压电喷墨头的驱动方法

专利名称：压电喷墨头的驱动方法
技术领域：
本发明涉及压电喷墨头的驱动方法，特别是涉及适合在打印机、复印机、传真机、它们的复合机中使用的压电喷墨头的驱动方法。
背景技术：
在请示型(on demand)的喷墨打印机等中，如图2、3所示，使用压电喷墨头，它具有填充墨的加压室2；与加压室连通，通过填充在该加压室2中的墨，在内部形成墨弯液面的喷嘴3；通过驱动电压的外加而变形的压电元件9；与压电元件9层叠构成驱动部D的振动板7。
在所述压电喷墨头中，驱动部D通过把压电元件9产生的力作为压力传递给加压室2内的墨，实现作为从与该加压室2连通的喷嘴使墨滴喷出的驱动源的作用。即驱动部D通过压电元件9的驱动电压外加引起的变形，使振动板7如图2中的单点划线所示弯曲，向加压室2的方向突出，通过使加压室2的容积减小，对加压室2内的墨加压，从喷嘴3的顶端喷出墨滴。
与此同时，驱动部D由于受到加压室2内的墨的压力，振动板7向与图相反的方向弯曲，对于喷墨头内的墨的振动，也具有作为弹性体的功能。
如果对压电元件9外加电压，产生力，则头内的墨由于通过振动板7从驱动部D受到的压力，引起振动。该振动把驱动部D和加压室2作为弹性而产生，把向加压室2供给墨的供给口5、连接加压室2和喷嘴3的喷嘴流道4、喷嘴3作为惯性而产生。该振动的喷墨头内的墨的体积速度的固有振动周期由所述各部的尺寸、墨的物理特性值、驱动部D的尺寸和物理特性值决定。
在压电喷墨头中，利用相关的墨振动引起的喷嘴3内的弯液面的振动，产生墨滴。
如日本专利公开公报JP-H02-192947-A2(1990)中说明的那样，一般使用以下的驱动方法在压电喷墨头中，在待机时的压电元件上持续外加一定的驱动电压，通过使压电元件持续变形，使振动板持续弯曲，维持使加压室的容积减小的状态，在点的形成时，(1)在形成点之前，把驱动电压放电，解除压电元件的变形，通过解除振动板的弯曲，使加压室的容积增加，使弯液面向加压室一侧收进来后，(2)在外加驱动电压，使压电元件变形，使振动板弯曲，使加压室的容积减小，从喷嘴的顶端喷出墨滴。下面，有时把该驱动方法简称为“挽推方式(pull-push式)的驱动方法”。
图17是在所述挽推方式的驱动方法中，简化表示外加在压电元件上的驱动电压VP的驱动电压波形(用粗的单点划线表示)、提供相关的驱动电压波形时的喷嘴的墨的体积速度变化[用粗实线表示，(+)是墨的喷出方向]的关系的曲线图。
下面，如所述图2、图3所示，以使用形成厚度小的平板或层状，并且通过外加驱动电压，向面方向收缩的横振动模式的压电元件9时的情形为例，说明本驱动方法。
即在图17中的比t1更左侧的待机时，通过把驱动电压VP维持在VH(VP＝VH)，使压电元件向面方向持续收缩，为了维持使加压室容积减少的状态，弯曲为一定的形状，这时，喷墨头内的墨为维持静止状态即喷嘴的墨的体积速度为0。
为了从喷嘴使墨滴喷出，在纸面上形成点，首先，在之前的t1时刻，把外加在压电元件上的驱动电压VP设成放电(VP＝0)，通过解除压电元件的面方向的收缩，解除振动板的弯曲。
这样，加压室的容积只增加一定量，所以喷嘴内的墨按该容积的增加部分，墨弯液面进入加压室一侧。这时的喷嘴内的墨的体积速度如图17的t1和t2之间的部分所示，向(-)的一侧增加后，渐渐减小，终于接近0。这相当于用粗实线表示的墨的体积速度的固有振动周期T1的几乎半周期。
而且，在喷嘴的墨的体积速度无限接近0的t2时刻，把驱动电压VP再充电到VH(VP＝VH)，通过使压电元件向面方向收缩，使振动板弯曲。该操作如粗的单点划线所示，相当于具有脉冲宽度T3为固有振动周期T1的1/2倍的驱动电压波形的驱动电压VP外加在压电元件上。
这样，喷嘴内的墨从墨弯液面最大地进入加压室一侧的静止状态(t2时刻的体积速度为0的状态)相反要回到(+)的方向时，使振动板弯曲，减少加压室的容积，作用从该加压室压出墨的压力。因此，墨从喷嘴的顶端大幅度向(+)的一侧突出。从喷嘴的顶端突出的墨看起来为近圆柱状，所以把该突出状态的墨一般称作墨柱。而且，在墨柱延伸完毕的时刻，墨滴从其顶端分离，飞翔，到达纸面，在纸面上形成点。
此外，在压电喷墨头中，维持在待机时的压电元件上不外加驱动电压的状态，在形成点时，也采用(I)在形成点之前，外加驱动电压，使压电元件收缩，使振动板弯曲，使加压室的容积减少，把喷嘴内的墨弯液面向喷嘴的顶端方向压出，墨从喷嘴的顶端突出为柱状(墨柱)，(II)再把驱动电压放电，解除压电元件的收缩，解除振动板的弯曲，使加压室的容积增加，把从喷嘴的顶端突出的墨柱引回喷嘴内，使墨滴分离的驱动方法。下面，有时把该驱动方法称作“推挽方式(push-pull式)的驱动方法”。
图18是在所述推挽方式的驱动方法中，简化表示外加在压电元件上的驱动电压VP、提供相关的驱动电压波形时的喷嘴的墨体积速度变化的关系的曲线图。
下面，说明本驱动方法。
即在图18中的比t1更左侧的待机时，不外加驱动电压VP(VP＝0)，加压室的容积为初始状态，喷嘴的墨体积速度维持0。
为了从喷嘴喷出墨滴，在纸面上形成点，首先，在之前的t1时刻，使压电元件的驱动电压VP充电到VH(VP＝VH)，使压电元件向面方向收缩，使振动板弯曲。
这样，加压室的容积只减少一定量，所以喷嘴内的墨按该容积的减少部分，墨弯液面向外方向压出。这时的喷嘴内的墨的体积速度如图18的t1和t2之间的部分所示，向(+)一侧增加，变为最大，然后变为减少，再向(-)的一侧增大，变为最小，然后变为增加，终于接近0。这相当于用粗实线表示的墨的体积速度的固有振动周期T1。
如果进一步说明此前的时刻的墨运动，则喷嘴内的墨首先由于最初的振动板的弯曲，向喷嘴的外方压出。接着，由于墨的固有振动，喷嘴内的墨体积速度向(-)一侧增大，则对向喷嘴的外方向压出的墨左右向喷嘴内后退的力。可是，压出喷嘴外的墨的先头原封不动向压出方向前进，所以墨弯液面向压出方向延长，形成墨柱。
接着，在喷嘴的墨体积速度超过t2的时刻，把驱动电压VP再放电(VP＝0)，通过解除压电元件的面方向的收缩，解除振动板的弯曲。该操作如粗的单点划线所示，相当于在压电元件上外加具有脉冲宽度T3近似于固有振动周期T1的驱动电压波形的驱动电压VP。
在喷嘴内的墨的体积速度为0的时刻，喷嘴内的墨弯液面位于加压室一侧最后退的位置，但是由于墨的固有振动，再次向喷嘴的外方向伸出。即在t2时刻，喷嘴内的墨弯液面位于从加压室一侧最后退的位置向喷嘴的外方向伸出的运动途中。
因此，在该t2时刻，通过解除振动板的弯曲，增加加压室的容积，产生反相的墨振动，抑制墨弯液面的所述运动，墨柱分离，形成墨滴。然后，形成的墨滴到达纸面，在纸面上形成点。
在由所述挽推方式或推挽方式的驱动方法驱动的压电喷墨头中，包含压电元件和振动板的驱动部在驱动时做固有振动。周期是从驱动电压波形的脉冲宽度T3的数十分之1到几分之一的小值。
可是，如果以挽推方式的驱动方法的情形为例说明该固有振动，则如图19所示，在墨滴形成时的墨体积速度的振动中重叠(superposition)了残留振动。而且，由于驱动电压波形的上升时刻和残留振动的相位偏移，产生形成的墨滴的体积或飞翔速度变动的问题。
即在残留振动的振动速度在加压室方向增加的时刻，如果驱动电压波形上升，则墨滴的体积增加，飞翔速度增大。相反，当在残留振动的振动速度在加压室方向减小的时刻，如果驱动电压波形上升，则墨滴的体积减小，飞翔速度减小。
因此，如果驱动电压波形的脉冲宽度极小地变动，墨滴的体积和飞翔速度就会大幅度变动。
此外，在压电喷墨头上配置的多个压电元件的每个中，厚度或接合在振动板上时的条件等偏移，所以在各驱动部的固有振动周期中也产生偏移。因此，即使驱动电压波形的脉冲宽度保持一定，在各喷嘴中，墨滴的体积和飞翔速度也偏移。
这些问题在推挽方式的驱动方法中也同样发生。
因此，为了抑制驱动部的残留振动，在日本专利公开公报JP-H05-318731-A1(1993)中，在挽推方式的驱动方法中，把驱动电压波形的下降时，即图17的t1时刻的驱动电压VP从VH放电到0时的电压下降的时间常数设定为驱动部具有的固有振动周期的0.9倍以上，此外，把在驱动电压波形的上升时，即图17的t2时刻的驱动电压VP从0充电到VH时的电压上升的时间常数设定为固有振动周期的0.9倍到1.2倍。
通过增大下降/上升的时间常数，能抑制驱动部的残留振动。可是，如果增大下降/上升的时间常数，就产生墨滴的飞翔速度下降的问题。
在JP-H05-318731-A1中，使用形成厚度大的板状或具有给定截面形状的棒状，通过外加驱动电压，在板的厚度方向、棒的长度方向延长的纵振动模式的压电元件。
纵振动模式的压电元件与横振动模式的相比，驱动部的固有振动周期小，所以，即使驱动电压波形的下降/上升的时间常数与驱动部的固有振动周期相同，墨滴的飞翔速度也不会太大。
可是，图2、3所示的横振动模式的压电元件9与纵振动模式的相比，驱动部的固有振动周期大。因此，如果使驱动电压波形的下降/上升的时间常数与驱动部的固有振动周期相同，墨滴的飞翔速度就显著下降。

发明内容
本发明的目的在于提供在具有横振动模式的压电元件的压电喷墨头中，能一边抑制墨滴的飞翔速度的大幅度下降，一边尽可能抑制驱动部的残留振动的新的驱动方法。
本发明的其他目的在于提供与压电元件的振动模式无关，尽可能抑制驱动部的残留振动的新的驱动方法。
为了解决所述课题，发明者关于使用横振动模式的压电元件的压电喷墨头中的驱动电压波形的下降/上升的时间常数和驱动部的固有振动周期的关系，进行了详细研究。
结果，发现在驱动电压波形的下降时，使驱动电压VP下降到VH的1～25％的时间等于重合在喷墨头内的墨体积速度的振动波形上的驱动部的残留振动周期Ta，此外，在驱动电压波形的上升时，使驱动电压VP上升到VH的75～99的时间与周期Ta相等对抑制墨滴的飞翔速度的下降，并且抑制驱动部的残留振动是有效的。
具体而言，把压电喷墨头的驱动电压波形的驱动电压VP的上升时间常数τUP对于与喷墨头内墨的体积速度振动波形重合的驱动部残留振动的周期Ta，设定为满足表达式(i)的范围Ta/(-ln0.01)≤τUP≤Ta(-ln0.25) (i)或把驱动电压VP的下降时间常数τDN对于所述周期Ta，设定为满足表达式(ii)的范围Ta/(-ln0.01)≤τDN≤Ta(-ln0.25) (ii)或者，进行均满足(i)、(ii)双方的设定。
如果通过进行了相关的驱动电压波形驱动使用横振动模式的压电元件的压电喷墨头，则与以往的用两个时间常数τUP、τDN都接近0的驱动电压波形驱动时相比，墨滴的飞翔速度只下降10％程度。并且，能抑制与喷嘴中的体积速度的振动重合的驱动部残留振动。
因此，第1项发明是一种压电喷墨头的驱动方法，该压电喷墨头具有填充墨的加压室；与加压室连通，通过填充在该加压室中的墨，在内部形成墨弯液面的喷嘴；通过驱动电压的外加，向面方向收缩的横振动模式的压电元件；与压电元件层叠，构成驱动部，通过压电元件的驱动电压的外加引起的面方向的收缩，使加压室的容积减少，把加压室内的墨加压，从喷嘴的顶端喷出墨滴的振动板；通过组合以下步骤(A)在压电元件上外加驱动电压，通过使压电元件在面方向收缩，使振动板弯曲，减少加压室的容积的步骤；
(B)停止对加压室外加驱动电压，解除压电元件向面方向的收缩，解除振动板的弯曲，使加压室的容积增加的步骤；从喷嘴的顶端使墨滴喷出，其特征在于通过进行以下至少任意一方设定的驱动电压波形(a)所述(A)步骤中的驱动电压的上升时间常数τUP对于重合在喷墨头内墨的体积速度振动波形上的驱动部残留振动的周期Ta，设定为满足表达式(i)的范围Ta/(-ln0.01)≤τUP≤Ta(-ln0.25)(i)(b)在所述(B)的步骤中的驱动电压的下降时间常数τDN对于所述周期Ta，设定为满足表达式(ii)的范围Ta/(-ln0.01)≤τDN≤Ta(-ln0.25)(ii)使压电元件驱动。
本发明的结构能够很好地适用于挽推方式的驱动方法。
因此，第2项发明是第1项发明的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于使压电喷墨头在待机时，对压电元件持续外加一定的驱动电压，持续向面方向收缩，持续使振动板弯曲，维持使加压室容积减少的状态；在点的形成时，(1)在形成点之前，把驱动电压放电，解除压电元件的收缩，通过解除振动板的弯曲，增加加压室的容积，把喷嘴内的墨弯液面向加压室一侧引入后，(2)再外加驱动电压，使压电元件收缩，使振动板弯曲，减少加压室的容积，从喷嘴的顶端喷出墨滴。
此外，本发明的结构能很好适用于推挽方式的驱动方法。
因此，第3项发明是第1项发明的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于使压电喷墨头在待机时，事先维持对压电元件不外加驱动电压的状态；在点的形成时，(I)在点的形成前外加驱动电压，使压电元件收缩，使振动板弯曲，减少加压室的容积，把喷嘴内的墨弯液面向喷嘴的顶端方向压出，使墨从喷嘴的顶端突出为柱状；(II)再把驱动电压放电，解除压电元件的收缩，解除振动板的弯曲，增加加压室的容积，通过把从喷嘴的顶端突出为柱状的墨向喷嘴内引回，使墨滴分离。
此外，如果考虑进一步提高抑制驱动部的残留振动的效果，则驱动电压的上升时间常数τUP在所述范围内，特别希望是表达式(i-1)的范围内Ta/(-ln0.05)≤τUP≤Ta(-ln0.25) (i-1)因此，第4项发明是第1项发明的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于(A)步骤中的驱动电压的上升时间常数τUP对于周期Ta，设定为满足表达式(i-1)的范围内Ta/(-ln0.05)≤τUP≤Ta(-ln0.25)(i-1)此外，考虑进一步提高抑制驱动部的残留振动的效果，则驱动电压VP的下降时间常数τDN对于所述周期Ta在所述范围内，特别希望是表达式(ii-1)的范围内Ta/(-ln0.05)≤τDN≤Ta(-ln0.25) (ii-1)因此，第5项发明是第1项发明的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于(B)步骤的驱动电压的下降时间常数τDN对于周期Ta，设定为满足表达式(ii-1)的范围内Ta/(-ln0.05)≤τDN≤Ta(-ln0.25)(ii-1)此外，发明者详细研究了驱动电压波形的脉冲宽度T3和驱动部的残留振动的关系。
结果，发现把驱动电压波形的脉冲宽度T3设定为与喷墨头内墨的体积速度振动波形重合的驱动部的残留振动周期Ta的整数倍对于抑制驱动部的残留振动是有效的。
即如果把驱动电压波形的脉冲宽度T3设定为所述周期Ta的整数倍，则由于驱动电压波形上升或下降而产生的驱动部的残留振动在半周期的偶数倍即全周期的整数倍的振动结束的时刻，由于驱动电压波形上升或下降，在该驱动部产生反相的振动，所以由于两振动抵消，能抑制此后的驱动部的残留振动。
因此，无需使墨滴的飞翔速度下降的增大驱动电压波形下降/上升时间常数的操作，就能可靠抑制驱动部的残留振动。该效果与压电元件的振动模式无关，即对于横振动模式的压电元件和振动模式的压电元件都有效。
因此，第6项发明是一种压电喷墨头的驱动方法，该压电喷墨头具有填充墨的加压室；与加压室连通，通过填充在该加压室中的墨，在内部形成墨弯液面的喷嘴；通过驱动电压的外加，而变形的压电元件；与压电元件层叠，构成驱动部，通过压电元件的驱动电压的外加引起变形而弯曲使加压室的容积减少，把加压室内的墨加压，从喷嘴的顶端喷出墨滴的振动板；通过组合以下步骤(A)在压电元件上外加驱动电压，通过使压电元件变形，使振动板弯曲，减少加压室的容积的步骤；(B)停止对加压室外加驱动电压，解除压电元件的变形，解除振动板的弯曲，使加压室的容积增加的步骤；而从喷嘴的顶端使墨滴喷出，其特征在于通过把所述(A)的充电步骤的驱动电压的上升和(B)步骤的驱动电压的下降之间的脉冲宽度T3设定为重合在喷墨头内墨的体积速度振动波形上的驱动部的残留振动周期Ta的整数倍的驱动电压波形，驱动压电元件。
所述本发明的结构能很好适用于挽推方式的驱动方法。
因此，第7项发明是第6项发明的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于驱动压电喷墨头，在待机时，对压电元件持续外加一定的驱动电压，使其持续向面方向收缩，持续使振动板弯曲，维持减少加压室的容积的状态；在点的形成时，(1)在点的形成前，把驱动电压放电，解除压电元件的收缩，解除振动板的弯曲，增加加压室的容积，把喷嘴内的墨弯液面向加压室一侧引入后；(2)再外加驱动电压，使压电元件收缩，减小加压室的容积，从喷嘴的顶端使墨滴喷出；(3)把从所述(1)步骤的驱动电压的下降到(2)步骤的驱动电压的上升的驱动电压波形的脉冲宽度T3设定为驱动部的残留振动的周期Ta的整数倍。
此外，本发明的结构能很好适合于推挽方式的驱动方法。
因此，第8项发明是第6项发明的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于驱动压电喷墨头，在待机时，事先维持在压电元件上不外加驱动电压的状态；在点的形成时，(I)在点的形成前，外加驱动电压，使压电元件收缩，使振动板弯曲，减少加压室的容积，把喷嘴内的墨弯液面向喷嘴的顶端方向压出，使墨从喷嘴的顶端突出为柱状；(II)把驱动电压再放电，解除压电元件的收缩，解除振动板的弯曲，增加加压室的容积，通过把从喷嘴的顶端突出为柱状的墨向喷嘴内引回，使墨滴分离；(III)把所述(I)步骤的驱动电压的上升到(II)步骤的驱动电压的下降的驱动电压波形的脉冲宽度T3设定为驱动部的残留振动的周期Ta的整数倍。


图1是表示用于实施本发明的驱动方法的压电喷墨头的一例中，安装包含压电元件和振动板的驱动部之前状态的俯视图。
图2是放大表示图1的例子的压电喷墨头中，安装了驱动部状态的一个点形成部的剖视图。
图3是表示构成一个点形成部的各部的重叠状态的透视图。
图4是表示驱动所述压电喷墨头，用于实施本发明的驱动方法的驱动电路一例的电路图。
图5是表示对图4的驱动电路的端子输入的控制电压的电压波形的曲线图。
图6是表示通过所述控制电压的输入，产生在驱动电路中，提供给压电元件的驱动电压波形的曲线图。
图7是表示驱动电压波形的另一例子的曲线图。
图8是表示驱动电压波形的其他例子的曲线图。
图9是表示把构成本发明实施例中制造的压电喷墨头的各部用集中常数近似生成的等价电路的电路图。
图10～图12分别是表示模拟在本发明的实施例中制造的压电喷墨头上外加把上升/下降时间常数设定为给定值的驱动电压波形时的墨体积速度的振动的结果的曲线图。
图13～图16分别是表示模拟在本发明的实施例中制造的压电喷墨头上外加把脉冲宽度设定为给定值的驱动电压波形时的墨体积速度的振动的结果的曲线图。
图17是简化表示以往的挽推方式的驱动方法中，外加在压电元件上的驱动电压VP的驱动电压波形和提供有关的驱动电压波形时的喷嘴的墨体积速度的关系的曲线图。
图18是简化表示以往的推挽方式的驱动方法中，外加在压电元件上的驱动电压VP的驱动电压波形和提供有关的驱动电压波形时的喷嘴的墨体积速度的关系的曲线图。
图19是表示在以往的压电喷墨头中，驱动部的固有振动作为残留振动影响喷嘴的墨体积速度的振动的状态的曲线图。
具体实施例方式
图1是表示用于实施本发明的驱动方法的压电喷墨头的一例中，安装包含压电元件和振动板的驱动部之前状态的俯视图。
图的例子的压电喷墨头在一块衬底(基板)1上排列多个包含加压室2和与它连通的喷嘴3的点形成部。
此外，图2是放大表示所述例子的压电喷墨头中，安装了驱动部状态的一个点形成部的剖视图，图3是表示构成一个点形成部的各部的重叠状态的透视图。
各点形成部的喷嘴3在图1的白箭头表示的主扫描方向排列多个。在图的例子中，排列4列，同一列的点形成部间的间隔为90dpi，作为压电喷墨头的全体，实现360dpi。
通过把在衬底1的图2中的上表面一侧形成的矩形的中央部的两端具有连接半圆形端部的平面形状(参照图3)的加压室2、在与所述衬底1下表面一侧加压室2的一端侧的端部的半圆中心重叠的位置形成的喷嘴3用与所述端部的半圆相同直径的截面圆形的喷嘴流道4连接，并且通过在与所述加压室2的另一端侧的端部的半圆中心重叠的位置形成的供给口5，把加压室2与在衬底1内连接各点形成部而形成的公共供给路6(图1中用虚线表示)连接，构成各点形成部。
此外，在图的例子中，按顺序层叠形成加压室2的一衬底1a、形成喷嘴流道4的上部4a和供给口5的第二衬底1b、形成喷嘴流道4的下部4b和公共供给路6的第三衬底1c、形成喷嘴3的第四衬底1d，进行一体化，形成所述各部。
此外，在第一衬底1a和第二衬底1b上，如图1所示，形成构成把在第三衬底1c形成的公共供给路6在衬底1的上表面一侧，与来自未图示的墨盒的管道连接的接头部11的通孔11a。
各衬底1a～1d由树脂或金属等构成，通过利用光刻法的蚀刻等，由形成有成为所述各部的通孔的具有给定厚度的板体形成。
在衬底1的上表面一侧，按顺序层叠具有与该衬底1相同尺寸的一块振动板7、至少具有覆盖各点形成部的尺寸的一块薄膜状的公共电极8、如图1中的单点划线所示在与各点形成部的加压室2的中央部重叠的位置分别设置的具有近矩形的平面形状的横振动模式的薄板状的压电元件9、在各压电元件9上形成的具有相同平面形状的个别电极10，构成驱动部D。
须指出的是，可以把压电元件9一体形成跨几个压电元件9的加压室2的大小，如图1中的单点划线，只在与各点形成部的加压室2的中央部重叠的位置分别设置个别电极10。
振动板7由钼、钨、钽、钛、白金、铁、镍等单质金属、这些金属的合金或不锈钢等金属材料，形成具有给定厚度的板状。此外，在振动板7上形成刚才的衬底1的通孔11a、构成接头部11的通孔11b。
公共电极8、个别电极10都由金、银、白金、铜、铝等导电性优异的金属箔、由这些金属构成的镀膜、真空蒸镀膜等形成。须指出的是，也可以用白金等导电性高的金属形成振动板7，省略公共电极8。
作为形成压电元件9的压电材料，能列举出锆酸钛酸铅(PZT)、或在该PZT中添加镧、钡、铌、锌、镍、锰等的氧化物的1种或2种以上的例如PLZT等PZT类的压电材料。此外，也能列举出以镁铌酸铅(PMN)、镍铌酸铅(PNN)、锌铌酸铅、锰铌酸铅、锑锡酸铅、钛酸铅、钛酸钡等为主要成分的材料。
能与以往同样形成薄板状的压电元件9。
例如，把压电材料的烧结体研磨为薄板状，制作具有给定形状的薄片，把它接合、固定在公共电极8上的给定位置，或通过所谓的凝胶法(或MOD法)，在公共电极8上把成为压电材料的基础的由有机金属化合物形成的胶印刷为给定的平面形状，经过干燥，预烧结、烧结的步骤来形成，或在公共电极8上，通过反应性溅射法、反应性真空蒸镀法、反应性离子电镀法等气相成长法，把压电材料的薄膜形成给定的平面形状，能形成压电元件9。
为了使压电元件9为横振动模式，把压电材料的极化方向配置在该压电元件9的厚度方向，更具体而言，配置在从个别电极10向公共电极8的方向。因此，能采用高温极化法、室温极化法、交流电场重叠法、电场冷却法等以往公开的极化法。此外，可以蚀刻处理极化后的压电元件9。
把压电材料的极化方向配置在所述方向上的压电元件9在把公共电极8接地的状态下，通过外加来自个别电极10的(+)的驱动电压VP，在与极化方向正交的面内收缩。可是，压电元件9通过公共电极8固定在振动板7上，所以结果，压电元件9和振动板7如图2中的单点划线所示，向加压室方向弯曲。
因此，弯曲发生时的力作为压力变化传递给加压室2的墨，由于该压力变化，供给口5、加压室2、喷嘴流道4、喷嘴3内的墨发生振动。而且，振动的速度向着喷嘴3的顶端，所以喷嘴3内的墨弯液面从顶端向外部压出。而且，从喷嘴3的顶端向外部突出所述的墨柱。
墨柱最终由于振动速度向着喷嘴内方向，而被喷嘴3内的墨弯液面吸收，但是，这时切离墨柱的顶端部，成为墨滴，向纸面方向飞翔，在纸面上形成点。
墨滴飞翔而减少的部分的墨由于喷嘴3内的墨弯液面的表面张力，从该墨盒的管道、接头部11、公共供给路6、供给口5、加压室2和喷嘴流道4，再填充到喷嘴3中。
个别电极10外加在压电元件9上的驱动电压波形在本例子中使用图4的电路产生。
图示的电路在电源线12a和接地12b之间串联第一晶体管TR1、电阻R1、R2、第二晶体管TR2，形成第一电路12c，并且从该第一电路12c的电阻R1、R2间分支，通过电阻R3、个别电极10、压电元件9和公共电极8，形成到达接地12d的第二电路12e，并且在两晶体管TR1、TR2的基极上分别连接用于外加控制电压VC的端子12f。压电元件9作为电容器起作用。
当实施挽推方式的驱动方法时，所述电路在压电喷墨头的待机时，即在图5的t1以前(比t1更左侧)的状态下，为从端子1f向两晶体管TR1、TR2的基极外加控制电压VC1的状态。在该状态下，第一晶体管TR1的发射极-集电极间变为导通，第二晶体管TR2的集电极-发射极间变为断开，所以从电源线12a通过第一晶体管TR1、电阻R1、R3、个别电极10对压电元件9，如图6所示，持续外加相当于该电源线12a的电源电压值VH的驱动电压VP(VP＝VH)。因此，压电元件9持续向与极化方向正交的面内收缩，伴随着此，压电元件9和振动板7维持向加压室2的方向弯曲的状态。
在通过挽推方式的驱动方法形成点时，在所述点的形成之前的t1时刻，如图5所示，停止从端子12f向两晶体管TR1、TR2的基极外加的控制电压VC。
这样，第一晶体管TR1的发射极-集电极间断开，第二晶体管TR2的集电极-发射极间变为导通，所以外加在压电元件9上的驱动电压VP通过电阻R3、R2和第二晶体管TR2，放电位接地12b。
这时，驱动电压VP从VH，根据表达式(iii)VP＝VH×exp[-t/τDN](iii)(表达式中的t是从t1开始的经过时间，τDN如上所述，是下降的时间常数)如图6所示下降，终于变为0V(VP＝0)。下降时的时间常数τDN在图4的电路中，由表达式(iv)求出τDN＝CP×(r2+r3)(iv)
(表达式中的CP为所述CP的作为电容器的电容，r2、r3分别是电阻R2、R3的电阻值)而且，据此，在解除压电元件9的面方向的收缩的同时，解除振动板7的弯曲，加压室2的容积只增加一定量，按该容积的增加部分，喷嘴3内的墨弯液面引入加压室2一侧。
接着，在所述图17的t2时刻，如图5所示从端子12f向两晶体管TR1、TR2的基极再外加控制电压VC1。
这样，第一晶体管TR1的发射极-集电极间导通，第二晶体管TR2的集电极-发射极间变为断开，所以从电源线12a通过第一晶体管TR1、电阻R1、R3、个别电极10，再次对压电元件9开始充电。
这时，驱动电压VP从0V，根据表达式(v)VP＝VH×{1-exp[-t/τUP]} (v)(表达式中的t是从t2开始的经过时间，τUP如上所述，是上升的时间常数)如图6所示，上升，再度到达VH(VP＝VH)。上升时的时间常数τUP在图4的电路中，由表达式(vi)求出τUP＝CP×(r1+r3)(vi)(表达式中的CP为所述CP的作为电容器的电容，r1、r3分别是电阻R1、R3的电阻值)而且，据此，压电元件9向面方向收缩，通过使振动板7弯曲，加压室2的容积减少，墨从加压室2向喷嘴3压出。而且，如上所述，向加压室2的方向引入的喷嘴3内的墨弯液面在要回到喷嘴3的顶端一侧时，作用加压室2压出的墨的压力，墨从喷嘴3的顶端突出，形成墨柱，顶端作为分离，飞翔，在纸面上形成点。
当实施推挽方式的驱动方法时，在图4的电路的端子12f上外加与所述反相的控制电压VC。即在图7的t1以前(比t1更左侧)的压电喷墨头的待机状态时，维持对端子12f不外加控制电压VC的状态。在该状态下，第一晶体管TR1的发射极-集电极间断开，第二晶体管TR2的集电极-发射极间变为导通，所以维持遮断从电源12a通过电阻R1、R3、个别电极10到达压电元件9的电路的状态。此外，维持连接从压电元件9通过电阻R3、R2和第二晶体管TR2到达接地的电路的状态，所以压电元件9维持不外加驱动电压的状态。
当根据推挽方式的驱动方法形成点时，在所述点的形成前的t1时刻，在端子12f上外加控制电压VC。
这样，第一晶体管TR1的发射极-集电极间导通，第二晶体管TR2的集电极-发射极间变为断开，所以从电源12a通过电阻R1、R3、个别电极10开始对压电元件9充电。
这时，驱动电压VP从0V，根据所述(v)，如图7所示上升，到达VH(VP＝VH)。上升时的时间常数τUP由所述表达式(vi)求出。
而且，据此，压电元件9向面方向收缩，通过使振动板7弯曲，加压室2的容积减少，墨从加压室2压出到喷嘴3，接着由于墨的固有振动，如上所述，形成墨柱。
接着，在所述图18的t2时刻，停止从端子12f外加在两晶体管TR1、TR2的基极上的控制电压VC。
这样，第一晶体管TR1的发射极-集电极间断开，第二晶体管TR2的集电极-发射极间变为导通，所以外加在压电元件9上的驱动电压VP通过电阻R3、R2和第二晶体管TR2向接地12b放电。
这时，驱动电压VP从VH，根据所述(iii)，如图7所示下降，终于变为0V(VP＝0)。下降时的时间常数τDN由所述表达式(iv)求出。
然后，据此，在解除压电元件9的面方向的收缩的同时，解除振动板7的弯曲，加压室2的容积只增加一定量，按该容积的增加部分，喷嘴3内的墨弯液面引入加压室2一侧。而且，如上所述，形成的墨柱分离，形成墨滴。然后，形成的墨滴到达纸面，在纸面上形成点。
在第1项发明中，如上所述，在驱动电压波形的下降时，使外加在压电元件9上的驱动电压VP下降到VH的1～25％的时间即进入满足(vii)的范围VH×0.01≤VP≤VH×0.25(vii)所需的时间等于重叠在喷墨头内的墨体积速度的振动波形上的驱动部的残留振动周期Ta，或驱动电压波形的上升时，使外加在压电元件9上的驱动电压VP上升到VH的75～99％即进入满足(viii)
VH×0.75≤VP≤VH×0.99(viii)的范围所需的时间与周期Ta相等，或有必要同时进行双方的设定。
即驱动电压VP的上升时间常数τUP对于重叠在喷墨头内墨的体积速度振动波形上的驱动部残留振动的周期Ta，设定为满足表达式(i)的范围Ta/(-ln0.01)≤τUP≤Ta(-ln0.25)(i)或者，把驱动电压VP的下降时间常数τDN对于所述周期Ta，设定为满足表达式(ii)的范围Ta/(-ln0.01)≤τDN≤Ta(-ln0.25)(ii)或者，进行双方的设定。据此，能抑制墨滴的飞翔速度的下降，并且能抑制驱动部D的残留振动。
而且，因此，从所述表达式(iv)、(vi)可知，如果把图4的电路中的压电元件9的作为电容器的电容CP、电阻R1～R3的电阻值r1～r3设定为满足所述表达式(i)、(ii)的值，就可以了。
须指出的是，如果进一步考虑提高抑制驱动部D的残留振动，驱动电压VP的上升时间常数τUP在所述范围内，特别希望在表达式(i-1)的范围内Ta/(-ln0.05)≤τUP≤Ta(-ln0.25)(i-1)此外，下降时间常数τDN由于相同的理由，希望设定为满足表达式(ii-1)的范围内Ta/(-ln0.05)≤τDN≤Ta(-ln0.25)(ii-1)在第5项发明中，如上所述，驱动电压的上升和上升之间的脉冲宽度T3设定为重叠在喷墨头内墨的体积速度振动波形上的驱动部的残留振动周期Ta的整数倍。据此，能抑制墨滴的飞翔速度的下降，并且能可靠抑制驱动部D的残留振动。
即在挽推方式的驱动方法，如上所述，由于驱动电压波形下降而产生的驱动部D的残留振动在半周期的偶数倍即全周期的整数倍的振动结束的时刻，如果驱动电压波形上升，则在该驱动部D产生与残留振动反相的振动，由于两振动抵消，从而能抑制此后的驱动部的残留振动。
可是，驱动部D的残留振动在半周期的奇数倍的振动结束的时刻，如果驱动电压波形上升，则在驱动部D产生与残留振动相同位相的振动，所以两振动彼此放大，此后的驱动部D的残留振动进一步扩大。
因此，为了抑制重叠在喷墨头内墨的体积速度振动上的驱动部D的残留振动，把规定驱动电压波形的上升定时的脉冲宽度T3设定为所述残留振动周期Ta的一半的偶数倍即全周期的整数倍。
须指出的是，如果挽推方式的驱动方法的墨滴喷出的机制，则驱动电压波形的脉冲宽度T3有必要以喷墨头内的墨的体积速度的固有振动周期T1的1/2倍为基准设定。因此，驱动电压波形的脉冲宽度T3最近似于体积速度的固有振动周期T1的1/2倍，并且希望设定为驱动部D的残留振动周期Ta的整数倍。
此外，在推挽方式的驱动方法中，由于驱动电压波形下降而产生的驱动部D的残留振动在半周期的偶数倍即全周期的整数倍的振动结束的时刻，如果驱动电压波形下降，则在该驱动部D产生与残留振动反相的振动，由于两振动抵消，从而能抑制此后的驱动部的残留振动。
可是，驱动部D的残留振动在半周期的奇数倍的振动结束的时刻，如果驱动电压波形下降，则在驱动部D产生与残留振动相同位相的振动，所以两振动彼此放大，此后的驱动部D的残留振动进一步扩大。
因此，为了抑制重叠在喷墨头内墨的体积速度振动上的驱动部D的残留振动，把规定驱动电压波形的上升定时的脉冲宽度T3设定为所述残留振动周期Ta的一半的偶数倍即全周期的整数倍即可。
须指出的是，如果推挽方式的驱动方法的墨滴喷出的机制，则驱动电压波形的脉冲宽度T3有必要以喷墨头内的墨的体积速度的固有振动周期T1的1倍为基准设定。因此，驱动电压波形的脉冲宽度T3最近似于体积速度的固有振动周期T1的1倍，并且希望设定为驱动部D的残留振动周期Ta的整数倍。
须指出的是，也能同时实施第1、5项发明的结构。即如果把驱动电压的上升和/或下降的时间常数设定在所述(i)、(ii)的范围内，并且驱动电压的上升和下降间的驱动电压波形的脉冲宽度T3设定为驱动部D的残留振动的周期Ta的整数被，则抑制墨滴的飞翔速度的下降，并且能进一步提高抑制驱动部D的残留振动的效果。
须指出的是，第1、5项发明也能适合于组合挽推方式和推挽方式的驱动方法的图8所示的驱动方法中。
在该驱动方法中，在待机时，在压电元件9上，作为驱动电压VP，持续外加比点形成时的电压VH低的电压VL，伴随着此，振动板7和压电元件9维持比点的形成时缓和的弯曲状态。
然后，在形成点时，在此前的t1时刻，使驱动电压VP为放电电压(VP＝0)，通过解除振动板7的弯曲，把喷嘴内的墨弯液面引入加压室一侧。接着，在t2时刻，在压电元件上，作为驱动电压VP，外加电压VH(VP＝VH)，使振动板比待机时更大地弯曲，把墨弯液面向喷嘴的外方一侧压出，形成墨柱。然后，在t3时刻，通过使驱动电压VP从VH下降到电压VL，从振动板从大幅度弯曲的状态回到所述待机时的缓和状态，抑制弯液面的振动，则墨柱分离，形成墨滴。然后，形成的墨滴到达纸面，在纸面上形成点。
在所述驱动方法中，把t1时刻的驱动电压VP的下降时间常数τDN设定在满足所述表达式(ii)的范围中，或把t2时刻的驱动电压VP的上升时间常数τUP设定为满足所述表达式(i)的范围，或者把t3时刻的驱动电压VP的下降时间常数τDN2设定为满足所述表达式(ii)的范围，或同时进行这些设定中的至少2个，不但抑制墨滴的飞翔速度的下降，而且能可靠抑制驱动部D的残留振动。
此外，通过把t1的驱动电压VP的下降到t2的驱动电压VP的上升之间的驱动电压波形的脉冲宽度T3a或从t2的驱动电压VP的上升到t3的驱动电压VP的下降之间的驱动电压波形的脉冲宽度T3b中的至少一方设定为驱动部的残留振动的周期Ta的整数倍，能抑制墨滴的飞翔速度的下降，能可靠抑制驱动部D的残留振动。
须指出的是，第1、5项发明中所说的驱动部D的残留振动的周期Ta是按如下求出的喷墨头存在墨的状态下的振动周期。
即驱动部D具有只由其自身的弹性和惯性决定的在喷墨头内没有墨的状态下的固有振动角频率ωa0。有关的固有振动角频率ωa0从用驱动部D的声容的倒数表示的复原力1/Ca和声质量Ma，用表达式(1)求出ωa02＝(1/Ca)/Ma(1)
而且这里，喷墨头内没有墨的状态下的固有振动周期Ta0由表达式(2)求出Ta0＝2π(Ma×Ca)1/2(2)顺便说一下，实际上能在喷墨头内没有墨的状态下，在个别电极10和公共电极8上来接阻抗分析器，进行频率扫描，从测定阻抗的结果导出该固有振动周期Ta0。即阻抗值变为最小的角频率是固有振动角频率ωa0，这时的周期相当于固有振动周期Ta0。
可是，重叠在所述喷墨头内墨体积速度的振动波形上的驱动部的残留振动的周期Ta变为比固有振动周期Ta0还小的值。这是因为与驱动部D自身的弹性都由加压室2的声容的倒数表示的加压室内的墨的压缩性1/Cc作为复原力作用于驱动部D上。
据此，喷墨头内存在墨的状态下驱动部D的残留振动的角频率ωa由表达式(3)求出ωa2＝(1/Ca+1/Cc)/Ma (3)而且这里，在喷墨头内存在墨的状态下，重叠在喷墨头内墨的体积速度振动波形上的驱动部D的残留振动的周期Ta由表达式(4)求出Ta＝2π[Ma×Ca×Cc/(Ca+Cc)]1/2(4)顺便说一下，实际上，在喷墨头内存在墨的状态下，与所述同样，从使用阻抗分析器测定阻抗的结果能导出残留振动的周期Ta。即阻抗值变为最小的角频率是残留振动的角频率ωa，这时的周期相当于残留振动的周期Ta。
此外，残留振动的周期Ta和刚才的固有振动周期Ta0从表达式(2)、(4)，存在表达式(5)的关系Ta＝Ta0/(1+Ca/Cc)1/2(5)所以通过刚才的测定，如果固有振动周期Ta0已知，则从该表达式能通过计算导出Ta。
这时，驱动部的声容Ca(m5/N)由表达式(6)求出Ca＝δV/P (6)(表达式中的P是作用于驱动部的压力(N/m2)，δV是驱动部的体积变化量(m3)
此外，加压室2的声容Ca(m5/N)由表达式(7)求出。
Cc＝V/κ(7)(表达式中的V是加压室2的体积[m3]，κ是墨的体积弹性模量(N/m2)。
实施例压电喷墨头的制作制作具有图1～图3所示的构造的压电喷墨头，并且加压室2的面积为0.2mm2，宽度200μm，深度100μm，喷嘴3的直径25μm，长度30μm，喷嘴流道4的直径200μm，长度800μm，供给口5的直径25μm，长度30μm，振动板7的厚度50μm，压电元件9的厚度20μm。
由使用所述阻抗分析器的方法求出驱动部D的固有振动周期Ta0，是0.859μsec。此外，驱动部D的声容Ca＝20×10-21(m5/N)，加压室2的声容Cc＝23×10-21(m5/N)，所以由所述表达式(v)求出的重叠在喷墨头内墨的体积速度振动波形上的驱动部的残留振动的周期Ta为0.628μsec。
把所述驱动部的公共电极8和个别电极10连接在图4所示的驱动电路上。
等价电路的生成关于所述压电喷墨头，以集中常数近似所述各部，生成图9所示的声音系统的等价电路图。
在图的等价电路图中，驱动部能用声容Ca、声质量Ma和声阻Ra表示，加压室2能由声容Cc表示。
此外，供给口5能由声质量Ms和声阻Rs表示，作用基于喷嘴3的墨弯液面和未图时的墨盒内的墨液面的高差的水位差压。
喷嘴3能由声质量Mn和声阻Rn表示，并且作用该喷嘴3的墨弯液面的表面张力。
在所述等价电路中，如果在驱动布上外加驱动电压VP，产生压力，则在喷嘴3中产生图中箭头表示的方向的墨流。而且，能求出该体积速度。此外，能从求出的体积速度、喷嘴3的直径、墨的表面张力通过运算求出墨滴的飞翔速度。
墨滴的飞翔速度的运算在图4的驱动电路中，适当变更电阻R1～R3的电阻值r1～r3(可是，维持r1＝r2)，设定驱动电压波形的下降时间常数τ1和上升时间常数τ2(τ1＝τ2)，以便使外加在压电元件上的驱动电压VP下降到VH的x％的时间、外加在压电元件上的驱动电压VP上升到VH的(100-X)％的时间都等于重叠在喷墨头内墨的体积速度振动波形上的驱动部的残留振动的周期Ta。
然后，使用把时间常数τ1、τ2按上述设定为给定值的驱动电压波形，通过所述等价电路，运算液滴的飞翔速度，取得表1所示的结果。
表1

从该结果可知，如果时间常数τ1、τ2都为0.453μsec以下，即x为25％以下，则墨滴的飞翔速度的下降与用时间常数τ1、τ2都接近0的驱动电压波形驱动时相比，抑制在10％左右。
驱动部的残留振动的研究接着，模拟驱动电压波形时间常数τ1、τ2都为0.210μsec时(x＝5％)、0.136μsec时(x＝1％)、0.091μsec时(x＝0.1％)的墨体积速度的振动，取得图10～图12所示的结果。
从该结果可知，当时间常数为0.091μsec时，如图10所示，驱动部的残留振动明显影响体积速度的振动，但是如果时间常数为0.136μsec，则如图11、12所示，能抑制驱动部的残留振动。
结论为了抑制驱动部的残留振动，并且抑制墨滴的飞翔速度的降低，必须使时间常数为0.136μsec以上，0.453μsec以下。
而且，确认了在驱动电压波形的下降时，外加在压电元件上的电压下降到1～25％的时间等于驱动部的固有振动周期，在驱动电压波形的上升时，外加在压电元件上的电压上升到75～99％的时间等于驱动部的固有振动周期。
实施例2制作具有图1～图3所示的构造，并且加压室2的面积为0.2mm2，宽度200μm，深度100μm，喷嘴3的直径25μm，长度30μm，喷嘴流道4的直径200μm，长度800μm，供给口5的直径25μm，长度30μm，振动板7的厚度50μm，压电元件9的厚度20μm的压电喷墨头。
由使用所述阻抗分析器的方法求出驱动部D的固有振动周期Ta0，是1.26μsec。此外，驱动部D的声容Ca＝20×10-21(m5/N)，加压室2的声容Cc＝23×10-21(m5/N)，所以由所述表达式(v)求出的重叠在喷墨头内墨的体积速度振动波形上的驱动部的残留振动的周期Ta为0.92μsec。
把所述驱动部的公共电极8和个别电极10连接在图4所示的驱动电路上。
打印品质的观察用挽推方式的驱动方法驱动在实施例中制作的压电喷墨头，具有图6所示的驱动电压波形，并且在3.22μsec到4.60μsec之间(所述周期Ta的3.5倍～5倍之间)，以0.46μsec间隔，以阶段性变化脉冲宽度T3的状态外加驱动电压VP的给定值VH为20V的驱动电压，观察在纸面上打印时的打印品质的好坏。
表2表示结果。须指出的是，打印品质的评价如下所述。
○取得无污点的良好的打印。
×观察到污点等。
表2

从表的结果可知，当使脉冲宽度T3为重叠在喷墨头内墨的体积速度的振动波形上的驱动部残留振动的周期Ta的半周期的奇数倍时，在打印中产生污点，但是当把脉冲宽度T3设定为周期Ta的半周期的偶数倍即全周期的整数倍时，能取得无污点的良好的打印。
等价电路的生成关于所述压电喷墨头，与所述同样，生成图9所示的声音系统的等价电路。
驱动部的残留振动的研究接着，模拟在实施例中制作的压电喷墨头上，与所述同样，外加具有图6所示的驱动电压波形，并且在3.22μsec到4.60μsec之间，以0.46μsec间隔，以阶段性变化脉冲宽度T3的状态外加驱动电压VP的给定值VH为20V的驱动电压时的墨体积速度的振动，取得图13～图16所示的结果。
从该结果可知，当把脉冲宽度T3设定为重叠在喷墨头内墨的体积速度的振动波形上的驱动部残留振动的周期Ta的半周期的奇数倍时，如图13、图15所示，由于驱动电压波形上升，残留振动反而扩大，但是当把脉冲宽度T3设定为所述周期Ta的半周期的偶数倍即全周期的整数倍时，如图14、图16所示，由于驱动电压波形上升，能抑制重叠在体积速度的振动上的驱动部的残留振动。
结论从以上结果可确认为了抑制驱动部的残留振动，应该把驱动电压波形的脉冲宽度T3设定为重叠在喷墨头内墨的体积速度的振动波形上的驱动部残留振动的周期Ta的半周期的偶数倍即全周期的整数倍。
权利要求
1.一种压电喷墨头的驱动方法，该压电喷墨头具有填充墨的加压室；与加压室连通，通过填充在该加压室中的墨，在内部形成墨弯液面的喷嘴；通过驱动电压的外加，向面方向收缩的横振动模式的压电元件；与压电元件层叠，构成驱动部，通过压电元件的由驱动电压的外加引起的面方向的收缩而弯曲使加压室的容积减少，把加压室内的墨加压，从喷嘴的顶端喷出墨滴的振动板；并且，通过组合以下(A)、(B)步骤，而从喷嘴的顶端使墨滴喷出，(A)在压电元件上外加驱动电压，通过使压电元件在面方向收缩，使振动板弯曲，减少加压室的体积的步骤；(B)停止对加压室外加驱动电压，解除压电元件向面方向的收缩，解除振动板的弯曲，使加压室的容积增加的步骤；其特征在于通过进行以下(a)、(b)中至少一方的设定的驱动电压波形，而驱动压电元件，(a)所述(A)步骤中的驱动电压的上升时间常数τUP对于与喷墨头内墨的体积速度振动波形重合的驱动部残留振动的周期Ta，设定为满足表达式(i)的范围Ta/(-ln0.01)≤τUP≤Ta(-ln0.25) (i)(b)在所述(B)的步骤中的驱动电压的下降时间常数τDN对于所述周期Ta，设定为满足表达式(ii)的范围Ta/(-ln0.01)≤τDN≤Ta(-ln0.25) (ii)。
2.根据权利要求1所述的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于驱动压电喷墨头，在待机时，对压电元件持续外加一定的驱动电压，使压电元件持续向面方向收缩，而持续使振动板弯曲，维持使加压室容积减少的状态；在点的形成时，(1)在形成点之前，把驱动电压放电，解除压电元件的收缩，解除振动板的弯曲，而增加加压室的容积，把喷嘴内的墨弯液面向加压室一侧引入后，(2)再外加驱动电压，使压电元件收缩，使振动板弯曲，而减少加压室的容积，从喷嘴的顶端喷出墨滴。
3.根据权利要求1所述的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于驱动压电喷墨头，在待机时，事先维持对压电元件不外加驱动电压的状态；在点的形成时，(I)在点的形成前外加驱动电压，使压电元件收缩，使振动板弯曲，而减少加压室的容积，把喷嘴内的墨弯液面向喷嘴的顶端方向压出，使墨从喷嘴的顶端突出为柱状；(II)再把驱动电压放电，解除压电元件的收缩，解除振动板的弯曲，而增加加压室的容积，通过把从喷嘴的顶端突出为柱状的墨向喷嘴内引回，使墨滴分离。
4.根据权利要求1所述的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于(A)步骤中的驱动电压的上升时间常数τUP对于周期Ta，设定为满足表达式(i-1)的范围内Ta/(-ln0.05)≤τUP≤Ta(-ln0.25) (i-1)
5.根据权利要求1所述的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于(B)步骤中的驱动电压的下降时间常数τDN对于周期Ta，设定为满足表达式(ii-1)的范围内Ta(-ln0.05)≤τDN≤Ta(-ln0.25) (ii-1)
6.一种压电喷墨头的驱动方法，该压电喷墨头具有填充墨的加压室；与加压室连通，通过填充在该加压室中的墨，在内部形成墨弯液面的喷嘴；通过驱动电压的外加，而变形的压电元件；与压电元件层叠，构成驱动部，通过压电元件的由驱动电压的外加引起变形而弯曲，使加压室的容积减少，而把加压室内的墨加压，从喷嘴的顶端喷出墨滴的振动板；并且，通过组合以下(A)、(B)步骤，而从喷嘴的顶端使墨滴喷出，(A)在压电元件上外加驱动电压，通过使压电元件变形，使振动板弯曲，减少加压室的容积的步骤；(B)停止对加压室外加驱动电压，解除压电元件的变形，解除振动板的弯曲，而使加压室的容积增加的步骤；其特征在于通过把所述(A)的充电步骤中的驱动电压的上升和(B)步骤中的驱动电压的下降之间的脉冲宽度T3设定为与喷墨头内墨的体积速度振动波形重合的驱动部的残留振动周期Ta的整数倍的驱动电压波形，驱动压电元件。
7.根据权利要求6所述的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于驱动压电喷墨头，在待机时，对压电元件持续外加一定的驱动电压，使压电元件持续向面方向收缩，持续使振动板弯曲，维持减少加压室的容积的状态；在点的形成时，(1)在点的形成前，把驱动电压放电，解除压电元件的收缩，解除振动板的弯曲，而增加加压室的容积，把喷嘴内的墨弯液面向加压室一侧引入后；(2)再外加驱动电压，使压电元件收缩，使振动板弯曲，而减小加压室的容积，从喷嘴的顶端使墨滴喷出；(3)把从所述(1)步骤中的驱动电压的下降、到(2)步骤中的驱动电压的上升、的驱动电压波形的脉冲宽度T3设定为驱动部的残留振动的周期Ta的整数倍。
8.根据权利要求6所述的压电喷墨头的驱动方法，其特征在于驱动压电喷墨头，在待机时，事先维持在压电元件上不外加驱动电压的状态；在点的形成时，(I)在点的形成前，外加驱动电压，使压电元件收缩，使振动板弯曲，而减少加压室的容积，把喷嘴内的墨弯液面向喷嘴的顶端方向压出，使墨从喷嘴的顶端突出为柱状；(II)把驱动电压再放电，解除压电元件的收缩，解除振动板的弯曲，而增加加压室的容积，通过把从喷嘴的顶端突出为柱状的墨向喷嘴内引回，使墨滴分离；(III)把所述(I)步骤的驱动电压的上升、到(II)步骤的驱动电压的下降、的驱动电压波形的脉冲宽度T3设定为驱动部的残留振动的周期Ta的整数倍。
全文摘要
一种压电喷墨头的驱动方法，其特征在于为了一边抑制墨滴的飞翔速度的下降，一边抑制驱动部的残留振动，而把外加驱动电压时的电压上升时间常数τ
文档编号B41J2/045GK1533890SQ200410031470
公开日2004年10月6日 申请日期2004年3月29日 优先权日2003年3月28日
发明者佐武健一 申请人:京瓷株式会社