(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに連通する圧力室に液体を充填し、圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズルから液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
前記圧力室の圧力発生手段側は、透過板を介在させた状態で、前記圧力発生手段の動作に応じて変形する振動板により封止され、
前記透過板は、可撓性を有し、かつ、前記液体が透過可能な孔を有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記透過板は、圧力室側よりも圧力室とは反対側への変形がし難く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】
前記透過板は、圧力室とは反対側よりも圧力室側の空隙率が高く構成され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】
ノズルに連通する圧力室と、
該圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力室の圧力発生手段側を封止し、圧力発生手段の動作に応じて変形する振動板と、
該振動板の圧力室側に当該振動板と積層して配置され、可撓性を有し、かつ、前記液体が透過可能な孔を有する透過板と、
を備えた液体噴射ヘッドの駆動方法であって、
前記振動板を圧力発生手段側に変動させて、前記透過板を介して該透過板と前記振動板との間に前記液体を流入させる流入工程と、
前記振動板を圧力室側に変動させて、前記透過板の孔を介して該透過板と前記振動板との間の液体を前記圧力室に流入させる拡散工程と、を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法。
【請求項５】
前記拡散工程は、前記ノズルから液体を噴射させない程度に振動板を振動させることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッドの駆動方法。
【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装置などの液体噴射ヘッド、および、液体噴射ヘッドの駆動方法に関し、特に、顔料等の固形分を含む液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッド、および、液体噴射ヘッドの駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズル開口から液滴として噴射（吐出）させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる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）、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等がある。
【０００３】
上記のような液体噴射ヘッドに用いられる液体の中には、溶媒中に粒子（固形分）を含有したものがある。例えば、色素として顔料を用い、この顔料をインク溶媒内に分散させた顔料分散系のインク（以下、顔料インクという）がある。この顔料インクは、長期間に亘って放置されると顔料が沈降（沈殿）してしまうという問題を有している。特に金属系の顔料は沈降しやすい。そして、顔料が沈降すると、噴射した液滴内の顔料濃度がばらつく虞があるだけでなく、ノズルを目詰まりさせる虞がある。
【０００４】
このような問題を解決すべく、記録ヘッド内に循環流路を設け、圧力室内のインクを循環させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、沈降した顔料を攪拌することが出来る。また、一定期間に亘ってノズルからインクが噴射されていない場合、インクが噴射されない程度の圧力変動（微振動）を圧力室内に発生させ、圧力室内のインクを攪拌する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２８４７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１のような記録ヘッドでは記録ヘッド内に循環流路を設けているため、構造が複雑であった。また、インクを循環させる駆動源を別途用意する必要があった。このため、記録ヘッドの製造の観点からコストアップや装置の大型化につながっていた。また、圧力室内に微振動を加える方法では、圧力室内のインクを十分に攪拌できなかった。例えば、比較的大径な顔料を含むインクは、微振動を加えたとしても十分に攪拌することができなかった。
【０００７】
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、別途駆動源を設ける必要がなく、簡単に圧力室内の液体を攪拌することができる液体噴射ヘッド、および、その駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、ノズルに連通する圧力室に液体を充填し、圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズルから液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
前記圧力室の圧力発生手段側は、透過板を介在させた状態で、前記圧力発生手段の動作に応じて変形する振動板により封止され、
前記透過板は、可撓性を有し、かつ、前記液体が透過可能な孔を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の液体噴射ヘッドによれば、振動板を圧力発生手段側に変動させた際に、透過板の孔を介して振動板と透過板との間に液体を流入させ、その後、振動板を圧力室側に変動させた際に、透過板の孔を介して振動板と透過板との間の液体を圧力室に流入させることができる。この透過板の孔からの液体の流れによって、圧力室内の液体を攪拌することができる。これにより、別途駆動源を設けることなく圧力室内への液体に含まれる顔料等の沈降を防止することができる。また、顔料等が圧力室の底部に沈降していた場合でも、沈降した顔料等を攪拌することができる。
【００１０】
上記構成において、前記透過板は、圧力室側よりも圧力室とは反対側への変形がし難く構成されたことが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、液体噴射時の圧力発生手段の変位を阻害することを抑制しつつ積極的に振動板と透過板との間に液体を流入させることができる。
【００１２】
上記構成において、前記透過板は、圧力室とは反対側よりも圧力室側の空隙率が高く構成されたことが望ましい。
【００１３】
この構成によれば、上記振動板を簡単に作成することができる。
【００１４】
また本発明の液体噴射ヘッドの駆動方法は、ノズルに連通する圧力室と、
該圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力室の圧力発生手段側を封止し、圧力発生手段の動作に応じて変形する振動板と、
該振動板の圧力室側に当該振動板と積層して配置され、可撓性を有し、かつ、前記液体が透過可能な孔を有する透過板と、
を備えた液体噴射ヘッドの駆動方法であって、
前記振動板を圧力発生手段側に変動させて、前記透過板を介して該透過板と前記振動板との間に前記液体を流入させる流入工程と、
前記振動板を圧力室側に変動させて、前記透過板の孔を介して該透過板と前記振動板との間の液体を前記圧力室に流入させる拡散工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
この液体噴射ヘッドの駆動方法によれば、流入工程により透過板の孔を介して振動板と透過板との間に液体を流入させ、その後、拡散工程により透過板の孔を介して振動板と透過板との間の液体を圧力室に流入させることができる。この透過板の孔からの液体の流れによって、圧力室内の液体を攪拌することができる。これにより、別途駆動源を設けることなく圧力室内への液体に含まれる顔料等の沈降を防止することができる。また、顔料等が圧力室の底部に沈降していた場合でも、沈降した顔料等を攪拌することができる。
【００１６】
上記構成において、前記拡散工程は、前記ノズルから液体を噴射させない程度に振動板を振動させることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】プリンターの斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。
【図３】記録ヘッドの要部断面図である。
【図４】記録ヘッドの電気的構成を説明するブロック図である。
【図５】（ａ）は噴射駆動パルスの構成を説明する波形図、（ｂ）は拡散駆動パルスの構成を説明する波形図である。
【図６】ノズルからのインクの噴射を表す模式図である。
【図７】圧力室内のインクの攪拌を表す模式図である。
【図８】その他の実施形態における透過板の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、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１（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。
【００１９】
図１はプリンター１の構成を示す斜視図である。このプリンター１は、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド２（以下、記録ヘッド）が取り付けられると共に、内部に液体状のインクを貯留した液体貯留部材の一種であるインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４を備えている。このキャリッジ４の後部には、キャリッジ４を記録紙５（記録媒体および着弾対象の一種）の紙幅方向、即ち、主走査方向に往復移動させるキャリッジ移動機構６を備えている。また、記録動作時における記録ヘッド２の下方には、間隔を空けてプラテン７を備えている。このプラテン７上には、プリンター１の後方に備えた搬送機構８によって、記録紙５が主走査方向に直交する副走査方向に搬送される。
【００２０】
キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構６の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動する。キャリッジ４の主走査方向の位置は、位置情報検出手段の一種であるリニアエンコーダー１０によって検出され、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス（位置情報の一種）をプリンター１の制御部４１（図４参照）に送信する。
【００２１】
また、キャリッジ４の移動範囲内における記録領域よりも外側の端部領域には、キャリッジ４の走査の基点となるホームポジションが設定されている。本実施形態におけるホームポジションには、記録ヘッド２のノズル面（ノズルプレート１７：図３参照）を封止するキャッピング部材１１と、ノズル面を払拭するためのワイパー部材１２とが配置されている。そして、プリンター１は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてキャリッジ４が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にキャリッジ４が戻る復動時との双方向で記録紙５上に文字や画像等を記録する所謂双方向記録を行う。
【００２２】
次に記録ヘッド２について説明する。
図２は、本実施形態の記録ヘッド２の構成を示す分解斜視図であり、図３は、記録ヘッド２の要部断面図である。本実施形態における記録ヘッド２は、流路形成基板１６、ノズルプレート１７、透過板１８、振動板１９、圧電素子２０（本発明における圧力発生手段に相当）、及び、保護基板２１等を積層して構成されている。
【００２３】
流路形成基板１６は、本実施形態ではシリコン単結晶基板からなり、複数の圧力室２３がその幅方向（ノズル列方向）に並設されている。各圧力室２３は、ノズル列に直交する方向に長尺な空部であり、流路形成基板１６の板厚方向を貫通している。この圧力室２３の上部（圧電素子２０側）は、透過板１８を介在させた状態で振動板１９によって封止されている。すなわち、透過板１８は、振動板１９の圧力室２３側において振動板１９と積層して（重なった状態で）配置されている。一方、圧力室２３の下部（底部）は、ノズルプレート１７によって封止されている。
【００２４】
また、流路形成基板１６の圧力室２３の長手方向外側の領域には、連通部２４が形成されている。この連通部２４は、圧力室２３毎に設けられたインク供給路２５を介して各圧力室２３と連通されている。インク供給路２５は、圧力室２３よりも狭い幅で形成されており、連通部２４から圧力室２３に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、連通部２４は、後述する保護基板２１の共通室３３と連通して各圧力室２３の共通のインク室となるリザーバー２６の一部を構成する。
【００２５】
流路形成基板１６の下側には、圧力室２３の底部を構成するノズルプレート１７が接合されている。このノズルプレート１７は、厚さが例えば、０．１〜１ｍｍ程度のシリコン単結晶基板やステンレス鋼等などからなり、各圧力室２３に対応して複数のノズル２９が列状に開設されている。このノズル列は、例えば１８０個のノズル２９によって構成されている。
【００２６】
透過板１８は、可撓性を有し、かつ、前記液体が透過可能な孔３０を有している。本実施形態の透過板１８は、例えば、厚さが例えば約１．０μｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる弾性膜により構成されている。また、透過板１８の圧力室２３に対応する部分（圧電素子２０に対向する部分）には、板厚方向に貫通した孔３０が複数形成されている。なお、本実施形態の透過板１８の孔３０の径は、透過板１８を透過するインクに対する流路抵抗が十分高くなるような大きさに設定されている。これにより、記録動作時において振動板１９を変位させる際に、この振動板１９に密着した状態で透過板１８を変位させることができる。振動板１９は、圧電素子２０の動作に応じて変形可能な可撓性を有する板である。本実施形態の振動板１９は、例えば、厚さが例えば約１．０μｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる弾性膜と、この弾性膜上に積層された厚さが例えば、約０．４μｍの酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜と、から構成されている。
【００２７】
この振動板１９上には、圧電素子２０が各圧力室２３に対応して複数設けられている。本実施形態における圧電素子２０は撓み振動モードの振動子であり、駆動電極と共通電極とによって圧電体を挟んで構成されている（図示を省略）。そして、圧電素子２０の駆動電極に駆動信号が印加されると、駆動電極と共通電極との間には電位差に応じた電場が発生する。この電場は圧電体に付与され、付与された電場の強さに応じて圧電体が変形する。
【００２８】
また、流路形成基板１６上の圧電素子２０側の面には、圧電素子２０に対向する領域にその変位を阻害しない程度の大きさの空間となる圧電素子保持部３２を有する保護基板２１が、透過板１８および振動板１９を挟んで接合されている。圧電素子２０は、この圧電素子保持部３２内に収容されるため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。さらに、図２に示すように、保護基板２１には、流路形成基板１６の連通部２４に対応する領域に共通室３３が設けられている。この共通室３３は、保護基板２１を厚さ方向に貫通して圧力室２３の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板１６の連通部２４と連通されて各圧力室２３の共通のインク室となるリザーバー２６を構成している。
【００２９】
さらに、保護基板２１上には、封止膜３４及び固定板３５とからなるコンプライアンス基板３６が接合されている。封止膜３４は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイドフィルム）からなり、この封止膜３４によって共通室３３の一方面が封止されている。また、固定板３５は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼等）で形成される。この固定板３５のリザーバー２６に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された固定板開口部３７となっているため、リザーバー２６の一方面は可撓性を有する封止膜３４のみで封止されている。
【００３０】
次に、プリンター１の電気的構成を説明する。図４は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図である。本実施形態におけるプリンター１は、搬送機構８、キャリッジ移動機構６、リニアエンコーダー１０、記録ヘッド２、及び、制御部４１を有する。なお、外部装置４０は、例えばコンピューターやデジタルカメラなどの画像を取り扱う電子機器である。この外部装置４０は、プリンター１の制御部４１と通信可能に接続されており、プリンター１において記録紙５等の記録媒体に画像やテキストを印刷させるため、その画像等に応じた印刷データをプリンター１に送信する。
【００３１】
制御部４１は、プリンター１の各部の制御を行うための制御ユニットであり、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部４４と、ＣＰＵ４５と、記憶部４６と、駆動信号生成部４７と、を有する。インターフェース部４４は、外部装置４０からプリンター１へ送信される印刷データや印刷命令を受信したり、外部装置４０にプリンター１の状態情報を送信したりする等、プリンター１とのデータの送受信を行う。ＣＰＵ４５は、プリンター１全体の制御を行うための演算処理装置である。記憶部４６は、ＣＰＵ４５のプログラムや各種制御に用いられるデータを記憶する素子であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ（不揮発性記憶素子）を含む。ＣＰＵ４５は、記憶部４６に記憶されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。
【００３２】
また、ＣＰＵ４５は、リニアエンコーダー１０から出力されるエンコーダーパルスからタイミングパルスを生成するタイミングパルス生成手段として機能する。そして、ＣＰＵ４５は、このタイミングパルスに同期させて印刷データの転送や、駆動信号生成部４７による駆動信号の生成等を制御する。さらに、ＣＰＵ４５は、タイミングパルスに基づいて、ラッチ信号等のタイミング信号を生成して記録ヘッド２のヘッド制御部４３に出力する。ヘッド制御部４３は、制御部４１からのヘッド制御信号（印刷データ、タイミング信号等）に基づき、記録ヘッド２の圧電素子２０に対する駆動信号の印加制御等を行う。
【００３３】
駆動信号生成部４７は、駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの電圧信号を生成する。また、駆動信号生成部４７は、上記の電圧信号を増幅して駆動信号を生成する。この駆動信号は、当該駆動信号の生成繰り返し周期である単位期間内に、図５（ａ）に示す噴射駆動パルスＤＰ、あるいは、図５（ｂ）に示す拡散駆動パルスＶＰのいずれか一方を少なくとも１つ以上含む一連の信号である。ここで、噴射駆動パルスＤＰとは、記録ヘッド２のノズル２９からインクを噴射する記録動作を行わせるために、圧電素子２０に所定の動作を行わせるものである。また、拡散駆動パルスＶＰとは、圧力室２３内のインクを攪拌する攪拌動作を行わせるために、圧電素子２０に所定の動作を行わせるものである。なお、本実施形態においては、噴射駆動パルスＤＰおよび拡散駆動パルスＶＰが同一駆動信号に含まれる構成を例示したが、これには限られず、それぞれ異なる駆動信号に含まれる構成を採用することも可能である。
【００３４】
図５（ａ）は、記録動作時における駆動信号に含まれる噴射駆動パルスＤＰの構成の一例を示す波形図である。なお、図５において、縦軸は電位であり、横軸は時間である。また、図５に示すように、本実施形態の噴射駆動パルスＤＰおよび拡散駆動パルスＶＰは平均するとプラスの極性である。
【００３５】
噴射駆動パルスＤＰは、膨張要素ｄｐ１、膨張維持要素ｄｐ２、収縮要素ｄｐ３、収縮維持（制振ホールド）要素ｄｐ４、および、復帰要素ｄｐ５を含んでいる。膨張要素ｄｐ１は、基準電位（中間電位）Ｖｂから最小電位（最小電圧）Ｖｍｉｎまでマイナス側に電位が変化して圧力室２３を膨張させる。膨張維持要素ｄｐ２は、最小電位Ｖｍｉｎを一定時間維持する。収縮要素ｄｐ３は、最小電位Ｖｍｉｎから最大電位（最大電圧）Ｖｍａｘまでプラス側に電位が変化して圧力室２３を急激に収縮させる。収縮維持要素ｄｐ４は、最小電位Ｖｍａｘを一定時間維持する。復帰要素ｄｐ５は、最小電位Ｖｍａｘから基準電位Ｖｂまで電位を復帰する。
【００３６】
図５（ｂ）は、攪拌動作時における駆動信号に含まれる拡散駆動パルスＶＰの構成の一例を示す波形図である。拡散駆動パルスＶＰは、膨張要素ｖｐ１、膨張維持要素ｖｐ２、および、収縮要素ｖｐ３を含んでいる。膨張要素ｖｐ１は、基準電位（中間電位）Ｖｂから最小電位（最小電圧）Ｖｍｉｎ′までマイナス側に電位が変化して振動板１９を緩やかに撓ませる。膨張維持要素ｖｐ２は、最小電位Ｖｍｉｎ′を一定時間維持する。収縮要素ｖｐ３は、最小電位Ｖｍｉｎ′から基準電位Ｖｂまでプラス側に電位が変化して振動板１９を緩やかに変動させる。なお、膨張要素ｖｐ１の印加時間は、透過板１８と振動板１９の密着状態から振動板１９のみを変形させて振動板１９と透過板１８との間に液体が流入できる程度の時間に設定されている。膨張要素ｖｐ１の単位時間あたりの電位変化量は、例えば、噴射駆動パルスＤＰの膨張要素ｄｐ１の電位変化量よりも十分に小さく設定されている。また、膨張維持要素ｖｐ２の印加時間は、透過板１８が基準位置（基準電位Ｖｂに対応する位置）付近に変位するために十分な時間に設定されている。さらに、収縮要素ｖｐ３の印加時間は、振動板１９が緩やかに変位してノズル２９からインクが吐出されない程度の時間に設定されている。収縮要素ｖｐ３の単位時間あたりの電位変化量は、噴射駆動パルスＤＰの収縮要素ｄｐ３の電位変化量よりも十分に小さく設定されている。
【００３７】
次に、噴射駆動パルスＤＰおよび拡散駆動パルスＶＰが圧電素子２０に印加された時の作用について説明する。図６は、噴射駆動パルスＤＰが圧電素子２０に印加され、ノズル２９からインクが噴射される記録動作を表す模式図である。図７は、拡散駆動パルスＶＰが圧電素子２０に印加され、圧力室２３内のインクが攪拌される拡散動作を表す模式図である。
【００３８】
まず、記録動作について説明する。噴射駆動パルスＤＰの膨張要素ｄｐ１が圧電素子２０に印加されると、圧電素子２０が圧力室２３とは反対側に撓み、これに伴って振動板１９が基準電位Ｖｂに対応する基準位置から最小電位Ｖｍｉｎに対応する圧電素子２０側の最高位置まで変位（変動）する。この振動板１９の変位に伴って、図６（ａ）に示すように、透過板１８も圧電素子２０側の最高位置まで変位する。ここで、透過板１８を透過するインクの流路抵抗が十分高くなるように設定されているため、膨張要素ｄｐ１による圧電素子２０の変位速度では、インクが透過板１８の孔３０を介して振動板１９と透過板１８の間に流入するよりも早く振動板１９が振動板１９に密着した状態で変位する。これにより、圧力室２３の容積が最大容積まで膨張し、リザーバー２６から圧力室２３にインクが流入すると共に、ノズル２９に露出しているメニスカスが圧力室２３側に引き込まれる。
【００３９】
この圧力室２３の膨張状態は、膨張維持要素ｄｐ２の印加期間中に亘って短時間維持される。膨張維持要素ｄｐ２の後に続いて収縮要素ｄｐ３が圧電素子２０に印加されると、当該圧電素子２０が圧力室２３側に撓み、これにより、振動板１９が上記最高位置から最大電位Ｖｍａｘに対応する圧力室２３側の最低位置まで急激に変位する。この振動板１９の変位に伴って、図６（ｂ）に示すように、透過板１８も圧電素子２０側の最低位置まで変位する。これにより、圧力室２３の容積が最大容積から最小容積まで急激に収縮する。この圧力室２３の急激な収縮によって圧力室２３内のインクが加圧され、これにより、ノズル２９からは数ｐｌ〜数十ｐｌのインクが噴射される。この圧力室２３の収縮状態は、収縮維持要素ｄｐ４の印加期間に亘って短時間維持される。その後、制振要素ｄｐ５が圧電素子２０に印加されて、振動板１９および透過板１８が基準位置に変位し、圧力室２３が最大電位Ｖｍａｘに対応する最小容積から基準電位Ｖｂに対応する基準容積まで復帰する。
【００４０】
次に、攪拌動作について説明する。攪拌駆動パルスＶＰの膨張要素ｖｐ１が圧電素子２０に印加されると、圧電素子２０が圧力室２３とは反対側に撓み、これに伴って振動板１９の中央部が、基準電位Ｖｂに対応する基準位置から最小電位Ｖｍｉｎ′に対応する位置まで圧力室２３よりも外側に変位する。この振動板１９の変位は、噴射駆動パルスＤＰの膨張要素ｄｐ１による場合と比較してゆっくりであるため、透過板１８が振動板１９の変位に追従し難い。このため、図７（ａ）に示すように、インクが透過板１８の孔３０を介して振動板１９と透過板１８の間に流入する（流入工程）。また、この振動板１９の変位に伴い、リザーバー２６から圧力室２３にインクが流入する。
【００４１】
この振動板１９が変位した状態は、膨張維持要素ｄｐ２の印加期間中に亘って維持される。ここで、膨張維持要素ｄｐ２は十分な時間維持されるため、たとえ透過板１８が振動板１９に追従して圧電素子２０側に変位したとしても、その後、透過板１８は、自らの復元力や重力の作用により振動板１９から離れて基準位置まで復帰することができる。そして、振動板１９と透過板１８との間にできた空間内に、流入したインクが貯留される。膨張維持要素ｄｐ２の後に続いて収縮要素ｄｐ３が圧電素子２０に印加されると、当該圧電素子２０が圧力室２３側に撓み、これにより図７（ｂ）に示すように、振動板１９が上記最高位置から上記基準位置まで緩やかに変位する。この振動板１９の変位によって、振動板１９と透過板１８との間の空間に貯留されたインクが、透過板１８の孔３０を介して圧力室２３側に噴射（流入）される（拡散工程）。この噴射によって、図７（ｂ）の矢印に示すように、記録動作時のインクの流れ（インク供給路２５からノズル２９に向かう流れ）に対して直行する方向にインクの流れを作ることができる。この流れによって、圧力室２３内のインクを攪拌することができる。なお、収縮要素ｄｐ３では、振動板１９を緩やかに変位させているため、ノズル２９からはインクが吐出されない。
【００４２】
このように、振動板１９を圧電素子２０側に変動させた際に、透過板１８の孔３０を介して振動板１９と透過板１８との間にインクを流入させ、その後、振動板１９を圧力室２３側に変動させた際に、透過板１８の孔３０を介して振動板１９と透過板１８との間のインクを圧力室２３に流入させることができる。この透過板１８の孔３０からのインクの流れによって、圧力室２３内のインクを攪拌することができる。これにより、別途駆動源を設けることなく圧力室２３内へのインクに含まれる顔料等の沈降を防止することができる。また、顔料等が圧力室２３の底部に沈降していた場合でも、沈降した顔料等を攪拌することができる。
【００４３】
ところで、上記した透過板は、圧力室２３側よりも圧力室２３とは反対側（圧電素子２０側）へ変形し難くい構成を採用することもできる。例えば、図８に示す透過板１８′では、圧力室２３側の面において、当該圧力室２３の長手方向に対して垂直な方向（ノズル列方向）に沿った溝４９を、圧力室２３の長手方向に複数列備えている。言い換えると、透過板１８′は、基材である透過基板５０の圧力室２３側の面に、圧力室２３の長手方向に対して垂直な方向の畝５１（細長い直方体状のブロック）が複数列設されている。このようにすれば、攪拌動作時において、圧電素子２０を駆動させて振動板１９を圧電素子２０側（図８に示す矢印方向）に撓ませたとしても、透過板１８′が振動板１９に追従して撓むことを抑制することができる。具体的には、透過板１８′は振動板１９に追従して圧電素子２０側に撓もうとしたときに、隣り合う畝５１同士が当接するため、透過板１８′が圧電素子２０側にそれ以上変形し難くなる。このため、積極的に振動板１９と透過板１８′との間に液体を流入させることができる。一方、透過板１８′が圧力室２３側に変位する場合は、隣り合う畝５１同士が当接しないため、圧電素子２０側に比べて変形し易くなり、インク噴射時の圧電素子２０および振動板１９の変位を阻害することが抑制される。なお、本実施形態の孔３０′は、溝４９の内部（溝４９の底部）に開設されている。
【００４４】
このような透過板は上記した構成には限られない。例えば、圧電素子側に空隙率の低い緻密層と、圧力室側に空隙率の高い多孔質層とを備えた２層構造の透過膜を用いることもできる。このようにすれば、透過板が圧電素子側に撓もうとすると、多孔質層の隙間が埋まり、剛性が増すため、変形し難くなる。これにより、積極的に振動板と透過板との間に液体を流入させることができる。一方、透過板が圧力室側に撓む場合、多孔質層の隙間が埋まらないため、比較的変形し易い。すなわち、圧力室とは反対側よりも圧力室側の空隙率が高く構成されていれば、どのような構成の透過板を用いても良い。なお、板厚方向に貫通する孔は、所定の位置に開設される。
【００４５】
ところで、上記実施形態では、圧力発生手段として、所謂撓み振動型の圧電素子２０を例示したが、これには限られず、例えば、所謂縦振動型の圧電素子を採用することも可能である。この場合、図５に例示した駆動信号（噴射駆動パルスＤＰおよび拡散駆動パルスＶＰ）の波形に関し、電位の変化方向、つまり上下が反転した波形となる。また、圧力発生手段としては圧電素子には限らず、圧力室内に気泡を発生させる発熱素子や静電気力を利用して圧力室の容積を変動させる静電アクチュエーター等の各種圧力発生手段を用いる場合にも本発明を適用することができる。
【００４６】
そして、本発明は、圧力発生手段を用いて液体の噴射制御が可能な液体噴射装置の液体噴射ヘッドであれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体噴射装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等に用いられる液体噴射ヘッドにも適用することができる。そして、ディスプレイ製造装置では、色材噴射ヘッドからＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色材の溶液を噴射する。また、電極製造装置では、電極材噴射ヘッドから液状の電極材料を噴射する。チップ製造装置では、生体有機物噴射ヘッドから生体有機物の溶液を噴射する。
【符号の説明】
【００４７】
１…プリンター，２…記録ヘッド，１５…流路形成基板，１７…ノズルプレート，１８…透過板，１９…振動板，２０…圧電素子，２１…保護基板，２３…圧力室，２４…連通部，２５…インク供給路，２６…リザーバー，２９…ノズル，３０…孔，３２…圧電素子保持部，３３…共通室，３４…封止膜，３５…固定板，３６…コンプライアンス基板，３７…固定板開口部，４０…外部装置，４１…制御部，４３…ヘッド制御部，４４…インターフェース部，４５…ＣＰＵ，４６…記憶部，４７…駆動信号生成部，４９…溝，５０…透過基板，５１…畝
【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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