液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置

【課題】液滴の飛翔曲がりを抑制して、被噴射媒体への着弾位置精度を向上した液体噴射
ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口５６と、該ノズル開口５６に連通する流路５２内
に圧力変化を生じさせて、前記ノズル開口５６から液体を噴射させる圧力発生手段と、前
記ノズル開口５６の中心から液体噴射面よりも突出して設けられると共に、外周に螺旋状
の凸部１０３が設けられた針部材１００と、前記針部材１００の前記液体噴射面からの突
出量を調整する調整手段１１０と、を具備する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及
び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド、
インクジェット式記録ヘッドユニット及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドでは、印刷物の高品位・高精
細化のために、インクジェット式記録ヘッドのノズル開口から吐出されるインク滴の被噴
射媒体への着弾精度の向上が求められる。
【０００３】
インク滴の着弾精度の向上には、インク滴の飛翔曲がりの抑制が課題となるが、飛翔曲
がりの主要因の一つとして考えられるものが、インク滴がノズル開口から吐出されて液面
から分離する際に、液面からインク滴の末端まで伸びる柱状の尾部の挙動である。
【０００４】
具体的には、インク滴が液面から分離する際の尾部がノズル開口の壁面等に接触するこ
とにより、吐出方向に直交する方向の力が分離するインク滴に働き、インク滴の吐出方向
に影響を与えると考えられる。
【０００５】
ここで、ノズル開口に連通する流路内の中心に棒状のガイド部材を設け、ガイド部材に
よってインク滴が導かれることで、インク滴の飛翔曲がりを抑制するようにした記録ヘッ
ドが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００６】
また、ノズル開口の内壁面に螺旋状の凹凸を設け、吐出されるインクに螺旋流を発生さ
せることで、インクに回転力を有する渦流を生じさせて飛翔曲がりを抑制するようにした
記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献３及び４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−２２２９７０号公報
【特許文献２】特許第２６５０９４４号公報
【特許文献３】特開昭５８−１９９１６０号公報
【特許文献４】特開２００６−２２４５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び２のように、ノズル開口に連通する流路内にガイド部材
を設けただけでは、インク滴の高速度吐出や、インクの物性によっては、インク滴が液面
から分離する位置が、インク滴の噴射方向にシフトし、ガイド部材が分離されるインク滴
のガイドとして機能せずに、飛翔曲がりを抑制することができないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献３及び４のように、インクに渦流を形成させるノズル開口の内壁面の凹
凸は、実際のインク流動においては、吐出方向への抵抗成分としての効果が主となり、イ
ンク滴を分離させるモーメントを与える効果は小さいことから、インク滴の飛翔曲がりを
抑制することができないという問題がある。
【００１０】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体
を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑み、液滴の飛翔曲がりを抑制して、被噴射媒体への着弾位
置精度を向上した液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供する
ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口と、該ノズル開口に連
通する流路内に圧力変化を生じさせて、前記ノズル開口から液体を噴射させる圧力発生手
段と、前記ノズル開口の中心から液体噴射面よりも突出して設けられると共に、外周に螺
旋状の凸部が設けられた針部材と、前記針部材の前記液体噴射面からの突出量を調整する
調整手段と、を具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、針部材の螺旋状の凸部によって、ノズル開口の液体のメニスカスに回
転力を与えることができると共に、液滴が吐出しようとする回転と、メニスカスが引き込
まれる際の回転とを反対方向にすることができるため、回転力によって液滴をメニスカス
から分離することができる。また、ノズル開口の液滴の吐出方向に突出した位置で液滴を
分離することができるため、ノズル開口の内壁面や縁部等の影響を抑制して、尾部の位置
や大きさの制御を行うことができ、液滴の飛翔曲がりを抑制することができる。さらに、
調整手段によって針部材の突出量を調整することで、キャップ部材によるキャッピングや
ブレード部材によるワイピングなどのクリーニング時に針部材を引き込ませて、針部材が
邪魔になることがなく、針部材の破損を抑制することができると共にクリーニングを確実
に行うことができる。
【００１３】
ここで、前記針部材は、前記流路の内壁の前記ノズル開口に相対向する領域に設けられ
た円錐形状の台座と、該台座の先端に固定された針部と、を具備し、該針部の外周に螺旋
状の前記凸部が設けられていることが好ましい。これによれば、台座の先端に針部を容易
に且つ確実に形成することができる。
【００１４】
また、前記圧力発生手段が、前記流路の隔壁を画成する振動板を変位させるものである
と共に、前記針部材が、前記振動板が延設されて当該振動板の変位しない領域に設けられ
ていることが好ましい。これによれば、針部材が圧力発生手段の駆動によって移動される
ことがなく、飛翔曲がりを抑制することができる。また、振動板を変位させることによっ
て、針部材の突出量を容易に調整することができる。
【００１５】
また、前記調整手段が、前記振動板の前記針部材とは反対側の面の雰囲気を負圧とする
負圧発生手段からなり、該負圧発生手段が、前記振動板を変形させることで、前記針部材
の突出量を調整することが好ましい。これによれば、負圧発生手段によって、針部材の突
出量を容易に調整することができる。
【００１６】
また、前記針部材及び当該針部材が固定された前記振動板上には、磁性材料からなる吸
着板が設けられており、前記調整手段が、前記振動板の前記針部材とは反対側に設けられ
た電磁石からなることが好ましい。これによれば、電磁石と吸着板によって、針部材の突
出量を容易に調整することができる。
【００１７】
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを複数具備することを特徴と
する液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる態様では、飛翔曲がりを抑制して印刷品質を向上した液体噴射ヘッドユニットを
実現できる。また、クリーニング動作を容易に行うことができる。
【００１８】
また、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液
体噴射装置にある。
かかる態様では、飛翔曲がりを抑制して印刷品質を向上した液体噴射装置を実現できる
。また、クリーニング動作を容易に行うことができる。
【００１９】
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドユニットを具備することを特
徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、飛翔曲がりを抑制して印刷品質を向上すると共に、クリーニング動作
等を確実に行うことができる液体噴射装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの動作を示す要部拡大断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの動作を示す要部拡大断面図である。
【図５】実施形態１に係る記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図６】実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。
【図７】実施形態２に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。
【図８】実施形態３に係る記録ヘッドの断面図である。
【図９】実施形態３に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット
式記録ヘッドの圧力発生室の長手方向の断面図であり、図１（ｂ）は、インクジェット式
記録ヘッドの圧力発生室の短手方向の要部断面図であり、図２は、図１（ａ）の要部を拡
大した断面図である。
【００２２】
図１に示すように、インクジェット式記録ヘッドＩ（以下、記録ヘッドＩとも言う）を
構成する流路形成基板５０はシリコン単結晶基板からなり、その一方面側の表層部分には
、複数の隔壁５１によって画成された圧力発生室５２がその幅方向（短手方向）に並設さ
れている。また、各圧力発生室５２の長手方向一端部側には、各圧力発生室５２に液体の
一例であるインクを供給するためのリザーバー５３が液体供給路の一例であるインク供給
路５４を介して連通されている。また、流路形成基板５０の圧力発生室５２の開口面側は
振動板５５で封止され、他方面側にはノズル開口５６が穿設されたノズル形成部材の一例
であるノズルプレート５７が接着剤や熱溶着フィルムを介して接着されている。
【００２３】
流路形成基板５０上に形成された振動板５５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材か
らなる弾性膜５５ａと、この弾性膜５５ａを支持する、例えば、金属材料等からなる支持
板５５ｂとの複合板で形成されており、弾性膜５５ａ側が流路形成基板５０に接合されて
いる。例えば、本実施形態では、弾性膜５５ａは、厚さが数μｍ程度のＰＰＳ（ポリフェ
ニレンサルファイド）フィルムからなり、支持板５５ｂは、厚さが数十μｍ程度のステン
レス鋼板（ＳＵＳ）からなる。また、振動板５５の各圧力発生室５２に対向する領域内に
は、圧電素子１１の先端部が当接するアイランド部５９が設けられている。すなわち、振
動板５５の各圧力発生室５２の周縁部に対向する領域に他の領域よりも厚さの薄い第１の
薄肉部６０が形成されて、この第１の薄肉部６０の内側にそれぞれアイランド部５９が設
けられている。また、本実施形態では、振動板５５のリザーバー５３に対向する領域に、
第１の薄肉部６０と同様に、支持板５５ｂがエッチングにより除去されて実質的に弾性膜
５５ａのみで構成されるコンプライアンス部６１が設けられている。なお、このコンプラ
イアンス部６１は、リザーバー５３内の圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部
６１の弾性膜５５ａが変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバー５３内の圧力
を常に一定に保持する役割を果たす。
【００２４】
また、本実施形態では、振動板５５のノズル開口５６に相対向する領域にも、第１の薄
肉部６０と同様に、支持板５５ｂがエッチングにより除去されて実質的に弾性膜５５ａの
みで構成される第２の薄肉部６２が設けられている。
【００２５】
そして、振動板５５のノズル開口５６に相対向する領域の第２の薄肉部６２には、針部
材１００が設けられている。
【００２６】
図２に示すように、針部材１００は、振動板５５のノズル開口５６に相対向する領域に
固定された円錐状のベース部１０１と、ベース部１０１の先端に固定されてノズル開口５
６の中心から液体噴射面よりも突出して設けられた針部１０２と、を具備する。
【００２７】
ベース部１０１は、例えば、金属や樹脂等の材料からなり、各ノズル開口５６の中心に
その先端が位置するように底面が振動板５５の弾性膜５５ａに固定されている。このよう
なベース部１０１は、ノズル開口５６の配置に対応して設ける必要があるため、ベース部
１０１は、例えば、ノズルプレート５７を用いて形成することができる。ベース部１０１
のノズルプレート５７を用いた形成方法としては、例えば、ノズルプレート５７のノズル
開口５６内に光硬化樹脂を充填し、光硬化樹脂にノズル開口５６の斜め方向から光を照射
することで、円錐形状のベース部１０１を形成することができる。このように形成したベ
ース部１０１をノズル開口５６から取り出す前に、シート状の弾性膜５５ａに接着すれば
、針部材１００をノズル開口５６と同じ間隔で弾性膜５５ａ上に配置することができる。
【００２８】
また、針部１０２は、ベース部１０１の先端に固定されて、ノズル開口５６の略中心を
通り、先端が液体噴射面（ノズル開口５６が開口するノズルプレート５７の表面）から液
体噴射方向に突出して設けられている。このような針部１０２の外周には、螺旋状の凸部
１０３が形成されることで、螺旋状の凹凸が設けられている。このような針部１０２とし
ては、例えば繊維状の材料（例えば、炭素繊維）を複数本束ねることで形成してもよく、
また、複数本の線状部材を寄り合わせることで形成してもよい。また、針部１０２は、光
学活性基を持つ分子の自己集積体によって形成することもできる。本実施形態では、針部
１０２を、特開平９−１４３１９３号公報に記載のねじれ構造をもつ極細繊維状構造体で
形成するようにした。ちなみに、このようなねじれ構造をもつ極細繊維状構造体は、円錐
形状を有するベース部１０１の先端に結晶成長により容易に形成することができる。
【００２９】
このような針部材１００は、第２の薄肉部６２上に保持されることで、ノズル開口５６
のインク滴の吐出方向に移動自在に設けられている。
【００３０】
一方、振動板５５上には、図示しない複数の液体貯留体の一例であるインクカートリッ
ジに接続される液体供給路の一例であるインク供給路を有するヘッドケース５８が固定さ
れており、且つこのヘッドケース５８には、圧電素子ユニット１０が高精度に位置決めさ
れて固定されている。すなわち、ヘッドケース５８は、貫通した収容部５８ａが設けられ
ており、この収容部５８ａの一方の内面に圧電素子ユニット１０が、各圧電素子１１の先
端が振動板５５上の各圧力発生室５２に対応する領域に設けられた各アイランド部５９に
当接されて固定されている。
【００３１】
ここで、圧電素子ユニット１０は、複数の圧電素子１１がその幅方向に一体的に形成さ
れた圧電素子形成部材１３と、圧電素子形成部材１３の先端部（一端部）側が自由端とな
るようにその基端部（他端部）側が固定端として接合される固定板１４とを有する。
【００３２】
圧電素子形成部材１３は、圧電材料１５と、圧電素子１１の２つの極を構成する電極形
成材料１６、１７とを縦に交互に挟んで積層することにより形成されている。
【００３３】
この圧電素子形成部材１３には、例えば、ワイヤソー等によって複数のスリット１８が
形成され、その先端部側が櫛歯状に切り分けられることで、複数の圧電素子１１が並設さ
れている。このような、圧電素子１１は、固定板１４に接合される領域が振動に寄与しな
い不活性領域となっており、圧電素子１１を構成する電極形成材料１６、１７間に電圧を
印加すると、固定板１４に接合されていない先端部側の領域のみが振動する。
【００３４】
このような圧電素子ユニット１０は、図１に示すように、固定板１４の圧電素子形成部
材１３が固定された面とは反対側の面がヘッドケース５８の収容部５８ａに固定されて、
圧電素子１１の自由端である先端部が、振動板５５のアイランド部５９に固定される。
【００３５】
また、ヘッドケース５８上には、回路基板３０の各配線３１がそれぞれ接続される複数
の導電パッド３２が設けられた配線基板３３が固定されており、ヘッドケース５８の収容
部５８ａは、この配線基板３３によって実質的に塞がれている。配線基板３３には、ヘッ
ドケース５８の収容部５８ａに対向する領域にスリット状の開口部３４が形成されており
、回路基板３０はこの配線基板３３の開口部３４から収容部５８ａの外側に折り曲げられ
て引き出されている。
【００３６】
ここで、圧電素子ユニット１０を構成する回路基板３０は、例えば、本実施形態では、
圧電素子１１を駆動するための駆動ＩＣ（図示なし）が搭載されたチップオンフィルム（
ＣＯＦ）からなる。そして、回路基板３０の各配線３１は、その基端部側では、例えば、
半田、異方性導電材等によって圧電素子１１を構成する電極形成材料１６，１７に電気的
に接続されている。一方、先端部側では、各配線３１は配線基板３３の各導電パッド３２
に接合されている。具体的には、配線基板３３の開口部３４から収容部５８ａの外側に引
き出された回路基板３０の先端部が配線基板３３の表面に沿って折り曲げられた状態で、
各配線３１は配線基板３３の各導電パッド３２に接合されている。
【００３７】
また、ヘッドケース５８には、針部材１００の液体噴射面からの突出量を調整する調整
手段が設けられている。本実施形態では調整手段として、振動板５５の針部材１００が設
けられた面とは反対側の面、すなわち、第２の薄肉部６２のヘッドケース５８側の雰囲気
を負圧にする負圧発生手段１１０が設けられている。負圧発生手段１１０は、ヘッドケー
ス５８に設けられた第２の薄肉部６２に相対向する領域に設けられた針部材用圧力室１１
１と、針部材用圧力室１１１に連通路１１２及び管部材１１３を介して接続されたポンプ
１１４と、を具備する。ここで、ポンプ１１４は、針部材用圧力室１１１を吸引する真空
ポンプ等を用いることができる。
【００３８】
このような負圧発生手段１１０では、ポンプ１１４によって針部材用圧力室１１１内を
負圧にすると、振動板５５の第２の薄肉部６２が針部材用圧力室１１１内に変形し、針部
材１００をノズル開口５６から遠ざける方向に移動する。これにより、ノズル開口５６か
ら突出していた針部材１００を、液体噴射面よりも内側、すなわち、流路（ノズル開口５
６や圧力発生室５２等）の内部に引き込ませて、液体噴射面から突出しないようにするこ
とができる。このように針部材１００を液体噴射面から突出させないようにすることで、
インクジェット式記録ヘッドＩをインクジェット式記録装置に搭載した際に、液体噴射面
をゴムブレード等のワイパーで拭うクリーニング動作や、非印刷時に液体噴射面をキャッ
ピング部材でキャップして、ノズル開口近傍のインクの乾燥を防ぐキャッピング動作や、
キャッピング部材内を負圧にして、ノズル開口５６から流路内のインクや気泡等を吸引す
る吸引動作などを容易に行うことができる。ちなみに、針部材が液体噴射面から突出した
ままの状態では、クリーニング動作、キャッピング動作及び吸引動作等を行うことが困難
である。
【００３９】
このようなインクジェット式記録ヘッドＩでは、インク滴を吐出する際に、圧電素子１
１及び振動板５５の変形によって各圧力発生室５２の容積を変化させて所定のノズル開口
５６からインク滴を吐出させるようになっている。具体的には、図示しないインクカート
リッジからリザーバー５３にインクが供給されると、インク供給路５４を介して各圧力発
生室５２にインクが分配される。実際には、圧電素子１１に電圧を印加することにより圧
電素子１１を収縮させる。これにより、振動板５５が圧電素子１１と共に変形されて圧力
発生室５２の容積が広げられ、圧力発生室５２内にインクが引き込まれる。そして、ノズ
ル開口５６に至るまで内部にインクを満たした後、配線基板３３を介して供給される記録
信号に従い、圧電素子１１の電極形成材料１６，１７に印加していた電圧を解除する。こ
れにより、圧電素子１１が伸張されて元の状態に戻ると共に振動板５５も変位して元の状
態に戻る。結果として圧力発生室５２の容積が収縮して圧力発生室５２内の圧力が高まり
ノズル開口５６からインク滴が吐出される。
【００４０】
ここで、ノズル開口５６のメニスカスの動きについてさらに詳細に図３を参照して説明
する。なお、図３は、インクジェット式記録ヘッドの動作を示す要部拡大断面図である。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、圧電素子１１の駆動によって圧力発生室５２の容積を減少さ
せると、ノズル開口５６のインクのメニスカスＰ_１が、針部材１００にガイドされて柱状
に盛り上がる。このとき、針部材１００の外周面には、螺旋状の凸部１０３が設けられて
いるため、インク（メニスカスＰ_１）は例えば、図中下から見て反時計回りの渦流が発生
する。
【００４２】
そして、図３（ｂ）に示すように、圧力発生室５２の容積を増大させることで、ノズル
開口５６のメニスカスＰ_２を圧力発生室５２側に引き込む。このとき、柱状に成長したイ
ンクの先端Ｐ_３は、その慣性力によって吐出する方向に移動し、図中下から見て反時計回
りに回転する。これに対して、メニスカスＰ_２は、圧力発生室５２側に引き込まれると、
針部材１００の螺旋状の凸部１０３によって図中下から見て時計回りの渦流が発生する。
すなわち、柱状に成長したインクの先端Ｐ_３と、インクのメニスカスＰ_２（液面）とは互
いに反対回りの渦流が発生することになり、柱状に成長したインクの先端Ｐ_３がせん断さ
れて、インク滴として吐出される。
【００４３】
このように、ノズル開口５６に外周に螺旋状の凸部１０３が形成された針部材１００を
液体噴射面から突出させて設けることで、インク滴を吐出した際の液面との分離をせん断
応力によって確実に行うことができる。このように、インク滴のせん断を回転によって行
うと共に、針部材は、液体噴射面から突出して設けられているため、インク滴のせん断を
ノズル開口５６から突出した位置で行うことで、ノズル開口５６の内壁面や縁部による影
響を低減することができる。したがって、インク滴の分離挙動や位置を効果的に制御する
ことができる。
【００４４】
また、ノズル開口５６内において最もインクの変位が大きなノズル開口５６の中心に、
外周面に螺旋状の凸部１０３が設けられた針部材１００を設けることで、インクに対して
回転力をより効果的に付与することができる。
【００４５】
そして、このようにインクを吐出した後は、図４（ａ）に示す、針部材１００がノズル
開口５６から突出した状態から、図４（ｂ）に示すように、負圧発生手段１１０のポンプ
１１４によって針部材１００の突出量を調整して、針部材１００がノズル開口５６から突
出しない位置まで移動する。これにより、インク吐出時以外のクリーニング動作時や、キ
ャッピング動作時及び吸引動作時に針部材１００が邪魔になることがない。
【００４６】
もちろん、調整手段である負圧発生手段１１０による針部材１００の突出量の調整は、
クリーニング動作、キャッピング動作及び吸引動作などに限定されず、例えば、重量の異
なるインク滴を吐出する際に、針部材１００の突出量を調整するようにしてもよい。ちな
みに、重量が異なるインク滴は、柱状のメニスカスから分離する位置が異なるため、最も
効果的に分離できるように針部材の突出量を変更することで、尾部の長さ等を制御するこ
とができる。
【００４７】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩは、インクカートリッジ等と連
通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記
録装置に搭載される。図５は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である
。
【００４８】
図５に示すように、インクジェット式記録装置ＩＩは、それぞれインクジェット式記録
ヘッドＩを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを具備する。記録ヘッドユニット１Ａ
及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ
、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付
けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１
Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出す
るものとしている。
【００４９】
そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を
介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキ
ャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５
に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙
等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになって
いる。
【００５０】
さらに、インクジェット式記録装置ＩＩの非印刷領域には、非印刷時に記録ヘッドＩの
ノズル開口５６を封止することによりノズル開口５６の乾燥を防止すると共に、記録ヘッ
ドＩの液体噴射面に負圧を作用させてクリーニング動作をする吸引手段９が設けられてい
る。
【００５１】
また、非印刷領域には、図示しないが、記録ヘッドＩの液体噴射面をワイピングするブ
レード部材が設けられている。
【００５２】
このような吸引手段９やブレード部材によるクリーニング時に、上述のように調整手段
である負圧発生手段１１０によって針部材１００を液体噴射面から突出させないようにす
ることで、針部材１００の破壊を抑制すると共に、クリーニングを確実に行わせることが
できる。
【００５３】
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録
ヘッドの断面図であり、図７は、実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの動作を
示す要部拡大断面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付
して重複する説明は省略する。
【００５４】
図６に示すように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩに設けられた調整手段
は、第２の薄肉部６２のヘッドケース５８側の雰囲気を負圧にする負圧発生手段１１０Ａ
である。
【００５５】
負圧発生手段１１０Ａは、ヘッドケース５８に設けられた第２の薄肉部６２に相対向す
る領域に設けられた針部材用圧力室１１１と、針部材用圧力室１１１に連通路１１２及び
管部材１１３を介して接続されたポンプ１１４Ａと、を具備する。ここで、ポンプ１１４
Ａは、針部材用圧力室１１１内に気体を送風する送風ポンプ等である。
【００５６】
また、針部材用圧力室１１１は、外部連通孔１１５を介して外部と連通しており、ポン
プ１１４Ａによって針部材用圧力室１１１内に気体を送風すると、外部連通孔１１５を介
して外部に排出される。このとき、図７に示すように、第２の薄肉部６２は、ベルヌーイ
の定理によって負圧となり、第２の薄肉部６２は、針部材用圧力室１１１内に引き込まれ
、針部材１００が液体噴射面から突出しない位置まで移動される。
【００５７】
また、インク吐出時には、ポンプ１１４Ａによる送風を停止することで、図６に示すよ
うに、針部材１００は、ノズル開口５６から突出した状態となる。
【００５８】
（実施形態３）
図８は、本発明の実施形態３に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録
ヘッドの断面図であり、図９は、実施形態３のインクジェット式記録ヘッドの動作を示す
要部拡大断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重
複する説明は省略する。
【００５９】
図８に示すように、実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩに設けられた調整手段１
１０Ｂは、第２の薄肉部６２に設けられた磁性材料からなる吸着板１１６と、吸着板１１
６を電磁力で吸着する電磁石１１７と、を具備する。
【００６０】
吸着板１１６は、振動板５５の第２の薄肉部６２のヘッドケース５８側に設けられた鉄
等の磁性材料からなる。
【００６１】
また、電磁石１１７は、ヘッドケース５８の針部材用圧力室１１１内の吸着板１１６に
相対向する位置に、吸着板１１６と離反した位置に設けられたものである。
【００６２】
このような調整手段１１０Ｂでは、図９に示すように、電磁石１１７の電磁力によって
吸着板１１６を吸着することで、針部材１００を液体噴射面から突出しないようにノズル
開口５６内に引き込ませることができる。
【００６３】
また、インクの吐出時には、電磁石による吸着を解除することで、図８に示すように、
針部材１００はノズル開口５６から突出した状態となる。
【００６４】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに
限定されるものではない。
【００６５】
例えば、上述した各実施形態では、針部材１００に螺旋状の凹凸を凸部１０３によって
設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、溝状の凹部によって螺旋状の凹凸
を形成してもよい。
【００６６】
また、上述した各実施形態では、流路（圧力発生室）に圧力変化を生じさせる圧力発生
手段として、圧電材料１５と電極形成材料１６，１７とを交互に積層させて軸方向に伸縮
させる縦振動型の圧電素子１１を例示したが、圧力発生手段は、特にこれに限定されるも
のではなく、圧電材料１５と電極形成材料１６、１７とを交互に積層させて積層方向の一
端部をアイランド部５９に当接させる横振動型の圧電素子を用いるようにしてもよい。
【００６７】
また、圧力発生手段としては、例えば、下電極、圧電材料からなる圧電体層及び上電極
を成膜及びリソグラフィー法によって形成した薄膜型の圧電素子を用いてもよく、また、
グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電素子を使用することも
できる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発
熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間
に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出
させるものなども使用することができる。
【００６８】
また、上述したインクジェット式記録装置ＩＩでは、インクジェット式記録ヘッドＩ（
ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例
示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドＩが固定されて
、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装
置にも本発明を適用することができる。
【００６９】
また、上述した例では、インクジェット式記録ヘッドＩをそれぞれ有するヘッドユニッ
ト１Ａ、１Ｂをインクジェット式記録装置ＩＩに搭載するようにしたが、各ヘッドユニッ
ト１Ａ、１Ｂには、それぞれ複数のインクジェット式記録ヘッドＩが搭載されていてもよ
く、また、単数又は複数のインクジェット式記録ヘッドＩが直接インクジェット式記録装
置ＩＩに搭載されていてもよい。
【００７０】
なお、上述した実施形態１においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式
記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたもので
あり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その
他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の
記録ヘッド、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ディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電
極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ
る。
【符号の説明】
【００７１】
Ｉインクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、ＩＩインクジェット式記録
装置（液体噴射装置）、１０圧電素子ユニット、１１圧電素子、１３圧電素
子形成部材、１４固定板、１６、１７電極形成材料、１８スリット、３０
回路基板、３１配線、３２導電パッド、３３配線基板、５０流路形成
基板、５２圧力発生室、５５振動板、５６ノズル開口、５８ヘッドケー
ス、５９アイランド部、６０薄肉部、６１コンプライアンス部、１００
針部材、１０１ベース部、１０２針部、１０３凸部、１１０、１１０Ａ、
１１０Ｂ調整手段（負圧発生手段）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口と、
該ノズル開口に連通する流路内に圧力変化を生じさせて、前記ノズル開口から液体を噴
射させる圧力発生手段と、
前記ノズル開口の中心から液体噴射面よりも突出して設けられると共に、外周に螺旋状
の凸部が設けられた針部材と、
前記針部材の前記液体噴射面からの突出量を調整する調整手段と、を具備することを特
徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記針部材は、前記流路の内壁の前記ノズル開口に相対向する領域に設けられた円錐形
状の台座と、該台座の先端に固定された針部と、を具備し、該針部の外周に螺旋状の前記
凸部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記圧力発生手段が、前記流路の隔壁を画成する振動板を変位させるものであると共に
、前記針部材が、前記振動板が延設されて前記圧力発生手段の駆動により振動しない領域
に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記調整手段が、前記振動板の前記針部材とは反対側の面の雰囲気を負圧とする負圧発
生手段からなり、該負圧発生手段が、前記振動板を変形させることで、前記針部材の突出
量を調整することを特徴とする請求項３記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記針部材及び当該針部材が固定された前記振動板上には、磁性材料からなる吸着板が
設けられており、前記調整手段が、前記振動板の前記針部材とは反対側に設けられた電磁
石からなることを特徴とする請求項３記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを複数具備することを特徴とする液
体噴射ヘッドユニット。
【請求項７】
請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴
射装置。
【請求項８】
請求項６記載の液体噴射ヘッドユニットを具備することを特徴とする液体噴射装置。

【図１】