液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
【課題】長期間に亘ってノズル開口近傍の液体の乾燥を抑制することができると共に装置
の小型化が可能となる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ノズル開口２１に連通する圧力発生室１２と、該圧力発生室１２に圧力変化
を生じさせるアクチュエーター装置３００と、を具備し、前記ノズル開口２１の吐出面側
には、当該ノズル開口２１を開閉する開閉手段２００が設けられている。
の小型化が可能となる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ノズル開口２１に連通する圧力発生室１２と、該圧力発生室１２に圧力変化
を生じさせるアクチュエーター装置３００と、を具備し、前記ノズル開口２１の吐出面側
には、当該ノズル開口２１を開閉する開閉手段２００が設けられている。
【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及びインクジェット式記録
装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式プリンターやプロッター等のインクジェット式記録装置に代表される
液体噴射装置は、液体カートリッジや液体タンク等の液体貯留手段に貯留された液体を、
液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドを有する。
【０００３】
ここで、液体噴射ヘッドとしては、ノズル開口に連通する圧力発生室と、圧力発生室に
圧力変化を生じさせてノズル開口から液滴を吐出させる圧力発生手段とを具備する。そし
て、液体噴射ヘッドに搭載される圧力発生手段としては、例えば、縦振動型の圧電素子、
撓み振動型の圧電素子、発熱素子及び静電気力を用いたものなどが挙げられる。
【０００４】
これらの液体噴射ヘッドでは、液体カートリッジ交換時や液体内に含まれる気泡が流路
内に残留し、ドット抜け等の印刷不良が発生する場合がある。そのため、液体噴射装置に
は、ノズル開口を介して流路内の液体を吸引する吸引装置が接続されたキャップ部材が設
けられている。
【０００５】
このキャップ部材によれば、液体噴射ヘッドの端面にキャッピングしてノズル開口から
流路内の液体を吸引する吸引動作を行うことで、流路内にインクを充填してドット抜け等
の印刷不良を防止することができる。
【０００６】
しかしながら、液体噴射ヘッドが大型化（ノズル開口が多列化）するに伴い、全てのノ
ズル開口を覆うにはキャップ部材も大型化する必要があり、インクジェット式記録装置が
大型化してしまう。このことから、全てのノズル開口を覆わない小型のキャップ部材を設
け、キャップ部材を移動させながら全てのノズル開口の吸引動作を行う液体噴射装置が提
案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、ノズル開口を不揮発性のシール液体で覆い、ノズル開口近傍の液体の乾燥を抑制
するインクジェット式記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１２３７１号公報
【特許文献２】特開２０００−１２７４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の構成では、キャップ部材を小型化することはできるものの
、小型のキャップ部材では、全てのノズル開口を同時に覆うことができず、ノズル開口近
傍の液体の乾燥を抑制することができないという問題がある。
【００１０】
また、キャップ部材以外に、全てのノズル開口を覆う保護キャップを設けることで、ノ
ズル開口近傍の液体の乾燥を抑制することができるものの、保護キャップは全てのノズル
開口を覆う大きさが必要であり、装置の小型化を図ることができないという問題がある。
【００１１】
さらに、特許文献２のように、シール液体でノズル開口を覆ったとしても、シール液体
自体の経時変化により長期間の効果を維持することは困難であるという問題がある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑み、長期間に亘ってノズル開口近傍の液体の乾燥を抑制す
ることができると共に装置の小型化が可能となる液体噴射ヘッド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】
【００１３】
上記課題を解決する本発明の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生
室に圧力変化を生じさせるアクチュエーター装置と、を具備し、前記ノズル開口の吐出面
側には、当該ノズル開口を開閉する開閉手段が設けられてい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、記録装置ではなく、液体噴射ヘッドの開閉手段を設けることで、記録
装置側にノズル開口を覆うキャップ部材が不要となり、装置を小型化することができる。
また、液体噴射ヘッド自体に開閉手段が設けられているため、ノズル開口を開閉するタイ
ミングに制限が無く、確実にノズル開口近傍の液体の乾燥を抑制することができると共に
、ノズル開口の保護を確実に行うことができる。
【００１４】
ここで、前記開閉手段は、開閉制御手段によって制御されると共に、該開閉制御手段は
、前記ノズル開口から液体を噴射するときは、前記開閉手段によって前記ノズル開口を開
口し、且つ前記ノズル開口から液体を噴射しないときは、前記開閉手段によって前記ノズ
ル開口を閉口することが好ましい。これによれば、開閉制御手段によって、所望のタイミ
ングで開閉手段によるノズル開口の開閉を行うことができる。
【００１５】
また、前記開閉制御手段は、前記アクチュエーター装置を駆動することにより、前記ノ
ズル開口の液体のメニスカスを前記開閉手段とは反対側に後退させた後に、前記開閉手段
を閉口することが好ましい。これによれば、開閉手段がノズル開口を開閉した際に、ノズ
ル開口の液体のメニスカスが破壊されるのを抑制することができる。
【００１６】
また、前記開閉手段は、前記ノズル開口の吐出面側を覆う開閉部と、該開閉部を駆動す
る駆動手段とを具備することが好ましい。これによれば、開閉部を駆動手段によって駆動
して確実にノズル開口を閉口することができる。
【００１７】
また、前記開閉部の少なくとも前記ノズル開口に相対向する領域は撥水処理されている
ことが好ましい。これによれば、開閉部がノズル開口を覆った際に、撥水処理によって液
体のメニスカスが破壊されるのを低減することができる。
【００１８】
また、前記開閉手段は、前記ノズル開口の開口状態及び閉口状態の何れか一方又は両方
を維持するロック機構を有することが好ましい。これによれば、ノズル開口を開口して液
体を吐出している最中に液体噴射ヘッドの移動による慣性力等によってノズル開口が閉口
することがなく、また、電源切断時などに閉口していたノズル開口を開口することがない
。
【００１９】
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、ノズル開口を覆うキャップ部材が不要又は小型化することができ、液
体噴射装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１に係る記録装置の概略図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図５】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６】実施形態１に係る記録ヘッドの制御構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図８】実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図９】実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図１０】実施形態２に係る記録ヘッドの平面図である。
【図１１】実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。
【図１２】実施形態２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１３】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図１４】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図１５】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す平面図である。
【図１６】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す平面図である。
【図１７】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す平面図である。
【図１８】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す断面図である。
【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は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装
置を示す概略図である。
【００２２】
図１に示すように、インクジェット式記録装置Ｉは、インクジェット式記録ヘッドＩＩ
を有するヘッドユニット１Ａ、１Ｂを有する。インクジェット式記録ヘッドＩＩ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に軸方向である主走査方向に移動自在に設けられている。このヘッドユニット１Ａ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。
【００２３】
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、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（主走査方向）。本実施形態では、キャリッ
ジ３の移動方向である主走査方向に沿ってヘッドユニット１Ａ、１Ｂが並設されている。
【００２４】
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
巻き掛けられて主走査方向と交差する副走査方向に搬送されるようになっている。
【００２５】
このようなインクジェット式記録装置Ｉでは、インクカートリッジ２Ａ、２Ｂの初期装
着時や交換時、印刷動作中のインクに含まれる気泡などにより、流路内に気泡が残留し、
この気泡が流路内（特に後述する圧力発生室）の圧力変動を吸収してしまうことからイン
ク滴の吐出が正常に行われず、ドット抜け等の印刷不良が発生する虞がある。そのため、
インクジェット式記録装置Ｉの非印刷領域には、後述するノズル開口から流路内のインク
と共に気泡を吸引する吸引手段１３０が設けられている。
【００２６】
吸引手段１３０は、インクジェット式記録ヘッドＩＩのノズル開口を覆うキャップ部材
１３１と、このキャップ部材１３１にチューブ１３２を介して接続された、例えば真空ポ
ンプ等の吸引装置１３３とで構成されている。
【００２７】
キャップ部材１３１は、インクジェット式記録ヘッドＩＩのインクが吐出される吐出面
に相対向して設けられている。このキャップ部材１３１は、複数のノズル開口の全てを覆
う大きさではなく、１個から複数個のノズル開口を選択的に覆う大きさで設けられている
。本実施形態では、キャップ部材１３１は、ヘッドユニット１Ａ、１Ｂの主走査方向の長
さよりも短くして、キャリッジ３をキャップ部材１３１に対して主走査方向に移動させる
ことで、幅狭のキャップ部材１３１によって、全てのノズル開口をキャッピングできるよ
うにしている。これにより、キャップ部材１３１として、全てのノズル開口を覆う大きさ
が不要となり、インクジェット式記録装置Ｉの小型化を図ることができる。
【００２８】
このような構成の吸引手段１３０では、キャップ部材１３１を後述するインクジェット
式記録ヘッドＩＩの吐出面に当接し、吸引装置１３３に吸引動作を行わせることでキャッ
プ部材１３１の内部を負圧として、ノズル開口から流路内のインクを気泡と共に吸引して
吸引動作を行う。そして、上述のように、吸引動作を行いながらキャリッジ３を主走査方
向に移動させることで、吸引手段１３０によって全てのノズル開口の吸引動作を行うこと
ができる。
【００２９】
ここで、このようなインクジェット式記録装置Ｉに搭載されるインクジェット式記録ヘ
ッドＩＩについて説明する。なお、図２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概略構成を示す分解斜視図であり、図３は、イ
ンクジェット式記録ヘッドの吐出面側の平面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ′断面図で
あり、図５は、記録ヘッドの動作を示す要部拡大断面図である。
【００３０】
図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態ではシリコン単結晶基板からなり、
その一方の面には二酸化シリコンを主成分とする弾性膜５０が形成されている。
【００３１】
流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方
向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域に
は連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設
けられたインク供給路１４及び連通路１５を介して連通されている。連通部１３は、後述
する保護基板のリザーバー部３１と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリ
ザーバーの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成さ
れており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持して
いる。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成し
たが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を
絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。
【００３２】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反
対側の端部近傍に連通するノズル開口２１を有するノズルプレート２０が、接着剤や熱溶
着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えばガラスセラ
ミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００３３】
ここで、本実施形態のノズルプレート２０は、板形状を有するベース部２２と、ベース
部２２に埋設された段差部２３とで構成されている。
【００３４】
ベース部２２は、板状部材からなり、複数のノズル開口２１が設けられる領域に亘って
連続して設けられた厚さ方向に貫通した溝部２４が設けられている。この溝部２４は、イ
ンク滴が吐出される吐出面側にノズル開口２１の並設方向とは交差する方向の幅が幅広な
幅広部２４ａと、圧力発生室１２側に幅広部２４ａよりも幅狭な幅狭部２４ｂとを有する
。
【００３５】
そして、ベース部２２の溝部２４の幅広部２４ａには、段差部２３が嵌合している。こ
のような段差部２３は、ベース部２２の溝部２４の幅広部２４ａ内に厚さ方向の一部が埋
設されることで、ベース部２２の表面から突出して設けられている。すなわち、段差部２
３は、幅広部２４ａの深さよりも厚い部材からなり、幅広部２４ａと略同等の幅を有する
ことで、幅広部２４ａと幅狭部２４ｂとの間の段差に底面が当接して、その一部がベース
部２２よりも突出する。
【００３６】
また、段差部２３には、厚さ方向に貫通するノズル開口２１が設けられている。したが
って、ノズル開口２１は、ベース部２２の溝部２４の幅狭部２４ｂを介して圧力発生室１
２と連通している。
【００３７】
このようなベース部２２と段差部２３とからなるノズルプレート２０には、ノズル開口
２１の開閉を行う開閉手段２００が設けられている。
【００３８】
開閉手段２００は、本実施形態では、ノズルプレート２０の液体吐出面（インク吐出面
）側に設けられた板状部材からなり、ノズル開口２１を覆う開閉部２１０と、開閉部２１
０を駆動してノズル開口２１の開閉を行う駆動手段２２０とを具備する。
【００３９】
開閉部２１０は、ベース部２２にスペーサー２１１を介して接合されている。スペーサ
ー２１１は、図３に示すように、ベース部２２上に段差部２３を囲むように段差部２３と
所定の距離離反した状態で接着剤２１２を介して固定されている。段差部２３と開閉部２
１０との間には、スペーサー２１１によって側面が封止された空間であるチャンバー２２
１が画成されている。なお、チャンバー２２１は、段差部２３によって２つに区画されて
いる。
【００４０】
開閉部２１０は、ノズル開口２１の並設方向と交差する方向で、ノズル開口２１上で分
割された２部材からなる。そして、開閉部２１０は、スペーサー２１１に接着剤２１３を
介して接合されている。また、開閉部２１０は、段差部２３の表面、すなわち、インクの
吐出面には接合されることなく当接した状態で配置されることで、チャンバー２２１内に
凸状に変形可能となる。
【００４１】
このようなチャンバー２２１には、圧力発生室１２の並設方向の一端部側に流路形成基
板１０と詳しくは後述する保護基板３０とを貫通して設けられた圧力調整孔２２２が連通
している。圧力調整孔２２２は、段差部２３によって２つに区画されたチャンバー２２１
のそれぞれに連通するように設けられている。また、圧力調整孔２２２は、チャンバー２
２１とは反対側に圧力調整管２２３を介してポンプ２２４が接続されており、チャンバー
２２１は、圧力調整孔２２２及び圧力調整管２２３を介して接続されたポンプ２２４によ
って内部の圧力が調整可能となっている。
【００４２】
チャンバー２２１内の圧力が常圧（チャンバー２２１の外部の気圧と同等という意味）
では、図５（ａ）に示すように、２枚の板状部材で構成される開閉部２１０は、スペーサ
ー２１１と段差部２３との表面側に平坦な状態で維持されてノズル開口２１を覆い閉口す
る。
【００４３】
また、ポンプ２２４によってチャンバー２２１内の気体を吸引してチャンバー２２１内
を負圧すると、図５（ｂ）に示すように、開閉部２１０がチャンバー２２１内に凸状に変
形する。このとき、開閉部２１０は、段差部２３のチャンバー２２１側の角部を支点とし
て、ノズル開口２１側の端部が外側に移動することで、開閉部２１０の２枚の板状部材が
付き合わされた部分が開きノズル開口２１を開口する。
【００４４】
すなわち、本実施形態では、チャンバー２２１、圧力調整孔２２２、圧力調整管２２３
及びポンプ２２４が開閉部２１０を駆動する駆動手段２２０として機能する。
【００４５】
なお、本実施形態では、開閉部２１０を変形させてノズル開口２１を開口し、開閉部２
１０の弾性変形によってノズル開口２１を閉口するため、開閉部２１０としては、弾性変
形可能な材料を用いるのが好ましく、例えば、樹脂材料や金属材料等を用いることができ
る。
【００４６】
このような開閉手段２００によってノズル開口２１を開口するタイミングは、ノズル開
口２１からインクを吐出する際である。すなわち、開閉手段２００によってノズル開口２
１を閉口するタイミングは、インクジェット式記録ヘッドＩＩからインクを吐出していな
いときであり、例えば、印刷中止中や、印刷動作の途中や、インクジェット式記録装置Ｉ
の電源切断時などである。
【００４７】
なお、開閉手段２００がノズル開口２１を開閉するタイミングは、詳しくは後述する開
閉制御手段によって制御される。
【００４８】
一方、図４に示すように、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述
したように、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、絶縁体膜５５が形成されて
いる。さらに、この絶縁体膜５５上には、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０と
が、成膜及びリソグラフィー法によって積層形成されて圧電素子３００を構成している。
ここで、圧電素子３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を含む部分を
いう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び
圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパタ
ーニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加
により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部３２０という。本実施形態では、第１電極６
０を圧電素子３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電素子３００の個別電極としてい
るが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。また、ここでは、変位可能
に設けられた圧電素子３００をアクチュエーター装置と称する。なお、上述した例では、
弾性膜５０、絶縁体膜５５及び第１電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定
されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、第１電極６０の
みが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動
板を兼ねるようにしてもよい。
【００４９】
圧電体層７０は、第１電極６０上に形成されるペロブスカイト型構造を有する圧電材料
からなる。圧電体層７０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電
体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加
したもの等が好適である。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン
酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛ラン
タン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（
Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，
Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３）等を用いることができる。
【００５０】
圧電体層７０の厚さについては、製造工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、
且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く形成する。例えば、本実施形態では、圧電体層７
０を０．５〜２．０μｍ前後の厚さで形成した。
【００５１】
また、圧電素子３００の個別電極である各第２電極８０には、インク供給路１４側の端
部近傍から引き出され、絶縁体膜５５上にまで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からな
るリード電極９０が接続されている。
【００５２】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、第１電極６０
、絶縁体膜５５及びリード電極９０上には、リザーバー１００の少なくとも一部を構成す
るリザーバー部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリ
ザーバー部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２
の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通さ
れて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成している。また、
流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバー部３１
のみをリザーバーとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２の
みを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０
、絶縁体膜５５等）にリザーバーと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設
けるようにしてもよい。
【００５３】
また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻
害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子保持部３２
は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封
されていても、密封されていなくてもよい。
【００５４】
さらに、保護基板３０には、流路形成基板１０の圧力調整孔に連通する圧力調整連通孔
が設けられている。この保護基板３０に設けられた圧力調整連通孔に圧力調整管を介して
圧力ポンプが接続されて、圧力ポンプによってチャンバー内の圧力調整が行われる。
【００５５】
このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例え
ば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板
１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００５６】
また、保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられて
いる。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔
３３内に露出するように設けられている。
【００５７】
また、保護基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２
０が固定されている。この駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路
（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とは、ボン
ディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線１２１を介して電気的に接続され
ている。
【００５８】
また、このような保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプラ
イアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する
材料からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３１の一方面が封止されている。ま
た、固定板４２は、比較的硬質の材料で形成されている。この固定板４２のリザーバー１
００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザ
ーバー１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００５９】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給
手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバー１００からノズル開口２
１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１２０からの記録信号に従い、圧力発
生室１２に対応するそれぞれの第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、弾性
膜５０、絶縁体膜５５、第１電極６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、
各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００６０】
ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドＩＩを制御する制御構成について説明
する。なお、図６は、インクジェット式記録ヘッドの制御構成を示すブロック図である。
【００６１】
図６に示すように、インクジェット式記録装置Ｉでは、実際に印刷を行う機構部となる
インクジェット式記録ヘッドＩＩと、インクジェット式記録ヘッドＩＩのノズル開口２１
からインクを吸引する吸引手段１３０と、インクジェット式記録ヘッドＩＩ、開閉手段２
００及び吸引手段１３０の動作を制御する制御部４００とを具備する。
【００６２】
制御部４００は、印刷制御手段４０１、印刷位置制御手段４０２、吸引制御手段４０３
及び開閉制御手段４０４を有する。
【００６３】
印刷制御手段４０１は、インクジェット式記録ヘッドＩＩの印刷動作を制御し、例えば
、印刷信号の入力に伴ってインクジェット式記録ヘッドＩＩに設けられた駆動回路１２０
を介して圧電素子３００に駆動パルスを印加して、インクジェット式記録ヘッドにインク
を吐出させる。
【００６４】
印刷位置制御手段４０２は、インクジェット式記録ヘッドＩＩの印刷時やクリーニング
動作時（キャップ部材１３１による吸引動作やブレードによるワイピング動作）の主走査
方向及び副走査方向の位置決めを行う。詳しくは、印刷位置制御手段４０２は、駆動モー
ター６を駆動してキャリッジ３を主走査方向に移動することでインクジェット式記録ヘッ
ドＩＩの主走査方向の位置決めを行い、図示しない紙送りモーターを駆動してプラテン８
を回転し記録シートＳを副走査方向に移動することで記録シートＳに対するインクジェッ
ト式記録ヘッドＩＩの副走査方向の位置決めを行っている。そして、印刷位置制御手段４
０２は、印刷時にはインクジェット式記録ヘッドＩＩが搭載されたキャリッジ３を主走査
方向に移動させながら、記録シートＳを副走査方向に移動させる。また、クリーニング動
作時には、インクジェット式記録ヘッドＩＩが搭載されたキャリッジ３を非印刷領域に設
けられた吸引手段１３０側に移動させる。なお、ここで言うクリーニング動作とは、上述
した吸引手段１３０によってノズル開口２１から流路内のインクを吸引する吸引動作や、
特に図示していないが、インクジェット式記録ヘッドＩＩの吐出面をブレードによってワ
イピングするものも含む。
【００６５】
吸引制御手段４０３は、吸引手段１３０の吸引動作を制御する。すなわち、吸引制御手
段４０３は、所定のタイミングで吸引手段１３０の吸引装置１３３を動作させて、吸引手
段１３０によるインクジェット式記録ヘッドＩＩのノズル開口２１近傍のインクを吸引す
る吸引動作を行わせる。詳しくは、吸引制御手段４０３は、印刷位置制御手段４０２を介
してインクジェット式記録ヘッドＩＩをキャップ部材１３１に相対向する位置に移動し、
インクジェット式記録ヘッドＩＩをキャップ部材１３１でキャッピングさせて吸引装置１
３３を駆動することで吸引動作を行わせる。
【００６６】
また、本実施形態では、キャップ部材１３１は、複数のノズル開口２１の全てを覆う大
きさではなく、１個から複数個のノズル開口２１を選択的に覆う大きさで設けられている
。したがって、吸引動作時には、キャップ部材１３１とインクジェット式記録ヘッドＩＩ
とをノズル開口２１の並設された方向に相対的に移動させながら行う。インクジェット式
記録ヘッドＩＩ（キャリッジ３）を主走査方向に移動することで、キャップ部材１３１に
対して相対移動させる。このような方法によれば、キャップ部材１３１のキャッピング面
積を小さくすることができるため、キャップ部材１３１を小型化することができ、インク
ジェット式記録装置Ｉを小型化することができる。
【００６７】
開閉制御手段４０４は、インクジェット式記録ヘッドＩＩからインクが吐出されるタイ
ミング、すなわち、印刷制御手段４０１から印刷信号が出力されるタイミングに合わせて
、開閉手段２００のポンプ２２４を駆動してチャンバー２２１内を負圧とすることにより
、開閉部２１０を弾性変形させて、ノズル開口２１を開口する（図５（ｂ）参照）。また
、開閉制御手段４０４は、印刷が行われない時、すなわち、印刷制御手段４０１から印刷
信号が出力されない時には、ポンプ２２４の駆動を停止することにより、チャンバー２２
１内を常圧にして開閉部２１０を元に戻し、ノズル開口２１を閉口する（図５（ａ）参照
）。
【００６８】
ちなみに、開閉部２１０によってノズル開口２１を閉口する際には、ポンプ２２４を停
止するだけではなく、大気開放を行うようにすれば、チャンバー２２１内を容易に常圧（
外気圧と同じ圧力）にすることができる。もちろん、開閉部２１０によってノズル開口２
１を閉口する際には、ポンプ２２４によってチャンバー２２１内を加圧するようにしても
よい。チャンバー２２１内を加圧することで、開閉部２１０を迅速に且つ確実に元に戻し
てノズル開口２１を閉口することができる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態では、ノズル開口２１をインクジェット式記録ヘッド
ＩＩに設けられた開閉手段２００によって開閉するようにしたため、キャップ部材１３１
によってノズル開口２１を覆わなくても、ノズル開口２１近傍のインクの乾燥を抑制して
、乾燥したインクによる目詰まり等のインク吐出不良を抑制することができる。また、キ
ャップ部材１３１として、全てのノズル開口２１を覆わない小型のものを用いることがで
き、また、キャップ部材１３１とは別に、全てのノズル開口２１を覆う保護キャップも不
要となるため、インクジェット式記録装置Ｉを小型化することができる。
【００７０】
さらに、従来のようにキャップ部材１３１や保護キャップ等を用いることなく、インク
ジェット式記録ヘッドＩＩに設けられた開閉手段２００によってノズル開口２１を開閉す
ることができるため、インクを吐出させずにキャリッジ３を移動している際など所望のタ
イミングでノズル開口２１を開閉することができる。ちなみに、キャップ部材１３１や保
護キャップ等でノズル開口２１を覆って閉口する場合、キャップ部材１３１や保護キャッ
プは非印刷領域に設けられているため、キャリッジ３を非印刷領域まで移動しなくてはな
らないが、本実施形態の開閉手段２００によれば、キャリッジ３の移動中であっても、ノ
ズル開口２１を閉口することができるため、ノズル開口２１の保護を確実に行うことがで
きると共にキャップ部材１３１等に比べて、インクの乾燥をさらに効果的に抑制すること
ができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、インクを吐出しないときに開閉手段２００によってノズル開口
２１を閉口し、インクを吐出する際に開閉手段２００がノズル開口２１を開口するように
したが、この開閉手段２００によるノズル開口２１の開閉に連動させて、ノズル開口２１
のインクのメニスカスを圧力発生室１２側に引き込むようにしてもよい。このような例を
図７に示す。なお、図７は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの変
形例を示す要部を拡大した断面図である。
【００７２】
図７（ａ）に示すように、インクを吐出している状態、すなわち、開閉手段２００がノ
ズル開口２１を開口した状態では、インクのメニスカスＡは、ノズル開口２１の吐出面側
に存在している。
【００７３】
そして、開閉手段２００によってノズル開口２１を閉口する際には、圧電素子３００を
駆動させて、圧力発生室１２内の圧力を負圧にする。これにより、図７（ｂ）に示すよう
に、ノズル開口２１のインクのメニスカスＡが、圧力発生室１２側に後退する。このよう
にノズル開口２１のインクのメニスカスＡを後退させた後に、図７（ｃ）に示すように、
開閉手段２００によってノズル開口２１を閉口する。また、インクを吐出する際には（開
閉手段２００がノズル開口２１を開口する際には、ノズル開口２１のインクのメニスカス
を図７（ａ）に示す位置まで戻してからインクの吐出を行わせればよい。
【００７４】
このように、開閉手段２００によってノズル開口２１を閉口する際に、ノズル開口２１
のインクのメニスカスＡを圧力発生室１２側に後退させることで、開閉部２１０がノズル
開口２１のインクのメニスカスＡに直接接触してメニスカスＡを破壊するのを抑制するこ
とができる。ちなみに、開閉部２１０がノズル開口２１を閉口した際にメニスカスＡに接
触すると、開閉部２１０がノズル開口２１を開口した際にメニスカスＡが破壊されてしま
う。そして、メニスカスＡが破壊されると、所望の大きさのインク滴を所望の方向に吐出
させることができなくなってしまう。本実施形態では、開閉部２１０がノズル開口２１の
インクのメニスカスＡに接触するのを低減して、メニスカスＡの破壊を抑制することがで
きるため、所望の大きさのインク滴を所望の方向に吐出させることができ、印刷品質を向
上することができる。
【００７５】
なお、このようなノズル開口２１のインクのメニスカスＡの移動は、開閉制御手段４０
４が、印刷制御手段４０１を制御して圧電素子３００を駆動させることで行うことができ
る。
【００７６】
また、開閉手段２００の少なくともノズル開口に相対向する領域に撥水膜２１４を設け
るようにしてもよい。このような例を図８に示す。なお、図８は、本発明の実施形態１に
係るインクジェット式記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【００７７】
図８に示すように、開閉部２１０には、ノズル開口２１側の全面に亘って連続した撥水
膜２１４が設けられている。撥水膜２１４としては、特に限定されないが、例えば、フッ
素系高分子を含む金属膜や、撥水性を有する金属アルコキシドの分子膜などが挙げられる
。もちろん、撥水膜２１４は、インクの材料や開閉部２１０の材料等に基づいてその材料
を適宜選択すればよい。
【００７８】
このように、開閉部２１０のノズル開口２１に相対向する領域に撥水膜２１４を設ける
ことによって、開閉部２１０がノズル開口２１を閉口した際に、開閉部２１０がノズル開
口２１のインクのメニスカスに接触したとしても、開閉部２１０がノズル開口２１を開口
した際にノズル開口２１のメニスカスが開閉部２１０によって破壊されるのを抑制するこ
とができる。
【００７９】
また、開閉部２１０に撥水膜２１４を設けることによって、インクを吐出した際に霧化
したインクが開閉部２１０に付着し難い。ちなみに、霧化したインクが開閉部２１０に付
着すると、霧化したインクが乾燥して固体化し、開閉部２１０がノズル開口２１を閉口し
た際にメニスカスを破壊するなどの不具合が発生する虞がある。
【００８０】
なお、本実施形態では、撥水膜２１４を開閉部２１０のノズル開口２１側の全面に亘っ
て連続して設けるようにしたが、撥水膜２１４は少なくともノズル開口２１に相対向する
領域に設けられていればよいため、例えば、撥水膜２１４を並設されたノズル開口２１に
亘って連続して選択的に設けるようにしてもよく、また、撥水膜２１４を各ノズル開口２
１に相対向するように個別に設けるようにしてもよい。
【００８１】
さらに、上述した実施形態１では、開閉部２１０自体の弾性力によってノズル開口２１
の開閉を行うようにしたが、さらに、開閉部２１０の変形を補助する付勢手段を設けるよ
うにしてもよい。このような例を図９に示す。なお、図９は、本発明の実施形態１に係る
インクジェット式記録ヘッドの変形例を示す断面図である。
【００８２】
図９に示すように、ベース部２２、段差部２３、開閉部２１０及びスペーサー２１１に
よって画成されたチャンバー２２１内には、板ばねからなる付勢手段２１５が設けられて
いる。
【００８３】
付勢手段２１５は、一端部側がスペーサー２１１とベース部２２との間に挟持され、他
端部側が開閉部２１０のチャンバー２２１側の内面近傍まで配置されている。このような
付勢手段２１５は、図９（ｂ）に示すように、開閉部２１０がチャンバー２２１内に凸状
に変形した際に、開閉部２１０を外側に向かって付勢する。したがって、チャンバー２２
１内の圧力を負圧から常圧に戻した際に、付勢手段２１５の付勢力によって開閉部２１０
がチャンバー２２１内に凸状に変形した状態から平坦な状態（図９（ａ）参照）に戻して
、ノズル開口２１を閉口することができる。したがって、ノズル開口２１を閉口する際に
、チャンバー２２１内を正圧にする必要が無く、ポンプ２２４やバルブ（図示無し）等の
制御を簡略化することができる。
【００８４】
また、付勢手段２１５は、インクジェット式記録装置Ｉの電源が切断された状態におい
て、開閉部２１０がノズル開口２１を閉口した状態を維持するロック機構としても機能す
る。
【００８５】
なお、図９に示す例では、付勢手段２１５は、開閉部２１０がチャンバー２２１内に凸
状に変形した際に、開閉部２１０を外側に向かって付勢するように配置されているが、特
にこれに限定されず、例えば、付勢手段２１５として、開閉部２１０が平坦の状態からチ
ャンバー２２１内に凸状に変形する方向に向かって付勢するようにしてもよい。このよう
な付勢手段２１５は、開閉部２１０のベース部２２とは反対側の表面に設けるようにして
もよい。ちなみに、付勢手段２１５を開閉部２１０が平坦の状態からチャンバー２２１内
に凸状に変形する方向に向かって付勢するように設けた場合には、開閉部２１０がノズル
開口２１を開口した状態を維持することができるため、例えば、インクジェット式記録ヘ
ッドＩＩを搭載したキャリッジ３が主走査方向に移動したとしても、移動の慣性力等によ
って開閉部２１０がノズル開口２１を閉口することがない。
【００８６】
また、上述した図９に示す例では、付勢手段２１５として板ばねを設けるようにしたが
、特にこれに限定されず、例えば、コイルばね等であってもよい。
【００８７】
（実施形態２）
図１０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
録ヘッドの吐出面側の平面図であり、図１１は、図１０のＢ−Ｂ′断面図であり、図１２
は、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。
【００８８】
図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩＩは、流路形成基板１０
の圧電素子３００とは反対側に、ノズル開口２１が設けられたノズルプレート２０Ａが設
けられている。ノズルプレート２０Ａは、一枚の平板からなり、ノズル開口２１は、ノズ
ルプレート２０Ａに穿設されている。このようなノズルプレート２０Ａのインク滴の吐出
面側には、開閉手段２００Ａが設けられている。
【００８９】
開閉手段２００Ａは、ノズルプレート２０Ａの吐出面に固定されたスペーサー２１１Ａ
と、スペーサー２１１Ａのノズルプレート２０Ａとは反対側に固定された保護プレート２
３０とを具備する。
【００９０】
スペーサー２１１Ａは、並設された複数のノズル開口２１に亘って連続して設けられた
貫通孔２１６が設けられている。
【００９１】
保護プレート２３０は、ノズル開口２１に相対向する領域に、並設された複数のノズル
開口２１に亘って設けられた厚さ方向に貫通する露出孔２３１を有する。
【００９２】
また、ノズルプレート２０Ａと保護プレート２３０との間に画成されたスペーサー２１
１Ａの貫通孔２１６内には、開閉部２１０Ａが設けられている。開閉部２１０Ａは、ノズ
ル開口２１の並設方向とは交差する方向の幅が、貫通孔２１６よりも幅狭の板状部材から
なる。また、開閉部２１０Ａには、保護プレート２３０の露出孔２３１に連通する露出連
通孔２１７が設けられている。
【００９３】
このような開閉部２１０Ａは、貫通孔２１６内をノズル開口２１の並設方向と交差する
方向に移動可能に設けられている。そして、開閉部２１０Ａが設けられた貫通孔２１６の
両側（移動方向の両側）に画成された空間が、第１チャンバー２２１Ａ及び第２チャンバ
ー２２１Ｂとなっている。
【００９４】
このような第１チャンバー２２１Ａ及び第２チャンバー２２１Ｂには、流路形成基板１
０及び保護基板３０を貫通する第１圧力調整孔２２２Ａ及び第２圧力調整孔２２２Ｂがそ
れぞれ連通して設けられている。また、第１圧力調整孔２２２Ａには、第１圧力調整管２
２３Ａを介して第１ポンプ２２４Ａが接続され、第２圧力調整孔２２２Ｂには第２圧力調
整管２２３Ｂを介して第２ポンプ２２４Ｂが接続されている。
【００９５】
そして、第１ポンプ２２４Ａによって第１チャンバー２２１Ａを正圧、第２ポンプ２２
４Ｂによって第２チャンバー２２１Ｂを負圧にすると、図１２（ａ）に示すように、開閉
部２１０Ａは、第２チャンバー２２１Ｂ側に移動する。このとき、開閉部２１０に設けら
れた露出連通孔２１７が、ノズル開口２１に相対向して、露出連通孔２１７によってノズ
ル開口２１が開口される。
【００９６】
逆に、第１チャンバー２２１Ａを負圧、第２チャンバー２２１Ｂを正圧とすると、図１
２（ｂ）に示すように、開閉部２１０Ａは第１チャンバー２２１Ａ側に移動する。このと
き、開閉部２１０Ａに設けられた露出連通孔２１７がノズル開口２１に相対向する位置か
らずれて、ノズル開口２１は開閉部２１０Ａの露出連通孔２１７以外の領域で閉口される
。
【００９７】
すなわち、本実施形態では、第１及び第２チャンバー２２１Ａ、２２１Ｂ、第１及び第
２圧力調整孔２２２Ａ、２２２Ｂ、第１及び第２圧力調整管２２３Ａ、２２３Ｂ並びに第
１ポンプ及び第２ポンプ２２４Ａ、２２４Ｂが駆動手段２２０Ａとして機能する。
【００９８】
なお、本実施形態では、保護プレート２３０に、開閉部２１０Ａの移動を規制する規制
突起２３２を設けることで、開閉部２１０Ａの位置決めを行っている。
【００９９】
なお、本実施形態では、開閉部２１０Ａがノズル開口２１を覆うことでノズル開口２１
を閉口するようにしたため、上述した実施形態１と同様に、開閉手段２００Ａによるノズ
ル開口２１の開閉に連動させて、ノズル開口２１のインクのメニスカスを圧力発生室１２
側に引き込むようにしてもよい。このような例を図１３に示す。なお、図１３は、本発明
の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの変形例を示す要部を拡大した断面図で
ある。
【０１００】
図１３（ａ）に示すように、インクを吐出している状態、すなわち、開閉手段２００Ａ
がノズル開口２１を開口した状態では、インクのメニスカスＡは、ノズル開口２１の吐出
面側に存在している。
【０１０１】
そして、開閉手段２００Ａによってノズル開口２１を閉口する際には、圧電素子３００
を駆動させて、圧力発生室１２内の圧力が負圧にする。これにより、図１３（ｂ）に示す
ように、ノズル開口２１のインクのメニスカスＡが、圧力発生室１２側に後退する。この
ようにノズル開口２１のインクのメニスカスＡを後退させた後に、図１３（ｃ）に示すよ
うに、開閉手段２００Ａによってノズル開口２１を閉口する。また、インクを吐出する際
には（開閉手段２００Ａがノズル開口２１を開口する際）には、ノズル開口２１のインク
のメニスカスを図１３（ａ）に示す位置まで戻してからインクの吐出を行わせればよい。
【０１０２】
このように、開閉手段２００Ａによってノズル開口２１を閉口する際に、ノズル開口２
１のインクのメニスカスＡを圧力発生室１２側に後退させることで、開閉部２１０Ａがノ
ズル開口２１のインクのメニスカスＡに直接接触してメニスカスＡを破壊するのを抑制す
ることができる。ちなみに、開閉部２１０がノズル開口２１を閉口した際にメニスカスＡ
に接触すると、開閉部２１０がノズル開口２１を開口した際にメニスカスＡが破壊されて
しまう。そして、メニスカスＡが破壊されると、所望の大きさのインク滴を所望の方向に
吐出させることができなくなってしまう。本実施形態では、開閉部２１０がノズル開口２
１のインクのメニスカスＡに接触するのを低減して、メニスカスＡの破壊を抑制すること
ができるため、所望の大きさのインク滴を所望の方向に吐出させることができ、印刷品質
を向上することができる。
【０１０３】
また、開閉手段２００Ａの少なくともノズル開口２１に相対向する領域に撥水膜２１４
Ａを設けるようにしてもよい。このような例を図１４に示す。なお、図１４は、本発明の
実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【０１０４】
図１４に示すように、開閉部２１０Ａには、ノズル開口２１側の全面に亘って連続した
撥水膜２１４Ａが設けられている。撥水膜２１４Ａとしては、特に限定されないが、例え
ば、フッ素系高分子を含む金属膜や、撥水性を有する金属アルコキシドの分子膜などが挙
げられる。
【０１０５】
このように、開閉部２１０Ａのノズル開口２１に相対向する領域に撥水膜２１４Ａを設
けることによって、開閉部２１０Ａがノズル開口２１を開閉した際に、開閉部２１０Ａが
ノズル開口２１のインクのメニスカスに接触したとしても、開閉部２１０Ａがノズル開口
２１を開口した際にノズル開口２１のメニスカスが開閉部２１０Ａによって破壊されるの
を抑制することができる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、撥水膜２１４Ａを開閉部２１０Ａのノズル開口２１側の全面に
亘って連続して設けるようにしたが、撥水膜２１４Ａは少なくともノズル開口２１に相対
向する領域に設けられていればよいため、例えば、撥水膜２１４Ａを並設されたノズル開
口２１に亘って連続して選択的に設けるようにしてもよく、また、撥水膜２１４Ａを各ノ
ズル開口２１に相対向するように個別に設けるようにしてもよい。
【０１０７】
さらに、開閉部２１０Ａを付勢する付勢手段を設けるようにしてもよい。このような例
を図１５に示す。なお、図１５は、本発明の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッ
ドの変形例を示す吐出面側の平面図であり、図１６は、開閉部の動作を模式的に示す平面
図である。
【０１０８】
図１５に示すように、開閉部２１０Ａのノズル開口２１の並設方向における両端部には
スペーサー２１１Ａに設けられた挿通孔２１１ａを挿通して延設された延設部２１８が設
けられている。
【０１０９】
この延設部２１８には、圧縮コイルばねからなる付勢手段２１５Ａの一端部がそれぞれ
固定されている。また、付勢手段２１５Ａの他端部は、ノズルプレート２０Ａに回転自在
に支持されている。付勢手段２１５Ａの他端部が固定される位置は、開閉部２１０Ａが移
動する中間部となっている。
【０１１０】
このような付勢手段２１５Ａによれば、図１６（ａ）に示すように、ノズル開口２１を
開閉部２１０Ａが開口した状態から、図１６（ｃ）に示すようにノズル開口を閉口した際
に、図１６（ｂ）に示すように開閉部２１０Ａが中間地点に移動した際に付勢手段２１５
Ａが最も圧縮される。このような図１６（ｂ）に示すような状態では、図１６（ｃ）に示
すノズル開口２１を閉口する位置まで付勢手段２１５Ａの付勢力によって開閉部２１０Ａ
を小さな力で移動させることができる。同様に、開閉部２１０Ａを図１６（ｃ）に示す状
態のノズル開口２１を閉口した状態から、図１６（ａ）に示すノズル開口２１を開口する
状態まで移動する際においても、付勢手段２１５Ａの付勢力によって開閉部２１０Ａを移
動させることができる。すなわち、第１チャンバー２２１Ａ及び第２チャンバー２２１Ｂ
の圧力調整は、図１６（ｂ）に示すように開閉部２１０Ａが中間地点を越えるまで行うよ
うにすればよい。
【０１１１】
このような図１５に示す付勢手段２１５Ａは、開閉部２１０Ａを２つの状態（ノズル開
口２１を開口及び閉口する状態）に切り替えるトグル機構として機能する。また、本実施
形態の付勢手段２１５Ａは、開閉部２１０Ａを２つの状態（ノズル開口２１を開口及び閉
口する状態）でロックするロック機構としても機能するものである。
【０１１２】
このように、付勢手段２１５Ａを設けることによって、ノズル開口２１を開口した状態
又はノズル開口２１を閉口した状態を維持することができるため、ノズル開口２１を開口
してインクを吐出している最中にキャリッジ３の移動による慣性力等によってノズル開口
２１が閉口することがなく、また、インクジェット式記録装置Ｉの電源切断時に閉口して
いたノズル開口２１を開口することがない。
【０１１３】
なお、付勢手段２１５Ａは特にこれに限定されず、例えば、第１チャンバー２２１Ａ又
は第２チャンバー２２１Ｂの内部にコイルばね、板ばね等の付勢手段を設け、ノズル開口
２１を開口した状態又は閉口した状態の何れか一方の状態から他方の状態に向かって付勢
するようにしてもよい。
【０１１４】
さらに、ロック機構として他の態様も考えられる。ここで、本実施形態のインクジェッ
ト式記録ヘッドＩＩの変形例を図１７及び図１８に基づいて説明する。なお、図１７は、
実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの変形例を示す吐出面側の平面図であり、
図１８は、要部断面図である。
【０１１５】
図１７及び図１８に示すように、スペーサー２１１Ａには、ノズル開口２１の並設方向
両端部側に貫通孔２１６に開口する凹部２４０が設けられている。また、凹部２４０内に
は、球形状を有するボール部材２４１と、ボール部材２４１を貫通孔２１６側に付勢する
付勢ばね２４２とが設けられている。
【０１１６】
一方、開閉部２１０Ａには、図１８（ａ）に示すように、ノズル開口２１を開口した状
態で、凹部２４０に連通する第１嵌合孔２４３と、図１８（ｃ）に示すように、ノズル開
口２１を閉口した状態で凹部２４０に連通する第２嵌合孔２４４とが設けられている。そ
して、図１８（ａ）に示すように、開閉部２１０Ａがノズル開口２１を開口する位置に移
動すると、ボール部材２４１が第１嵌合孔２４３内に嵌合し、開閉部２１０Ａの移動がロ
ックされる。また、図１８（ｂ）に示すように、開閉部２１０Ａが移動すると、開閉部２
１０Ａの側面によってボール部材２４１は凹部２４０内に押し込まれる。さらに、図１８
（ｃ）に示すように、開閉部２１０Ａがノズル開口２１を閉口する位置に移動すると、ボ
ール部材２４１が第２嵌合孔２４４内に嵌合し、開閉部２１０Ａの移動がロックされる。
【０１１７】
このように、凹部２４０、ボール部材２４１、付勢ばね２４２、第１嵌合孔２４３及び
第２嵌合孔２４４からなるロック機構を設けることによっても、ノズル開口２１を開口し
てインクを吐出している最中にキャリッジ３の移動による慣性力等によってノズル開口２
１が閉口することがなく、また、インクジェット式記録装置Ｉの電源切断時に閉口してい
たノズル開口２１を開口することを抑制することができる。
【０１１８】
（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。例えば、上述した実施形態１及び２では、チャンバー２２１、
第１チャンバー２２１Ａ及び第２チャンバー２２１Ｂ内の圧力調整を行うことで、開閉部
２１０、２１０Ａを駆動するようにしたが、チャンバー２２１、２２１Ａ、２２１Ｂの圧
力調整に用いるものは、気体、液体等特に限定されるものではない。また、開閉部２１０
及び２１０Ａを駆動する駆動手段としては、圧力調整以外に、例えば、圧電素子、電磁石
、モーター等を用いることができる。
【０１１９】
また、上述した実施形態１及び２では、開閉部２１０、２１０Ａに撥水膜２１４、２１
４Ａを設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、開閉部２１０、２１０Ａ自
体が撥水性を有するものであってもよい。
【０１２０】
上述した実施形態１及び２では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段
として、薄膜型の圧電素子３００を有するアクチュエーター装置を用いて説明したが、特
にこれに限定されず、例えば、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
型のアクチュエーター装置や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸
縮させる縦振動型のアクチュエーター装置などを使用することができる。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いわゆる静電式ア
クチュエーターなどを使用することができる。
【０１２１】
また、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、インクジェット式記録ヘッドＩＩ（
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ＩＩ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。
【０１２２】
なお、上述した実施形態１及び２では、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、液晶ディスプレー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ディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）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】
【０１２３】
Ｉ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 ＩＩ インクジェット式記録ヘッ
ド（液体噴射ヘッド）、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ 連通部、
１４ インク供給路、 １５ 連通路、 ２０、２０Ａ ノズルプレート、 ２１ ノ
ズル開口、 ３０ 保護基板、 ３１ リザーバー部、 ３２ 圧電素子保持部、 ４０
コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 第１電極、 ７
０ 圧電体層、 ８０ 第２電極、 ９０ リード電極、 １００ リザーバー、 １２
０ 駆動回路、 １２１ 接続配線、 ２００、２００Ａ 開閉手段、 ２１０、２１０
Ａ 開閉部、 ２２０、２２０Ａ 駆動手段、 ２１４、２１４Ａ 撥水膜、 ２１５、
２１５Ａ 付勢手段、 ３００ 圧電素子（アクチュエーター装置）
【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及びインクジェット式記録
装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式プリンターやプロッター等のインクジェット式記録装置に代表される
液体噴射装置は、液体カートリッジや液体タンク等の液体貯留手段に貯留された液体を、
液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドを有する。
【０００３】
ここで、液体噴射ヘッドとしては、ノズル開口に連通する圧力発生室と、圧力発生室に
圧力変化を生じさせてノズル開口から液滴を吐出させる圧力発生手段とを具備する。そし
て、液体噴射ヘッドに搭載される圧力発生手段としては、例えば、縦振動型の圧電素子、
撓み振動型の圧電素子、発熱素子及び静電気力を用いたものなどが挙げられる。
【０００４】
これらの液体噴射ヘッドでは、液体カートリッジ交換時や液体内に含まれる気泡が流路
内に残留し、ドット抜け等の印刷不良が発生する場合がある。そのため、液体噴射装置に
は、ノズル開口を介して流路内の液体を吸引する吸引装置が接続されたキャップ部材が設
けられている。
【０００５】
このキャップ部材によれば、液体噴射ヘッドの端面にキャッピングしてノズル開口から
流路内の液体を吸引する吸引動作を行うことで、流路内にインクを充填してドット抜け等
の印刷不良を防止することができる。
【０００６】
しかしながら、液体噴射ヘッドが大型化（ノズル開口が多列化）するに伴い、全てのノ
ズル開口を覆うにはキャップ部材も大型化する必要があり、インクジェット式記録装置が
大型化してしまう。このことから、全てのノズル開口を覆わない小型のキャップ部材を設
け、キャップ部材を移動させながら全てのノズル開口の吸引動作を行う液体噴射装置が提
案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、ノズル開口を不揮発性のシール液体で覆い、ノズル開口近傍の液体の乾燥を抑制
するインクジェット式記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１２３７１号公報
【特許文献２】特開２０００−１２７４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の構成では、キャップ部材を小型化することはできるものの
、小型のキャップ部材では、全てのノズル開口を同時に覆うことができず、ノズル開口近
傍の液体の乾燥を抑制することができないという問題がある。
【００１０】
また、キャップ部材以外に、全てのノズル開口を覆う保護キャップを設けることで、ノ
ズル開口近傍の液体の乾燥を抑制することができるものの、保護キャップは全てのノズル
開口を覆う大きさが必要であり、装置の小型化を図ることができないという問題がある。
【００１１】
さらに、特許文献２のように、シール液体でノズル開口を覆ったとしても、シール液体
自体の経時変化により長期間の効果を維持することは困難であるという問題がある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑み、長期間に亘ってノズル開口近傍の液体の乾燥を抑制す
ることができると共に装置の小型化が可能となる液体噴射ヘッド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】
【００１３】
上記課題を解決する本発明の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生
室に圧力変化を生じさせるアクチュエーター装置と、を具備し、前記ノズル開口の吐出面
側には、当該ノズル開口を開閉する開閉手段が設けられてい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、記録装置ではなく、液体噴射ヘッドの開閉手段を設けることで、記録
装置側にノズル開口を覆うキャップ部材が不要となり、装置を小型化することができる。
また、液体噴射ヘッド自体に開閉手段が設けられているため、ノズル開口を開閉するタイ
ミングに制限が無く、確実にノズル開口近傍の液体の乾燥を抑制することができると共に
、ノズル開口の保護を確実に行うことができる。
【００１４】
ここで、前記開閉手段は、開閉制御手段によって制御されると共に、該開閉制御手段は
、前記ノズル開口から液体を噴射するときは、前記開閉手段によって前記ノズル開口を開
口し、且つ前記ノズル開口から液体を噴射しないときは、前記開閉手段によって前記ノズ
ル開口を閉口することが好ましい。これによれば、開閉制御手段によって、所望のタイミ
ングで開閉手段によるノズル開口の開閉を行うことができる。
【００１５】
また、前記開閉制御手段は、前記アクチュエーター装置を駆動することにより、前記ノ
ズル開口の液体のメニスカスを前記開閉手段とは反対側に後退させた後に、前記開閉手段
を閉口することが好ましい。これによれば、開閉手段がノズル開口を開閉した際に、ノズ
ル開口の液体のメニスカスが破壊されるのを抑制することができる。
【００１６】
また、前記開閉手段は、前記ノズル開口の吐出面側を覆う開閉部と、該開閉部を駆動す
る駆動手段とを具備することが好ましい。これによれば、開閉部を駆動手段によって駆動
して確実にノズル開口を閉口することができる。
【００１７】
また、前記開閉部の少なくとも前記ノズル開口に相対向する領域は撥水処理されている
ことが好ましい。これによれば、開閉部がノズル開口を覆った際に、撥水処理によって液
体のメニスカスが破壊されるのを低減することができる。
【００１８】
また、前記開閉手段は、前記ノズル開口の開口状態及び閉口状態の何れか一方又は両方
を維持するロック機構を有することが好ましい。これによれば、ノズル開口を開口して液
体を吐出している最中に液体噴射ヘッドの移動による慣性力等によってノズル開口が閉口
することがなく、また、電源切断時などに閉口していたノズル開口を開口することがない
。
【００１９】
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、ノズル開口を覆うキャップ部材が不要又は小型化することができ、液
体噴射装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１に係る記録装置の概略図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図５】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６】実施形態１に係る記録ヘッドの制御構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図８】実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図９】実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図１０】実施形態２に係る記録ヘッドの平面図である。
【図１１】実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。
【図１２】実施形態２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１３】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図１４】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図１５】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す平面図である。
【図１６】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す平面図である。
【図１７】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す平面図である。
【図１８】実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す断面図である。
【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は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装
置を示す概略図である。
【００２２】
図１に示すように、インクジェット式記録装置Ｉは、インクジェット式記録ヘッドＩＩ
を有するヘッドユニット１Ａ、１Ｂを有する。インクジェット式記録ヘッドＩＩ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に軸方向である主走査方向に移動自在に設けられている。このヘッドユニット１Ａ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。
【００２３】
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、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（主走査方向）。本実施形態では、キャリッ
ジ３の移動方向である主走査方向に沿ってヘッドユニット１Ａ、１Ｂが並設されている。
【００２４】
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
巻き掛けられて主走査方向と交差する副走査方向に搬送されるようになっている。
【００２５】
このようなインクジェット式記録装置Ｉでは、インクカートリッジ２Ａ、２Ｂの初期装
着時や交換時、印刷動作中のインクに含まれる気泡などにより、流路内に気泡が残留し、
この気泡が流路内（特に後述する圧力発生室）の圧力変動を吸収してしまうことからイン
ク滴の吐出が正常に行われず、ドット抜け等の印刷不良が発生する虞がある。そのため、
インクジェット式記録装置Ｉの非印刷領域には、後述するノズル開口から流路内のインク
と共に気泡を吸引する吸引手段１３０が設けられている。
【００２６】
吸引手段１３０は、インクジェット式記録ヘッドＩＩのノズル開口を覆うキャップ部材
１３１と、このキャップ部材１３１にチューブ１３２を介して接続された、例えば真空ポ
ンプ等の吸引装置１３３とで構成されている。
【００２７】
キャップ部材１３１は、インクジェット式記録ヘッドＩＩのインクが吐出される吐出面
に相対向して設けられている。このキャップ部材１３１は、複数のノズル開口の全てを覆
う大きさではなく、１個から複数個のノズル開口を選択的に覆う大きさで設けられている
。本実施形態では、キャップ部材１３１は、ヘッドユニット１Ａ、１Ｂの主走査方向の長
さよりも短くして、キャリッジ３をキャップ部材１３１に対して主走査方向に移動させる
ことで、幅狭のキャップ部材１３１によって、全てのノズル開口をキャッピングできるよ
うにしている。これにより、キャップ部材１３１として、全てのノズル開口を覆う大きさ
が不要となり、インクジェット式記録装置Ｉの小型化を図ることができる。
【００２８】
このような構成の吸引手段１３０では、キャップ部材１３１を後述するインクジェット
式記録ヘッドＩＩの吐出面に当接し、吸引装置１３３に吸引動作を行わせることでキャッ
プ部材１３１の内部を負圧として、ノズル開口から流路内のインクを気泡と共に吸引して
吸引動作を行う。そして、上述のように、吸引動作を行いながらキャリッジ３を主走査方
向に移動させることで、吸引手段１３０によって全てのノズル開口の吸引動作を行うこと
ができる。
【００２９】
ここで、このようなインクジェット式記録装置Ｉに搭載されるインクジェット式記録ヘ
ッドＩＩについて説明する。なお、図２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概略構成を示す分解斜視図であり、図３は、イ
ンクジェット式記録ヘッドの吐出面側の平面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ′断面図で
あり、図５は、記録ヘッドの動作を示す要部拡大断面図である。
【００３０】
図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態ではシリコン単結晶基板からなり、
その一方の面には二酸化シリコンを主成分とする弾性膜５０が形成されている。
【００３１】
流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方
向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域に
は連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設
けられたインク供給路１４及び連通路１５を介して連通されている。連通部１３は、後述
する保護基板のリザーバー部３１と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリ
ザーバーの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成さ
れており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持して
いる。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成し
たが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を
絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。
【００３２】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反
対側の端部近傍に連通するノズル開口２１を有するノズルプレート２０が、接着剤や熱溶
着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えばガラスセラ
ミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００３３】
ここで、本実施形態のノズルプレート２０は、板形状を有するベース部２２と、ベース
部２２に埋設された段差部２３とで構成されている。
【００３４】
ベース部２２は、板状部材からなり、複数のノズル開口２１が設けられる領域に亘って
連続して設けられた厚さ方向に貫通した溝部２４が設けられている。この溝部２４は、イ
ンク滴が吐出される吐出面側にノズル開口２１の並設方向とは交差する方向の幅が幅広な
幅広部２４ａと、圧力発生室１２側に幅広部２４ａよりも幅狭な幅狭部２４ｂとを有する
。
【００３５】
そして、ベース部２２の溝部２４の幅広部２４ａには、段差部２３が嵌合している。こ
のような段差部２３は、ベース部２２の溝部２４の幅広部２４ａ内に厚さ方向の一部が埋
設されることで、ベース部２２の表面から突出して設けられている。すなわち、段差部２
３は、幅広部２４ａの深さよりも厚い部材からなり、幅広部２４ａと略同等の幅を有する
ことで、幅広部２４ａと幅狭部２４ｂとの間の段差に底面が当接して、その一部がベース
部２２よりも突出する。
【００３６】
また、段差部２３には、厚さ方向に貫通するノズル開口２１が設けられている。したが
って、ノズル開口２１は、ベース部２２の溝部２４の幅狭部２４ｂを介して圧力発生室１
２と連通している。
【００３７】
このようなベース部２２と段差部２３とからなるノズルプレート２０には、ノズル開口
２１の開閉を行う開閉手段２００が設けられている。
【００３８】
開閉手段２００は、本実施形態では、ノズルプレート２０の液体吐出面（インク吐出面
）側に設けられた板状部材からなり、ノズル開口２１を覆う開閉部２１０と、開閉部２１
０を駆動してノズル開口２１の開閉を行う駆動手段２２０とを具備する。
【００３９】
開閉部２１０は、ベース部２２にスペーサー２１１を介して接合されている。スペーサ
ー２１１は、図３に示すように、ベース部２２上に段差部２３を囲むように段差部２３と
所定の距離離反した状態で接着剤２１２を介して固定されている。段差部２３と開閉部２
１０との間には、スペーサー２１１によって側面が封止された空間であるチャンバー２２
１が画成されている。なお、チャンバー２２１は、段差部２３によって２つに区画されて
いる。
【００４０】
開閉部２１０は、ノズル開口２１の並設方向と交差する方向で、ノズル開口２１上で分
割された２部材からなる。そして、開閉部２１０は、スペーサー２１１に接着剤２１３を
介して接合されている。また、開閉部２１０は、段差部２３の表面、すなわち、インクの
吐出面には接合されることなく当接した状態で配置されることで、チャンバー２２１内に
凸状に変形可能となる。
【００４１】
このようなチャンバー２２１には、圧力発生室１２の並設方向の一端部側に流路形成基
板１０と詳しくは後述する保護基板３０とを貫通して設けられた圧力調整孔２２２が連通
している。圧力調整孔２２２は、段差部２３によって２つに区画されたチャンバー２２１
のそれぞれに連通するように設けられている。また、圧力調整孔２２２は、チャンバー２
２１とは反対側に圧力調整管２２３を介してポンプ２２４が接続されており、チャンバー
２２１は、圧力調整孔２２２及び圧力調整管２２３を介して接続されたポンプ２２４によ
って内部の圧力が調整可能となっている。
【００４２】
チャンバー２２１内の圧力が常圧（チャンバー２２１の外部の気圧と同等という意味）
では、図５（ａ）に示すように、２枚の板状部材で構成される開閉部２１０は、スペーサ
ー２１１と段差部２３との表面側に平坦な状態で維持されてノズル開口２１を覆い閉口す
る。
【００４３】
また、ポンプ２２４によってチャンバー２２１内の気体を吸引してチャンバー２２１内
を負圧すると、図５（ｂ）に示すように、開閉部２１０がチャンバー２２１内に凸状に変
形する。このとき、開閉部２１０は、段差部２３のチャンバー２２１側の角部を支点とし
て、ノズル開口２１側の端部が外側に移動することで、開閉部２１０の２枚の板状部材が
付き合わされた部分が開きノズル開口２１を開口する。
【００４４】
すなわち、本実施形態では、チャンバー２２１、圧力調整孔２２２、圧力調整管２２３
及びポンプ２２４が開閉部２１０を駆動する駆動手段２２０として機能する。
【００４５】
なお、本実施形態では、開閉部２１０を変形させてノズル開口２１を開口し、開閉部２
１０の弾性変形によってノズル開口２１を閉口するため、開閉部２１０としては、弾性変
形可能な材料を用いるのが好ましく、例えば、樹脂材料や金属材料等を用いることができ
る。
【００４６】
このような開閉手段２００によってノズル開口２１を開口するタイミングは、ノズル開
口２１からインクを吐出する際である。すなわち、開閉手段２００によってノズル開口２
１を閉口するタイミングは、インクジェット式記録ヘッドＩＩからインクを吐出していな
いときであり、例えば、印刷中止中や、印刷動作の途中や、インクジェット式記録装置Ｉ
の電源切断時などである。
【００４７】
なお、開閉手段２００がノズル開口２１を開閉するタイミングは、詳しくは後述する開
閉制御手段によって制御される。
【００４８】
一方、図４に示すように、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述
したように、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、絶縁体膜５５が形成されて
いる。さらに、この絶縁体膜５５上には、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０と
が、成膜及びリソグラフィー法によって積層形成されて圧電素子３００を構成している。
ここで、圧電素子３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を含む部分を
いう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び
圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパタ
ーニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加
により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部３２０という。本実施形態では、第１電極６
０を圧電素子３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電素子３００の個別電極としてい
るが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。また、ここでは、変位可能
に設けられた圧電素子３００をアクチュエーター装置と称する。なお、上述した例では、
弾性膜５０、絶縁体膜５５及び第１電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定
されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、第１電極６０の
みが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動
板を兼ねるようにしてもよい。
【００４９】
圧電体層７０は、第１電極６０上に形成されるペロブスカイト型構造を有する圧電材料
からなる。圧電体層７０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電
体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加
したもの等が好適である。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン
酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛ラン
タン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（
Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，
Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３）等を用いることができる。
【００５０】
圧電体層７０の厚さについては、製造工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、
且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く形成する。例えば、本実施形態では、圧電体層７
０を０．５〜２．０μｍ前後の厚さで形成した。
【００５１】
また、圧電素子３００の個別電極である各第２電極８０には、インク供給路１４側の端
部近傍から引き出され、絶縁体膜５５上にまで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からな
るリード電極９０が接続されている。
【００５２】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、第１電極６０
、絶縁体膜５５及びリード電極９０上には、リザーバー１００の少なくとも一部を構成す
るリザーバー部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリ
ザーバー部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２
の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通さ
れて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成している。また、
流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバー部３１
のみをリザーバーとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２の
みを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０
、絶縁体膜５５等）にリザーバーと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設
けるようにしてもよい。
【００５３】
また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻
害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子保持部３２
は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封
されていても、密封されていなくてもよい。
【００５４】
さらに、保護基板３０には、流路形成基板１０の圧力調整孔に連通する圧力調整連通孔
が設けられている。この保護基板３０に設けられた圧力調整連通孔に圧力調整管を介して
圧力ポンプが接続されて、圧力ポンプによってチャンバー内の圧力調整が行われる。
【００５５】
このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例え
ば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板
１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００５６】
また、保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられて
いる。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔
３３内に露出するように設けられている。
【００５７】
また、保護基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２
０が固定されている。この駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路
（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とは、ボン
ディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線１２１を介して電気的に接続され
ている。
【００５８】
また、このような保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプラ
イアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する
材料からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３１の一方面が封止されている。ま
た、固定板４２は、比較的硬質の材料で形成されている。この固定板４２のリザーバー１
００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザ
ーバー１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００５９】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給
手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバー１００からノズル開口２
１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１２０からの記録信号に従い、圧力発
生室１２に対応するそれぞれの第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、弾性
膜５０、絶縁体膜５５、第１電極６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、
各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００６０】
ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドＩＩを制御する制御構成について説明
する。なお、図６は、インクジェット式記録ヘッドの制御構成を示すブロック図である。
【００６１】
図６に示すように、インクジェット式記録装置Ｉでは、実際に印刷を行う機構部となる
インクジェット式記録ヘッドＩＩと、インクジェット式記録ヘッドＩＩのノズル開口２１
からインクを吸引する吸引手段１３０と、インクジェット式記録ヘッドＩＩ、開閉手段２
００及び吸引手段１３０の動作を制御する制御部４００とを具備する。
【００６２】
制御部４００は、印刷制御手段４０１、印刷位置制御手段４０２、吸引制御手段４０３
及び開閉制御手段４０４を有する。
【００６３】
印刷制御手段４０１は、インクジェット式記録ヘッドＩＩの印刷動作を制御し、例えば
、印刷信号の入力に伴ってインクジェット式記録ヘッドＩＩに設けられた駆動回路１２０
を介して圧電素子３００に駆動パルスを印加して、インクジェット式記録ヘッドにインク
を吐出させる。
【００６４】
印刷位置制御手段４０２は、インクジェット式記録ヘッドＩＩの印刷時やクリーニング
動作時（キャップ部材１３１による吸引動作やブレードによるワイピング動作）の主走査
方向及び副走査方向の位置決めを行う。詳しくは、印刷位置制御手段４０２は、駆動モー
ター６を駆動してキャリッジ３を主走査方向に移動することでインクジェット式記録ヘッ
ドＩＩの主走査方向の位置決めを行い、図示しない紙送りモーターを駆動してプラテン８
を回転し記録シートＳを副走査方向に移動することで記録シートＳに対するインクジェッ
ト式記録ヘッドＩＩの副走査方向の位置決めを行っている。そして、印刷位置制御手段４
０２は、印刷時にはインクジェット式記録ヘッドＩＩが搭載されたキャリッジ３を主走査
方向に移動させながら、記録シートＳを副走査方向に移動させる。また、クリーニング動
作時には、インクジェット式記録ヘッドＩＩが搭載されたキャリッジ３を非印刷領域に設
けられた吸引手段１３０側に移動させる。なお、ここで言うクリーニング動作とは、上述
した吸引手段１３０によってノズル開口２１から流路内のインクを吸引する吸引動作や、
特に図示していないが、インクジェット式記録ヘッドＩＩの吐出面をブレードによってワ
イピングするものも含む。
【００６５】
吸引制御手段４０３は、吸引手段１３０の吸引動作を制御する。すなわち、吸引制御手
段４０３は、所定のタイミングで吸引手段１３０の吸引装置１３３を動作させて、吸引手
段１３０によるインクジェット式記録ヘッドＩＩのノズル開口２１近傍のインクを吸引す
る吸引動作を行わせる。詳しくは、吸引制御手段４０３は、印刷位置制御手段４０２を介
してインクジェット式記録ヘッドＩＩをキャップ部材１３１に相対向する位置に移動し、
インクジェット式記録ヘッドＩＩをキャップ部材１３１でキャッピングさせて吸引装置１
３３を駆動することで吸引動作を行わせる。
【００６６】
また、本実施形態では、キャップ部材１３１は、複数のノズル開口２１の全てを覆う大
きさではなく、１個から複数個のノズル開口２１を選択的に覆う大きさで設けられている
。したがって、吸引動作時には、キャップ部材１３１とインクジェット式記録ヘッドＩＩ
とをノズル開口２１の並設された方向に相対的に移動させながら行う。インクジェット式
記録ヘッドＩＩ（キャリッジ３）を主走査方向に移動することで、キャップ部材１３１に
対して相対移動させる。このような方法によれば、キャップ部材１３１のキャッピング面
積を小さくすることができるため、キャップ部材１３１を小型化することができ、インク
ジェット式記録装置Ｉを小型化することができる。
【００６７】
開閉制御手段４０４は、インクジェット式記録ヘッドＩＩからインクが吐出されるタイ
ミング、すなわち、印刷制御手段４０１から印刷信号が出力されるタイミングに合わせて
、開閉手段２００のポンプ２２４を駆動してチャンバー２２１内を負圧とすることにより
、開閉部２１０を弾性変形させて、ノズル開口２１を開口する（図５（ｂ）参照）。また
、開閉制御手段４０４は、印刷が行われない時、すなわち、印刷制御手段４０１から印刷
信号が出力されない時には、ポンプ２２４の駆動を停止することにより、チャンバー２２
１内を常圧にして開閉部２１０を元に戻し、ノズル開口２１を閉口する（図５（ａ）参照
）。
【００６８】
ちなみに、開閉部２１０によってノズル開口２１を閉口する際には、ポンプ２２４を停
止するだけではなく、大気開放を行うようにすれば、チャンバー２２１内を容易に常圧（
外気圧と同じ圧力）にすることができる。もちろん、開閉部２１０によってノズル開口２
１を閉口する際には、ポンプ２２４によってチャンバー２２１内を加圧するようにしても
よい。チャンバー２２１内を加圧することで、開閉部２１０を迅速に且つ確実に元に戻し
てノズル開口２１を閉口することができる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態では、ノズル開口２１をインクジェット式記録ヘッド
ＩＩに設けられた開閉手段２００によって開閉するようにしたため、キャップ部材１３１
によってノズル開口２１を覆わなくても、ノズル開口２１近傍のインクの乾燥を抑制して
、乾燥したインクによる目詰まり等のインク吐出不良を抑制することができる。また、キ
ャップ部材１３１として、全てのノズル開口２１を覆わない小型のものを用いることがで
き、また、キャップ部材１３１とは別に、全てのノズル開口２１を覆う保護キャップも不
要となるため、インクジェット式記録装置Ｉを小型化することができる。
【００７０】
さらに、従来のようにキャップ部材１３１や保護キャップ等を用いることなく、インク
ジェット式記録ヘッドＩＩに設けられた開閉手段２００によってノズル開口２１を開閉す
ることができるため、インクを吐出させずにキャリッジ３を移動している際など所望のタ
イミングでノズル開口２１を開閉することができる。ちなみに、キャップ部材１３１や保
護キャップ等でノズル開口２１を覆って閉口する場合、キャップ部材１３１や保護キャッ
プは非印刷領域に設けられているため、キャリッジ３を非印刷領域まで移動しなくてはな
らないが、本実施形態の開閉手段２００によれば、キャリッジ３の移動中であっても、ノ
ズル開口２１を閉口することができるため、ノズル開口２１の保護を確実に行うことがで
きると共にキャップ部材１３１等に比べて、インクの乾燥をさらに効果的に抑制すること
ができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、インクを吐出しないときに開閉手段２００によってノズル開口
２１を閉口し、インクを吐出する際に開閉手段２００がノズル開口２１を開口するように
したが、この開閉手段２００によるノズル開口２１の開閉に連動させて、ノズル開口２１
のインクのメニスカスを圧力発生室１２側に引き込むようにしてもよい。このような例を
図７に示す。なお、図７は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの変
形例を示す要部を拡大した断面図である。
【００７２】
図７（ａ）に示すように、インクを吐出している状態、すなわち、開閉手段２００がノ
ズル開口２１を開口した状態では、インクのメニスカスＡは、ノズル開口２１の吐出面側
に存在している。
【００７３】
そして、開閉手段２００によってノズル開口２１を閉口する際には、圧電素子３００を
駆動させて、圧力発生室１２内の圧力を負圧にする。これにより、図７（ｂ）に示すよう
に、ノズル開口２１のインクのメニスカスＡが、圧力発生室１２側に後退する。このよう
にノズル開口２１のインクのメニスカスＡを後退させた後に、図７（ｃ）に示すように、
開閉手段２００によってノズル開口２１を閉口する。また、インクを吐出する際には（開
閉手段２００がノズル開口２１を開口する際には、ノズル開口２１のインクのメニスカス
を図７（ａ）に示す位置まで戻してからインクの吐出を行わせればよい。
【００７４】
このように、開閉手段２００によってノズル開口２１を閉口する際に、ノズル開口２１
のインクのメニスカスＡを圧力発生室１２側に後退させることで、開閉部２１０がノズル
開口２１のインクのメニスカスＡに直接接触してメニスカスＡを破壊するのを抑制するこ
とができる。ちなみに、開閉部２１０がノズル開口２１を閉口した際にメニスカスＡに接
触すると、開閉部２１０がノズル開口２１を開口した際にメニスカスＡが破壊されてしま
う。そして、メニスカスＡが破壊されると、所望の大きさのインク滴を所望の方向に吐出
させることができなくなってしまう。本実施形態では、開閉部２１０がノズル開口２１の
インクのメニスカスＡに接触するのを低減して、メニスカスＡの破壊を抑制することがで
きるため、所望の大きさのインク滴を所望の方向に吐出させることができ、印刷品質を向
上することができる。
【００７５】
なお、このようなノズル開口２１のインクのメニスカスＡの移動は、開閉制御手段４０
４が、印刷制御手段４０１を制御して圧電素子３００を駆動させることで行うことができ
る。
【００７６】
また、開閉手段２００の少なくともノズル開口に相対向する領域に撥水膜２１４を設け
るようにしてもよい。このような例を図８に示す。なお、図８は、本発明の実施形態１に
係るインクジェット式記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【００７７】
図８に示すように、開閉部２１０には、ノズル開口２１側の全面に亘って連続した撥水
膜２１４が設けられている。撥水膜２１４としては、特に限定されないが、例えば、フッ
素系高分子を含む金属膜や、撥水性を有する金属アルコキシドの分子膜などが挙げられる
。もちろん、撥水膜２１４は、インクの材料や開閉部２１０の材料等に基づいてその材料
を適宜選択すればよい。
【００７８】
このように、開閉部２１０のノズル開口２１に相対向する領域に撥水膜２１４を設ける
ことによって、開閉部２１０がノズル開口２１を閉口した際に、開閉部２１０がノズル開
口２１のインクのメニスカスに接触したとしても、開閉部２１０がノズル開口２１を開口
した際にノズル開口２１のメニスカスが開閉部２１０によって破壊されるのを抑制するこ
とができる。
【００７９】
また、開閉部２１０に撥水膜２１４を設けることによって、インクを吐出した際に霧化
したインクが開閉部２１０に付着し難い。ちなみに、霧化したインクが開閉部２１０に付
着すると、霧化したインクが乾燥して固体化し、開閉部２１０がノズル開口２１を閉口し
た際にメニスカスを破壊するなどの不具合が発生する虞がある。
【００８０】
なお、本実施形態では、撥水膜２１４を開閉部２１０のノズル開口２１側の全面に亘っ
て連続して設けるようにしたが、撥水膜２１４は少なくともノズル開口２１に相対向する
領域に設けられていればよいため、例えば、撥水膜２１４を並設されたノズル開口２１に
亘って連続して選択的に設けるようにしてもよく、また、撥水膜２１４を各ノズル開口２
１に相対向するように個別に設けるようにしてもよい。
【００８１】
さらに、上述した実施形態１では、開閉部２１０自体の弾性力によってノズル開口２１
の開閉を行うようにしたが、さらに、開閉部２１０の変形を補助する付勢手段を設けるよ
うにしてもよい。このような例を図９に示す。なお、図９は、本発明の実施形態１に係る
インクジェット式記録ヘッドの変形例を示す断面図である。
【００８２】
図９に示すように、ベース部２２、段差部２３、開閉部２１０及びスペーサー２１１に
よって画成されたチャンバー２２１内には、板ばねからなる付勢手段２１５が設けられて
いる。
【００８３】
付勢手段２１５は、一端部側がスペーサー２１１とベース部２２との間に挟持され、他
端部側が開閉部２１０のチャンバー２２１側の内面近傍まで配置されている。このような
付勢手段２１５は、図９（ｂ）に示すように、開閉部２１０がチャンバー２２１内に凸状
に変形した際に、開閉部２１０を外側に向かって付勢する。したがって、チャンバー２２
１内の圧力を負圧から常圧に戻した際に、付勢手段２１５の付勢力によって開閉部２１０
がチャンバー２２１内に凸状に変形した状態から平坦な状態（図９（ａ）参照）に戻して
、ノズル開口２１を閉口することができる。したがって、ノズル開口２１を閉口する際に
、チャンバー２２１内を正圧にする必要が無く、ポンプ２２４やバルブ（図示無し）等の
制御を簡略化することができる。
【００８４】
また、付勢手段２１５は、インクジェット式記録装置Ｉの電源が切断された状態におい
て、開閉部２１０がノズル開口２１を閉口した状態を維持するロック機構としても機能す
る。
【００８５】
なお、図９に示す例では、付勢手段２１５は、開閉部２１０がチャンバー２２１内に凸
状に変形した際に、開閉部２１０を外側に向かって付勢するように配置されているが、特
にこれに限定されず、例えば、付勢手段２１５として、開閉部２１０が平坦の状態からチ
ャンバー２２１内に凸状に変形する方向に向かって付勢するようにしてもよい。このよう
な付勢手段２１５は、開閉部２１０のベース部２２とは反対側の表面に設けるようにして
もよい。ちなみに、付勢手段２１５を開閉部２１０が平坦の状態からチャンバー２２１内
に凸状に変形する方向に向かって付勢するように設けた場合には、開閉部２１０がノズル
開口２１を開口した状態を維持することができるため、例えば、インクジェット式記録ヘ
ッドＩＩを搭載したキャリッジ３が主走査方向に移動したとしても、移動の慣性力等によ
って開閉部２１０がノズル開口２１を閉口することがない。
【００８６】
また、上述した図９に示す例では、付勢手段２１５として板ばねを設けるようにしたが
、特にこれに限定されず、例えば、コイルばね等であってもよい。
【００８７】
（実施形態２）
図１０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
録ヘッドの吐出面側の平面図であり、図１１は、図１０のＢ−Ｂ′断面図であり、図１２
は、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。
【００８８】
図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩＩは、流路形成基板１０
の圧電素子３００とは反対側に、ノズル開口２１が設けられたノズルプレート２０Ａが設
けられている。ノズルプレート２０Ａは、一枚の平板からなり、ノズル開口２１は、ノズ
ルプレート２０Ａに穿設されている。このようなノズルプレート２０Ａのインク滴の吐出
面側には、開閉手段２００Ａが設けられている。
【００８９】
開閉手段２００Ａは、ノズルプレート２０Ａの吐出面に固定されたスペーサー２１１Ａ
と、スペーサー２１１Ａのノズルプレート２０Ａとは反対側に固定された保護プレート２
３０とを具備する。
【００９０】
スペーサー２１１Ａは、並設された複数のノズル開口２１に亘って連続して設けられた
貫通孔２１６が設けられている。
【００９１】
保護プレート２３０は、ノズル開口２１に相対向する領域に、並設された複数のノズル
開口２１に亘って設けられた厚さ方向に貫通する露出孔２３１を有する。
【００９２】
また、ノズルプレート２０Ａと保護プレート２３０との間に画成されたスペーサー２１
１Ａの貫通孔２１６内には、開閉部２１０Ａが設けられている。開閉部２１０Ａは、ノズ
ル開口２１の並設方向とは交差する方向の幅が、貫通孔２１６よりも幅狭の板状部材から
なる。また、開閉部２１０Ａには、保護プレート２３０の露出孔２３１に連通する露出連
通孔２１７が設けられている。
【００９３】
このような開閉部２１０Ａは、貫通孔２１６内をノズル開口２１の並設方向と交差する
方向に移動可能に設けられている。そして、開閉部２１０Ａが設けられた貫通孔２１６の
両側（移動方向の両側）に画成された空間が、第１チャンバー２２１Ａ及び第２チャンバ
ー２２１Ｂとなっている。
【００９４】
このような第１チャンバー２２１Ａ及び第２チャンバー２２１Ｂには、流路形成基板１
０及び保護基板３０を貫通する第１圧力調整孔２２２Ａ及び第２圧力調整孔２２２Ｂがそ
れぞれ連通して設けられている。また、第１圧力調整孔２２２Ａには、第１圧力調整管２
２３Ａを介して第１ポンプ２２４Ａが接続され、第２圧力調整孔２２２Ｂには第２圧力調
整管２２３Ｂを介して第２ポンプ２２４Ｂが接続されている。
【００９５】
そして、第１ポンプ２２４Ａによって第１チャンバー２２１Ａを正圧、第２ポンプ２２
４Ｂによって第２チャンバー２２１Ｂを負圧にすると、図１２（ａ）に示すように、開閉
部２１０Ａは、第２チャンバー２２１Ｂ側に移動する。このとき、開閉部２１０に設けら
れた露出連通孔２１７が、ノズル開口２１に相対向して、露出連通孔２１７によってノズ
ル開口２１が開口される。
【００９６】
逆に、第１チャンバー２２１Ａを負圧、第２チャンバー２２１Ｂを正圧とすると、図１
２（ｂ）に示すように、開閉部２１０Ａは第１チャンバー２２１Ａ側に移動する。このと
き、開閉部２１０Ａに設けられた露出連通孔２１７がノズル開口２１に相対向する位置か
らずれて、ノズル開口２１は開閉部２１０Ａの露出連通孔２１７以外の領域で閉口される
。
【００９７】
すなわち、本実施形態では、第１及び第２チャンバー２２１Ａ、２２１Ｂ、第１及び第
２圧力調整孔２２２Ａ、２２２Ｂ、第１及び第２圧力調整管２２３Ａ、２２３Ｂ並びに第
１ポンプ及び第２ポンプ２２４Ａ、２２４Ｂが駆動手段２２０Ａとして機能する。
【００９８】
なお、本実施形態では、保護プレート２３０に、開閉部２１０Ａの移動を規制する規制
突起２３２を設けることで、開閉部２１０Ａの位置決めを行っている。
【００９９】
なお、本実施形態では、開閉部２１０Ａがノズル開口２１を覆うことでノズル開口２１
を閉口するようにしたため、上述した実施形態１と同様に、開閉手段２００Ａによるノズ
ル開口２１の開閉に連動させて、ノズル開口２１のインクのメニスカスを圧力発生室１２
側に引き込むようにしてもよい。このような例を図１３に示す。なお、図１３は、本発明
の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの変形例を示す要部を拡大した断面図で
ある。
【０１００】
図１３（ａ）に示すように、インクを吐出している状態、すなわち、開閉手段２００Ａ
がノズル開口２１を開口した状態では、インクのメニスカスＡは、ノズル開口２１の吐出
面側に存在している。
【０１０１】
そして、開閉手段２００Ａによってノズル開口２１を閉口する際には、圧電素子３００
を駆動させて、圧力発生室１２内の圧力が負圧にする。これにより、図１３（ｂ）に示す
ように、ノズル開口２１のインクのメニスカスＡが、圧力発生室１２側に後退する。この
ようにノズル開口２１のインクのメニスカスＡを後退させた後に、図１３（ｃ）に示すよ
うに、開閉手段２００Ａによってノズル開口２１を閉口する。また、インクを吐出する際
には（開閉手段２００Ａがノズル開口２１を開口する際）には、ノズル開口２１のインク
のメニスカスを図１３（ａ）に示す位置まで戻してからインクの吐出を行わせればよい。
【０１０２】
このように、開閉手段２００Ａによってノズル開口２１を閉口する際に、ノズル開口２
１のインクのメニスカスＡを圧力発生室１２側に後退させることで、開閉部２１０Ａがノ
ズル開口２１のインクのメニスカスＡに直接接触してメニスカスＡを破壊するのを抑制す
ることができる。ちなみに、開閉部２１０がノズル開口２１を閉口した際にメニスカスＡ
に接触すると、開閉部２１０がノズル開口２１を開口した際にメニスカスＡが破壊されて
しまう。そして、メニスカスＡが破壊されると、所望の大きさのインク滴を所望の方向に
吐出させることができなくなってしまう。本実施形態では、開閉部２１０がノズル開口２
１のインクのメニスカスＡに接触するのを低減して、メニスカスＡの破壊を抑制すること
ができるため、所望の大きさのインク滴を所望の方向に吐出させることができ、印刷品質
を向上することができる。
【０１０３】
また、開閉手段２００Ａの少なくともノズル開口２１に相対向する領域に撥水膜２１４
Ａを設けるようにしてもよい。このような例を図１４に示す。なお、図１４は、本発明の
実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの変形例を示す要部拡大断面図である。
【０１０４】
図１４に示すように、開閉部２１０Ａには、ノズル開口２１側の全面に亘って連続した
撥水膜２１４Ａが設けられている。撥水膜２１４Ａとしては、特に限定されないが、例え
ば、フッ素系高分子を含む金属膜や、撥水性を有する金属アルコキシドの分子膜などが挙
げられる。
【０１０５】
このように、開閉部２１０Ａのノズル開口２１に相対向する領域に撥水膜２１４Ａを設
けることによって、開閉部２１０Ａがノズル開口２１を開閉した際に、開閉部２１０Ａが
ノズル開口２１のインクのメニスカスに接触したとしても、開閉部２１０Ａがノズル開口
２１を開口した際にノズル開口２１のメニスカスが開閉部２１０Ａによって破壊されるの
を抑制することができる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、撥水膜２１４Ａを開閉部２１０Ａのノズル開口２１側の全面に
亘って連続して設けるようにしたが、撥水膜２１４Ａは少なくともノズル開口２１に相対
向する領域に設けられていればよいため、例えば、撥水膜２１４Ａを並設されたノズル開
口２１に亘って連続して選択的に設けるようにしてもよく、また、撥水膜２１４Ａを各ノ
ズル開口２１に相対向するように個別に設けるようにしてもよい。
【０１０７】
さらに、開閉部２１０Ａを付勢する付勢手段を設けるようにしてもよい。このような例
を図１５に示す。なお、図１５は、本発明の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッ
ドの変形例を示す吐出面側の平面図であり、図１６は、開閉部の動作を模式的に示す平面
図である。
【０１０８】
図１５に示すように、開閉部２１０Ａのノズル開口２１の並設方向における両端部には
スペーサー２１１Ａに設けられた挿通孔２１１ａを挿通して延設された延設部２１８が設
けられている。
【０１０９】
この延設部２１８には、圧縮コイルばねからなる付勢手段２１５Ａの一端部がそれぞれ
固定されている。また、付勢手段２１５Ａの他端部は、ノズルプレート２０Ａに回転自在
に支持されている。付勢手段２１５Ａの他端部が固定される位置は、開閉部２１０Ａが移
動する中間部となっている。
【０１１０】
このような付勢手段２１５Ａによれば、図１６（ａ）に示すように、ノズル開口２１を
開閉部２１０Ａが開口した状態から、図１６（ｃ）に示すようにノズル開口を閉口した際
に、図１６（ｂ）に示すように開閉部２１０Ａが中間地点に移動した際に付勢手段２１５
Ａが最も圧縮される。このような図１６（ｂ）に示すような状態では、図１６（ｃ）に示
すノズル開口２１を閉口する位置まで付勢手段２１５Ａの付勢力によって開閉部２１０Ａ
を小さな力で移動させることができる。同様に、開閉部２１０Ａを図１６（ｃ）に示す状
態のノズル開口２１を閉口した状態から、図１６（ａ）に示すノズル開口２１を開口する
状態まで移動する際においても、付勢手段２１５Ａの付勢力によって開閉部２１０Ａを移
動させることができる。すなわち、第１チャンバー２２１Ａ及び第２チャンバー２２１Ｂ
の圧力調整は、図１６（ｂ）に示すように開閉部２１０Ａが中間地点を越えるまで行うよ
うにすればよい。
【０１１１】
このような図１５に示す付勢手段２１５Ａは、開閉部２１０Ａを２つの状態（ノズル開
口２１を開口及び閉口する状態）に切り替えるトグル機構として機能する。また、本実施
形態の付勢手段２１５Ａは、開閉部２１０Ａを２つの状態（ノズル開口２１を開口及び閉
口する状態）でロックするロック機構としても機能するものである。
【０１１２】
このように、付勢手段２１５Ａを設けることによって、ノズル開口２１を開口した状態
又はノズル開口２１を閉口した状態を維持することができるため、ノズル開口２１を開口
してインクを吐出している最中にキャリッジ３の移動による慣性力等によってノズル開口
２１が閉口することがなく、また、インクジェット式記録装置Ｉの電源切断時に閉口して
いたノズル開口２１を開口することがない。
【０１１３】
なお、付勢手段２１５Ａは特にこれに限定されず、例えば、第１チャンバー２２１Ａ又
は第２チャンバー２２１Ｂの内部にコイルばね、板ばね等の付勢手段を設け、ノズル開口
２１を開口した状態又は閉口した状態の何れか一方の状態から他方の状態に向かって付勢
するようにしてもよい。
【０１１４】
さらに、ロック機構として他の態様も考えられる。ここで、本実施形態のインクジェッ
ト式記録ヘッドＩＩの変形例を図１７及び図１８に基づいて説明する。なお、図１７は、
実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの変形例を示す吐出面側の平面図であり、
図１８は、要部断面図である。
【０１１５】
図１７及び図１８に示すように、スペーサー２１１Ａには、ノズル開口２１の並設方向
両端部側に貫通孔２１６に開口する凹部２４０が設けられている。また、凹部２４０内に
は、球形状を有するボール部材２４１と、ボール部材２４１を貫通孔２１６側に付勢する
付勢ばね２４２とが設けられている。
【０１１６】
一方、開閉部２１０Ａには、図１８（ａ）に示すように、ノズル開口２１を開口した状
態で、凹部２４０に連通する第１嵌合孔２４３と、図１８（ｃ）に示すように、ノズル開
口２１を閉口した状態で凹部２４０に連通する第２嵌合孔２４４とが設けられている。そ
して、図１８（ａ）に示すように、開閉部２１０Ａがノズル開口２１を開口する位置に移
動すると、ボール部材２４１が第１嵌合孔２４３内に嵌合し、開閉部２１０Ａの移動がロ
ックされる。また、図１８（ｂ）に示すように、開閉部２１０Ａが移動すると、開閉部２
１０Ａの側面によってボール部材２４１は凹部２４０内に押し込まれる。さらに、図１８
（ｃ）に示すように、開閉部２１０Ａがノズル開口２１を閉口する位置に移動すると、ボ
ール部材２４１が第２嵌合孔２４４内に嵌合し、開閉部２１０Ａの移動がロックされる。
【０１１７】
このように、凹部２４０、ボール部材２４１、付勢ばね２４２、第１嵌合孔２４３及び
第２嵌合孔２４４からなるロック機構を設けることによっても、ノズル開口２１を開口し
てインクを吐出している最中にキャリッジ３の移動による慣性力等によってノズル開口２
１が閉口することがなく、また、インクジェット式記録装置Ｉの電源切断時に閉口してい
たノズル開口２１を開口することを抑制することができる。
【０１１８】
（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。例えば、上述した実施形態１及び２では、チャンバー２２１、
第１チャンバー２２１Ａ及び第２チャンバー２２１Ｂ内の圧力調整を行うことで、開閉部
２１０、２１０Ａを駆動するようにしたが、チャンバー２２１、２２１Ａ、２２１Ｂの圧
力調整に用いるものは、気体、液体等特に限定されるものではない。また、開閉部２１０
及び２１０Ａを駆動する駆動手段としては、圧力調整以外に、例えば、圧電素子、電磁石
、モーター等を用いることができる。
【０１１９】
また、上述した実施形態１及び２では、開閉部２１０、２１０Ａに撥水膜２１４、２１
４Ａを設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、開閉部２１０、２１０Ａ自
体が撥水性を有するものであってもよい。
【０１２０】
上述した実施形態１及び２では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段
として、薄膜型の圧電素子３００を有するアクチュエーター装置を用いて説明したが、特
にこれに限定されず、例えば、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
型のアクチュエーター装置や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸
縮させる縦振動型のアクチュエーター装置などを使用することができる。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いわゆる静電式ア
クチュエーターなどを使用することができる。
【０１２１】
また、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、インクジェット式記録ヘッドＩＩ（
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ＩＩ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。
【０１２２】
なお、上述した実施形態１及び２では、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、液晶ディスプレー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ディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）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】
【０１２３】
Ｉ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 ＩＩ インクジェット式記録ヘッ
ド（液体噴射ヘッド）、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ 連通部、
１４ インク供給路、 １５ 連通路、 ２０、２０Ａ ノズルプレート、 ２１ ノ
ズル開口、 ３０ 保護基板、 ３１ リザーバー部、 ３２ 圧電素子保持部、 ４０
コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 第１電極、 ７
０ 圧電体層、 ８０ 第２電極、 ９０ リード電極、 １００ リザーバー、 １２
０ 駆動回路、 １２１ 接続配線、 ２００、２００Ａ 開閉手段、 ２１０、２１０
Ａ 開閉部、 ２２０、２２０Ａ 駆動手段、 ２１４、２１４Ａ 撥水膜、 ２１５、
２１５Ａ 付勢手段、 ３００ 圧電素子（アクチュエーター装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせるアクチュエ
ーター装置と、を具備し、
前記ノズル開口の吐出面側には、当該ノズル開口を開閉する開閉手段が設けられている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記開閉手段は、開閉制御手段によって制御されると共に、該開閉制御手段は、前記ノ
ズル開口から液体を噴射するときは、前記開閉手段によって前記ノズル開口を開口し、且
つ前記ノズル開口から液体を噴射しないときは、前記開閉手段によって前記ノズル開口を
閉口す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】
前記開閉制御手段は、前記アクチュエーター装置を駆動することにより、前記ノズル開
口の液体のメニスカスを前記開閉手段とは反対側に後退させた後に、前記開閉手段を閉口
することを特徴とする請求項２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記開閉手段は、前記ノズル開口の吐出面側を覆う開閉部と、該開閉部を駆動する駆動
手段とを具備することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記開閉部の少なくとも前記ノズル開口に相対向する領域は撥水処理されていることを
特徴とする請求項４記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記開閉手段は、前記ノズル開口の開口状態及び閉口状態の何れか一方又は両方を維持
するロック機構を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘ
ッド。
【請求項７】
請求項１〜６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１】
ノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせるアクチュエ
ーター装置と、を具備し、
前記ノズル開口の吐出面側には、当該ノズル開口を開閉する開閉手段が設けられている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記開閉手段は、開閉制御手段によって制御されると共に、該開閉制御手段は、前記ノ
ズル開口から液体を噴射するときは、前記開閉手段によって前記ノズル開口を開口し、且
つ前記ノズル開口から液体を噴射しないときは、前記開閉手段によって前記ノズル開口を
閉口す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】
前記開閉制御手段は、前記アクチュエーター装置を駆動することにより、前記ノズル開
口の液体のメニスカスを前記開閉手段とは反対側に後退させた後に、前記開閉手段を閉口
することを特徴とする請求項２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記開閉手段は、前記ノズル開口の吐出面側を覆う開閉部と、該開閉部を駆動する駆動
手段とを具備することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記開閉部の少なくとも前記ノズル開口に相対向する領域は撥水処理されていることを
特徴とする請求項４記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記開閉手段は、前記ノズル開口の開口状態及び閉口状態の何れか一方又は両方を維持
するロック機構を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘ
ッド。
【請求項７】
請求項１〜６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。
【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】
【図１８】
【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】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−９３１３７（Ｐ２０１１−９３１３７Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４７４１９（Ｐ２００９−２４７４１９）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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