
そのため、インク流れの固有振動の周期より短い時間で
アクチュエータが変位するよう、アクチュエータの基本
振動モードの周期がインク流れの固有振動の周期より短
くなるようにする。このような従来技術が、特公平４−
７１７１２号公報に開示されている。

【００１４】このようなインクジェット記録装置では、
アクチュエータが駆動後にリンギング（残留振動）を起
こすとインク流れの固有振動を励振し、非常に僅かな振
幅であってもノズルよりミスト状のインク滴が発生す
る。このミストは、それ自体が記録媒体に付着すると記
録品質を低下させるが、記録媒体だけでなくインクジェ
ットヘッドのノズル周囲に付着するとノズル開口部の濡
れが不均一になり、付着したミストに引かれてインク滴
の吐出方向が変わってしまい、記録媒体上の目的の位置
に正確に記録できず、記録品質の低下を招く。

【００１５】特開平６−８４２７号公報に開示されてい
るインクジェット記録装置は、区画形成されたインク室
の底壁をなす振動板に、振動板を駆動してインク室を加
圧するアクチュエータとしての圧電振動子の一方の端部
が当接している。この圧電振動子の他方の端部は基板を
介して基台に固定されており、積層された駆動電極に駆
動電圧を印加することで、軸方向に伸縮する縦振動モー
ドで駆動される。駆動電圧を上昇させると圧電振動子が
縮み、振動板をインク室の面外方向に変形させインク室
の容積を増大させる。その後、駆動電圧を下降させると
圧電振動子が伸長しインク室の容積を急激に縮小させ
る。この時発生するインク室の流体圧力により、インク
室に連通するノズルよりインク滴が吐出する。駆動電圧
の下降は、電圧下降率が一定となる回路で行われている
が、この下降の時間を圧電振動子の自由振動（縦振動の
基本振動）の周期に実質的に等しくすることで、圧電振
動子の残留振動を低くし、ノズルからのミスト状の不要
インク滴が吐出するのを抑制している。

【００１６】更に、特開平６−３４００７５号公報に開
示されているインクジェット記録装置は、駆動電圧の下
降を２段階に分け、電圧下降の中間に電圧下降の停止時
間を入れることで、可及的に圧電振動子の残留振動を抑
制している。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術が示す
とおり、アクチュエータを高速に変位させ、かつ変位の
リンギングを十分に小さくするには、そのアクチュエー
タの変位に係わる基本振動モード、例えば縦振動子の先
端変位を出力に用いるアクチュエータでは縦振動の基本
振動モード（一次振動モード）を、その固有周期が必要
な変位応答時間に等しいかそれ以下となるよう固有周波
数を高くしなければならない。即ち、変位応答の速度
は、アクチュエータの基本振動モードの固有周期で上限
が決められてしまう。一般に、機械構造物の固有振動周
波数は構造物が小さくなるほど高くなる。例えば、一様
な縦振動子やねじり振動子では固有周波数は長さに反比
例し、横振動子（たわみ振動子）では固有周波数は長さ
の２乗に反比例する。これとは逆に、アクチュエータの
変位量は駆動力が一定であれば寸法が小さくなるほど小
さくなる。例えば、一様な縦振動子やねじり振動子では
変位量は長さに比例し、横振動子（たわみ振動子）では
変位量は長さの２乗に比例する。従って、変位速度を高
くするには、アクチュエータを小型にすると共にその駆
動力、即ち電気機械変換素子からなるアクチュエータで
は駆動電圧を高くしなければならない。

【００１８】しかしながら、駆動電圧が高くなると駆動
回路が非常に大型・高価になり、また駆動回路やアクチ
ュエータの発熱による性能低下を招くという問題点が発
生する。また、アクチュエータ内部の応力が高くなり、
アクチュエータの破壊による信頼性低下が生じるなど、
アクチュエータ素子自体の限界歪みで特性の上限が決め
られてしまう。

【００１９】また、インクジェット記録装置では、イン
ク滴の吐出に係わるインク室の振動モードの固有振動数
（ヘルムホルツ周波数）を高くすることで微小なインク
滴を高速に吐出させることが可能となる。そのために
は、このインク室の振動モードを駆動できる高い変位速
度を持つアクチュエータが必要となる。しかしながら、
駆動電圧の立ち上がりを速くするとリンギングが発生
し、印字品質を劣化させる不要インクミストが発生する
問題点がある。また、アクチュエータの基本モードを高
速にするためアクチュエータの小型化を図ると、駆動電
圧が非常に高くなってしまう問題点がある。

【００２０】そこで、本発明の課題は、オーバシュート
やリンギングを抑えながら基本モードの固有周期以下の
時間で変位が立ち上がるアクチュエータの駆動方法を提
供し、アクチュエータの基本モードで制限されていた変
位応答性の限界を飛躍的に改善し、低駆動力・低電圧で
高速に駆動できる高性能なアクチュエータを提供するこ
とにある。

【００２１】また、アクチュエータの変位速度を飛躍的
に向上さることで、微小なインク滴を高速に低駆動力・
低電圧で吐出できる、高品位なインクジェット記録装置
を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、駆動手段による駆動力で変位し、この駆
動力で励振される第１の振動モードと、この第１の振動
モードより高次な第２の振動モードとを有するアクチュ
エータの駆動方法において、前記第１の振動モードの周
期より短い区間の間に、パルス状となる駆動力の立ち上
げと立ち下げを少なくとも一回行い、しかる後に必要な
変位に駆動する駆動力を作用させるようにしている。

【００２３】ここで、前記パルス状となる駆動力の立ち
上げと立ち下げは、前記第２の振動モードを励振するパ
ルス状の駆動力であることが望ましい。

【００２４】また、前記パルス状となる駆動力の立ち上
げと立ち下げの大きさを、前記必要な変位に駆動する駆
動力の大きさより大きくすることが望ましい。

【００２５】また、前記必要な変位に駆動する駆動力
が、ステップ状駆動力にパルス状駆動力を重畳させてな
ることが望ましい。ここで、重畳される前記パルス状駆
動力が、前記第１の振動モードの振動を打ち消すように
抑制することが望ましい。

【００２６】また、前記アクチュエータとしては、電歪
振動子あるいは磁歪振動子からなることが望ましい。

【００２７】また、前記アクチュエータは、縦振動子、
横振動子、あるいはねじり振動子であることが望まし
い。

【００２８】一方、本発明は、インク室を区画形成して
いる周壁の一部を、アクチュエータで振動させることに
より、前記インク室に連通したノズルよりインク滴を吐
出するインクジェット記録装置において、前記アクチュ
エータは駆動手段による駆動力で変位し、この駆動力で
励振される第１の振動モードと、この第１の振動モード
より高次な第２の振動モードとを有し、前記第１の振動
モードの周期より短い区間の間に、パルス状となる駆動
力の立ち上げと立ち下げを少なくとも一回行い、しかる
後に必要な変位に駆動する駆動力を作用させるようにし
ている。

【００２９】ここで、前記パルス状となる駆動力の立ち
上げと立ち下げは、前記第２の振動モードを励振するパ
ルス状の駆動力であることが望ましい。

【００３０】また、前記パルス状となる駆動力の立ち上
げと立ち下げの大きさを、前記必要な変位に駆動する駆
動力の大きさより大きくすることが望ましい。

【００３１】また、前記必要な変位に駆動する駆動力
が、ステップ状駆動力にパルス状駆動力を重畳させてな
ることが望ましい。ここで、重畳される前記パルス状駆
動力が、前記第１の振動モードの振動を打ち消すように
抑制することが望ましい。

【００３２】また、前記アクチュエータは縦振動モード
で駆動される電歪振動子で、前記駆動手段による駆動力
は前記電歪振動子に形成された駆動電極に印加される電
圧で与えられることが望ましい。

【００３３】また、前記インク室はインクの吐出に係わ
るインク室の振動モードを持ち、前記アクチュエータの
前記第１の振動モードの固有周期は前記インク室の振動
モードの固有周期より大きく、前記第２の振動モードの
固有周期は前記インク室の振動モードの固有周期より小
さいが望ましい。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
アクチュエータの駆動方法について詳しく説明する。

【００３５】図１は以下に説明する駆動波形の実施例を
適用したアクチュエータで、チタン酸ジルコン酸鉛（以
下ＰＺＴと表現する）からなる厚さＨの圧電板を幅Ｗの
板棒状に切り出し、一方の端部を基板６１からの張り出
し長さＬで基板に接着固定してある。圧電板６０にはそ
の両面に駆動電極６２が形成されており、この駆動電極
６２を用いて圧電材料を厚さ方向に分極させてある。こ
の圧電縦振動子の寸法は、厚さＨが２００μｍ、幅Ｗが
５００μｍ、張り出し長さＬが２０ｍｍで、圧電材料の
およその材料定数は、比重が７．５、縦弾性係数が６×
１０¹⁰Ｎ／ｍ²、圧電定数ｄ₃₁は２００×１０^-12ｍ／Ｖ
である。駆動電極へ電圧印加を行うと圧電横効果による
圧電歪みが駆動力として作用し、棒は長手方向に収縮す
る。この長手方向の縦振動の固有周波数は、上記数値を
用いて公式より算出すると、１次モードが３４ｋＨｚ、
２次モードが１０２ｋＨｚ、３次モードが１７０ｋＨｚ
となる。また、固有周期で見ると、１次モードが２９μ
ｓ、２次モードが１０μｓ、３次モードが６μｓとな
る。インピーダンスアナライザを用いて共振点を実測す
ると１次モードの固有周期は３０μｓとなり、上記計算
結果と一致した。

【００３６】図２（Ａ）に示す駆動電圧波形は、図１に
示す圧電振動子の１次モード固有周期に等しい３０μｓ
で電圧が立ち上がる擬ステップ波形であるが、この駆動
波形を図１に示す圧電振動子に印加すると、図２（Ｂ）
に示すアクチュエータ変位の応答が得られる。従来技術
として説明した様に、この駆動方法によればのオーバシ
ュートやリンギングが発生せず滑らかに変位が立ち上が
るが、変位の立ち上がりに要する時間がおよそ３０μｓ
も必要とし、立ち上がりの速度が低くなってしまう。

【００３７】これに対し、図３は本発明の第１の実施例
となる駆動方法を示す図で、図３（Ａ）は圧電振動子に
印加する駆動電圧波形で、図３（Ｂ）はアクチュエータ
としての圧電振動子の先端変位応答である。図３（Ａ）
の駆動電圧波形は、圧電振動子の第１の振動モードであ
る基本（１次）モードの固有周期である３０μｓより短
い時間の間に、電圧の立ち上げと立ち下げからなるパル
ス状の波形S0を加えた後に、再び電圧を立ち上げてい
る。初めの電圧の立ち上げP0から電圧の立ち下げP1まで
の時間と、電圧の立ち下げP1から２度目の電圧の立ち上
げP2までの時間はおよそ６μｓで、圧電振動子６０の第
２の振動モードとなる２次モードの固有周期のおよそ半
分の値である。この駆動波形により、圧電振動子６０の
立ち上がりにおいて基本（１次）モードが立ち上がる前
に、２次の変位モードを励振する圧力波が振動子を伝播
するため、図３（Ｂ）に示すように急峻な立ち上がりQ0
と変位一定のプラトーQ1が得られる。プラトーQ1の後、
時間１５μｓ以降にはパルス状の駆動電圧波形を伴った
駆動電圧の立ち上がりによる１次モードのリンギングQ2
が残留している。

【００３８】図３の駆動方法により、振動子先端変位は
図２の従来技術に比較して３分の１以下のおよそ８μｓ
で立ち上がり、非常に高速な立ち上がりを実現できた。
しかし、プラトーQ1まで急峻に立ち上がる変位量は静的
な変位量であるおよそ０．２５μｍより２割程度小さ
い。

【００３９】これに対し、図４は本発明の第２の実施例
となる駆動方法を示す図で、図３に示した実施例を改善
したものである。図４（Ａ）は圧電振動子に印加する駆
動電圧波形で、図４（Ｂ）はアクチュエータとしての圧
電振動子６０の先端変位応答である。図３（Ａ）の駆動
電圧波形に対し、図４（Ａ）の駆動電圧波形は、最初の
電圧の立ち上げP10と立ち下げP11からなるパルス状の波
形S10の高さを、静的な変位量を与える電圧に対してお
よそ３割大きくすることで、プラトーQ11まで急峻に立
ち上がる変位量を静的な変位量と同程度にすることが可
能となった。本駆動方法の様にパルスの高さを変えるこ
とにより、プラトーまで急峻に立ち上がる変位量を自由
に調整することが可能となる。

【００４０】図５は本発明の第３の実施例となる駆動方
法を示す図で、図５（Ａ）は圧電振動子に印加する駆動
電圧波形で、図５（Ｂ）はアクチュエータとしての圧電
振動子の先端変位応答である。本実施例は、図４に示し
た実施例を改善したものである。即ち、静的な変位量を
与える電圧よりおよそ３割高く第１の電圧の立ち上げP2
0を行う。続いて、圧電振動子６０の第２の振動モード
となる２次モードの固有周期のおよそ半分の値となるお
よそ６μｓで電圧の立ち下げP21を行い、第１のパルス
状波形S20を形成する。続いて、電圧の立ち下げP21から
先と同様およそ６μｓで第２の電圧の立ち上げP22を行
う。この立ち上げP22の高さを第１の立ち上げと同様に
静的な変位量を与える電圧よりおよそ３割高くする。続
いて、第２の立ち上げP22から先と同様およそ６μｓで
静的変位を与える電圧まで第２の電圧の立ち下げP23を
行う。

【００４１】図４（Ａ）と図５（Ａ）とを比較して分か
るように、本実施例の駆動波形で、静的な変位にまで駆
動するステップ状駆動波形S22に第２のパルス状波形S21
を重畳させることで、アクチュエータ変位の立ち上がり
後のリンギングを抑制することが可能となる。

【００４２】図６は本発明の第４の実施例となる駆動方
法を示す図で、図６（Ａ）は圧電振動子６０に印加する
駆動電圧波形で、図６（Ｂ）はアクチュエータとしての
圧電振動子６０の先端変位応答である。本実施例は、図
５に示した実施例を改善し、補助的に重畳させた第２の
パルスを基本（１次）モードのリンギングを打ち消すよ
うに最適化し、残留振動を抑制したものである。即ち、
第２の電圧の立ち上げP32の高さを、第１の立ち上げP30
より大きくし、その大きさを基本（１次）モードのリン
ギングを打ち消すように調整した。本駆動波形により、
図６（Ｂ）に示すように、非常に小さいレベルにまでオ
ーバシュートとリンギングを抑制できた。図２（Ｂ）と
比較すると、同じアクチュエータを持ちいて３倍以上高
速な立ち上がり速度が得られ、アクチュエータの駆動能
力を格段に向上させることができた。

【００４３】図７は本発明の第５の実施例となる駆動方
法を示す図で、図７（Ａ）は圧電振動子６０に印加する
駆動電圧波形で、図７（Ｂ）はアクチュエータとしての
圧電振動子６０の先端変位応答である。図７（Ａ）の駆
動電圧波形は、圧電振動子の第１の振動モードである基
本（１次）モードの固有周期である３０μｓより短い時
間の間に、電圧の立ち上げと立ち下げからなるパルス状
の波形S40、S41を２つ加えた後に電圧を立ち上げてい
る。電圧の立ち上げと立ち下げの夫々の間隔は圧電振動
子の第２の振動モードとなる３次モードの固有周期のお
よそ半分の３μｓで、３次の変位モードを励振する圧力
波が振動子を伝播するようにしてある。

【００４４】この駆動電圧波形に対する応答を図７
（Ｂ）で見ると、およそ４μｓで第１の立ち上がりQ40
をした後、およそ３μｓの間静止したプラトーQ41を示
し、その後およそ３μｓで第２の立ち上がりQ42をし、
再びおよそ３μｓの間静止した第２のプラトーQ43を示
す。本実施例と図２（Ｂ）を比較すると、本実施例では
立ち上がりと静止を繰り返しながらも、従来技術に比べ
およそ２倍の立ち上がり速度を示している。

【００４５】図８は本発明の第６の実施例となる駆動方
法を示す図で、図８（Ａ）は圧電振動子６０に印加する
駆動電圧波形で、図８（Ｂ）はアクチュエータとしての
圧電振動子６０の先端変位応答である。図８（Ａ）の駆
動電圧波形は、図７（Ｂ）の第１の立ち上がりQ40に着
目し、駆動波形の最適化を行った。即ち、静的な変位量
を与える電圧より２．５倍高く第１の電圧の立ち上げP5
0を行い、続いて、圧電振動子の第２の振動モードとな
る３次モードの固有周期のおよそ半分の値となるおよそ
３μｓに電圧の立ち下げP51を行い、第１のパルス状波
形S50を形成する。続いて、擬ステップ波形S51、S52を
印加し静的変位量に変位させる。この擬ステップ波形
は、第１のパルス波形S50と組み合わせた時、基本モー
ドのリンギングを打ち消すように抑制する波形に最適化
する必要がある。本実施例では、擬ステップ波形の立ち
上がり時刻を調整して、第１のパルス状波形S50で誘導
される基本モードの振動と、擬ステップ波形S51、S52で
誘導される基本モードの振動が、打ち消しあうよう位相
を制御する。即ち、両基本モードの位相が１８０°異な
る時刻に調整する。また、擬ステップ波形の立ち上がり
P52に要する時間は、高次モードを強く誘導しないよ
う、２次モードの固有周期より少し短い６μｓとした。
擬ステップ波形の立ち上がりP52から静的変位量を与え
る電圧に立ち下げるP53までの時間、即ち立ち上がり勾
配一定の擬ステップ波形に重畳される第２のパルス波形
S51の幅は、基本モードの振動を効率よく誘導するよ
う、基本モードの固有周期のおよそ半分の時間に調整し
た。この第２のパルスの高さを、第１のパルス状波形で
誘導される基本モードの振動を相殺するよう調整するこ
とで、図８（Ｂ）に示すように、３次モード固有周期の
およそ半分の時間である５μｓで立ち上がるステップ状
に変位する駆動を実現できる。

【００４６】図９は本発明の第７の実施例となる駆動方
法を示す図で、図９（Ａ）は圧電振動子６０に印加する
駆動電圧波形で、図９（Ｂ）はアクチュエータとしての
圧電振動子６０の先端変位応答である。図９（Ａ）の駆
動電圧波形は、図８（Ａ）の駆動電圧波形同様のアプロ
ーチにより最適化されている。図８（Ａ）とは異なり、
第１のパルス状波形S60と擬ステップ波形S61、S62とに
おいて、駆動回路を簡略化できるよう電圧の立ち上がり
勾配P60、P62、P63、電圧の立ち下がり勾配P61、P64を
それぞれ一定な値としている。

【００４７】図８（Ｂ）と図９（Ｂ）の応答は、共にリ
ンギングは抑制できているが、オーバシュートQ52、Q62
がやや大きくなっている。擬ステップ波形に、第３、第
４とパルス状波形を重畳していくことで、このオーバシ
ュートを抑制ことは可能である。しかし、波形が複雑に
なると、駆動回路が複雑になり、僅かなパラメタ変動で
期待した効果や作用が機能しないことも予想される。図
８あるいは図９に示した実施例は、初期の立ち上がりQ5
0、Q60の速度が図２の従来技術と比較して６倍程度向上
している。従って、アクチュエータの高速位置決め機能
よりアクチュエータの速度が重要で、基本モード程度の
周波数成分を持つオーバシュートが問題とならない応用
分野で非常有効な駆動方法である。

【００４８】以上の実施例では、圧電素子からなる縦振
動子を例にとり駆動方法の説明を行ったが、他の振動モ
ードであっても同じ動作原理により同様な作用効果が得
られることは明らかである。例えば、ねじり振動子で
は、その運動方程式は縦振動子と相似であり、縦振動子
の場合の縦弾性係数をねじり振動子の場合には横弾性係
数で置き換えることで、ねじり振動に関する一連の公式
が得られる。よこ振動子の場合も、１次モード、２次モ
ード、３次モードの振動を用いて、高次モードにより急
峻な立ち上がりを実現しながら１次モードの振動を抑制
する本発明の着想が適用できる。しかしながら、横振動
子では、１次モード、２次モード、３次モードの固有振
動数が縦振動子やねじり振動子のように直線的に並ば
ず、１次モードと高次モードとの固有振動数の差が大き
いため、駆動波形の最適化は他の振動子に比べ難しい。

【００４９】ここで、これまで説明した圧電縦振動子は
圧電横効果を用いているため、分極時の電圧と同じ方向
に電圧を印加する場合、圧電縦振動子は負の歪み（負の
変位）を発生する。逆に、圧電縦効果を用いた圧電縦振
動子の場合は、分極時の電圧と同じ方向に電圧を印加す
る場合、圧電縦振動子は正の歪み（正の変位）を発生す
る。従って、本明細書においては、駆動力あるいは電圧
等の駆動信号の立ち上げとは、アクチュエータが目的と
する変位に駆動される方向への駆動力あるいは電圧等の
駆動信号の変化を意味する場合も有り、その場合は立ち
上がり／立ち下がりが正／負の符号には依らない用語の
使い方をしている。

【００５０】また、本発明は圧電振動子（電歪振動子）
だけでなく、磁歪振動子についても同様に適用できるの
は明らかである。圧電振動子が駆動電圧による電界が駆
動力を発生するのに対し、磁歪振動子では磁界の強さが
駆動力を発生する。しかし、磁界の発生手段がコイルで
あれば、その駆動電流を駆動力として解釈してもよい。

【００５１】次に、図面を参照して本発明のインクジェ
ット記録装置について詳しく説明する。

【００５２】図１０は、アクチュエータとして縦振動モ
ードの圧電振動子を用いたインクジェット記録装置を示
すものであって、各部品を分解し内部構造が見えるよう
に示してある。図１１は、図１０に示した実施例の部分
断面図である。

【００５３】図１０において、流路形成部材３には、周
囲を側壁で区画された細長い直線状のキャビティ５１，
５１，５１・・・・が列状に等間隔で２列に形成されてお
り、それぞれのキャビティの一端は、後述するインク溜
りを形成する窓４１に連通している。この流路形成部材
３をノズル基板１と振動板７とで挟みこみ、封止するこ
とで、前述の細長い直線状のキャビティ５１はインク室
５を形成し、窓４１はインク溜り４を形成する。また、
ノズルプレート１にはインク室５に対応してノズル２，
２，２・・・・が穿孔されており、インク室５の一端でノズ
ル２が接続している。

【００５４】インク滴吐出の駆動源となるアクチュエー
タ２２は、棒状の積層圧電素子を素子固定基板２１から
梁状に突き出すように、その一方の端部を素子固定基板
２１に固着した縦振動子で、この積層圧電素子を素子固
定基板２１に複数実装してアクチュエータユニットとし
て構成されている。図１１に示すように積層圧電素子
は、梁状部分で互い違いに交差する電極層２６、２７と
圧電材料（本実施例ではチタン酸ジルコン酸鉛を用い
た）を積層した活性部を有し、一方の電極層２７は各ア
クチュエータ毎に個別の電極として、他方の電極層２６
はアクチュエータに共通の電極として、図示していない
外部の駆動回路へリードフレーム２５を経て接続してい
る。アクチュエータ２２の配置は、一つのアクチュエー
タ２２が一つのインク室５に対応するように、インク室
５の間隔と同じに並べられる。図１０に示す実施例で
は、２列のインク室５に対応してアクチュエータユニッ
トが２つ実装されている。

【００５５】インク流路構成部材とアクチュエータユニ
ットは、基台１１によって相互に固定されている。基台
１１には、インク供給管３１が圧入接着されている。イ
ンクは図示していない外部のインクタンクよりインク供
給管３１と振動板７にあるインク連絡口３３を経て、イ
ンク溜り４、更にインク室５へと供給される。各インク
室５の底壁を構成する振動板７の部分は弾性壁８として
変形可能であり、インク室５と反対面に各インク室毎に
形成されている島状の脚部９を持つダイアフラムとなっ
ている。梁状のアクチュエータ２２の先端は、個々のイ
ンク室の脚部９に接合している。

【００５６】図示していない外部の駆動回路より、積層
圧電素子の個別電極２７と共通電極２６間に電圧が印加
されると、積層圧電素子の活性部は素子固定基板２１を
支点に長手方向に縮み、インク室５の弾性壁８を下方に
たわませ、インク室５の容積を拡大させる。インク室５
の容積の拡大によって、インクがインク溜り４より供給
流路６を経てインク室５に供給される。引き続く時間で
個別電極２７と共通電極２６間の電圧印加が解除される
と、積層圧電素子の活性部は元の長さに伸びインク室５
の容積を縮小させ、このとき発生する圧力によってイン
ク室５を満たすインクの一部をインク室５に連通するノ
ズル２よりインク滴として吐出させる。

【００５７】次に図１２を用いて、アクチュエータユニ
ットを更に詳細に説明する。

【００５８】図１２は、図１０に示した実施例のアクチ
ュエータユニットを拡大した図である。素子固定基板２
１は厚さ１ｍｍのアルミナ基板を加工して作られてい
る。梁状の突出部４２はアクチュエータユニットと基台
１１を位置決めするために設けられている。列状に配置
された積層圧電素子（アクチュエータ２２）は、図１１
に示すように、その積層電極の一方は積層圧電素子の梁
状先端で外部の電極に接続し、更に側面の電極２８に接
続している。また、積層電極の他方は積層圧電素子の素
子固定基板２１に固定されている方の先端で外部の電極
に接続し、電極２８と対向する側面に形成された電極２
９に接続している。積層圧電素子の素子固定基板２１と
の接合面に設けられた電極２９は個々に積層圧電素子に
設けられた個別電極の電気接点として、積層圧電素子と
素子固定基板２１との接合と同時に、素子固定基板２１
にアクチュエータ２２の個々に対応して設けられた導電
性パターン２４へ電気的に接続される。積層圧電素子の
他方の面に設けられた電極２８は共通電極の電気接点と
して、導電性部材２３で連結され、圧電振動子列の両端
に設けられたダミーの圧電素子３２を経て、素子固定基
板２１の導電性パターン３４に接続している。リードフ
レーム２５の両側の端子は共通電極の端子として、内側
の端子はダミーの圧電素子を除く個々の積層圧電素子の
個別電極の端子として、外部の駆動回路に連結される。

【００５９】本実施例では、インク室５は２８２μｍの
間隔で、即ち１インチ当り９０ノズルの密度で列状に並
べられており、図１０に示すように２列のインク室によ
って１インチ当り１８０ノズルの密度を有するインクジ
ェット記録装置が構成されている。従って、アクチュエ
ータユニットのアクチュエータ２２のピッチも２８２μ
ｍとなっている。

【００６０】アクチュエータの製造方法は、素子固定基
板２１から張り出すようにして板状の積層圧電素子を素
子固定基板２１に接着した後に、積層圧電素子をワイヤ
ソウ等を用いて２８２μｍのピッチの短冊状に切断し
て、個々のアクチュエータ２２が形成される。切断の方
法は、他にダイシングソウを用いても良い。積層圧電素
子は、積層方向の厚さがおよそ０．５ｍｍで、素子固定
基板２１から張り出している部分の長さがおよそ８ｍｍ
である。２８２μｍのピッチで並べるために、並び方向
の幅は１５０μｍで、切りしろが１３０μｍ程度にな
る。

【００６１】次に、インク室５の底壁を構成する振動板
７の構造を図１３を用いて詳細に説明する。

【００６２】図１３は、各インク室５の弾性壁８を構成
する振動板７を、アクチュエータ２２側から見た部分斜
視図である。アクチュエータ２２は、圧電素子への電圧
印加により、振動板７に垂直に伸縮する。振動板７に
は、各々のインク室５の弾性壁となる部分のインク室５
の外側に、細長く直線状のインク室に沿うように、細長
い島状の厚肉部である脚部９がそれぞれのインク室毎に
形成されている。逆に、島状の脚部９の周囲は薄板部１
０となっており、脚部９の両端部には広い薄板部１０
ａ、１０ｂが形成されている。各パターンは、インク室
５の配置に対応するように２８２μｍの間隔で等間隔に
列状に配置されている。

【００６３】アクチュエータ２２の伸縮に伴うインク室
５のおよその体積変形量は、弾性壁８の壁面に垂直方向
の移動により排除される容積で与えられる。このように
高密度で配置されたインク室５を変形させ、画素形成に
必要なインク量をノズル２よりインク滴として吐出させ
るために、本発明のインクジェット記録装置では、イン
ク室５を細長く形成し、その一面を構成しアクチュエー
タ２２の伸縮に応じて変形する弾性壁８の面積を広く確
保している。本実施例では、インク室５の幅は２００μ
ｍで、長さはおよそ１ｍｍである。振動板７は、これを
構成する材料により適切な厚肉部や薄肉部の厚さが変わ
るが、ニッケルを用いた場合には、厚肉部はその厚みを
２５μｍ程度に、また薄肉部はその厚みを１μｍ乃至３
μｍ程度である。

【００６４】ノズルより微小なインク滴を高速に吐出さ
せるには、インク滴の吐出に係わるインク室の振動モー
ドの固有振動数（ヘルムホルツ周波数）を高くすること
が必要である。

【００６５】インクジェットヘッドのインク流路に発生
するインク流れでは、細い流路でインクを加速する時に
インクの質量がイナータンスとして働く。また、インク
室はインク圧力で弾性変形する、あるいはインク室を満
たすインクがインク圧力で圧縮・膨張するため、これら
の体積変位がコンプライアンスとして働く。従って、イ
ナータンスとコンプライアンスの組み合わせによって、
インク室の応答は固有な振動モードを持ち、その周波数
は下記の式によって得られるヘルムホルツ周波数とな
る。

【００６６】

【数３】

【００６７】ここで、Ｃ_cはインク室のコンプライアン
ス、Ｍ_nはノズル内のインクのイナータンス、Ｍ_sは供給
流路のインクのイナータンスである。

【００６８】Ｃ_cはインクの圧縮性による成分とインク
室の周壁の可撓性による成分の和で、インクの圧縮性に
よる成分Ｃ_inkは次式で求められる。

【００６９】

【数４】

【００７０】ここで、κはインクの体積圧縮率で、水系
のインクではおよそ０．４５（ＧＰａ）^-1である。Ｖ_c
はインク室の容積である。インク室の周壁の可撓性によ
る成分は複雑なインク室構造では簡単な式では表現でき
ず、一般に有限要素法等を用いた数値解析手段を持ちて
求められる。

【００７１】また、Ｍ_c、Ｍ_sは流路の断面積をＳ、イン
ク密度をρ、流路の長さをＬとして、次式で表わせる。

【００７２】

【数５】

【００７３】ここで、ｋは流路の断面形状で決まる形状
係数で、円管ではおよそ１．３である。

【００７４】流路が複雑な形状の場合には、コンプライ
アンスと同様に有限要素法等を用いた数値解析手法を用
いて求められる。

【００７５】さて、上記方法を用いて本実施例のヘルム
ホルツ周波数を計算すると以下のようになる。

【００７６】即ち、ノズルのイナータンスＭ_nは、ノズ
ル径４０μｍ、直管部の長さ２０μｍ、直管部に接続す
るテーパ部を加えると、Ｍ_n＝７０×１０⁶ｋｇ／ｍ⁴で
ある。供給流路のイナータンスＭ_sは、６０μｍ×６０
μｍの矩形断面で長さが１５０μｍであるから、Ｍ_s＝
６０×１０⁶ｋｇ／ｍ⁴である。コンプライアンスはイン
ク室５の弾性壁８の薄板部の寄与が大部分であり、およ
そＣ_c＝１×１０^-19ｍ³／Ｐａである。これらの値を用
いて計算されるヘルムホルツ周波数は９０ｋＨｚとな
り、その固有周期は１１μｓである。

【００７７】アクチュエータ２２を駆動し、インク室５
に強い圧力振動を発生させるには、上記ヘルムホルツ周
波数で決まるインクの吐出に係わるインク室の振動モー
ドの固有周期より速く、アクチュエータ２２を立ちあげ
る必要がある。アクチュエータ２２の縦振動モードの基
本周期はおよそ１６μｓで、このアクチュエータに図１
４に示す駆動電圧波形を印加することで、縦振動モード
の基本周期よりおよそ３倍速い５μｓ程度で、アクチュ
エータを立ちあげることが出来る。

【００７８】図１４に示す駆動波形は、図３に示したア
クチュエータの駆動方法と同じで、図３では圧電横効果
を用いた縦振動子を収縮させているのに対し、インクジ
ェット記録装置では圧電横効果を用いた縦振動子を伸長
させるのに適用するため、駆動電圧の降下上昇の符号が
図３と図１４で反対となっている。

【００７９】図１４に示す駆動波形は、アクチュエータ
２２の基本周期とインク室５の固有周期よりも緩やかに
上昇する電圧の立ち上がりP70の後、アクチュエータ２
２の基本周期より短い時間の間に、電圧の立ち下げP71
と立ち上げP72からなるパルス状の波形を加えた後に、
再び電圧を立ち下げている。電圧の立ち上げP70により
アクチュエータ２２は長手方向に縮み、インク室５の弾
性壁８を下方にたわませ、インク室５の容積を拡大させ
る。インク室５の容積の拡大によって、インクがインク
溜り４より供給流路６を経てインク室５に供給される。
次に、電圧の立ち下げP71と立ち上げP72と立ち下げP73
によりアクチュエータは第２の振動モードとなる２次モ
ードの固有周期程度の値である５μｓで長手方向に伸長
し、インク室５の容積をインク室５の固有周期より短い
時間に急激に縮小させる。このとき発生する圧力によっ
てインク室５を満たすインクにはヘルムホルツ周波数の
大きな圧力振動が励起し、インク室５に連通するノズル
２よりインク滴が高速に吐出する。

【００８０】図３の実施例同様、図１４の駆動波形では
電圧の立ち下げP71から電圧の立ち上げP72までの時間
と、電圧の立ち上げP72から２度目の電圧の立ち下げP73
までの時間はおよそ３μｓで、アクチュエータ２２の第
２の振動モードとなる２次モードの固有周期のおよそ半
分の値である。

【００８１】図１５は、本インクジェット記録装置の第
２の実施例で、図５に示したアクチュエータの駆動方法
とは駆動電圧の降下上昇の符号が反対となっている。

【００８２】図１５に示す駆動波形は、アクチュエータ
２２の基本周期とインク室５の固有周期よりも緩やかに
上昇する電圧の立ち上がりP80の後、アクチュエータ２
２の基本周期より短い時間の間に、電圧の立ち下げP81
と立ち上げP82からなるパルス状の波形を加えた後に、
再び電圧を立ち下げP83を行い、更に小さな電圧の立ち
上げP84を行い、最後に緩やかに電圧を立ち下げP85を行
い電圧０に復帰させている。電圧の立ち上げP80により
アクチュエータ２２は長手方向に縮み、インク室５の弾
性壁８を下方にたわませ、インク室５の容積を拡大させ
る。インク室５の容積の拡大によって、インクがインク
溜り４より供給流路６を経てインク室５に供給される。
次に、電圧の立ち下げP81と立ち上げP82と立ち下げP83
と立ち上げP84によりアクチュエータは第２の振動モー
ドとなる２次モードの固有周期程度の値であるおよそ５
μｓで長手方向に伸長し、この時、図５に示した様にア
クチュエータ２２の伸長後のリンギングを低く抑えら
れ、不要なインク室５の振動が抑制されている。

【００８３】図５の実施例同様、図１５の駆動波形では
電圧の立ち下げP81から電圧の立ち上げP82までの時間
と、電圧の立ち上げP82から２度目の電圧の立ち下げP83
までの時間と、２度目の電圧の立ち下げP83から小さな
電圧の立ち上げP84までの時間は、それぞれおよそ３μ
ｓで、アクチュエータ２２の第２の振動モードとなる２
次モードの固有周期のおよそ半分の値で、２次モードの
振動を強く励振する。また、電圧の立ち上げP84の高さ
は、基本モードのリンギングを最適に抑制する値に調整
する。

【００８４】図１６は、本インクジェット記録装置の第
３の実施例で、図６に示したアクチュエータの駆動方法
とは駆動電圧の降下上昇の符号が反対となっている。

【００８５】図１６に示す駆動波形は、アクチュエータ
２２の基本周期とインク室５の固有周期よりも緩やかに
上昇する電圧の立ち上がりP90の後、アクチュエータ２
２の基本周期より短い時間の間に、電圧の立ち下げP91
と立ち上げP92からなるパルス状の波形を加えた後に、
再び電圧を立ち下げP93と小さな電圧の立ち上げP94を行
い、最後に緩やかに電圧を立ち下げP95を行い電圧０に
復帰させている。電圧の立ち下げP93は電圧の立ち下げP
91より大きく、電圧の立ち上げP94後の電位は、電圧の
立ち下げP91後の電位より高く設定されている。

【００８６】図６に示した様に、本駆動電圧波形により
アクチュエータ２２の伸長後のリンギングは先の実施例
以上に低く抑えられ、不要なインク室５の振動が抑制さ
れている。

【００８７】図１４、図１５、図１６に示した実施例で
は、アクチュエータ２２の伸長後に僅かにリンギングが
発生する。このリンギングの成分はアクチュエータの１
次モードの成分が大部分であり、その基本周期はおよそ
１６μｓである。しかしながら、本実施例のインクジェ
ット記録装置では、そのヘルムホルツ周波数より決まる
インク室５の固有周期はおよそ１１μｓで、アクチュエ
ータの基本周期より短く設定されている。従って、イン
ク室５の固有周期より長い周期のリンギングでインク室
５が励振されるが、この励振に対するインク室５の応答
は小さく、ミスト状の不要インク滴を吐出させることは
なく、吐出信頼性に優れたインクジェット記録装置を実
現できている。

【００８８】また、従来５μｓでアクチュエータを駆動
するには、アクチュエータの長さを３ｍｍ程度に短くし
なければならず、必要なインク滴重量を得るためには３
０Ｖ程度の電圧が必要であった。しかし、上記実施例に
よれば、駆動電圧は高々１０Ｖ程度であり、３分の１程
度の低電圧化が達成できた。

【００８９】これまでの実施例では、アクチュエータと
して圧電横効果を用いているため、駆動電圧の上昇させ
インク室５の容積を拡大させた後の駆動電圧の降下時
で、第１の振動モードとなる基本モードの固有周期より
短い区間の間に、電圧の立ち下げと立ち上げからなるパ
ルス状波形を挿入し、その後電圧を立ち下げている。

【００９０】これに対し、圧電縦効果を用いたアクチュ
エータや、磁歪効果を用いたアクチュエータでは、電圧
の上昇に伴いインク室５の容積を収縮させる方向に変位
する。従って、駆動電圧波形として図１７に示すよう
に、電圧の上昇時に第１の振動モードとなる基本モード
の固有周期より短い区間の間に、電圧の立ち上げP100と
立ち下げP101からなるパルス状波形を挿入し、その後電
圧の立ち上げP102と立ち下げP103からなる補助パルスを
重畳させた擬ステップ波形を用いることで、先の実施例
と同様な効果が得られる。

【００９１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のアクチュエ
ータの駆動方法によれば、アクチュエータのオーバシュ
ートとリンギングを低く抑えながらアクチュエータの基
本モードの固有周期より短い時間でアクチュエータを立
ち上げることが可能となり、高速で変位するアクチュエ
ータを実現出来るという効果を有する。

【００９２】また、高速な応答を得る為に、必要以上に
アクチュエータを小型にする必要が無く、低い駆動力・
駆動電圧で必要な変位量を得ながら、高速に変位するア
クチュエータを実現出来るという効果を有する。

【００９３】また、以上述べたように、本発明のインク
ジェット記録装置によれば、アクチュエータを必要以上
に小型化せずに、高い応答速度を持つインクジェット記
録装置のインク室を駆動することが可能となり、従来に
比較して数分の１の駆動電圧で、高速にインク滴を吐出
するインクジェット記録装置を実現できるという効果を
有する。

【００９４】また、アクチュエータの残留振動による不
要インク滴の吐出や、インク吐出の不安定性が発生せ
ず、低駆動電圧と高信頼性を両立したインクジェット記
録装置を実現できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したアクチュエータの斜視図であ
る。

【図２】従来の駆動方法による駆動電圧波形とアクチュ
エータ変位を示した図である。

【図３】図１のアクチュエータに適用した本発明の駆動
波形の実施例を示した図である。

【図４】図１のアクチュエータに適用した本発明の駆動
波形の実施例を示した図である。

【図５】図１のアクチュエータに適用した本発明の駆動
波形の実施例を示した図である。

【図６】図１のアクチュエータに適用した本発明の駆動
波形の実施例を示した図である。

【図７】図１のアクチュエータに適用した本発明の駆動
波形の実施例を示した図である。

【図８】図１のアクチュエータに適用した本発明の駆動
波形の実施例を示した図である。

【図９】図１のアクチュエータに適用した本発明の駆動
波形の実施例を示した図である。

【図１０】本発明の実施例のインクジェット記録装置の
構造を説明する斜視図である。

【図１１】図１０のインクジェット記録装置の断面図で
ある。

【図１２】図１０のインクジェット記録装置のアクチュ
エータ構造を説明する斜視図である。

【図１３】図１０のインクジェット記録装置の振動板の
構造を説明する斜視図である。

【図１４】図１０のインクジェット記録装置を駆動する
駆動電圧波形の一実施例を示した図である。

【図１５】図１０のインクジェット記録装置を駆動する
駆動電圧波形の一実施例を示した図である。

【図１６】図１０のインクジェット記録装置を駆動する
駆動電圧波形の一実施例を示した図である。

【図１７】インクジェット記録装置を駆動する駆動電圧
波形の一実施例を示した図である。

【図１８】縦振動子の振動モードを説明する図である。

【図１９】従来のアクチュエータの駆動方法と、その応
答を示した図である。

【図２０】従来のアクチュエータの駆動方法と、その応
答を示した図である。

【符号の説明】

１ノズル基板２ノズル３流路形成部材４インク溜り５インク室６供給流路７振動板８弾性壁９脚部１０可撓部１１ヘッドフレーム２１素子固定基板２２アクチュエータ６０圧電振動子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動手段による駆動力で変位し、この駆
動力で励振される第１の振動モードと、この第１の振動
モードより高次な第２の振動モードとを有するアクチュ
エータの駆動方法において、前記第１の振動モードの周期より短い区間の間に、パル
ス状となる駆動力の立ち上げと立ち下げを少なくとも一
回行い、しかる後に必要な変位に駆動する駆動力を作用
させることを特徴とするアクチュエータの駆動方法。
【請求項２】請求項１において、前記パルス状となる
駆動力の立ち上げと立ち下げは、前記第２の振動モード
を励振するパルス状の駆動力であることを特徴とするア
クチュエータの駆動方法。
【請求項３】請求項１において、前記パルス状となる
駆動力の立ち上げと立ち下げの大きさを、前記必要な変
位に駆動する駆動力の大きさより大きくしたことを特徴
とするアクチュエータの駆動方法。
【請求項４】請求項１において、前記必要な変位に駆
動する駆動力が、ステップ状駆動力にパルス状駆動力を
重畳させてなることを特徴とするアクチュエータの駆動
方法。
【請求項５】請求項４において、重畳される前記パル
ス状駆動力が、前記第１の振動モードの振動を打ち消す
ように抑制することを特徴とするアクチュエータの駆動
方法。
【請求項６】請求項１において、前記アクチュエータ
は、電歪振動子あるいは磁歪振動子からなることを特徴
とするアクチュエータの駆動方法。
【請求項７】請求項１において、前記アクチュエータ
は、縦振動子、横振動子、あるいはねじり振動子である
ことを特徴とするアクチュエータの駆動方法。
【請求項８】インク室を区画形成している周壁の一部
を、アクチュエータで振動させることにより、前記イン
ク室に連通したノズルよりインク滴を吐出するインクジ
ェット記録装置において、前記アクチュエータは駆動手段による駆動力で変位し、
この駆動力で励振される第１の振動モードと、この第１
の振動モードより高次な第２の振動モードとを有し、前
記第１の振動モードの周期より短い区間の間に、パルス
状となる駆動力の立ち上げと立ち下げを少なくとも一回
行い、しかる後に必要な変位に駆動する駆動力を作用さ
せることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項９】請求項８において、前記パルス状となる
駆動力の立ち上げと立ち下げは、前記第２の振動モード
を励振するパルス状の駆動力であることを特徴とするイ
ンクジェット記録装置。
【請求項１０】請求項８において、前記パルス状とな
る駆動力の立ち上げと立ち下げの大きさを、前記必要な
変位に駆動する駆動力の大きさより大きくしたことを特
徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１１】請求項８において、前記必要な変位に
駆動する駆動力が、ステップ状駆動力にパルス状駆動力
を重畳させてなることを特徴とするインクジェット記録
装置。
【請求項１２】請求項１１において、重畳される前記
パルス状駆動力が、前記第１の振動モードの振動を打ち
消すように抑制することを特徴とするインクジェット記
録装置。
【請求項１３】請求項８において、前記アクチュエー
タは縦振動モードで駆動される電歪振動子で、前記駆動
手段による駆動力は前記電歪振動子に形成された駆動電
極に印加される電圧で与えられることを特徴とするイン
クジェット記録装置。
【請求項１４】請求項８において、前記インク室はイ
ンクの吐出に係わるインク室の振動モードを持ち、前記
アクチュエータの前記第１の振動モードの固有周期は前
記インク室の振動モードの固有周期より大きく、前記第
２の振動モードの固有周期は前記インク室の振動モード
の固有周期より小さいことを特徴とするインクジェット
記録装置。