液滴移送装置、バルブ、記憶装置、及び表示装置
【課題】流路内の気泡の滞留をより確実に防止することが可能な液体流路構造、及び、液滴噴射装置を提供すること。
【解決手段】流路ユニット内のインク流路は、互いに異なる平面に沿ってインクが流れる圧力室１６及び絞り流路２０と、圧力室１６と絞り流路２０とを連通させる連通孔１８とを含んでいる。連通孔１８の中心線Ｃ３は、圧力室１６の中心線Ｃ１に対して、圧力室１６の幅方向にずれており、さらに、連通孔１８の中心線Ｃ３は、絞り流路２０の中心線Ｃ２に対しても、絞り流路２０の幅方向にずれている。そのため、圧力室１６及び絞り流路２０の連通孔１８との接続部分１６ａ，２０ａにおいて渦流が発生することになり、気泡の滞留が防止される。
【解決手段】流路ユニット内のインク流路は、互いに異なる平面に沿ってインクが流れる圧力室１６及び絞り流路２０と、圧力室１６と絞り流路２０とを連通させる連通孔１８とを含んでいる。連通孔１８の中心線Ｃ３は、圧力室１６の中心線Ｃ１に対して、圧力室１６の幅方向にずれており、さらに、連通孔１８の中心線Ｃ３は、絞り流路２０の中心線Ｃ２に対しても、絞り流路２０の幅方向にずれている。そのため、圧力室１６及び絞り流路２０の連通孔１８との接続部分１６ａ，２０ａにおいて渦流が発生することになり、気泡の滞留が防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティング現象を利用して液滴を移送する液滴移送装置、バルブ、記憶装置、及び、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、絶縁層の両側に電位差が生じたときに絶縁層の表面における撥液性（濡れ角）が変化する現象（エレクトロウェッティング現象）を利用して、液滴を移送する技術が知られている。例えば、特許文献１（特開２００５−２５７５６９号公報）に記載の微量液滴輸送デバイスは、基板の表面に離間して設けられた２つの電極（第１の電極及び第２の電極）と、第１の電極を被覆する誘電体膜と、誘電体膜と第２の電極を一面に覆う疎水性膜（絶縁層）を備えている。この液滴輸送デバイスにおいて、２つの電極の配置領域の双方に接触しつつ、それらの間に液滴が配置された状態で、２つの電極間に電圧が印加されると、誘電体膜が設けられた第１の電極の配置領域における疎水性膜表面の濡れ角が、誘電体膜が設けられていない第２の電極の配置領域における疎水性膜表面の濡れ角よりも低下する。従って、この濡れ角の差が駆動力となり、液滴が第２の電極から第１の電極に向けて一方向に移送される。
【特許文献１】特開２００５−２５７５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述の特許文献１に記載の微量液滴輸送デバイスは一方の電極から他方の電極へ液滴を一方向に移動させるものである。一方、このような装置の他に、２つの電極配置領域間で微小な液滴を移送する装置も様々な分野において渇望されている。その場合、２つの電極配置領域のうちの何れの領域に液滴が存在しているかを検出することができれば、その装置の利用価値は一段と高いものとなる。
【０００４】
本発明の目的は、エレクトロウェッティング現象を利用して２つの領域間で液滴を移送するとともに、２つの領域のうちの何れの領域に液滴が存在しているかを検出することが可能な液滴移送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００５】
なお、以下に示す各要素に付した括弧付き符号は、その要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、基材（１０ａ）の表面（１０ｂ）に配置された第１電極（２２）と、前記基材の表面において、第１電極の近傍に第１電極から所定距離離れて配置された第２電極（２３）と、第１電極と第２電極とをそれぞれ覆うように配置され、その表面に存在する導電性を有する液滴（２１）と前記電極（２２又は２３ａ）との間の電位差に応じて、表面における撥液性が変化する絶縁層（２４）と、第２電極と共働して第２電極上に液滴が存在することを検知する第３電極（２３ｂ）とを備える液滴移送装置（２０）が提供される。
【０００７】
本発明の液滴移送装置によれば、第１電極と第２電極の電位を変化させることにより、これらの電極を覆う絶縁層の表面における撥液性（濡れ角）を変化させることができる。したがって、第１電極の配置領域と第２電極の配置領域との間で、撥液性の高い領域から低い領域へ液滴を移送させることができる。つまり、２つの電極と絶縁層とからなる簡単な構成により、２つの領域間における液滴の移送が可能となる。なお、本発明において「第１電極の配置領域」とは、絶縁層における、第１電極と重なる領域を意味し、「第２電極の配置領域」とは、絶縁層における、第２電極と重なる領域を意味する。
【０００８】
さらに、第２電極と共働して第２電極上に液滴が存在することを検出する第３電極を備えているため、第２電極上に導電性を有する液滴が存在する場合、第２電極と第３電極の間の所定の静電容量を検出することができる。一方、第２電極上に液滴が存在しない場合は、第２電極と第３電極の間の静電容量が所定値未満の検出値しか得られない。したがって、第２電極と第３電極の間の静電容量を検出することにより、第２電極上に液滴が存在するか否かを判別することができる。その結果、第１電極と第２電極の何れの配置領域に液滴が存在しているかを判別することが可能となる。
【０００９】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第１電極（２２）と第２電極（２３）のうちの少なくとも一方が、前記基材（１０ａ）の表面（１０ｂ）において互いに離間して配置された少なくとも２つの分割電極（２３ａ，２３ｂ）として分割されていてもよい。この場合、２つの分割電極上に導電性を有する液滴が存在する場合、２つの分割電極の間の所定の静電容量を検出することができる。一方、２つの分割電極上に液滴が存在しない場合は、２つの分割電極の間の静電容量が低下する。したがって、２つの分割電極の間の静電容量を検出することができるか否かにより、２つの分割電極上に液滴が存在するか否かを判別することができる。この場合、前記分割電極の一方が第３電極（２３ｂ）であってもよい。
【００１０】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第１電極（２２）と第２電極（２３）に対してそれぞれ電位を付与する電位付与機構（２５）をさらに備えてもよく、前記電位付与機構により第１電極と第２電極に対してそれぞれ異なる電位を付与し、一方の電極を覆う部分の前記絶縁層（２４）の表面における撥液性を他方の電極を覆う部分よりも低下させて、第１電極と第２電極をそれぞれ覆う前記絶縁層の間で前記液滴を移送させてもよい。この場合、第１電極と第２電極に対してそれぞれ異なる電位を付与することにより、一方の電極を覆う前記絶縁層の部分の表面における撥液性を他方の電極を覆う部分よりも低下させて、第１電極の配置領域と第２電極の配置領域の間で液滴を移送させることができる。
【００１１】
本発明の液滴移送装置（２０）において、前記分割電極（２３ａ，２３ｂ）は、前記分割電極が配置された領域に前記液滴（２１）が移送されたときに、前記液滴が前記分割電極の双方に接触しつつ、それらの間に位置するように配置されてもよく、前記分割電極間の静電容量に基づいて、前記液滴が、第１電極が配置された領域と第２電極が配置された領域の何れの領域に存在するかを検出する液滴位置検出器（２６）をさらに備えてもよい。この場合、導電性を有する液滴が、２つの分割電極の双方に接触しつつ、それらの間に存在している場合には、これら２つの分割電極と液滴の間にそれぞれ絶縁層が挟まれて静電容量が生じるが、液滴が存在していない状態ではこの静電容量は低下する。そこで、２つの分割電極間の静電容量を検出することにより、第１電極と第２電極の何れの配置領域に液滴が存在しているかを検出することが可能となる。
【００１２】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第１電極（２２）と第２電極（２３）を覆う前記絶縁層（２４）の表面（２４ｃ）に、グランド電極（２７）がそれぞれ配置され得る。この場合、液滴がグランド電極に接して所定電位に保持されることにより、電極と液滴との間の電位差が安定する。したがって、液滴の移送動作を確実に行うことができる。
【００１３】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第３電極（１２４）は前記基材（１０ａ）の表面（１０ｂ）から離隔し且つ第２電極（１２３）と対向するように延在し得る。第３電極をこのように配置することにより、第２電極上に液滴が存在する場合、第２電極と第３電極の間の静電容量を検出することができる。一方、第２電極上に液滴が存在しない場合、検出される静電容量が低下する。したがって、静電容量を測定することにより、第１電極と第２電極の何れの配置領域に液滴が存在しているかを判別することができる。
【００１４】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第３電極（２２４）は、第１電極（２２）の一部及び第２電極（１２３）と対向するように延在し且つグランド電極として設置され得る。この場合、液滴は、第１電極上に存在する場合も、第２電極上に存在する場合も、第３電極に接触して常に所定電位に保持される。したがって、電極と液滴との間の電位差が安定するため、液滴の移送動作を確実に行うことができる。さらに、第２電極上に液滴が存在する場合、第２電極と第３電極の間の静電容量を検出することができる。一方、第２電極上に液滴が存在しない場合、所定の静電容量を検出することができない。したがって、静電容量を測定することにより、第１電極と第２電極の何れの配置領域に液滴が存在しているかを判別することができる。
【００１５】
本発明の液滴移送装置（２０）において、前記基材（１０ａ）の表面（１０ｂ）の、第１電極（２２）と第２電極（２３）の外側の領域に、常に前記絶縁層（２４）の撥液性以上に高い撥液性を有する第１撥液膜（４０）が形成されてもよい。この場合、液滴の振動等により液滴が不意に電極の範囲外に移動するのを防止できる。尚、第１電極と第２電極よりも外側の領域の撥液性は、絶縁層の撥液性以上であればよい。この場合、第１電極と第２電極を覆う絶縁層自身が第１電極と第２電極の外側までさらに延びて第１撥液膜を構成している形態にし得、あるいは第１電極と第２電極の外側に絶縁層とは別の第１撥液膜が形成されてもよい。
【００１６】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第１電極（２２）と第２電極（２３）の間における、第１撥液膜（４０）が形成されていない領域の幅が局所的に狭まっていてもよい。この場合、液滴の振動等により液滴が反対側の電極に不意に移動してしまうのを防止できる。
【００１７】
本発明の液滴移送装置（２０）において、前記基材（１０ａ）の表面（１０ｂ）の、第１電極（２２）と第２電極（２３）の間の領域に、常に前記絶縁層（２４）の撥液性以上に高い撥液性を有する第２撥液膜（４１）が形成されていてもよい。この場合、液滴の振動等により液滴が反対側の電極に不意に移動してしまうのを防止できる。尚、第１電極と第２電極の間の領域の撥液性は、絶縁層の撥液性以上であればよく、第１電極と第２電極を覆う絶縁層が第１電極と第２電極の間にも形成されて第２撥液膜を構成している形態にし得、あるいは第１電極と第２電極の間に絶縁層とは別の第２撥液膜が形成されてもよい。
【００１８】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第２撥液膜（４１）の一部が、第１電極（２２）と第２電極（２３）がそれぞれ配置されている領域内へ突出していてもよい。この場合、液滴の振動などにより不意に液滴が反対側の電極に移動するのを防止しつつ、２つの電極配置領域の間における液滴移送をスムーズに行うことが可能になる。
【００１９】
本発明の液滴移送装置（２０）は、バルブ（１１）に設けられてもよい。本発明の液滴移送装置を備えたバルブにおいて、前記基材（１０ａ）には、第１電極（２２）が配置されている領域において開口する流体通路（１９）が形成されてもよく、第１電極が配置された領域に前記液滴（２１）が存在するときには前記液滴により前記流体通路の開口（１９ａ）が閉止されてもよく、第２電極（２３）が配置された領域に前記液滴が存在するときには前記流体通路の開口が開放されてもよい。この場合、液滴を第１電極の配置領域に移送することにより流体通路の開口を閉止し、液滴を第２電極の配置領域に移送することにより流体通路の開口を開放することができる。つまり、バルブは２つの電極と絶縁層とからなる簡単な構成の液滴移送装置を備えているため、流体通路の開閉を行うことができる。
【００２０】
本発明の液滴移送装置（２０）を備えたバルブ（１１）は、インク（Ｉ）を収容するインク収容空間（１２）と、前記インク収容空間と大気とを連通させる大気連通路（１９）とを有するインクカートリッジ（５）に設けられてもよく、前記液滴（２１）を第１電極（２２）と第２電極（２３）との間で移送することにより、前記大気連通路を開閉してもよい。この場合、インクカートリッジから供給先へインクを供給しないときには液滴を第１電極に移送して大気連通路を閉止し、インクを供給するときにのみ液滴を第２電極に移送して大気連通路を開放する。つまり、簡単な構成の液滴移送装置により、インク供給不足を生じさせることなく、インクの乾燥（増粘）を効果的に防止することができる。
【００２１】
本発明の液滴移送装置（２０）を備えたバルブ（１１）は、記録媒体（Ｐ）に対してインク（Ｉ）を噴射するインクジェットヘッド（１）のインク噴射面（１ａ）を覆うキャップ（６０）であって、前記インク噴射面と前記キャップとによって形成される空間（６４）と、キャップの外部とを連通させる連通路（６５）を有するキャップに設けられてもよく、前記液滴（２１）を第１電極（２２）と第２電極（２３）との間で移送することにより、前記連通路を開閉してもよい。キャップがインクジェットヘッドのインク噴射面に装着されている状態では、液滴を第１電極に位置させることによりキャップの連通路を閉止してインクの乾燥を防止することができる。一方、キャップをインク噴射面に対して着脱する際は、液滴を第２電極に移送して連通路を開放して、装着時におけるキャップ内の空間の圧力変動によるノズルのメニスカス破壊を防止する。このように、簡単な構成の液滴移送装置により、インクの乾燥とメニスカス破壊を防止することができる。
【００２２】
本発明の液滴移送装置（２０）は、記憶装置（７０）に設けられてもよい。本発明の液滴移送装置を備えた記憶装置において、前記液滴移送装置は、前記記憶装置に記憶させるデータに応じて前記液滴（２１）を第１電極（２２）と第２電極（２３）の間で移送し得る。この場合、記憶装置に記憶させるデータに応じて、液滴を第１電極の配置領域と第２電極の配置領域の何れかに移送することができる。つまり、記憶装置は簡単な構成の液滴移送装置を備えているため、１ビットのデータを記憶することが可能である。また、第１電極と第２電極の何れの配置領域に液滴が存在しているかを検出することができるため、記憶されているデータを判別して読み出すことが可能となる。さらに、本発明の記憶装置は、通常の半導体記憶装置において用いられるシリコン基板は必須ではないため、例えば合成樹脂からなる基板を用いて、より安価に製造することができる。
【００２３】
本発明の液滴移送装置（２０）と、前記基材（８１）の表面（８１ａ）と対向して配置され、第１電極（２２）と対応する位置に形成された透過孔（８３ａ）を有するカバープレート（８３）とを備えた表示装置（８０）において、前記液滴（２１）は有色であってもよく、前記液滴移送装置は、前記表示装置に表示させるデータに応じて、前記液滴を、第１電極と第２電極（２３）との間で移送してもよい。この場合、有色の液滴が第１電極の位置に移送されたときには、カバープレートを透過して液滴の色が表示される。一方、液滴が第２電極の位置に移送されたときには、カバープレートにより遮られて液滴の色が表示されない。従って、簡単な構成の液滴移送装置により、所望の文字や画像等を表示させることができる。また、本発明の液滴移送装置を用いた表示装置においては、第１電極に与える電位と第２電極に与える電位とが異ならない限り、液滴は第１電極の位置、又は第２電極の位置から移動しない。つまり、同じ表示状態を維持するために、常時電力を供給する必要がない。したがって、電力を消費せずに、同じ表示状態を維持することができる。
【００２４】
本発明の液滴移送装置（２０）を備えた表示装置（８０）において、前記液滴（２１）は有色であってもよく、第１電極（２２）、第１電極に対応する前記基材（８１）の部分、及び、第１電極に対応する前記絶縁層（２４）の部分が全て透明であってもよく、第２電極（２３）、第２電極に対応する前記基材の部分、及び、第２電極に対応する前記絶縁層の部分のうち、少なくとも１つが非透過性を有してもよい。この場合、第１電極と、これに対応する基材及び絶縁層が全て透明であるため、有色の液滴が第１電極の配置領域に移送されたときには、この液滴の色が表示される。一方、第２電極と、これに対応する基材及び絶縁層の、少なくとも１つが非透過性（光を透過させない性質）を有するため、有色の液滴が第２電極の配置領域に移送されたときには、基材の電極と反対側の面から見ると、この液滴の色は表示されないことになる。従って、有色の液滴を、第１電極の位置と第２電極の位置との間で移送することにより、所望の文字や画像等を表示させることができる。
【００２５】
本発明の第２の態様に従えば、バルブ（１１）であって、その表面（１０ｂ）において開口する流体通路（１９）を有する基材（１０ａ）と、前記基材の表面において、前記流体通路の開口（１９ａ）を含む領域に配置された第１電極（２２）と、前記基材の表面において、第１電極の近傍に第１電極から所定距離離れて配置された第２電極（２３）と、第１電極と第２電極をそれぞれ覆うように配置され、その表面に存在する導電性を有する液滴（２１）と前記電極との間の電位差に応じて、表面における撥液性が変化する絶縁層（２４）とを備え、第１電極が配置された領域に前記液滴を移送することにより前記流体通路の開口を閉止するとともに、第２電極が配置された領域に前記液滴を移送することにより前記流体通路の開口を開放するバルブが提供される。
【００２６】
本発明のバルブによれば、第１電極と第２電極の電位を変化させて、これらの電極を覆う絶縁層の表面における撥液性（濡れ角）を変化させることにより、第１電極の配置領域と第２電極の配置領域との間で液滴を移送する。そして、液滴を第１電極の配置領域に移送することにより流体通路の開口を閉止し、一方、液滴を第２電極の配置領域に移送することにより流体通路の開口を開放する。つまり、２つの電極と絶縁層とからなる簡単な構成により、流体通路の開閉を行うことができる。
【００２７】
本発明によれば、本発明のバルブ（１１）を備えるインクカートリッジ（５）が提供される。この場合、本発明のバルブによって、インクカートリッジの大気連通孔を開閉することができる。したがって、インクカートリッジから供給先へインクを供給しないときには大気連通孔を閉止し、インクを供給するときには開放することにより、インクの乾燥を効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の第１実施形態について説明する。この第１実施形態は、インクカートリッジの大気連通孔開閉用バルブに本発明を適用した一例である。
【００２９】
まず、インクカートリッジ５が装着されるインクジェットプリンタ１００について簡単に説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、図１の左右方向に移動可能なキャリッジ２と、このキャリッジ２に設けられて記録用紙Ｐに対してインクを噴射するシリアル型のインクジェットヘッド１と、記録用紙Ｐを図１の前方へ搬送する搬送ローラ３と、プリンタ１００の各部の制御を行う制御装置４（図４参照）等を備えている。
【００３０】
インクジェットヘッド１は、インクを貯留するインクカートリッジ５とチューブ６を介して接続される。そして、このインクジェットヘッド１は、キャリッジ２と一体的に左右方向へ移動して、その下面に配置されたノズル（図示省略）から記録用紙Ｐに対してインクを噴射して所望の文字や画像等を記録する。また、インクジェットヘッド１により画像等が記録された記録用紙Ｐは、搬送ローラ３により前方へ排出される。
【００３１】
次に、インクカートリッジ５について説明する。図２に示すように、インクカートリッジ５は、インク収容空間１２を有するカートリッジ本体１０と、インク収容空間１２と大気とを連通させる大気連通孔１９を開閉するバルブ１１とを備えている。
【００３２】
カートリッジ本体１０は、インクの濡れ性に優れる合成樹脂材料（例えば、ポリプロピレン）により直方体形状に形成されている。また、このカートリッジ本体１０の内部にはインクＩを収容するインク収容空間１２と、このインク収容空間１２の上部と連通する大気導入路１３が形成されている。より具体的には、インク収容空間１２と大気導入路１３は、カートリッジ本体１０の底面から天井面付近まで延びる隔壁１４により隔てられており、隔壁１４の上端とカートリッジ本体１０の天井面との間の隙間１５を介して連通している。
【００３３】
インク収容空間１２は、カートリッジ本体１０の底壁１０ａに貫通状に形成されたインク供給孔１６に連通している。また、このインク供給孔１６は、シール部材１７を介してインクジェットプリンタ１００のインク供給管１８に接続されている。つまり、インク収容空間１２内のインクＩは、インク供給孔１６及びインク供給管１８を介してインクジェットヘッド１に供給される。
【００３４】
大気導入路１３は、カートリッジ本体１０の底壁１０ａを貫通する大気連通孔１９（流体通路、大気連通路）に連通している。そのため、インク収容空間１２のインクＩが排出される（インクジェットヘッド１へ供給される）際に、大気連通孔１９及び大気導入路１３を介して、大気がインク収容空間１２の上部に導入される。尚、この大気連通孔１９は、インク収容空間１２内のインクＩの乾燥及び増粘を極力防止するために、インクジェットプリンタ１００の使用時（インクジェットヘッド１のインク噴射動作時）にのみバルブ１１により開放され、それ以外の状態では閉止される。これについては、次のバルブ１１の説明と合わせて後ほど詳しく説明する。
【００３５】
次に、バルブ１１について説明する。このバルブ１１は、カートリッジ本体１０の底壁１０ａの内側の面（上面）において、大気連通孔１９の上端開口１９ａと重なる（開口１９ａを塞ぐ）位置と、上端開口１９ａからずれた位置の、２つの位置の間で導電性を有する液滴２１を移送する液滴移送部２０（液滴移送装置）を備えている。そして、液滴移送部２０が２つの位置の間で液滴２１を移送することにより、大気連通孔１９の開閉状態を切り替えるように構成されている。また、液滴移送部２０の上方には、導電性を有する液滴２１にインクミストが直接降りかかるのを防止する保護部２８が設けられている。
【００３６】
ここで、導電性を有する液滴２１としては、例えば、水や、水にグリセリン等を溶かした水溶液等の液滴２１を使用できる。あるいは、イオンのみからなるイオン性液体（常温溶融塩）を使用することもできる。このイオン性液体は、一般的に、不揮発性であることから、大気に長期間さらされていても蒸発しにくいという長所がある。
【００３７】
図３（ａ），３（ｂ）に示すように、液滴移送部２０は、合成樹脂材料からなるカートリッジ本体１０の底壁１０ａ（基材）の上面の、大気連通孔１９の上端開口１９ａを含む領域に配置された第１電極２２と、この第１電極２２と同じく底壁１０ａの上面に、第１電極２２の近傍に所定の間隔で配置された第２電極２３と、底壁１０ａの上面において第１電極２２と第２電極２３の両方を完全に覆うように形成された絶縁層２４を有する。
【００３８】
第１電極２２は、略正方形の平面形状を有する。また、平面視で、この第１電極２２のほぼ中心部に大気連通孔１９の上端開口１９ａが位置している。従って、第１電極２２の配置領域に液滴２１が存在しているときには、液滴２１により大気連通孔１９が確実に塞がれることになる（図６（ａ），６（ｂ）参照）。なお、本発明において「第１電極の配置領域」とは、絶縁層における第１電極と重なる領域を意味する。本実施形態において、第１電極２２の一辺の長さは約１〜２ｍｍであり、上端開口１９ａの直径は約０．３ｍｍである。尚、液滴２１が大気連通孔１９に流れ込まないように、大気連通孔１９の内面の濡れ角は９０度以上になっていることが好ましい。
【００３９】
また、第２電極２３も、第１電極２２と同様に略正方形の平面形状を有し、第１電極２２の図３（ａ）における右側に所定の間隔で配置されている。さらに、この第２電極２３は、互いに離間して配置された同一形状の２つの分割電極２３ａ（第２電極），２３ｂ（第３電極）に分割されている。これら２つの分割電極２３ａ，２３ｂは、第１電極２２の重心と第２電極２３の重心を通る直線Ｌに関して対称に配置されている。なお、２つの分割電極２３ａ，２３ｂは、図２６（ａ），２６（ｂ）に示すように、第１電極２２と第２電極２３とが配置される方向と同じ方向に配置されてもよい。つまり、第２電極２３は、第１電極２２と第２電極２３とが配置される方向に対して直交する方向に分割されていてもよい。本実施形態において、第２電極２３の一辺の長さは約１〜２ｍｍである。
【００４０】
そして、インクカートリッジ５がインクジェットプリンタ１００に装着された状態では、第１電極２２と、第２電極２３の２つの分割電極２３ａ，２３ｂは、インクジェットプリンタ１００に設けられた電位付与部２５（電位付与機構、図４参照）に独立して接続されて、電位付与部２５からこれらの電極２２，２３（２３ａ，２３ｂ）に対して所定の電位がそれぞれ付与される。但し、電位付与部２５は、第２電極２３を構成する２つの分割電極２３ａ，２３ｂに対しては同じ電位を同時に付与する。
【００４１】
絶縁層２４は、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂等からなる比較的撥液性の高い薄膜である。そして、絶縁層２４は、カートリッジ本体１０の底壁１０ａの内面の第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域を含む所定領域の全面に形成されている。即ち、図３（ａ），３（ｂ）に示すように、絶縁層２４は、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域に加え、さらに、第１電極２２及び第２電極２３の外側の領域２４ａにも形成され（第１撥液膜）、さらに、第１電極２２と第２電極２３の間の領域２４ｂにも形成されている（第２撥液膜）。なお、本発明において「第２電極の配置領域」とは、絶縁層における、第２電極と重なる領域を意味する。
【００４２】
この絶縁層２４の表面に導電性を有する液滴２１が存在する状態で、液滴２１と電極（第１電極２２又は第２電極２３）との間に電位差が生じたときには、その電位差が大きいほど絶縁層２４の表面における撥液性（濡れ角）が低下する（エレクトロウェッティング現象）。
【００４３】
そこで、電位付与部２５は、プリンタ１００の制御装置４（バルブ制御部３１）からの指令に基づいて、第１電極２２と第２電極２３に対してそれぞれ異なる電位を付与するように構成されており、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間で絶縁層２４の撥液性を異ならせることにより、２つの領域の間で液滴２１を移送する。
【００４４】
より具体的に説明すると、電位付与部２５は、第１電極２２と第２電極２３のうち、一方にグランド電位ではない所定電位を付与するとともに、他方にグランド電位を付与する。すると、所定電位が付与された一方の電極を覆う絶縁層２４の部分の表面における撥液性が、グランド電位が付与された他方の電極を覆う部分よりも低下し、他方の電極の配置領域から一方の電極の配置領域へ液滴２１が移動する。
【００４５】
尚、図３（ａ），３（ｂ）に示すように、第１電極２２と第２電極２３を覆う絶縁層２４の部分には２つのグランド電極２７がそれぞれ配置されており、これら２つのグランド電極２７は常にグランド電位に保持されている。そして、第１電極２２の配置領域、又は、第２電極２３の配置領域に存在する液滴２１は、グランド電極２７に接触することから、液滴２１の電位はグランド電位に保持されて変動することがない。
【００４６】
ところで、第２電極２３の２つの分割電極２３ａ，２３ｂは、図４に示す液滴位置検出部２６（液滴位置検出器）に接続されている。液滴位置検出部２６は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量を検出する。図３（ａ）に示すように、２つの分割電極２３ａ，２３ｂは、第１電極２２の重心と第２電極２３の重心を通る直線Ｌに関して対称に配置されている。この場合、第１電極２２の配置領域から第２電極２３の配置領域へ液滴２１が移送されると、この液滴２１は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂを跨ぐように位置する、すなわち、２つの分割電極２３ａ，２３ｂに接触しつつ、それらの間に位置することになる（図９（ａ），９（ｂ）参照）。このとき、分割電極と導電性を有する液滴２１と、これらの間に挟まれた絶縁層２４（誘電体）とから１つのコンデンサが構成される。即ち、２つの分割電極２３ａ，２３ｂと絶縁層２４と液滴２１とからなる系は、図５に示すように、直列接続された２つのコンデンサＣ１，Ｃ２からなる回路で表すことができる。
【００４７】
つまり、第２電極２３の配置領域に液滴２１が存在する場合には、液滴位置検出部２６により２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間にコンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量（例えば、フッ素系樹脂からなる絶縁層２４の厚さが０．５μｍの場合には、４０ｎＦ程度）が検出される。一方、液滴２１が第２電極２３の配置領域にない場合（第１電極２２の配置領域に位置する場合）には、液滴２１が第２電極２３の配置領域に位置する場合と比べて、液滴位置検出部２６により検出される静電容量は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の距離に依存して低くなるかゼロになる。
【００４８】
従って、本実施形態では、液滴位置検出部２６は、検出された２つの分割電極２３ａ，２３ｂ間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの領域に液滴２１が存在しているかを検出することができるように構成されている。より具体的には、液滴位置検出部２６は、静電容量の検出値がある所定の値以上である場合には、液滴２１が第２電極２３の配置領域に存在しており、大気連通孔１９が開放されていると判定する。一方、静電容量の検出値が所定の値未満（例えば、０に近い値）である場合には、液滴２１が第２電極２３の配置領域に存在しておらず（第１電極２２の配置領域に存在しており）、大気連通孔１９が閉止されていると判定する。即ち、２つの分割電極は、共働して液滴の存在を検知するセンサとして機能する。
【００４９】
次に、液滴移送部２０の液滴移送動作について図６（ａ）〜図１０（ｂ）を参照して説明する。尚、図６（ａ）〜図１０（ｂ）において、“＋”は電極に所定電位が付与されていることを示し、“ＧＮＤ”はグランド電位が付与されていることを示す。
【００５０】
図６（ａ），６（ｂ）に示すように、第１電極２２の配置領域に液滴２１が存在している状態では、液滴２１により大気連通孔１９が塞がれて閉止されている。また、第１電極２２と第２電極２３（２つの分割電極２３ａ，２３ｂ）にはそれぞれグランド電位が付与されており、液滴２１はその濡れ角が高い状態となって、第１電極２２の配置領域内に収まっている。また、液滴２１はグランド電極２７に接触しており、グランド電位に保持されている。なお、液滴２１の直径は、第１電極２２、及び第２電極２３からはみ出さない大きさであればよく、本実施形態においては、約１〜２ｍｍである。
【００５１】
図６（ａ），６（ｂ）の状態から、液滴２１を第２電極２３の配置領域に移送する場合には、まず、図７（ａ），７（ｂ）に示すように、電位付与部２５により第１電極２２に所定電位が付与される。すると、所定電位が付与された第１電極２２とグランド電位に保持された液滴２１との間に電位差が生じるため、第１電極２２の配置領域における絶縁層２４の撥液性（液滴２１の濡れ角）が低下し、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間まで液滴２１が濡れ広がる。
【００５２】
次に、図８（ａ），８（ｂ）に示すように、電位付与部２５により、第１電極２２の電位が所定電位からグランド電位に切り替えられると同時に、第２電極２３の電位がグランド電位から所定電位に切り替えられる。すると、第１電極２２の配置領域における絶縁層２４の撥液性が高くなると同時に、第２電極２３の配置領域における絶縁層２４の撥液性が低下する。そのため、第１電極２２の配置領域から第２電極２３の配置領域との間の領域まで濡れ広がっていた液滴２１が、撥液性が低い第２電極２３側へ移動し、図９（ａ），９（ｂ）に示すように、大気連通孔１９が開放される。
【００５３】
そして、液滴２１が第２電極２３の配置領域へ完全に移動すると、図１０（ａ），１０（ｂ）に示すように、電位付与部２５により、第２電極２３の電位が所定電位からグランド電位に切り替えられる。すると、第２電極２３の配置領域の撥液性が高くなり、液滴２１の濡れ角が大きくなって、液滴２１が第２電極２３の配置領域内に収まった状態となる。
【００５４】
逆に、図１０（ａ），１０（ｂ）に示すように、第２電極２３の配置領域に液滴２１が存在しており、大気連通孔１９が開放されている状態から、電位付与部２５により、第１電極２２に所定電位が付与されると同時に、第２電極２３にグランド電位が付与されると、液滴２１が第２電極２３の配置領域から第１電極２２の配置領域へ移動し、図６（ａ），６（ｂ）に示すように、液滴２１により大気連通孔１９が閉止される。
【００５５】
次に、制御装置４を中心とするインクジェットプリンタ１００の電気的構成について、図４のブロック図を参照して説明する。制御装置４は、中央演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、インクジェットプリンタ１００の各部の制御を行うためのプログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵで処理されるデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。また、図４に示すように、制御装置４はインクジェットヘッド１のインク噴射動作を制御するヘッド制御部３０と、バルブ１１の開閉動作を制御するバルブ制御部３１とを有する。
【００５６】
ヘッド制御部３０は、ＰＣ３３から入力された印字データに基づいてインクジェットヘッド１を制御して記録用紙Ｐに対してインクを噴射させ、記録用紙Ｐに所定の文字や画像等を記録させる。
【００５７】
また、バルブ制御部３１は、インクジェットヘッド１のインク噴射動作が行われる場合にのみ大気連通孔１９を開放し、それ以外では大気連通孔１９を閉止するように、バルブ１１の開閉動作を制御する。
【００５８】
より具体的に説明すると、図１１に示すように、大気連通孔１９が閉止されている状態で、バルブ制御部３１は、ＰＣ３３から印字指令が入力されたときには、インクジェットヘッド１のインク噴射動作が行われる前に、電位付与部２５に大気連通孔１９を開放する信号を出力する。このとき、電位付与部２５は、第１電極２２にグランド電位を付与するとともに、第２電極２３に所定電位を付与する。すると、図１２に示すように、第１電極２２から第２電極２３へ液滴２１が移送され、大気連通孔１９が開放される。
【００５９】
また、記録用紙Ｐへの記録が完了したときには、バルブ制御部３１は、電位付与部２５に大気連通孔１９を閉止する信号を出力する。このとき、電位付与部２５は、第１電極２２に所定電位を付与するとともに、第２電極２３にグランド電位を付与する。すると、図１１に示すように、第２電極２３から第１電極２２へ液滴２１が移送され、この液滴２１により大気連通孔１９が閉止される。このように、バルブ１１は、インクジェットヘッド１からインクが噴射されるときにのみ大気連通孔１９を開放する。したがって、インクジェットヘッド１へのインクＩの供給不足を生じさせることなく、インクの乾燥（増粘）を効果的に防止することができる。
【００６０】
また、前述したように、液滴位置検出部２６により、２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量が検出され、検出された静電容量に基づいて液滴２１の位置（即ち、大気連通孔１９の開閉状態）が検出される。そして、この検出結果は、バルブ制御部３１に出力される。
【００６１】
従って、バルブ制御部３１は、液滴位置検出部２６による検出結果により、大気連通孔１９の開閉状態を監視することができる。バルブ制御部３１は、監視結果に基づいて、前述した記録動作の際だけでなく、パージ動作の際にもバルブ１１を制御することができる。例えば、インクカートリッジ５をインクジェットプリンタ１００から外して、再度装着した場合、図示しないインクカートリッジ脱着検知器が、インクカートリッジ５がインクジェットプリンタ１００から外れていた時間の長さを検知する。さらに、インクカートリッジ５が外れていた時間が所定の値を超えると、インクカートリッジ５内のインクの乾燥が進んでいると判断し、パージ動作が行われる。この際、液滴位置検出部２６により、大気連通孔１９が閉じているという検出結果が出力されている場合、パージを行うためには大気連通孔１９を開く必要がある。したがって、バルブ制御部３１は電位付与部２５に、大気連通孔１９を開放する信号を出力する。一方、大気連通孔１９が開いているという検出結果が出力されている場合、大気連通孔１９はそのままの開いた状態でパージを行えばよい。したがって、バルブ制御部３１は電位付与部２５に、信号を出力せず、大気連通孔１９はパージが行われるまで開いている状態で維持される。また、インクカートリッジ５が外れていた時間が所定の値を超えていない場合は、パージ動作を行う必要がない。したがって、液滴位置検出部２６により、大気連通孔１９が開いているという検出結果が出力されている場合、バルブ制御部３１は電位付与部２５に、大気連通孔１９を閉止する信号を出力する。一方、大気連通孔１９が閉じているという検出結果が出力されている場合、バルブ制御部３１は電位付与部２５に信号を出力せず、大気連通孔１９は次の記録動作時、又はパージ時まで閉じた状態で維持される。
【００６２】
以上説明した第１実施形態によれば次のような効果が得られる。第１電極２２と第２電極２３に異なる電位を付与することにより、これら電極２２，２３を覆う絶縁層２４の表面における撥液性（濡れ角）を異ならせることで、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域との間で、撥液性の高い領域から低い領域へ液滴２１を移送させることができる。つまり、２つの電極２２，２３と絶縁層２４とからなる簡単な構成の液滴移送部２０により、大気連通孔１９を開閉することが可能となる。また、絶縁層２４の、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域に、グランド電位に保持されたグランド電極２７がそれぞれ配置されているため、液滴２１の電位が常にグランド電位に保持される。従って、電極２２，２３と液滴２１との間の電位差が安定するため、液滴２１の移送動作を確実に行うことができる。
【００６３】
さらに、第２電極２３が、互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されているため、液滴位置検出部２６により、２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの配置領域に液滴２１が存在しているかを検出することができる。
【００６４】
また、インクカートリッジ５の大気連通孔１９を開閉するためのバルブ１１に本発明を適用することにより、インクカートリッジ５からインクジェットヘッド１にインクを供給しないときには液滴２１を第１電極２２に移送して大気連通路１９を閉止することができる。一方、インクを供給するときは、液滴２１を第２電極２３に移送して大気連通路１９を開放することができる。つまり、簡単な構成の液滴移送部２０、又はバルブ１１により、インク供給不足を生じさせることなく、インクの乾燥（増粘）を効果的に防止することができる。
【００６５】
次に、前述した第１実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記第１実施形態と基本的に同じ構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００６６】
変更実施形態１
第１実施形態においては、第２電極２３は２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割され、第１電極２２とともにカートリッジ本体１０の底壁１０ａの上面１０ｂに配置されていた。しかし、図２７（ａ），２７（ｂ）に示すように、単一の第２電極１２３が、第１電極２２とともにカートリッジ本体１０の底壁１０ａの上面１０ｂに配置され、第２電極１２３とは異なる第３電極１２４が、底壁１０ａの上面１０ｂに対して平行に、且つ第２電極１２３から離間して配置されてもよい。この場合、第１実施形態における分割電極の一方２３ａ、及び他方２３ｂはそれぞれ、本変更実施形態における第２電極１２３、及び第３電極１２４に対応する。図２７（ａ），２７（ｂ）は、第２電極１２３と、第３電極１２４の配置関係を示すための図である。図２７（ａ）は、液滴移送装置２０の上面図であり、図２７（ｂ）は図２７（ａ）のXXVIIＢ−XXVIIＢ線断面図である。
【００６７】
この形態の液滴移送部２０は、第１実施形態と同様にカートリッジ本体１０の底壁１０ａに大気連通孔１９が形成される。前記底壁１０ａの上面１０ｂには、第１電極２２が配置される。また、底壁１０ａの上面１０ｂにおいて、第１電極２２の近傍には、第１電極２２から所定距離離れて単一の矩形の第２電極１２３が配置される。そして、第１電極２２と第２電極１２３の両方を完全に覆うように絶縁層２４が形成されている。第１電極２２と第２電極１２３を覆う絶縁層２４の部分には、２つのグランド電極２７がそれぞれ配置されている。さらに、底壁１０ａの上面１０ｂに対して平行に、且つ第２電極１２３に対向するように第３電極１２４が配置される。つまり、液滴移送部２０を上（図２７（ａ）の紙面上方）から見た場合、第３電極１２４は、第２電極１２３を覆うように配置されている。（図２７（ａ）においては、第２電極１２３は第３電極１２４に完全に重なっている。）第３電極１２４の平面形状は、第２電極１２３の平面形状と同一の矩形である。第３電極１２４は、第２電極１２３とともに、図４に示す液滴位置検出部２６に接続されている。液滴位置検出部２６は、第２電極１２３と第３電極１２４との間の静電容量を検出する。
【００６８】
第１実施形態で説明した原理に従って、第１電極２２から第２電極１２３へ液滴２１が移送されると、液滴２１は第２電極１２３とそれに対向する第３電極１２４との間に存在し、双方の電極１２３，１２４に接触する。このとき、第２電極１２３、第３電極１２４、導電性液体２１、及び絶縁層２４により、コンデンサが構成される。したがって、第２電極１２３に液滴２１が存在する場合には、液滴検出部２６により、第２電極１２３、第３電極１２４の間に所定の静電容量が検出される。一方、液滴２１が第２電極１２３にない場合、液滴位置検出部２６により静電容量が検出されないか、検出される値が所定の値よりもかなり低い値となる。つまり、変更実施形態１によれば、静電容量を測定することにより、第２電極１２３上に液滴２１が存在するか否かを検知することができる。また、液滴移送部２０を上から見た場合、第３電極１２４は第２電極１２３を覆うように配置されているので、液滴２１が第２電極１２３上に存在しさえすれば、第２電極１２３の中心から外れた位置に存在しても、第３電極１２４は液滴２１に接触することができる。したがって、液滴２１が第２電極の中心から外れた位置に存在したとしても、液滴２１の存在を確実に検知することができる。なお、第１電極２２、及び第２電極１２３上には第１実施形態と同様に絶縁層２４が形成されている。したがって、第３電極１２４の第２電極１２３と対向する面に、絶縁層２４が形成されていなくても、第１電極２２と第２電極１２３に異なる電位を付与することにより、第１電極２２が配置された領域と第２電極１２３が配置された領域との間で、液滴２１を移動させることができる。
【００６９】
変更実施形態１において、第３電極１２４と絶縁層２４との間隔は、第２電極１２３上に液滴２１が存在するときに、第３電極１２４が液滴２１に確実に接触できる間隔であればよい。また、第３電極１２４の平面形状は、この例では第２電極１２３と同様に矩形であったが、第２電極１２３上に液滴２１が存在するときに、第３電極１２４が液滴２１に確実に接触できる形状であれば、第２電極１２３の平面形状とは異なる形状であってもよい。
【００７０】
変更実施形態２
変更実施形態１を変更した変更実施形態２について、図２８（ａ），２８（ｂ）を参照して説明する。図２８（ａ），２８（ｂ）は、変更実施形態１における第２電極１２３と、第３電極２２４の配置関係を示すための図である。図２８（ａ）は液滴移送装置２０の上面図であり、図２８（ｂ）は図２８（ａ）のXXVIIIＢ−XXVIIIＢ線断面図である。変更実施形態２においては、２つのグランド電極２７が液滴移送装置に存在していない点で、変更実施形態１とは異なる。また、液滴移送装置２０を上（図２８（ａ）の紙面上方）から見た場合、第３電極２２４が、大気連通孔１９の上端開口１９ａ付近まで、すなわち、第１電極１２３の一部を覆うように延在している点が、変更実施形態１と異なる。さらに、第３電極２２４は、常にグランド電位に保持されている。第３電極２２４は、第２電極１２３とともに、図４に示す液滴位置検出部２６に接続されている。液滴位置検出部２６は、第２電極１２３と第３電極２２４との間の静電容量を検出する。その他の構造については、変更実施形態１と同様なので、説明は省略する。
【００７１】
変更実施形態２において、第３電極２２４は、底壁１０ａの上面１０ｂに対して平行に、且つ第１電極２２の一部及び第２電極１２３と対向するように延在する。このため、第３電極２２４は、液滴２１が、第１電極２２が配置される領域に存在する場合でも、第２電極２３ａが配置される領域に存在する場合でも、液滴２１に接触する。また、第３電極２２４は常にグランド電位に保持されている。したがって、前述の実施形態におけるように、グランド電極２７を別途設ける必要がない。第１実施形態で説明した原理に従って、第１電極２２から第２電極１２３へ液滴２１が移送されると、液滴２１は第２電極１２３とそれに対向する第３電極２２４との間に存在し、双方の電極１２３，２２４に接触する。この結果、第２電極１２３、第３電極２２４、液滴２１及び、絶縁層２４とからなるコンデンサが構成される。したがって、第２電極１２３に液滴２１が存在する場合には、液滴検出部２６により、所定の静電容量が検出される。一方、液滴２１が第２電極１２３にない場合、液滴位置検出部２６により静電容量が検出されないか、極めてわずかな静電容量しか検出されない。以上説明した原理により、変更実施形態２においても、簡易な構成により第２電極２３ａ上に液滴２１が存在するか否かを検知することができる。さらに、グランド電極を別途設ける必要がないので、部品点数を減らし、よりシンプルな構造のバルブ１１及び液滴移送装置２０を構成することができる。したがって、製造コストを削減することができる。
【００７２】
変更実施形態３
前記第１実施形態においては、第２電極２３が２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されているが、第１電極２２が分割されていてもよい。また、第１電極２２と第２電極２３の両方が分割されていてもよい。さらに、第１電極２２、第２電極２３の分割数は２つである必要は特になく、３以上の複数の分割電極に分割されていてもよい。一方で、液滴２１の位置を検出する必要がない場合には、第１電極２２と第２電極２３の両方とも分割されている必要はない。また、液滴２１の電位の変動が電極２２，２３に付与される所定電位に対して十分に小さく、液滴２１の移送にほとんど影響を及ぼさない場合には、液滴２１をグランド電位に保持するためのグランド電極２７を省略してもよい。
【００７３】
変更実施形態４
液滴移送部は、液滴２１の振動等に起因して、液滴２１が、第１電極２２及び第２電極２３の配置領域よりも外側の領域、あるいは、反対側の電極の配置領域へ移動することを防止できることが好ましい。例えば、図１３（ａ），１３（ｂ）に示すように、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の外側に、常に絶縁層２４よりも高い撥液性を有する撥液膜４０（第１撥液膜）が、２つの電極配置領域の両方を囲うように形成されていてもよい。この構成によれば、液滴２１の電極配置領域外への移動が撥液膜４０により防止される。尚、図１３（ｂ）に示すように、撥液膜４０は絶縁層２４の上に重なるように形成されてもよいし、あるいは、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の外側に絶縁層２４が形成されておらず、撥液膜４０が底壁１０ａ（基材）の表面に直接形成されていてもよい。
【００７４】
また、図１４（ａ），１４（ｂ）に示すように、第１電極２２と第２電極２３の互いに隣接する側の端部の幅が狭まっており、第１電極２２と第２電極２３の間において、撥液膜４０が形成されていない領域の幅が局所的に狭まった構成となっていてもよい。この構成では、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間の、液滴２１が移動する領域の幅が狭くなるため、振動等により液滴２１が不意に反対側の電極に移動しにくくなる。
【００７５】
あるいは、図１５（ａ），１５（ｂ）に示すように、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間の領域に、常に絶縁層２４よりも高い撥液性を有する撥液膜４１（第２撥液膜）が形成されていてもよい。この構成では、撥液膜４１により、振動等により液滴が不意に反対側の電極に移動するのが防止される。また、この撥液膜４１も、前述した撥液膜４０（図１３，図１４参照）と同様に、絶縁層２４の上に重なるように形成されてもよいし、あるいは、底壁１０ａの表面に直接形成されていてもよい。
【００７６】
さらに、図１６（ａ），１６（ｂ）に示すように、絶縁層２４の上面の第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の外側に撥液膜４０が形成されるとともに、これら２つの電極配置領域間に撥液膜４１が形成されていてもよい。この構成では、液滴２１の電極配置領域外への移動と、反対側の電極の配置領域への移動の両方が防止される。
【００７７】
尚、絶縁層２４として、例えば、ポリイミド系樹脂やエポキシ系樹脂を使用し、一方、撥液膜４０，４１として、例えば、フッ素系樹脂を使用すれば、撥液膜４０，４１の撥液性を絶縁層２４よりも高くすることができる。
【００７８】
また、液滴２１の絶縁層２４の表面における濡れ角が９０度よりも大きい場合には、振動等が生じても液滴２１が不意に移動しにくいため、撥液膜４０，４１の表面粗さは絶縁層２４の表面粗さよりも大きくてよい。一方、液滴２１の絶縁層２４の表面における濡れ角が９０度よりも小さい場合には、振動等により液滴２１が不意に移動しやすいため、撥液膜４０，４１の表面粗さは絶縁層２４の表面粗さよりも小さいことが好ましい。
【００７９】
また、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間に撥液膜４１が形成されている場合、この撥液膜４１は、第１電極２２と第２電極２３の間での本来の液滴移送の抵抗にもなる。そのため、移送先の電極の電位を比較的高めに設定して、その電極の配置領域における撥液性を十分に低下させて、液滴２１が撥液膜４１を確実に乗り越えることが可能な移送力を発生させることが好ましい。
【００８０】
あるいは、図１７（ａ），１７（ｂ）に示すように、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間に設けられた撥液膜４１（第２撥液膜）の一部が、第１電極２２の配置領域内と第２電極２３の配置領域内へそれぞれ突出していてもよい。この構成によれば、振動などにより不意に液滴２１が反対側の電極に移動するのを撥液膜４１により防止しつつ、２つの電極配置領域の間における液滴移送の際には、液滴２１が、電極配置領域内に突出した部分から撥液膜４１を乗り越えやすくなり、両電極２２，２３の配置領域の間をスムーズに移動することができるようになる。
【００８１】
尚、以上説明した図１３（ａ）〜図１７（ｂ）には、第２電極２３が分割されていない形態が示されているが、第２電極２３が分割されている場合にも上述の構成を適用可能であることは言うまでもない。
【００８２】
変更実施形態５
バルブ１１が、定期的に大気連通孔１９を開放するように構成されていてもよい。長期間印字が行われていない場合には、バルブ１１により大気連通孔１９が長期間開放されないことになるため、大気の温度変化や気圧変化に起因して、カートリッジ本体１０内のインク収容空間１２の圧力が過度に高くなったり、あるいは、負圧になったりする虞がある。そこで、例えば、制御装置４のヘッド制御部３０により、前回の印字が終了した時刻から所定の時間が経過していると判断されたときに、バルブ制御部３１が電位付与部２５に対して大気連通孔１９を開放する信号を出力するように構成されていると、大気連通孔１９が定期的に開放されることになり、カートリッジ本体１０の内外の気圧差が小さく抑えられる。
【００８３】
変更実施形態６
前記第１実施形態においては、第１電極２２及び第２電極２３に電位を付与する電位付与部２５や、２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量から液滴２１の位置を検出する液滴位置検出部２６が、プリンタ１００側に設けられているとしているが、これらがインクカートリッジ５側に設けられて、プリンタ１００側の制御装置４（バルブ制御部３１）と接続されていてもよい。つまり、インクカートリッジ５のバルブ１１が、電位付与部２５及び液滴位置検出部２６を含む液滴移送部２０を備えていてもよい。
【００８４】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、インクジェットヘッドのインク噴射面に装着されるノズルキャップに本発明を適用した一例である。尚、前記第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００８５】
前記第１実施形態と同様に（図１参照）、インクジェットヘッド１は、インクジェットプリンタ１００の制御装置４（図２０参照）からの指令に基づいて、記録用紙Ｐ（記録媒体）に対してその搬送方向に直交する方向に移動しながらインクを噴射する。また、キャリッジ２は、記録用紙Ｐが搬送される領域よりもさらに幅方向（図１の左右方向）外側に位置する退避位置まで移動可能に構成されている。そして、この退避位置には、ノズルキャップ６０が配設されており、このノズルキャップ６０は、キャップ駆動部５５（図２０参照）により昇降駆動される。そして、ノズル５２（図１８参照）からインクを噴射しない場合には、インクジェットヘッド１はキャリッジ２とともに退避位置に移動し、その退避位置において、ノズルキャップ６０が、複数のノズル５２の出射口５２ａが配置されたインクジェットヘッド１の下面（インク噴射面１ａ）を下方から覆うようにインクジェットヘッド１に装着される。
【００８６】
図１８に示すように、インクジェットヘッド１の内部には、マニホールド５０と、マニホールド５０からそれぞれ分岐した複数の個別流路５１と、複数の個別流路５１の末端にそれぞれ設けられ、インクジェットヘッド１の下面（インク噴射面１ａ）において開口した複数のノズル５２とを有する。マニホールド５０には、その上部に設けられたインク供給孔５３を介して外部のインクタンク（図示省略）からインクが供給される。そして、マニホールド５０から複数の個別流路５１を介して複数のノズル５２にそれぞれインクが供給されて、複数のノズル５２からインクが噴射されるように構成されている。
【００８７】
ノズルキャップ６０は、複数のノズル５２を下方から覆うキャップ部６１と、このキャップ部６１の周縁部から上方に延びてインク噴射面１ａに接触する環状のリップ部６２と、キャップ部６１を下方から支持する基部６３を有する。
【００８８】
キャップ部６１は、複数のノズル５２の出射口５２ａを下方から一度に覆うことができるように、インク噴射面１ａの複数の出射口５２ａが配置された領域よりも大きい面積を有する。また、リップ部６２は、インク噴射面１ａの複数の出射口５２ａが配置された領域の周りに全周に亙って接触し、複数の出射口５２ａを密閉することが可能となっている。尚、キャップ部６１とリップ部６２は、合成樹脂材料などの弾力性を有する材料で形成されている。
【００８９】
基部６３の底壁６３ａ（基材）には、キャップ部６１の内部空間６４（インク噴射面１ａ側の空間）と外部（大気）とを連通させる連通孔６５（連通路）が貫通状に設けられている。この連通孔６５は、ノズルキャップ６０の装着時における、空間６４の圧力上昇を緩和して、ノズル５２内のメニスカスが破壊されるのを防止するためのものである。しかし、ノズルキャップ６０が装着されている状態でも空間６４が外部と連通していると、時間が経つにつれてノズル５２内のインクが乾燥してしまう。そこで、基部６３には、連通孔６５を開閉するバルブ６６が設けられている。
【００９０】
このバルブ６６は、前記第１実施形態のバルブ１１（図２、図３参照）とほぼ同様の構成を有する。即ち、バルブ６６は、底壁６３ａの内面（上面）において導電性を有する液滴２１を移送する液滴移送部２０を備えている。図１９に示すように、この液滴移送部２０は、底壁６３ａの内側の面（上面）において連通孔６５の上端開口６５ａを囲むように配置された第１電極２２と、同じく底壁６３ａの上面において、第１電極２２に対して所定距離空けて近接配置された第２電極２３と、底壁６３ａの上面において第１電極２２と第２電極２３の両方を完全に覆うように形成された絶縁層２４を有する。また、第２電極２３は互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されている。尚、液滴移送部２０の上方には、導電性を有する液滴２１にインクミストが直接降りかかるのを防止する保護部６７が設けられている。
【００９１】
プリンタ１００の制御装置４（バルブ制御部６９）からの指令に基づいて、電位付与部２５により、第１電極２２と第２電極２３に互いに異なる電位（所定電位又はグランド電位）が付与されると、一方の電極配置領域における撥液性を低下することから、２つの電極配置領域の間で液滴２１が移送される。そして、第１電極２２の配置領域に液滴２１が移送されたときにはこの液滴２１により連通孔６５が閉止され、第２電極２３の配置領域に液滴２１が移送されたときには連通孔６５が開放される。
【００９２】
また、第２電極２３の２つの分割電極２３ａ，２３ｂは液滴位置検出部２６に接続されている。そして、液滴位置検出部２６は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂ間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの領域に液滴２１が存在しているか（即ち、連通孔６５の開閉状態）を検出することができるように構成されている。
【００９３】
図２０に示すように、プリンタ１００の制御装置４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成されている。さらに、この制御装置４は、ＰＣ３３から入力された印字データに基づいてインクジェットヘッド１を制御してインクを噴射させるヘッド制御部３０と、キャップ駆動部５５を制御してノズルキャップ６０を昇降させるキャップ制御部６８と、ノズルキャップ６０を制御してバルブ６６を開閉させるバルブ制御部６９を備えている。
【００９４】
バルブ制御部６９は、ノズルキャップ６０がインクジェットヘッド１に装着される際には、その装着直前に電位付与部２５に対して連通孔６５を開放する信号を出力する。このとき、電位付与部２５は、第１電極２２にグランド電位を付与するとともに、第２電極２３に所定電位を付与する。すると、図１８に示すように、第１電極２２から第２電極２３へ液滴２１が移送され、連通孔６５が開放される。そのため、キャップ部６１内の空間６４の圧力上昇が緩和され、ノズル５２内に形成されたメニスカスの破壊が防止される。
【００９５】
一方、ノズルキャップ６０がインクジェットヘッド１に装着された後には、バルブ制御部６９は、電位付与部２５に連通孔６５を閉止する信号を出力する。このとき、電位付与部２５は、第１電極２２に所定電位を付与するとともに、第２電極２３にグランド電位を付与する。すると、図２１に示すように、第２電極２３から第１電極２２へ液滴２１が移送され、この液滴２１により連通孔６５が閉止される。そのため、ノズル５２内のインクの乾燥が防止される。
【００９６】
さらに、バルブ制御部６９は、ノズルキャップ６０がインクジェットヘッド１から取り外される（インク噴射面１ａから離間する）際にも、その直前に電位付与部２５に対して連通孔６５を開放する信号を出力してもよい。この場合には、ノズルキャップ６０がインク噴射面１ａから離間する際のキャップ部６１内の空間６４の圧力変動を小さくすることができるため、メニスカスの破壊がさらに防止される。
【００９７】
以上説明した第２実施形態の構成によれば、２つの電極２２，２３と絶縁層２４とからなる簡単な構成の液滴移送部２０により、インクの乾燥とメニスカス破壊を防止することができる。また、第２電極２３が、互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されているため、液滴位置検出部２６により２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの配置領域に液滴２１が存在しているかを検出することができる。
【００９８】
尚、この第２実施形態についても、液滴移送部２０に関する前記第１実施形態に対する変更と同様の変更（電極分割や撥液膜４０，４１（図１３（ａ）〜図１７（ｂ）参照）の付加等）を加えることが可能である。
【００９９】
第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態は、書き換え可能な不揮発性メモリである記憶装置に本発明を適用した一例である。
【０１００】
図２２（ａ），２２（ｂ）に示すように、記憶装置７０は、合成樹脂材料からなる基板７１（基材）と、この基板７１の表面の２つの領域に亙って導電性を有する液滴２１を移送する複数の液滴移送部２０からなり、複数のビットデータを記憶可能な記憶部７２と、複数の液滴移送部２０をそれぞれ制御する制御部７３（図２３参照）を備えている。尚、図２２（ａ）では複数の液滴移送部２０のうちの３つが示されている。
【０１０１】
記憶部７２の各液滴移送部２０は、前記第１実施形態とほぼ同様の構成を有するものである。即ち、図２２（ａ），２２（ｂ）に示すように、液滴移送部２０は、合成樹脂材料からなる基板７１の表面に配置された第１電極２２と、同じく基板７１の表面に、第１電極２２に対して所定距離空けて近接配置された第２電極２３と、基板７１の表面に第１電極２２と第２電極２３の両方を完全に覆うように形成された絶縁層２４を有する。また、第２電極２３は互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されている。さらに、第１電極２２と第２電極２３の配置領域における絶縁層２４の表面にはグランド電極２７がそれぞれ配置されている。そして、複数の液滴移送部２０のグランド２７が配線７４を介して互いに導通しており、全てのグランド２７は常にグランド電位に保持されている。
【０１０２】
また、図２３に示すように、各液滴移送部２０は、第１電極２２と第２電極２３に電位を付与する電位付与部２５と液滴位置検出部２６とを備えている。電位付与部２５は、記憶されるデータに応じて、第１電極２２と第２電極２３に互いに異なる電位（所定電位又はグランド電位）をそれぞれ付与して、２つの電極配置領域の間で液滴２１を移送させる。具体的には、第１電極２２の配置領域に液滴２１が存在している状態（図２２（ａ）の下側２つの液滴移送部２０の状態）が、ビットデータの“０”に対応し、第２電極２３の配置領域に液滴２１が存在している状態（図２２（ａ）において一番上の液滴移送部２０の状態）が、ビットデータの“１”に対応している。そして、１つの液滴移送部２０により２つの電極配置領域の何れかに液滴２１を移送することによって、１ビットのデータ（“０”または“１”）を記憶することが可能となっている。
【０１０３】
また、液滴位置検出部２６は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂ間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの領域に液滴２１が存在しているか（即ち、“０”と“１”の何れが記憶されているか）を検出し、その検出結果を制御部７３へ出力する。
【０１０４】
図２３に示すように、制御部７３は、外部のデータ入出力装置７５と接続されている。そして、データ入出力装置７５から制御部７３に対して、記憶すべき複数のビットデータが入力されると、制御部７３は、これら複数のビットデータにそれぞれ対応する複数の液滴移送部２０の電位付与部２５に対して、記憶するビットデータに関する情報（“０”か“１”か）を出力する。そして、記憶するデータが“０”である場合には、電位付与部２５は、第１電極２２に所定電位を付与すると同時に、第２電極２３にグランド電位を付与し、第１電極２２の配置領域に液滴２１を移送する（図２２（ａ）の下側２つの液滴移送部２０）。一方、記憶すべきデータが“１”である場合には、電位付与部２５は、第１電極２２にグランド電位を付与すると同時に、第２電極２３に所定電位を付与し、第２電極２３の配置領域に液滴２１を移送する（図２２（ａ）において一番上の液滴移送部２０）。このようにして、入力された複数のビットデータを記憶部７２に記憶させる。尚、液滴２１の移送が完了した後は、第１電極２２と第２電極２３の電位は共にグランド電位に切り替えられて、その状態が保持されるため、記憶装置７０の電源を切っても記憶されたデータが消えることはない。
【０１０５】
また、制御部７３には、複数の液滴移送部２０の液滴位置検出部２６から、液滴２１が第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の何れに存在しているかの情報が入力される。つまり、制御部７３は、記憶部７２の１つの液滴移送部２０により“０”と“１”の何れのデータが記憶されているかを検出できるようになっている。そして、制御部７３は、データ入出力装置７５からの要求に応じて、記憶部７２に記憶されているデータを読み出し、データ入出力装置７５へ出力する。
【０１０６】
以上説明した第３実施形態の構成によれば、２つの電極２２，２３と絶縁層２４とからなる簡単な構成の液滴移送部２０により、１ビットのデータを記憶することができる。また、第２電極２３が、互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されているため、液滴位置検出部２６により２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの配置領域に液滴２１が存在しているかを検出することができる。従って、記憶されている１ビットのデータ種別を判別することができ、データを読み出すことが可能となる。さらに、第３実施形態に係る記憶装置７０は、通常の半導体記憶装置において用いられるシリコン基板とは異なり、合成樹脂からなる基板を用いているため、より安価に製造することができる。
【０１０７】
尚、この第３実施形態についても、液滴移送部２０に関する前記第１実施形態に対する変更と同様の変更（撥液膜４０，４１（図１３（ａ）〜図１７（ｂ）参照）の付加等）を加えることが可能である。但し、既に記憶部７２に記憶されているデータを読み出すためには、第１電極２２と第２電極２３の少なくとも何れか一方が複数の分割電極に分割されて、第１電極２２と第２電極２３の何れに液滴２１が存在しているかを検出できるように構成されていることが最低限必要である。また、第３実施形態において、記憶装置７０はビットデータ（“０”か“１”かの２値）を記憶することができるが、第１電極と第２電極とが並ぶ方向に、それぞれが第２電極のように分割された電極を複数並べることにより、記憶装置７０は、３値以上の多値情報を記憶することが可能となる。
【０１０８】
第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。この第４実施形態は、所望の文字や画像等を表示する表示装置に本発明を適用した一例である。
【０１０９】
図２４に示すように、表示装置８０は、基板８１と、この基板８１（基材）の表面の２つの領域に亙って導電性を有する有色の液滴２１をそれぞれ移送する複数の液滴移送部２０からなる表示部８２と、基板８１の表面と対向して配置されたカバープレート８３と、表示部８２の複数の液滴移送部２０をそれぞれ制御する制御部８４（図２５参照）とを備えている。尚、図２４では複数の液滴移送部２０のうちの３つが示されている。
【０１１０】
表示部８２の各液滴移送部２０は、前記第１実施形態とほぼ同様の構成を有するものである。即ち、図２４に示すように、液滴移送部２０は、基板８１の表面に配置された第１電極２２と、同じく基板８１の表面に、第１電極２２に対して所定距離空けて近接配置された第２電極２３と、基板８１の表面に第１電極２２と第２電極２３の両方を完全に覆うように形成された絶縁層２４を有する。また、第２電極２３は互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されている。さらに、第１電極２２と第２電極２３の配置領域における絶縁層２４の表面にはグランド２７がそれぞれ配置されている。そして、複数の液滴移送部２０のグランド２７が配線８５を介して互いに導通しており、全てのグランド２７は常にグランド電位に保持されている。
【０１１１】
また、図２５に示すように、各液滴移送部２０は、第１電極２２と第２電極２３に電位を付与する電位付与部２５と液滴位置検出部２６とを備えている。電位付与部２５は、制御部８４からの指令に基づいて、第１電極２２と第２電極２３に互いに異なる電位（所定電位又はグランド電位）をそれぞれ付与して、２つの電極配置領域の間で液滴２１を移送させる。また、液滴位置検出部２６は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂ間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの領域に液滴２１が存在しているかを検出し、その検出結果を制御部８４へ出力する。
【０１１２】
図２４に示すように、カバープレート８３は、基板８１の、第１電極２２及び第２電極２３が配置された面と対向している。また、このカバープレート８３の、第１電極２２と対向する位置には貫通状の透過孔８３ａが形成されている。そのため、カバープレート８３の基板８１と反対側から見たときに、第１電極２２の配置領域は透過孔８３ａを通して見えるが、第２電極２３の配置領域はカバープレート８３により遮られて見えない。従って、第１電極２２の配置領域に有色の液滴２１が存在している状態（図２４（ａ）の下側２つの液滴移送部２０の状態）ではその液滴２１の色が表示されるが、第２電極２３の配置領域に液滴２１が存在していない状態（図２４（ａ）において一番上の液滴移送部２０の状態）では液滴２１の色が表示されず、下地である絶縁層２４の色（例えば、白色）が表示される。
【０１１３】
図２５に示すように、制御部８４は、外部の入力装置８５と接続されている。そして、表示される文字や画像等に関するデータが入力装置８５から制御部８４に入力されると、制御部８４は、表示部８２の複数の液滴移送部２０のうちの、表示すべき文字や画像等に対応する液滴移送部２０の電位付与部２５に対して表示を行わせる信号を出力する。すると、信号が入力された液滴移送部２０の電位付与部２５は、第１電極２２に所定電位を付与すると同時に、第２電極２３にグランド電位を付与し、第１電極２２の配置領域に液滴２１を移送する。このとき、第１電極２２の配置領域に移送された液滴２１の色が、カバープレート８３の透過孔８３ａを通して表示されることになる。
【０１１４】
また、制御部８４には、液滴位置検出部２６により検出された液滴２１の位置情報が入力される。そのため、制御部８４は、この液滴２１の位置情報から、実際に表示されている文字や画像等を認識できるようになっている。
【０１１５】
以上説明した第４実施形態の構成によれば、２つの電極２２，２３と絶縁層２４とからなる簡単な構成の液滴移送部２０により、所望の文字や画像等を表示させることができる。また、第２電極２３が、互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されているため、第１電極２２と第２電極２３の何れの配置領域に液滴２１が存在しているかを検出することができ、実際に表示されている文字や画像等を認識できる。さらに、第１電極２２と第２電極２３に異なる電位を与えない限り、液滴２１は第１電極２２の配置領域、又は第２電極２３の配置領域から移動しない。つまり、液滴２１が第１電極２２の配置領域に存在し、液滴の色が表示されている状態では、第１電極２２に与える電位と第２電極２３に与える電位とが異ならない限り、液滴は第２電極２３の配置領域には移動しないため、表示状態が維持される。また、液滴２１が第２電極２３の配置領域に存在し、液滴の色が表示されていない状態では、第１電極２２に与える電位と第２電極２３に与える電位とが異ならない限り、液滴は第１電極２２の配置領域には移動せず、液滴の色が表示されない状態が維持される。つまり、同じ表示状態を維持するために、常時電力を供給する必要がない。したがって、電力を消費せずに、同じ表示状態を維持することができる。
【０１１６】
尚、この第４実施形態についても、液滴移送部に関する前記第１実施形態に対する変更と同様の変更（電極分割や撥液膜４０，４１（図１３（ａ）〜図１７（ｂ）参照）の付加等）を加えることが可能である。
【０１１７】
これらに加えて、前述した第４実施形態には、さらに、以下のような変更を加えることが可能である。例えば、カバープレートが、第２電極２３の配置領域にのみ対向するように配置されており、第１電極２２の配置領域と対向していない場合には、カバープレート８３に透過孔８３ａが形成されている必要はない。
【０１１８】
また、第１電極２２及び第２電極２３を透明なＩＴＯ（Indium-Tin Oxide：酸化インジウム−酸化スズ）薄膜等で形成するとともに、絶縁層２４をほぼ透明なフッ素系樹脂等で形成し、さらに、基板８１をガラス等の透明材料で形成すれば、基板８１の電極２２，２３と反対側の面からでも液滴２１の色が表示されることとなる。そのため、このような場合には、カバープレート８３が基板８１の電極２２，２３と反対側の面と対向するように（図２４（ｂ）において基板８１の下側に）配置されていてもよい。
【０１１９】
さらに、第１電極２２、この第１電極２２の配置領域の基板８１の部分、及び、第１電極２２の配置領域の絶縁層２４の部分が全て透明であり、一方、第２電極２３、この第２電極２３の配置領域の基板８１の部分、及び、第２電極２３の配置領域の絶縁層２４の部分のうちの少なくとも１つが、非透過性（光を透過させない性質）を有するものであってもよい。この構成では、第２電極２３の配置領域自体が非透過性を有するため、基板８１の電極２２，２３と反対側（図２４（ｂ）において基板８１の下側）から見た場合に、第２電極２３の配置領域に存在する液滴２１が見えなくなるため、カバープレート８３が不要となる。
【０１２０】
上記実施形態及び変更形態では、電極や基材の形状、構造、材料を特定のものを例に挙げて説明してきたが、それらに限定されず、本発明の作用を生じるものであれば任意のものを使用できる。以上説明した実施形態及びその変更形態は、インクカートリッジに用いられるバルブ等に本発明を適用した一例であるが、本発明の適用可能な形態はこれらに限られるものではない。例えば、マイクロロボットや医療機器などに使用されるガス、液体のような流体供給装置に本発明の液滴移送装置又はバルブを適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】インクカートリッジの縦断面図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態の液滴移送部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIIＢ−IIIＢ線断面図である。
【図４】第１実施形態のインクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】第２電極の配置領域に液滴が存在している状態において、第２電極、絶縁層、及び、液滴で構成される回路を概略的に示す図である。
【図６】（ａ）は液滴が第１電極の配置領域に存在している状態の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIＢ−VIＢ線断面図である。
【図７】（ａ）は第２電極への液滴移送を行う直前の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIIＢ−VIIＢ線断面図である。
【図８】（ａ）は第２電極への液滴移送中の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIIIＢ−VIIIＢ線断面図である。
【図９】（ａ）は第２電極への液滴移送直後の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIXＢ−IXＢ線断面図である。
【図１０】（ａ）は液滴が第２電極の配置領域に存在している状態の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXＢ−XＢ線断面図である。
【図１１】大気連通孔が閉止されている状態のインクカートリッジの縦断面図である。
【図１２】大気連通孔が開放されている状態のインクカートリッジの縦断面図である。
【図１３】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態４において２つの電極の外側に撥液膜が形成された液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIIIＢ−XIIIＢ線断面図である。
【図１４】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態４において２つの電極の平面形状を変形した液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIVＢ−XIVＢ線断面図である。
【図１５】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態４において２つの電極の間に撥液膜が形成された液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXVＢ−XVＢ線断面図である。
【図１６】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態４において２つの電極の外側及びその間に撥液膜が形成された液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXVI−XVIＢ線断面図である。
【図１７】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態４において２つの電極の間に形成された撥液膜の一部がそれぞれの電極に突出している液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXVIIＢ−XVIIＢ線断面図である。
【図１８】第２実施形態に係るインクジェットヘッドとノズルキャップ（ノズルキャップ装着直前状態）の断面図である。
【図１９】（ａ）は第２実施形態の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIXＢ−XIXＢ線断面図である。
【図２０】第２実施形態のインクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図２１】インクジェットヘッドとノズルキャップ（ノズルキャップ装着状態）の断面図である。
【図２２】（ａ）は第３実施形態に係る記憶装置の一部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXXIIＢ−XXIIＢ線断面図である。
【図２３】第３実施形態の記憶装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２４】（ａ）は第４実施形態に係る表示装置の一部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXXIVＢ−XXIVＢ線断面図である。
【図２５】第４実施形態の表示装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２６】（ａ）は図３（ａ）における分割電極の配置方向の変形例を示す平面図であり、図（ｂ）は（ａ）のXXVIB−XXVIB線断面図である。
【図２７】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態１に係る液滴移送部の図３（ａ）相当の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXXVIIB−XXVIIB線断面図である。
【図２８】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態２に係る液滴移送部の図３（ａ）相当の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXXVIIIB−XXVIIIB線断面図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１ インクジェットヘッド
５ 流路ユニット
６ 圧電アクチュエータ
１０ キャビティプレート（第１プレート）
１１ ベースプレート（第３プレート）
１２ 絞りプレート（第２プレート）
１６ 圧力室（第１流路）
１６ａ 接続部分
１８ 連通孔（連通流路）
２０ 絞り流路（第２流路）
２０ａ 接続部分
２３ マニホールド（共通液室）
２５ ノズル
２６ インク流路
４０，４１，４２ ベースプレート（連通流路プレート）
５０，５１，５２ 連通孔
５０ａ，５１ａ，５２ａ 中心孔部（主流領域）
５０ｂ，５１ｂ，５２ｂ 切欠部（支流領域）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティング現象を利用して液滴を移送する液滴移送装置、バルブ、記憶装置、及び、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、絶縁層の両側に電位差が生じたときに絶縁層の表面における撥液性（濡れ角）が変化する現象（エレクトロウェッティング現象）を利用して、液滴を移送する技術が知られている。例えば、特許文献１（特開２００５−２５７５６９号公報）に記載の微量液滴輸送デバイスは、基板の表面に離間して設けられた２つの電極（第１の電極及び第２の電極）と、第１の電極を被覆する誘電体膜と、誘電体膜と第２の電極を一面に覆う疎水性膜（絶縁層）を備えている。この液滴輸送デバイスにおいて、２つの電極の配置領域の双方に接触しつつ、それらの間に液滴が配置された状態で、２つの電極間に電圧が印加されると、誘電体膜が設けられた第１の電極の配置領域における疎水性膜表面の濡れ角が、誘電体膜が設けられていない第２の電極の配置領域における疎水性膜表面の濡れ角よりも低下する。従って、この濡れ角の差が駆動力となり、液滴が第２の電極から第１の電極に向けて一方向に移送される。
【特許文献１】特開２００５−２５７５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述の特許文献１に記載の微量液滴輸送デバイスは一方の電極から他方の電極へ液滴を一方向に移動させるものである。一方、このような装置の他に、２つの電極配置領域間で微小な液滴を移送する装置も様々な分野において渇望されている。その場合、２つの電極配置領域のうちの何れの領域に液滴が存在しているかを検出することができれば、その装置の利用価値は一段と高いものとなる。
【０００４】
本発明の目的は、エレクトロウェッティング現象を利用して２つの領域間で液滴を移送するとともに、２つの領域のうちの何れの領域に液滴が存在しているかを検出することが可能な液滴移送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００５】
なお、以下に示す各要素に付した括弧付き符号は、その要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、基材（１０ａ）の表面（１０ｂ）に配置された第１電極（２２）と、前記基材の表面において、第１電極の近傍に第１電極から所定距離離れて配置された第２電極（２３）と、第１電極と第２電極とをそれぞれ覆うように配置され、その表面に存在する導電性を有する液滴（２１）と前記電極（２２又は２３ａ）との間の電位差に応じて、表面における撥液性が変化する絶縁層（２４）と、第２電極と共働して第２電極上に液滴が存在することを検知する第３電極（２３ｂ）とを備える液滴移送装置（２０）が提供される。
【０００７】
本発明の液滴移送装置によれば、第１電極と第２電極の電位を変化させることにより、これらの電極を覆う絶縁層の表面における撥液性（濡れ角）を変化させることができる。したがって、第１電極の配置領域と第２電極の配置領域との間で、撥液性の高い領域から低い領域へ液滴を移送させることができる。つまり、２つの電極と絶縁層とからなる簡単な構成により、２つの領域間における液滴の移送が可能となる。なお、本発明において「第１電極の配置領域」とは、絶縁層における、第１電極と重なる領域を意味し、「第２電極の配置領域」とは、絶縁層における、第２電極と重なる領域を意味する。
【０００８】
さらに、第２電極と共働して第２電極上に液滴が存在することを検出する第３電極を備えているため、第２電極上に導電性を有する液滴が存在する場合、第２電極と第３電極の間の所定の静電容量を検出することができる。一方、第２電極上に液滴が存在しない場合は、第２電極と第３電極の間の静電容量が所定値未満の検出値しか得られない。したがって、第２電極と第３電極の間の静電容量を検出することにより、第２電極上に液滴が存在するか否かを判別することができる。その結果、第１電極と第２電極の何れの配置領域に液滴が存在しているかを判別することが可能となる。
【０００９】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第１電極（２２）と第２電極（２３）のうちの少なくとも一方が、前記基材（１０ａ）の表面（１０ｂ）において互いに離間して配置された少なくとも２つの分割電極（２３ａ，２３ｂ）として分割されていてもよい。この場合、２つの分割電極上に導電性を有する液滴が存在する場合、２つの分割電極の間の所定の静電容量を検出することができる。一方、２つの分割電極上に液滴が存在しない場合は、２つの分割電極の間の静電容量が低下する。したがって、２つの分割電極の間の静電容量を検出することができるか否かにより、２つの分割電極上に液滴が存在するか否かを判別することができる。この場合、前記分割電極の一方が第３電極（２３ｂ）であってもよい。
【００１０】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第１電極（２２）と第２電極（２３）に対してそれぞれ電位を付与する電位付与機構（２５）をさらに備えてもよく、前記電位付与機構により第１電極と第２電極に対してそれぞれ異なる電位を付与し、一方の電極を覆う部分の前記絶縁層（２４）の表面における撥液性を他方の電極を覆う部分よりも低下させて、第１電極と第２電極をそれぞれ覆う前記絶縁層の間で前記液滴を移送させてもよい。この場合、第１電極と第２電極に対してそれぞれ異なる電位を付与することにより、一方の電極を覆う前記絶縁層の部分の表面における撥液性を他方の電極を覆う部分よりも低下させて、第１電極の配置領域と第２電極の配置領域の間で液滴を移送させることができる。
【００１１】
本発明の液滴移送装置（２０）において、前記分割電極（２３ａ，２３ｂ）は、前記分割電極が配置された領域に前記液滴（２１）が移送されたときに、前記液滴が前記分割電極の双方に接触しつつ、それらの間に位置するように配置されてもよく、前記分割電極間の静電容量に基づいて、前記液滴が、第１電極が配置された領域と第２電極が配置された領域の何れの領域に存在するかを検出する液滴位置検出器（２６）をさらに備えてもよい。この場合、導電性を有する液滴が、２つの分割電極の双方に接触しつつ、それらの間に存在している場合には、これら２つの分割電極と液滴の間にそれぞれ絶縁層が挟まれて静電容量が生じるが、液滴が存在していない状態ではこの静電容量は低下する。そこで、２つの分割電極間の静電容量を検出することにより、第１電極と第２電極の何れの配置領域に液滴が存在しているかを検出することが可能となる。
【００１２】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第１電極（２２）と第２電極（２３）を覆う前記絶縁層（２４）の表面（２４ｃ）に、グランド電極（２７）がそれぞれ配置され得る。この場合、液滴がグランド電極に接して所定電位に保持されることにより、電極と液滴との間の電位差が安定する。したがって、液滴の移送動作を確実に行うことができる。
【００１３】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第３電極（１２４）は前記基材（１０ａ）の表面（１０ｂ）から離隔し且つ第２電極（１２３）と対向するように延在し得る。第３電極をこのように配置することにより、第２電極上に液滴が存在する場合、第２電極と第３電極の間の静電容量を検出することができる。一方、第２電極上に液滴が存在しない場合、検出される静電容量が低下する。したがって、静電容量を測定することにより、第１電極と第２電極の何れの配置領域に液滴が存在しているかを判別することができる。
【００１４】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第３電極（２２４）は、第１電極（２２）の一部及び第２電極（１２３）と対向するように延在し且つグランド電極として設置され得る。この場合、液滴は、第１電極上に存在する場合も、第２電極上に存在する場合も、第３電極に接触して常に所定電位に保持される。したがって、電極と液滴との間の電位差が安定するため、液滴の移送動作を確実に行うことができる。さらに、第２電極上に液滴が存在する場合、第２電極と第３電極の間の静電容量を検出することができる。一方、第２電極上に液滴が存在しない場合、所定の静電容量を検出することができない。したがって、静電容量を測定することにより、第１電極と第２電極の何れの配置領域に液滴が存在しているかを判別することができる。
【００１５】
本発明の液滴移送装置（２０）において、前記基材（１０ａ）の表面（１０ｂ）の、第１電極（２２）と第２電極（２３）の外側の領域に、常に前記絶縁層（２４）の撥液性以上に高い撥液性を有する第１撥液膜（４０）が形成されてもよい。この場合、液滴の振動等により液滴が不意に電極の範囲外に移動するのを防止できる。尚、第１電極と第２電極よりも外側の領域の撥液性は、絶縁層の撥液性以上であればよい。この場合、第１電極と第２電極を覆う絶縁層自身が第１電極と第２電極の外側までさらに延びて第１撥液膜を構成している形態にし得、あるいは第１電極と第２電極の外側に絶縁層とは別の第１撥液膜が形成されてもよい。
【００１６】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第１電極（２２）と第２電極（２３）の間における、第１撥液膜（４０）が形成されていない領域の幅が局所的に狭まっていてもよい。この場合、液滴の振動等により液滴が反対側の電極に不意に移動してしまうのを防止できる。
【００１７】
本発明の液滴移送装置（２０）において、前記基材（１０ａ）の表面（１０ｂ）の、第１電極（２２）と第２電極（２３）の間の領域に、常に前記絶縁層（２４）の撥液性以上に高い撥液性を有する第２撥液膜（４１）が形成されていてもよい。この場合、液滴の振動等により液滴が反対側の電極に不意に移動してしまうのを防止できる。尚、第１電極と第２電極の間の領域の撥液性は、絶縁層の撥液性以上であればよく、第１電極と第２電極を覆う絶縁層が第１電極と第２電極の間にも形成されて第２撥液膜を構成している形態にし得、あるいは第１電極と第２電極の間に絶縁層とは別の第２撥液膜が形成されてもよい。
【００１８】
本発明の液滴移送装置（２０）において、第２撥液膜（４１）の一部が、第１電極（２２）と第２電極（２３）がそれぞれ配置されている領域内へ突出していてもよい。この場合、液滴の振動などにより不意に液滴が反対側の電極に移動するのを防止しつつ、２つの電極配置領域の間における液滴移送をスムーズに行うことが可能になる。
【００１９】
本発明の液滴移送装置（２０）は、バルブ（１１）に設けられてもよい。本発明の液滴移送装置を備えたバルブにおいて、前記基材（１０ａ）には、第１電極（２２）が配置されている領域において開口する流体通路（１９）が形成されてもよく、第１電極が配置された領域に前記液滴（２１）が存在するときには前記液滴により前記流体通路の開口（１９ａ）が閉止されてもよく、第２電極（２３）が配置された領域に前記液滴が存在するときには前記流体通路の開口が開放されてもよい。この場合、液滴を第１電極の配置領域に移送することにより流体通路の開口を閉止し、液滴を第２電極の配置領域に移送することにより流体通路の開口を開放することができる。つまり、バルブは２つの電極と絶縁層とからなる簡単な構成の液滴移送装置を備えているため、流体通路の開閉を行うことができる。
【００２０】
本発明の液滴移送装置（２０）を備えたバルブ（１１）は、インク（Ｉ）を収容するインク収容空間（１２）と、前記インク収容空間と大気とを連通させる大気連通路（１９）とを有するインクカートリッジ（５）に設けられてもよく、前記液滴（２１）を第１電極（２２）と第２電極（２３）との間で移送することにより、前記大気連通路を開閉してもよい。この場合、インクカートリッジから供給先へインクを供給しないときには液滴を第１電極に移送して大気連通路を閉止し、インクを供給するときにのみ液滴を第２電極に移送して大気連通路を開放する。つまり、簡単な構成の液滴移送装置により、インク供給不足を生じさせることなく、インクの乾燥（増粘）を効果的に防止することができる。
【００２１】
本発明の液滴移送装置（２０）を備えたバルブ（１１）は、記録媒体（Ｐ）に対してインク（Ｉ）を噴射するインクジェットヘッド（１）のインク噴射面（１ａ）を覆うキャップ（６０）であって、前記インク噴射面と前記キャップとによって形成される空間（６４）と、キャップの外部とを連通させる連通路（６５）を有するキャップに設けられてもよく、前記液滴（２１）を第１電極（２２）と第２電極（２３）との間で移送することにより、前記連通路を開閉してもよい。キャップがインクジェットヘッドのインク噴射面に装着されている状態では、液滴を第１電極に位置させることによりキャップの連通路を閉止してインクの乾燥を防止することができる。一方、キャップをインク噴射面に対して着脱する際は、液滴を第２電極に移送して連通路を開放して、装着時におけるキャップ内の空間の圧力変動によるノズルのメニスカス破壊を防止する。このように、簡単な構成の液滴移送装置により、インクの乾燥とメニスカス破壊を防止することができる。
【００２２】
本発明の液滴移送装置（２０）は、記憶装置（７０）に設けられてもよい。本発明の液滴移送装置を備えた記憶装置において、前記液滴移送装置は、前記記憶装置に記憶させるデータに応じて前記液滴（２１）を第１電極（２２）と第２電極（２３）の間で移送し得る。この場合、記憶装置に記憶させるデータに応じて、液滴を第１電極の配置領域と第２電極の配置領域の何れかに移送することができる。つまり、記憶装置は簡単な構成の液滴移送装置を備えているため、１ビットのデータを記憶することが可能である。また、第１電極と第２電極の何れの配置領域に液滴が存在しているかを検出することができるため、記憶されているデータを判別して読み出すことが可能となる。さらに、本発明の記憶装置は、通常の半導体記憶装置において用いられるシリコン基板は必須ではないため、例えば合成樹脂からなる基板を用いて、より安価に製造することができる。
【００２３】
本発明の液滴移送装置（２０）と、前記基材（８１）の表面（８１ａ）と対向して配置され、第１電極（２２）と対応する位置に形成された透過孔（８３ａ）を有するカバープレート（８３）とを備えた表示装置（８０）において、前記液滴（２１）は有色であってもよく、前記液滴移送装置は、前記表示装置に表示させるデータに応じて、前記液滴を、第１電極と第２電極（２３）との間で移送してもよい。この場合、有色の液滴が第１電極の位置に移送されたときには、カバープレートを透過して液滴の色が表示される。一方、液滴が第２電極の位置に移送されたときには、カバープレートにより遮られて液滴の色が表示されない。従って、簡単な構成の液滴移送装置により、所望の文字や画像等を表示させることができる。また、本発明の液滴移送装置を用いた表示装置においては、第１電極に与える電位と第２電極に与える電位とが異ならない限り、液滴は第１電極の位置、又は第２電極の位置から移動しない。つまり、同じ表示状態を維持するために、常時電力を供給する必要がない。したがって、電力を消費せずに、同じ表示状態を維持することができる。
【００２４】
本発明の液滴移送装置（２０）を備えた表示装置（８０）において、前記液滴（２１）は有色であってもよく、第１電極（２２）、第１電極に対応する前記基材（８１）の部分、及び、第１電極に対応する前記絶縁層（２４）の部分が全て透明であってもよく、第２電極（２３）、第２電極に対応する前記基材の部分、及び、第２電極に対応する前記絶縁層の部分のうち、少なくとも１つが非透過性を有してもよい。この場合、第１電極と、これに対応する基材及び絶縁層が全て透明であるため、有色の液滴が第１電極の配置領域に移送されたときには、この液滴の色が表示される。一方、第２電極と、これに対応する基材及び絶縁層の、少なくとも１つが非透過性（光を透過させない性質）を有するため、有色の液滴が第２電極の配置領域に移送されたときには、基材の電極と反対側の面から見ると、この液滴の色は表示されないことになる。従って、有色の液滴を、第１電極の位置と第２電極の位置との間で移送することにより、所望の文字や画像等を表示させることができる。
【００２５】
本発明の第２の態様に従えば、バルブ（１１）であって、その表面（１０ｂ）において開口する流体通路（１９）を有する基材（１０ａ）と、前記基材の表面において、前記流体通路の開口（１９ａ）を含む領域に配置された第１電極（２２）と、前記基材の表面において、第１電極の近傍に第１電極から所定距離離れて配置された第２電極（２３）と、第１電極と第２電極をそれぞれ覆うように配置され、その表面に存在する導電性を有する液滴（２１）と前記電極との間の電位差に応じて、表面における撥液性が変化する絶縁層（２４）とを備え、第１電極が配置された領域に前記液滴を移送することにより前記流体通路の開口を閉止するとともに、第２電極が配置された領域に前記液滴を移送することにより前記流体通路の開口を開放するバルブが提供される。
【００２６】
本発明のバルブによれば、第１電極と第２電極の電位を変化させて、これらの電極を覆う絶縁層の表面における撥液性（濡れ角）を変化させることにより、第１電極の配置領域と第２電極の配置領域との間で液滴を移送する。そして、液滴を第１電極の配置領域に移送することにより流体通路の開口を閉止し、一方、液滴を第２電極の配置領域に移送することにより流体通路の開口を開放する。つまり、２つの電極と絶縁層とからなる簡単な構成により、流体通路の開閉を行うことができる。
【００２７】
本発明によれば、本発明のバルブ（１１）を備えるインクカートリッジ（５）が提供される。この場合、本発明のバルブによって、インクカートリッジの大気連通孔を開閉することができる。したがって、インクカートリッジから供給先へインクを供給しないときには大気連通孔を閉止し、インクを供給するときには開放することにより、インクの乾燥を効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の第１実施形態について説明する。この第１実施形態は、インクカートリッジの大気連通孔開閉用バルブに本発明を適用した一例である。
【００２９】
まず、インクカートリッジ５が装着されるインクジェットプリンタ１００について簡単に説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、図１の左右方向に移動可能なキャリッジ２と、このキャリッジ２に設けられて記録用紙Ｐに対してインクを噴射するシリアル型のインクジェットヘッド１と、記録用紙Ｐを図１の前方へ搬送する搬送ローラ３と、プリンタ１００の各部の制御を行う制御装置４（図４参照）等を備えている。
【００３０】
インクジェットヘッド１は、インクを貯留するインクカートリッジ５とチューブ６を介して接続される。そして、このインクジェットヘッド１は、キャリッジ２と一体的に左右方向へ移動して、その下面に配置されたノズル（図示省略）から記録用紙Ｐに対してインクを噴射して所望の文字や画像等を記録する。また、インクジェットヘッド１により画像等が記録された記録用紙Ｐは、搬送ローラ３により前方へ排出される。
【００３１】
次に、インクカートリッジ５について説明する。図２に示すように、インクカートリッジ５は、インク収容空間１２を有するカートリッジ本体１０と、インク収容空間１２と大気とを連通させる大気連通孔１９を開閉するバルブ１１とを備えている。
【００３２】
カートリッジ本体１０は、インクの濡れ性に優れる合成樹脂材料（例えば、ポリプロピレン）により直方体形状に形成されている。また、このカートリッジ本体１０の内部にはインクＩを収容するインク収容空間１２と、このインク収容空間１２の上部と連通する大気導入路１３が形成されている。より具体的には、インク収容空間１２と大気導入路１３は、カートリッジ本体１０の底面から天井面付近まで延びる隔壁１４により隔てられており、隔壁１４の上端とカートリッジ本体１０の天井面との間の隙間１５を介して連通している。
【００３３】
インク収容空間１２は、カートリッジ本体１０の底壁１０ａに貫通状に形成されたインク供給孔１６に連通している。また、このインク供給孔１６は、シール部材１７を介してインクジェットプリンタ１００のインク供給管１８に接続されている。つまり、インク収容空間１２内のインクＩは、インク供給孔１６及びインク供給管１８を介してインクジェットヘッド１に供給される。
【００３４】
大気導入路１３は、カートリッジ本体１０の底壁１０ａを貫通する大気連通孔１９（流体通路、大気連通路）に連通している。そのため、インク収容空間１２のインクＩが排出される（インクジェットヘッド１へ供給される）際に、大気連通孔１９及び大気導入路１３を介して、大気がインク収容空間１２の上部に導入される。尚、この大気連通孔１９は、インク収容空間１２内のインクＩの乾燥及び増粘を極力防止するために、インクジェットプリンタ１００の使用時（インクジェットヘッド１のインク噴射動作時）にのみバルブ１１により開放され、それ以外の状態では閉止される。これについては、次のバルブ１１の説明と合わせて後ほど詳しく説明する。
【００３５】
次に、バルブ１１について説明する。このバルブ１１は、カートリッジ本体１０の底壁１０ａの内側の面（上面）において、大気連通孔１９の上端開口１９ａと重なる（開口１９ａを塞ぐ）位置と、上端開口１９ａからずれた位置の、２つの位置の間で導電性を有する液滴２１を移送する液滴移送部２０（液滴移送装置）を備えている。そして、液滴移送部２０が２つの位置の間で液滴２１を移送することにより、大気連通孔１９の開閉状態を切り替えるように構成されている。また、液滴移送部２０の上方には、導電性を有する液滴２１にインクミストが直接降りかかるのを防止する保護部２８が設けられている。
【００３６】
ここで、導電性を有する液滴２１としては、例えば、水や、水にグリセリン等を溶かした水溶液等の液滴２１を使用できる。あるいは、イオンのみからなるイオン性液体（常温溶融塩）を使用することもできる。このイオン性液体は、一般的に、不揮発性であることから、大気に長期間さらされていても蒸発しにくいという長所がある。
【００３７】
図３（ａ），３（ｂ）に示すように、液滴移送部２０は、合成樹脂材料からなるカートリッジ本体１０の底壁１０ａ（基材）の上面の、大気連通孔１９の上端開口１９ａを含む領域に配置された第１電極２２と、この第１電極２２と同じく底壁１０ａの上面に、第１電極２２の近傍に所定の間隔で配置された第２電極２３と、底壁１０ａの上面において第１電極２２と第２電極２３の両方を完全に覆うように形成された絶縁層２４を有する。
【００３８】
第１電極２２は、略正方形の平面形状を有する。また、平面視で、この第１電極２２のほぼ中心部に大気連通孔１９の上端開口１９ａが位置している。従って、第１電極２２の配置領域に液滴２１が存在しているときには、液滴２１により大気連通孔１９が確実に塞がれることになる（図６（ａ），６（ｂ）参照）。なお、本発明において「第１電極の配置領域」とは、絶縁層における第１電極と重なる領域を意味する。本実施形態において、第１電極２２の一辺の長さは約１〜２ｍｍであり、上端開口１９ａの直径は約０．３ｍｍである。尚、液滴２１が大気連通孔１９に流れ込まないように、大気連通孔１９の内面の濡れ角は９０度以上になっていることが好ましい。
【００３９】
また、第２電極２３も、第１電極２２と同様に略正方形の平面形状を有し、第１電極２２の図３（ａ）における右側に所定の間隔で配置されている。さらに、この第２電極２３は、互いに離間して配置された同一形状の２つの分割電極２３ａ（第２電極），２３ｂ（第３電極）に分割されている。これら２つの分割電極２３ａ，２３ｂは、第１電極２２の重心と第２電極２３の重心を通る直線Ｌに関して対称に配置されている。なお、２つの分割電極２３ａ，２３ｂは、図２６（ａ），２６（ｂ）に示すように、第１電極２２と第２電極２３とが配置される方向と同じ方向に配置されてもよい。つまり、第２電極２３は、第１電極２２と第２電極２３とが配置される方向に対して直交する方向に分割されていてもよい。本実施形態において、第２電極２３の一辺の長さは約１〜２ｍｍである。
【００４０】
そして、インクカートリッジ５がインクジェットプリンタ１００に装着された状態では、第１電極２２と、第２電極２３の２つの分割電極２３ａ，２３ｂは、インクジェットプリンタ１００に設けられた電位付与部２５（電位付与機構、図４参照）に独立して接続されて、電位付与部２５からこれらの電極２２，２３（２３ａ，２３ｂ）に対して所定の電位がそれぞれ付与される。但し、電位付与部２５は、第２電極２３を構成する２つの分割電極２３ａ，２３ｂに対しては同じ電位を同時に付与する。
【００４１】
絶縁層２４は、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂等からなる比較的撥液性の高い薄膜である。そして、絶縁層２４は、カートリッジ本体１０の底壁１０ａの内面の第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域を含む所定領域の全面に形成されている。即ち、図３（ａ），３（ｂ）に示すように、絶縁層２４は、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域に加え、さらに、第１電極２２及び第２電極２３の外側の領域２４ａにも形成され（第１撥液膜）、さらに、第１電極２２と第２電極２３の間の領域２４ｂにも形成されている（第２撥液膜）。なお、本発明において「第２電極の配置領域」とは、絶縁層における、第２電極と重なる領域を意味する。
【００４２】
この絶縁層２４の表面に導電性を有する液滴２１が存在する状態で、液滴２１と電極（第１電極２２又は第２電極２３）との間に電位差が生じたときには、その電位差が大きいほど絶縁層２４の表面における撥液性（濡れ角）が低下する（エレクトロウェッティング現象）。
【００４３】
そこで、電位付与部２５は、プリンタ１００の制御装置４（バルブ制御部３１）からの指令に基づいて、第１電極２２と第２電極２３に対してそれぞれ異なる電位を付与するように構成されており、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間で絶縁層２４の撥液性を異ならせることにより、２つの領域の間で液滴２１を移送する。
【００４４】
より具体的に説明すると、電位付与部２５は、第１電極２２と第２電極２３のうち、一方にグランド電位ではない所定電位を付与するとともに、他方にグランド電位を付与する。すると、所定電位が付与された一方の電極を覆う絶縁層２４の部分の表面における撥液性が、グランド電位が付与された他方の電極を覆う部分よりも低下し、他方の電極の配置領域から一方の電極の配置領域へ液滴２１が移動する。
【００４５】
尚、図３（ａ），３（ｂ）に示すように、第１電極２２と第２電極２３を覆う絶縁層２４の部分には２つのグランド電極２７がそれぞれ配置されており、これら２つのグランド電極２７は常にグランド電位に保持されている。そして、第１電極２２の配置領域、又は、第２電極２３の配置領域に存在する液滴２１は、グランド電極２７に接触することから、液滴２１の電位はグランド電位に保持されて変動することがない。
【００４６】
ところで、第２電極２３の２つの分割電極２３ａ，２３ｂは、図４に示す液滴位置検出部２６（液滴位置検出器）に接続されている。液滴位置検出部２６は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量を検出する。図３（ａ）に示すように、２つの分割電極２３ａ，２３ｂは、第１電極２２の重心と第２電極２３の重心を通る直線Ｌに関して対称に配置されている。この場合、第１電極２２の配置領域から第２電極２３の配置領域へ液滴２１が移送されると、この液滴２１は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂを跨ぐように位置する、すなわち、２つの分割電極２３ａ，２３ｂに接触しつつ、それらの間に位置することになる（図９（ａ），９（ｂ）参照）。このとき、分割電極と導電性を有する液滴２１と、これらの間に挟まれた絶縁層２４（誘電体）とから１つのコンデンサが構成される。即ち、２つの分割電極２３ａ，２３ｂと絶縁層２４と液滴２１とからなる系は、図５に示すように、直列接続された２つのコンデンサＣ１，Ｃ２からなる回路で表すことができる。
【００４７】
つまり、第２電極２３の配置領域に液滴２１が存在する場合には、液滴位置検出部２６により２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間にコンデンサＣ１，Ｃ２の静電容量（例えば、フッ素系樹脂からなる絶縁層２４の厚さが０．５μｍの場合には、４０ｎＦ程度）が検出される。一方、液滴２１が第２電極２３の配置領域にない場合（第１電極２２の配置領域に位置する場合）には、液滴２１が第２電極２３の配置領域に位置する場合と比べて、液滴位置検出部２６により検出される静電容量は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の距離に依存して低くなるかゼロになる。
【００４８】
従って、本実施形態では、液滴位置検出部２６は、検出された２つの分割電極２３ａ，２３ｂ間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの領域に液滴２１が存在しているかを検出することができるように構成されている。より具体的には、液滴位置検出部２６は、静電容量の検出値がある所定の値以上である場合には、液滴２１が第２電極２３の配置領域に存在しており、大気連通孔１９が開放されていると判定する。一方、静電容量の検出値が所定の値未満（例えば、０に近い値）である場合には、液滴２１が第２電極２３の配置領域に存在しておらず（第１電極２２の配置領域に存在しており）、大気連通孔１９が閉止されていると判定する。即ち、２つの分割電極は、共働して液滴の存在を検知するセンサとして機能する。
【００４９】
次に、液滴移送部２０の液滴移送動作について図６（ａ）〜図１０（ｂ）を参照して説明する。尚、図６（ａ）〜図１０（ｂ）において、“＋”は電極に所定電位が付与されていることを示し、“ＧＮＤ”はグランド電位が付与されていることを示す。
【００５０】
図６（ａ），６（ｂ）に示すように、第１電極２２の配置領域に液滴２１が存在している状態では、液滴２１により大気連通孔１９が塞がれて閉止されている。また、第１電極２２と第２電極２３（２つの分割電極２３ａ，２３ｂ）にはそれぞれグランド電位が付与されており、液滴２１はその濡れ角が高い状態となって、第１電極２２の配置領域内に収まっている。また、液滴２１はグランド電極２７に接触しており、グランド電位に保持されている。なお、液滴２１の直径は、第１電極２２、及び第２電極２３からはみ出さない大きさであればよく、本実施形態においては、約１〜２ｍｍである。
【００５１】
図６（ａ），６（ｂ）の状態から、液滴２１を第２電極２３の配置領域に移送する場合には、まず、図７（ａ），７（ｂ）に示すように、電位付与部２５により第１電極２２に所定電位が付与される。すると、所定電位が付与された第１電極２２とグランド電位に保持された液滴２１との間に電位差が生じるため、第１電極２２の配置領域における絶縁層２４の撥液性（液滴２１の濡れ角）が低下し、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間まで液滴２１が濡れ広がる。
【００５２】
次に、図８（ａ），８（ｂ）に示すように、電位付与部２５により、第１電極２２の電位が所定電位からグランド電位に切り替えられると同時に、第２電極２３の電位がグランド電位から所定電位に切り替えられる。すると、第１電極２２の配置領域における絶縁層２４の撥液性が高くなると同時に、第２電極２３の配置領域における絶縁層２４の撥液性が低下する。そのため、第１電極２２の配置領域から第２電極２３の配置領域との間の領域まで濡れ広がっていた液滴２１が、撥液性が低い第２電極２３側へ移動し、図９（ａ），９（ｂ）に示すように、大気連通孔１９が開放される。
【００５３】
そして、液滴２１が第２電極２３の配置領域へ完全に移動すると、図１０（ａ），１０（ｂ）に示すように、電位付与部２５により、第２電極２３の電位が所定電位からグランド電位に切り替えられる。すると、第２電極２３の配置領域の撥液性が高くなり、液滴２１の濡れ角が大きくなって、液滴２１が第２電極２３の配置領域内に収まった状態となる。
【００５４】
逆に、図１０（ａ），１０（ｂ）に示すように、第２電極２３の配置領域に液滴２１が存在しており、大気連通孔１９が開放されている状態から、電位付与部２５により、第１電極２２に所定電位が付与されると同時に、第２電極２３にグランド電位が付与されると、液滴２１が第２電極２３の配置領域から第１電極２２の配置領域へ移動し、図６（ａ），６（ｂ）に示すように、液滴２１により大気連通孔１９が閉止される。
【００５５】
次に、制御装置４を中心とするインクジェットプリンタ１００の電気的構成について、図４のブロック図を参照して説明する。制御装置４は、中央演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、インクジェットプリンタ１００の各部の制御を行うためのプログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵで処理されるデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。また、図４に示すように、制御装置４はインクジェットヘッド１のインク噴射動作を制御するヘッド制御部３０と、バルブ１１の開閉動作を制御するバルブ制御部３１とを有する。
【００５６】
ヘッド制御部３０は、ＰＣ３３から入力された印字データに基づいてインクジェットヘッド１を制御して記録用紙Ｐに対してインクを噴射させ、記録用紙Ｐに所定の文字や画像等を記録させる。
【００５７】
また、バルブ制御部３１は、インクジェットヘッド１のインク噴射動作が行われる場合にのみ大気連通孔１９を開放し、それ以外では大気連通孔１９を閉止するように、バルブ１１の開閉動作を制御する。
【００５８】
より具体的に説明すると、図１１に示すように、大気連通孔１９が閉止されている状態で、バルブ制御部３１は、ＰＣ３３から印字指令が入力されたときには、インクジェットヘッド１のインク噴射動作が行われる前に、電位付与部２５に大気連通孔１９を開放する信号を出力する。このとき、電位付与部２５は、第１電極２２にグランド電位を付与するとともに、第２電極２３に所定電位を付与する。すると、図１２に示すように、第１電極２２から第２電極２３へ液滴２１が移送され、大気連通孔１９が開放される。
【００５９】
また、記録用紙Ｐへの記録が完了したときには、バルブ制御部３１は、電位付与部２５に大気連通孔１９を閉止する信号を出力する。このとき、電位付与部２５は、第１電極２２に所定電位を付与するとともに、第２電極２３にグランド電位を付与する。すると、図１１に示すように、第２電極２３から第１電極２２へ液滴２１が移送され、この液滴２１により大気連通孔１９が閉止される。このように、バルブ１１は、インクジェットヘッド１からインクが噴射されるときにのみ大気連通孔１９を開放する。したがって、インクジェットヘッド１へのインクＩの供給不足を生じさせることなく、インクの乾燥（増粘）を効果的に防止することができる。
【００６０】
また、前述したように、液滴位置検出部２６により、２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量が検出され、検出された静電容量に基づいて液滴２１の位置（即ち、大気連通孔１９の開閉状態）が検出される。そして、この検出結果は、バルブ制御部３１に出力される。
【００６１】
従って、バルブ制御部３１は、液滴位置検出部２６による検出結果により、大気連通孔１９の開閉状態を監視することができる。バルブ制御部３１は、監視結果に基づいて、前述した記録動作の際だけでなく、パージ動作の際にもバルブ１１を制御することができる。例えば、インクカートリッジ５をインクジェットプリンタ１００から外して、再度装着した場合、図示しないインクカートリッジ脱着検知器が、インクカートリッジ５がインクジェットプリンタ１００から外れていた時間の長さを検知する。さらに、インクカートリッジ５が外れていた時間が所定の値を超えると、インクカートリッジ５内のインクの乾燥が進んでいると判断し、パージ動作が行われる。この際、液滴位置検出部２６により、大気連通孔１９が閉じているという検出結果が出力されている場合、パージを行うためには大気連通孔１９を開く必要がある。したがって、バルブ制御部３１は電位付与部２５に、大気連通孔１９を開放する信号を出力する。一方、大気連通孔１９が開いているという検出結果が出力されている場合、大気連通孔１９はそのままの開いた状態でパージを行えばよい。したがって、バルブ制御部３１は電位付与部２５に、信号を出力せず、大気連通孔１９はパージが行われるまで開いている状態で維持される。また、インクカートリッジ５が外れていた時間が所定の値を超えていない場合は、パージ動作を行う必要がない。したがって、液滴位置検出部２６により、大気連通孔１９が開いているという検出結果が出力されている場合、バルブ制御部３１は電位付与部２５に、大気連通孔１９を閉止する信号を出力する。一方、大気連通孔１９が閉じているという検出結果が出力されている場合、バルブ制御部３１は電位付与部２５に信号を出力せず、大気連通孔１９は次の記録動作時、又はパージ時まで閉じた状態で維持される。
【００６２】
以上説明した第１実施形態によれば次のような効果が得られる。第１電極２２と第２電極２３に異なる電位を付与することにより、これら電極２２，２３を覆う絶縁層２４の表面における撥液性（濡れ角）を異ならせることで、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域との間で、撥液性の高い領域から低い領域へ液滴２１を移送させることができる。つまり、２つの電極２２，２３と絶縁層２４とからなる簡単な構成の液滴移送部２０により、大気連通孔１９を開閉することが可能となる。また、絶縁層２４の、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域に、グランド電位に保持されたグランド電極２７がそれぞれ配置されているため、液滴２１の電位が常にグランド電位に保持される。従って、電極２２，２３と液滴２１との間の電位差が安定するため、液滴２１の移送動作を確実に行うことができる。
【００６３】
さらに、第２電極２３が、互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されているため、液滴位置検出部２６により、２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの配置領域に液滴２１が存在しているかを検出することができる。
【００６４】
また、インクカートリッジ５の大気連通孔１９を開閉するためのバルブ１１に本発明を適用することにより、インクカートリッジ５からインクジェットヘッド１にインクを供給しないときには液滴２１を第１電極２２に移送して大気連通路１９を閉止することができる。一方、インクを供給するときは、液滴２１を第２電極２３に移送して大気連通路１９を開放することができる。つまり、簡単な構成の液滴移送部２０、又はバルブ１１により、インク供給不足を生じさせることなく、インクの乾燥（増粘）を効果的に防止することができる。
【００６５】
次に、前述した第１実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記第１実施形態と基本的に同じ構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００６６】
変更実施形態１
第１実施形態においては、第２電極２３は２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割され、第１電極２２とともにカートリッジ本体１０の底壁１０ａの上面１０ｂに配置されていた。しかし、図２７（ａ），２７（ｂ）に示すように、単一の第２電極１２３が、第１電極２２とともにカートリッジ本体１０の底壁１０ａの上面１０ｂに配置され、第２電極１２３とは異なる第３電極１２４が、底壁１０ａの上面１０ｂに対して平行に、且つ第２電極１２３から離間して配置されてもよい。この場合、第１実施形態における分割電極の一方２３ａ、及び他方２３ｂはそれぞれ、本変更実施形態における第２電極１２３、及び第３電極１２４に対応する。図２７（ａ），２７（ｂ）は、第２電極１２３と、第３電極１２４の配置関係を示すための図である。図２７（ａ）は、液滴移送装置２０の上面図であり、図２７（ｂ）は図２７（ａ）のXXVIIＢ−XXVIIＢ線断面図である。
【００６７】
この形態の液滴移送部２０は、第１実施形態と同様にカートリッジ本体１０の底壁１０ａに大気連通孔１９が形成される。前記底壁１０ａの上面１０ｂには、第１電極２２が配置される。また、底壁１０ａの上面１０ｂにおいて、第１電極２２の近傍には、第１電極２２から所定距離離れて単一の矩形の第２電極１２３が配置される。そして、第１電極２２と第２電極１２３の両方を完全に覆うように絶縁層２４が形成されている。第１電極２２と第２電極１２３を覆う絶縁層２４の部分には、２つのグランド電極２７がそれぞれ配置されている。さらに、底壁１０ａの上面１０ｂに対して平行に、且つ第２電極１２３に対向するように第３電極１２４が配置される。つまり、液滴移送部２０を上（図２７（ａ）の紙面上方）から見た場合、第３電極１２４は、第２電極１２３を覆うように配置されている。（図２７（ａ）においては、第２電極１２３は第３電極１２４に完全に重なっている。）第３電極１２４の平面形状は、第２電極１２３の平面形状と同一の矩形である。第３電極１２４は、第２電極１２３とともに、図４に示す液滴位置検出部２６に接続されている。液滴位置検出部２６は、第２電極１２３と第３電極１２４との間の静電容量を検出する。
【００６８】
第１実施形態で説明した原理に従って、第１電極２２から第２電極１２３へ液滴２１が移送されると、液滴２１は第２電極１２３とそれに対向する第３電極１２４との間に存在し、双方の電極１２３，１２４に接触する。このとき、第２電極１２３、第３電極１２４、導電性液体２１、及び絶縁層２４により、コンデンサが構成される。したがって、第２電極１２３に液滴２１が存在する場合には、液滴検出部２６により、第２電極１２３、第３電極１２４の間に所定の静電容量が検出される。一方、液滴２１が第２電極１２３にない場合、液滴位置検出部２６により静電容量が検出されないか、検出される値が所定の値よりもかなり低い値となる。つまり、変更実施形態１によれば、静電容量を測定することにより、第２電極１２３上に液滴２１が存在するか否かを検知することができる。また、液滴移送部２０を上から見た場合、第３電極１２４は第２電極１２３を覆うように配置されているので、液滴２１が第２電極１２３上に存在しさえすれば、第２電極１２３の中心から外れた位置に存在しても、第３電極１２４は液滴２１に接触することができる。したがって、液滴２１が第２電極の中心から外れた位置に存在したとしても、液滴２１の存在を確実に検知することができる。なお、第１電極２２、及び第２電極１２３上には第１実施形態と同様に絶縁層２４が形成されている。したがって、第３電極１２４の第２電極１２３と対向する面に、絶縁層２４が形成されていなくても、第１電極２２と第２電極１２３に異なる電位を付与することにより、第１電極２２が配置された領域と第２電極１２３が配置された領域との間で、液滴２１を移動させることができる。
【００６９】
変更実施形態１において、第３電極１２４と絶縁層２４との間隔は、第２電極１２３上に液滴２１が存在するときに、第３電極１２４が液滴２１に確実に接触できる間隔であればよい。また、第３電極１２４の平面形状は、この例では第２電極１２３と同様に矩形であったが、第２電極１２３上に液滴２１が存在するときに、第３電極１２４が液滴２１に確実に接触できる形状であれば、第２電極１２３の平面形状とは異なる形状であってもよい。
【００７０】
変更実施形態２
変更実施形態１を変更した変更実施形態２について、図２８（ａ），２８（ｂ）を参照して説明する。図２８（ａ），２８（ｂ）は、変更実施形態１における第２電極１２３と、第３電極２２４の配置関係を示すための図である。図２８（ａ）は液滴移送装置２０の上面図であり、図２８（ｂ）は図２８（ａ）のXXVIIIＢ−XXVIIIＢ線断面図である。変更実施形態２においては、２つのグランド電極２７が液滴移送装置に存在していない点で、変更実施形態１とは異なる。また、液滴移送装置２０を上（図２８（ａ）の紙面上方）から見た場合、第３電極２２４が、大気連通孔１９の上端開口１９ａ付近まで、すなわち、第１電極１２３の一部を覆うように延在している点が、変更実施形態１と異なる。さらに、第３電極２２４は、常にグランド電位に保持されている。第３電極２２４は、第２電極１２３とともに、図４に示す液滴位置検出部２６に接続されている。液滴位置検出部２６は、第２電極１２３と第３電極２２４との間の静電容量を検出する。その他の構造については、変更実施形態１と同様なので、説明は省略する。
【００７１】
変更実施形態２において、第３電極２２４は、底壁１０ａの上面１０ｂに対して平行に、且つ第１電極２２の一部及び第２電極１２３と対向するように延在する。このため、第３電極２２４は、液滴２１が、第１電極２２が配置される領域に存在する場合でも、第２電極２３ａが配置される領域に存在する場合でも、液滴２１に接触する。また、第３電極２２４は常にグランド電位に保持されている。したがって、前述の実施形態におけるように、グランド電極２７を別途設ける必要がない。第１実施形態で説明した原理に従って、第１電極２２から第２電極１２３へ液滴２１が移送されると、液滴２１は第２電極１２３とそれに対向する第３電極２２４との間に存在し、双方の電極１２３，２２４に接触する。この結果、第２電極１２３、第３電極２２４、液滴２１及び、絶縁層２４とからなるコンデンサが構成される。したがって、第２電極１２３に液滴２１が存在する場合には、液滴検出部２６により、所定の静電容量が検出される。一方、液滴２１が第２電極１２３にない場合、液滴位置検出部２６により静電容量が検出されないか、極めてわずかな静電容量しか検出されない。以上説明した原理により、変更実施形態２においても、簡易な構成により第２電極２３ａ上に液滴２１が存在するか否かを検知することができる。さらに、グランド電極を別途設ける必要がないので、部品点数を減らし、よりシンプルな構造のバルブ１１及び液滴移送装置２０を構成することができる。したがって、製造コストを削減することができる。
【００７２】
変更実施形態３
前記第１実施形態においては、第２電極２３が２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されているが、第１電極２２が分割されていてもよい。また、第１電極２２と第２電極２３の両方が分割されていてもよい。さらに、第１電極２２、第２電極２３の分割数は２つである必要は特になく、３以上の複数の分割電極に分割されていてもよい。一方で、液滴２１の位置を検出する必要がない場合には、第１電極２２と第２電極２３の両方とも分割されている必要はない。また、液滴２１の電位の変動が電極２２，２３に付与される所定電位に対して十分に小さく、液滴２１の移送にほとんど影響を及ぼさない場合には、液滴２１をグランド電位に保持するためのグランド電極２７を省略してもよい。
【００７３】
変更実施形態４
液滴移送部は、液滴２１の振動等に起因して、液滴２１が、第１電極２２及び第２電極２３の配置領域よりも外側の領域、あるいは、反対側の電極の配置領域へ移動することを防止できることが好ましい。例えば、図１３（ａ），１３（ｂ）に示すように、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の外側に、常に絶縁層２４よりも高い撥液性を有する撥液膜４０（第１撥液膜）が、２つの電極配置領域の両方を囲うように形成されていてもよい。この構成によれば、液滴２１の電極配置領域外への移動が撥液膜４０により防止される。尚、図１３（ｂ）に示すように、撥液膜４０は絶縁層２４の上に重なるように形成されてもよいし、あるいは、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の外側に絶縁層２４が形成されておらず、撥液膜４０が底壁１０ａ（基材）の表面に直接形成されていてもよい。
【００７４】
また、図１４（ａ），１４（ｂ）に示すように、第１電極２２と第２電極２３の互いに隣接する側の端部の幅が狭まっており、第１電極２２と第２電極２３の間において、撥液膜４０が形成されていない領域の幅が局所的に狭まった構成となっていてもよい。この構成では、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間の、液滴２１が移動する領域の幅が狭くなるため、振動等により液滴２１が不意に反対側の電極に移動しにくくなる。
【００７５】
あるいは、図１５（ａ），１５（ｂ）に示すように、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間の領域に、常に絶縁層２４よりも高い撥液性を有する撥液膜４１（第２撥液膜）が形成されていてもよい。この構成では、撥液膜４１により、振動等により液滴が不意に反対側の電極に移動するのが防止される。また、この撥液膜４１も、前述した撥液膜４０（図１３，図１４参照）と同様に、絶縁層２４の上に重なるように形成されてもよいし、あるいは、底壁１０ａの表面に直接形成されていてもよい。
【００７６】
さらに、図１６（ａ），１６（ｂ）に示すように、絶縁層２４の上面の第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の外側に撥液膜４０が形成されるとともに、これら２つの電極配置領域間に撥液膜４１が形成されていてもよい。この構成では、液滴２１の電極配置領域外への移動と、反対側の電極の配置領域への移動の両方が防止される。
【００７７】
尚、絶縁層２４として、例えば、ポリイミド系樹脂やエポキシ系樹脂を使用し、一方、撥液膜４０，４１として、例えば、フッ素系樹脂を使用すれば、撥液膜４０，４１の撥液性を絶縁層２４よりも高くすることができる。
【００７８】
また、液滴２１の絶縁層２４の表面における濡れ角が９０度よりも大きい場合には、振動等が生じても液滴２１が不意に移動しにくいため、撥液膜４０，４１の表面粗さは絶縁層２４の表面粗さよりも大きくてよい。一方、液滴２１の絶縁層２４の表面における濡れ角が９０度よりも小さい場合には、振動等により液滴２１が不意に移動しやすいため、撥液膜４０，４１の表面粗さは絶縁層２４の表面粗さよりも小さいことが好ましい。
【００７９】
また、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間に撥液膜４１が形成されている場合、この撥液膜４１は、第１電極２２と第２電極２３の間での本来の液滴移送の抵抗にもなる。そのため、移送先の電極の電位を比較的高めに設定して、その電極の配置領域における撥液性を十分に低下させて、液滴２１が撥液膜４１を確実に乗り越えることが可能な移送力を発生させることが好ましい。
【００８０】
あるいは、図１７（ａ），１７（ｂ）に示すように、第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の間に設けられた撥液膜４１（第２撥液膜）の一部が、第１電極２２の配置領域内と第２電極２３の配置領域内へそれぞれ突出していてもよい。この構成によれば、振動などにより不意に液滴２１が反対側の電極に移動するのを撥液膜４１により防止しつつ、２つの電極配置領域の間における液滴移送の際には、液滴２１が、電極配置領域内に突出した部分から撥液膜４１を乗り越えやすくなり、両電極２２，２３の配置領域の間をスムーズに移動することができるようになる。
【００８１】
尚、以上説明した図１３（ａ）〜図１７（ｂ）には、第２電極２３が分割されていない形態が示されているが、第２電極２３が分割されている場合にも上述の構成を適用可能であることは言うまでもない。
【００８２】
変更実施形態５
バルブ１１が、定期的に大気連通孔１９を開放するように構成されていてもよい。長期間印字が行われていない場合には、バルブ１１により大気連通孔１９が長期間開放されないことになるため、大気の温度変化や気圧変化に起因して、カートリッジ本体１０内のインク収容空間１２の圧力が過度に高くなったり、あるいは、負圧になったりする虞がある。そこで、例えば、制御装置４のヘッド制御部３０により、前回の印字が終了した時刻から所定の時間が経過していると判断されたときに、バルブ制御部３１が電位付与部２５に対して大気連通孔１９を開放する信号を出力するように構成されていると、大気連通孔１９が定期的に開放されることになり、カートリッジ本体１０の内外の気圧差が小さく抑えられる。
【００８３】
変更実施形態６
前記第１実施形態においては、第１電極２２及び第２電極２３に電位を付与する電位付与部２５や、２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量から液滴２１の位置を検出する液滴位置検出部２６が、プリンタ１００側に設けられているとしているが、これらがインクカートリッジ５側に設けられて、プリンタ１００側の制御装置４（バルブ制御部３１）と接続されていてもよい。つまり、インクカートリッジ５のバルブ１１が、電位付与部２５及び液滴位置検出部２６を含む液滴移送部２０を備えていてもよい。
【００８４】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、インクジェットヘッドのインク噴射面に装着されるノズルキャップに本発明を適用した一例である。尚、前記第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００８５】
前記第１実施形態と同様に（図１参照）、インクジェットヘッド１は、インクジェットプリンタ１００の制御装置４（図２０参照）からの指令に基づいて、記録用紙Ｐ（記録媒体）に対してその搬送方向に直交する方向に移動しながらインクを噴射する。また、キャリッジ２は、記録用紙Ｐが搬送される領域よりもさらに幅方向（図１の左右方向）外側に位置する退避位置まで移動可能に構成されている。そして、この退避位置には、ノズルキャップ６０が配設されており、このノズルキャップ６０は、キャップ駆動部５５（図２０参照）により昇降駆動される。そして、ノズル５２（図１８参照）からインクを噴射しない場合には、インクジェットヘッド１はキャリッジ２とともに退避位置に移動し、その退避位置において、ノズルキャップ６０が、複数のノズル５２の出射口５２ａが配置されたインクジェットヘッド１の下面（インク噴射面１ａ）を下方から覆うようにインクジェットヘッド１に装着される。
【００８６】
図１８に示すように、インクジェットヘッド１の内部には、マニホールド５０と、マニホールド５０からそれぞれ分岐した複数の個別流路５１と、複数の個別流路５１の末端にそれぞれ設けられ、インクジェットヘッド１の下面（インク噴射面１ａ）において開口した複数のノズル５２とを有する。マニホールド５０には、その上部に設けられたインク供給孔５３を介して外部のインクタンク（図示省略）からインクが供給される。そして、マニホールド５０から複数の個別流路５１を介して複数のノズル５２にそれぞれインクが供給されて、複数のノズル５２からインクが噴射されるように構成されている。
【００８７】
ノズルキャップ６０は、複数のノズル５２を下方から覆うキャップ部６１と、このキャップ部６１の周縁部から上方に延びてインク噴射面１ａに接触する環状のリップ部６２と、キャップ部６１を下方から支持する基部６３を有する。
【００８８】
キャップ部６１は、複数のノズル５２の出射口５２ａを下方から一度に覆うことができるように、インク噴射面１ａの複数の出射口５２ａが配置された領域よりも大きい面積を有する。また、リップ部６２は、インク噴射面１ａの複数の出射口５２ａが配置された領域の周りに全周に亙って接触し、複数の出射口５２ａを密閉することが可能となっている。尚、キャップ部６１とリップ部６２は、合成樹脂材料などの弾力性を有する材料で形成されている。
【００８９】
基部６３の底壁６３ａ（基材）には、キャップ部６１の内部空間６４（インク噴射面１ａ側の空間）と外部（大気）とを連通させる連通孔６５（連通路）が貫通状に設けられている。この連通孔６５は、ノズルキャップ６０の装着時における、空間６４の圧力上昇を緩和して、ノズル５２内のメニスカスが破壊されるのを防止するためのものである。しかし、ノズルキャップ６０が装着されている状態でも空間６４が外部と連通していると、時間が経つにつれてノズル５２内のインクが乾燥してしまう。そこで、基部６３には、連通孔６５を開閉するバルブ６６が設けられている。
【００９０】
このバルブ６６は、前記第１実施形態のバルブ１１（図２、図３参照）とほぼ同様の構成を有する。即ち、バルブ６６は、底壁６３ａの内面（上面）において導電性を有する液滴２１を移送する液滴移送部２０を備えている。図１９に示すように、この液滴移送部２０は、底壁６３ａの内側の面（上面）において連通孔６５の上端開口６５ａを囲むように配置された第１電極２２と、同じく底壁６３ａの上面において、第１電極２２に対して所定距離空けて近接配置された第２電極２３と、底壁６３ａの上面において第１電極２２と第２電極２３の両方を完全に覆うように形成された絶縁層２４を有する。また、第２電極２３は互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されている。尚、液滴移送部２０の上方には、導電性を有する液滴２１にインクミストが直接降りかかるのを防止する保護部６７が設けられている。
【００９１】
プリンタ１００の制御装置４（バルブ制御部６９）からの指令に基づいて、電位付与部２５により、第１電極２２と第２電極２３に互いに異なる電位（所定電位又はグランド電位）が付与されると、一方の電極配置領域における撥液性を低下することから、２つの電極配置領域の間で液滴２１が移送される。そして、第１電極２２の配置領域に液滴２１が移送されたときにはこの液滴２１により連通孔６５が閉止され、第２電極２３の配置領域に液滴２１が移送されたときには連通孔６５が開放される。
【００９２】
また、第２電極２３の２つの分割電極２３ａ，２３ｂは液滴位置検出部２６に接続されている。そして、液滴位置検出部２６は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂ間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの領域に液滴２１が存在しているか（即ち、連通孔６５の開閉状態）を検出することができるように構成されている。
【００９３】
図２０に示すように、プリンタ１００の制御装置４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成されている。さらに、この制御装置４は、ＰＣ３３から入力された印字データに基づいてインクジェットヘッド１を制御してインクを噴射させるヘッド制御部３０と、キャップ駆動部５５を制御してノズルキャップ６０を昇降させるキャップ制御部６８と、ノズルキャップ６０を制御してバルブ６６を開閉させるバルブ制御部６９を備えている。
【００９４】
バルブ制御部６９は、ノズルキャップ６０がインクジェットヘッド１に装着される際には、その装着直前に電位付与部２５に対して連通孔６５を開放する信号を出力する。このとき、電位付与部２５は、第１電極２２にグランド電位を付与するとともに、第２電極２３に所定電位を付与する。すると、図１８に示すように、第１電極２２から第２電極２３へ液滴２１が移送され、連通孔６５が開放される。そのため、キャップ部６１内の空間６４の圧力上昇が緩和され、ノズル５２内に形成されたメニスカスの破壊が防止される。
【００９５】
一方、ノズルキャップ６０がインクジェットヘッド１に装着された後には、バルブ制御部６９は、電位付与部２５に連通孔６５を閉止する信号を出力する。このとき、電位付与部２５は、第１電極２２に所定電位を付与するとともに、第２電極２３にグランド電位を付与する。すると、図２１に示すように、第２電極２３から第１電極２２へ液滴２１が移送され、この液滴２１により連通孔６５が閉止される。そのため、ノズル５２内のインクの乾燥が防止される。
【００９６】
さらに、バルブ制御部６９は、ノズルキャップ６０がインクジェットヘッド１から取り外される（インク噴射面１ａから離間する）際にも、その直前に電位付与部２５に対して連通孔６５を開放する信号を出力してもよい。この場合には、ノズルキャップ６０がインク噴射面１ａから離間する際のキャップ部６１内の空間６４の圧力変動を小さくすることができるため、メニスカスの破壊がさらに防止される。
【００９７】
以上説明した第２実施形態の構成によれば、２つの電極２２，２３と絶縁層２４とからなる簡単な構成の液滴移送部２０により、インクの乾燥とメニスカス破壊を防止することができる。また、第２電極２３が、互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されているため、液滴位置検出部２６により２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの配置領域に液滴２１が存在しているかを検出することができる。
【００９８】
尚、この第２実施形態についても、液滴移送部２０に関する前記第１実施形態に対する変更と同様の変更（電極分割や撥液膜４０，４１（図１３（ａ）〜図１７（ｂ）参照）の付加等）を加えることが可能である。
【００９９】
第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態は、書き換え可能な不揮発性メモリである記憶装置に本発明を適用した一例である。
【０１００】
図２２（ａ），２２（ｂ）に示すように、記憶装置７０は、合成樹脂材料からなる基板７１（基材）と、この基板７１の表面の２つの領域に亙って導電性を有する液滴２１を移送する複数の液滴移送部２０からなり、複数のビットデータを記憶可能な記憶部７２と、複数の液滴移送部２０をそれぞれ制御する制御部７３（図２３参照）を備えている。尚、図２２（ａ）では複数の液滴移送部２０のうちの３つが示されている。
【０１０１】
記憶部７２の各液滴移送部２０は、前記第１実施形態とほぼ同様の構成を有するものである。即ち、図２２（ａ），２２（ｂ）に示すように、液滴移送部２０は、合成樹脂材料からなる基板７１の表面に配置された第１電極２２と、同じく基板７１の表面に、第１電極２２に対して所定距離空けて近接配置された第２電極２３と、基板７１の表面に第１電極２２と第２電極２３の両方を完全に覆うように形成された絶縁層２４を有する。また、第２電極２３は互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されている。さらに、第１電極２２と第２電極２３の配置領域における絶縁層２４の表面にはグランド電極２７がそれぞれ配置されている。そして、複数の液滴移送部２０のグランド２７が配線７４を介して互いに導通しており、全てのグランド２７は常にグランド電位に保持されている。
【０１０２】
また、図２３に示すように、各液滴移送部２０は、第１電極２２と第２電極２３に電位を付与する電位付与部２５と液滴位置検出部２６とを備えている。電位付与部２５は、記憶されるデータに応じて、第１電極２２と第２電極２３に互いに異なる電位（所定電位又はグランド電位）をそれぞれ付与して、２つの電極配置領域の間で液滴２１を移送させる。具体的には、第１電極２２の配置領域に液滴２１が存在している状態（図２２（ａ）の下側２つの液滴移送部２０の状態）が、ビットデータの“０”に対応し、第２電極２３の配置領域に液滴２１が存在している状態（図２２（ａ）において一番上の液滴移送部２０の状態）が、ビットデータの“１”に対応している。そして、１つの液滴移送部２０により２つの電極配置領域の何れかに液滴２１を移送することによって、１ビットのデータ（“０”または“１”）を記憶することが可能となっている。
【０１０３】
また、液滴位置検出部２６は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂ間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの領域に液滴２１が存在しているか（即ち、“０”と“１”の何れが記憶されているか）を検出し、その検出結果を制御部７３へ出力する。
【０１０４】
図２３に示すように、制御部７３は、外部のデータ入出力装置７５と接続されている。そして、データ入出力装置７５から制御部７３に対して、記憶すべき複数のビットデータが入力されると、制御部７３は、これら複数のビットデータにそれぞれ対応する複数の液滴移送部２０の電位付与部２５に対して、記憶するビットデータに関する情報（“０”か“１”か）を出力する。そして、記憶するデータが“０”である場合には、電位付与部２５は、第１電極２２に所定電位を付与すると同時に、第２電極２３にグランド電位を付与し、第１電極２２の配置領域に液滴２１を移送する（図２２（ａ）の下側２つの液滴移送部２０）。一方、記憶すべきデータが“１”である場合には、電位付与部２５は、第１電極２２にグランド電位を付与すると同時に、第２電極２３に所定電位を付与し、第２電極２３の配置領域に液滴２１を移送する（図２２（ａ）において一番上の液滴移送部２０）。このようにして、入力された複数のビットデータを記憶部７２に記憶させる。尚、液滴２１の移送が完了した後は、第１電極２２と第２電極２３の電位は共にグランド電位に切り替えられて、その状態が保持されるため、記憶装置７０の電源を切っても記憶されたデータが消えることはない。
【０１０５】
また、制御部７３には、複数の液滴移送部２０の液滴位置検出部２６から、液滴２１が第１電極２２の配置領域と第２電極２３の配置領域の何れに存在しているかの情報が入力される。つまり、制御部７３は、記憶部７２の１つの液滴移送部２０により“０”と“１”の何れのデータが記憶されているかを検出できるようになっている。そして、制御部７３は、データ入出力装置７５からの要求に応じて、記憶部７２に記憶されているデータを読み出し、データ入出力装置７５へ出力する。
【０１０６】
以上説明した第３実施形態の構成によれば、２つの電極２２，２３と絶縁層２４とからなる簡単な構成の液滴移送部２０により、１ビットのデータを記憶することができる。また、第２電極２３が、互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されているため、液滴位置検出部２６により２つの分割電極２３ａ，２３ｂの間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの配置領域に液滴２１が存在しているかを検出することができる。従って、記憶されている１ビットのデータ種別を判別することができ、データを読み出すことが可能となる。さらに、第３実施形態に係る記憶装置７０は、通常の半導体記憶装置において用いられるシリコン基板とは異なり、合成樹脂からなる基板を用いているため、より安価に製造することができる。
【０１０７】
尚、この第３実施形態についても、液滴移送部２０に関する前記第１実施形態に対する変更と同様の変更（撥液膜４０，４１（図１３（ａ）〜図１７（ｂ）参照）の付加等）を加えることが可能である。但し、既に記憶部７２に記憶されているデータを読み出すためには、第１電極２２と第２電極２３の少なくとも何れか一方が複数の分割電極に分割されて、第１電極２２と第２電極２３の何れに液滴２１が存在しているかを検出できるように構成されていることが最低限必要である。また、第３実施形態において、記憶装置７０はビットデータ（“０”か“１”かの２値）を記憶することができるが、第１電極と第２電極とが並ぶ方向に、それぞれが第２電極のように分割された電極を複数並べることにより、記憶装置７０は、３値以上の多値情報を記憶することが可能となる。
【０１０８】
第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。この第４実施形態は、所望の文字や画像等を表示する表示装置に本発明を適用した一例である。
【０１０９】
図２４に示すように、表示装置８０は、基板８１と、この基板８１（基材）の表面の２つの領域に亙って導電性を有する有色の液滴２１をそれぞれ移送する複数の液滴移送部２０からなる表示部８２と、基板８１の表面と対向して配置されたカバープレート８３と、表示部８２の複数の液滴移送部２０をそれぞれ制御する制御部８４（図２５参照）とを備えている。尚、図２４では複数の液滴移送部２０のうちの３つが示されている。
【０１１０】
表示部８２の各液滴移送部２０は、前記第１実施形態とほぼ同様の構成を有するものである。即ち、図２４に示すように、液滴移送部２０は、基板８１の表面に配置された第１電極２２と、同じく基板８１の表面に、第１電極２２に対して所定距離空けて近接配置された第２電極２３と、基板８１の表面に第１電極２２と第２電極２３の両方を完全に覆うように形成された絶縁層２４を有する。また、第２電極２３は互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されている。さらに、第１電極２２と第２電極２３の配置領域における絶縁層２４の表面にはグランド２７がそれぞれ配置されている。そして、複数の液滴移送部２０のグランド２７が配線８５を介して互いに導通しており、全てのグランド２７は常にグランド電位に保持されている。
【０１１１】
また、図２５に示すように、各液滴移送部２０は、第１電極２２と第２電極２３に電位を付与する電位付与部２５と液滴位置検出部２６とを備えている。電位付与部２５は、制御部８４からの指令に基づいて、第１電極２２と第２電極２３に互いに異なる電位（所定電位又はグランド電位）をそれぞれ付与して、２つの電極配置領域の間で液滴２１を移送させる。また、液滴位置検出部２６は、２つの分割電極２３ａ，２３ｂ間の静電容量に基づいて、第１電極２２と第２電極２３の何れの領域に液滴２１が存在しているかを検出し、その検出結果を制御部８４へ出力する。
【０１１２】
図２４に示すように、カバープレート８３は、基板８１の、第１電極２２及び第２電極２３が配置された面と対向している。また、このカバープレート８３の、第１電極２２と対向する位置には貫通状の透過孔８３ａが形成されている。そのため、カバープレート８３の基板８１と反対側から見たときに、第１電極２２の配置領域は透過孔８３ａを通して見えるが、第２電極２３の配置領域はカバープレート８３により遮られて見えない。従って、第１電極２２の配置領域に有色の液滴２１が存在している状態（図２４（ａ）の下側２つの液滴移送部２０の状態）ではその液滴２１の色が表示されるが、第２電極２３の配置領域に液滴２１が存在していない状態（図２４（ａ）において一番上の液滴移送部２０の状態）では液滴２１の色が表示されず、下地である絶縁層２４の色（例えば、白色）が表示される。
【０１１３】
図２５に示すように、制御部８４は、外部の入力装置８５と接続されている。そして、表示される文字や画像等に関するデータが入力装置８５から制御部８４に入力されると、制御部８４は、表示部８２の複数の液滴移送部２０のうちの、表示すべき文字や画像等に対応する液滴移送部２０の電位付与部２５に対して表示を行わせる信号を出力する。すると、信号が入力された液滴移送部２０の電位付与部２５は、第１電極２２に所定電位を付与すると同時に、第２電極２３にグランド電位を付与し、第１電極２２の配置領域に液滴２１を移送する。このとき、第１電極２２の配置領域に移送された液滴２１の色が、カバープレート８３の透過孔８３ａを通して表示されることになる。
【０１１４】
また、制御部８４には、液滴位置検出部２６により検出された液滴２１の位置情報が入力される。そのため、制御部８４は、この液滴２１の位置情報から、実際に表示されている文字や画像等を認識できるようになっている。
【０１１５】
以上説明した第４実施形態の構成によれば、２つの電極２２，２３と絶縁層２４とからなる簡単な構成の液滴移送部２０により、所望の文字や画像等を表示させることができる。また、第２電極２３が、互いに離間して配置された２つの分割電極２３ａ，２３ｂに分割されているため、第１電極２２と第２電極２３の何れの配置領域に液滴２１が存在しているかを検出することができ、実際に表示されている文字や画像等を認識できる。さらに、第１電極２２と第２電極２３に異なる電位を与えない限り、液滴２１は第１電極２２の配置領域、又は第２電極２３の配置領域から移動しない。つまり、液滴２１が第１電極２２の配置領域に存在し、液滴の色が表示されている状態では、第１電極２２に与える電位と第２電極２３に与える電位とが異ならない限り、液滴は第２電極２３の配置領域には移動しないため、表示状態が維持される。また、液滴２１が第２電極２３の配置領域に存在し、液滴の色が表示されていない状態では、第１電極２２に与える電位と第２電極２３に与える電位とが異ならない限り、液滴は第１電極２２の配置領域には移動せず、液滴の色が表示されない状態が維持される。つまり、同じ表示状態を維持するために、常時電力を供給する必要がない。したがって、電力を消費せずに、同じ表示状態を維持することができる。
【０１１６】
尚、この第４実施形態についても、液滴移送部に関する前記第１実施形態に対する変更と同様の変更（電極分割や撥液膜４０，４１（図１３（ａ）〜図１７（ｂ）参照）の付加等）を加えることが可能である。
【０１１７】
これらに加えて、前述した第４実施形態には、さらに、以下のような変更を加えることが可能である。例えば、カバープレートが、第２電極２３の配置領域にのみ対向するように配置されており、第１電極２２の配置領域と対向していない場合には、カバープレート８３に透過孔８３ａが形成されている必要はない。
【０１１８】
また、第１電極２２及び第２電極２３を透明なＩＴＯ（Indium-Tin Oxide：酸化インジウム−酸化スズ）薄膜等で形成するとともに、絶縁層２４をほぼ透明なフッ素系樹脂等で形成し、さらに、基板８１をガラス等の透明材料で形成すれば、基板８１の電極２２，２３と反対側の面からでも液滴２１の色が表示されることとなる。そのため、このような場合には、カバープレート８３が基板８１の電極２２，２３と反対側の面と対向するように（図２４（ｂ）において基板８１の下側に）配置されていてもよい。
【０１１９】
さらに、第１電極２２、この第１電極２２の配置領域の基板８１の部分、及び、第１電極２２の配置領域の絶縁層２４の部分が全て透明であり、一方、第２電極２３、この第２電極２３の配置領域の基板８１の部分、及び、第２電極２３の配置領域の絶縁層２４の部分のうちの少なくとも１つが、非透過性（光を透過させない性質）を有するものであってもよい。この構成では、第２電極２３の配置領域自体が非透過性を有するため、基板８１の電極２２，２３と反対側（図２４（ｂ）において基板８１の下側）から見た場合に、第２電極２３の配置領域に存在する液滴２１が見えなくなるため、カバープレート８３が不要となる。
【０１２０】
上記実施形態及び変更形態では、電極や基材の形状、構造、材料を特定のものを例に挙げて説明してきたが、それらに限定されず、本発明の作用を生じるものであれば任意のものを使用できる。以上説明した実施形態及びその変更形態は、インクカートリッジに用いられるバルブ等に本発明を適用した一例であるが、本発明の適用可能な形態はこれらに限られるものではない。例えば、マイクロロボットや医療機器などに使用されるガス、液体のような流体供給装置に本発明の液滴移送装置又はバルブを適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】インクカートリッジの縦断面図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態の液滴移送部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIIＢ−IIIＢ線断面図である。
【図４】第１実施形態のインクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】第２電極の配置領域に液滴が存在している状態において、第２電極、絶縁層、及び、液滴で構成される回路を概略的に示す図である。
【図６】（ａ）は液滴が第１電極の配置領域に存在している状態の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIＢ−VIＢ線断面図である。
【図７】（ａ）は第２電極への液滴移送を行う直前の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIIＢ−VIIＢ線断面図である。
【図８】（ａ）は第２電極への液滴移送中の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIIIＢ−VIIIＢ線断面図である。
【図９】（ａ）は第２電極への液滴移送直後の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIXＢ−IXＢ線断面図である。
【図１０】（ａ）は液滴が第２電極の配置領域に存在している状態の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXＢ−XＢ線断面図である。
【図１１】大気連通孔が閉止されている状態のインクカートリッジの縦断面図である。
【図１２】大気連通孔が開放されている状態のインクカートリッジの縦断面図である。
【図１３】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態４において２つの電極の外側に撥液膜が形成された液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIIIＢ−XIIIＢ線断面図である。
【図１４】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態４において２つの電極の平面形状を変形した液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIVＢ−XIVＢ線断面図である。
【図１５】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態４において２つの電極の間に撥液膜が形成された液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXVＢ−XVＢ線断面図である。
【図１６】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態４において２つの電極の外側及びその間に撥液膜が形成された液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXVI−XVIＢ線断面図である。
【図１７】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態４において２つの電極の間に形成された撥液膜の一部がそれぞれの電極に突出している液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXVIIＢ−XVIIＢ線断面図である。
【図１８】第２実施形態に係るインクジェットヘッドとノズルキャップ（ノズルキャップ装着直前状態）の断面図である。
【図１９】（ａ）は第２実施形態の液滴移送部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIXＢ−XIXＢ線断面図である。
【図２０】第２実施形態のインクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図２１】インクジェットヘッドとノズルキャップ（ノズルキャップ装着状態）の断面図である。
【図２２】（ａ）は第３実施形態に係る記憶装置の一部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXXIIＢ−XXIIＢ線断面図である。
【図２３】第３実施形態の記憶装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２４】（ａ）は第４実施形態に係る表示装置の一部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXXIVＢ−XXIVＢ線断面図である。
【図２５】第４実施形態の表示装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２６】（ａ）は図３（ａ）における分割電極の配置方向の変形例を示す平面図であり、図（ｂ）は（ａ）のXXVIB−XXVIB線断面図である。
【図２７】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態１に係る液滴移送部の図３（ａ）相当の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXXVIIB−XXVIIB線断面図である。
【図２８】（ａ）は第１実施形態の変更実施形態２に係る液滴移送部の図３（ａ）相当の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXXVIIIB−XXVIIIB線断面図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１ インクジェットヘッド
５ 流路ユニット
６ 圧電アクチュエータ
１０ キャビティプレート（第１プレート）
１１ ベースプレート（第３プレート）
１２ 絞りプレート（第２プレート）
１６ 圧力室（第１流路）
１６ａ 接続部分
１８ 連通孔（連通流路）
２０ 絞り流路（第２流路）
２０ａ 接続部分
２３ マニホールド（共通液室）
２５ ノズル
２６ インク流路
４０，４１，４２ ベースプレート（連通流路プレート）
５０，５１，５２ 連通孔
５０ａ，５１ａ，５２ａ 中心孔部（主流領域）
５０ｂ，５１ｂ，５２ｂ 切欠部（支流領域）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴移送装置であって、
基材の表面に配置された第１電極と、
前記基材の表面において、第１電極の近傍に第１電極から所定距離離れて配置された第２電極と、
第１電極と第２電極とをそれぞれ覆うように配置され、その表面に存在する導電性を有する液滴と前記電極との間の電位差に応じて、表面における撥液性が変化する絶縁層と、
第２電極と共働して第２電極上に液滴が存在することを検知する第３電極とを備える液滴移送装置。
【請求項２】
第１電極と第２電極のうちの少なくとも一方が、前記基材の表面において互いに離間して配置された少なくとも２つの分割電極として分割されている請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項３】
前記分割電極の一方が第３電極である請求項２に記載の液滴移送装置。
【請求項４】
第１電極と第２電極に対してそれぞれ電位を付与する電位付与機構をさらに備え、前記電位付与機構により第１電極と第２電極に対してそれぞれ異なる電位を付与し、一方の電極を覆う部分の前記絶縁層の表面における撥液性を他方の電極を覆う部分よりも低下させて、第１電極と第２電極をそれぞれ覆う前記絶縁層の間で前記液滴を移送する請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項５】
前記分割電極は、前記分割電極が配置された領域に前記液滴が移送されたときに、前記液滴が前記分割電極の双方に接触しつつ、それらの間に位置するように配置されており、
前記分割電極間の静電容量に基づいて、前記液滴が、第１電極が配置された領域と第２電極が配置された領域の何れの領域に存在するかを検出する液滴位置検出器をさらに備える請求項２に記載の液滴移送装置。
【請求項６】
第１電極と第２電極を覆う前記絶縁層の表面に、グランド電極がそれぞれ配置されている請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項７】
第３電極は前記基材の表面から離隔し且つ第２電極と対向するように延在する請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項８】
第３電極は第１電極の一部及び第２電極と対向するように延在し且つグランド電極として設置される請求項７に記載の液滴移送装置。
【請求項９】
前記基材の表面の、第１電極と第２電極の外側の領域に、常に前記絶縁層の撥液性以上に高い撥液性を有する第１撥液膜が形成されている請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項１０】
第１電極と第２電極の間において、第１撥液膜が形成されていない領域の幅が局所的に狭まっている請求項９に記載の液滴移送装置。
【請求項１１】
前記基材の表面の、第１電極と第２電極の間の領域に、常に前記絶縁層の撥液性以上に高い撥液性を有する第２撥液膜が形成されている請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項１２】
第２撥液膜の一部が、第１電極と第２電極がそれぞれ配置されている領域内へ突出している請求項１１に記載の液滴移送装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の液滴移送装置を備えたバルブであって、前記基材には、第１電極が配置されている領域において開口する流体通路が形成され、第１電極が配置された領域に前記液滴が存在するときには前記液滴により前記流体通路の開口が閉止され、第２電極が配置された領域に前記液滴が存在するときには前記流体通路の開口が開放されるバルブ。
【請求項１４】
インクを収容するインク収容空間と、前記インク収容空間と大気とを連通させる大気連通路とを有するインクカートリッジに設けられ、
前記液滴を第１電極と第２電極との間で移送することにより、前記大気連通路を開閉する請求項１３に記載のバルブ。
【請求項１５】
記録媒体に対してインクを噴射するインクジェットヘッドのインク噴射面を覆うキャップであって、前記インク噴射面と前記キャップとによって形成される空間と、キャップの外部とを連通させる連通路を有するキャップに設けられ、前記液滴を第１電極と第２電極との間で移送することにより、前記連通路を開閉する請求項１３に記載のバルブ。
【請求項１６】
請求項１に記載の液滴移送装置を備えた記憶装置であって、前記液滴移送装置は、前記記憶装置に記憶させるデータに応じて前記液滴を第１電極と第２電極の間で移送する記憶装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の液滴移送装置と、前記基材の表面と対向して配置され、第１電極と対応する位置に形成された透過孔を有するカバープレートとを備えた表示装置であって、前記液滴は有色であり、前記液滴移送装置は、前記表示装置に表示させるデータに応じて、前記液滴を、第１電極と第２電極との間で移送する表示装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の液滴移送装置を備えた表示装置であって、第１電極、第１電極に対応する前記基材の部分、及び、第１電極に対応する前記絶縁層の部分が全て透明であり、第２電極、第２電極に対応する前記基材の部分、及び、第２電極に対応する前記絶縁層の部分のうち、少なくとも１つが非透過性を有する表示装置。
【請求項１９】
バルブであって、
その表面において開口する流体通路を有する基材と、
前記基材の表面において、前記流体通路の開口を含む領域に配置された第１電極と、
前記基材の表面において、第１電極の近傍に第１電極から所定距離離れて配置された第２電極と、
第１電極と第２電極をそれぞれ覆うように配置され、その表面に存在する導電性を有する液滴と前記電極との間の電位差に応じて、表面における撥液性が変化する絶縁層とを備え、
第１電極が配置された領域に前記液滴を移送することにより前記流体通路の開口を閉止するとともに、第２電極が配置された領域に前記液滴を移送することにより前記流体通路の開口を開放するバルブ。
【請求項２０】
請求項１７に記載のバルブを備えるインクカートリッジ。
【請求項１】
液滴移送装置であって、
基材の表面に配置された第１電極と、
前記基材の表面において、第１電極の近傍に第１電極から所定距離離れて配置された第２電極と、
第１電極と第２電極とをそれぞれ覆うように配置され、その表面に存在する導電性を有する液滴と前記電極との間の電位差に応じて、表面における撥液性が変化する絶縁層と、
第２電極と共働して第２電極上に液滴が存在することを検知する第３電極とを備える液滴移送装置。
【請求項２】
第１電極と第２電極のうちの少なくとも一方が、前記基材の表面において互いに離間して配置された少なくとも２つの分割電極として分割されている請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項３】
前記分割電極の一方が第３電極である請求項２に記載の液滴移送装置。
【請求項４】
第１電極と第２電極に対してそれぞれ電位を付与する電位付与機構をさらに備え、前記電位付与機構により第１電極と第２電極に対してそれぞれ異なる電位を付与し、一方の電極を覆う部分の前記絶縁層の表面における撥液性を他方の電極を覆う部分よりも低下させて、第１電極と第２電極をそれぞれ覆う前記絶縁層の間で前記液滴を移送する請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項５】
前記分割電極は、前記分割電極が配置された領域に前記液滴が移送されたときに、前記液滴が前記分割電極の双方に接触しつつ、それらの間に位置するように配置されており、
前記分割電極間の静電容量に基づいて、前記液滴が、第１電極が配置された領域と第２電極が配置された領域の何れの領域に存在するかを検出する液滴位置検出器をさらに備える請求項２に記載の液滴移送装置。
【請求項６】
第１電極と第２電極を覆う前記絶縁層の表面に、グランド電極がそれぞれ配置されている請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項７】
第３電極は前記基材の表面から離隔し且つ第２電極と対向するように延在する請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項８】
第３電極は第１電極の一部及び第２電極と対向するように延在し且つグランド電極として設置される請求項７に記載の液滴移送装置。
【請求項９】
前記基材の表面の、第１電極と第２電極の外側の領域に、常に前記絶縁層の撥液性以上に高い撥液性を有する第１撥液膜が形成されている請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項１０】
第１電極と第２電極の間において、第１撥液膜が形成されていない領域の幅が局所的に狭まっている請求項９に記載の液滴移送装置。
【請求項１１】
前記基材の表面の、第１電極と第２電極の間の領域に、常に前記絶縁層の撥液性以上に高い撥液性を有する第２撥液膜が形成されている請求項１に記載の液滴移送装置。
【請求項１２】
第２撥液膜の一部が、第１電極と第２電極がそれぞれ配置されている領域内へ突出している請求項１１に記載の液滴移送装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の液滴移送装置を備えたバルブであって、前記基材には、第１電極が配置されている領域において開口する流体通路が形成され、第１電極が配置された領域に前記液滴が存在するときには前記液滴により前記流体通路の開口が閉止され、第２電極が配置された領域に前記液滴が存在するときには前記流体通路の開口が開放されるバルブ。
【請求項１４】
インクを収容するインク収容空間と、前記インク収容空間と大気とを連通させる大気連通路とを有するインクカートリッジに設けられ、
前記液滴を第１電極と第２電極との間で移送することにより、前記大気連通路を開閉する請求項１３に記載のバルブ。
【請求項１５】
記録媒体に対してインクを噴射するインクジェットヘッドのインク噴射面を覆うキャップであって、前記インク噴射面と前記キャップとによって形成される空間と、キャップの外部とを連通させる連通路を有するキャップに設けられ、前記液滴を第１電極と第２電極との間で移送することにより、前記連通路を開閉する請求項１３に記載のバルブ。
【請求項１６】
請求項１に記載の液滴移送装置を備えた記憶装置であって、前記液滴移送装置は、前記記憶装置に記憶させるデータに応じて前記液滴を第１電極と第２電極の間で移送する記憶装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の液滴移送装置と、前記基材の表面と対向して配置され、第１電極と対応する位置に形成された透過孔を有するカバープレートとを備えた表示装置であって、前記液滴は有色であり、前記液滴移送装置は、前記表示装置に表示させるデータに応じて、前記液滴を、第１電極と第２電極との間で移送する表示装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の液滴移送装置を備えた表示装置であって、第１電極、第１電極に対応する前記基材の部分、及び、第１電極に対応する前記絶縁層の部分が全て透明であり、第２電極、第２電極に対応する前記基材の部分、及び、第２電極に対応する前記絶縁層の部分のうち、少なくとも１つが非透過性を有する表示装置。
【請求項１９】
バルブであって、
その表面において開口する流体通路を有する基材と、
前記基材の表面において、前記流体通路の開口を含む領域に配置された第１電極と、
前記基材の表面において、第１電極の近傍に第１電極から所定距離離れて配置された第２電極と、
第１電極と第２電極をそれぞれ覆うように配置され、その表面に存在する導電性を有する液滴と前記電極との間の電位差に応じて、表面における撥液性が変化する絶縁層とを備え、
第１電極が配置された領域に前記液滴を移送することにより前記流体通路の開口を閉止するとともに、第２電極が配置された領域に前記液滴を移送することにより前記流体通路の開口を開放するバルブ。
【請求項２０】
請求項１７に記載のバルブを備えるインクカートリッジ。
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２００７−２９０３６６（Ｐ２００７−２９０３６６Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６７９５４（Ｐ２００７−６７９５４）
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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