WO1995034427A1

WO1995034427A1 - Methode permettant de commander une tete a jet d'encre

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Publication number: WO1995034427A1
Application number: PCT/JP1995/001044
Authority: WO
Inventors: Seiichi Osawa; Akio Segawa; Tadashi Mitsuhasi
Original assignee: Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1995-12-21
Also published as: EP0765750A4; EP0765750B1; US6106091A; DE69504975T2; DE69504975D1; EP0765750A1

Description

明細書' インクジェッ卜へッドの駆動方法技術分野

この発明は、ィ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ィンクジヱッ卜へッドの駆動方法に関する。冃景技術

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、且つカラ一印刷に好適なものとして、インクジエツトへッドを用いたインクジエツトプリンタがある。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 · デマンド型のィンクジエツ卜へッドのなかで、圧電ァクチユエータを用いる、いわゆる圧電式インクジェッ卜へッドとしては、特公昭 5 3— 1 2 1 3 8号公報に開示されているカイザー型、特開平 6— 8 4 2 7号公報に開示されている積層圧電ァクチユエータ型、特開昭 6 3— 2 5 2 7 5 0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エツ卜へッドは、圧電ァクチユエ一タを電圧の印加によリ変形駆動することでィンク室の内容積を変化さ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、及ぴ前記ィンク室に形成したノズル孔からのィンク滴の噴射動作を行なう。

従来、圧電式ィンクジエツトへッドは、次のような方法で駆動していた。すなわち、圧電ァクチユエ一タにパルス波形の電圧を印加することにより、ィンク室の壁面を一部変形して該ィ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、圧電ァクチユ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ァクチユエ一タに印加して、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ィンク滴が噴射する。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 1 5図は、従来のィンクジエツ卜へッドの駆動方法において、圧電ァクチユエ一タへ印加する電圧のパルス波形と、圧電ァクチュエータの変位波形を示す図である。同図の波形（ a ) が圧電ァクチユエ一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 ) が圧電ァクチユエータの変位波形を示している。

第 1 5図に示すように、時間 T Oで、初期状態にある圧電ァクチユエータは、次の時間 T 1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。圧電ァクチユエータの変形に伴い、インク室の壁も変形してィ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、圧電ァクチユエ一タ及ぴインク室内のィンクは、変位停止後も固有振動の周期で自由振動が続く。

時間 T 2では、圧電ァクチユ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ィンク室内の圧力が高まリ、ィ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、やはり圧電ァ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、インク室へのィンクの供給を素早確実に行なえる反面、印字速度を高めるために圧電ァクチユエ一タを高い周波数で駆動した場合、前述のような圧電ァクチユエータ及ぴ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ィンク滴が形成される。このため、インク滴が分裂したり、ミスト状になつてしまうという間題があ.つた。

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ァクチユエータへの印加電圧を徐々に上げていく方法がある _c 第 1 6図は、従来のこの種のインクジェットへッドの駆動方法を示す図であり、同図の波形（ a ) が圧電ァクチユエ一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 ) が圧電ァクチユエータの変位波形を示している。

すなわち、時間 T 0で初期状態にある圧電ァクチユエータに、時間 T 1で、第 1 6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。圧電ァクチユエ一夕の変形に伴い、ィンク室の壁も徐々に変形してィ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 T 2で、第 1 6図の波形（ a ) に示すような波形の電圧を圧電ァクチユエータに印加し、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、ノズル孔からィンク滴が射する。ィンク供給工程にみられる圧電ァクチユエ一タ及ぴ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 1 6図に示したような波形の電圧印加によるインクジエツ卜へッドの駆動方法は、圧電ァクチユエ一タ及ぴ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ァクチユエータをゆつくり動かしているので、インク室へのィンクの供給工程に要する時間 T 1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ィ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 1 5図参照）では、時間 T 1 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リ. 結果として印字速度の低下を招く。そこで、従来は圧電ァクチユエータに印加する電圧の値を変化させることによってィ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、圧電ァクチユエ一タに印加する電圧値の変化のみによつてィ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、充分なィンク量が確保できず狙った大径のィンク滴が形成できないという.問題があった。

また、圧電ァクチユエ一タに印加する電圧値の変化のみでは、小径のィンク滴から大径のィ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、ィ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, この状態で圧電ァクチユエータを駆動し次の噴射動作を行なうと、インク滴の径およぴィンク滴の噴射速度にパラツキを生じてしまう, さらには、ィンクの振動が残存すると次に噴射するィ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, 次のィンク嘖射動作が行なえず、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、ィンク室へのィ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ァクチユ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ィンク滴を必要な大きさに形成するとが容易で、しかもィ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、速い周期でのィ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、圧電ァクチユエータを電圧の印加により変形駆動することでィンク室の内容積を変化させ、該インク室に連通するィンク供給源からのィンク供給動作、及びィ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エツ卜へッドを、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ァクチユエータを変形駆動して、ノズル孔からィ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ィ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方向に圧電ァクチユ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増加させる方向に圧電ァクチュエータを変形駆動する。

この駆動方法によリ、第 1ィンク供給工程で迅速に圧電ァクチュェ一タを駆動変形させるとともに、続く第 2ィンク供給工程で残る必要変形量まで徐々に駆動変形させるため、駆動時間が短く、しかも駆動変形後の圧電ァクチユエータの自由振動を抑制することができる。

この発明は、圧電ァクチユエータが、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 d _{3 a}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、圧電ァクチユ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リ、ィ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 ή状態に比べインク室の内容積を増加させる方向に前記圧電ァクチユエ一タを変形駆動する。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、同工程で圧電ァクチユ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、圧電ァクチユエ一タを電圧の印加によリ変形駆動することでィンク室の内容積を変化させ、該インク室に連通するィンク供給源からのィンク供給動作、及ぴィ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エツ卜へッドを、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、初期状態からィンク室の内容積を増加させる方向に圧電ァクチユエ一タに電圧を印加してィンク室内にインクを供給するィンク供給工程と、ィンク室の内容積を縮小する方向に前記圧電ァクチユエータに電圧を印加して前記ノズル孔からィンクを噴射させるィ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、圧電ァクチュェ一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リ, ノズル孔から噴射するィンク滴の大きさを調整する。

このように、圧電ァクチユエータに印加する電圧の大きさとともに、その電圧の印加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方向に前記圧電ァクチユエ一タを変形駆動する第 1ィンク供給工程と、第 1ィンク供給工程に比べ十分に低速で，前記ィンク室の内容を増加させる方向に前記圧電ァクチユエ一タを変形駆動する第 2ィ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、圧電ァクチユ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ィンク滴の大きさを調整すればよい。

さらにこの発明は、圧電ァクチユエータが、圧電材料と電極とを交互に積層してなリ、かつ圧電歪定数 d _{3 3}を有した積層タイプの圧電ァクチユエータであっても構わない。

その場合は、初期状態で、圧電ァクチユ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リ、インク室の内容積を減少させておくことが好ましい。

ィンク供給工程では、初期状態に比べ前記ィンク室の内容積を増加させる方向に圧電ァクチユエ一タを変形駆動して、インク室内にインクを供給する。このインク供給工程で、圧電ァクチユ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リ、ノズル孔から噴射したィ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、ィンク室の内容積を急激に減少させる方向に圧電ァクチユエ一タを変形駆動して、ノズル孔からインク滴を噴射させる。

また、圧電歪定数 d _{3 3}を有する積層タイプの圧電ァクチユエータに対して、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方向に前記圧電ァクチユエ一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、前記ィンク室の内容積を増加させる方向に前記圧電ァクチユエータを変形駆動する第 2ィ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ィンク供給工程において、圧電ァクチユ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ィ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、圧電ァクチユエータへの印加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、圧電ァクチユエータへの電圧印加時間を、圧電ァクチユ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、電流値を一定にしたまま圧電ァクチュェ一タへの印加電圧を徐々に大きくしていくようにし、これにより第 1ィンク供給工程に比べ十分に低速な圧電ァクチユ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【：おいて、圧電ァクチュェ一タへの電圧印加時間を、圧電ァクチユ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 2 A図は、この発明の第 1実施例における初期状態でのィンクジエツトへッドの状態を模式的に示す断面図である。

第 2 B図は、同じく第 1ィンク供給工程でのィンクジエツ卜へッドの状態を模式的に示す断面図である。

第 2 C図は、同じく第 2ィンク供給工程でのィンクジエツ卜へッドの状態を模式的に示す断面図である。

第 2 D図は、同じくィンク嘖射工程でのィンクジエツトへ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ィンクジエツトへ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図に示した圧電ァクチユ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 における圧電ァクチユエータ駆動波形を示す波形図である。

第 1 0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 1 1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 1 2図は、第 4実施例に基づく実験例 3における圧電ァクチュエータ駆動波形を示す波形図である。

第 1 3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 1 4図は、第 1 3図に示したデータ結果をグラフ化して示す図である。

第 1 5図は、従来のィンクジエツ卜へッドの駆動方法を説明するための波形図である。

第 1 6図は、従来の他のィンクジエツトへ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 2 A図〜第 2 D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実施例に係るィンクジエツ卜へッドの駆動方法において、圧電ァクチユエ一タへ印加する電圧のパルス波形と、圧電ァクチユエータの変位波形とを示す図である。同図の波形（ a ) が圧電ァクチユエ一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 ) が圧電ァクチユエータの変位波形を示している。また、第 2 A図〜第 2 D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ァクチユエータ及びィンク室の動作状態を示す断面図である。

第 2 A図は第 1 図に示す時間 T 0での状態（初期状態）を、第 2 B図は第 1 図に示す時間 T 1 (第 1インク供給工程）での状態を、第 2 C図は第 1 図に示す時間 T 2 (第 2インク供給工程）での状態を、第 2 D図は第 1図に示す時間 T 3 (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 2 A図に示すように、一般的な圧電式ィンクジエツ卜ヘッドは、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、圧電ァクチユエータ 3が固着してあり、同ァクチユエータ 3の変形によリ該壁面 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、ィンク供給口 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 T 0では、例えば、圧電ァクチユエ一タ 3に駆動電圧が印加していない状態を形成しておく（第 2 A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衝状態を保っている。

次に、時間 T 1 (第 1ィンク供給工程）で、第 1図に示すような駆動電圧を圧電ァクチユエータ 3に印加すると、第 2 B図に示すように、初期状態に比べィンク室 1の内容積を増加する方向に圧電ァクチユエータ 3が変形する。この圧電ァクチユエータ 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、ィンク供給口 5を介してィンク供給源 (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 T 1 (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 T 1 の終了後、圧電ァクチユエータ 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ァクチユエータ 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 T 2 (第 2インク供給工程）において、時間 T 1での駆動電圧に比べてゆつくりとした電圧変化で、圧電ァクチユエ一タ 3に駆動電圧を印加する。すると、時間 T 1のときよりも十分にゆつくりとした速さで、圧電ァクチユエータ 3がインク室 1の内容積を増加する方向に変形する（第 2 C図参照）。実際の駆動では、圧電ァクチユエータ 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、圧電ァクチユエータ 3をゆっくりと変形させることができる。

この時間 T 2における圧電ァクチユエータ 3のゆつくリとした変形動作は、時間 T 1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。このような圧電ァクチユエータ 3およびインクの自由振動に対する制動作用は、時間 T 2を、圧電ァクチユエータ 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 T 3 (インク噴射工程）において、圧電ァクチユエ一タ 3に、第 1図の波形（ a ) に示すような電圧を印加すると、第 2 D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ァクチユエータ 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ィンク滴を生成する。

" ここで、時間 T 3を圧電ァクチユエータ 3の固有振動の周期付近に設定すると、時間 T 3の終了後に圧電ァクチユエータ 3に生じる自由振動の振幅を低く抑えることができ、一層短い周期で繰リ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、積層タイプの圧電ァクチユエータを備えたインクジェットへ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ィンクジエツ卜へッドの断面側面図、第 4図は同じく断面正面図である。

このインクジエツ卜へッドは、圧電歪定数 d _{3 3}を持たせた積層タィプの圧電ァクチユエータ 1 0によってインク室 2 0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 1 1 と導電材料 1 2 とを交互に積層した圧電ァクチユエータ 1 0を、基板 3 0の上面に一定の間隔をおいて並ベて接着してある。

なお、圧電ァクチユエータ 1 0の前後両端面には、集電極 1 3 、 1 4が形成されている。これら集電極 1 3 と集電極 1 4 との間に電圧を印加すると、圧電ァクチユエータ 1 0が厚さ方向（ d _{3 3}方向）に変形するようになっている。 .

圧電ァクチユエータ 1 0の上面には薄い振動板 2 1が接着してあり、さらに振動板 2 1 の上面には、流路部材 2 2が接着してある。流路部材 2 2には、一定間隔ごとにインク室 2 0が形成してあリ、振動板 2 1 を介してこれらインク室 2 0が圧電ァクチユエ一タ 1 0 と対向している。また、各インク室 2 0にはそれぞれインク供給口 2 3が形成してあり、このィンク供給口 2 3にィ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 1 3を形成した基板 3 0および圧電ァクチユエータ 1 0、振動板 2 1、流路部材 2 2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 4 0が接着してある。ノズル板 4 0に複数のノズル孔 4 1が形成してあリ、このノズル孔 4 1が流路部材 2 2に形成したインク室 2 0にそれぞれ連通させてある。したがつて、インクカートリッジからのインクをインク室 2 0に充填すると、ノズル孔 4 1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 3 0上に並べて接着した圧電ァクチユエータ 1 0は、一本おきに流路部材 2 2のインク室 2 0間の隔壁 2 4と対向している。これら隔壁 2 4 と対向する圧電ァクチュエータ 1 0 aは駆動せず、支柱の役割を有している。第 5図は、上述したインクジエツ卜へッドの圧電ァクチユエータ 1 0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 5 1 と圧電ァクチユエ一タ駆動回路 5 2， 5 2の二つの回路ブロックで構成してある。圧電ァクチユエータ駆動回路 5 2は、それぞれ圧電ァクチユエ一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） T r 1、放電時定数調整用抵抗 R 1、およびダイォード D 1で構成してある。

そして、共通駆動波形整形回路 5 1からの出力電圧 P cをダイォ一ド D 1 のカソ一ド側に印加するとともに、ダイォード D 1のァノ一ド側に放電時定数調整用抵抗 R 1の一方の端子と、圧電ァクチュエータ 1 0の一方の集電極 1 3 とを接続してある。さらに、放電時定数調整用抵抗 R 1の他方の端子は、トランジスタ T r lのコレクタに接続してある。

また、トランジスタ T r 1のェミッタと圧電ァクチユエータ 1 0 の他方の集電極 1 4とは、駆動電源 V Hに接続してある。トランジスタ T r 1のベースには、圧電ァクチユエータ 1 0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、ィンクジエツトへ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卜ランジスタ T r 1への駆動信号 Cの波形、共通駆動波形整形回路 5 1の出力電圧 P cの波形、および圧電ァクチユエータ 1 0への駆動電圧 P V 1 の波形をそれぞれ示してある。

まず、初期状態である時間 T 0では、駆動信号 Cが "ハイ" レべルとなっており、第 5図に示すトランジスタ T r 1 は "オフ" となつている。また、共通駆動波形整形回路 5 1の出力電圧 P cは駆動電源 V Hと同レベルのパイァス電圧を出力しており、圧電ァクチュエータ 1 0は常にこの駆動電源 V H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図に示す圧電ァクチユエータ 1 0は分極方向と同じ方向の電界によって、厚さ方向である d _{3 a}モードに伸びる。このためインク室 2 0の底部を形成する振動板 2 1 はインク室 2 0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 T 1 (筹 1インク供給工程）では、駆動信号 Cが "口一" レベルとなリ、第 5図に示すトランジスタ T r 1 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 5 1の出力電圧 P cは、時間 T 1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図に示す圧電ァクチユエータ 1 0に蓄積している電荷は、放電時定数調整用抵抗 R 1 を介して急速に放電する。この放電に伴い、圧電ァクチユエ一タ 1 0は、インク室 2 0 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 2 0内には、インク供給口 2 3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、圧電ァクチユエータ 1 0の急速な動きで、圧電ァクチユエータ 1 0 には固有振動の周期で自由振動が生じるとともに、ィンクの急速な供給によってィンク室 2 0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 T 2 (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 5 1の出力電圧 P cが、時間 T 1 の電圧降下に比べてゆつくリとした変化でその電圧値を降下する _t したがって、第 3図，第 4図に示す圧電ァクチユエータ 1 0に蓄積している電荷は、放電時定数調整用抵抗 R 1 を介して徐々に放電する。この放電に伴い、圧電ァクチユエータ 1 0は、インク室 2 0 の内容積を増加する方向へゆつくリと変形する。

第 6図に示す時間 T 1の後、急速な変形によリ圧電ァクチユエ一タ 1 0には自由振動が残存するが、この自由振動は、時間 T 2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 2 0内のインク自体にも、第 6図に示す時間 Τ· 1 の後、自由振動が生じるが、この自由振動も同様に時間 Τ 2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 Τ 2を圧電ァクチユエータ 1 0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 Τ 3 (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 T r 1 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 5 1の出力電圧 P cは、時間 T 3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図に示した圧電ァクチユエータ 1 0には、放電時定数調整用抵抗 R 1 を介して急速に電荷が充電される。この充電に伴い、圧電ァクチユエータ 1 0は、インク室 2 0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 4 1からィンク滴が噴射する。

実験例 1

本発明者らは、第 3図，第 4図に示した構造のィンクジエツ卜へッドを使用して、時間 T 3 (ィンク噴射工程）後にインク室 2 '0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 T 3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ァクチユエータ 1 0の固有振動数は、インク室 2 0内にインクを充填した状態では、約 1 2 Sであった。

' なお、ノズル孔 4 1 の直径は ø 4 で、インク室 2 0の内容積は 0. 1 5 mm³であった。さらに、インクは粘度 3 . 1 c p、表面張力 4 3 d y nZ c m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 T 3を、 9 μ s , 1 2 μ s , Ι δ μ εに設定した。この時間 Τ 3後にインク室 2 0内のィンクに残存している自由振動を、モニター用ァクチユ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 T 3 = 9 μ s、同図の（ b ) が時間 T 3 = l 2 μ &、同図の ( c ) が時間 T 3 = 1 5 s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 T 3を圧電ァクチユエ一タの固有振動数とほぼ同じ時間（T 3 = l 2 z s ) 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エツ卜へッドを使用して、この発明の駆動方法による同ィンクジェットへッドの駆動周期、すなわちィンク噴射動作の繰り返し周期について実験した。

使用したインクジエツトへヅドのノズル径，ィンク室の内容積、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 Ρ V 1において、 V a = 1 5 V , V b = 2 4 V , T 1 = 1 2 μ s , Τ 2 = 7 2 μ s , Τ 3 = 1 2 μ sに設定し、第 8図に示すような駆動周期でィ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、 ø = 5 '0 i mに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 . 2 5 K H zの低速駆動から 1 0 K H z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ィンク嘖射速度 '( 5 . O m Z 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で、効率的に圧電ァクチユエータ並びにィ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

上述した実験例 2と同じインクジエツ卜へッド及ぴインクを使用して、実験例 2と同様にインクジェットへ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ァクチユエ一タ 1 0を駆動した。すなわち、同図の駆動波形において. 最初の 8 7 sでインクをインク室に供給し、続く 1 O j^ s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 4 K H zのときすでに 0 5 Ο μ πι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 4 Κ Η ζ 以上は、インク滴の直径を ζ 3 0 μ mとして実験した。その場合にも、駆動周期 8 K H z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 ィンク供給ェ'程を行なう時間 T 1 も圧電ァクチユエータ 1 0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ァクチユエータ 1 0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ァクチユエータ 1 0及びインク自体の自由振動を減衰させる第 2 ィンク供給工程は、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、圧電ァクチユエータ 1 0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実施例に係るィンクジエツトへ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図に示しもインクジェットを、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 1 0図は、この実施例でィンクジエツトへ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 T r 1への駆動信号 Cの波形、共通駆動波形整形回路 5 1の出力電圧 P cの波形、および圧電ァクチユエータ 1 0への駆動電圧 P V 1の波形をそれぞれ示してある。

まず、第 1 0図に示した初期状態である時間 T 0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 T r 1 は "オフ" となっている。また、共通駆動波形整形回路 5 1 の出力電圧 P cは、駆動電源 V Hよリも低いレベルのパイァス電圧を出力しており、圧電ァクチユエ一タ 1 0は常に駆動電源 V Hよりも低いレベルのパイァス電圧で充電されている。

このとき、第 3図，第 4図に示す圧電ァクチユエ一タ 1 0は、分極方向と同方向の電界によって厚さ方向である d _{3 3}モードに変形する。このため、インク室 2 0の底壁を形成する振動板 2 1 は、インク室 2 0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 1 0図に示した時間 T 1 (第 1 ィンク供給工程）では、駆動信号 Cが "ロー" レベルとなり、第 5図に示した Kランジスタ T r 1 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 5 1の出力電圧 P cは、時間 T 1の間、電圧を急速に降下する。

したがって、圧電ァクチユエータ 1 0に蓄積していた電荷は、放電時定数調整用抵抗 R 1 を介して急速に放電する。この放電に伴い，圧電ァクチユエータ 1 0は、インク室 2 0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 2 0内には、インク供給口 2 3 を介してィンク供給源（図示せず）からのィンクが急速に供給される。

このとき、急速な変形によって、圧電ァクチユエータ 1 0には固有振動の周期で自由振動が生じるとともに、ィンクの急速な供給にって、インク室 2 0内のインク自体にも自由振動が生じる。

続いて、第 1 0図に示した時間 T 2 (第 2ィンク供給工程）では, 第 5図に示した共通駆動波形整形回路 5 1の出力電圧 P cが、時間 T 1での電圧降下に比べゆつ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、圧電ァクチユエータ 1 0に蓄積していた電荷は、放電時定数調整用抵抗 R 1 を介して徐々に放電していく。この放電に伴い、圧電ァクチユエータ 1 0は、インク室 2 0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 1での動作で生じた圧電ァクチユエータ 1 0の自由振動は、時間 T 2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 2 0内のインク自体に生じた自由振動も同様に, 時間 T 2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 T 2を圧電ァクチユエータ 1 0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 1 0図に示した時間 T 3 (ィンク噴射工程）では駆動信号 Cが "ハィ " レベルとなり、第 5図で示したトランジスタ T r 1 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 5 1の出力電圧 P cは、時間 T 3の間に、駆動電源 V Hの電圧まで急速に上昇する。

したがって、圧電ァクチユエータ 1 0は、放電時定数調整用抵抗 R 1 を介して急速に充電される。この充電に伴い、圧電ァクチユエータ 1 0は、インク室 2 0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 4 1からインク滴を噴射する。

次に、第 1 0図に示した時間 T 4 (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 T r 1は "ォン" 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 5 1の出力電圧 P cは、時間 T 4の間に駆動電源 V Hの電圧値からパイァ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ゃィンク滴を噴射しない状態が長く続いたときでも、圧電ァクチユエータ 1 0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、圧電ァクチユエータとして積層タイプの圧電ァクチユエータを用いたが、カイザー型やシェアモ一ド型の圧電ァクチユエータでも、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実施例に係るィンクジエツ卜へッドの駆動方法について詳細に説明する。

第 1 1図は、圧電ァクチユエ一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ィンク供給ェ程で、圧電ァクチユエ一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ィ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図に示した圧電ァクチユエータ 1 0に、第 1 1 図に示す電圧を印加しない状態 T sから時間 T 0でゆつくリと分局方向に電圧を加えて、同ァクチユエータ 1 0をィ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、圧電ァクチユエータ 1 0の変形量 S は、圧電歪定数 d₃₃と印加電圧 V。と板状圧電材料の積層枚数 nに比例して、

5 ^ = n X d₃₃ X V。となる。

この発明者らの行なった実験では、圧電歪定数 d_3a = 6 0 0 X 1 0 ¹² mZV、板状圧電材料の積層数 n = 2 0の圧電ァクチユエ一タを使用し、時間 T 0における印加電圧 V。 = 4 0 Vとして、 δ X = 0. 5 μ mの変形を初期状態において形成した。

ここで、第 3図，第 4図に示した圧電ァクチユエ一タ 1 0の幅を 0. 1 mm、長さを 4 mmとしたので、インク室 2 0は、時間 T s のときに比べ初期状態では内容積が 2 X 1 0¹³ in³減少している。そして、 T O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 1 1図に示す時間 T 1 (第 1インク供給工程）で、圧電ァクチユエータ 1 0に蓄積された電荷を放出し、同ァクチユエータ 1 0の変形をもどす。この時間 T 1は、数 sから 1 0数 μ sの間の非常に短い時間に設定してあり、急速に圧電ァクチユエータ 1 0をインク室 2 0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図に示した圧電ァクチユエータ 1 0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 C R時定数によって決定される。

この実施例では、時間 T 1 の間に、圧電ァクチユエータ 1 0の変形量は、 C R時定数に応じて、初期状態に比べ 2 0 %から 5 0 %の範囲で減少するようにしていた。つまり、インク室 2 0の内容積は, 初期状態に比べ、 2 0 %から 5 0 %の範囲で増加する。このインク室 2 0の内容積の増加によリ、インク室 2 0にィンク供給口 2 3 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 1 1 図に示す時間 T 2 (第 2インク供給工程）の間、圧電ァクチユエータ 1 0に蓄積された電荷を放電し、インク室 2 0 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 2 0には、ィンク供給源（図示せず）からさらにィンクが供給される。ここで、時間 T 2は、先の時間 T 1 に比べ十分長い時間とし, 圧電ァクチユエータ 1 0に蓄積された電荷をゆつくりとした速度でかつ直線的に放電していく。

次に、第 1 1図に示す時間 T 3 (インク噴射工程）で、圧電ァクチユエータ 1 0を急速に充電し、インク室 2 0の内容積を急速に減少させる。これにより、インク室 2 0の内部圧力が急速に高まり、クズル孔 4 1からィンク滴が噴射する。

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 2 0内へのィンク供給量に比例する。このインク供給量は、圧電ァクチユエータ 1 0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、圧電ァクチユエータ 1 0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ィンクの供給量が変化するが、インク室 2 0へのィ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 2 0内のインクの残留振動の状態は、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ィンクの噴射動作が行なわれる。このように、ィンクの振動状態の異なった状態で噴射が行なわれると、ィ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、圧電ァクチユエータ 1 0に印加する駆動電圧の大きさ V 2及び印加時間 T 2の双方を変更することにより, インク室 2 0内へのインク供給量を調整している。これにより、ィンク供給量と、ィンク供給工程で生じたィンク室 2 0のインクの振動状態とを、適当な印加時間 T 2の設定によって調整できる。このため、ィ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 T 1 をそのままにしておき、ゆつくりとした時間に設定する第 2ィンク供給工程で、上記のようなィンク供給量の調整を行なうようにしているので、一層容易にィ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ァクチユエータ 1 0に印加する駆動電圧 V 2及びその印加時間 T 2を、それぞれ第 1 1図に V 2 ' , T 2 ' で示すように変更すれぼよい。

ィンク噴射工程は、第 1 1 図に示す時間 T 3で行ない、この間に圧電ァクチユエータ 1 0を急速に充電し、インク室 2 0の内容積を急速に減少させる。これにより、インク室 2 0の内部圧力を急速に高めて、ノズル孔 4 1からィンク滴を噴射させる。第 2ィンク供給工程での駆動電圧及びその印加時間を V 2 ' ， T 2 ' としたときは，インク噴射工程は時間 T 3 ' で行なうことになる。

ィンク噴射工程の時間 T 3 ( T 3， ) は、圧電ァクチユエータ 1 0の剛性と質量、及びィンクが満たされた状態のィンク室 2 0の内容積等で決定される圧電ァクチユエータ 1 0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 2 0からインク滴を押し出すと、ィンク滴噴射後にィンク室 2 0内に生じるィンク液の振動を少なくすることができる。

第 1 1 図に示すように、駆動電圧 V 2 ' は、小さなィンク滴を嘖射する場合の駆動電圧 V 2より大きいので、該駆動電圧 V 2 ' からィンク噴射工程を行なうとき、ィ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図に示した構造のィンクジエツ卜へッドを使用して、上記第 4実施例の駆動方法の効果を確認した。第 1 2図は、この実験例での圧電ァクチユ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ィンク供給工程における圧電ァクチユエータ 1 0への駆動電圧の大きさ V 2及び印加時間 T 2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、圧電ァクチユエータへの初期状態における印加電圧 V 0を 4 0 V、第 1ィンク供給工程における印加電圧 V 1 を 1 2 . 6 V、第 1 ィンク供給工程の時間 T 1 を 1 5 . 4 μ s、ィンク嘖射工程の時間 Τ 3を 8 μ sに設定した。

使用したインクジエツトへッドは、先に説明した実験例 1 と同様. 圧電ァクチユエータ 1 0の固有振動数を約 1 2 s、ノズル孔の直径を φ 4 0 μ m、ィンク室の内容積を 0 . 1 5 m m ³である。また使用したィンクの粘度は 3 . 1 c p、表面張力は 4 3 d y n / c m である。

第 2ィンク供給工程における圧電ァクチユエータへの駆動電圧の大きさ V 2及ぴ印加時間 T 2を、第 1 3図に示す値に設定してこの実験を行なった結果、同図に示すようなィンク滴径及ぴィ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 1 3図の結果をグラフにしたのが第 1 4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 1 3図に併記したとおり、インク滴の噴射速度は、いずれのィンク滴径及ぴィンクの画素径においてもほぼ一定の速度（ 5 . O ni Z s前後）であった。

なお、圧電ァクチユエ一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ィンク滴の大きさを調整するこの発明は、積層タイブ以外の圧電ァクチユエ一タを用いたインクジエツ卜へ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ィンク供給工程に分けずにィンクジエツ卜へッドを駆動する場合には、該ィンク供給工程で圧電ァクチユ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 1 6図に示した従来の駆動方法のように、初期状態からィンク供給工程，ィンク噴射工程を経てィンクを噴射する場合は、ィンク供給工程において圧電ァクチユ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ァクチユエータの電位は、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、各種のィンクジエツ卜プリンタにおけるィンク噴射用のプリンタへッドの駆動に利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 圧電ァクチユエータを電圧の印加によリ変形駆動することでィンク室の内容積を変化させ、該ィンク室に連通するィンク供給源からのィンク供給動作、及び前記ィンク室に連通するノズル孔からのィンク滴の噴射動作を行なうィンクジエツトへ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ァクチユエータを変形駆動して、前記ノズル孔からィンク滴を噴射するィンク噴射ェ程とを含み、

前記ィンク供給工程が、初期状態に比べ前記ィンク室の内容積を増加させる方向に前記圧電ァクチユエータを変形駆動する第 1ィンク供給工程と、前記第 1 インク供給工程に比べ十分に低速で、前記ィンク室の内容積を増加させる方向に前記圧電ァクチユエータを変形駆動する第 2ィンク供給工程とを含むことを特徵とするインクジエツ卜へッドの駆動方法。

2 . 前記インク供給工程において、前記圧電ァクチユエータへ'の印加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項に記载のィンクジエツ卜へッドの駆動方法。

3 . 前記第 2インク供給工程において、電流値を一定にしたまま前記圧電ァクチユエータへの印加電圧を徐々に大きくしていくことによリ、前記第 1ィンク供給工程に比べ十分に低速な圧電ァクチユ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エツトへッドの駆動方法。

4 . 前記インク噴射工程において、前記圧電ァクチユエータへの電圧印加時間を、前記圧電ァクチユエータの固有振動の周期とほぼ同一にしたことを特徵とする請求の範囲第 1項に記載のィンクジエツトへッドの駆動方法。

5 . 前記第 2ィンク供給工程において、前記圧電ァクチユエータへの電圧印加時間を、前記圧電ァクチユ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項に記載のィンクジエツ卜へッドの駆動方法。

6 . 圧電材料と電極とを交互に積層してなる圧電ァクチユエータに圧電歪定数 d _{3 3}を持たせ、該圧電ァクチユエータを電圧の印加によリ変形駆動することでィンク室の内容積を変化させ、該インク室に連通するィンク供給源からのィンク供給動作、及び前記ィンク室に連通するノズル孔からのィンク滴の噴射動作を行なうインクジェッ卜へッドの駆動方法において、

初期状態で、前記圧電ァクチユエ一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リ、前記ィ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ィンク室の内容積を増加させる方向に前記圧電ァクチユエータを変形駆動して、前記ィンク室内にインクを供給する第 1ィンク供給工程と、

前記第 1ィンク供給工程に比べ十分に低速で、前記ィンク室.の内容積を増加させる方向に、前記圧電ァクチユ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ィンク供給工程と、

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ァクチユエータを変形駆動して、前記ノズル孔からィンク滴を噴射させるィンク噴射工程とを含むことを特徴とするィンクジエツ卜へッドの駆動方法。

7 . 前記第 1又は第 2インク供給工程において、前記圧電ァクチュェ一タへの印加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項に記載のィンクジエツトへッドの駆動方法 _t

8 . 前記第 2インク供給工程において、電流値を一定にしたまま前記圧電ァクチユエータへの印加電圧を徐々に大きくしていくことによリ、前記第 1ィンク供給工程に比べ十分に低速な圧電ァクチユ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項に記載のィンクジエツトへッドの駆動方法。

9 . 前記インク噴射工程において、前記圧電ァクチユエータへの電圧印加時間を、前記圧電ァクチユエータの固有振動の周期とほぼ同一にしたことを特徵とする請求の範囲第 6項に記載のィンクジエツトへッドの駆動方法。

1 0 . 前記第 2インク供給工程において、前記圧電ァクチユエ一タへの電圧印加時間を、前記圧電ァクチユ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エツ卜へッドの駆動方法。

1 1 . 前記インク噴射工程の終了後、前記圧電ァクチユエ一タを制御することにより、前記ィ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徵とする請求の範囲第 6項に記載のインクジエツ卜へッドの駆動方法。

1 2 . 圧電ァクチユエータを電圧の印加により変形駆動することでィンク室の内容積を変化させ、該インク室に連通するィンク供給源からのィンク供給動作、及ぴ前記ィンク室に連通するノズル孔からのィンク滴の噴射動作を行なうィンクジエツトへッドの駆動方法において、

' 初期状態から前記ィンク室の内容積を増加させる方向に前記圧電ァクチユエ一タに電圧を印加して前記ィンク室内にインクを供給するィンク供給工程と、前記ィンク室の内容積を縮小する方向に前記圧電ァクチユエータに電圧を印加して前記ノズル孔からィンクを嘖射させるィンク噴射工程とを含み、

前記ィンク供給工程において前記圧電ァ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、前記ノズル孔から噴射したィンク滴の大きさを調整することを特徴とするィンクジ xッ卜へッドの駆動方法。

1 3 . 前記インク供給工程において、前記圧電ァクチユエータへの印加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 2項に記載のィンクジヱッ卜へッ'ドの駆動方法。

1 4 . 前記インク噴射工程において、前記圧電ァクチユエータへの電圧印加時間を、前記圧電ァクチユ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 2項に記載のィンクジエツ卜へッドの駆動方法。

1 5 . 圧電ァクチユエータを電圧の印加により変形駆動することでィンク室の内容積を変化させ、該インク室に連通するィンク供給源からのィンク供給動作、及び前記ィンク室に連通するノズル孔からのィンク滴の噴射動作を行なうィンクジエツ卜へッドの駆動方法において、

前記ィンク室内にインクを供給するィンク供給工程と、前記ィンク室の内容積を急激に減少させる方向に前記圧電ァクチユエータを変形駆動して、前記ノズル孔からィンク滴を噴射するィンク噴射ェ程とを含み、

前記ィンク供給工程が、初期状態に比べ前記ィンク室の内容積を増加させる方向に前記圧電ァクチユエ一タを変形駆動する第 1 ィンク供給工程と、前記第 1インク供給工程に比べ十分に低速で、前記ィンク室の内容積を増加させる方向に前記圧電ァクチユエータを変形駆動'する第 2ィンク供給工程とを含み、

且つ、前記第 2ィンク供給工程において前記圧電ァクチユ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、前記ノズル孔から噴射したィンク滴の大きさを調整することを特徴とするインクジエツトへッドの駆動方法。

1 6 . 前記インク供給工程において、前記圧電ァクチユエータへの印加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 5項に記載のィンクジェッ卜へッドの駆動方法。

1 7 . 前記第 2インク供給工程において、電流値を一定にしたまま前記圧電ァクチユエータへの印加電圧を徐々に大きくしていくことにより、前記第 1ィンク供給工程に比べ十分に低速な圧電ァ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 5項に記載のィンクジエツトへッドの駆動方法。

1 8 . 前記インク噴射工程において、前記圧電ァクチユエータへの電圧印加時間を、前記圧電ァクチユエ一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 5項に記載のィンクジエツ卜へッドの駆動方法。

1 9 . 前記第 2インク供給工程において、前記圧電ァクチユエータへの電圧印加時間を、前記圧電ァクチユ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徵とする請求の範囲第 1 5項に記載のィンクジエツ卜へッドの駆動方法。

2 0 . 圧電材料と電極とを交互に積層してなる圧電ァクチユエータに圧電歪定数 d _{3 3}を持たせ、該圧電ァクチユエータを電圧の印加により変形駆動することでィンク室の内容積を変化させ、該インク室に連通するィンク供給源からのィンク供給動作、及び前記ィンク室に連通するノズル孔からのィンク滴の噴射動作を行なうィンクジェットへッドの駆動方法において、

'初期状態で、前記圧電ァクチユ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リ、前記ィ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ィンク室の内容積を増加させる方向に前記圧電ァクチユエータを変形駆動して、前記ィンク室内にインクを供給するィンク供給工程と、

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ァクチユエータを変形駆動して、前記ノズル孔からィンク滴を噴射させるィンク噴射工程とを含み、

且つ、前記ィンク供給工程において前記圧電ァクチユエ一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リ、前記ノズル孔から噴射したィンク滴の大きさを調整することを特徴とするィンクジェッ卜へッドの駆動方法。

2 1 . 前記インク供給工程において、前記圧電ァクチユエータへの印加電圧の大きさを時間とともに変化させることを特徵とする請求の範囲第 2 0項に記載のィンクジエツ卜へッドの駆動方法。

2 2 . 前記インク噴射工程において、前記圧電ァクチユエ一タへの電圧印加時間を、前記圧電ァクチユ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 2 0項に記載のインクジエツ卜へッドの駆動方法。

2 3 . 圧電材料と電極とを交互に積層してなる圧電ァクチユエータに圧電歪定数 d _{3 a}を持たせ、該圧電ァクチユエータを電圧の印加によリ変形駆動することでィンク室の内容積を変化させ、該インク室に連通するィンク供給源からのィンク供給動作、及び前記ィンク室に連通するノズル孔からのィンク滴の噴射動作を行なうィンクジェッ卜へッドの駆動方法において、

初期状態で、前記圧電ァクチユ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リ、前記ィ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ィンク室の内容積を増加させる方向に前記圧電ァクチユエータを変形駆動して、前記ィンク室内にインクを供給する第 1 ィンク供給工程と、

前記圧電ァクチユエータに対して前記第 1 ィンク供給工程に比べ十分に低速で、前記ィンク室の内容積を増加させる方向に電圧を印加して、前記ィンク室内にィンクを供給する第 2ィンク供給工程と、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ァクチユエータを変形駆動して、前記ノズル孔からィンク滴を噴射させるィンク噴射工程とを含み、

且つ、前記第 2ィンク供給工程において前記圧電ァクチユ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リ、前記ノズル孔から噴射したィンク滴の大きさを調整することを特徵とするィンクジエツトへッドの駆動方法。

2 4 . 前記第 1又は第 2インク供給工程において、前記圧電ァクチユエータへの印加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 2 3項に記載のィンクジェットへッドの駆動方法。

2 5 . 前記第 2ィンク供給工程において、電流値を一定にしたまま前記圧電ァクチユエータへの印加電圧を徐々に大きくしていくことにより、前記第 1ィンク供給工程に比べ十分に低速な圧電ァ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 2 3項に記載のィンクジエツ卜へッドの駆動方法。

2 6 . 前記インク噴射工程において、前記圧電ァクチユエータへの電圧印加時間を、前記圧電ァクチユ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 2 3項に記載のインクジエツ卜へッドの駆動方法。

2 7 . 前記第 2インク供給工程において、前記圧電ァクチユエータへの電圧印加時間を、前記圧電ァクチユ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 2

3項に記載のインクジエツトへッドの駆動方法。