(57)【要約】【課題】液体噴射ヘッド内の微小な気泡の排出効果を向上させつつ、吐出安定性を確保することが可能な液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置を提供する。【解決手段】ノズル開口１８に連通する圧力発生室１９となる複数の凹部と、各圧力発生室にインク供給口２１を介して連通する共通インク室２０となる凹部と、が形成された流路形成基板１５と、流路形成基板に積層され、ノズル開口を開設したノズル形成基板１６と、共通インク室のノズル形成基板とは反対側の面に積層され、圧力発生室に圧力変動を与える圧力発生源２６の少なくとも一部を有する電極基板１７と、を備えた記録ヘッド４であって、共通インク室に対向する領域に、駆動信号が供給されると共通インク室内の圧力を変動させる圧力変動部２９を設け、圧力変動部に駆動信号が供給されない時には共通インク室内の圧力変動により移動して圧力を吸収する。【選択図】図４
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【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、前記各圧力発生室に液体供給口を介して連通するリザーバーと、が形成された第１の基板と、
前記リザーバーの開口部を塞ぐように前記第１の基板に積層され、前記ノズル開口を開設したノズル形成基板と、
前記リザーバーの前記ノズル形成基板とは反対側の面に積層され、前記圧力発生室に圧力変動を与える圧力発生素子の少なくとも一部を有する第２の基板と、を備え、前記圧力発生素子を駆動させることでノズル開口から液滴を吐出させる液体噴射ヘッドであって、
前記リザーバーに対向する領域に、駆動信号を供給すると前記リザーバー内の圧力を変動させる圧力変動部を設け、前記圧力変動部に駆動信号が供給されない時には前記リザーバー内の圧力を吸収することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記圧力変動部は、前記第１の基板であって前記リザーバーに対向する領域に設けられた第１薄肉部と、当該第１薄肉部と前記第２の基板との間に形成された空間と、当該空間内に配されて該第１薄肉部を変形させる電極と、を備えて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記空間を大気と連通させたことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記ノズル形成基板であって前記リザーバーに対向する領域に第２薄肉部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生素子を駆動する駆動パルスを含む駆動信号を一定周期で発生する駆動信号発生手段と、
を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は、ノズルから液体を吐出可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインク（液滴）を記録紙等の記録媒体（着弾対象物）に対して吐出・着弾させることで画像等の記録を行うインクジェット式プリンター（以下、単にプリンターという。）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造装置等、各種の製造装置にも液体噴射装置が応用されている。
【０００３】
ここで、上記インクジェット式プリンター（以下、単にプリンターと略記する）を例に挙げて説明すると、このプリンターは、共通インク室（リザーバー）から圧力発生室を通りノズルに至る一連のインク流路や、圧力発生室の容積を変動させるための圧力発生素子（例えば、圧電素子）等を有する記録ヘッドを搭載し、また、圧力発生素子に供給する駆動信号を発生する駆動信号発生回路（駆動信号発生手段）を備えている。そして、駆動信号に含まれる吐出駆動パルスを圧電素子に印加して圧力発生室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用してノズルからインクを吐出するように構成されている。このようなプリンターでは、ノズルに露出したインクの表面（メニスカス）が大気に晒されることにより溶媒が蒸発してインクが増粘したり、圧力発生室等に気泡が混入してこの気泡により圧力発生室内の圧力変化が吸収されたりすることによって、インクの吐出不良が生じる場合がある。
【０００４】
このため、インクの吐出を良好に維持するために、種々のメンテナンス処理に関する技術が提案されてきた（例えば、特許文献１等参照）。特許文献１に開示されている構成では、ノズルをキャップで一時的に封止して、この封止状態でキャップ内部を負圧にすると共に、吐出駆動パルスを圧電素子に印加して圧力発生室内のインクに圧力変動を生じさせてインクの空吐出を行い、増粘インクや気泡を強制的に排出させるメンテナンス処理（クリーニング処理）が行われている。しかしながら、上記のメンテナンス処理を実行しても、ごく微小な気泡（例えば、直径数十μｍの気泡）に対しては、メンテナンス時の圧力変動を十分に付与することができず、完全に除去することは困難である。
【０００５】
そこで、この種のプリンターでは、上記のクリーニング処理とは別に、インクを強制的に吐出させるフラッシング動作を行っている。具体的には、上記のクリーニング処理を行った後や、インクカートリッジを交換した時の初期充填を行った後、或いは、印刷動作中（記録動作中）において所定時間毎（例えば、９秒毎）に、記録媒体から外れた位置にあるインク受け部材まで記録ヘッドを移動させ、その位置でインクを繰り返し吐出させるようにしている。このフラッシング動作では、圧電素子に印加するフラッシング用駆動パルスの駆動電圧（最高電位から最低電位までの電位差）を最大限まで高めて単位時間当たりの圧力差を大きくすることが試みられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３６９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フラッシング動作において単位時間当たりの圧力差を大きくすると、その分、残留振動も大きくなる。この残留振動が減衰しない状態でフラッシング動作を繰り返すと吐出が不安定となり、例えば、ミストが発生してノズル面に付着する等の不具合が生じる虞があった。また、フラッシング動作の後に次の動作（記録動作等）を行う場合に、次の動作に影響を与えない程度に残留振動が減衰するまでの待機時間が必要となり、その分、動作速度が低下する虞もあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体噴射ヘッド内の微小な気泡の排出効果を向上させつつ、吐出安定性を確保することが可能な液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液体噴射ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル開口に連通する圧力発生室と、前記各圧力発生室に液体供給口を介して連通するリザーバーと、が形成された第１の基板と、
前記リザーバーの開口部を塞ぐように前記第１の基板に積層され、前記ノズル開口を開設したノズル形成基板と、
前記リザーバーの前記ノズル形成基板とは反対側の面に積層され、前記圧力発生室に圧力変動を与える圧力発生素子の少なくとも一部を有する第２の基板と、を備え、前記圧力発生素子を駆動させることでノズル開口から液滴を吐出させる液体噴射ヘッドであって、
前記リザーバーに対向する領域に、駆動信号を供給すると前記リザーバー内の圧力を変動させる圧力変動部を設け、前記圧力変動部に駆動信号が供給されない時には前記リザーバー内の圧力を吸収することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、リザーバーに対向する領域に、圧力変動部を設け、当該圧力変動部に駆動信号が供給された時にリザーバー内に圧力変動を与える一方、圧力変動部に駆動信号が供給されない時にリザーバー内の圧力変動を吸収するので、リザーバー及びこのリザーバーに連通する圧力発生室内の液体の圧力変動を調整することができる。これにより、液体に混入した気泡がリザーバー内に滞っていたとしても、気泡を液体の中に溶け込ますことができる。これにより、フラッシング動作時などに、液体供給口から圧力発生室側へ送り出すことができ、ノズル開口から積極的に気泡を排出（排除）することができる。この結果、この気泡によってリザーバー内の液体の流動が妨げられることを防止でき、液滴の吐出安定性を確保することが可能となる。また、圧力変動部に駆動信号が供給されない時には、圧力変動部が圧力を吸収してコンプライアンス部としても機能するので、メニスカスの安定化に寄与する。
【００１１】
上記構成において、前記圧力変動部は、前記第１の基板であって前記リザーバーに対向する領域に設けられた第１薄肉部と、当該第１薄肉部と前記第２の基板との間に形成された空間と、当該空間内に配されて該第１薄肉部を変形させる電極と、を備えて構成される構成を採用することが望ましい。
【００１２】
上記構成によれば、圧力変動部は、第１の基板であってリザーバーに対向する領域に設けられた第１薄肉部と、第１薄肉部と第２の基板との間に形成された空間と、空間内に配されて第１薄肉部を変形させる電極と、を備えて構成されたので、第１薄肉部を撓ませることで、第１の基板と第２の基板との間の空間をコンプライアンス部として機能させることができ、十分な圧力吸収能力を得ることができる。例えば、リザーバーに対向する領域に圧電素子のような圧力変動部を設けても、第１の基板と第２の基板との間の空間をコンプライアンス部として機能させるような作用は発揮できない。したがって、液体供給口からリザーバーに液体が逆流する際に発生する圧力変動の影響を空部側に第１薄肉部を弾性変形させることで十分に緩和することができる。これにより、圧力発生室及びリザーバー内の液体の残留振動を抑制でき、液体の吐出安定性を確保できる。また、第１薄肉部を、第２の基板を積層する側に形成したので、薄くても不用意な外力を受け難く、破壊され難い。
【００１３】
また、上記構成において、前記空間を大気と連通させる構成を採用することが望ましい。
【００１４】
この構成によれば、空間を大気と連通させたので、外気圧が変動したとしても、第１薄肉部の弾性変形量を維持しつつ、リザーバー内の圧力変動をより効果的に吸収することが可能となる。
【００１５】
また、上記構成において、前記ノズル形成基板であって前記リザーバーに対向する領域に第２薄肉部を設ける構成を採用することが望ましい。
【００１６】
この構成によれば、ノズル形成基板であってリザーバーに対向する領域に第２薄肉部を設けたので、第１薄肉部及び第２薄肉部によって、リザーバーのコンプライアンスを大きくすることができ、これにより、リザーバー内の圧力変動をより効果的に吸収することが可能となる。
【００１７】
そして、本発明の液体噴射装置は、上記各構成の液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生素子を駆動する駆動パルスを含む駆動信号を一定周期で発生する駆動信号発生手段と、
を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】プリンターの構成を説明する斜視図である。
【図２】キャリッジ、キャッピング機構、及びポンプ機構の構成を説明する模式図である。
【図３】記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図４】記録ヘッドの圧力発生室長手方向の断面図であって、（ａ）は図３中のａ−ａ線に沿った断面図であり、図３中のｂ−ｂ線に沿った断面図である。
【図５】キャップ部材を説明する斜視図である。
【図６】キャッピング機構の封止状態を説明する模式図である。
【図７】プリンターの電気的構成を説明するブロック図である。
【図８】駆動信号の構成を説明する波形図である。
【図９】メンテナンス制御の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。
【００２０】
図１は、このプリンター１の基本構成を説明する斜視図である。この図１に示すように、プリンター１は、ガイド軸２に取り付けられたキャリッジ３を有し、その下面には記録ヘッド４（本発明の液体噴射ヘッドの一種）が取り付けられている。また、このキャリッジ３の内部にはインクカートリッジを着脱可能に保持するカートリッジホルダ部が設けられている（何れも図示せず）。そして、キャリッジ３は、キャリッジモーター（パルスモーター）５の回転軸に接合された駆動プーリー６ａと遊転プーリー６ｂとの間に掛け渡されたタイミングベルト７に接続されているので、キャリッジモーター５の駆動によって記録紙８の幅方向（主走査方向）に移動する。
【００２１】
上記のインクカートリッジは、インク（本発明の液体の一種）を貯留する貯留部材である。このインクは、インク溶媒中に色材を溶解或いは分散させたものであり、例えば、色材として顔料や染料が用いられ、インク溶媒として水が用いられる。そして、このインクカートリッジがカートリッジホルダ部に装着されると、カートリッジホルダ部に設けられたインク供給針（図示せず）がインクカートリッジ内に挿入される。このインク供給針は記録ヘッド４のインク流路に連通されているため、インク供給針が挿入されると、インクカートリッジ内のインクが記録ヘッド４内に供給可能な状態になる。そして、インクカートリッジ内のインクを記録ヘッド４内の流路に充填するために、後述する初期充填が行われる。なお、インクカートリッジとしては、プリンター本体（筐体）側に配置されてインク供給チューブを通じて記録ヘッド４に供給するタイプを採用することもできる。
【００２２】
また、ガイド軸２の下方には、プラテン９が設けられている。このプラテン９は、記録紙８を下方から支持する板状部材である。このプラテン９にはスポンジ等の吸液部材１０が配設されている。また、この吸液部材１０よりも紙送り上流側には、ガイド軸２と平行に紙送りローラー１１が配置されている。この紙送りローラー１１は、記録紙８の搬送時において、紙送りモーター１２（ステッピングモーター又はＤＣモーター）からの駆動力によって回転される。
【００２３】
キャリッジ３の移動範囲内であってプラテン９よりも外側の位置には、ホームポジションが設定されている。記録ヘッド４は、待機状態においてホームポジションに位置付けられる。このホームポジションには、記録ヘッド４のノズル形成面を払拭するためのワイパー機構１３と、非記録状態においてノズル形成面を封止可能なキャッピング機構１４とがガイド軸２に沿って横並びに配設されている。
【００２４】
図３は、本実施形態の記録ヘッド４の構成を示す分解斜視図であり、図４（ａ）は、記録ヘッド４のインク導入口２２を通る圧力発生室長手方向の断面図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対して圧力発生室１９の列設方向に異ならせてインク導入口２２を通らない位置で切断した断面図である。この記録ヘッド４は、シリコン製の流路形成基板１５（第１の基板の一種）の一方の面に、同じくシリコン製のノズル形成基板１６（第３の基板の一種）を、流路形成基板１５の他方の面に、ガラス製の電極基板１７（第２の基板の一種）を各々配置して積層し、各部材間を接着剤によって接合することで３層構造となっている。
【００２５】
上記ノズル形成基板１６は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル開口１８を列状に開設した板材である。上記流路形成基板１５には、その表面から異方性エッチングを施すことにより、インク流路となる溝部（圧力発生室となる凹部，リザーバーとなる凹部の一種）が形成されており、この溝部（凹部）の開口部分がノズル形成基板１６によって塞がれることにより、各ノズル開口１１８に対応して複数の圧力発生室１９、各圧力発生室１９に対して共通のインクが導入される共通インク室２０（リザーバーの一種）、及び、共通インク室２０と各圧力発生室１９とを連通するインク供給路２１（液体供給口の一種）から成る一連のインク流路が区画される。
【００２６】
流路形成基板１５において、共通インク室２０となる溝部の一部を区画する底部２０ａ（リザーバー区画面の一種）には、基板厚さ方向（図３，４中に符号Ｙで示す）に貫通した複数のインク導入口２２（液体導入口の一種）が開設されている。また、底部２０ａから圧力発生室１９となる溝部側へ向う途中には、共通インク室２０となる溝部と圧力発生室１９となる溝部とを隔てる隔壁２１´が形成されている。隔壁２１´は、底部２０ａのうち圧力発生室１９側となる溝部側の端部から当該圧力発生室１９となる溝部に向って底部２０ａから離れる方向に、その板厚を厚くするように傾斜する傾斜面２０ｂ（リザーバー区画面の一種）と、インク供給路２１の一部を区画するとともに傾斜面２０ｂの頂部に連なって基板厚さ方向Ｙに交差した圧力発生室１９の長手方向（図３，４中に符号Ｘで示す）に沿った頂面２１ａと、頂面２１ａから板厚を薄くするように傾斜して圧力発生室１９となる溝部の一部を区画する傾斜面１９ａと、によって構成されている。なお、本実施形態におけるインク導入口２２は、図３に示すように、ノズル列方向に隣り合う４列の圧力発生室１９毎に１つのインク導入口２２が開設されている。
【００２７】
さらに、流路形成基板１５において、各圧力発生室１９となる溝部の底部（一方の面）には、ヘッド積層方向（図４において上下方向）に弾性変位可能な弾性面として機能する振動板２３が形成されている。そして、流路形成基板１５には共通電極端子（図示せず）が形成されており、この流路形成基板１５は導電性を有するので、上記振動板２３は、共通電極（本発明における圧力発生素子の一部に相当）としても機能するようになっている。
【００２８】
また、ノズル形成基板１６の隔壁２１´に対向する領域には、ノズル形成基板１６をエッチングなどによって窪ませた凹部１６ａが圧力発生室１９に対応する隔壁２１´毎に設けられている。この凹部１６ａの内面は、隔壁２１´の頂面２１ａの圧力発生室１９の長手方向Ｘよりも長く形成されている。そのため、ノズル形成基板１６が流路形成基板１５を塞ぐように積層されると、凹部１６ａの内面が隔壁２１´の頂面２１ａと傾斜面１９ａ，２０ａの頂面２１ａ側の一部との間に間隔を開けて配され、この間隔がインク供給路２１として構成される。即ち、インク供給路２１は、凹部１６ａの内面と、隔壁２１´の頂面２１ａと、傾斜面１９ａ，２０ａの頂面２１ａ側の一部とによって構成されている。
【００２９】
上記電極基板１７は、例えば、ホウ珪酸ガラスによって作製されている。このホウ珪酸ガラスは、熱膨張率がシリコンと同程度である。このため、温度変化によるヘッド構成部材間の剥離が生じ難くなっている。この電極基板１７の流路形成基板１５に接合される面において、圧力発生室１９の振動板２３に対向する位置には、トレイ状に浅くエッチングされた凹部２４が、各圧力発生室１９に対応して形成されている。この凹部２４の底面には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの薄膜を積層して形成された個別電極２５（圧力発生素子の一部に相当）がそれぞれ敷設されている。各個別電極２５は、各圧力発生室１９に対応して延在するセグメント電極２５ａと、外部に露出している電極端子部２５ｂとから構成されている。そして、電極基板１７を流路形成基板１５に接合すると、各圧力発生室１９の振動板２３と各個別電極２５のセグメント電極２５ａとが、狭小な隙間を形成した状態でそれぞれ対向する。
【００３０】
また、この電極基板１７には、基板厚さ方向を貫通した複数のインク導入路２７（連通口の一種）が形成されており、このインク導入路２７は、流路形成基板１５との接合状態で各インク導入口２２と連通するようになっている。このインク導入路２７とインク導入口２２を通じて、例えばプリンター本体側に設けられたインクカートリッジからのインクが共通インク室２０内に導入されるようになっている。そして、共通インク室２０のインクは、この共通インク室２０から分岐したインク供給路２１を通って各圧力発生室１９に分配供給される。
【００３１】
流路形成基板１５の共通電極端子と、電極基板１７の個別電極２５との間には、プリンターコントローラー５１（図７参照）側からの駆動電圧（駆動信号）が印加される。駆動電圧が基準電位（又は接地電位）よりも＋側に変化することにより、可撓性電極として機能する振動板２３と個別電極２５との間に静電気力が発生し、この静電気力によって、振動板２３が弾性変形して個別電極２５側に撓み、セグメント電極２５ａの表面に吸着する。この結果、圧力発生室１９の容積が増加して、インク供給路２１を通じて共通インク室２０側からインクが圧力発生室１９内に流入する。そして、駆動電圧が−側（接地電位側）に急激に変化して静電気力が急激に減少すると、振動板２３はその弾性力によってセグメント電極２５ａの表面から離れて圧力発生室１９側に変位する。その結果、圧力発生室１９の容積が急激に減少する。これにより、圧力発生室１９内のインクに圧力変動が生じ、この圧力変動によってノズル開口１８からインクが吐出（噴射）される。即ち、共通電極端子、個別電極２５、及び振動板２３は、圧力発生源２６（本発明における圧力発生素子）として機能する。
【００３２】
さらに、本発明の記録ヘッド４は、共通インク室２０に対向する領域に、共通インク室２０内の圧力を変動させる圧力変動部２９を設けていることに特徴を有する。圧力変動部２９は、駆動信号が供給されると共通インク室２０内に圧力変動を与える一方、圧力変動部２９に駆動信号が供給されない時に圧力発生室から共通インク室２０内に伝播した圧力変動により、圧力変動部２９が変形して圧力を吸収する。具体的には、圧力変動部２９は、流路形成基板１５であって共通インク室２０に対向する領域に設けられた第１薄肉部３０と、第１薄肉部３０と電極基板１７との間に形成された空部３１（本発明における空間に相当）と、空部３１内に配されて第１薄肉部３０を変形させるリザーバー電極２５´の電極２５ｃ（本発明における電極に相当）と、を備えて構成されている。なお、図３では省略したが、空部３１が破線で囲まれた位置に形成されている。圧力変動部２９に駆動信号が供給されないときに共通インク室２０に上記圧力が伝播してきたときには、第１薄肉部３０が撓むことで、共通インク室２０内で発生している圧力を効果的に減退されることができる。
なお、共通インク室２０に対向する領域に駆動信号が供給されることで変形する圧電素子を設けても、当該圧電素子に駆動信号が供給されないときに「第１の基板と第２の基板との間の空間をコンプライアンス部として機能させる」ような作用は発揮できない。
【００３３】
空部３１は、図４に示すように、インク導入口２２の近傍を環状に残した状態で、流路形成基板１５の電極基板１７側の面を、エッチングなどによって共通インク室２０側に窪ませるように除去すると共に、電極基板１７の流路形成基板１５側の面を、エッチングなどによって共通インク室２０とは反対側に窪ませるように除去することで形成されている。そして、この流路形成基板１５の凹状に窪んだ部分の底部が第１薄肉部３０となっている。なお、第１薄肉部３０は、振動板２３と同様に、共通電極としても機能するようになっている。即ち、第１薄肉部３０は、流路形成基板１５の板厚が他の領域（例えば、共通インク室２０の周縁部）よりも基板積層方向（基板厚さ方向）Ｙに薄くなるように形成されることで、基板積層方向Ｙに弾性変位し易く構成され、コンプライアンス部として機能する。より詳しくは、図３に示すように、インク供給路２１のうち、インク導入口２７が圧力発生室１９の長手方向Ｘに沿って形成されたインク供給路２１では、第１薄肉部３０が、インク導入口２２から圧力発生室１９側の端部までの間に設けられた第１薄肉部（図４（ａ）中に符号３０ａで示す）と、インク導入口２２から圧力発生室１９側とは反対側の端部までの間に設けられた第１薄肉部（図４（ａ）中に符号３０ｂで示す）とを有している。一方、図４（ｂ）に示すように、インク導入口２７から外れた部分における第１薄肉部３０は、底部２０ａのうちインク供給路２１側の端部から、この端部とは反対側の端部に亘って一連に設けられている。
【００３４】
この空部３１の電極基板１７側の底面には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの薄膜を積層して形成されたリザーバー電極２５´の分割電極２５ｃが、圧力発生室用個別電極２５の各セグメント電極２５ａの導電線の間にそれぞれ敷設されている。リザーバー電極２５´の分割電極２５ｃは、各圧力発生室１９に連通するインク供給口２１に対応して配置したが、これはセグメント電極２５ａの導電線と分割電極２５ｃの導線とを同一平面上に形成しても交差しない様に、即ち、各分割電極２５ｃが、セグメント電極２５ａとは別の系統で、外部に露出した電極端子部２５ｄに接続できるようにしたことによる。そして、電極基板１７を流路形成基板１５に接合すると、第１薄肉部３０と分割電極２５ｃとが、狭小な隙間を形成した状態でそれぞれ対向する。なお、圧力発生室用個別電極２５の各セグメント電極２５ａを前記とは異なる方向に延ばして形成してリザーバー電極２５´の導電線と交差しないように配置すると、リザーバー電極２５´の電極２５ｃをリザーバー２０の長手方向に一連に長く形成できる。
【００３５】
キャッピング機構１４は、図２、図５、及び図６に示すように、トレイ状のキャップ部材３７と、記録ヘッド４のノズル形成面に対しキャップ部材３７を近接又は離隔する方向に移動させるキャップ移動機構（図示せず）と、封止空部３６と排液タンク３８との間を連通する可撓性の排液チューブ３９と、この排液チューブ３９の途中に配設されたポンプ４０とから構成される。
【００３６】
上記のキャップ部材３７は、底部４１と、この底部４１の周縁から起立する側壁部４２とを有する上面開放のトレイ状部材であり、底部４１と側壁部４２とで囲まれた空間が封止空部３６となる。このキャップ部材３７は、ゴム等の弾性部材により作製され、合成樹脂又は金属からなる支持部材４３に取り付けられている。また、封止空部３６内には吸液部材４４が敷設されている。この吸液部材４４は、インクを吸収可能なフェルトやスポンジ等の吸液材によって構成されている。キャップ部材３７の底部には、貫通口が開設されており、この貫通口に排液チューブ３９が液密状態で連結されている。また、これとは別の貫通口がキャップ部材３７の底部に開設されており、この貫通口には、大気開放路を構成する大気開放用チューブ４７が接続されている。そして大気開放用チューブ４７の途中には、大気開放バルブ４８が設けられている。即ち、この大気開放バルブ４８を開閉することにより、ノズル形成面を封止した状態における封止空部３６の密閉状態と大気開放状態とを切り替えることができるようになっている。なお、このキャップ部材３７は、フラッシング動作において、ノズル開口１８から吐出されたインクを受けるインク受部としても機能する。
【００３７】
上記の排液チューブ３９は、インクの排出路を構成する部材であり、本実施形態では、この排液チューブ３９を耐薬品性が高く弾性を有するシリコンチューブによって構成している。この排液チューブ３９の途中に設けられているポンプ４０（負圧発生源）は、駆動モーターと共にポンプ機構を構成する。本実施形態におけるポンプ機構は、ポンプ４０を駆動するための駆動モーターとして紙送りモーター１２を利用している。
【００３８】
上記キャップ部材３７によって記録ヘッド４のノズル形成面を封止した封止状態では、ノズル形成面のノズル開口１８が封止空部３６内に臨み、且つ、キャップ部材３７の先端とノズル形成面とが液密状態で密着する（図６参照）。そして、この封止状態で且つ大気開放バルブ４８を閉じた状態でポンプ４０を作動させると、封止空部３６内が減圧されるので、ノズル開口１８を通じて記録ヘッド４内のインクを吸引して、ヘッド外部に排出することができる。これを利用して、インクカートリッジを装着した際にこのインクカートリッジ内のインクを記録ヘッド４のインク流路に充填する初期充填や、インク流路内の増粘インクや気泡を除去するためのクリーニング処理において、この吸引制御が行われる。
【００３９】
次に、プリンター１の電気的構成について説明する。図７に示すように、プリンター１は、プリンターコントローラー５１と、プリントエンジン５２とを備えている。プリンターコントローラー５１は、図示しないホストコンピューター等からの印刷データ等を受信するインターフェース５３（外部Ｉ／Ｆ５３）と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ５４と、各種データ処理のための制御ルーチン等を記憶したＲＯＭ５５と、ＣＰＵ等からなる制御部５７と、記録ヘッド４に供給する駆動信号を発生可能な駆動信号発生回路５８（本発明における駆動信号発生手段に相当）と、クロック信号を生成する発振回路５９と、記録動作の駆動信号及びメンテナンス動作の制御信号等をプリントエンジン５２側に送信するためのインターフェース６０（内部Ｉ／Ｆ６０）等を備えている。そして、これらの各部は、内部バスを介して相互に電気的に接続されている。また、プリントエンジン５２は、キャリッジ３を移動させるキャリッジモーター（パルスモーター）５と、紙送りローラー１１を回転させる紙送りモーター１２と、記録ヘッド４（電気駆動系）等を備えている。
【００４０】
制御部５７は、このプリンター１における各種制御を行う部分であり、プリントエンジン５２の各部を制御する。例えば、記録動作の制御では、図示しないホストコンピューターからの印刷データに基づいてドットパターンデータを生成し、生成したドットパターンデータを記録ヘッド４に転送する。また、キャリッジモーター５を動作させてキャリッジ３（即ち、記録ヘッド４）を移動させ、紙送りモーター１２を動作させて記録紙８（記録媒体）を搬送させる。記録紙８に対して印刷データに基づいて画像やテキスト等記録を行う際には、駆動信号発生回路５８によって、記録媒体への印刷時に使用する駆動信号パルスを含む駆動信号を生成する。この駆動パルスは、時間軸に沿って、所定の電位差で電圧が変化するものである。また、各種の大きさのインク滴を吐出させる場合は、電位差の異なる電圧変化をする複数種類の駆動パルスを生成しても良い。さらに、制御部５７は、初期充填時やクリーニング時においても紙送りモーター１２を作動させてポンプ（チューブポンプ）４０による吸引を制御する。
【００４１】
上記の駆動信号発生回路５８は、予め定められた波形の駆動信号ＣＯＭを発生する。
図８は、本実施形態における駆動信号の構成を説明する波形図であり、（ａ）は圧力発生源２６に供給する吐出用駆動信号ＣＯＭ１を示し、（ｂ）は圧力変動部２９に供給する微振動波形用駆動信号ＣＯＭ２を示している。
図８（ａ）に例示した吐出用駆動信号ＣＯＭ１は、第１吐出パルスＤＰ１および第２吐出パルスＤＰ２を含んで構成されている。これらの吐出パルスＤＰ１，ＤＰ２は同一の波形となっており、その駆動電圧（吐出駆動電圧）ＤＶは、ノズル開口１８からインクを吐出可能な値に設定されている。そして、駆動信号発生回路５８は、吐出パルスＤＰ１，ＤＰ２を単位周期Ｔ毎に繰り返し発生する。
【００４２】
吐出パルスＤＰは、圧力発生室１９を基準容積から最大膨張容積まで膨張させる膨張要素Ｐｃと、圧力発生室１９を最大膨張容積で短い時間維持させるホールド要素Ｐｈと、圧力発生室１９を最大膨張容積から基準容積まで収縮させる収縮要素Ｐｄとから構成される。本実施形態において、膨張要素Ｐｃは、接地電位ＧＮＤよりも少し高い基準電位Ｖｂから電位を上昇させる波形要素となる。また、ホールド要素Ｐｈは吐出電位ＶＨで一定の波形要素であり、収縮要素Ｐｄは吐出電位ＶＨから基準電位Ｖｂまで電位を下降させる波形要素である。
【００４３】
これに対し、図８（ｂ）に例示した微振動用駆動信号ＣＯＭ２は、第１微振動パルスＶＰ１および第２微振動パルスＶＰ２を単位周期Ｔ内に含んで構成されている。これらの微振動パルスＶＰは、共通インク室２０を基準容積から微振動膨張容積まで膨張させる微振動膨張要素ｐｃと、共通インク室２０を微振動膨張容積で維持させる微振動ホールド要素ｐｈと、共通インク室２０を微振動膨張容積から基準容積まで収縮させる微振動収縮要素ｐｄとから構成される。微振動膨張要素ｐｃは、基準電位Ｖｂから微振動電位Ｖｈまでインクを吐出させない程度の所定勾配で電位を上昇させる波形要素である。また、微振動ホールド要素ｐｈは微振動電位Ｖｈで一定の波形要素となり、微振動収縮要素ｐｄは微振動電位Ｖｈから基準電位Ｖｂまでインクを吐出させない程度の所定勾配で電位を下降させる波形要素となる。
【００４４】
次に、微振動パルスＶＰを圧力変動部２９に供給する場合（駆動時）について説明する。プリンターコントローラー５１側から微振動パルスＶＰを圧力変動部２９に供給すると、流路形成基板１５の第１薄肉部３０と、電極基板１７の分割電極２５ｃとの間には、駆動電圧（駆動信号）が基準電位（又は接地電位）よりも＋側に変化することにより、可撓性電極として機能する第１薄肉部３０と分割電極２５ｃとの間に静電気力が発生し、この静電気力によって、第１薄肉部３０が弾性変形（移動）して分割電極２５ｃ側に撓み、分割電極２５ｃの表面に吸着する。この結果、共通インク室２０の容積が増加する。また、駆動電圧が−側（接地電位側）に急激に変化して静電気力が急激に減少すると、第１薄肉部３０はその弾性力によって分割電極２５ｃの表面から離れて共通インク室２０側に変位（移動）する。その結果、共通インク室２０の容積が急激に減少する。なお、分割電極２５ｃには、すべてに一斉に同じパルスを供給する。
【００４５】
このため、圧力変動部２９に微振動パルスＶＰを供給して駆動させたとき（駆動時）には、共通インク室２０内のインクを振動させることができ、共通インク室２０の内面に付着していた気泡をこの付着していた内面から剥がして、インク内に溶かし込むことができる。このため、このインクに溶け込んだ気泡をフラッシングやクリーニング時に圧力発生室１９側に送り出して、ノズル開口１８から排出させることが可能となる。なお、共通インク室２０内のインクを振動させる圧力変動部２９の駆動時は、吐出パルスＤＰを圧力発生源２６に供給せずに駆動しないとき、即ち、非噴射時である。噴射時に、共通インク室２０内のインクを振動させる圧力変動部２９を駆動させてしまうと、噴射に伴って発生する圧力発生室から伝播する圧力と圧力変動部２９が発生させる圧力とが相殺し、共通インク室２０内に付着する気泡をインク内に効果的に溶け込ますことができない。
【００４６】
また、吐出パルスＤＰを圧力発生源２６に供給して駆動させたとき（駆動時）に、圧力変動部２９に微振動パルスＶＰを供給せずに、圧力変動部２９を駆動しない場合（非駆動時）には、振動板２３が基板積層方向Ｙに変形して圧力発生室１９の容積を増加して減圧する。圧力発生室１９内の圧力が減圧すると、インク供給路２１を介して連通している共通インク室２０内の圧力も減圧する。非駆動時における第１薄肉部３０は、共通インク室２０内の圧力変動に応じて図４中Ｙ方向に変形（移動）することができる。即ち、第１薄肉部３０は、コンプライアンス部の機能を備えている。したがって、前記したように、共通インク室２０内の圧力を減少すると、第１薄肉部３０がノズル形成基板１６側に変形して共通インク室２０内の容積を速やかに減少させ、これにより、共通インク室２０内のインクがインク供給路２１から圧力発生室１９内に供給される。一方、振動板２３が戻り変形して圧力発生室１９内のインクをノズル開口１８から吐出させた際に、インク供給路２１から共通インク室２０内に戻るインクの圧力変動に対して、第１薄肉部３０がマイナスＹ方向に弾性変形してこの圧力変動を吸収し緩和させることができる。即ち、第１薄肉部３０は、空部３１の容積に応じて空部３１側への弾性変形することによって共通インク室２０内の圧力増加を吸収する。なお、第１薄肉部３０を設けることによって形成された空部３１は、連通路（図示せず）によって記録ヘッド４の外側の大気（外側空間）と連通させることで、外気圧が変動したとしても、第１薄肉部３０の弾性変形量を維持しつつ、その内部空間の容積を一定に保つことが可能となっている。
【００４７】
ノズル形成基板１６は、流路形成基板１６の電極基板１７とは反対側に積層されて、共通インク室２０の第１薄肉部３０とは反対側を区画しており、当該ノズル形成基板１６であって共通インク室２０に対向する領域に、第２薄肉部３２が設けられている。この第２薄肉部３２は、ノズル形成基板１６の共通インク室２０とは反対側の面を、エッチングなどによって共通インク室２０側に窪ませるように除去することで、この凹状に窪んだ部分の底部が第２薄肉部３２として設けられている。即ち、第２薄肉部３２は、ノズル形成基板１６の板厚が他の領域（例えば、圧力発生室１９を区画している部分）よりも基板積層方向Ｙに薄くなるように形成されることで、基板積層方向Ｙに弾性変位容易に構成され、コンプライアンス部として機能する。なお、第２薄肉部３２の共通インク室２０とは反対側は、記録ヘッド４の外側の空間（外側空間）に面している。したがって、第１薄肉部３０よりも第２薄肉部３２の厚さを少し増やして剛性を高めておくことが望ましい。換言すると、第１薄肉部３０は、不用意な外力を受けないので、第２薄肉部３２より薄くでき、コンプライアンスを高め易い。
【００４８】
そして、前記した第２薄肉部３２は、圧力発生源を駆動することにより、振動板２３を変形して圧力発生室１９の容積を増加して減圧すると、マイナスＹ方向に変形して共通インク室２０内のインクをインク供給路２１から圧力発生室１９内に供給する一方、振動板２３が戻り変形してインクが吐出すると、インク供給路２１から共通インク室２０に向かうインクの圧力変動に対して、基板積層方向Ｙに弾性変形してこの圧力変動を吸収し緩和させることができる。この様に、第２薄肉部３２は、第１薄肉部３０と同様に、圧力発生室１９から伝播する共通インク室２０内のインクの圧力変動に対して、基板積層方向Ｙに弾性変形してこの圧力変動を緩和させ、これにより残留振動を速やかに消失させることができる。
【００４９】
次に、上記の構成において、初期充填時やクリーニング時における吸引動作と、その後に行われるフラッシング動作とから成る一連のメンテナンス制御について説明する。
【００５０】
図９は、メンテナンス制御の流れを示したフローチャートである。
まず、制御部５７は、キャリッジモーター５を制御してキャリッジ３をホームポジションに移動させると共に、記録ヘッド４のノズル形成面をキャッピング機構１４によってキャッピングする（Ｓ１）。この際、大気開放バルブ４８を閉じることにより、キャッピングした状態における封止空部３６内を密閉状態（液密・気密状態）に切り替える。
【００５１】
続いて、制御部５７は、紙送りモーター１２に対し駆動パルスを印加してポンプ４０の駆動を開始し、吸引動作を開始する（Ｓ２）。この吸引動作は、初期充填時においては、記録ヘッド４内のインク流路を減圧することで、インクカートリッジ内のインクを記録ヘッド４のインク流路内に充填する。また、クリーニング時においては、ノズル開口１８から増粘したインクや気泡を強制的に排出する。吸引動作を所定時間行ったならば、制御部５７はポンプ４０の作動を停止させることで吸引動作を停止する（Ｓ３）。なお、この吸引動作では、インク流路に存在する比較的大きい気泡についてはノズル開口１８から排出することができるが、例えば、直径数十μｍ程度のごく微小な気泡が圧力発生室１９やノズル開口１６内に残留する場合がある。
【００５２】
このため、本発明に係るプリンター１は、上記の吸引動作に続いて、フラッシング用駆動パルスを圧力発生源２６に連続的に印加することにより、圧力発生室１９内のインクに記録動作時よりも強い圧力変動を付与することでノズル開口１８からインクを強制的に吐出させるフラッシング動作を行い（Ｓ４）、これにより、上記の微小な気泡を排出するようにしている。このフラッシング動作では、大気開放バルブ４８を開き、キャッピング状態を解放して、キャップ部材３７をノズル形成面から少しだけ離隔した状態にする。
【００５３】
そして、前記したフラッシング動作Ｓ４で用いるフラッシング用駆動信号は、その駆動電圧Ｖｄが、記録媒体に対する記録動作時に用いられる吐出用駆動パルスの駆動電圧よりも十分に高く設定して電圧変化を大きくすることで単位時間当たりの圧力差が大きくなるようにした駆動パルスである。本実施形態では、フラッシングと同時に、圧力変動部２９には微振動パルスＶＰを繰り返し供給する。フラッシング動作では、制御部５７は、駆動信号発生回路５８から発生されるフラッシング用駆動信号を繰り返し圧力発生源２６に印加することで、各ノズル開口１８に対して連続して所定回数のインクの空吐出を実行させるが、この連続した空吐出工程の前に圧力変動部２９に微振動パルスＶＰを供給して共通インク室内のインクに微小な圧力変動を繰り返し加える。このような強い圧力変化を何度も繰り返されると、共通インク室内に限らずインク流路内に滞留している気泡に対して作用して、微小な気泡がインクに溶け込む。これにより、上述の吸引動作や通常のフラッシング動作では排出することができなかった微小な気泡をインクと共に排出することができる。
【００５４】
上記のようにしてフラッシング動作を所定サイクル実行したならば、制御部５７は、フラッシング動作を停止する（Ｓ５）。その後、ワイパー機構１３によってノズル形成面をワイピングし（Ｓ６）、ノズル形成面に付着したインクを払拭する。ワイピングが終了したならば、一連のメンテナンス制御を終了する。
【００５５】
以上説明したように、本発明の記録ヘッド４は、共通インク室２０に対向する領域に、共通インク室２０内の圧力を変動させる圧力変動部２９を設けているので、共通インク室２０内の圧力変動を調整できる。これにより、圧力発生源２６を駆動させていないとき（非印刷時）に、圧力変動部２９に微振動パルスＶＰを（繰り返し）供給して駆動させたとき（駆動時）には、共通インク室２０内のインクを（連続して）振動させることができ、共通インク室２０等の内面に付着していた気泡を、この内面から剥がしてインク内に溶かし込むことができる。そして、フラッシング動作時に、このインクに溶け込んだ気泡を圧力発生室１９側に送ることで、共通インク室２０内の気泡をノズル開口１８から容易に排出させることが可能となる。
【００５６】
また、圧力発生源２６を駆動させるとき（印刷時）に、圧力変動部２９を駆動しない場合（非駆動時）には、第１薄肉部３０が変形することで共通インク室２０内の圧力変動を吸収し緩和させることができる。したがって、圧力発生室１９の容積が増加すると、インクをインク供給路２１から圧力発生室１９内に供給する一方、振動板２３が戻り変形して圧力発生室１９内のインクをノズル開口１８から吐出させた際に、インク供給路２１から共通インク室２０内に戻るインクの圧力変動を吸収し、吐出後のメニスカスを安定させる。
【００５７】
また、流路形成基板１５であって共通インク室２０に対向する領域に、第１薄肉部３０と第２薄肉部３２とを対向させて設けたので、インク供給路２１から共通インク室２０内に伝わる圧力変動を、第１薄肉部３０及び第２薄肉部３２を変形させることで同時に吸収して緩和することができる。この残留振動の抑制により、インクを吐出させた後に次の吐出を行う際に、ノズル開口１８のメニスカスが安定しており、これにより、インクの吐出安定性を確保できると共に、クロストークの発生を抑制できる。
【００５８】
なお、以上の説明では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター１を例に挙げて説明したが、本発明は、気泡の残留が問題となる他の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルターを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，ごく少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１…プリンター，４…記録ヘッド，１５…流路形成基板，１６…ノズル形成基板，１７…電極基板，１８…ノズル開口，１９…圧力発生室，２０…共通インク室，２１…インク供給路，２５ｃ…分割電極，２６…圧力発生源，２９…圧力変動部，３０…第１薄肉部，３１…空部，３２…第２薄肉部，５８…駆動信号発生回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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