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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024106273
(43)【公開日】2024-08-07
(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド
(51)【国際特許分類】
B41J 2/055 20060101AFI20240731BHJP
B41J 2/14 20060101ALI20240731BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20240731BHJP
【ＦＩ】
B41J2/055
B41J2/14 301
B41J2/01 403
B41J2/14 611
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023010532
(22)【出願日】2023-01-26
(71)【出願人】
【識別番号】000003562
【氏名又は名称】東芝テック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】喜地 保仁
【テーマコード（参考）】
2C056
2C057
【Ｆターム（参考）】
2C056EC07
2C056EC28
2C056EC38
2C056FA04
2C057AF08
2C057AG44
2C057AM16
2C057AM40
2C057AR16
2C057BA04
2C057BA14
(57)【要約】
【課題】キャンセル波形によって発生する寄生振動を抑制する液体吐出ヘッドを提供すること。
【解決手段】実施形態の液体吐出ヘッドは、ノズルプレートと、圧力室と、アクチュエータと、駆動回路と、を備える。ノズルプレートは、液体を吐出するノズルを備える。圧力室は、前記ノズルに連通する。アクチュエータは、駆動信号に応じて前記圧力室の容積を可変する。駆動回路は、前記アクチュエータを駆動する前記駆動信号を生成する。前記駆動信号の吐出波形の後に入力されるキャンセル波形は、前記圧力室の容積を拡張させる拡張電位差、前記圧力室の容積を縮小させる縮小電位差、並びに、前記拡張電位差及び前記縮小電位差の間の少なくとも一以上の中間電位差を含む。前記駆動回路は、前記キャンセル波形の電位差の変更により生じる前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数の振動を、前記電位差変更の後に行う少なくとも１回以上の電位差変更により打ち消す。
【選択図】 図６
【解決手段】実施形態の液体吐出ヘッドは、ノズルプレートと、圧力室と、アクチュエータと、駆動回路と、を備える。ノズルプレートは、液体を吐出するノズルを備える。圧力室は、前記ノズルに連通する。アクチュエータは、駆動信号に応じて前記圧力室の容積を可変する。駆動回路は、前記アクチュエータを駆動する前記駆動信号を生成する。前記駆動信号の吐出波形の後に入力されるキャンセル波形は、前記圧力室の容積を拡張させる拡張電位差、前記圧力室の容積を縮小させる縮小電位差、並びに、前記拡張電位差及び前記縮小電位差の間の少なくとも一以上の中間電位差を含む。前記駆動回路は、前記キャンセル波形の電位差の変更により生じる前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数の振動を、前記電位差変更の後に行う少なくとも１回以上の電位差変更により打ち消す。
【選択図】 図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を吐出するノズルを備えるノズルプレートと、
前記ノズルに連通する圧力室と、
駆動信号に応じて前記圧力室の容積を可変するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する前記駆動信号を生成する駆動回路と、を備え、
前記駆動信号の吐出波形の後に入力されるキャンセル波形は、前記圧力室の容積を拡張させる拡張電位差、前記圧力室の容積を縮小させる縮小電位差、並びに、前記拡張電位差及び前記縮小電位差の間の少なくとも一以上の中間電位差を含み、
前記駆動回路は、前記キャンセル波形の電位差変更により生じる前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数の振動を、前記電位差変更の後に行う少なくとも１回以上の電位差変更により打ち消す、液体吐出ヘッド。
前記ノズルに連通する圧力室と、
駆動信号に応じて前記圧力室の容積を可変するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する前記駆動信号を生成する駆動回路と、を備え、
前記駆動信号の吐出波形の後に入力されるキャンセル波形は、前記圧力室の容積を拡張させる拡張電位差、前記圧力室の容積を縮小させる縮小電位差、並びに、前記拡張電位差及び前記縮小電位差の間の少なくとも一以上の中間電位差を含み、
前記駆動回路は、前記キャンセル波形の電位差変更により生じる前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数の振動を、前記電位差変更の後に行う少なくとも１回以上の電位差変更により打ち消す、液体吐出ヘッド。
【請求項2】
前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数の周期をλnとし、前記駆動信号に含まれる電位差変更の回数をｈ回としたときの前記圧力室の容積の拡張又は前記圧力室の容積の縮小である電位差変更のうち、１回目からｈ－１回目の電位差変更の一つをｉ回目の電位差変更とし、ｉ＋１回目からｈ回目の電位差変更の一つをｊ回目の電位差変更としたときに、前記ｈ回のうちいずれか２回であるｉ回目とｊ回目の電位差変更の時間間隔Tijは、
(k/2-1/6)λn≦Tij≦(k/2+1/6)λn
であり、この式におけるｋは１以上の奇数である、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
(k/2-1/6)λn≦Tij≦(k/2+1/6)λn
であり、この式におけるｋは１以上の奇数である、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項3】
前記時間間隔Tijは、前記キャンセル波形の終了時点から主音響振動の１周期前までの範囲内である、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項4】
前記拡張電位差、前記中間電位差及び前記縮小電位差は、前記アクチュエータの電極間に入力される電位差であり、
前記駆動回路は、電極及び電圧源を接続するスイッチング回路を有し、前記拡張電位差、前記中間電位差及び前記縮小電位差を前記スイッチング回路の切り替えにより生成する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
前記駆動回路は、電極及び電圧源を接続するスイッチング回路を有し、前記拡張電位差、前記中間電位差及び前記縮小電位差を前記スイッチング回路の切り替えにより生成する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項5】
前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数が、前記主音響共振周波数の略３倍以上の略奇数倍である、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項6】
前記アクチュエータの電極間に前記電位差が入力されることで前記圧力室の容積を変化させる、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて駆動波形の立ち上がり時間あるいは立ち下り時間を調整する事でメニスカス振動のタイミングを制御しサテライトを抑制する技術が知られていた。このような液体吐出ヘッドは、液体を吐出した後に残留振動が発生する。そこで、駆動波形後にキャンセル波形を入力することで、残留振動を抑制する技術も知られている。しかしながら、キャンセル波形においても、寄生振動が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第5712710号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、キャンセル波形によって発生する寄生振動を抑制する液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態の液体吐出ヘッドは、ノズルプレートと、圧力室と、アクチュエータと、駆動回路と、を備える。ノズルプレートは、液体を吐出するノズルを備える。圧力室は、前記ノズルに連通する。アクチュエータは、駆動信号に応じて前記圧力室の容積を可変する。駆動回路は、前記アクチュエータを駆動する前記駆動信号を生成する。前記駆動信号の吐出波形の後に入力されるキャンセル波形は、前記圧力室の容積を拡張させる拡張電位差、前記圧力室の容積を縮小させる縮小電位差、並びに、前記拡張電位差及び前記縮小電位差の間の少なくとも一以上の中間電位差を含む。前記駆動回路は、前記キャンセル波形の電位差の変更により生じる前記圧力室内の液体の主音響共振周波数より高い周波数領域の音響共振周波数の振動を、前記電位差変更の後に行う少なくとも１回以上の電位差変更により打ち消す。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成を一部省略して示す断面図。
【図2】実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成を一部省略して示す断面図。
【図3】実施形態に係る液体吐出ヘッドの駆動回路の構成を模式的に示すブロック図。
【図4】実施形態に係る液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置の構成を示す説明図。
【図5】実施形態に係る液体吐出装置の構成の一例を示すブロック図。
【図6】実施形態に係る液体吐出ヘッドの吐出波形及びキャンセル波形を含む駆動波形の一例を示す説明図。
【図7】実施形態に係る液体吐出ヘッドの駆動波形及び音響振動の一例を示す説明図。
【図8】実施形態に係る液体吐出ヘッドの一例における、駆動波形と吐出液滴の関係を示す説明図。
【図9】実施形態に係る液体吐出ヘッドの吐出液滴の一例を示す説明図。
【図10】比較例に係る液体吐出ヘッドの周波数分析の一例を示す説明図。
【図11】比較例に係る液体吐出ヘッドの主音響振動及び寄生振動を合成した例を示す説明図。
【図12】比較例に係る液体吐出ヘッドの周波数分析の一例を示す説明図。
【図13】比較例に係る液体吐出ヘッドの駆動波形及び音響振動の一例を示す説明図。
【図14】比較例に係る液体吐出ヘッドの駆動波形及び音響振動の一例を示す説明図。
【図15】他の実施形態の駆動波形及びキャンセル波形の一例を示す説明図。
【図16】他の実施形態の駆動波形の一例を示す説明図。
【図17】他の実施形態の駆動波形の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下に、実施形態に係る液体吐出ヘッド１及び液体吐出ヘッド１を用いた液体吐出装置１００の構成を、図１乃至図５を参照して説明する。図１は、実施形態に係る液体吐出ヘッド１の構成を一部省略して示す断面図であり、図２は、液体吐出ヘッド１の構成を一部省略して示す断面図である。図３は、液体吐出ヘッド１の駆動回路７０の構成を模式的に示すブロック図である。図４は、実施形態に係る液体吐出ヘッド１を用いた液体吐出装置１００の構成を示す説明図であり、図５は、液体吐出装置１００の構成の一例を示すブロック図である。なお、各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。
【0008】
本実施形態に係る液体吐出ヘッド１は、例えば、液体としてのインクを吐出するインクジェットヘッドである。図１及び図２に示すように、液体吐出ヘッド１は、ベース１０と、アクチュエータ２０と、振動板３０と、流路プレート４０と、複数のノズル５１を有するノズルプレート５０と、駆動回路７０と、を備える。
【0009】
ベース１０は、例えば、矩形板状に形成される。ベース１０には、アクチュエータ２０が接合される。
【0010】
アクチュエータ２０は、例えば、複数の圧電柱２１と、複数の圧電柱２１と交互に配置された非駆動圧電柱２２と、を備える圧電部材である。アクチュエータ２０は、複数の圧電柱２１及び複数の非駆動圧電柱２２が所定の間隔で一方向に並ぶことで、櫛歯状に形成される。例えば、このようなアクチュエータ２０は、ベース１０に接合された積層型圧電部材を、ベース１０側とは反対側の端面からダイシングによって溝を加工して、１つの圧電部材に対して矩形の柱状に形成された複数の圧電素子を所定の間隔で形成する。そして、形成された複数の圧電素子は、電極等が設けられることで、圧電素子としての、交互に配置された複数の圧電柱２１及び複数の非駆動圧電柱２２を構成する。即ち、アクチュエータ２０は、形成された複数の溝により、一端側（振動板３０側）が複数に分割され、他端側（ベース１０側）が連結する。
【0011】
例えば、アクチュエータ２０を構成する積層型圧電部材は、シート状の圧電材料を積層して焼結することで形成される。具体例として、図１及び図２に示すように、圧電柱２１及び非駆動圧電柱２２は、例えば駆動素子としての積層圧電体である。圧電柱２１及び非駆動圧電柱２２は、積層された複数の圧電体層と、各圧電体層の主面に形成される複数の内部電極と、複数の外部電極と、を備える。なお、一例としては、圧電柱２１及び非駆動圧電柱２２は同じ構成である。
【0012】
圧電体層は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）系、または無鉛のＫＮＮ（ニオブ酸ナトリウムカリウム）系等の圧電材料から薄板状に構成される。複数の圧電体層は、厚さ方向に積層され、焼結することにより接着される。なお、ここで、複数の圧電体層の積層方向は、複数の圧電柱２１及び複数の非駆動圧電柱２２の並び方向に対して直交する。
【0013】
内部電極は、銀パラジウムなどの焼成可能な導電性材料で所定形状に構成される導電膜である。内部電極は、各圧電体層の主面の所定領域に形成される。複数の内部電極は、並び方向で交互に異なる極に構成される。
【0014】
外部電極は、複数の圧電柱２１及び複数の非駆動圧電柱２２の表面に形成され、内部電極の端部を集めて構成される。外部電極はメッキ法やスパッタ法など既知の方法で、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕなどにより成膜される。複数の外部電極は、複数の圧電柱２１及び複数の非駆動圧電柱２２の異なる側面部にそれぞれ配置され、異なる極に構成される。なお、異なる極の外部電極は、複数の圧電柱２１及び複数の非駆動圧電柱２２の同じ側面部のうち、異なる領域に取り回されていてもよい。
【0015】
本実施形態において一例として、複数の外部電極は、複数の圧電柱２１及び複数の非駆動圧電柱２２のそれぞれに形成される個別電極、及び、複数の圧電柱２１及び複数の非駆動圧電柱２２に連続して形成される共通電極を有する。複数の圧電柱２１及び複数の非駆動圧電柱２２のそれぞれに形成される複数の個別電極は、互いに独立して配置される。共通電極は、例えば、接地される。
【0016】
これら外部電極は、例えば、駆動回路７０に接続される。例えば、個々の外部電極は、配線により駆動回路７０の後述すドライバ７２３を介して、駆動部としての制御部１５０に接続され、プロセッサ１５１による制御によって駆動制御可能に構成される。
【0017】
圧電柱２１及び非駆動圧電柱２２は、外部電極を介して内部電極に電圧が印加されることで、圧電体層の積層方向に沿って縦振動する。ここで言う縦振動とは、例えば「圧電定数ｄ３３で定義される厚み方向の振動」である。例えば、図２に示すように、１つおきに配される複数の圧電柱２１が振動板３０を挟んで圧力室４６に対応して配置され、残りの非駆動圧電柱２２は振動板３０を挟んで隔壁部４２に対向する位置に配置される。
【0018】
圧電柱２１は、電圧が印加されることで縦振動し、振動板３０を変位させる。即ち、圧電柱２１は、圧力室４６を変形させる。非駆動圧電柱２２は、隔壁部４２に対向する位置に配置される。非駆動圧電柱２２には電圧を印加しない。即ち、各圧電柱２１は、駆動することで圧力室４６を変形させるアクチュエータを構成し、各非駆動圧電柱２２は、支柱を構成する。即ち、圧電柱２１は、圧力室４６を拡張及び縮小させて圧力室の容積を可変する。
【0019】
振動板３０は、複数の圧電柱２１、２２の圧電体層の積層方向の一方側、即ち、ノズルプレート５０側の面に接合される。振動板３０は、例えば、圧電柱２１の駆動によって変形する。振動板３０は、アクチュエータ２０の圧電柱２１及び非駆動圧電柱２２に接合される。
【0020】
振動板３０は、例えば、厚さ方向が圧電体層の積層方向となるように配された平板状である。振動板３０は、複数の圧電柱２１及び複数の非駆動圧電柱２２の並び方向に面方向が延びる。振動板３０は、例えば金属板である。振動板３０は、各圧力室４６に対向するとともに個別に変位可能な複数の振動部位３０１を有する。振動板３０は、複数の振動部位３０１が一体に連なって形成される。
【0021】
例えば、振動板３０は、１枚の平板状に構成され、圧電柱２１に接合された領域がそれぞれ個別に変位する。振動板３０は、例えばＳＵＳ板で構成される。振動板３０は、複数の振動部位３０１が、変位しやすいように、振動部位３０１と隣接する部位あるいは互いに隣接する振動部位３０１間に、折り目や段差が形成されていてもよい。
【0022】
振動板３０は、圧電柱２１の縦振動によって生じる圧電柱２１の伸長と圧縮によって、当該圧電柱２１に対向配置された部位が変位することで、圧力室４６を拡張及び縮小させて、圧力室４６の容積を可変させる。
【0023】
振動板３０は、一方側の主面がアクチュエータ２０に接合され、他方側の主面が流路プレート４０に接合される。振動板３０と流路プレート４０との間にはインクが収容可能な圧力室４６が形成される。
【0024】
振動板３０は、一方側の主面が圧電柱２１、２２にそれぞれ面し、他方側の主面が圧力室４６及び隔壁部４２に、それぞれ面している。
【0025】
流路プレート４０は、振動板３０に接合される。流路プレート４０は、ノズルプレート５０と振動板３０との間に配される。流路プレート４０は、複数の隔壁部４２を有する。また、流路プレート４０は、所定の流路４５を形成する。流路プレート４０は、例えば、一部が開口する複数のプレート４０１を積層することで複数の隔壁部４２及び所定の流路４５を形成する。
【0026】
隔壁部４２は、複数の圧電柱２１、２２の並び方向に複数配置され、振動板３０を介して非駆動圧電柱２２と対向する。隔壁部４２は、所定の流路４５の後述する複数の圧力室４６間、並びに、複数の個別流路４７間を隔てる。
【0027】
所定の流路４５は、流路プレート４０の隔壁部４２によって隔てられる複数の圧力室４６と、隔壁部４２によって隔てられる複数の個別流路４７と、複数の個別流路４７と連通する共通流路４８と、を含む。
【0028】
複数の圧力室４６は、複数の圧電柱２１及び複数の非駆動圧電柱２２の並び方向に並び、振動板３０を介して複数の圧電柱２１と対向する。一方向に並ぶ複数の圧力室４６は、隔壁部４２によって隔てられる。複数の圧力室４６の間に配置される複数の隔壁部４２は、振動板３０を介して複数の非駆動圧電柱２２と対向する。複数の圧力室４６は、流路プレート４０が圧電体層の積層方向において、一方側が振動板３０で閉塞され、他方側がノズルプレート５０で閉塞されることで形成される。また、圧力室４６には、ノズルプレート５０に形成されたノズル５１が配置される。
【0029】
複数の圧力室４６は、個別流路４７を介して共通流路４８に連通する。圧力室４６は、共通流路４８から個別流路４７を経て供給される液体を保有し、圧力室４６の一部を形成する振動板３０の振動によって変形することで、ノズル５１から液体を吐出する。個別流路４７は、共通流路４８及び圧力室４６を接続する。個別流路４７は、圧力室４６と同数設けられる。個別流路４７の流路断面形状は、圧力室４６の流路断面形状と異なる。個別流路４７の流路断面積は、圧力室４６の流路断面積よりも小さい。共通流路４８は、複数の個別流路４７に流体的に接続され、各個別流路４７を通じて圧力室４６に連通する。
【0030】
ノズルプレート５０は、例えばＳＵＳ・Ｎｉなどの金属やポリイミド等の樹脂材料により形成される。ノズルプレート５０は、流路プレート４０に接合され、複数の圧力室４６を覆う。ノズルプレート５０は、複数の圧力室４６と対向する位置に形成され、厚さ方向に貫通する複数のノズル５１を有する。複数のノズル５１によりノズル列が形成される。
【0031】
図５に示すように、駆動回路７０は、データバッファ７２１、デコーダ７２２、ドライバ７２３を備えている。データバッファ７２１は、印字データを圧電柱２１、２２毎に時系列に保存する。デコーダ７２２は、圧電柱２１、２２毎に、データバッファ７２１に保存された印字データに基づいて、ドライバ７２３を制御する。ドライバ７２３は、デコーダ７２２の制御に基づき、各圧電柱２１、２２を動作させる駆動信号を出力する。駆動信号は、各圧電柱２１、２２に印加する電圧である。
【0032】
具体例として、図１に示すように、駆動回路７０は、一端が外部電極に接続される配線フィルム７１と、配線フィルム７１に搭載されたドライバＩＣ７２と、配線フィルム７１の他端に実装されたプリント配線基板と、を備える。例えば、ドライバＩＣ７２は、データバッファ７２１、デコーダ７２２、ドライバ７２３を有する。なお、データバッファ７２１、デコーダ７２２、ドライバ７２３の一部をドライバＩＣ７２が有し、残りの一部をプリント配線基板等が有する構成であってもよい。
【0033】
駆動回路７０は、ドライバＩＣ７２により駆動電圧を外部電極に印加することで、圧電柱２１を駆動し、圧力室４６の容積を可変させて、ノズル５１から液滴を吐出させる。
【0034】
配線フィルム７１は、複数の個別電極及び共通電極に接続される。例えば、配線フィルム７１は、外部電極の接続部に熱圧着等により固定されるＡＣＦ（異方導電性フィルム）である。配線フィルム７１は、例えば、ドライバＩＣ７２が実装されたＣＯＦ（Chip on Film）である。
【0035】
ドライバＩＣ７２は、配線フィルム７１を介して外部電極に接続される。なお、ドライバＩＣ７２は、配線フィルム７１ではなく、ＡＣＰ（異方導電ペースト）、ＮＣＦ（非導電性フィルム）、及びＮＣＰ（非導電性ペースト）のような他の手段によって、外部電極に接続されても良い。
【0036】
ドライバＩＣ７２は、各圧電柱２１、２２に印加し、圧電柱２１を動作させるための制御信号及び駆動信号を生成する。ドライバＩＣ７２は、液体吐出装置１００の制御部１５０から入力された画像信号に従い、インクを吐出させるタイミング及びインクを吐出させる圧電柱２１を選択するなどの制御のための制御信号を生成する。また、ドライバＩＣ７２は、制御信号に従って圧電柱２１に印加する電圧、すなわち駆動信号（電気信号）を生成する。ドライバＩＣ７２が圧電柱２１に駆動信号を印加すると、圧電柱２１は、振動板３０を変位させて圧力室４６の容積が拡張及び縮小するように可変させて駆動する。これにより、圧力室４６に充填されたインクは、圧力振動を生じる。圧力振動により、圧力室４６に設けられたノズル５１からインクが吐出する。なお、液体吐出ヘッド１は、１画素に着弾するインク滴の量を変更することで階調表現を実現できるようにしてもよい。また、液体吐出ヘッド１は、インクの吐出回数を変えることで、１画素に着弾するインク滴の量を変更できるようにしてもよい。このように、ドライバＩＣ７２は、駆動信号を圧電柱２１に印加する印加部の一例である。
【0037】
次に、図３に示すように、駆動回路７０の一例を説明する。駆動回路７０は、例えば、ドライバＩＣ７２内に、電圧制御部７２４と、圧力室４６と同数の電圧切替え部７２５と、を備える。ただし、図３においては、二つの電圧切替え部７２５を図示し、他の電圧切替え部７２５の図示を省略する。
【0038】
駆動回路７０は、第１電圧源８１と第２電圧源８２と第３電圧源８３とに接続される。駆動回路７０は、第１電圧源８１から供給された電圧を各配線電極７２６に与える。また、駆動回路７０は、第１電圧源８１、第２電圧源８２及び第３電圧源８３から供給された電圧を、選択的に各配線電極７２７に与える。ここで、アクチュエータ２０が積層型ＰＺＴである場合に、両極性の電圧をかけると劣化する傾向があることから、第１電圧源８１、第２電圧源８２及び第３電圧源８３で供給される電圧は、グランド電圧及びグランド電圧に対してプラス及びマイナスの一方の極性とする。
【0039】
第１電圧源８１の出力電圧は、例えば、グランド電圧であり、その電圧値はＶ０（Ｖ０＝０［Ｖ］）とする。また、第２電圧源８２の出力電圧が示す電圧値は、Ｖ１とする。なお、電圧値Ｖ１は、Ｖ０よりも高い電圧とする。第３電圧源８３の出力電圧が示す電圧値は、例えば、Ｖ２とする。例えば、電圧値Ｖ２は、Ｖ０よりも高く、Ｖ１よりも低い電圧とする。
【0040】
配線電極７２６は、アクチュエータ２０のアース電極としての共通電極に接続される。複数の配線電極７２７は、アクチュエータ２０の非アース電極としての個別電極にそれぞれ接続される。
【0041】
電圧制御部７２４は、複数の電圧切替え部７２５のそれぞれと接続されている。電圧制御部７２４は、第１電圧源８１、第２電圧源８２及び第３電圧源８３のうちどの電圧源を選択するかを示す命令を各電圧切替え部７２５に出力する。例えば、電圧制御部７２４は、制御部１５０から画像信号を受信し、各電圧切替え部７２５における電圧源の切替えタイミングを決定する。そして、電圧制御部７２４は、決定した切換えタイミングで、電圧切替え部７２５に対し、第１電圧源８１、第２電圧源８２及び第３電圧源８３の何れかを選択する命令を出力する。電圧切替え部７２５は、電圧制御部７２４からの命令に従って、配線電極７２７と接続する電圧源を切替える。
【0042】
電圧切替え部７２５は、例えば、半導体スイッチにより構成される。電圧切替え部７２５は、電圧制御部７２４の制御により、第１電圧源８１、第２電圧源８２及び第３電圧源８３の何れかと配線電極７２７とを接続する。したがって、圧電柱２１の異なる極の内部電極は、外部電極（共通電極及び個別電極）を介して、配線電極７２６及び配線電極７２７と接続する。
【0043】
このような駆動回路７０は、駆動回路は電圧源８１、８２、８３とアクチュエータ２０との接続配線を、電圧制御部７２４及び複数の電圧切替え部７２５により構成されるスイッチング回路で切り替えることで、駆動信号として、少なくとも３種の電位差をもつ駆動波形をアクチュエータ２０の電極間に入力する。ここで、駆動波形は、アクチュエータ２０が駆動することで液滴を吐出する吐出波形と、吐出波形の入力によって駆動した圧力室４６に生じる残留波形を打ち消すキャンセル波形である。なお、本実施形態において、最も大きい電位差と最も小さい電位差以外の電位差を中間電位差と呼ぶ。
【0044】
プリント配線基板は、各種電子部品やコネクタが搭載されたＰＷＡ（Printing Wiring Assembly）である。プリント配線基板は、液体吐出装置１００の制御部１５０に接続される。
【0045】
次に、液体吐出ヘッド１を備える液体吐出装置１００の一例について、図４及び図５を参照して説明する。液体吐出装置１００は、例えば、インクジェット記録装置である。液体吐出装置１００は、筐体１１１と、媒体供給部１１２と、画像形成部１１３と、媒体排出部１１４と、搬送装置１１５と、を備える。また、液体吐出装置１００は、制御部１５０を備える。
【0046】
液体吐出装置１００は、媒体供給部１１２から画像形成部１１３を通って媒体排出部１１４に至る所定の搬送路Ａに沿って、吐出対象物である印刷媒体として例えば用紙Ｐを搬送しながらインク等の液体を吐出することで、用紙Ｐに画像形成処理を行う液体吐出装置である。
【0047】
筐体１１１は、液体吐出装置１００の外郭を構成する。筐体１１１の所定箇所に、用紙Ｐを外部に排出する排出口を備える。
【0048】
媒体供給部１１２は複数の給紙カセットを備え、各種サイズの用紙Ｐを複数枚積層して保持可能に構成される。
【0049】
媒体排出部１１４は、排出口から排出される用紙Ｐを保持可能に構成された排紙トレイを備える。
【0050】
画像形成部１１３は、用紙Ｐを支持する支持部１１７と、支持部１１７の上方に対向配置された複数のヘッドユニット１３０と、を備える。
【0051】
支持部１１７は、画像形成を行う所定領域にループ状に備えられる搬送ベルト１１８と、搬送ベルト１１８を裏側から支持する支持プレート１１９と、搬送ベルト１１８の裏側に備えられた複数のベルトローラ１２０と、を備える。
【0052】
支持部１１７は、画像形成の際に、搬送ベルト１１８の上面である保持面に用紙Ｐを支持するとともに、ベルトローラ１２０の回転によって所定のタイミングで搬送ベルト１１８を送ることにより、用紙Ｐを下流側へ搬送する。
【0053】
ヘッドユニット１３０は、液体吐出ヘッド１と、液体吐出ヘッド１上にそれぞれ搭載された液体タンクとしての複数のインクタンク１３２と、液体吐出ヘッド１とインクタンク１３２とを接続する接続流路１３３と、供給ポンプ１３４と、を備える。
【0054】
本実施形態において、ヘッドユニット１３０は、複数設けられる。各ヘッドユニット１３０は、異なる色のインクが用いられる。例えば、複数のヘッドユニット１３０として、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４色の液体吐出ヘッド１と、これらの各色のインクをそれぞれ収容するインクタンク１３２を備える。インクタンク１３２は接続流路１３３によって液体吐出ヘッド１の共通流路４８に接続される。
【0055】
また、インクタンク１３２には、図示しないポンプなどの負圧制御装置が連結される。そして、液体吐出ヘッド１とインクタンク１３２との水頭値に対応して、負圧制御装置によりインクタンク１３２内を負圧制御することで、液体吐出ヘッド１の各ノズル５１に供給されたインクを所定形状のメニスカスに形成させている。
【0056】
供給ポンプ１３４は、例えば圧電ポンプで構成される送液ポンプである。供給ポンプ１３４は、供給流路に設けられている。供給ポンプ１３４は、配線により制御部１５０に接続され、制御部１５０によって制御される。供給ポンプ１３４は、液体吐出ヘッド１に液体を供給する。
【0057】
搬送装置１１５は、媒体供給部１１２から画像形成部１１３を通って媒体排出部１１４に至る搬送路Ａに沿って、用紙Ｐを搬送する。搬送装置１１５は、搬送路Ａに沿って配置される複数のガイドプレート対１２１と、複数の搬送用ローラ１２２と、を備えている。
【0058】
複数のガイドプレート対１２１は、それぞれ、搬送される用紙Ｐを挟んで対向配置される一対のプレート部材を備え、用紙Ｐを搬送路Ａに沿って案内する。
【0059】
搬送用ローラ１２２は、制御部１５０の制御によって駆動されて回転することで、用紙Ｐを搬送路Ａに沿って下流側に送る。なお、搬送路Ａには用紙の搬送状況を検出するセンサが各所に配置される。
【0060】
制御部１５０は、例えば、制御基板である。制御部１５０は、プロセッサ１５１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１５２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１５３、入出力ポートであるＩ／Ｏポート１５４、画像メモリ１５５を搭載している。
【0061】
プロセッサ１５１は、コントローラであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の処理回路である。プロセッサ１５１は、Ｉ／Ｏポート１５４を通して、液体吐出装置１００に設けられるヘッドユニット１３０、駆動モータ１６１、操作部１６２、及び各種センサ１６３等を制御する。プロセッサ１５１は、画像メモリ１５５に保存した印字データを描画順に駆動回路７０に送信する。
【0062】
ＲＯＭ１５２は、各種のプログラムなどを記憶する。ＲＡＭ１５３は、各種の可変データや画像データなどを一時的に記憶する。なお、ＲＯＭ１５２及びＲＡＭ１５３は、記憶媒体としての一例であり、各種プログラムやデータ等を記憶可能であれば、他の記憶媒体であってもよい。Ｉ／Ｏポート１５４は、外部接続機器２００等の外部からのデータの入力及び外部へのデータの出力をするインターフェイス部である。外部接続機器２００からの印字データは、Ｉ／Ｏポート１５４を通じて制御部１５０へ送信され、画像メモリ１５５に保存される。
【0063】
以下、実施形態に係る液体吐出装置１００に用いられる液体吐出ヘッド１の特性及び液体吐出ヘッド１の駆動波形として、駆動信号の吐出波形及びキャンセル波形について説明する。
【0064】
先ず、本実施形態の液体吐出ヘッド１の駆動波形について、図６乃至図１４を用いて説明する。なお、図６は、液体吐出ヘッドの吐出波形及びキャンセル波形を含む駆動波形の一例を示す説明図である。図７は、実施形態に係る液体吐出ヘッド１の駆動波形及び音響振動の一例を示す説明図であり、図８は、液体吐出ヘッド１の一例における、駆動波形と吐出液滴の関係を示す説明図であり、図９は、液体吐出ヘッド１の吐出液滴の一例を示す説明図である。図１０乃至図１４は、比較例として従来の液体吐出ヘッドの説明を行う図面であり、図１０は、比較例に係る液体吐出ヘッドの圧力振動の周波数分析の一例を示す説明図であり、図１１は、図１０の主音響振動及び寄生振動を合成した例を示す説明図である。図１２は、比較例に係る液体吐出ヘッドの周波数分析の一例を示す説明図であり、図１３は比較例に係る液体吐出ヘッドの駆動波形及び音響振動の一例を示す説明図であり、図１４は、比較例に係る液体吐出ヘッドの駆動波形及び音響振動の一例を示す説明図である。
【0065】
先ず、従来技術の液体吐出ヘッドは、圧力室の主音響振動の半周期ＡＬに合わせて圧電柱２１を駆動することで、吐出力を高める、所謂引き打ちと呼ばれる駆動方法がある。しかし、図１０のノズル部圧力振動の周波数分析の例に示すように、液体吐出ヘッド（アクチュエータ）を駆動し、ノズルから液滴を吐出させた場合には、圧力室には、インクの流体的な振動による主音響振動の他に、主音響振動よりも高い周波数領域で寄生振動が生じる場合がある。
【0066】
アクチュエータを駆動してノズルから液滴の吐出を行うときに、主音響振動より高い周波数の寄生振動が生じた場合、図１１に示すように、圧力室の圧力は主音響振動の半周期と比べより短い周期の圧力ピークが生じる。即ち、主音響振動及び寄生振動を合成した合成波は、振動初期が鋭くなる。短い周期の圧力ピークは、吐出液滴の先端部分の吐出速度を上昇させる一方、吐出の最後まで持続せず吐出液滴の後端部分の吐出速度を低下させる。すると、図９の上図（ａ）に示すように、液滴が吐出されたときに、先端液滴に対するサテライトの体積を大きくし、印字品質の悪化を招く。ここで、サテライトとは、圧電柱２１を駆動し、圧力室が変形することでノズルから液体が吐出されるときに、最初に吐出される液滴（先端液滴）に追従して、先端液滴と間を空けて吐出される液滴である。
【0067】
また、例えば、本実施形態の液体吐出ヘッド１と同様の従来技術の液体吐出ヘッドにおいては、図１２の周波数分析に示すように、主音響振動に加えて、約３倍（例えば、２．８倍）の寄生振動が生じる。ここで、液体吐出ヘッドの圧力室に主音響振動より高い周波数の寄生振動が生じる原因としては、以下のものが考えられる。
【0068】
原因の一例は、閉管の液柱振動における３以上の奇数倍振動であり、このような液体吐出ヘッドの例は、図１２に示すように、実施形態の液体吐出ヘッド１と同様に、共通流路との接続点を開口端とするエンドシューターである。
【0069】
原因の他の例は、開管の液柱振動における２以上の整数倍振動であり、このような液体吐出ヘッドの例は、図１３に示すように、共通流路との接続点を開口端とするサイドシューターである。なお、開管の主音響振動では開管の中心部で最も圧力振動の振幅が大きくなるため、開管の中心部付近にノズルが設けられる。図１３に示すように、開管の液柱振動における２以上の偶数倍振動が発生した場合、開管の中心部は圧力振動の振幅が小さい振動の節となるため、開管の中心部付近にノズルが設けられた場合は吐出される液滴の形状は２以上の偶数倍振動の影響を受けにくい。このため、開管の中心部付近にノズルが設けられた場合は、２以上の偶数倍振動よりも３以上の奇数倍振動の方が、サテライトの体積を大きくし印字品質を悪化させる要因になりやすい。
【0070】
原因の他の例は、圧力室と個別流路との流路断面が異なる場合に、各流路の音速が変わり圧力振動の反射を要因とした振動である。
【0071】
また、原因の他の例は、圧力室と比べ個別流路の壁面又は壁面の一部の剛性が小さい場合に、圧力室で発生した圧力が剛性の小さい流路で減圧し圧力室と剛性の小さい流路の間に圧力振動の節が生じること要因とした振動である。これは、例えば、図１に二点鎖線で示すＰＺＴ等のアクチュエータ（圧電柱２１）の設置範囲が、図１中実線で示すアクチュエータ（圧電柱２１）のように、圧力室の壁面の振動板の範囲に対し製造誤差等で偏り、圧力室壁面のうち振動板のみでアクチュエータの支えのない範囲の面積が比較的大きい場合等である。なお、図１の圧力室の右上の振動板のみでアクチュエータの支えのない範囲が、圧力室長手方向長さ（図１の圧力室４６の横幅）の３割弱ほどの範囲とした場合のヘッドについて、PZTや圧力室の変形を構造解析し流路の液体挙動を圧縮性流体解析し、ノズルからの液滴吐出を流体表面解析するシミュレーションを実施した際のノズル部圧力振動の周波数分析の結果が、図１０や図１２に示すグラフである。
【0072】
そして、図１４に示すように、吐出波形の矩形波幅ＵＬをＡＬとした場合、吐出前のあらかじめの圧力室拡張（立上波形）により生じる３倍高調波振動ＡＩと吐出時の圧力室縮小（立下波形）により液柱振動の３倍高調波振動ＡＩＩが強め合うため、３倍高調波振動により短い周期の圧力ピークが生じ、印字品質の悪化を招く。
【0073】
次に、本実施形態の液体吐出ヘッド１の駆動及び駆動波形の一例を説明する。本実施形態の例では、液体吐出ヘッド１の圧力室４６の圧力振動を、閉管の液柱振動に見立て、圧力室４６内の液体の主音響共振周波数（主音響振動）より高い周波数領域の音響共振周波数（寄生振動）が、前記主音響共振周波数の略３倍以上の略奇数倍である３倍高調波振動を抑制する駆動波形とする。ここで、略３倍には、図１０に示すように、２．８倍が含まれる。
【0074】
先ず、液体吐出ヘッド１は、最も電位差が大きい場合に、アクチュエータ２０の圧電柱２１により圧力室４６が最も大きく拡張され、最も電位差が小さい場合に、アクチュエータ２０の圧電柱２１によりインクの圧力室が最も小さく縮小する。そして、液体吐出ヘッド１でインクを吐出する場合、吐出前に圧力室４６をあらかじめ拡張し、吐出時点で圧力室４６を縮小することでインクの吐出を行う。本実施形態の例では、液体吐出ヘッド１の駆動波形の吐出波形は、吐出前のあらかじめの圧力室４６の拡張時に中間電位差を含む電位差（拡張電位差）を複数回として２回連続で大きくするか、又は、吐出時の圧力室４６の縮小時に中間電位差を含む電位差（縮小電位差）を複数回として２回連続で小さくする。より好適には、吐出波形は、圧力室４６の拡張時と縮小時の双方で電位差を２回連続変化させる。
【0075】
また、液体吐出ヘッド１でインクを吐出するために吐出波形を入力した後においては、キャンセル波形を入力し、インクの吐出後に生じる残留振動を打ち消す。本実施形態の例では、液体吐出ヘッド１の駆動波形のキャンセル波形は、キャンセル波形の波形幅（キャンセル幅）CpをＡＬより小さくし、圧力室４６の拡張時に中間電位差を含む電位差（拡張電位差）を複数回として２回連続で大きくし、圧力室４６の縮小時に中間電位差を含む電位差（縮小電位差）を複数回として２回連続で小さくする。より好適には、キャンセル波形は、吐出波形と同様に、圧力室４６の拡張時と縮小時の双方で電位差を２回連続変化させる。
【0076】
図６及び図７に、液体吐出ヘッド１のインクを吐出するときの駆動波形の例を示す。図６及び図７中、縦軸は電圧（電位差）であり、横軸は時間である。なお、駆動波形は、駆動回路７０のドライバＩＣ７２により生成される。図６に示すように、駆動波形は、吐出波形及びキャンセル波形の双方において、圧力室４６の拡張時に拡張電位差を２回に分けて大きくし、そして、吐出時の圧力室４６の縮小時に縮小電位差を２回に分けて小さくする。また、圧力室４６の拡張時及び縮小時ともに、電位差を変えるときに、１回目の電位差を印加した後、所定の時間だけ１回目の電位差を維持し、その後、２回目の電位差を印加する。尚、電圧（電位差）を小さくした場合に圧力室が拡張する場合、吐出波形入力前に事前に圧力室を縮小させておくために電圧（電位差）を大きくしておく。次に吐出波形入力により電圧（電位差）を２回に分けて小さくする事で圧力室を２回に分けて拡張し、そして、吐出時の圧力室４６の縮小時に電圧（電位差）を２回に分けて大きくし圧力室を縮小する事になる。
【0077】
先ず、吐出波形の例について、図７を用いて具体的に説明する。図７に示すように、インクの吐出前にあらかじめ圧力室４６の拡張を行うときに、電位差を２回連続で大きくする場合の１回目の拡張電位差による拡大開始時点から、拡張電位差を２回連続大きくした後に１回目の縮小電位差による縮小開始時点までの時間間隔をＵＬとする。また、図７に示すように、吐出時の圧力室４６の縮小をおこなうときに、電位差を小さくする前の２回連続で大きくする場合の二回目の拡張電位差による拡大開始時点から、拡張電位差を２回連続大きくした後に縮小電位差を２回連続小さくする場合の二回目の縮小電位差による縮小開始時点までの時間間隔をＵＬとする。なお、図６及び以下の説明において、電位差を２回連続で大きくする場合の１回目の拡張電位差による拡大開始時点から、拡張電位差を２回連続大きくした後に１回目の縮小電位差による縮小開始時点までの時間間隔ＵＬをＤｐとして、以下説明する場合もある。
【0078】
即ち、図７に示すように、圧力室４６を変形させてノズル５１からインクを吐出する駆動波形は、圧力室４６の拡張時と縮小時の双方で電位差を２回連続変化させる。また、駆動波形は、圧力室４６の拡張時に１回目に電位差を大きくする時点から圧力室４６の縮小時に１回目に電位差を小さくする時点までの時間間隔、並びに、圧力室４６の拡張時に２回連続して電位差を大きくする二回目の拡大開始時点から圧力室４６の縮小時に２回連続して電位差を小さくする二回目の縮小開始時点との時間間隔をＵＬとする。そして、時間間隔ＵＬは、０．５ＡＬより大きく、且つ、１．５ＡＬ未満である。より好適には、ＵＬ＝ＡＬである。これは、ＵＬを０．５ＡＬより大きく１．５ＡＬ未満にすれば、吐出前にあらかじめの圧力室４６を拡張することで発生した主音響振動と、吐出時の圧力室４６を縮小することにより発生した主音響振動とによる強め合いが生じるためである。
【0079】
ここで、駆動波形は、３倍高調波等の寄生振動の周期をλｎとし、電位差を２回連続大きくする場合あるいは電位差を２回連続小さくする場合の１回目の電位差変更開始時間と２回目の電位差変更開始時間の時間間隔をＴｍとした場合に、Ｔｍ＝λｎ／２とする。このような駆動波形で圧電柱２１（アクチュエータ）を駆動すると、図７に示すように、１回目の電位差変更時に発生する寄生振動と２回目の電位差変更時に発生する寄生振動の位相差が１８０度となり打ち消し合う。これにより３倍高調波等の寄生振動による印字品質の悪化を抑制できる。
【0080】
より好適には、駆動波形は、図７に示すように、１回目の電位差変更の電位差変化量と２回目の電位差変更の電位差変化量を同じにすることで、圧力室４６での振幅がほぼ同じで位相差が１８０度異なる寄生振動同士が打ち消し合い、その後の寄生振動由来の残留振動を大幅に抑制できる。
【0081】
このように、電位差を２回連続大きくする場合あるいは電位差を２回連続小さくする場合の吐出波形（駆動波形）の時間間隔ＵＬをＡＬとし、時間間隔Ｔｍをλｎ／２とする場合、図７に示すように、１回目の電位差変更時の圧力室縮小（立下波形）により発生する寄生振動（３倍高調波振動ＡＩ）と２回目の電位差変更時の圧力室縮小（立下波形）により発生する寄生振動（３倍高調波振動ＡＩＩ）の位相差が１８０度となり打ち消し合う。尚、電位差を２回連続大きくする事で圧力室を２回連続拡大する場合の時間間隔Ｔｍもλｎ／２とする事で、同様に１回目の電位差変更時の圧力室拡大（立上波形）により発生する寄生振動（３倍高調波振動ＡＩ）と２回目の電位差変更時の圧力室拡大（立上波形）により発生する寄生振動（３倍高調波振動ＡＩＩ）の位相差が１８０度となり打ち消し合う。またULをALとすることで、吐出前のあらかじめの圧力室拡張（立上波形）により生じる主音響振動と吐出時の圧力室縮小（立下波形）により生じる主音響振動が強め合い主音響振動による吐出力が高まる。尚、電圧（電位差）を小さくした場合に圧力室が拡張する場合、吐出波形入力前に事前に圧力室を縮小させておくために電圧（電位差）を大きくしておく。次に吐出波形入力により電圧（電位差）を２回に分けて小さくする事で圧力室を２回に分けて拡張し、そして、吐出時の圧力室４６の縮小時に電圧（電位差）を２回に分けて大きくし圧力室を縮小することになる。
【0082】
ここで、駆動波形において、周期λｎの寄生振動が弱め合うＴｍの条件について説明する。先ず、１回目の電位差変更時に発生した周期λｎの振動をＡとし、Ａの時間Ｔｍ後の振動ベクトルをA’とする。Ｔｍ後に２回目の電位差変更時に発生した周期λｎの振動ベクトルをBとする。Ｔｍがλｎ／２の奇数倍(A’とBの位相差が１８０度)の時にA’とBの合成ベクトルの絶対値は最小となる。周期λｎの単振動の合成の式からA’とBの合成ベクトルの絶対値がA’とBの絶対値の大きい方以下（A’の絶対値とBの絶対値が同値の場合は、それ以下）となる条件を求めると、振動ベクトルA’とBの位相差が１８０度±６０度以内となる。
【0083】
A’とＢの合成ベクトルの絶対値は以下の式に変形できる。ここで、θAはA’の位相、θBはBの位相とすると、A’とＢの合成ベクトルの絶対値は、
√(|A’|^2+|B|^2+2*|A’|*|B|*cos(θA-θB))・・・（数式１）
となる。ここで|A’|≦|B|とすると|B|≧数式１が成立するA’とBの位相差（θA-θB）が周期λｎの振動が弱め合う条件となる。|B|≧数式１を両辺２乗して変形すると、
0≧|A’|+2*|B|*cos(θA-θB)・・・（数式２）
となる。以上から、A’とBの位相差（θA-θB）が１８０度±６０度の範囲内であれば数式２が成立する。
√(|A’|^2+|B|^2+2*|A’|*|B|*cos(θA-θB))・・・（数式１）
となる。ここで|A’|≦|B|とすると|B|≧数式１が成立するA’とBの位相差（θA-θB）が周期λｎの振動が弱め合う条件となる。|B|≧数式１を両辺２乗して変形すると、
0≧|A’|+2*|B|*cos(θA-θB)・・・（数式２）
となる。以上から、A’とBの位相差（θA-θB）が１８０度±６０度の範囲内であれば数式２が成立する。
【0084】
また、|B|≦|A’|の場合、|A’|≧数式１を両辺２乗して変形すると、
0≧|B|+2*|A’|*cos(θA-θB)・・・（数式３）
となる。以上から、A’とBの位相差（θA-θB）が１８０度±６０度の範囲内であれば数式３が成立する。
0≧|B|+2*|A’|*cos(θA-θB)・・・（数式３）
となる。以上から、A’とBの位相差（θA-θB）が１８０度±６０度の範囲内であれば数式３が成立する。
【0085】
これらから、周期λnの寄生振動が弱め合う条件は、
(k/2-1/6)λn ≦ Tm ≦ (k/2+1/6)λn・・・（数式４）
となる。ここで、kは１以上の奇数である。
(k/2-1/6)λn ≦ Tm ≦ (k/2+1/6)λn・・・（数式４）
となる。ここで、kは１以上の奇数である。
【0086】
また、圧力室４６の拡張時と縮小時の双方で電位差を２回連続変化させる場合は、駆動波形のＴｍは、圧力室拡張時の中間電位差保持時間と圧力室縮小時の中間電位差保持時間を双方ともに、(k/2-1/6)λn ≦ Tm ≦ (k/2+1/6)λn（kは１以上の奇数）とすることが好ましい。
【0087】
また、該当中間電位差のひとつ前の電位差からの変化時と次の電位差への変化時に発生する主音響振動を強め合う様にし、消費電力を低減する観点では、Ｔｍは短い方が望ましい。
【0088】
以上の点から消費電力の低減も考慮する場合、駆動波形のＴｍは、
(k/2-1/6)λn≦Tm≦kλn/2・・・（数式５）
となる。ここで、kは1以上の奇数である。
(k/2-1/6)λn≦Tm≦kλn/2・・・（数式５）
となる。ここで、kは1以上の奇数である。
【0089】
次に、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１の駆動波形の評価として、図８に、2AL=5.24μsの液体吐出ヘッド１を各種波形で駆動し、インクを1drop吐出した場合の結果を示す。なお、図８中の各種波形のすべての結果で先頭滴速度が略8m/sとなるように電圧を調整した。
【0090】
図８中で一番上の駆動波形は、比較例として、立ち上がり時間trが0.2μsの図１４に示すような台形状の駆動波形で、それ以外は図７に示したような、２回電位差変更を行う駆動波形とし、Ｔｍをそれぞれ異ならせ、立ち上がり時間はすべて0.2μsとした。また吐出電圧は、拡張電位差と縮小電位差の差を示している。なお、中間電位差は、拡張電位差と縮小電位差の中間値としている。
【0091】
実施形態の液体吐出ヘッド１及び比較例の液体吐出ヘッドは、図１２の周波数分析で示す通り、主音響振動のほかに略３倍の寄生振動が生じる。寄生振動の周期λnは1.85μsでありλn/2は0.925μsとなる。
【0092】
また、図９に、インクを1dropしたときの、吐出液滴の状態をシミュレーションした結果を示す。図９中、上の図（ａ）は、比較例のtr=0.2μsとした台形状の駆動波形による吐出液滴を示す例であり、中央の図（ｂ）は、実施形態のTm=0.62μsとした２回電位差変更を行う駆動波形による吐出液滴を示す例であり、下の図（ｃ）は、実施形態のTm=0.93μsとした２回電位差変更を行う駆動波形による吐出液滴を示す例である。
【0093】
図８及び図９の下図（ｃ）に示すように、寄生振動の半周期にもっとも近いTm=0.93μsの波形は全吐出体積に対する先頭滴体積の割合が最も大きく、図８及び図９の中央図（ｂ）に示すように、Tmが0.925μsから乖離するほど先頭滴体積の割合が低くなる傾向が見て取れる。またTmが小さいほど単位体積当たりの吐出電圧（吐出電圧/全吐出体積）が低くなる傾向がわかる。これらの結果からも、実施形態の液体吐出ヘッド１の駆動波形によれば、消費電力を抑えつつ主音響振動より高い周波数の振動を抑制できる。
【0094】
次に、キャンセル波形の例について、図６を用いて具体的に説明する。なお、説明の便宜上、図６において、吐出波形における電位差変更の１回目～４回目を（１）～（４）とし、キャンセル波形における電位差変更の１回目～４回目を（１１）～（１４）として、以下説明する。また、吐出波形の位相の基準点を（０）とし、キャンセル波形の位相の基準点を（０’）として、以下説明する。なお、ここで、吐出波形の位相の基準点（０）は、電位差変更の（２）及び（３）の中間とし、キャンセル波形の位相の基準点（０’）は、電位差変更の（１２）及び（１３）の中間とする。また、図６の例において、電圧降下時間ｔｆは、電圧上昇時間ｔｒと略同一とする。
【0095】
先ず、吐出波形の主音響振動について示す。吐出波形において、電位差変更が行われ（１）に示すように圧力室４６の拡張のための中間電圧が入力されると、（１）の電位差で圧力室４６は拡張し、圧力室４６内が減圧する。これにより生じる振動は、-π+(Dp+Tm)/2だけ位相が進んだ振動となる。さらに、（２）に示す電位差変更が行われると、（２）においては-π+(Dp-Tm)/2だけ位相が進んだ振動となる。（１）と（２）の合成波は-π+Dp/2だけ位相が進んだ振動となる。
【0096】
圧力室４６の縮小のための電位差変更である（３）と（４）は、拡張のための電位差変更である（１）や（２）とは電位差が逆の変化をしており、圧力室４６は縮小し、圧力室４６内を加圧する。このため、（３）は-(Dp-Tm)/2だけ位相が進んだ振動となる。また、（４）は-(Dp+Tm)/2だけ位相が進んだ振動と考えることがきできる。このため、（３）と（４）の合成波は-Dp/2だけ位相が進んだ振動となる。
【0097】
ここで（０）時点における（１）、（２）、（３）及び（４）の合成波を仮定すると（１）、（２）、（３）及び（４）の合成波は-π/2だけ位相が進んだ振動となる。
【0098】
次に、キャンセル波形の主音響振動について示す。キャンセル波形において、電位差変更が行われ、（１１）に示すように圧力室４６の拡張のための中間電圧が入力されると、（１１）の電位差で圧力室４６は拡張し、圧力室４６内が減圧するため、キャンセル幅をCpとすると、-π+(Cp+Tm)/2だけ位相が進んだ振動となる。さらに、（１２）に示す電位差変更が行われると、（１２）においては、-π+(Cp-Tm)/2だけ位相が進んだ振動と考えることがきできる。
【0099】
圧力室４６の縮小のための電位差変更である（１３）と（１４）は、拡張のための電位差変更である（１１）や（１２）とは電位差が逆の変化をしており、圧力室４６は縮小し、圧力室４６内を加圧する。このため、（１３）は-(Cp-Tm)/2だけ位相が進んだ振動となる。また、（１４）は、-(Cp+Tm)/2だけ位相が進んだ振動となる。このため、（１３）と（１４）の合成波は-Cp/2だけ位相が進んだ振動となる。
【0100】
ここで（０’）時点における（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波を仮定すると、（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波は-π/2だけ位相が進んだ振動となる。
【0101】
このため、（０）と（０’）の時間差（時間間隔）をπ/2（AL）の奇数倍にすると（１）、（２）、（３）及び（４）の合成波と（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波は位相が逆となり弱め合う。さらに（１１）と（１３）の時間幅Cpを小さくする事で（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波（キャンセル波形）の振幅を調整でき、（１）、（２）、（３）及び（４）の合成波による残留振動を（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波で打ち消す事ができる。
【0102】
以上から（０）と（０’）の時間差を1ALとすることで（１）、（２）、（３）及び（４）の合成波による残留振動を打ち消す事が可能だが、（０）と（０’）の時間差を1ALとした場合、吐出波形の入力による液滴吐出中に残留振動を打ち消す事になり、液滴の吐出力を弱めてしまうため、吐出波形の位相の基準点（０）とキャンセル波形の位相の基準点（０’）との時間差は3AL以上のALの奇数倍に設定することが望ましい。
【0103】
また、圧力室を減圧する（１１）、（１２）の時間間隔がTmとなっており、圧力室４６を加圧する（１３）、（１４）の時間間隔もTmとなっているためTmを寄生振動の周期λnの半分とすれば、（１１）と（１２）の寄生振動が打ち消し合い、（１３）と（１４）の寄生振動も打ち消し合う。
【0104】
以上のように、キャンセル波形を吐出波形に対し中間値電圧保持時間Tmが寄生振動の周期λnの半分となるCp幅のキャンセル波形に設定することで、キャンセル波形は、吐出波形による主音響振動の残留振動、及び、キャンセル波形により生じる寄生振動の両方を抑制することができる。これにより、キャンセル波形を入力した後に入力される次の吐出波形により吐出される液滴が主音響振動による残留振動や寄生振動の影響を受けることを低減できる。
【0105】
なお、キャンセル波形は、吐出波形のグランド電圧に対して吐出波形とは異なる極性である、例えばマイナスの極性における電位差変更であってもよい。例えば、図１５に、他の実施形態として、マイナスの電位差変更のキャンセル波形の例を示す。図１５に示す例では、（１１）、（１２）においてマイナスの電位差変更で圧力室が収縮し、（１３）、（１４）の電位差変更で圧力室がもとに戻るキャンセル波形である。このようなキャンセル波形は、（１２）から（１３）までの電位が駆動波形の中で最も低い電位となるためこれらをグランド電圧とし、他の電位はグランド電圧より高い電位を持つものとする。また、図１５の例においては、吐出波形及びキャンセル波形において、グランド電圧より高い電位を有する電位差が４つある。このため、このようなキャンセル波形を用いる場合には、例えば、駆動回路７０は、第１電圧源８１乃至第３電圧源８３に加え、第４電圧源、第５電圧源に接続され、電圧制御部７２４の制御により、第１電圧源８１、第２電圧源８２、第３電圧源８３、第４電圧源及び第５電圧源の何れかと配線電極７２７とを接続する構成としてもよい。
【0106】
尚、電圧（電位差）を小さくした場合に圧力室が拡張する場合、吐出波形入力前に事前に圧力室を縮小させておくために電圧（電位差）を大きくしておく。次に吐出波形入力により電圧（電位差）を２回に分けて小さくする事で圧力室を２回に分けて拡張し、そして、吐出時の圧力室４６の縮小時に電圧（電位差）を２回に分けて大きくし圧力室を縮小する事になる。キャンセル波形は、電圧（電位差）を２回に分けて大きくする事で圧力室を２回に分けて縮小し、その後、圧力室４６の拡大時に電圧（電位差）を２回に分けて小さくし圧力室を拡大する事になる。この場合、吐出波形で圧力室拡張のため電圧（電位差）を２回に分けて小さくした後から圧力室縮小を開始する直前までの電位が駆動波形の中で最も低い電位となるためこれらをグランド電圧とし、他の電位はグランド電圧より高い電位を持つものとする。
【0107】
図１５の例のキャンセル波形においても、キャンセル波形の（１２）と（１３）との間の位相の基準点を（０’）として、主音響振動について以下説明する。（０’）時点における（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波を仮定すると、図６の例のキャンセル波形とは符号が逆となり、（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波はπ/2だけ位相が進んだ振動となる。
【0108】
このため、（０）と（０’）との時間差をπ/2（AL）の偶数倍、例えば2ALにすると（１）、（２）、（３）及び（４）の合成波と（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波は位相が逆となり弱め合う。さらに（１１）と（１３）との時間幅Cpを小さくする事で（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波（キャンセル波形）の振幅を調整でき、（１）、（２）、（３）及び（４）の合成波による残留振動を（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波で打ち消す事ができる。また、圧力室を減圧する（１３）、（１４）の時間間隔がTmであり、圧力室を加圧する（１１）、（１２）の時間間隔もTmであるため、Tmを寄生振動の周期λnの半分とすれば、（１３）と（１４）との寄生振動が打ち消し合い、（１１）と（１２）との寄生振動も打ち消し合う。
【0109】
次に、キャンセル波形において、周期λnの寄生振動が弱め合うTmの条件について説明する。先ず、１回目の電位差変更時に（１１）の波形で発生した周期λnの振動をA11とし、A11の時間Tm後の振動ベクトルをA11’とする。Tm後に２回目の電位差変更時に（１２）の波形で発生した周期λnの振動ベクトルをA12とする。（１１）の波形と（１２）の波形は、図６ではともに立上げ波形のため、Tmがλn/2の奇数倍(A11’とA12の位相差が180度)の時にA11’とA12の合成ベクトルの絶対値は最小となる。周期λnの単振動の合成の式からA11’とA12の合成ベクトルの絶対値がA11’とA12の絶対値の大きい方より小さくなる条件を求めると、振動ベクトルA11’とA12の位相差が180度±60度以内となる。
【0110】
このため、周期λnの振動が弱め合う条件は
(k/2-1/6)λn≦Tm≦(k/2+1/6)λn・・・（数式６）
となる。ここで、kは1以上の奇数である。
(k/2-1/6)λn≦Tm≦(k/2+1/6)λn・・・（数式６）
となる。ここで、kは1以上の奇数である。
【0111】
Tmを上記条件で設定することで、キャンセル波形後の次の吐出液滴が寄生振動による残留振動の影響を受けることを低減できる。図６の（１３）、（１４）の立下げ波形、図１５の（１１）、（１２）の立下げ波形、図１５の（１３）、（１４）の立上げ波形でも周期λnの振動が弱め合う条件は上記と同様となる。
【0112】
なお、主音響振動については吐出波形の残留振動をキャンセル波形で打ち消す際に（０）と（０’）との時間間隔を、図６の例では3ALとしているが、キャンセル波形（（１１）、（１２）、（１３）及び（１４））が吐出波形（（１）、（２）、（３）及び（４））と同様に最初に減圧、のちに加圧する場合、（１）、（２）、（３）及び（４）の合成波と（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波について周期2ALの振動が弱め合う条件を単振動の合成の式から周期λnの場合と同様に求めると、
(kkkk/2-1/6)2AL≦（０）と（０’）との時間間隔≦(kkkk/2+1/6)2AL
となり、ここでのkkkkは1以上の奇数となる。
(kkkk/2-1/6)2AL≦（０）と（０’）との時間間隔≦(kkkk/2+1/6)2AL
となり、ここでのkkkkは1以上の奇数となる。
【0113】
また、図１５の例では、（０）と（０’）との時間間隔を2ALとしているが、キャンセル波形（（１１）、（１２）、（１３）及び（１４））が吐出波形（（１）、（２）、（３）及び（４））と逆に最初に加圧、のちに減圧するため、（１）、（２）、（３）及び（４）の合成波と（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）の合成波について周期2ALの振動が弱め合う条件を単振動の合成の式から周期λnの場合と同様に求めると、
(kkkk-1/6)2AL≦（０）と（０’）との時間間隔≦(kkkk+1/6)2AL
となり、ここでのkkkkは1以上の整数となる。
(kkkk-1/6)2AL≦（０）と（０’）との時間間隔≦(kkkk+1/6)2AL
となり、ここでのkkkkは1以上の整数となる。
【0114】
図６の例である、吐出波形と同様に最初に減圧のちに加圧するキャンセル波形、図１５の吐出波形と逆に最初に加圧、のちに減圧するキャンセル波形のそれぞれの場合で、上記条件のように（０）と（０’）との時間間隔を調整し、かつCp幅を調整する事で、キャンセル波形後の次の吐出波形により吐出する液滴がキャンセル波形により発生する主音響振動の残留振動の影響を受けることを低減できる。このように、吐出波形により液滴の吐出後に生じた残留振動をキャンセル波形による圧力振動で打ち消し、吐出波形による残留振動を小さくする。なお、インク粘度が高い場合は吐出波形による液滴の吐出後の残留振動の減衰が大きいため、その分キャンセル幅Cpを小さく調整する。但し、キャンセル幅Cpは、Tm+Tr未満にすることはできない。
【0115】
このように構成された液体吐出ヘッド１は、吐出波形に対し中間値電圧保持時間Tmが寄生振動の周期λnの半分となるCp幅のキャンセル波形を設定することで、吐出波形による主音響振動の残留振動とキャンセル波形による寄生振動を両方抑制することができる。よって、液体吐出ヘッド１は、キャンセル波形後の次の吐出液滴が主音響振動による残留振動の影響を受けることを低減できる。また、キャンセル波形は、キャンセル波形により発生する寄生振動を抑制できることから、寄生振動による残留振動が次の吐出波形により吐出する液滴に影響を与えることを抑制できる。
【0116】
また、液体吐出ヘッド１は、アクチュエータ２０を駆動する駆動波形の電位差を、中間電位差を含む２回に分けて変化させることで、消費電力を抑えつつ主音響振動より高い周波数の振動による印字品質の悪化を抑えることができる。
【0117】
上述した実施形態に係る液体吐出ヘッド１によれば、キャンセル波形によって発生する寄生振動を抑制することができる。
【0118】
なお、実施形態は、上述した例に限定されない。上述した例では、液体吐出ヘッド１に用いられる駆動波形は、１つの中間電位差を含む構成を説明したが、これに限定されない。駆動波形は、一以上の中間電位差を含む構成であってもよい。
【0119】
【0120】
先ず、他の実施形態に係る駆動波形のうち、吐出波形について説明する。この実施形態の液体吐出ヘッド１の吐出波形は、1からh-1回目の電位差変更の一つをi回目の電位差変更とし、i+1からh回目の電位差変更の一つをj回目の電位差変更とし、i回目とj回目の電位差変更開始時間の時間間隔をTijとすると、いずれかの時間間隔Tijは、
(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ (k/2+1/6)λn・・・（数式７）
となる。ここで、kは1以上の奇数である。
(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ (k/2+1/6)λn・・・（数式７）
となる。ここで、kは1以上の奇数である。
【0121】
この数式７を満す吐出波形によれば、該当する２回以上の電位差変更により生じる周期λnの寄生振動が弱め合い、圧力室に生じる周期λnの寄生振動を抑制できる。これは圧力室４６の縮小変化させる回数が3回以上のh回である場合も同様である。
【0122】
また、i+1=jの場合、即ち、Tijが連続する電位差変更の時間間隔である場合に、消費電力の低減も考慮すると、時間間隔Tijは、
(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ kλn/2・・・（数式８）
であることが望ましい。ここで、kは1以上の奇数である。
(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ kλn/2・・・（数式８）
であることが望ましい。ここで、kは1以上の奇数である。
【0123】
また、吐出波形が、1回目からh回目のすべての電位差変更において、時間間隔Tijが(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ (k/2+1/6)λn (kは1以上の奇数)を満たすか、あるいは(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ kλn/2 (kは1以上の奇数)を満たす他の電位差変更が存在する場合、圧力室４６に生じる周期λnの寄生振動をさらに抑制することができる。
【0124】
また、(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ (k/2+1/6)λn (kは1以上の奇数)を満たす時間間隔Tijとなるi回目とj回目の電位差変更の電位差変化量を同じにすることで、その後の寄生振動由来の残留振動をさらに抑制できる。より好適には、各段の電位差が同じで、圧力振動が減衰しないと仮定した場合の各段の最適の保持時間はλn/段数(h)のため、すべての連続する電位差変更の時間間隔Tijをλn/段数(h)とすればよい。
【0125】
また、主音響振動を強め合う様にして消費電力を低減する観点では、吐出波形は、圧力室を連続で拡張変化させる電位差変更の回数が2回以上のh回である場合、1回目の電位差変更とh回目の電位差変更時間の時間間隔Tijは主音響振動周期の0.5倍以内である事が望ましい。これは、1回目の電位差変更とh回目の電位差変更の時間間隔Tijを主音響振動周期の0.5倍以内にする事で1回目からh回目のすべての電位差変更で生じた主音響振動が強め合うことになり、消費電力の低減に寄与するためである。
【0126】
上述した吐出波形の例として、立上波形で段数（回数）を４段（４回）とした例を図１６に示し、立上波形の段数を３段とした例を図１７に示す。図１６において、各段数であるｈを括弧内に示す。なお、立下波形についても同様にすればよいことは当然である。これら図１６及び図１７に示すように、各段の電位差が同じであり、圧力振動が減衰しないと仮定した場合の各段の最適の保持時間はλn/段数(h)となる。よって、１段目からｈ段目までの電位差変位のうち、いずれか２つの位相差(時間間隔)が(k/2-1/6)λnから(k/2+1/6)λnの範囲であれば、該当する2つの電位差変位で生じた寄生振動は弱め合うことになる。例えば、図１６の１回目と３回目の電位差変位の時間間隔はλn/2となり、i=1＆j=3の場合のTijは数式７を満たしている。また、図１６の２回目と４回目の電位差変位の時間間隔もλn/2となり、i=2＆j=4の場合のTijも数式７を満たしている。よって寄生振動は弱め合うことになる。
【0127】
なお、圧力室４６内の圧力振動は、インクの粘性抵抗により時間経過で減衰する。また、通常は主音響振動より寄生振動の方が時間経過による減衰は大きい。このため、吐出前0.5ALから吐出直後の電位差変化の方が吐出の1.5AL前から0.5AL前までの時間範囲の電位差変化よりサテライトや印字品質に及ぼす影響が大きく、吐出の1.5AL前から0.5AL前(上述した主音響振動が強め合う範囲)の方が1.5AL以前の時間範囲の電位差変化よりサテライトや印字品質に及ぼす影響が大きい。よって、吐出波形は、いずれか２回の電位差変更時間の時間間隔のうち、より吐出直前直後に近いTm又はTijについて、寄生振動が弱め合う条件を満たすようにTm又はTijの値を調整する事が望ましい。
【0128】
次に、他の実施形態に係る駆動波形のうち、キャンセル波形について説明する。この実施形態の液体吐出ヘッド１のキャンセル波形は、1からh-1回目の電位差変更の一つをi回目の電位差変更とし、i+1からh回目の電位差変更の一つをj回目の電位差変更とし、i回目とj回目の電位差変更開始時間の時間間隔をTijとすると、吐出波形と同様に、いずれかの時間間隔Tijは、
(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ (k/2+1/6)λn・・・（数式７）
となる。ここで、kは1以上の奇数である。
(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ (k/2+1/6)λn・・・（数式７）
となる。ここで、kは1以上の奇数である。
【0129】
この数式７を満すキャンセル波形によれば、該当する２回以上の電位差変更により生じる周期λnの寄生振動が弱め合い、圧力室に生じる周期λnの寄生振動を抑制できる。これは圧力室４６の縮小変化させる回数が3回以上のh回である場合も同様である。なお、キャンセル波形においては、残留振動抑制を優先し、時間間隔Tijは、数式８の範囲に限定されない。
【0130】
また、キャンセル波形が、1回目からh回目のすべての電位差変更において、時間間隔Tijが(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ (k/2+1/6)λn (kは1以上の奇数)を満たす他の電位差変更が存在する場合、圧力室４６に生じる周期λnの寄生振動をさらに抑制することができる。
【0131】
また、(k/2-1/6)λn ≦ Tij ≦ (k/2+1/6)λn (kは1以上の奇数)を満たす時間間隔Tijとなるi回目とj回目の電位差変更の電位差変化量を同じにすることで、その後の寄生振動由来の残留振動をさらに抑制できる。より好適には、各段の電位差が同じで、圧力振動が減衰しないと仮定した場合の各段の最適の保持時間はλn/段数(h)のため、すべての連続する電位差変更の時間間隔Tijをλn/段数(h)とすればよい。
【0132】
上述したキャンセル波形の例として、吐出波形と同様に、立上波形で段数（回数）を４段（４回）とした例を図１６に示し、立上波形の段数を３段とした例を図１７に示す。図１６において、各段数であるｈを括弧内に示す。なお、立下波形についても同様にすればよいことは当然である。これら図１６及び図１７に示すように、各段の電位差が同じであり、圧力振動が減衰しないと仮定した場合の各段の最適の保持時間はλn/段数(h)となる。よって、１段目からｈ段目までの電位差変位のうち、いずれか２つの位相差(時間間隔)が(k/2-1/6)λnから(k/2+1/6)λnの範囲であれば、該当する2つの電位差変位で生じた寄生振動は弱め合うことになる。例えば、図１６の１回目と３回目の電位差変位の時間間隔はλn/2となり、i=1＆j=3の場合のTijは数式７を満たしている。また、図１６の２回目と４回目の電位差変位の時間間隔もλn/2となり、i=2＆j=4の場合のTijも数式７を満たしている。よって寄生振動は弱め合うことになる。
【0133】
なお、圧力室４６内の圧力振動は、インクの粘性抵抗により時間経過で減衰する。また、通常は主音響振動より寄生振動の方が時間経過による減衰は大きい。このため、次の吐出波形により近い電位差変位、すなわちキャンセル波形の最後に近い電位差変位であるほど、次の吐出波形に与える残留振動の影響が大きいためキャンセル波形の最後により近い電位差変位のTm又はTijについて、寄生振動が弱め合う条件を満たすようにTm又はTijの値を調整することが望ましい。
【0134】
例えば、寄生振動の周期λnは主音響振動の周期2ALより小さいため、キャンセル波形の最後から2AL以前に入力された電位差変位による寄生振動はキャンセル波形の最後の時点で大きく減衰していることが期待される。そのためキャンセル波形の最後から2AL以内の電位差変更について優先的に寄生振動が弱め合う条件を満たすようにTm又はTijの値を調整することが望ましい。またキャンセル波形の最後から寄生振動の周期λn以内の電位差変更については、キャンセル波形の最後から2AL以内よりも優先的に寄生振動が弱め合う条件を満たすようにTm又はTijの値を調整することが望ましい。
【0135】
また、上述した例では、吐出波形は、複数段の階段波形の例を説明したがこれに限定されない。即ち、吐出波形は、台形波形であってもよい。即ち、上述したキャンセル波形は、また、吐出波形が台形波形であっても、３段以上の階段波形であってもよく、キャンセル波形は、吐出波形と同じ段数（同数の中間電位差）でなくてもよい。また、吐出波形が前後対称形状の波形であれば、該当吐出波形の合成波の位相は対称形状の中心位置（０）を位相の基準とした場合に-π/2だけ位相が進んだ振動と考えることができる。よって、キャンセル波形は、吐出波形の合成波の位相に対し逆の位相となる合成波となるように設定することで、吐出波形によって生じる残留振動を弱めることができる。また、複数段の階段波形のキャンセル波形は、キャンセル波形で発生する寄生振動を抑制できることから、次の吐出波形により吐出する液滴に影響を及ぼすことが抑制できる。
【0136】
以上説明した少なくともひとつの実施形態の液体吐出ヘッドによれば、キャンセル波形によって発生する寄生振動を抑制することができる。
【0137】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0138】
１…液体吐出ヘッド、１０…ベース、２０…アクチュエータ、２１…圧電柱、２２…非駆動圧電柱、３０…振動板、４０…流路プレート、４２…隔壁部、４５…流路、４６…圧力室、４７…個別流路、４８…共通流路、５０…ノズルプレート、５１…ノズル、７０…駆動回路、７１…配線フィルム、７２…ドライバＩＣ、８１…第１電圧源、８２…第２電圧源、８３…第３電圧源、１００…液体吐出装置、１１１…筐体、１１２…媒体供給部、１１３…画像形成部、１１４…媒体排出部、１１５…搬送装置、１１７…支持部、１１８…搬送ベルト、１１９…支持プレート、１２０…ベルトローラ、１２１…ガイドプレート対、１２２…搬送用ローラ、１３０…ヘッドユニット、１３２…インクタンク、１３３…接続流路、１３４…供給ポンプ、１５０…制御部、１５１…プロセッサ、１５４…Ｉ／Ｏポート、１５５…画像メモリ、１６１…駆動モータ、１６２…操作部、１６３…種センサ、２００…外部接続機器、３０１…振動部位、７２１…データバッファ、７２２…デコーダ、７２３…ドライバ、７２４…電圧制御部、７２５…電圧切替え部、７２６…配線電極、７２７…配線電極。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
