JP6714829B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体を噴射するノズルを備えた液体噴射ヘッド、液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法に関し、特に、ノズルに連通する液体流路内の圧力を調整してメニスカスの位置を制御する液体噴射ヘッド、液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法に関するものである。

液体噴射ヘッドが搭載される液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも液体噴射ヘッドが応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置、バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。

上記の液体噴射ヘッドは、ノズル面に開口したノズル、ノズルに連通する圧力室、及び、圧力室内の圧力を変動させる圧電素子等のアクチュエーターを備え、アクチュエーターの駆動により圧力室内の液体に圧力変動を生じさせてノズルから液滴を噴射する。圧力室及びこれに連通する液体流路の内部は、ノズル内の液体の表面（以下、メニスカスという）を適切な位置に留められるように負圧に設定されている。しかしながら、この負圧により、例えば、ノズル面を払拭するワイピング動作時等において、気泡がノズル内に引き込まれてしまう虞があった。このような不具合を抑制するため、ワイピング動作時等において、液体流路内を圧力調整手段により加圧できるように構成したものが開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１５−１９３２１３号公報

ところで、液体流路内を圧力調整手段により加圧した後、減圧して元の負圧に復帰させる際に、メニスカスが破壊される虞があった。すなわち、液体流路内の減圧に伴って、メニスカスがノズルの奥に引き込まれてノズル内の適正な位置から外れてしまう虞があった。なお、液体流路内の減圧が行われる動作は、上記のようなワイピング動作後の復帰動作に限られない。例えば、ノズル内の増粘を抑制するために、印刷動作を行わない場合にメニスカスの位置を液体噴射時のメニスカスの位置よりも奥に移動させることが考えられる。しかしながら、メニスカスがノズルの奥に引き込まれ過ぎると、印刷動作時にメニスカスが適正な位置に復帰できない虞があった。すなわち、メニスカスが破壊される虞があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体流路内を加圧した後、減圧する際に、ノズルにおけるメニスカスの破壊を抑制できる液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法を提供することにある。

本発明における液体噴射ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル面に開口されたノズル、前記ノズルに連通する圧力室、及び、前記圧力室に液体を供給する液体流路を備えた液体噴射ヘッドであって、
前記液体流路の一部を区画し、変形手段の駆動により変形可能な可撓部材を備え、
前記可撓部材を変形させて前記液体流路のうち前記可撓部材に区画された部分流路の容積を第１の容積から当該第１の容積よりも大きい第２の容積に変化させる際に、前記部分流路の容積の変化速度が前記ノズルのメニスカスが破壊される速度を超えないように、前記可撓部材を変形させることを特徴とする。

本発明によれば、部分流路を第１の容積から第２の容積に変化させる際に、この部分流路と連通するノズル内のメニスカスが破壊されることを抑制できる。ここで、メニスカスが破壊された状態とは、メニスカスがノズルの奥に引き込まれて、正常な噴射（吐出ともいう）ができない状態、或いは、正常な噴射ができる位置までメニスカスが復帰できない状態である。

また、上記構成において、前記ノズルがキャップに覆われた状態で、前記部分流路の容積を第１の容積から前記第２の容積に変化させることが望ましい。

この構成によれば、ノズル内の液体が増粘することを抑制できる。

さらに、上記各構成の何れかにおいて、前記ノズルの内面は、前記圧力室とは反対側の端から順に、前記液体に対して撥液性を有する撥液領域と、前記液体に対して親液性を有する親液領域とを有し、
前記ノズルのメニスカスが前記撥液領域側から前記親液領域に移動するように、前記部分流路の容積を第１の容積から前記第２の容積に変化させることが望ましい。

この構成によれば、メニスカスをノズル内の適正な位置に復帰させることができる。その結果、液体が正常に噴射されない噴射不良を抑制できる。

また、上記各構成の何れかにおいて、前記部分流路の容積を前記第２の容積から前記第１の容積に変化させた後、前記第１の容積から前記第２の容積に変化させる際に、前記第２の容積から前記第１の容積に変化する前記部分流路の容積の変化速度が、前記第１の容積から前記第２の容積に変化する前記部分流路の容積の変化速度よりも速くなるように、前記可撓部材を変形させることが望ましい。例えば、前記第２の容積から前記第１の容積に変化する前記部分流路の容積の変化速度は、前記ノズルのメニスカスが破壊される速度を超える速度であってもよい。

この構成によれば、第２の容積から第１の容積への変化が速くなり、液体流路内を加圧する加圧動作が速くなる。

また、本発明における液体噴射装置は、上記各構成の何れかの液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、液体が正常に噴射されない噴射不良が抑制され、液体噴射装置の信頼性を高めることができる。

また、上記構成において、前記可撓部材を挟んで前記液体流路と接する気体流路を備え、
前記気体流路は、流れる気体に対して抵抗を付与する抵抗付与部を備え、
前記抵抗付与部を介して前記気体流路内を減圧することで、前記可撓部材を変形させて前記部分流路の容積を第１の容積から前記第２の容積に変化させることが望ましい。

この構成によれば、抵抗付与部により、気体流路内の減圧速度を遅くすることができる。これにより、部分流路の容積の変化速度を遅くすることができ、ひいてはメニスカスの移動速度を遅くすることができる。その結果、ノズル内のメニスカスが破壊されることを抑制できる。また、例えば、気圧センサー等を用いて気体流路内の圧力を管理する場合と比較して、構成が簡単になる。

さらに、上記構成において、前記気体流路内を加圧する加圧機構と、
前記可撓部材と前記抵抗付与部との間の前記気体流路において、前記気体流路内の気体の流れを許容する開状態と、前記気体流路内の気体の流れを阻害する閉状態とに変換可能な気体流路開閉弁と、を備え、
前記部分流路の容積を第２の容積から前記第１の容積に変化させる場合、前記気体流路開閉弁を閉状態にして、前記加圧機構により前記気体流路開閉弁よりも前記可撓部材側の前記気体流路内を加圧することで前記可撓部材を変形させる一方、前記部分流路の容積を第２の容積から前記第１の容積に変化させる場合、前記気体流路開閉弁を開状態にして、前記抵抗付与部を介して前記気体流路内を減圧することで前記可撓部材を変形させることが望ましい。

この構成によれば、気体流路開閉弁を閉状態にすることで、抵抗付与部を経由せずに気体流路内を加圧することができる。これにより、気体流路内を効率よく加圧することができる。

また、上記各構成の何れかにおいて、前記ノズル面を払拭するワイパーを備え、
前記ワイパーは、前記部分流路の容積が前記第１の容積に変化された状態で前記ノズル面を払拭することが望ましい。

この構成によれば、部分流路の容積が第１の容積にある場合に、液体流路内の負圧が解除されるように構成すれば、ワイパーでノズル面を払拭する際に気泡がノズル内に引き込まれる不具合を抑制できる。

さらに、上記各構成の何れかにおいて、前記部分流路よりも上流の前記液体流路において、前記液体流路内の液体の流れを許容する開状態と、前記液体流路内の液体の流れを阻害する閉状態とに変換可能な液体流路開閉弁を備え、
前記液体流路開閉弁を閉状態にして、前記部分流路の容積を第２の容積から前記第１の容積に変化させる一方、前記液体流路開閉弁を開状態にして、前記部分流路の容積を第１の容積から前記第２の容積に変化させることが望ましい。

この構成によれば、部分流路の容積を第２の容積から第１の容積に変化させる際に、液体流路開閉弁を閉状態にしているため、この容積の変化に伴う圧力変動が液体流路開閉弁よりも上流の液体流路に伝播することを抑制できる。これにより、圧力室内を効率よく加圧することができる。また、部分流路の容積を第１の容積から第２の容積に変化させる際に、液体流路開閉弁を開状態にしているため、上流の液体流路からの液体の供給により、メニスカスがノズルの奥に引き込まれ過ぎることを抑制できる。その結果、ノズル内のメニスカスが破壊されることを一層抑制できる。さらに、液体流路開閉弁の開閉動作により生じる液体流路内の圧力変動を、部分流路で吸収することができる。このため、液体流路開閉弁の開閉動作を早めることができる。

そして、本発明における液体噴射装置の制御方法は、ノズル面に開口されたノズル、前記ノズルに連通する圧力室、及び、前記圧力室に液体を供給する液体流路を備えた液体噴射ヘッドと、前記液体流路の一部を区画する可撓部材を挟んで前記液体流路と接する気体流路と、前記気体流路内を加圧する加圧機構と、前記ノズル面を払拭するワイパーと、を備えた液体噴射装置の制御方法であって、
前記加圧機構により前記気体流路内を加圧することで前記液体流路内を第１の圧力から第２の圧力まで第１の速度で加圧し、この加圧状態で前記ワイパーによりノズル面を払拭した後、前記液体流路内を前記第２の圧力から前記第１の圧力まで前記第１の速度よりも遅い第２の速度で減圧することを特徴とする。

この構成によれば、ワイパーでノズル面を払拭する際に気泡がノズル内に引き込まれる不具合を抑制できる。また、第２の圧力から第１の圧力まで液体流路内を減圧する際に、ノズル内のメニスカスが破壊されることを抑制できる。

プリンターの内部構成を説明する斜視図である。 記録ヘッドを斜め上方から観た分解斜視図である。 記録ヘッドの断面図である。 記録ヘッド内の気体流路及び液体流路を説明する模式図である。 圧力調整部材の内部構成を説明する模式図である。 単位ヘッドの断面図である。 ワイピング動作を説明する模式図である。 ワイピング動作を説明する模式図である。 ワイピング動作を説明する模式図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、本発明の液体噴射ヘッドとして、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター（以下、プリンター）１に搭載されたインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）３を例に挙げて行う。

プリンター１の構成について、図１を参照して説明する。プリンター１は、記録紙等の記録媒体２の表面に対して液体状のインクを噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター１は、複数の液体噴射ユニット４を備える記録ヘッド３、記録媒体２を搬送する搬送機構５、及び、液体噴射ユニット４のノズル面に対向する位置に搬送された記録媒体２を支持する媒体支持部６（プラテンとも呼ばれる）等を装置本体７の内部に備えている。また、媒体支持部６から外れた位置には、ノズル面２３ａ（図６参照）を払拭するワイパー９及びノズル面２３ａを覆って当該ノズル面２３ａに開口したノズル２４を封止するキャップ１０が配置されている。ワイパー９は、例えば、エラストマー等の弾性部材からなる薄板状の部材である。キャップ１０は、上方（記録ヘッド３側）に向けて開口した封止空間を有する部材である。これらのワイパー９及びキャップ１０は、それぞれ図示しない駆動機構の駆動により記録ヘッド３の下方に移動してノズル面に当接できるように構成されている。

さらに、プリンター１の装置本体７には、気体（本実施形態では空気）を記録ヘッド３に送る第１のポンプ７９及び第２のポンプ８０（図４参照）が取り付けられている。第１のポンプ７９は、第１の気体供給チューブ７７を介して空気を記録ヘッド３に供給し、第２のポンプ８０（本発明における加圧機構に相当）は、第２の気体供給チューブ７８を介して空気を記録ヘッド３に供給する。図４に示すように、第１の気体供給チューブ７７は、第１のポンプ７９よりも下流側（すなわち、記録ヘッド３側）で分岐された第１の分岐路８１を備えている。この第１の分岐路８１は、分岐部とは反対側の端が大気に開放されている。また、第１の分岐路８１の途中には、当該第１の分岐路８１内を開閉する第１のバルブ８７が設けられている。この第１のバルブ８７は、第１の分岐路８１内の空気の流れを許容する開状態と、第１の分岐路８１内の空気の流れを阻害する閉状態とに変換可能に構成されている。また、第２の気体供給チューブ７８は、第２のポンプ８０よりも下流側（すなわち、記録ヘッド３側）で分岐された第２の分岐路８２を備えている。この第２の分岐路８２は、分岐部とは反対側の端が抵抗付与部８９を介して大気に開放されている。抵抗付与部８９は、例えば、第２の分岐路８２のその他の部分よりも内径が小さく形成された部分であり、抵抗付与部８９内を流れる空気に抵抗を付与する。なお、本実施形態における抵抗付与部８９は、その内径の大きさが変更できるように構成されている。すなわち、本実施形態における抵抗付与部８９は、空気に対する抵抗の大きさを調整できるように構成されている。また、第２の分岐路８２の抵抗付与部８９よりも下流側（すなわち、記録ヘッド３側）には、当該第２の分岐路８２内を開閉する第２のバルブ８８（本発明における気体流路開閉弁に相当）が設けられている。この第２のバルブ８８は、第２の分岐路８２内の空気の流れを許容する開状態と、第２の分岐路８２内の空気の流れを阻害する閉状態とに変換可能に構成されている。

図１に示すように、本実施形態における記録ヘッド３は、記録媒体２の搬送方向（図１等におけるＸ方向）に交差する方向（図１等におけるＹ方向）に複数（本実施形態では４つ）の液体噴射ユニット４が並べられた当該方向（Ｙ方向）に長尺なラインヘッドである。この記録ヘッド３には、液体の一種であるインクを貯留したインクカートリッジ８の内部と連通する液体供給チューブ７６が接続されている。インクカートリッジ８からのインクは、液体供給チューブ７６を介して記録ヘッド３に供給される。なお、インクカートリッジを記録ヘッド上に装着する構成を採用することもできる。また、記録ヘッド３には、図示しない制御部からの駆動信号等を当該記録ヘッド３に供給するＦＦＣ等の配線部材１１が接続されている。なお、制御部は、記録ヘッド３のほか、上記した第１のポンプ７９、第２のポンプ８０、第１のバルブ８７、第２のバルブ８８、ワイパー９を駆動する駆動機構、及び、キャップ１０を駆動する駆動機構等を制御する。

搬送機構５は、媒体支持部６よりも記録媒体２の搬送方向における上流側に上下一対に配置された第１の搬送ローラー１２ａと、媒体支持部６よりも搬送方向における下流側に上下一対に配置された第２の搬送ローラー１２ｂと、を備えている。供給側からの記録媒体２は、これらの搬送ローラー１２ａ，１２ｂの駆動により、上下のローラーに挟まれた状態で媒体支持部６上を通過して排出側に向けて搬送される。なお、図１において、上下一対のローラーのうち、上側のローラーの図示は省略されている。また、搬送機構が、無端ベルトやドラムにより構成されるものもあり、このような構成では、ベルトやドラムが媒体支持部として機能する。さらに、媒体支持部としては、記録媒体を静電力により吸着させる構成のものや、負圧を発生させることで記録媒体を吸着させる構成のものを採用することもできる。

図２は、記録ヘッド３の構成を示す分解斜視図である。図３は、記録ヘッド３の断面図である。図４は、記録ヘッド３内の気体流路及び液体流路を説明する模式図である。図５は、圧力調整部材１４の内部構成を説明する模式図である。なお、以下においては、記録ヘッド３の各構成部材の積層方向（Ｚ方向）を、適宜上下方向として説明する。本実施形態における記録ヘッド３は、図２及び図３に示すように、各液体噴射ユニット４へインクを供給する流路が形成された流路部材１３と、内部を流れるインクの圧力を調整する圧力調整部材１４と、各液体噴射ユニット４を制御する駆動信号を送信する回路基板１５と、圧力調整部材１４及び回路基板１５を内部に収容する金属シールド１６と、金属シールド１６の底面を構成する金属ベース５１の下面に取り付けられた液体噴射ユニット４と、を備えている。

流路部材１３は、各液体噴射ユニット４にインクを供給する合成樹脂製の板状部材であり、図４に示すように、インクが流れる液体流路の一部を構成する上方液体流路９０、及び、空気が流れる気体流路の一部を構成する上方気体流路９１、９２が内部に形成されている。そして、図２に示すように、この流路部材１３の上面には、各色に対応したインク供給チューブが接続される液体供給チューブ接続部４１が複数（本実施形態では４つ）形成されている。液体供給チューブ接続部４１は、流路部材１３の内部の上方液体流路９０を介して流路部材１３の下面に形成された液体流出口４２と連通されている。本実施形態における上方液体流路９０は、１つの液体供給チューブ接続部４１から流入したインクが４つの液体噴射ユニット４に分配されるように途中で分岐され、４つの液体流出口４２と連通されている。すなわち、１つの液体供給チューブ接続部４１は、上方液体流路９０を介して４つの液体流出口４２と連通する。

また、図２に示すように、流路部材１３の上面には、第１の気体供給チューブ７７及び第２の気体供給チューブ７８が接続される気体供給チューブ接続部４３が形成されている。第１の気体供給チューブ７７と接続される気体供給チューブ接続部４３は、流路部材１３の内部の第１の上方気体流路９１を介して流路部材１３の下面に形成された気体流出口４４と連通されている。また、第２の気体供給チューブ７８と接続される気体供給チューブ接続部４３は、流路部材１３の内部の第２の上方気体流路９２を介して流路部材１３の下面に形成された気体流出口４４と連通されている。本実施形態における第１の上方気体流路９１及び第２の上方気体流路９２は、それぞれ途中で分岐され、４つの気体流出口４４と連通されている。すなわち、一方の気体供給チューブ接続部４３は、第１の上方気体流路９１を介して４つの気体流出口４４と連通する。また、他方の気体供給チューブ接続部４３は、第２の上方気体流路９３を介して４つの気体流出口４４と連通する。なお、本実施形態における流路部材１３は、後述する金属カバー５２の上面６５に載置されている。

本実施形態における気体流出口４４は、流路部材１３の短手方向（Ｘ方向）の略中央において、流路部材１３の長手方向（Ｙ方向）に沿って複数（具体的には、８つ）形成されている。また、本実施形態における液体流出口４２は、気体流出口４４の列のＸ方向の両側において、それぞれＹ方向に沿って並設されている。すなわち、複数（具体的には、８つ）の液体流出口４２が並べられてなる液体流出口４２の列が、気体流出口４４の列を挟んで２列に形成されている。さらに、本実施形態における液体流出口４２及び気体流出口４４は、円筒状に形成され、流路部材１３の下面から下方に向けて突設されている。この液体流出口４２の径は、気体流出口４４の径よりも小さく形成されている。

圧力調整部材１４は、後述する金属カバー５２を間に挟んで流路部材１３の下方（液体噴射ユニット４側）に接続された合成樹脂製の部材である。この圧力調整部材１４の上面には、流路部材１３の液体流出口４２に対応する液体流入口４６、及び、流路部材１３の気体流出口４４に対応する気体流入口４７がそれぞれ複数形成されている。図３に示すように、液体流出口４２と液体流入口４６との接続部、及び、気体流出口４４と気体流入口４７との接続部は、金属カバー５２の下方（すなわち、後述する収容空間６８内）で接続されている。また、圧力調整部材１４の内部には、図４に示すように、下方液体流路９３が形成されている。液体流入口４６は、下方液体流路９３を介して圧力調整部材１４の下方に突設された液体流出管４８と連通されている。さらに、圧力調整部材１４の内部には、第１の下方気体流路９４及び第２の下方気体流路９５が形成されている。第１の上方気体流路９１と連通する気体流出口４４は、第１の下方気体流路９４を介して後述するチョーク室９７に接続されている。また、第２の上方気体流路９２と連通する気体流出口４４は、第２の下方気体流路９５を介して後述するタンク室９８に接続されている。

すなわち、図４に示すように、インクカートリッジ８からのインクは、液体供給チューブ７６、上方液体流路９０、下方液体流路９３を経由して、圧力調整部材１４の下方に突設された液体流出管４８から記録ヘッド３側に排出される。一方、第１のポンプ７９からの空気は、第１の気体供給チューブ、第１の上方気体流路９１、及び、第１の下方気体流路９４を経由して下方液体流路９３の途中に形成されたチョーク室９７に送られる。また、第２のポンプ８０からの空気は、第２の気体供給チューブ７８、第２の上方気体流路９２、及び、第２の下方気体流路９５を介して下方液体流路９３の途中に形成されたタンク室９８に送られる。

また、図４に示すように、下方液体流路９３の途中には、上流側から順に自己封止ユニット９６、チョーク室９７、及び、タンク室９８が形成されている。自己封止ユニット９６は、圧力調整部材１４内の下方液体流路９３内を所定の負圧に維持する負圧発生手段の一種である。この自己封止ユニット９６は、例えば、その内部の流路の一部を封止するフィルム（図示せず）と、このフィルムの内面に一部が固着される自己封止弁（図示せず）と、を備えたものが好適に採用される。このような自己封止ユニット９６は、記録ヘッド３のノズル２４からインクが噴射されることにより下方液体流路９３内の内圧（具体的には、負圧）が減少すると、フィルムが自己封止弁側に撓んで当該自己封止弁を押圧する。これにより自己封止弁が開いて、インクカートリッジ８からのインクが下方液体流路９３を介して下流側（すなわち、記録ヘッド３側）に供給される。一方、インクカートリッジ８からインクが導入されて下方液体流路９３の内圧が上昇すると、フィルムが自己封止弁から離れる方向に撓んで自己封止弁が閉じ、下方液体流路９３を閉塞する。すなわち、自己封止ユニット９６は、通常状態において下方液体流路９３を閉塞し、記録ヘッド３によるインクの噴射（消費）に起因して下方液体流路９３内の負圧が所定値に到達した場合に、自律的に下方液体流路９３を開放してインクカートリッジ８からのインクを導入する。

チョーク室９７は、図５に示すように、下方液体流路９３の一部である第１の接続流路１００を介して自己封止ユニット９６の下流側に接続された空間である。第１の接続流路１００の下流側の端は、このチョーク室９７の一側（図５における下側）の面（すなわち底面）に開口されている。また、チョーク室９７の一側の面には、下方液体流路９３の一部である第２の接続流路１０１が接続されている。この第２の接続流路１０１の上流側の端は、チョーク室９７の一側の面から他側（図５における上側）の面（すなわち天井面）に向けて円筒状に突出した突出部１０３の先端に開口されている。さらに、チョーク室９７の他側の面には、第１の下方気体流路９４の下流側の端が開口されている。そして、チョーク室９７には、第１の接続流路１００及び第２の接続流路１０１が連通する第１の液体空間１０６と、第１の下方気体流路９４が連通する第１の気体空間１０５とを仕切るゴムやフィルム等からなる第１の可撓部材１０４が取り付けられている。これにより、チョーク室９７のうち第１の可撓部材１０４に区画された第１の液体空間１０６が、液体が流れる下方液体流路９３の一部となり、チョーク室９７のうち第１の可撓部材１０４に区画された第１の気体空間１０５が、第１の気体供給チューブ７７と連通した気体が流れる気体流路の一部となる。すなわち、第１の可撓部材１０４を挟んで、液体流路と気体流路とが接している。

本実施形態における第１の可撓部材１０４は、チョーク室９７の一側の面に固定されている。そして、第１の可撓部材１０４の中央部が、チョーク室９７の一側の面に固定された第１の付勢部材１０７によりチョーク室９７の他側の面側に付勢されている。また、本実施形態における第１の付勢部材１０７は、突出部１０３の周囲に巻きつけられている。これにより、第１の気体空間１０５が加圧されていない状態（例えば、大気圧或いは大気圧に近い圧力になっている状態）では、第１の付勢部材１０７の付勢力により、第１の可撓部材１０４と突出部１０３の先端との間に隙間が形成され、第２の接続流路１０１のチョーク室９７側の開口が開放される。これにより、インクのタンク室９８側への流入が許容される。一方、第１の気体空間１０５が第１のポンプ７９の駆動により加圧されると、図５の破線に示すように、第１の可撓部材１０４が第１の付勢部材１０７の付勢力に抗して突出部１０３側に変形し、当該突出部１０３の先端に当接する。これにより、第２の接続流路１０１のチョーク室９７側の開口が閉塞され、インクのタンク室９８側への流入が阻害される。要するに、第１の可撓部材１０４及び第１の付勢部材１０７が、タンク室９８よりも上流の液体流路（具体的には、下方液体流路９３）において、液体流路内のインクの流れを許容する開状態と、液体流路内の液体の流れを阻害する閉状態とに変換する開閉弁として機能する。すなわち、第１の可撓部材１０４及び第１の付勢部材１０７が、本発明における液体流路開閉弁に相当する。

タンク室９８は、図５に示すように、第２の接続流路１０１を介してチョーク室９７の下流側に接続された空間である。第２の接続流路１０１の下流側の端は、このタンク室９８の一側（図５における下側）の面（すなわち底面）に開口されている。また、タンク室９８の一側の面には、下方液体流路９３の下流部分を構成する第３の接続流路１０２が接続されている。さらに、タンク室９８の他側（図５における上側）の面（すなわち天井面）には、第２の下方気体流路９５の下流側の端が開口されている。そして、タンク室９８には、第２の接続流路１０１及び第３の接続流路１０２が連通する第２の液体空間１１０（本発明における部分流路に相当）と、第２の下方気体流路９５が連通する第２の気体空間１０９とを仕切るゴムやフィルム等からなる第２の可撓部材１０８（本発明における可撓部材に相当）が取り付けられている。これにより、タンク室９８のうち第２の可撓部材１０８に区画された第２の液体空間１１０が、液体が流れる下方液体流路９３の一部となり、タンク室９８のうち第２の可撓部材１０８に区画された第２の気体空間１０９が、第２の気体供給チューブ７８と連通した気体が流れる気体流路の一部となる。すなわち、第２の可撓部材１０８を挟んで、液体流路と気体流路とが接している。

本実施形態における第２の可撓部材１０８は、タンク室９８の一側の面に固定されている。そして、第２の可撓部材１０８の中央部が、タンク室９８の一側の面における第３の流路の開口縁に固定された第２の付勢部材１１１によりタンク室９８の他側の面側に付勢されている。これにより、第２の気体空間１０９が加圧されていない状態（例えば、大気圧或いは大気圧に近い圧力になっている状態）では、第２の付勢部材１１１の付勢力により、第２の可撓部材１０８がタンク室９８の他側の面側に押圧され、第２の液体空間１１０の容積が大きくなる。一方、第２の気体空間１０９が第２のポンプ８０の駆動により加圧されると、図５の破線に示すように、第２の可撓部材１０８が第２の付勢部材１１１の付勢力に抗してタンク室９８の一側の面側に押圧され、第２の液体空間１１０の容積が小さくなる。すなわち、第２の液体空間１１０の加圧により、第２の可撓部材１０８がタンク室９８の一側の面側に変形すれば、第２の液体空間１１０が第１の容積（図５における破線参照）に変化される一方、第２の液体空間１１０の減圧により、第２の可撓部材１０８がタンク室９８の他側の面側に変形すれば、第２の液体空間１１０が第１の容積よりも大きい第２の容積（図５における実線参照）に変化される。なお、第２の気体供給チューブ７８（第２の分岐路８２を含む）、第２の上方気体流路９２、第２の下方気体流路９５、及び、第２の気体空間１０９等からなる一連の気体流路が、本発明における気体流路に相当する。また、この一連の気体流路及び第２のポンプ８０が、本発明における変形手段に相当する。

金属シールド１６は、図３に示すように、上記の圧力調整部材１４及び回路基板１５を収容する収容空間６８が形成された金属製の部材である。この金属シールド１６は、上面に圧力調整部材１４及び回路基板１５が取り付けられ、下面に複数の液体噴射ユニット４が固定される剛性が高い金属ベース５１と、圧力調整部材１４及び回路基板１５を覆う薄板以状の金属カバー５２と、を備えている。金属ベース５１は、図２に示すようにＹ方向に長尺なＸ−Ｙ面に沿った板材であり、図３に示す接地線Ｇに電気的に接続されることで接地されている。この金属ベース５１の圧力調整部材１４が固定される領域には、圧力調整部材１４の液体流出管４８が挿通されるベース貫通孔５９が板厚方向に貫通した状態で複数開設されている。図３に示すように、圧力調整部材１４の液体流出管４８は、ベース貫通孔５９に挿通されて液体噴射ユニット４（詳しくは、液体導入口６０）と接続されている。

また、金属ベース５１のＸ方向における一側（図２及び図３における右側）の端部には、金属ベース５１の上面が一段下がった段差５４が形成されている。図２に示すように、この段差５４の側面には、回路基板固定用ネジ穴５５が開設されている。これにより、回路基板１５を段差５４の側面（すなわち、Ｙ−Ｚ面）に沿うようにして段差５４の上面に載置した状態で、回路基板１５に形成された基板貫通孔５６を通じて回路基板固定用ネジ穴５５に回路基板固定用ネジ５７を固定することで、回路基板１５が金属ベース５１に固定される。なお、回路基板固定用ネジ５７により、回路基板１５内の設置電位となる配線と、金属ベース５１とが導通される。

金属カバー５２は、圧力調整部材１４及び回路基板１５に対して間隔を空けて覆う状態に形成されたＹ方向に長尺な金属製のカバー部材である。すなわち、金属カバー５２は、図３に示すように、金属ベース５１に取り付けられて、金属ベース５１との間で収容空間６８を形成する。具体的には、この金属カバー５２は、圧力調整部材１４の上面を覆うＸ−Ｙ面に沿った上面６５、この上面６５のＸ方向における一側の端部から一段下がった段差状に形成された上面段差部６７、及び、Ｙ−Ｚ面に沿った互いに向き合う２つの側面６６を備えている。金属カバー５２の側面６６の下端部には、当該側面６６を板厚方向に貫通するカバー貫通孔７１が開設されている。このカバー貫通孔７１を通じて、金属ベース５１の短手方向（Ｘ方向）における側面（すなわち、金属カバー５２の側面６６に対向する面）に形成された金属カバー固定用ネジ穴７０に金属カバー固定用ネジ７２を固定することで、金属カバー５２の側面６６が金属ベース５１に固定される。また、金属カバー５２の上面６５には、流路部材１３の液体流出口４２が挿通される第１のカバー開口７３及び流路部材１３の気体流出口４４が挿通される第２のカバー開口７４が形成されている。さらに、金属カバー５２の上面段差部６７には、配線部材１１が挿通される第３のカバー開口７５が開設されている。配線部材１１は、この第３のカバー開口７５に挿通されて、回路基板１５と接続されている。

本実施形態における液体噴射ユニット４は、金属ベース５１の下面（すなわち、媒体支持部６側の面）に、それぞれ相対位置が規定された状態でＹ方向に並べてねじ止め若しくは接着剤により固定されている。図２に示すように、各液体噴射ユニット４は、複数の単位ヘッド８３（ヘッドチップともいう）と、各単位ヘッド８３に供給するインクが流れる供給流路（図示せず）が形成された流路構造体８４と、各単位ヘッド８３を保護する保護板８５を備えている。単位ヘッド８３は、後述するようにノズル２４が開設されたノズルプレート２３や、ノズル２４と連通する流路が形成された基板や、インクを噴射（吐出）させる駆動源であるアクチュエーターユニット１７等の構成部材が積層されて構成されている。単位ヘッド８３は、ノズルプレート２３の下面（すなわち、ノズル面２３ａ）からの平面視で、ノズル列方向（Ｘａ方向）に長尺な略平行四辺形状を呈している。なお、本実施形態においては、各液体噴射ユニット４に合計６つの単位ヘッド８３が、液体噴射ユニット４の並設方向であるＹ方向に沿って並べて配置され、１つの単位ヘッド８３に合計２条のノズル列が設けられている。したがって、各液体噴射ユニット４に１２条のノズル列が並設されている。

保護板８５は、液体噴射ユニット４に設けられている各単位ヘッド８３に共通な金属製の板状板材である。この保護板８５には、各単位ヘッド８３のノズルプレート２３に対応する位置に、当該ノズルプレート２３に形成されたノズル２４を露出させるノズル露出開口８６が開口されている。本実施形態におけるノズル露出開口８６は、ノズル列方向（Ｘａ方向）に長尺な平行四辺形状を呈している。各単位ヘッド８３は、対応するノズル露出開口８６にノズル２４を露出させた状態で、保護板８５の上面（媒体支持部６側とは反対側の面）に接着剤により接合される。

流路構造体８４は、インクカートリッジ８から送られてきたインクを、当該流路構造体８４の下面側に接合された各単位ヘッド８３に分配・供給する複数の部材が積層されてなる部材である。この流路構造体８４の上面には、複数の液体導入口６０が開設されており、この液体導入口６０から内部の流路にインクを導入する。本実施形態においては、合計４色のインクに対応して液体導入口６０が４つ流路構造体８４に設けられている。流路構造体８４の内部の各色に対応した供給流路の途中には、図示しないフィルターがそれぞれ配設されており、供給流路を流れるインクから気泡や異物を除去する。各供給流路は、流路構造体８４の内部において液体噴射ユニット４に設けられた単位ヘッド８３の数に応じた数の分岐流路に分岐され、当該複数の単位ヘッド８３の液体導入路２１と連通する。

本実施形態における単位ヘッド８３は、図６に示すように、アクチュエーターユニット１７及び流路ユニット１８が積層された状態でヘッドケース１９に取り付けられている。

本実施形態におけるヘッドケース１９は、合成樹脂製の箱体状部材である。図６に示すように、ヘッドケース１９の中央部には、ノズル列方向に沿って長尺な空間であるアクチュエーター収容空間２０及び貫通空間２２が形成されている。アクチュエーター収容空間２０は、アクチュエーターユニット１７が収容される空間であり、アクチュエーターユニット１７の厚さの分だけヘッドケース１９の下面から板厚方向（すなわち、下面に直交する方向）の途中まで凹んだ状態に形成されている。貫通空間２２は、このアクチュエーター収容空間２０の上面側の天井面に連通し、ヘッドケース１９を板厚方向に貫通した状態に形成されている。貫通空間２２及びアクチュエーター収容空間２０には、圧電素子３２（後述）に駆動信号を供給するフレキシブル基板３５が配置される。なお、図示を省略するが、フレキシブル基板３５は、貫通空間２２の上面開口から単位ヘッド８３の外側まで延在し、流路構造体８４に設けられた集合基板に接続されている。そして、集合基板は、図示しないケーブルを介して回路基板１５に接続されている。例えば、このケーブルは、金属ベース５１と金属カバー５２との隙間を通じて回路基板１５に接続される。また、図６に示すように、ヘッドケース１９の内部にはインクが流れる液体導入路２１が形成されている。この液体導入路２１の下端は、後述する共通液室２６と接続されている。本実施形態では、２列に形成されたノズル列に対応して、液体導入路２１が２つ形成されている。

ヘッドケース１９の下面には、流路ユニット１８が接続されている。この流路ユニット１８は、連通基板２５、ノズルプレート２３、及びコンプライアンス基板３７が積層されて成るノズル列方向に沿って長尺な基板である。連通基板２５は、例えばシリコン単結晶基板から作製される基板である。この連通基板２５には、図６に示すように、液体導入路２１と連通し、各圧力室３０に共通なインクが貯留される共通液室２６と、この共通液室２６からのインクを各圧力室３０に個別に供給する個別連通路２７と、圧力室３０とノズル２４とを連通するノズル連通路２８とが、異方性エッチングにより形成されている。共通液室２６は、ノズル列方向に沿った長尺な空部であり、液体導入路２１対応して２列に形成されている。個別連通路２７及びノズル連通路２８は、圧力室３０の並設方向（換言すると、ノズル列方向）に沿って複数形成されている。

ノズルプレート２３は、連通基板２５の下面（すなわち、圧力室形成基板２９とは反対側の面）に接合されたシリコン製の基板（例えば、シリコン単結晶基板）である。本実施形態のノズルプレート２３は、コンプライアンス基板３７と重ならないように、コンプライアンス基板３７から外れた領域に接合されている。換言すると、ノズルプレート２３は、連通基板２５の共通液室２６の下面側の開口から外れた中央の領域に接合されている。このノズルプレート２３には、複数のノズル２４がノズルプレート２３の長手方向に沿って直線状（換言すると、列状）に開設されている。すなわち、複数のノズル２４からなるノズル列が形成されている。この並設された複数のノズル２４（すなわち、ノズル列）は、一端側のノズル２４から他端側のノズル２４までドット形成密度に対応したピッチで等間隔に設けられている。なお、ノズルプレート２３の下面（連通基板２５とは反対側の面）が、ノズル２４が開口されたノズル面２３ａとなる。このノズル面２３ａには、インクに対して撥液性を有する撥液膜１１３が形成されている（図９等参照）。また、本発明におけるノズル面は、このノズル面２３ａだけでなく、保護板８５の下面をも含む概念である。なお、液体噴射ユニットに保護板８５を設けない構成を採用することもでき、このような構成では、ノズルプレートの下面がノズル面となる。

本実施形態におけるノズル２４は、図９等に示すように、下側（すなわち、圧力室３０とは反対側）に形成された第１ノズル部１１５と、上側（圧力室３０側）に形成された第２ノズル部１１６と、の２段構造になっている。第１ノズル部１１５の内面は、内径が一定な円筒形状を呈している。一方、第２ノズル部１１６の内面は、当該第２ノズル部１１６の内径が第１ノズル部１１５側から当該第１ノズル部１１５とは反対側に向けて拡大するように傾斜したテーパー形状を呈している。なお、第２ノズル部１１６の内面が、第１ノズル部１１５よりも大きい一定の内径の円筒形状を呈していてもよい。ここで、ノズル面２３ａに形成された撥液膜１１３は、第１ノズル部１１５の内面の下端部まで延在されている。すなわち、第１ノズル部１１５の内面のうち下側の端部は、撥液膜１１３が形成された撥液領域Ｎ１となっている（図９参照）。一方、第１ノズル部１１５の内面のうち残りの部分及び第２ノズル部１１６は、撥液膜１１３が形成されず、インクに対して親液性を有する親液領域Ｎ２となっている（図９参照）。要するに、本実施形態におけるノズル２４の内面は、圧力室３０とは反対側の端から順に、インクに対して撥液性を有する撥液領域Ｎ１と、インクに対して親液性を有する親液領域Ｎ２とを有している。

コンプライアンス基板３７は、連通基板２５の下面であって、共通液室２６に対応する領域に接合された可撓性を有する基板である。すなわち、コンプライアンス基板３７は、連通基板２５のノズルプレート２３に覆われていない領域に接合されている。本実施形態におけるコンプライアンス基板３７は、金属等の硬質な材料からなる固定基板３８に、剛性が低く可撓性を有する封止膜３９が積層された板材である。固定基板３８の共通液室２６に対向する領域は、厚さ方向に除去された開口部となっている。このため、共通液室２６の下面は、封止膜３９のみで封止され、共通液室２６内のインクの圧力変動を吸収するコンプライアンス部として機能する。

本実施形態におけるアクチュエーターユニット１７は、図６に示すように、圧力室形成基板２９、振動板３１、及び、封止板３３等の基板が積層されて成る複合基板である。このアクチュエーターユニット１７は、ヘッドケース１９のアクチュエーター収容空間２０内に収容可能な大きさに形成され、このアクチュエーター収容空間２０内に収容されている。

圧力室形成基板２９は、例えばシリコン単結晶基板から作製される基板である。この圧力室形成基板２９には、異方性エッチング等により一部が板厚方向に完全に除去されて、圧力室３０となるべき空間がノズル列方向に沿って複数並設されている。この空間は、下方が連通基板２５により区画され、上方が振動板３１により区画されて、圧力室３０を構成する。また、この空間、すなわち圧力室３０は、ノズル列方向に直交する方向に長尺に形成され、長手方向の一側の端部に個別連通路２７が連通すると共に、他側の端部にノズル連通路２８が連通する。また、本実施形態における圧力室３０は、ノズル列方向に沿って複数形成されている。

振動板３１は、例えば、圧力室形成基板２９の上面（すなわち、連通基板２５側とは反対側の面）に形成された二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）からなる弾性膜と、この弾性膜上に形成された二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜と、から成る薄膜状の部材である。この振動板３１によって、圧力室３０となるべき空間の上部開口が封止されている。換言すると、振動板３１によって、圧力室３０の上面が区画されている。この振動板３１における圧力室３０（詳しくは、圧力室３０の上部開口）に対応する部分は、圧電素子３２の撓み変形に伴ってノズル２４から遠ざかる方向あるいは近接する方向に変位する変位部として機能する。すなわち、振動板３１における圧力室３０の上部開口に対応する領域が、撓み変形が許容される駆動領域となる。そして、この駆動領域（変位部）の変形（変位）により、圧力室３０の容積は変化する。一方、振動板３１における圧力室３０の上部開口から外れた領域が、撓み変形が阻害される非駆動領域となる。

振動板３１（詳しくは振動板３１の絶縁体膜）の上面（すなわち、振動板３１の圧力室形成基板２９側とは反対側の面）における各圧力室３０に対応する領域（すなわち、駆動領域）には、圧電素子３２がそれぞれ積層されている。本実施形態における圧電素子３２は、所謂撓みモードの圧電素子である。この圧電素子３２は、各ノズル２４に対応してノズル列方向に沿って複数並設されている。各圧電素子３２は、例えば、振動板３１上から順に、個別電極となる下電極層、圧電体層及び共通電極となる上電極層が順次積層されてなる。なお、駆動回路や配線の都合によって、下電極層を共通電極、上電極層を個別電極にすることもできる。このように構成された圧電素子３２は、下電極層と上電極層との間に両電極の電位差に応じた電界が付与されると、ノズル２４から遠ざかる方向あるいは近接する方向に撓み変形する。

封止板３３は、図５に示すように、圧電素子３２を収容可能な圧電素子収容空間３４が形成された基板である。この封止板３３は、圧電素子収容空間３４内に圧電素子３２を収容した状態で、振動板３１上に接合されている。本実施形態では、２列に形成された圧電素子３２の列に対応して、圧電素子収容空間３４が２列形成されている。この２つの圧電素子収容空間３４の間には、封止板３３が板厚方向に除去された接続空間３６が形成されている。接続空間３６は貫通空間２２と連通し、その内部には貫通空間２２に挿通されたフレキシブル基板３５の端部が配置される。そして、この接続空間３６において、フレキシブル基板３５と圧電素子３２から延在したリード配線（図示せず）と、が接続されている。

そして、上記のように形成された記録ヘッド３は、インクカートリッジ８からのインクの供給により、流路部材１３、圧力調整部材１４及び流路構造体８４のそれぞれに形成された液体流路を介して個々の単位ヘッド８３内の圧力室３０にインクが供給される。そして、単位ヘッド８３は、圧力室３０内にインクが満たされた状態で、制御部からの駆動信号が圧電素子３２に供給されることにより、圧力室３０の容積を変化させる。この容積の変化に伴う圧力室３０内のインクの圧力変動を利用することで、ノズル連通路２８を介して圧力室３０と連通するノズル２４からインク滴を噴射する。なお、上方液体流路９０、下方液体流路９３、流路構造体８４内の流路、液体導入路２１、共通液室２６、及び、個別連通路２７等からなる一連の液体流路が、本発明における液体流路に相当する。

次に、本実施形態におけるワイピング動作について説明する。図７〜図９は、通常の状態（液体を噴射可能な状態）からノズル面２３ａを払拭して、再び通常の状態に戻るまでの一連のワイピング動作を説明する模式図である。ワイピング動作を実行する前の通常の状態では、第１のポンプ７９及び第２のポンプ８０が駆動されず、第１のバルブ８７及び第２のバルブ８８が開放されている。このため、チョーク室９７の第１の気体空間１０５及びタンク室９８の第２の気体空間１０９が大気圧となり、第１の液体空間１０６及びタンク室９８の第２の液体空間１１０が広がった状態になっている。すなわち、第１の可撓部材１０４が開状態となって自己封止ユニット９６からタンク室９８へのインクの流入が許容されると共に、第２の液体空間１１０の容積が第１の容積よりも大きい第２の容積になっている。この状態では、図９に示すように、圧力室３０内の圧力が負圧（具体的には、大気圧よりも低い第１の圧力）に維持されるため、ノズル２４内のメニスカスＭが第１ノズル部１１５の撥液膜１１３から外れた親液領域Ｎ２に位置している。そして、この状態でノズル面２３ａを払拭すると、気泡がノズル２４内に引き込まれてしまう虞があった。そこで、本実施形態におけるワイピング動作では、圧力室３０内を加圧し、負圧を解除した状態で、ノズル面２３ａを払拭する。なお、ワイピング動作は、例えば、記録媒体２に対する印刷動作が終了した際や所定時間が経過した後等に行われる。

具体的には、まず、第１のバルブ８７を閉状態にし、第１のポンプ７９を駆動して、第１のバルブ８７より上流側（第１の可撓部材１０４側）の第１の気体供給チューブ、第１の上方気体流路９１、第１の下方気体流路９４、及び、第１の気体空間１０５等からなる一連の気体流路内を加圧する。これにより、第１の可撓部材１０４が第１の付勢部材１０７の付勢力に抗して突出部１０３側に変形して閉状態となり、自己封止ユニット９６からタンク室９８へのインクの流入が阻害される。次に、第２のバルブ８８を閉状態にし、第２のポンプ８０を駆動して、第２のバルブ８８より上流側（第２の可撓部材１０８側）の第２の気体供給チューブ７８、第２の上方気体流路９２、第２の下方気体流路９５、及び、第２の気体空間１０９等からなる一連の気体流路内を加圧する。これにより、第２の可撓部材１０８が第２の付勢部材１１１の付勢力に抗してタンク室９８の底面側に変形して、第２の液体空間１１０の容積が第２の容積から第２の容積よりも小さい第１の容積に変化する（図５における破線参照）。これにより、第２の液体空間１１０よりも下流側の液体流路内が、第１の圧力から大気圧よりも高い第２の圧力まで第１の速度で加圧され、圧力室３０内の負圧が解除される。その結果、図７に示すように、ノズル２４（より詳しくは第１ノズル部１１５）からインクＩが溢れた状態（すなわち、ノズル面２３ａよりも下方（記録媒体２側）にインクＩがはみ出た状態）になる。そして、この状態でワイパー９によりノズル面２３ａを払拭させる。

具体的には、圧力室３０内の負圧が解除したならば、図示しない駆動機構によりワイパー９をノズル面２３ａの下方まで移動させると共に、当該ノズル面２３ａ側に向けて移動させて、ノズル面２３ａに当接させる。そして、駆動機構により、ワイパー９を、例えば、ノズル列方向に沿った方向に移動（或いは摺動）させて、ノズル面２３ａを払拭させる。この際、圧力室３０内の負圧が解除されているため、気泡がノズル２４内に引き込まれる不具合を抑制できる。ワイパー９によりノズル面２３ａが払拭されたならば、駆動機構によりワイパー９をノズル面２３ａから離間させる。次に、図示しない駆動機構によりキャップ１０をノズル面２３ａの下方まで移動させると共に、当該ノズル面２３ａ側に向けて移動させて、ノズル面２３ａに当接させる。これにより、図８に示すように、各ノズル２４がキャップ１０に覆われた状態、換言すると、各ノズル２４がキャップ１０の封止空間内に封止された状態になる。そして、この状態で圧力室３０内の圧力を負圧に復帰させる。

具体的には、第１のポンプ７９の駆動を停止して、第１のバルブ８７を開状態にし、第１の気体供給チューブ７７、第１の上方気体流路９１、第１の下方気体流路９４、及び、第１の気体空間１０５等からなる一連の気体流路内を大気開放する。これにより、第１の気体空間１０５内が減圧され、第１の可撓部材１０４が突出部１０３とは反対側に変形して開状態となり、自己封止ユニット９６からタンク室９８へのインクの流入が許容される。この状態で、第２のポンプ８０の駆動を停止して、第２のバルブ８８を開状態にし、第２の気体供給チューブ７８、第２の上方気体流路９２、第２の下方気体流路９５、及び、第２の気体空間１０９等からなる一連の気体流路内を、抵抗付与部８９を介して大気開放する。これにより、第２の気体空間１０９内が緩やかに減圧され、第２の可撓部材１０８が第２のタンク室９８の天井面側に変形して、第２の液体空間１１０の容積が第１の容積から第１の容積よりも大きい第２の容積に変化する。この変化に伴って、ノズル２４のメニスカスＭがノズル２４の奥側（すなわち、圧力室３０側）に向けて移動する（図８における矢印参照）。そして、第２の液体空間１１０の容積が第２の容積に復帰すると、圧力室３０内の圧力が負圧に復帰すると共に、ノズル２４のメニスカスＭが通常の状態（インクを噴射可能な状態）に復帰する（図９参照）。ここで、抵抗付与部８９を介さずに第２の気体空間１０９を大気開放させると、第２の液体空間１１０の容積が第１の容積から第２の容積まで急激に変化し、圧力室３０内も急激に減圧される。その結果、メニスカスがノズル２４の奥（第２ノズル部１１６、或いはそれよりも奥側）に引き込まれて、正常な噴射ができない状態、或いは、正常な噴射ができる位置までメニスカスが復帰できない状態、すなわちメニスカスが破壊された状態になる虞がある。これに対して、本実施形態では、抵抗付与部８９を介して第２の気体空間１０９を大気開放（すなわち、減圧）させることで、第２の液体空間１１０の第１の容積から第２の容積までの変化を緩やかにし、メニスカスが破壊されないようにしている。

すなわち、抵抗付与部８９における抵抗を調整することで、第１の容積から第２の容積に変化する第２の液体空間１１０の容積の変化速度がノズル２４のメニスカスが破壊される速度を超えないように第２の可撓部材１０８の変形速度を調整している。具体的には、第１の容積から第２の容積に変化する第２の液体空間１１０の容積の変化速度が、ノズル面２３ａを払拭する前において変化させた第２の液体空間１１０の容積の変化速度よりも遅くなるようにする。換言すると、ノズル面２３ａの払拭前において第２の容積から第１の容積に変化する第２の液体空間１１０の容積の変化速度が、ノズル面２３ａの払拭後において第１の容積から第２の容積に変化する第２の液体空間１１０の容積の変化速度よりも速くなるように、第２の可撓部材１０８を変形させる。これにより、上方液体流路９０、下方液体流路９３、流路構造体８４内の流路、液体導入路２１、共通液室２６、及び、個別連通路２７等からなる一連の液体流路内が、第２の圧力から第１の圧力まで第１の速度よりも遅い第２の速度で減圧される。その結果、図９に示すように、ノズル２４のメニスカスＭが、通常の状態に復帰される。

ところで、第２の液体空間１１０の第１の容積から第２の容積への変化速度が遅すぎても、以下のような弊害がある。すなわち、第２の液体空間１１０の容積の変化が遅すぎると、第２の液体空間１１０の容積の変化に伴うメニスカスの移動量が少なくなり、メニスカスが第１のノズル部の親液領域Ｎ２まで戻らずに、撥液膜１１３が形成された撥液領域Ｎ１に留まる虞がある。その結果、メニスカスの形状が正常な噴射ができない異常形状となる虞がある。このため、ノズル２４のメニスカスが第１ノズル部１１５の撥液領域Ｎ１側から親液領域Ｎ２に移動するような速度で、第２の液体空間１１０の容積を第１の容積から第２の容積に変化させることが望ましい。要するに、抵抗付与部８９における抵抗を調整することで、図９に示すように、メニスカスＭ（より詳しくは、ノズル２４内の内壁面と接するメニスカスＭの端部）が第１ノズル部１１５の親液領域Ｎ２に復帰するように、第２の液体空間１１０の容積の変化速度を調整する。例えば、５秒〜１０秒の時間をかけて第２の液体空間１１０の容積が第１の容積から第２の容積に変化するように、抵抗付与部８９における抵抗を調整する。これにより、記録ヘッド３内の一連の液体流路内の圧力を負圧に復帰させる際に、メニスカスがノズル２４内の適正な位置に復帰される。すなわち、メニスカスが破壊されることを抑制できる。

このようにして、記録ヘッド３内の一連の液体流路及び圧力室３０内を負圧に復帰させたならば、駆動機構によりキャップ１０をノズル面２３ａから離間させて、ワイピング動作を終了する。なお、本実施形態における通常の状態は、第１のバルブ８７及び第２のバルブ８８を開状態にして、第１の気体空間１０５及び第２の気体空間１０９を大気に開放した状態としたが、これには限られない。第１のバルブ８７及び第２のバルブ８８を閉状態にして、第１の気体空間１０５及び第２の気体空間１０９を大気と隔離した状態を通常の状態としても良い。このようにすれば、周囲の環境が変化したとしても、これに伴って第１の可撓部材１０４及び第２の可撓部材１０８が変形することを抑制できる。また、本実施形態のワイピング動作では、キャップ１０によりノズル面２３ａを封止した状態で、圧力室３０内の圧力を負圧に復帰させたが、これには限られない。ノズル面２３ａをキャップ１０で封止せずにノズル２４を大気に曝した状態で、圧力室３０内の圧力を負圧に復帰させてもよい。

そして、上記のようにワイピング動作を行うことで、ワイパー９でノズル面２３ａを払拭する際において、気泡がノズル２４内に引き込まれる不具合を抑制できる。特に、本実施形態では、第２のバルブ８８を閉状態にした状態で、第２のポンプ８０を駆動させたので、抵抗付与部８９を経由せずに第２の気体空間１０９を含む一連の気体流路内を加圧することができる。これにより、この気体流路内を効率よく加圧することができる。また、第２の気体空間１０９内を加圧する際に、第１の可撓部材１０４を閉状態にしているため、この容積の変化に伴う圧力変動がタンク室９８よりも上流の液体流路に伝播することを抑制できる。これにより、圧力室３０内を効率よく加圧することができる。さらに、本実施形態では、ノズル面２３ａの払拭前における第２の液体空間１１０の容積の変化速度が、ノズル面２３ａの払拭後における第２の液体空間１１０の容積の変化速度よりも速くなるようにしたので、圧力室３０内を加圧する加圧動作を早めることができる。その結果、ワイピング動作の動作時間を短縮することができる。この場合に、ノズル面２３ａの払拭前における第２の液体空間１１０の容積の変化速度が、ズル２４内のメニスカスが破壊される速度を超える速度としても、その後にワイパー９でノズル面２３ａを払拭することにより、メニスカスをノズル内の適正な位置に形成することができる。

一方、ノズル面２３ａを払拭した後においては、第２の圧力から第１の圧力まで記録ヘッド３内の液体流路内を減圧する際に、この減圧速度を遅くしたので、メニスカスの移動速度を遅くすることができ、ノズル２４内のメニスカスが破壊されることを抑制できる。特に、本実施形態では、抵抗付与部８９を介して第２の気体空間１０９を減圧することで、第２の気体空間１０９を含む一連の気体流路内の減圧速度を遅くしたので、例えば、気圧センサー等を用いて第２の気体空間１０９を含む一連の気体流路内の圧力を管理する場合と比較して、構成が簡単になる。また、本実施形態では、ノズル２４がキャップ１０に覆われた状態で、記録ヘッド３内の液体流路内を減圧したので、ノズル２４内のインクが増粘することを抑制できる。さらに、メニスカスが第１ノズル部１１５の撥液領域Ｎ１側から親液領域Ｎ２に移動するように、第２の気体空間１０９の容積を変化させたので、メニスカスをノズル２４内の適正な位置に復帰させることができる。その結果、インクが正常に噴射されない噴射不良を抑制でき、ひいてはプリンター１の信頼性を高めることができる。また、第２の液体空間１１０の容積を第１の容積から第２の容積に変化させる際に、第１の可撓部材１０４を開状態にしているため、これよりも上流の液体流路からの液体の供給により、メニスカスがノズル２４の奥に引き込まれ過ぎることを抑制できる。その結果、ノズル２４内のメニスカスが破壊されることを一層抑制できる。さらに、第１の可撓部材１０４の開閉動作により生じる液体流路内の圧力変動を、タンク室９８の第２の可撓部材１０８で吸収することができる。これにより、この圧力変動がノズル２４内のメニスカスに伝播することによる当該メニスカスの破壊や変形を抑制することができる。その結果、第１の可撓部材１０４の開閉動作を早めることができる。

ところで、上記した実施形態では、液体流路開閉弁として、チョーク室９７に第１の可撓部材１０４及び第１の付勢部材１０７を設けた構成を採用したが、これには限られない。要するに、タンク室と自己封止ユニットとの間の液体流路を開閉できれば、どのような構成であっても良い。また、上記した実施形態では、第２の可撓部材１０８を変形させる変形手段として、第２の気体供給チューブ７８、第２の上方気体流路９２、第２の下方気体流路９５、及び、第２の気体空間１０９等からなる一連の気体流路、及び、この気体流路内を加圧する第２のポンプが例示されたが、これには限られない。例えば、第２の気体空間内に第２の可撓部材を変形させる偏芯カムを設け、この偏芯カムの駆動により第２の可撓部材を変形させて、第２の液体空間の容積を変化させても良い。この場合、第２の液体空間の第１の容積から第２の容積への変化速度が、第２の液体空間の第２の容積から第１の容積への変化速度よりも遅くなるように、変形手段としての偏芯カムの駆動を制御する。さらに、上記した実施形態では、記録ヘッド３として、液体噴射ユニット４を複数備えたラインヘッドを例示したが、これには限られない。記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査（往復移動）しつつインクの噴射を行う所謂シリアルヘッド、及び、これを備えた液体噴射装置にも本発明を適用できる。

そして、以上においては、液体噴射ヘッドとしてインクジェット式記録ヘッド３を例に挙げて説明したが、本発明は、その他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドでは液体の一種としてＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液体の一種として液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは液体の一種として生体有機物の溶液を噴射する。

１…プリンター，２…記録媒体，３…記録ヘッド，４…液体噴射ユニット，５…搬送機構，６…媒体支持部，７…装置本体，８…インクカートリッジ，９…ワイパー，１０…キャップ，１１…配線部材，１２ａ…第１の搬送ローラー，１２ｂ…第２の搬送ローラー，１３…流路部材，１４…圧力調整部材，１５…回路基板，１６…金属シールド，１７…アクチュエーターユニット，１８…流路ユニット，１９…ヘッドケース，２０…アクチュエーター収容空間，２１…液体導入路，２２…貫通空間，２３…ノズルプレート，２３ａ…ノズル面，２４…ノズル，２５…連通基板，２６…共通液室，２７…個別連通路，２８…ノズル連通路，２９…圧力室形成基板，３０…圧力室，３１…振動板，３２…圧電素子，３３…封止板，３４…圧電素子収容空間，３５…フレキシブル基板，３６…接続空間，３７…コンプライアンス基板，３８…固定基板，３９…封止膜，４１…液体供給チューブ接続部，４２…液体流出口，４３…気体供給チューブ接続部，４４…気体流出口，４６…液体流入口，４７…気体流入口，４８…液体流出管，５１…金属ベース，５２…金属カバー，５４…段差，５５…回路基板固定用ネジ穴，５６…基板貫通孔，５７…回路基板固定用ネジ，５９…ベース貫通孔，６０…液体導入口，６５…上面，６６…側面，６７…上面段差部，６８…収容空間，７０…金属カバー固定用ネジ穴，７１…カバー貫通孔，７２…金属カバー固定用ネジ，７３…第１のカバー開口，７４…第２のカバー開口，７５…第３のカバー開口，７６…液体供給チューブ，７７…第１の気体供給チューブ，７８…第２の気体供給チューブ，７９…第１のポンプ，８０…第２のポンプ，８１…第１の分岐路，８２…第２の分岐路，８３…単位ヘッド，８４…流路構造体，８５…保護板，８６…ノズル露出開口，８７…第１のバルブ，８８…第２のバルブ，８９…抵抗付与部，９０…上方液体流路，９１…第１の上方気体流路，９２…第２の上方気体流路，９３…下方液体流路，９４…第１の下方気体流路，９５…第２の下方気体流路，９６…自己封止ユニット，９７…チョーク室，９８…タンク室，１００…第１の接続流路，１０１…第２の接続流路，１０２…第３の接続流路，１０３…突出部，１０４…第１の可撓部材，１０５…第１の気体空間，１０６…第１の液体空間，１０７…第１の付勢部材，１０８…第２の可撓部材，１０９…第２の気体空間，１１０…第２の液体空間，１１１…第２の付勢部材，１１３…撥液膜，１１５…第１ノズル部，１１６…第２ノズル部

Claims (6)

1. ノズル面に開口されたノズル、前記ノズルに連通する圧力室、前記圧力室に液体を供給する液体流路、及び、前記液体流路の一部を区画し、変形手段の駆動により変形可能な可撓部材を備え、前記可撓部材を変形させて前記液体流路のうち前記可撓部材に区画された部分流路の容積を第１の容積から当該第１の容積よりも大きい第２の容積に変化させる際に、前記部分流路の容積の変化速度が前記ノズルのメニスカスが破壊される速度を超えないように、前記可撓部材を変形させる液体噴射ヘッドと、
   前記可撓部材を挟んで前記液体流路と接する気体流路であって、流れる気体に対して抵抗を付与する抵抗付与部を備える気体流路と、
   前記気体流路内を加圧する加圧機構と、
   前記可撓部材と前記抵抗付与部との間の前記気体流路において、前記気体流路内の気体の流れを許容する開状態と、前記気体流路内の気体の流れを阻害する閉状態とに変換可能な気体流路開閉弁と、
   を備え、
   前記抵抗付与部を介して前記気体流路内を減圧することで、前記可撓部材を変形させて前記部分流路の容積を前記第１の容積から前記第２の容積に変化させ、
   前記部分流路の容積を前記第２の容積から前記第１の容積に変化させる場合、前記気体流路開閉弁を閉状態にして、前記加圧機構により前記気体流路開閉弁よりも前記可撓部材側の前記気体流路内を加圧することで前記可撓部材を変形させる一方、前記部分流路の容積を前記第１の容積から前記第２の容積に変化させる場合、前記気体流路開閉弁を開状態にして、前記抵抗付与部を介して前記気体流路内を減圧することで前記可撓部材を変形させることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記ノズルがキャップに覆われた状態で、前記部分流路の容積を前記第１の容積から前記第２の容積に変化させることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記ノズルの内面は、前記圧力室とは反対側の端から順に、前記液体に対して撥液性を有する撥液領域と、前記液体に対して親液性を有する親液領域とを有し、
   前記ノズルのメニスカスが前記撥液領域側から前記親液領域に移動するように、前記部分流路の容積を前記第１の容積から前記第２の容積に変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記部分流路の容積を前記第２の容積から前記第１の容積に変化させた後、前記第１の容積から前記第２の容積に変化させる際に、前記第２の容積から前記第１の容積に変化する前記部分流路の容積の変化速度が、前記第１の容積から前記第２の容積に変化する前記部分流路の容積の変化速度よりも速くなるように、前記可撓部材を変形させることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記ノズル面を払拭するワイパーを備え、
   前記ワイパーは、前記部分流路の容積が前記第１の容積に変化された状態で前記ノズル面を払拭することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
6. 前記部分流路よりも上流の前記液体流路において、前記液体流路内の液体の流れを許容する開状態と、前記液体流路内の液体の流れを阻害する閉状態とに変換可能な液体流路開閉弁を備え、
   前記液体流路開閉弁を閉状態にして、前記部分流路の容積を前記第２の容積から前記第１の容積に変化させる一方、前記液体流路開閉弁を開状態にして、前記部分流路の容積を前記第１の容積から前記第２の容積に変化させることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の液体噴射装置。

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