JP2008183805A - 液体移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体移送装置の構造を簡単にするとともに製造コストを安価にする。
【解決手段】絶縁性材料からなる基材１１の上面には、個別電極１２、配線部１３、絶縁層１５、共通電極１６及びドライバＩＣ１４が設けられている。個別電極１２は、各個別インク流路１０の底面（第１領域）の前端部に形成されている。配線部１３は、個別電極１２の右後端部から隣接する個別インク流路１０の間（第２領域）及び共通インク流路９の底面（第３領域）を通過して基材の後端部まで延びるとともに、右方に折れ曲がりドライバＩＣ１４に接続されている。絶縁層１５は、個別電極１２及び配線部１３を覆っている。共通電極１６は、共通インク流路９の底面に左右方向に延びており、その右端部においてドライバＩＣ１４に接続されている。共通電極１６絶縁層１５を介して配線部１３と交差している。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体を移送する液体移送装置に関する。

記録用紙等の被記録媒体にインクを排出して画像等を記録する形式のプリンタには、ノズルから被記録媒体へ向けてインクを噴射するインクジェット方式の記録ヘッドが一般的に採用されている。しかし、このようなインクジェット方式の記録ヘッドにおいては、インクに噴射圧力を発生させるための流路構造やアクチュエータの構造が特殊で複雑なものとなり、そのために、複数のノズルを高密度に配置して記録ヘッドの小型化を図るにも限界があった。

そこで、本願発明者は、ある電極の表面を絶縁層が覆っている状態で、電極電位が変化したときに絶縁層表面における撥液性（濡れ角）が変化する現象（エレクトロウェッティング現象）を利用した、新しい方式の記録ヘッドを提案している（例えば、特許文献１参照）。この記録ヘッドは、複数の凹溝でそれぞれ形成された複数の個別流路を備えている。そして、各個別流路（凹溝の底面）には個別電極が設けられており、さらに、個別電極の表面は絶縁層で覆われている。また、ヘッド内のインクはグランド電位（接地電位）に保持された共通電極に接触しており、インクの電位は常にグランド電位となっている。さらに、個別流路の上流側には、その先端の排出部に向けてインクを加圧するポンプが設けられている。

ここで、個別電極の電位がグランド電位であり、インクと個別電極との間に電位差がない状態では、それらの間に挟まれた絶縁層の表面における撥液性（濡れ角）は、凹溝底面の絶縁層が設けられていない領域と比べて高くなっている。そのため、インクが絶縁層の表面を越えて排出部へ流れることができず、排出部からインクが排出されない。一方、個別電極の電位がグランド電位とは異なる所定の電位に切り換えられたときには、インクと個別電極との間に電位差が生じて、それらの間に挟まれた絶縁層の表面における撥液性（濡れ角）が低下する（エレクトロウェッティング現象）。すると、ポンプにより加圧されたインクが、絶縁層の表面を濡らして排出部へ移動することができるようになり、排出部からインクが排出される。そして、このような記録ヘッドは、個別流路を構成する基板の表面に個別電極、共通電極及び絶縁層が形成された簡単な構成であるので、記録ヘッドを小型化することが可能となる。

特開２００５−２８８８７５号公報

ここで、特許文献１に記載された記録ヘッドにおいては、個別電極に上述した電位を付与するためのドライバＩＣを接続する必要がある。そして、個別電極とドライバＩＣとは、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）などの配線部材を介して接続することが考えられる。しかしながら、個別電極とドライバＩＣとを配線部材を用いて接続すると、記録ヘッドにおける電気的接続構成が複雑になってしまうとともにその製造コストも高くなってしまう。

本発明の目的は、上述したようにエレクトロウェッティングを利用することにより構造を簡単にすることができるのに加えて、その電気的接続構造が簡単であり、且つ、製造コストも安価な液体移送装置を提供することである。

本発明の液体移送装置は、絶縁性を有する絶縁面を備えた基材と、絶縁面において間隔を空けて並べて配置されるように構成されており、導電性を有する液体を個別に移送する複数の液体移送経路と、複数の液体移送経路の各々と連通し、複数の液体移送経路に液体を供給する共通液室と、絶縁面における、複数の液体移送経路を画定する画定面となる第１領域にそれぞれ配置された複数の個別電極と、複数の個別電極を覆うように設けられており、液体と個別電極との間の電位差に応じてその表面の撥液性が変化する絶縁層と、絶縁面に配置されているとともに複数の個別電極にそれぞれ接続された複数の配線部と、絶縁面に配置されているとともに配線部に接続されており、複数の配線部を介して複数の個別電極に駆動電位を付与するドライバＩＣとを備えている（請求項１）。

これによると、ドライバＩＣが基材の絶縁面上に配置されているため、絶縁面上で配線部とドライバＩＣとを直接接続することができる。これにより、ＦＰＣなどの配線部材が不要となり、液体移送装置の電気的接続構成を簡略化することができるとともに、製造コストも低減することができる。

また、本発明の液体移送装置においては、複数の個別電極、複数の配線部及びドライバＩＣが同一平面上に位置していることが好ましい（請求項２）。これによると、複数の個別電極、複数の配線部及びドライバＩＣを容易に接続することができる。

また、本発明の液体移送装置においては、配線部が、絶縁面における複数の液体移送経路の間に位置する第２領域を通過してドライバＩＣまで延びていることが好ましい（請求項３）。これによると、配線部が液体移送経路の間の部分を通過しているため、液体移送経路内の液体と配線部との間に不要な静電容量が発生することがない。

また、本発明の液体移送装置においては、複数の液体移送経路が、これらの間に配置された隔壁によって隔てられており、複数の配線部の第２領域に位置する部分が、隔壁によって覆われていることが好ましい（請求項４）。これによると、配線部が液体移送経路を隔てる隔壁によって覆われているので、配線部に液体が接触してしまうのを防止することができる。

また、本発明の液体移送装置においては、複数の配線部の第１領域に位置する部分が、絶縁層により覆われていることが好ましい（請求項５）。これによると、配線部が絶縁層により覆われているため、配線部が液体に接触してしまうのを確実に防止することができる。

また、本発明の液体移送装置においては、配線部が、第１領域を通過してドライバＩＣまで延びており、配線部の第１領域に位置する部分が、絶縁層により覆われていることが好ましい（請求項６）。これによると、配線部が液体移送経路内に配置されることから、複数の液体移送経路の間を狭めて集積度を高めることができる。

また、本発明の液体移送装置においては、複数の液体移送経路と共通液室とが、同一平面上に設けられていることが好ましい（請求項７）。これによると、共通液室から液体移送経路に至る液体流路の構成が簡単なものとなる。

このとき、ドライバＩＣが、共通液室の近傍に配置されていることが好ましい（請求項８）。液体移送装置を小型化しようとすると、ドライバＩＣを液体移送経路又は共通液室の近傍に配置する必要がある。一方、液体移送経路及び共通液室内の液体は、ドライバＩＣにおいて発生した熱によりその粘度が変化してしまう。ここで、ドライバＩＣを液体移送経路の近傍に配置すると、複数の液体移送経路の各々とドライバＩＣとの離隔距離が互いに異なってしまうため、ドライバＩＣとの離隔距離に応じて、複数の液体移送経路における液体の粘度の変化は互いに異なってしまう。これにより、複数の液体移送経路の間で液体の移送特性にばらつきが生じてしまう。

これに対して、ドライバＩＣを共通液室の近傍に配置すると、ドライバＩＣにおいて発生した熱は、共通液室内の液体に伝達した後、共通液室内の液体から各液体移送経路内の液体に拡散するので、複数の液体移送経路の間で液体の粘度の変化は均一になる。したがって、複数の液体移送経路の間で液体の移送特性にばらつきが生じるのを防止することができる。

さらにこのとき、共通液室には、所定の液体供給口から液体が供給されるように構成されており、ドライバＩＣが、液体供給口の近傍に配置されていることが好ましい（請求項９）。これによると、ドライバＩＣを液体供給口の近傍に配置すると、ドライバＩＣが共通液室の上流部分に位置することになるので、ドライバＩＣにおいて発生した熱は、共通液室内の液体から各液体移送経路内の液体に確実に拡散し、複数の液体移送経路の間で液体の粘度にばらつきが生じるのを確実に防止することができる。

また、本発明の液体移送装置においては、複数の配線部が、絶縁面における共通液室を画定する画定面となる第３領域を通過しており、複数の配線部の第３領域に位置する部分が、絶縁層により覆われていることが好ましい（請求項１０）。これによると、共通液室内で配線部を絶縁層で覆うことにより、配線部を液体との間で絶縁しつつ共通液室内に配置することができ、配線部の配置自由度が高まる。

このとき、第３領域に一定の電位に保持された共通電極が配置されており、第３領域において、複数の配線部が絶縁層を介して共通電極とそれぞれ交差していることが好ましい（請求項１１）。これによると、共通液室内において、複数の配線部を、共通電極を避けるように配置する必要がなく、配線部の配置自由度が高まる。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。図１に示すように、プリンタ１００は、吐出口１０ａを備えた複数の個別インク流路１０（液体移送経路）を含むインク移送ヘッド１（液体移送装置）と、このインク移送ヘッド１にチューブ４を介して接続されたインクタンク５とを備えている。そして、プリンタ１００は、インク移送ヘッド１の複数の吐出口１０ａから、記録用紙Ｐ（図５参照）に向けてそれぞれインクを吐出させて、記録用紙Ｐに所望の画像を記録する。なお、プリンタ１００において用いられるインクは、水を主成分とし、染料と溶剤とを添加した水系染料インク、顔料と溶剤とを添加した水系顔料インクなどの、導電性を有するインクである。また、以下では、図１における前後方向及び左右方向をそれぞれ前後方向及び左右方向と規定して説明する。

図２は図１のインク移送ヘッド１の一部を拡大した分解斜視図、図３は図２の平面図、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。図１〜図４に示すように、インク移送ヘッド１は、その略下半分を構成する下部部材２と、その略上半分を構成する上部部材３とが接合されて構成されたものであり、その内部に、左右方向に延びた共通インク流路９（共通液室）が配置されているとともに、共通インク流路９から分岐して前方に延びた複数の個別インク流路１０が、左右方向に等間隔に配置されている（間隔を空けて並べて配置されて構成されている）。

共通インク流路９は、複数の個別インク流路１０の上流側（後方）に設けられており、これら複数の個別インク流路１０の全てに連通している。また、共通インク流路９には、その右端部付近の上面にインク供給口２５が形成されており、インク供給口２５がチューブ４に接続されている。そして、共通インク流路９には、インクタンク５からチューブ４、インク供給口２５を介してインクが供給され、さらに、共通インク流路９から個別インク流路１０にインクが供給される。ここで、インクタンク５は共通インク流路９よりもやや高い位置に配置されており、インクタンク５からの背圧が作用することにより、共通インク流路９内のインクには、常に吐出口１０ａに向かう流れが生じている。このように、インク移送ヘッド１に複数の個別インク流路１０が設けられるとともに、複数の個別インク流路１０に連通する共通インク流路９が設けられているので、インクタンク５から共通インク流路９にインクを供給することにより、複数の個別インク流路１０にインクを容易に供給することができる。

ここで、個別インク流路１０と共通インク流路９とは同一平面上に配置されているため、共通インク流路９から個別インク流路１０に至るインク流路の構成が簡単なものとなる。

次に、インク移送ヘッド１を構成する下部部材２及び上部部材３についてそれぞれ説明する。

下部部材２は、基材１１の上面に複数の個別電極１２、複数の配線部１３、絶縁層１５、共通電極１６及びドライバＩＣ１４が配置されることによって構成されている。基材１１は、シリコン、ポリイミド等の絶縁性材料からなる略矩形の平面形状を有する板状体であり、その表面全体が絶縁性を有する絶縁面となっている。複数の個別電極１２は、略矩形の平面形状を有しており、基材１１上面における複数の個別電極１０の底面となる領域（個別インク流路１０を画定する画定面となる領域、第１領域）の前端部において左右方向に等間隔で配列されている。

複数の配線部１３は、各個別電極１２の右後方の角部から右方に引き出されて、隣接する個別インク流路１０の間まで延び、そこから後方に略直角に折れ曲がり、基材１１の上面における複数の個別インク流路１０の間に位置する領域（第２領域）、及び、共通インク流路９の底面となる領域（共通液室を画定する画定面となる領域、第３領域）を通過して、基材１１後端部付近まで延びており、さらに右方に垂直に折れ曲がってその先端部がドライバＩＣ１４に接続されている。そして、個別電極１２には、ドライバＩＣ１４から配線部１３を介して所定の駆動電位Ｖ_１及びグランド電位のいずれかが選択的に付与される。

ここで、個別電極１２、配線部１３及びドライバＩＣ１４が全て基材１１の上面に設けられているので、これらを容易に接続することができる。また、複数の配線部１３が複数の個別インク流路１０の間に配置されていることから、配線部１３と個別インク流路１０内のインクとの間に不要な静電容量が発生しない。

複数の個別電極１２及び複数の配線部１３は、金属などの導電性材料からなり、スクリーン印刷、スパッタ法、蒸着法等により形成することができる。さらに、複数の個別電極１２及び複数の配線部１３が、ともに基材１１の上面（同一平面上）に形成されているので、これらを一度に形成することができる。

絶縁層１５は、フッ素系樹脂等、基材１１とは異なる絶縁性材料からなり、基材１１上面の前端部において左右方向に延び、複数の個別電極１２を覆っているとともに、左右方向に関して隣接する個別インク流路１０の間の領域において、基材１１上面の前端部から後端部付近まで延び、配線部１３の隣接する個別インク流路１０の間（第２領域）を通過する部分、及び共通インク流路９内（第３領域）を通過する部分を覆っている。このように、配線部１３が絶縁層１５によって覆われているため、配線部１３が個別インク流路１０及び共通インク流路９内のインクと接触するのが防止される。したがって、配線部１３を、共通インク流路９を通過するように配置することができ、共通インク流路９を避けて引き回す必要がない。すなわち、配線部１３の配置の自由度が高くなっている。

ここで、絶縁層１５は、スピンコート法により基材１１上面の全域に絶縁材料を形成し、レーザにより不要な部分を除去することによって形成する。このほか、基材１１上面に絶縁層１５を形成する部分を除いてマスクを施し、ＣＶＤ法により絶縁層１５を形成することも可能であり、基材１１の上面に絶縁性材料を塗布することによって絶縁層１５を形成することも可能である。

共通電極１６は、絶縁層１５が形成された基材１１の上面の前後方向に関する略中央部よりもやや後方の、共通インク流路９の底面となる領域（第３領域）において、左右方向に延びている。共通電極１６は、平面視で配線部１３及び絶縁層１５と交差する部分（絶縁層１５を介して配線部１３と交差する部分）において前後方向に関する長さが局所的に短くなっており、その他の部分においてはこれらの部分よりも大きい一定の幅で延びている。これにより、絶縁層１５を介して配線部１３と共通電極１６とが交差する部分の面積が小さくなり、絶縁層１５の配線部１３と共通電極１６とに挟まれた部分の静電容量を極力小さくすることができる。また、共通電極１６は、その右端部においてドライバＩＣ１４に接続されている。そして、共通電極１６は、ドライバＩＣ１４により常にグランド電位（一定電位）に保持されている。これにより、共通インク流路９内及び共通インク流路９に連通する複数の個別インク流路１０内のインクは常にグランド電位に保持されている。なお、共通電極１６は個別電極１２及び配線部１３と同様の導電性材料からなり、スクリーン印刷、スパッタ法、蒸着法等により形成することができる。

ドライバＩＣ１４は、基材１１上面の右後端部に配置されており、前述したように、配線部１３及び共通電極１６に接続されている。ここで、ドライバＩＣ１４が基材１１の上面に配置されているので配線部１３及び共通電極１６とドライバＩＣ１４とを直接接続することができる。これにより、配線部１３とドライバＩＣ１４とを接続するために別途ＦＰＣなどの配線部材を必要とせず、インク移送ヘッド１の構成を簡単にすることができる。

上部部材３は、基材２１に複数の隔壁２２、凹部２３、隔壁２４及びインク供給口２５が形成されることによって構成されている。基材２１はポリイミド、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド等の絶縁性材料からなる、基材１１よりも左右方向に関する長さがやや短い略矩形の平面形状を有する板状体である。なお、基材２１は電極と接しないので、必ずしも絶縁性を有するものには限られないが、絶縁性を有する方が望ましい。

複数の隔壁２２は、それぞれ基材２１下面の平面視で隣接する個別インク流路１０の間に重なる部分から下方に突出し、基材２１の前端部から前後方向の略中央部まで、前後方向に延びている。そして、下部部材２と上部部材３とが接合されることにより、基材１１の上面、基材１２の下面及び隔壁２２によって囲まれる複数の空間がそれぞれ個別インク流路１０となり、隣接する個別インク流路１０は、隔壁２２によって互いに隔てられる。このとき、複数の隔壁２２が、基材１１の平面視で隣接する個別インク流路１０の間に重なる部分に接合され、絶縁層１５に覆われた配線部１３を覆っているので、個別インク流路１０内のインクが配線部１３に接触するのを確実に防止することができる。

凹部２３は、基材２１下面の前後方向に関する隔壁２２の後端部と基材２１後端部との間の部分に、左右方向に基材２１の略全長にわたって延びている。隔壁２４は、基材２１下面の後端部から下方に、隔壁２２の下端と同じ位置まで突出し、左右方向に関して基材２１の略全長にわたって延びている。そして、下部部材２と上部部材３とが接合されたときに、基材１１の上面、凹部２３及び隔壁２４によって囲まれる空間が共通インク流路９となる。

インク供給口２５は、基材２１の上面から下方に延び凹部２３に連通した、平面視で略円形の貫通孔である。そして、基材１１と基材２１とが接合されると、インク供給口２５は、共通インク流路９の右端部の上方に位置することになり、ドライバＩＣ１４はインク供給口２５の近傍に配置されることになる。

次に、インク移送ヘッド１の動作について図５を用いて説明する。図５は、インク移送ヘッド１の動作を示す図である。

インク移送ヘッド１においては、個別電極１２と個別インク流路１０内のインクとの間に電位差が生じると、その電位差に応じて、絶縁層１５の個別電極１２に対向する部分におけるインクの濡れ角（撥液性）が変化する（エレクトロウェッティング現象）。より詳細には、個別電極１２と個別インク流路１０内のインクとの間の電位差がＶであるときの絶縁層１５の濡れ角θ_Ｖは、個別電極１２と個別インク流路１０内のインクとの間に電位差が生じていないときの絶縁層１５の濡れ角θ_０、絶縁層１５の比誘電率ε、真空の誘電率ε_０、気液界面の表面張力γ及び絶縁層１５の厚みｔとの間に、
ｃｏｓθ_Ｖ＝ｃｏｓθ_０＋１／２×［（ε×ε_０）／（γ×ｔ）］×Ｖ^２
の関係がある。したがって、個別電極１２と個別インク流路１０内のインクとの間の電位差Ｖが増加するのに伴って、ｃｏｓθ_Ｖが増加する。つまり、θ_Ｖが小さくなり、絶縁層１５表面の撥液性が低下する。

そして、インク移送ヘッド１において、吐出口１０ａからインクを吐出しないときには、図５（ａ）に示すように、個別電極１２にグランド電位が付与されており、個別電極１２とグランド電位に保持された個別インク流路１０内のインクとの間には電位差が生じていない。このとき、絶縁層１５の表面におけるインクの濡れ角は、基材１１の上面におけるインクの濡れ角よりも大きく、個別インク流路１０の基材１１が露出している部分から絶縁層１５が形成されている部分にインクが移動可能となるときの絶縁層１５の濡れ角（限界濡れ角）よりも大きくなっている。したがって、個別インク流路１０内のインクのメニスカスが絶縁層１５と基材１１との間で停止し、個別インク流路１０の絶縁層１５に対向する部分にはインクが流れ込まず、吐出口１０ａからインクが吐出されない。なお、上記限界濡れ角は、インクの表面張力、基材１１と絶縁層１５のインクに対する濡れ角の差、共通インク流路９及び個別インク流路１０の流路構造、インクタンク５から共通インク流路９に流れ込むインクの背圧の大きさ等によって決まる。

一方、吐出口１０ａからインクを吐出するときには、図５（ｂ）に示すように、個別電極１２に駆動電位Ｖ_１を付与する。これにより、個別電極１２と個別インク流路１０内のインクとの間に電位差が生じ、前述したように、絶縁層１５表面におけるインクの濡れ角が小さくなって、限界濡れ角以下となる。したがって、個別インク流路１０の絶縁層１５に対向する部分にインクが流れ込み、吐出口１０ａから記録用紙Ｐにインクが吐出される。このとき、個別インク流路１０内のインクが共通電極１６により常にグランド電位に保持されているので、個別インク流路１０内のインクと個別電極１０との間の電位差に変動が発生しにくく、安定した動作が可能となる。

このように個別電極１２に駆動電位を付与してドライバＩＣ１４を駆動させると、ドライバＩＣ１４が発熱し、この熱が共通インク流路９及び個別インク流路１０内のインクにも伝達される。ここで、ドライバＩＣ１４が個別インク流路１０に近接して配置されているとすると、ドライバＩＣ１４と各個別インク流路１０との離隔距離が互いに異なるため、ドライバＩＣ１４に近い位置にある個別インク流路１０内のインクは粘度の変動が大きく、ドライバＩＣ１４から遠い位置にある個別インク流路１０内のインクは粘度の変動が小さくなる。これにより、複数の個別インク流路１０の間でインクの粘度にばらつきが生じてしまい、その結果、複数の個別インク流路１０の間でインクの吐出特性にばらつきが生じてしまう。

しかしながら、ドライバＩＣ１４で発生した熱は、共通インク流路９内のインクから各個別インク流路１０内のインクに拡散するため、複数の個別インク流路１０間で、インクの粘度のばらつきがなくなる。したがって、複数の個別インク流路１０間でインクの吐出特性にばらつきが生じてしまうのを防止することができる。

さらに、ドライバＩＣ１４がインク供給口２５の近傍に配置されていることにより、ドライバＩＣ１４が共通インク流路９の上流部分に位置することになるため、ドライバＩＣ１４において発生した熱は、確実に共通インク流路９内のインクから各個別インク流路１０内のインクに拡散する。したがって、個別インク流路１０間でインクの温度のばらつきがなくなり、複数の個別インク流路１０の間でインクの吐出特性にばらつきが生じるのを確実に防止することができる。

以上に説明した実施の形態によると、ドライバＩＣ１４が基材１１の上面に配置されているので、基材１１の上面において配線部１３とドライバＩＣ１４とを直接接続することができる。これにより、配線部１３とドライバＩＣ１４を接続するための別途ＦＰＣ等の配線部材が不要となり、インク移送ヘッド１における電気的接続構成を簡単にすることができるとともに、その製造コストを低減することができる。

さらに、個別電極１２、配線部１３及びドライバＩＣ１４が全て基材１１の上面（同一平面上）に配置されているため、これらを容易に接続することができる。

また、配線部１３が隣接する個別インク流路１０の間を通過しているため、個別インク流路１０内インクと配線部１３との間に不要な静電容量が発生することがない。

また、配線部１３が隔壁により覆われているとともに、絶縁層１５によっても覆われているため、配線部１３がインクに接触してしまうのを防止することができる。

また、個別インク流路１０と共通インク流路９とが、基材１１の上面（同一平面上）に配置されているため、インク流路の構成が簡単なものとなる。

またドライバＩＣ１４が共通インク流路９の近傍に配置されているため、ドライバＩＣ１４において発生した熱は、共通インク室９内のインクに伝達した後、共通インク流路９内のインクから各個別インク流路１０内のインクに拡散するため、複数の個別インク流路１０の間でインクの粘度にばらつきが発生しにくく、複数の個別インク流路１０の間でインクの吐出特性にばらつきが生じてしまうのが抑制される。このとき、さらにドライバＩＣ１４はインク供給口２５の近傍に配置されており、共通インク流路９の上流部分に位置することになるので、ドライバＩＣにおいて発生した熱は、確実に共通インク流路９内のインクから各個別電極１０内のインクに拡散する。したがって、複数の個別インク流路１０の間でインクの吐出特性にばらつきが生じてしまうのが確実に防止される。

また、共通インク流路９内において配線部１３を絶縁層１５で覆うことにより、配線部１３を共通インク流路９内に配置することができる。これにより、配線部１３の配置の自由度が高まる。

また、共通液室９内において、配線部１３を絶縁層１５で覆い、その上に共通電極１６を形成することにより、配線部１３と共通電極１６とを基材１１上面の重なる位置に設けることができる。これにより、配線部１３を、共通電極１６を避けるように引き回す必要がなく、配線部１３の配置の自由度が高まる。

次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施の形態と同じ構成を有するものについては同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。

一変形例では、図６に示すように、個別電極３２が個別インク流路１０の底面（第１領域）の前端部よりもやや後方の部分に配置されており、絶縁層３５は、個別電極３２を覆うように左右方向に延びているとともに、隣接する個別インク流路１０の間の領域（第２領域）において前後方向に延びており、個別インク流路１０の個別電極１２よりも前方の部分を画定する領域には形成されていない（変形例１）。

この場合には、図７（ａ）に示すように、吐出口１０ａからインクを吐出しないときには、個別電極３２に駆動電位Ｖ_１が付与されており、絶縁層１５表面の個別電極１２に対向する部分におけるインクの濡れ角が小さくなっているため、共通インク流路９及び複数の個別インク流路１０の全域にインクが位置している。このとき、インクはその表面張力により、吐出口１０ａから流れ出すのが止められている。

そして、吐出口１０ａからインクを吐出する際には、図７（ｂ）に示すように、インクを吐出する吐出口１０ａに対応する個別電極１２にグランド電位を付与する。すると、絶縁層１５表面のこの個別電極１２に対向する部分におけるインクの濡れ角が大きくなり、個別インク流路１０内のインクは、この部分よりも表面におけるインクの濡れ角が小さい、絶縁層１５が形成されていない領域、つまり、個別インク流路１０の前方及び後方に移動する。そして、個別インク流路１０の前方に移動したインクにより、個別インク流路１０の絶縁層３５に対向する部分よりも前方にあったインクが押し出され、吐出口１０ａから記録用紙Ｐに吐出される。

なお、変形例１においては、個別インク流路１０内のインクに、吐出口１０ａからインクを吐出しないときの吐出口１０ａにおけるインクの表面張力よりも小さな背圧が作用していてもよいが、インクタンク５（図１参照）が共通インク流路９とほぼ同じ高さに位置し、個別インク流路１０内のインクに背圧が作用していないことが好ましい。

別の一変形例では、図８に示すように、各個別インク流路１０の底面（第１領域）の前端部よりもやや後方の左右方向に関する略中央部に略矩形の平面形状を有する個別電極４２ａが形成され、個別電極４２ａの４つの角の外側に、それぞれ略直角三角形の平面形状を有する個別電極４２ｂが形成されている。個別電極４２ａは配線部４３ａを介して、個別電極４２ｂは配線部４３ｂを介して、それぞれドライバＩＣ１４に接続されており、グランド電位及び駆動電位Ｖ_１のいずれかの電位が選択的に付与される（変形例２）。

この場合、インクを吐出しないときには、図９（ａ）に示すように、ドライバＩＣ１４により、個別電極４２ａにグランド電位が付与されているとともに、個別電極４２ｂに駆動電位Ｖ_１が付与されている。これにより、絶縁層４５の個別電極４２ｂに対向する部分におけるインクの濡れ角が限界濡れ角以下となり、絶縁層４５の他の部分におけるインクの濡れ角が限界濡れ角よりも大きくなっている。したがって、個別インク流路１０の絶縁層４５に対向する部分のうち、個別電極４２ｂに対向する部分にのみインクが存在し、個別インク流路１０の絶縁層４５に対向する部分のうち、個別電極４２ａに対向する部分を含む左右方向に延びた領域には気泡Ｇが存在している。そして、この気泡Ｇによって、個別インク流路１０内のインクが吐出口１０ａに流れるのがせき止められている。

吐出口１０ａからインクを吐出する際には、図９（ｂ）に示すように、個別電極４２ａに駆動電位Ｖ_１を付与するとともに、個別電極４２ｂにグランド電位を付与する。すると、絶縁層４５の個別電極４２ｂに対向する部分におけるインクの濡れ角が限界濡れ角よりも大きくなるとともに、絶縁層４５の個別電極４２ａに対向する部分におけるインクの濡れ角が限界濡れ角以下となることによってインクが移動し、個別インク流路１０の絶縁層４５に重なる部分においては、個別電極４２ａに対向する部分にのみインクが位置することになる。これに伴って、個別インク流路１０内の気泡Ｇも移動し、個別インク流路１０の絶縁層１５に対向する部分のうち、左右方向に関して個別電極４２ａの両側に位置し、個別電極４２ｂに対向する部分を含んで前後方向に延びた２つの領域に位置する。これにより、個別インク流路１０内のインクは気泡Ｇによってせき止められなくなり、吐出口１０ａから記録用紙Ｐにインクが吐出される。

別の一変形例では、図１０に示すように、各個別電極１２の前方に、それぞれ前後方向に等間隔で配列された３つの電極５１ａ、５１ｂ、５１ｃが形成され、左右方向に配列された電極５１ａ同士、５１ｂ同士及び５１ｃ同士がそれぞれ配線部５２により互いに接続されている。絶縁層５５は、左右方向に関して隣接する個別インク流路５０の間の前後方向に延びた領域、並びに、前後方向に関して複数の個別電極１２及び複数の電極５１ａ、５１ｂ、５１ｃに重なる領域に連続的に形成されている。複数の電極５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、図示しない位置において配線を介してドライバＩＣ１４に接続されており、ドライバＩＣ１４により、駆動電位Ｖ_１及びグランド電位のいずれかの電位が付与される（変形例３）。

この場合、吐出口５０ａからインクを吐出しないときには、個別電極１２及び電極５１ａ、５１ｂ、５１ｃにグランド電位が付与されており、第１実施形態と同様、絶縁層５５に対向する部分にはインクが流れ込まない。そして、インクを吐出する際には、本実施形態と同様、図１１（ａ）に示すように、個別電極１２に駆動電位Ｖ_１を付与すると、共通インク流路９内のインクが絶縁層５５の個別電極１２に対向する部分に流れ込む。

次に、図１１（ｂ）に示すように、電極５１ａに駆動電位Ｖ_１を付与すると、インクはさらに電極５１ａに対向する部分まで流れ込む。そして、インクが電極５１ａに流れ込んだ時点で、図１１（ｃ）に示すように、個別電極１２の電位をグランド電位に戻すと、個別電極１２に対向する部分に位置していたインクが前後方向に移動して、電極５１ａに位置していたインクは共通インク流路９内のインクから切り離される。

この後、電極５１ｂに駆動電位Ｖ_１を付与し、インクが電極５１ｂに対向する部分に流れ込んだ時点で電極５１ａの電位をグランド電位に戻し、さらにその後、電極５１ｃに駆動電位Ｖ_１を付与し、インクが電極５１ｃに対向する部分に流れ込んだ時点で電極５１ｂの電位をグランド電位に戻すことにより、インクが電極５１ｂ、５１ｃに対向する部分に順次移動し、最終的に、図１１（ｄ）に示すように、吐出口５０ａから記録用紙Ｐにインクが吐出される。なお、変形例４においては、左右方向に隣接する複数の電極５１ａ同士、電極５１ｂ同士、電極５１ｃ同士が、それぞれ配線部５２により接続されていたが、これらが互いに接続されておらず、個別にドライバＩＣ１４に接続されていてもよい。

ドライバＩＣ１４が配置される位置は上記実施の形態のものには限られない。別の一変形例では、図１２に示すように、ドライバＩＣ１４が基材１１上面の左後端部に配置されている（変形例４）。この場合、ドライバＩＣ１４は、共通インク流路９には近接しているが、インク供給口２５からは離れて配置されることになる。この場合でも、ドライバＩＣ１４は共通インク流路９近傍に配置されていることから、ドライバＩＣ１４において発生した熱は、共通インク流路９内のインクに伝達した後、共通インク流路９内のインクから各個別インク流路１０内のインクに拡散する。これにより、複数の個別インク流路１０の間でインクの温度にばらつきが生じにくくなり、複数の個別インク流路１０の間でインクの吐出特性にばらつきが生じてしまうのを防止することができる。

別の一変形例では、図１３に示すように、ドライバＩＣ１４が、基材１１の右端部における個別電極１２よりもやや後方の部分に配置されている。また、配線部８３が、個別電極の後方の中央部から引き出されて基材１１の個別インク流路１０の底面（第２領域）を後方に延び、途中個別インク流路１０内で右方に垂直に折れ曲がり、ドライバＩＣ１４まで延びている。また、基材１１の上面には、複数の個別電極１２を覆う絶縁層８５が形成されているとともに、複数の個別インク流路１０にまたがる領域に複数の配線部８３の個別インク流路１０内に位置する部分を覆う絶縁層８７が形成されている。また、共通電極８６は、一定の幅で延びており、共通電極８６から右方に延び、途中で下方に垂直に折れ曲がってドライバＩＣ１４まで延びた配線部８４によりドライバＩＣ１４に接続されている（変形例５）。

この場合には、複数の配線部８３が個別インク流路１０内にあり、隣接する個別インク流路１０の間で前後方向に延びて配置されていないので、個別インク流路１０同士の間隔を狭くして、高集積化することができる。また、配線部８３と共通電極８６とが交差しないので、上記実施の形態のように、絶縁層８５における静電容量を小さくするために共通電極８６の幅を局所的に狭くする必要がなく、共通電極８６の形成が容易になる。

別の一変形例では、図１４に示すように、基材１１１上面の前端部に実施の形態と同様の複数の個別電極１２が形成されているとともに、後端部付近に左右方向に一定の幅で延びた共通電極１１６が形成されている。また、基材１１１には、上面の各個別電極１２の略中央部に対向する位置から下方に延びた貫通孔１１１ａ、及び、上面の共通電極１１６の右端部から下方に延びた貫通孔１１１ｂが形成されており、貫通孔１１１ａ、１１１ｂ内には、それぞれ金属などの導電性材料からなる充填部材１２２ａ、１２２ｂが充填されている。基材１１１の下面の右前端部にはドライバＩＣ１０４が配置されている。また、基材１１１の下面には、各貫通孔１１１ａの下端から後方に延び、途中で右方に垂直に折れ曲がってドライバＩＣ１０４まで延びた配線部１１３ａ、貫通孔１１１ｂの下端から右方に延び、途中で下方に垂直に折れ曲がってドライバＩＣ１０４まで延びた配線部１１３ｂがそれぞれ形成されている（変形例６）。

この場合でも、基材１１１の下面にドライバＩＣ１０４が配置されているため、充填部材１２２ａ及び配線部１１３ａを介して個別電極１２とドライバＩＣ１０４とを接続し、充填部材１２２ｂ及び配線部１１４を介して個別電極１２とドライバＩＣ１０４とを接続することができる。これにより、別途ＦＰＣなどの配線部材が必要なくなるので、インク移送ヘッドの構成を簡単にすることができるとともに、その製造コストを低減することができる。

なお、ドライバＩＣ１４が配置されるのは、基材１１、１１１の上面及び下面には限られず、ドライバＩＣ１４が基材１１、１１１の側面に配置されていてもよい。

なお、上記実施の形態では、基材１１が絶縁材料により構成されていたが、基材１１が金属材料からなる基材の表面に絶縁膜が形成されることにより構成されているなど、表面の、少なくとも個別電極１２、配線部１３、共通電極１６及びドライバＩＣ１４が配置される部分が絶縁面となっていればよい。

また、以上の説明では、本発明を記録用紙Ｐにインクを吐出するインク移送ヘッドに適用した例について説明したが、試薬、生体溶液、配線材料溶液、電子材料溶液、冷媒用、燃料用などインク以外の液体を移送する液体移送装置に本発明を適用することも可能である。

本発明における実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のインク移送ヘッドの一部を拡大した分解斜視図である。 図２のインク移送ヘッドの平面図である。 （ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のインク移送ヘッドの動作を示す断面図である。 変形例１の図３相当の平面図である。 変形例１の図５相当の断面図である。 変形例２の図３相当の平面図である。 変形例２におけるインク移送ヘッドの動作を示す平面図である。 変形例３の図３相当の平面図である。 変形例３図５相当の断面図である。 変形例４の図３相当の平面図である。 変形例５の図３相当の平面図である。 変形例６の図３相当の平面図である。

符号の説明

１ インク移送ヘッド
９ 共通インク流路
１０ 個別インク流路
１１ 基材
１２ 個別電極
１３ 配線部
１４ ドライバＩＣ
１５ 絶縁層
１６ 共通電極
２２ 隔壁
２５ インク供給口
３２ 個別電極
３５ 絶縁層
４２ａ、４２ｂ 個別電極
４３ａ、４３ｂ 配線部
５１ａ〜５１ｃ 電極
５５ 絶縁層
１０４ ドライバＩＣ
１１１ 基材
１１３ 配線部
１１６ 共通電極

Claims (11)

1. 絶縁性を有する絶縁面を備えた基材と、
   前記絶縁面において間隔を空けて並べて配置されるように構成されており、導電性を有する液体を個別に移送する複数の液体移送経路と、
   前記複数の液体移送経路の各々と連通し、前記複数の液体移送経路に液体を供給する共通液室と、
   前記絶縁面における、前記複数の液体移送経路を画定する画定面となる第１領域にそれぞれ配置された複数の個別電極と、
   前記複数の個別電極を覆うように設けられており、前記液体と前記個別電極との間の電位差に応じてその表面の撥液性が変化する絶縁層と、
   前記絶縁面に配置されているとともに前記複数の個別電極にそれぞれ接続された複数の配線部と、
   前記絶縁面に配置されているとともに前記配線部に接続されており、前記複数の配線部を介して前記複数の個別電極に駆動電位を付与するドライバＩＣとを備えていることを特徴とする液体移送装置。
2. 前記複数の個別電極、前記複数の配線部及び前記ドライバＩＣが同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置。
3. 前記配線部が、前記絶縁面における前記複数の液体移送経路の間に位置する第２領域を通過して前記ドライバＩＣまで延びていることを特徴とする請求項２に記載の液体移送装置。
4. 前記複数の液体移送経路が、これらの間に配置された隔壁によって隔てられており、
   前記複数の配線部の前記第２領域に位置する部分が、前記隔壁によって覆われていることを特徴とする請求項３に記載の液体移送装置。
5. 前記複数の配線部の前記第２領域に位置する部分が、前記絶縁層により覆われていることを特徴とする請求項３又は４に記載の液体移送装置。
6. 前記配線部が、前記第１領域を通過して前記ドライバＩＣまで延びており、
   前記配線部の前記第１領域を通過している部分が、前記絶縁層により覆われていることを特徴とする請求項２に記載の液体移送装置。
7. 前記複数の液体移送経路と前記共通液室とが、同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の液体移送装置。
8. 前記ドライバＩＣが、前記共通液室の近傍に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の液体移送装置。
9. 前記共通液室には、所定の液体供給口から液体が供給されるように構成されており、
   前記ドライバＩＣが、前記液体供給口の近傍に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の液体移送装置。
10. 前記複数の配線部が、前記絶縁面における前記共通液室を画定する画定面となる第３領域を通過しており、
    前記複数の配線部の、前記第３領域を通過している部分が、前記絶縁層により覆われていることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の液体移送装置。
11. 前記第３領域に、一定の電位に保持された共通電極が配置されており、
    前記第３領域において、前記複数の配線部が前記絶縁層を介して前記共通電極とそれぞれ交差していることを特徴とする請求項１０に記載の液体移送装置。

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