(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルと連通する圧力発生室であって、駆動素子の駆動により生じた圧力変動により当該圧力発生室内の液体をノズルから吐出させるための圧力発生室と、
前記圧力発生室と連通し、前記圧力発生室に液体を供給するマニホールドと、
前記ノズルから前記圧力発生室内の液体を排出させる排出手段と、
モード１又はモード２を選択して、前記ノズルから液体を吐出させることが可能な制御手段と、
を備え、
前記モード１は、前記排出手段の動作により、空気が前記ノズルから前記圧力発生室内に引き込まれるように、当該圧力発生室内の液体を前記ノズルから吐出させるモードであり、
前記モード２は、前記駆動素子の駆動により、空気が前記ノズルから前記圧力発生室内に引き込まれないように、前記駆動素子を駆動させるモードであり、
前記ノズルは第１のノズルと第２のノズルとを含み、
前記モード１は、
前記第１のノズルから空気が前記マニホールド内に引き込まれ、
前記第２のノズルから空気が引き込まれず、
前記第１のノズルから引き込まれたマニホールド内の空気が、前記第２のノズルと連通する圧力発生室とマニホールドとの間の流路にてメニスカスを形成するような、モードである、
液体噴射装置。
【請求項２】
ノズルと連通する圧力発生室であって、駆動素子の駆動により生じた圧力変動により当該圧力発生室内の液体をノズルから吐出させるための圧力発生室と、
前記圧力発生室と連通し、前記圧力発生室に液体を供給するマニホールドと、
前記ノズルから前記圧力発生室内の液体を排出させる排出手段と、
モード１又はモード２を選択して、前記ノズルから液体を吐出させることが可能な制御手段と、
を備え、
前記モード１は、前記排出手段の動作により、空気が前記圧力発生室内に引き込まれるように、当該圧力発生室内の液体を前記ノズルから吐出させるモードであり、
前記モード２は、前記駆動素子の駆動により、空気が前記圧力発生室内に引き込まれないように、前記駆動素子を駆動させるモードであり、
さらに、前記マニホールドへ液体を供給する流路の途中において、この流路を閉塞する閉塞手段を備え、
前記モード１は、前記閉塞手段により流路を閉塞した状態で、行われる、
液体噴射装置。
【請求項３】
ノズルと連通する圧力発生室であって、駆動素子の駆動により生じた圧力変動により当該圧力発生室内の液体をノズルから吐出させるための圧力発生室と、
前記圧力発生室と連通し、前記圧力発生室に液体を供給するマニホールドと、
前記ノズルから前記圧力発生室内の液体を排出させる排出手段と、
モード１又はモード２を選択して、前記ノズルから液体を吐出させることが可能な制御手段と、
を備え、
前記モード１は、前記排出手段の動作により、空気が前記圧力発生室内に引き込まれるように、当該圧力発生室内の液体を前記ノズルから吐出させるモードであり、
前記モード２は、前記駆動素子の駆動により、空気が前記圧力発生室内に引き込まれないように、前記駆動素子を駆動させるモードであり、
さらに、温度を検知する検知手段を備え、
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記モード１を行う、
液体噴射装置。
【請求項４】
前記ノズルは第１のノズルと第２のノズルとを含み、
前記モード１は、
前記第１のノズルから空気が前記マニホールド内に引き込まれ、
前記第２のノズルから空気が引き込まれず、
前記第１のノズルから引き込まれたマニホールド内の空気が、前記第２のノズルと連通する前記圧力発生室と前記マニホールドとの間の流路にてメニスカスを形成するような、
モードである、
請求項２又は３記載の液体噴射装置。
【請求項５】
さらに、前記マニホールドへ液体を供給する流路の途中において、この流路を閉塞する閉塞手段を備え、
前記モード１は、前記閉塞手段により流路を閉塞した状態で、行われる、
請求項１、３及び４の何れか一項（ただし、請求項２を引用する部分を除く）記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記排出手段は、前記駆動素子であって、
前記モード１は、前記駆動素子の駆動により、空気が前記ノズルから前記圧力発生室内に引き込まれるように、前記駆動素子を駆動させるモードである、
請求項１から５の何れか一項記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記マニホールドは、複数の前記圧力発生室と連通し、複数の圧力発生室に液体を供給し、
前記モード１は、前記駆動素子の駆動により、複数の圧力発生室のうち少なくとも１つの圧力発生室を介して、空気が前記ノズルから前記マニホールド内に引き込まれるように、駆動素子を駆動させるモードである、
請求項６記載の液体噴射装置。
【請求項８】
前記モード１において駆動素子を駆動させる駆動信号の周期は、前記モード２において駆動素子を駆動させる駆動信号の周期よりも、短い、
請求項６又は７記載の液体噴射装置。
【請求項９】
前記モード１において駆動素子を駆動させる駆動信号の振幅は、前記モード２において駆動素子を駆動させる駆動信号の振幅よりも、大きい、
請求項６から８の何れか一項記載の液体噴射装置。
【請求項１０】
さらに、前記圧力発生室内の空気を前記ノズルから排出するメンテナンス手段と、
被吐出媒体とノズルとを相対的に移動させる移動手段と
を備え、
前記制御手段は、
（１）モード３にて、前記メンテナンス手段を動作させることが可能であり、
（２）前記モード２にて、前記移動手段により被吐出媒体とノズルとを相対的に移動させ、かつ、駆動素子の駆動により、空気がノズルから圧力発生室内に引き込まれないように、駆動素子を駆動させ、
（３）前記モード１により、ノズルから圧力発生室内に空気を引き込んだ後、前記モード３により、前記圧力発生室内の空気を排出するまでに、前記モード２を行わない、
請求項１から９の何れか一項記載の液体噴射装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記モード１を行うか否かのユーザーの選択に基づいて、前記モード１を行う、
請求項１、２、４から１０の何れか一項（ただし、請求項３を引用する部分を除く）記載の液体噴射装置。
【請求項１２】
さらに、温度を検知する検知手段を備え、
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記モード１を行う、
請求項１、２、４から１０の何れか一項（ただし、請求項３を引用する部分を除く）記載の液体噴射装置。
【請求項１３】
ノズルと連通する圧力発生室であって、駆動素子の駆動により生じた圧力変動により当該圧力発生室内の液体をノズルから吐出させるための圧力発生室と、
前記圧力発生室と連通し、前記圧力発生室に液体を供給するマニホールドと、
前記ノズルから前記圧力発生室内の液体を排出させる排出手段と、
を備える液体噴射装置の制御方法であって、
モード１又はモード２を選択して、前記ノズルから液体を吐出させるように制御し、
前記モード１は、前記排出手段の動作により、空気が前記ノズルから前記圧力発生室内に引き込まれるように、当該圧力発生室内の液体を前記ノズルから吐出させるモードであり、
前記モード２は、前記駆動素子の駆動により、空気が前記ノズルから前記圧力発生室内に引き込まれないように、前記駆動素子を駆動させるモードであり、
前記ノズルは第１のノズルと第２のノズルとを含み、
前記モード１は、
前記第１のノズルから空気が前記マニホールド内に引き込まれ、
前記第２のノズルから空気が引き込まれず、
前記第１のノズルから引き込まれたマニホールド内の空気が、前記第２のノズルと連通する前記圧力発生室と前記マニホールドとの間の流路にてメニスカスを形成するような、モードである、
液体噴射装置の制御方法。
【請求項１４】
ノズルと連通する圧力発生室であって、駆動素子の駆動により生じた圧力変動により当
該圧力発生室内の液体をノズルから吐出させるための圧力発生室と、
前記圧力発生室と連通し、前記圧力発生室に液体を供給するマニホールドと、
前記ノズルから前記圧力発生室内の液体を排出させる排出手段と、
を備える液体噴射装置の制御方法であって、
モード１又はモード２を選択して、前記ノズルから液体を吐出させるように制御し、
前記モード１は、前記排出手段の動作により、空気が前記圧力発生室内に引き込まれるように、当該圧力発生室内の液体を前記ノズルから吐出させるモードであり、
前記モード２は、前記駆動素子の駆動により、空気が前記圧力発生室内に引き込まれないように、前記駆動素子を駆動させるモードであり、
前記液体噴射装置は、さらに、前記マニホールドへ液体を供給する流路の途中において、この流路を閉塞する閉塞手段を備え、
前記モード１は、前記閉塞手段により流路を閉塞した状態で、行われる、
液体噴射装置の制御方法。
【請求項１５】
ノズルと連通する圧力発生室であって、駆動素子の駆動により生じた圧力変動により当該圧力発生室内の液体をノズルから吐出させるための圧力発生室と、
前記圧力発生室と連通し、前記圧力発生室に液体を供給するマニホールドと、
前記ノズルから前記圧力発生室内の液体を排出させる排出手段と、
を備える液体噴射装置の制御方法であって、
モード１又はモード２を選択して、前記ノズルから液体を吐出させるように制御し、
前記モード１は、前記排出手段の動作により、空気が前記圧力発生室内に引き込まれるように、当該圧力発生室内の液体を前記ノズルから吐出させるモードであり、
前記モード２は、前記駆動素子の駆動により、空気が前記圧力発生室内に引き込まれないように、前記駆動素子を駆動させるモードであり、
前記液体噴射装置は、さらに、温度を検知する検知手段を備え、
前記検知手段の検知結果に基づいて、前記モード１を行う、
液体噴射装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録装置及び液体噴射装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置には、例えば、液体としてインクを噴射させて紙や記録シートなどの被記録媒体、すなわち、被噴射媒体に印刷を行うインクジェット式記録装置が知られている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置に搭載されるインクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室内のインクが凍結して膨張した場合に、圧力発生室のインクの逃げ場がないと、圧力発生室内、特に振動板のクラックを引き起こすという問題がある。
【０００４】
そこで、インクが凍結しそうな場合には、凍結に先立って、圧力発生室からリザーバー側へインクを逆流させて圧力発生室内を空にする液体噴射装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−６１７７９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、上述した装置では、リザーバー側にインクを逆流するために、リザーバー側の負圧を高めるようなポンプが必要となり、装置が大型化・複雑化してしまうという問題がある。
【０００７】
なお、このような問題はインクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置においても同様に存在する。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、液体の凍結時の液体の膨張による圧力発生室内のクラックの発生を防止することができる液体噴射装置及び液体噴射装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［態様１］  上記課題を解決する本発明の態様は、ノズルと連通する圧力発生室であって、駆動素子の駆動により生じた圧力変動により当該圧力発生室内の液体をノズルから吐出させるための圧力発生室と、前記圧力発生室と連通し、前記圧力発生室に液体を供給するマニホールドと、前記ノズルから前記圧力発生室内の液体を排出させる排出させる排出手段と、モード１又はモード２を選択して、前記ノズルから液体を吐出させることが可能な制御手段と、を備え、前記モード１は、前記排出手段の動作により、空気が前記ノズルから前記圧力発生室内に引き込まれるように、当該圧力発生室内の液体を前記ノズルから吐出させるモードであり、前記モード２は、前記駆動素子の駆動により、空気が前記ノズルから前記圧力発生室内に引き込まれないように、前記駆動素子を駆動させるモードである、ことを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、モード１により、ノズルから圧力発生室内に空気を取り入れることができる。そのため、凍結する液体を圧力発生室内からなくす、あるいは減らすことができ、その後に液体が凍結するような温度になっても、圧力発生室内のクラックを防ぐことができる。
【００１０】
［態様２］ここで、態様１において、前記ノズルは第１のノズルと第２のノズルとを含み、前記モード１は、前記第１のノズルから空気が前記マニホールド内に引き込まれ、前記第２のノズルから空気が引き込まれず、前記第１のノズルから引き込まれたマニホールド内の空気が、前記第２のノズルと連通する圧力発生室とマニホールドとの間の流路にてメニスカスを形成するような、モードである、ことが好ましい。
かかる態様では、第１のノズルに連通する圧力発生室については、空気を圧力発生室内に引き込むことで、凍結する液体を圧力発生室内からなくす、あるいは減らすことができる。また、第２のノズルに連通する圧力発生室については、圧力発生室内に液体が残るものの、この圧力発生室とマニホールドとの間の流路にまで空気が存在するので、圧力発生室内の液体が凍結・膨張したとしても、膨張の逃げ場があり、圧力発生室内のクラックを防ぐことができる。
【００１１】
［態様３］また、態様１又は２において、さらに、前記マニホールドへ液体を供給する流路の途中において、この流路を閉塞する閉塞手段を備え、前記モード１は、前記閉塞手段により流路を閉塞した状態で、行われる、ことが好ましい。
かかる態様では、モード１において、排出手段による液体の排出量が少なくても、流路の閉塞により、マニホールドを介して圧力発生室へ供給される液体の量を効果的に減らすことができ、負圧の形成により空気を効果的に引き込むことができる。特に、排出手段が駆動素子の場合、ノズルを介して圧力発生室から排出される液体の量が少ないとしても、流路の閉塞により、マニホールドを介して圧力発生室へ供給される液体の量を効果的に減らすことができる。よって、排出手段の程度等に係らず、効果的に上の関係を満たすことができる。
【００１２】
［態様４］また、態様１〜３において、前記排出手段は、前記駆動素子であって、前記モード１は、前記駆動素子の駆動により、空気が前記ノズルから前記圧力発生室内に引き込まれるように、前記駆動素子を駆動させるモードである、ことが好ましい。
【００１３】
かかる態様では、駆動素子の駆動によりモード１又はモード２のそれぞれの動作を実現できるため、液体噴射装置の制御を簡素化することができる。
【００１４】
［態様５］また、態様４において、前記マニホールドは、複数の前記圧力発生室と連通し、複数の圧力発生室に液体を供給し、前記モード１は、前記駆動素子の駆動により、複数の圧力発生室のうち少なくとも１つの圧力発生室を介して、空気が前記ノズルから前記マニホールド内に引き込まれるように、駆動素子を駆動させるモードである、ことが好ましい。
かかる態様では、マニホールドまで空気を引き込むので、圧力発生室が複数あり、全ての圧力発生室内に空気を引き込まなくても、液体の凍結による膨張は、マニホールド内を逃げ場とすることができ、圧力発生室のクラックを防ぐことができる。なお、全ての圧力発生室内に空気を引き込んでもよいが、全ての圧力発生室内に空気を引き込む場合と比較すると、制御が簡単となる。
【００１５】
［態様６］また、前記モード１において駆動素子を駆動させる駆動信号の周期は、前記モード２において駆動素子を駆動させる駆動信号の周期よりも、短い、ことが好ましい。
かかる態様では、モード２の場合と比較すると、モード１の場合に、駆動素子の駆動により、ノズルを介して圧力発生室から排出される液体の量を効果的に大きくすることができる。よって、効果的に空気をノズルから圧力発生室内へ引き込むことができる。
【００１６】
［態様７］また、前記モード１において駆動素子を駆動させる駆動信号の振幅は、前記モード２において駆動素子を駆動させる駆動信号の振幅よりも、大きい、ことが好ましい。
かかる態様では、モード２の場合と比較すると、モード１の場合に、駆動素子の駆動により、ノズルを介して圧力発生室から排出される液体の量を効果的に大きくすることができる。よって、効果的に空気をノズルから圧力発生室内へ引き込むことができる。
【００１７】
［態様８］また、態様１〜７において、さらに、前記圧力発生室内の空気を前記ノズルから排出するメンテナンス手段と、被吐出媒体とノズルとを相対的に移動させる移動手段とを備え、前記制御手段は、（１）モード３にて、前記メンテナンス手段を動作させることが可能であり、（２）前記モード２にて、前記移動手段により被吐出媒体とノズルとを相対的に移動させ、かつ、駆動素子の駆動により、空気がノズルから圧力発生室内に引き込まれないように、駆動素子を駆動させ、（３）前記モード１により、ノズルから圧力発生室内に空気を引き込んだ後、前記モード３により、前記圧力発生室内の空気を排出するまでに、前記モード２を行わない、ことが好ましい。
かかる態様では、モード１を行った後は、モード３を行うまで、モード２を行わないことにより、モード２により被吐出媒体へ液体が吐出された結果が不良になるのを防ぐことができる。
【００１８】
［態様９］また、態様１〜８において、前記制御手段は、前記モード１を行うか否かのユーザーの選択に基づいて、モード１を行う、ことが好ましい。
かかる態様では、モード１を実施した方がよいタイミング、例えば、長期保存や商品配送などの場合、モード１の実施をユーザーの選択に掛からしめることができるので、操作性に富む。
【００１９】
［態様１０］態様１〜８において、さらに、温度を検知する検知手段を備え、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記モード１を行う、ことが好ましい。
かかる態様では、凍結しそうなときを検知してモード１を実施できるので、ユーザーの選択がなくても、モード１を行うことができ、操作性に富む。
【００２０】
［態様１１］本発明の他の態様は、ノズルと連通する圧力発生室であって、駆動素子の駆動により生じた圧力変動により当該圧力発生室内の液体をノズルから吐出させるための圧力発生室と、前記圧力発生室と連通し、前記圧力発生室に液体を供給するマニホールドと、前記ノズルから前記圧力発生室内の液体を排出させる排出させる排出手段と、を備える液体噴射装置の制御方法であって、モード１又はモード２を選択して、前記ノズルから液体を吐出させるように制御し、前記モード１は、前記排出手段の動作により、空気が前記ノズルから前記圧力発生室内に引き込まれるように、当該圧力発生室内の液体を前記ノズルから吐出させるモードであり、前記モード２は、前記駆動素子の駆動により、空気が前記ノズルから前記圧力発生室内に引き込まれないように、前記駆動素子を駆動させるモードである、ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法にある。
かかる態様では、モード１により、ノズルから圧力発生室内に空気を取り入れることができる。そのため、凍結する液体を圧力発生室内からなくす、あるいは減らすことができ、その後に液体が凍結するような温度になっても、圧力発生室内のクラックを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。
【図２】実施形態１のキャップを説明する模式図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの液体噴射面側の平面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る記録装置の制御構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る記録装置の各モードを説明する図である。
【図８】モード１の実施後を説明する模式図である。
【図９】モード１の実施後の凍結状態を説明する模式図である。
【図１０】モード１を実施しない場合の凍結状態を説明する模式図である。
【図１１】実施形態１、２のキャップを説明する模式図である。
【図１２】他の実施形態に係る記録ヘッドの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略構成を示す斜視図、図２は、吸引キャップ及び保護キャップを示す斜視図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の液体噴射装置Ｉでは、液体噴射ヘッドユニット１がキャリッジ２に搭載されている。そして、液体噴射ヘッドユニット１が搭載されたキャリッジ２は、筐体３に取り付けられたキャリッジ軸２ａに対して軸方向へ移動可能に設けられている。
【００２４】
また、筐体３には、液体が貯留された貯留手段４が設けられており、貯留手段４からの液体は、キャリッジ２に搭載された液体噴射ヘッドユニット１にチューブ４ａを介して供給される。また、チューブ４ａの貯留手段４の近傍には、各チューブ４ａの流路を閉塞するチョーク弁である閉塞手段５が設けられている。
【００２５】
そして、駆動モーター６の駆動力が複数のプーリー６ａおよびタイミングベルト６ｂを介してキャリッジ２に伝達されることで、液体噴射ヘッドユニット１を搭載したキャリッジ２はキャリッジ軸２ａに沿って移動される。一方、筐体３には搬送手段としての搬送ローラー７が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートＳが搬送ローラー７により搬送されるようになっている。なお、記録シートＳを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。
【００２６】
このような液体噴射装置Ｉでは、キャリッジ２がキャリッジ軸２ａに沿って移動されると共に液体噴射ヘッドユニット１によって液体が液滴として吐出されて記録シートＳに着弾される。
【００２７】
また、キャリッジ２の移動方向の端部である搬送ローラー７の側方の非印刷領域には、吸引キャップ８及び保護キャップ９が設けられており、吸引キャップ８には、吸引手段８ａが接続されている。なお、保護キャップ９を吸引キャップ８とは別に設けないで、吸引キャップ８が保護キャップとしても用いられるようにしてもよい。
【００２８】
なお、上述した液体噴射装置Ｉでは、液体噴射ヘッドユニット１がキャリッジ２に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、液体噴射ヘッドユニット１が筐体３に固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００２９】
また、上述した例では、液体噴射装置Ｉは、貯留手段４が筐体３に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、貯留手段４が筐体３に搭載されておらず、液体噴射装置Ｉの外部から液体が供給されてもよい。
【００３０】
ここで、このようなインクジェット式記録装置に搭載されるヘッドユニット１を構成するインクジェット式記録ヘッドの一例について図３〜図５を参照して説明する。なお、図３は、インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図４は、インクジェット式記録ヘッドの液体噴射面側の平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ′線断面図である。
【００３１】
図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩＩは、ヘッド本体１１、ケース部材４０等の複数の部材を備え、これら複数の部材が接着剤等によって接合されている。本実施形態では、ヘッド本体１１は、流路形成基板１０と、連通板１５と、ノズルプレート２０と、保護基板３０と、コンプライアンス基板４５と、を具備する。
【００３２】
ヘッド本体１１を構成する流路形成基板１０は、ステンレス鋼やＮｉなどの金属、ＺｒＯ２あるいはＡｌ２Ｏ３を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、ＭｇＯ、ＬａＡｌＯ３のような酸化物などを用いることができる。本実施形態では、流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板１０には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室１２がインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設された列が複数列、本実施形態では、２列設けられている。この圧力発生室１２が第１の方向Ｘに沿って形成された圧力発生室１２の列が複数列設された列設方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。
【００３３】
また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部側に、当該圧力発生室１２よりも開口面積が狭く、圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
【００３４】
また、流路形成基板１０の一方面側には、連通板１５が接合されている。また、連通板１５には、各圧力発生室１２に連通する複数のノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接合されている。
【００３５】
連通板１５には、圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通するノズル連通路１６が設けられている。連通板１５は、流路形成基板１０よりも大きな面積を有し、ノズルプレート２０は流路形成基板１０よりも小さい面積を有する。このようにノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることでコストの削減を図ることができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート２０のノズル開口２１が開口されて、インク滴が吐出される面を液体噴射面２０ａと称する。
【００３６】
また、連通板１５には、マニホールド１００の一部を構成する第１マニホールド部１７と、第２マニホールド部１８とが設けられている。
【００３７】
第１マニホールド部１７は、連通板１５を厚さ方向（連通板１５と流路形成基板１０との積層方向）に貫通して設けられている。
【００３８】
また、第２マニホールド部１８は、連通板１５を厚さ方向に貫通することなく、連通板１５のノズルプレート２０側に開口して設けられている。
【００３９】
さらに、連通板１５には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部に連通する供給連通路１９が、各圧力発生室１２毎に独立して設けられている。この供給連通路１９は、第２マニホールド部１８と圧力発生室１２とを連通する。
【００４０】
このような連通板１５としては、ステンレスやＮｉなどの金属、またはジルコニウムなどのセラミックなどを用いることができる。なお、連通板１５は、流路形成基板１０と線膨張係数が同等の材料が好ましい。すなわち、連通板１５として流路形成基板１０と線膨張係数が大きく異なる材料を用いた場合、加熱や冷却されることで、流路形成基板１０と連通板１５との線膨張係数の違いにより反りが生じてしまう。本実施形態では、連通板１５として流路形成基板１０と同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いることで、熱による反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
【００４１】
また、ノズルプレート２０には、各圧力発生室１２とノズル連通路１６を介して連通するノズル開口２１が形成されている。すなわち、ノズル開口２１は、同じ種類の液体（インク）を噴射するものが第１の方向Ｘに並設され、この第１の方向Ｘに並設されたノズル開口２１の列が第２の方向Ｙに２列形成されている。
【００４２】
このようなノズルプレート２０としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、又はシリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート２０としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート２０と連通板１５との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
【００４３】
一方、流路形成基板１０の連通板１５とは反対面側には、振動板５０が形成されている。本実施形態では、振動板５０として、流路形成基板１０側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜５１と、弾性膜５１上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５２と、を設けるようにした。なお、圧力発生室１２等の液体流路は、流路形成基板１０を一方面側、すなわち、ノズルプレート２０が接合された面側から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室１２等の液体流路の他方面は、弾性膜５１によって画成されている。
【００４４】
また、振動板５０の絶縁体膜５２上には、第１電極６０と、圧電体層７０と、第２電極８０とが、本実施形態では、成膜及びリソグラフィー法によって積層形成されて圧電アクチュエーター３００を構成している。ここで、圧電アクチュエーター３００は、圧電素子３００ともいい、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を含む部分をいう。一般的には、圧電アクチュエーター３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、第１電極６０を圧電アクチュエーター３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電アクチュエーター３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なお、上述した例では、第１電極６０が、複数の圧力発生室１２に亘って連続して設けられているため、第１電極６０が振動板の一部として機能するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、上述の弾性膜５１及び絶縁体膜５２の何れか一方又は両方を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。
【００４５】
また、流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側の面には、流路形成基板１０と略同じ大きさを有する保護基板３０が接合されている。保護基板３０は、圧電アクチュエーター３００を保護するための空間である保持部３１を有する。また、保護基板３０には、厚さ方向（流路形成基板１０と保護基板３０との積層方向）に貫通する貫通孔３２が設けられている。リード電極９０の第２電極８０に接続された一端部とは反対側の他端部は、この貫通孔３２内に露出するように延設され、リード電極９０と駆動ＩＣ等の駆動回路１０１を実装した配線基板１０２とが、貫通孔３２内で電気的に接続されている。
【００４６】
また、このような構成のヘッド本体１１には、複数の圧力発生室１２に連通するマニホールド１００をヘッド本体１１と共に画成するケース部材４０が固定されている。ケース部材４０は、平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、保護基板３０に接合されると共に、上述した連通板１５にも接合されている。具体的には、ケース部材４０は、保護基板３０側に流路形成基板１０及び保護基板３０が収容される深さの凹部４１を有する。この凹部４１は、保護基板３０の流路形成基板１０に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部４１に流路形成基板１０等が収容された状態で凹部４１のノズルプレート２０側の開口面が連通板１５によって封止されている。これにより、流路形成基板１０の外周部には、ケース部材４０とヘッド本体１１とによって第３マニホールド部４２が画成されている。そして、連通板１５に設けられた第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８と、ケース部材４０とヘッド本体１１とによって画成された第３マニホールド部４２と、によって本実施形態のマニホールド１００が構成されている。
【００４７】
なお、ケース部材４０の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。ちなみに、ケース部材４０として、樹脂材料を成形することにより、低コストで量産することができる。
【００４８】
また、連通板１５の第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８が開口する面には、コンプライアンス基板４５が設けられている。このコンプライアンス基板４５が、第１マニホールド部１７と第２マニホールド部１８の液体噴射面２０ａ側の開口を封止している。
【００４９】
このようなコンプライアンス基板４５は、本実施形態では、封止膜４６と、固定基板４７と、を具備する。封止膜４６は、可撓性を有する薄膜（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等により形成された厚さが２０μｍ以下の薄膜）からなり、固定基板４７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板４７のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４８となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４６のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部となっている。
【００５０】
なお、ケース部材４０には、マニホールド１００に連通して各マニホールド１００にインクを供給するための導入路４４が設けられている。また、ケース部材４０には、保護基板３０の貫通孔３２に連通して配線基板１０２が挿通される接続口４３が設けられている。
【００５１】
このような構成のインクジェット式記録ヘッドＩＩでは、インクを噴射する際に、インクカートリッジから導入路４４を介してインクを取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路１０１からの信号に従い、圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター３００と共に振動板５０をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室１２内の圧力が高まり所定のノズル開口２１からインク滴が噴射される。なお、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩＩでは、接続口４３からノズル開口２１までを液体流路と称する。すなわち、液体流路は、接続口４３、マニホールド１００、供給連通路１９、圧力発生室１２、ノズル連通路１６及びノズル開口２１で構成されている。
【００５２】
また、ヘッド本体１１の液体噴射面２０ａ側には、本実施形態の保護部材であるカバーヘッド１０５が設けられている。カバーヘッド１０５は、コンプライアンス基板４５の連通板１５とは反対面側に接合されており、コンプライアンス部４９の流路（マニホールド１００）とは反対側の空間を封止する。なお、カバーヘッド１０５には、ノズル開口２１を露出する露出開口部１０６が設けられている。本実施形態では、露出開口部１０６は、ノズルプレート２０を露出する大きさ、つまり、コンプライアンス基板４５と同じ開口を有する。
【００５３】
また、カバーヘッド１０５は、本実施形態では、ヘッド本体１１の側面（液体噴射面２０ａとは交差する面）を覆うように、液体噴射面２０ａ側から端部が屈曲して設けられている。
【００５４】
このようなカバーヘッド１０５は、本実施形態では、インク（液体）の吐出方向において、ノズルプレート２０の液体噴射面２０ａよりも記録シートＳ側に突出して設けられている。このように、カバーヘッド１０５を液体噴射面２０ａよりも記録シートＳ側に突出させることで、記録シートＳがノズルプレート２０に接触し難くなり、記録シートＳがノズルプレート２０に接触することによるノズルプレート２０の変形及び剥離等の発生を抑制することができる。
【００５５】
また、このようなカバーヘッド１０５の液体噴射面２０ａと同じ側の面、すなわち、コンプライアンス基板４５とは反対側の面には、ノズルプレート２０と同様に、撥液性を有する撥液膜を設けるようにしてもよい。
【００５６】
このようなインクジェット式記録ヘッドＩＩは、第２の方向Ｙがキャリッジ２の移動方向である主走査方向となるように、インクジェット式記録装置Ｉに搭載される。
【００５７】
ここで、本実施形態のインクジェット式記録装置Ｉの制御構成について説明する。なお図６は、インクジェット式記録装置及び液体噴射ヘッド検査装置の制御構成を示すブロック図である。
【００５８】
本実施形態のインクジェット式記録装置Ｉの制御構成は、図６に示すように、プリンターコントローラー１１１とプリントエンジン１１２とから概略構成されている。プリンターコントローラー１１１は、外部インターフェース１１３（以下、外部Ｉ／Ｆ１１３という）と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ１１４と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ１１５と、ＣＰＵ等を含んで構成した制御部１１６と、クロック信号を発生する発振回路１１７と、インクジェット式記録ヘッドＩＩへ供給するための駆動信号を発生する駆動信号発生回路１１９と、駆動信号や印刷データに基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン１１２に送信する内部インターフェース１２０（以下、内部Ｉ／Ｆ１２０という）とを備えている。
【００５９】
外部Ｉ／Ｆ１１３は、例えば、キャラクターコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピューター等から受信する。また、この外部Ｉ／Ｆ１１３を通じてビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、ホストコンピューター等に対して出力される。ＲＡＭ１１４は、受信バッファー１２１、中間バッファー１２２、出力バッファー１２３、及び、図示しないワークメモリーとして機能する。そして、受信バッファー１２１は外部Ｉ／Ｆ１１３によって受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファー１２２は制御部１１６が変換した中間コードデータを記憶し、出力バッファー１２３はドットパターンデータを記憶する。なお、このドットパターンデータは、階調データをデコード（翻訳）することにより得られる印字データによって構成してある。
【００６０】
ＲＯＭ１１５には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等を記憶させてある。制御部１１６は、受信バッファー１２１内の印刷データを読み出すと共に、この印刷データを変換して得た中間コードデータを中間バッファー１２２に記憶させる。また、中間バッファー１２２から読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ１１５に記憶させているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、中間コードデータをドットパターンデータに展開する。そして、制御部１１６は、必要な装飾処理を施した後に、この展開したドットパターンデータを出力バッファー１２３に記憶させる。
【００６１】
そして、インクジェット式記録ヘッドＩＩの１行分に相当するドットパターンデータが得られたならば、この１行分のドットパターンデータは、内部Ｉ／Ｆ１２０を通じてインクジェット式記録ヘッドＩＩに出力される。また、出力バッファー１２３から１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータは中間バッファー１２２から消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。
【００６２】
プリントエンジン１１２は、インクジェット式記録ヘッドＩＩと、紙送り機構１２４と、キャリッジ機構１２５とを含んで構成してある。紙送り機構１２４は、給紙ローラー及び給紙ローラーを回転させる紙送りモーターと搬送ローラー７等から構成してあり、記録紙等の印刷記憶媒体をインクジェット式記録ヘッドＩＩの記録動作に連動させて順次送り出す。即ち、この紙送り機構１２４は、印刷記憶媒体を副走査方向に相対移動させる。
【００６３】
キャリッジ機構１２５は、インクジェット式記録ヘッドＩＩを搭載可能なキャリッジ２と、このキャリッジ２をキャリッジ軸２ａに沿って主走査方向に沿って走行させるキャリッジ駆動部とから構成してあり、キャリッジ２を走行させることによりインクジェット式記録ヘッドＩＩを主走査方向に移動させる。なお、キャリッジ駆動部は、上述したように駆動モーター６及びタイミングベルト６ｂ等で構成されている。
【００６４】
インクジェット式記録ヘッドＩＩは、副走査方向に沿って多数のノズル開口１３を有し、ドットパターンデータ等によって規定されるタイミングで各ノズル開口２１からインク滴を吐出する。そして、このようなインクジェット式記録ヘッドＩＩの圧電素子３００には、図示しない外部配線を介して電気信号、例えば、後述する吐出用駆動信号（ＣＯＭ）や印字データ（ＳＩ）等が供給される。なお、このように構成されるプリンターコントローラー１１１及びプリントエンジン１１２では、プリンターコントローラー１１１と、駆動信号発生回路１１９から出力された所定の駆動波形を有する駆動信号を選択的に圧電素子３００に入力するラッチ１３２、レベルシフター１３３及びスイッチ１３４等を有する駆動回路（図示なし）とが圧電素子３００に所定の駆動信号を印加する駆動手段となる。
【００６５】
なお、これらのシフトレジスター（ＳＲ）１３１、ラッチ１３２、レベルシフター１３３、スイッチ１３４及び圧電素子３００は、それぞれ、インクジェット式記録ヘッドＩＩの各ノズル開口２１毎に設けられており、これらのシフトレジスター１３１、ラッチ１３２、レベルシフター１３３及びスイッチ１３４は、駆動信号発生回路１１９が発生した吐出用駆動信号や破壊用駆動信号から駆動パルスを生成する。ここで、駆動パルスとは実際に圧電素子３００に印加される印加パルスのことである。
【００６６】
このようなインクジェット式記録ヘッドＩＩでは、最初に発振回路１１７からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、ドットパターンデータを構成する印字データ（ＳＩ）が出力バッファー１２３からシフトレジスター１３１へシリアル伝送され、順次セットされる。この場合、まず、全ノズル開口２１の印字データにおける最上位ビットのデータがシリアル伝送され、この最上位ビットのデータシリアル伝送が終了したならば、上位から２番目のビットのデータがシリアル伝送される。以下同様に、下位ビットのデータが順次シリアル伝送される。
【００６７】
そして、当該ビットの印字データが全ノズル分が各シフトレジスター１３１にセットされたならば、制御部１１６は、所定のタイミングでラッチ１３２へラッチ信号（ＬＡＴ）を出力させる。このラッチ信号により、ラッチ１３２は、シフトレジスター１３１にセットされた印字データをラッチする。このラッチ１３２がラッチした印字データ（ＬＡＴｏｕｔ）は、電圧増幅器であるレベルシフター１３３に印加される。このレベルシフター１３３は、印字データが例えば「１」の場合に、スイッチ１３４が駆動可能な電圧値、例えば、数十ボルトまでこの印字データを昇圧する。そして、この昇圧された印字データは各スイッチ１３４に印加され、各スイッチ１３４は、当該印字データにより接続状態になる。
【００６８】
そして、各スイッチ１３４には、駆動信号発生回路１１９が発生した駆動信号（ＣＯＭ）も印加されており、スイッチ１３４が選択的に接続状態になると、このスイッチ１３４に接続された圧電素子３００に選択的に駆動信号が印加される。このように、例示したインクジェット式記録ヘッドＩＩでは、印字データによって圧電素子３００に吐出駆動信号を印加するか否かを制御することができる。例えば、印字データが「１」の期間においてはラッチ信号（ＬＡＴ）によりスイッチ１３４が接続状態となるので、駆動信号（ＣＯＭｏｕｔ）を圧電素子３００に供給することができ、この供給された駆動信号（ＣＯＭｏｕｔ）により圧電素子３００が変位（変形）する。また、印字データが「０」の期間においてはスイッチ１３４が非接続状態となるので、圧電素子３００への駆動信号の供給は遮断される。なお、この印字データが「０」の期間において、各圧電素子３００は直前の電位を保持するので、直前の変位状態が維持される。
【００６９】
このようなインクジェット式記録ヘッドＩＩでは、圧電素子３００に対する充放電に伴って対応する圧力発生室１２の容積が変化するので、圧力発生室１２の圧力変動を利用してノズル開口２１からインク滴を吐出させることができる。
【００７０】
また、このような制御部１１６は、ノズル開口２１からインク滴を吐出可能な吐出用駆動信号と、ノズル開口２１の液体（インク）のメニスカスを吐出できないように破壊する破壊用駆動信号とを供給するように駆動信号発生回路１１９を制御する。
【００７１】
吐出用駆動信号は、インク滴を吐出させるように駆動素子である圧電素子３００を駆動（吐出駆動）する吐出パルスを１記録周期Ｔ内に有する信号であり、記録周期Ｔ毎に繰り返し発生される。
【００７２】
一方、破壊用駆動信号は、駆動素子である圧電素子３００を駆動して、ノズル開口２１に形成されたインク（液体）のメニスカスを破壊して、吐出駆動によってノズル開口２１から空気を引き込むようにするものである。このような破壊用駆動信号は、例えば、吐出用駆動信号の電圧や印加時間、周期などを適宜変更したものとして形成される。一般的には、破壊用駆動信号は、吐出用駆動信号より周期が短い方が好ましく、印加電圧、すなわち、振幅を大きくするのが好ましい。これによれば、効果的に多くのインクを一度に吐出でき、この結果、インクの供給不足状態を生成し、負圧によりノズル開口２１から空気を引き込むことができる。このような破壊用駆動信号を用いたモードの説明は後述する。
【００７３】
本実施形態の制御手段であるプリンターコントローラー１１１は、上述したようにノズル開口２１から空気が引き込まれないように駆動素子である圧電素子３００を駆動させるモード２の他、排出手段の動作、すなわち、本実施形態では駆動素子である圧電素子３００を動作させ、ノズル開口２１から空気が圧力発生室１２内に引き込まれるように吐出させるモード１を実行する。
【００７４】
図７は、プリンターコントローラー１１１のモード１〜３の実行の様子を説明する図である。
【００７５】
モード１の実施は、圧力発生室１２やマニホールド１００内の液体の凍結による圧力発生室１２内の圧力上昇による振動板等の破壊を防止するものであり、長時間使用しない場合、製品を移動、搬送する際に、使用環境温度が液体凍結温度を下回る際などに実行されるものであり、例えば、ユーザーがモード１選択スイッチをオンにするなどのユーザー指令２０１に基づいて行われる。なお、ユーザー指令２０１の他、環境温度を測定する温度センサーなどの検知手段からの外部温度情報２０２をプリンターコントローラー１１１が取得し、これに基づいてモード１を実行するか否かの判断をし、これに基づいてモード１を実行してもよい。モード１の実施を、ユーザーの選択に掛からしめる場合であっても、検知手段の検知結果に掛からしめる場合であっても、振動板等の破壊を防止することができ、操作性に富む。
【００７６】
モード１は、本実施形態では、圧電素子３００を上述した破壊用駆動信号により駆動するものであり、これにより、ノズル開口２１から空気を引き込むようにするものである。
【００７７】
破壊用駆動信号は、全ての圧電素子３００に送ってもよいが、メニスカスを破壊しようとする一部のノズル開口２１に対応する圧電素子３００のみに供給してもよい。
【００７８】
破壊用駆動信号により圧電素子３００を駆動すると、ノズル開口２１からの液体の吐出により、メニスカスがノズル開口２１近傍から圧力発生室１２方向に移動してメニスカスの面積が増加し、負圧の影響により空気を引き込むことができる。また、ノズル開口２１からの液体の吐出により、液体の供給が不足し、連通する圧力発生室１２内の負圧が大きくなり、空気がノズル開口２１から圧力発生室１２に引き込まれる。このように圧力発生室１２内が空気で満たされた場合、その後、液体が凍結する温度になっても、当該圧力発生室１２の凍結による破壊は防止されることになる。
【００７９】
また、上述したようなノズル開口２１から圧力発生室１２内への空気の引き込みが複数の箇所で生じる等して十分に空気が引き込まれると、空気はマニホールド１００内に溜まり、ノズル開口２１から空気が引き込まれていない圧力発生室１２とマニホールド１００との間の流路にまで溜まり、そこでメニスカスを形成するようになる。このようになると、マニホールド１００内の液体が凍結しても、圧力発生室１２とマニホールド１００とを連通する一部の流路に空気が存在するので、圧力発生室１２内の圧力が上昇しても逃げ道が塞がれないので、結果的に破壊が防止される。
【００８０】
上述したように、破壊用駆動信号の供給は全ての圧電素子３００に行っても一部の圧電素子３００に行ってもよいが、いずれにしても、少なくとも一部のノズル開口２１から空気が引き込まれ、マニホールド１００内まで入り込み、空気を引き込んでないノズル開口２１に連通する圧力発生室１２とマニホールド１００との間の流路にメニスカスを形成するようになると、結果として、全ての圧力発生室１２内での凍結による破壊が防止されることになる。このようにモード１の完了は、全ての圧力発生室１２内に空気が引き込まれていなくても、一部の圧力発生室１２内に空気が引き込まれ、それによりマニホールド１００内まで空気が入り込み、空気を引き込んでないノズル開口２１に連通する圧力発生室１２とマニホールド１００との間の流路にメニスカスを形成される時点をもって、完了としてもよい。これにより、全ての圧力発生室１２内に空気を引き込む場合と比較すると、制御が簡単となる。
【００８１】
なお、モード１による空気の引き込みを、本実施形態では、破壊用駆動信号により行ったが、このような特別の駆動信号を用意することなく、通常のフラッシングのための駆動信号を用いて行ってもよい。
【００８２】
また、モード１を実行する際には、ノズル開口２１からの吐出が行われることになるが、モード１を実行する吐出領域を特別に設けてもよいが、吸引キャップ８に対向する領域で行うようにしてもよい。
【００８３】
図８は、このような空気の引き込みの様子を模式的に示したものである。図８において、液体はドットパターンで表し、空気は白地で表す。
図８（ａ）は、ノズル開口２１から圧力発生室１２まで空気が引き込まれた状態を示したものであり、図８（ｂ）は、空気がさらに引き込まれてマニホールド１００内に溜まった状態であり、図８（ｃ）は、マニホールド１００内に溜まった空気が、空気を引き込んでないノズル開口２１に連通する圧力発生室１２とマニホールド１００との間の流路にメニスカスを形成した状態を示している。
【００８４】
すなわち、破壊用駆動信号を全ての圧電素子３００に供給しても、一部の圧電素子３００に供給しても、図８（ａ）〜（ｃ）の３つの状態のノズル開口２１が混在することになる。
【００８５】
図９は、このような状態で液体が凍結した場合の状態を模式的に示したものである。図９において、液体はドットパターンで表し、凍結したものはハッチングで表し、空気は白地で表す。
図９は、図８（ｃ）の状態の圧力発生室１２の凍結の状態を示したものであり、凍結し初めはノズル開口２１内の液体が凍結しただけであるが、凍結が進むと、図９（ｂ）のように圧力発生室１２内も液体やマニホールド１００内の液体も凍結するが、マニホールド１００内には空気が存在し、圧力発生室１２と連通する流路にも空気が存在するので、流路が閉塞されずに圧力発生室１２側からの圧力がマニホールド１００内に逃げることができ、圧力発生室１２内での破壊が防止される。
【００８６】
なお、図１０は、モード１を実行しない場合の状態を示すものであり、図１０において、液体はドットパターンで表し、凍結したものはハッチングで表し、空気は白地で表す。
図１０（ａ）に示すように、ノズル開口２１からマニホールド１００まで液体が充填された状態で凍結が生じると、図１０（ｂ）に示すように、ノズル開口２１側とマニホールド１００から凍結が始まり、圧力発生室１２内の液体が凍結しなくても、圧力発生室１２とマニホールド１００とを連通する流路が凍結してしまうと、圧力発生室１２内の圧力の逃げ場がなくなり、破壊が生じることになる。
【００８７】
以上、実施形態のモード１の実行の一例を説明したが、破壊用駆動信号により圧電素子３００を駆動してモード１を実行する場合、液体の貯留手段４からの液体の供給を停止するチョーク弁である閉塞手段５により、液体の供給を停止して行ってもよい。これにより、ノズル開口２１から空気を引き込むまでの無駄な液体の吐出量が低減され、比較的短時間でモード１を実行でき、好ましい。
また、圧電素子３００を駆動することによりモード１を実行するので、液体噴射装置の制御を簡素化することができる。
【００８８】
図７に示すモード２は、通常の印刷のためのモードであり、モード３は回復のためのモードである。モード１を実施して流路内に空気を引き込んだ後、モード２により印刷を実行するに先立って、モード３が実行される。すなわち、モード１を実行した後には、モード１の前に必ずモード３が実行されることになる。これにより、モード３を行わずにモード２を実行してしまい、被吐出媒体へ液体が吐出された結果が不良になるのを防ぐことができる。
【００８９】
モード３は、圧力発生室１２やマニホールド１００内の空気をノズル開口２１から排出するものであり、メンテナンス手段として、本実施形態では、吸引キャップ８及び吸引手段８ａを用いて行う。これは通常の吸引回復と同様である。なお、モード１の後のメンテナンス手段として、吸引回復ではなく、上流側からの液体の加圧供給などの手段を搭載してもよい。
【００９０】
なお、吸引回復によるモード３は、図２に示すように、キャリッジ２をキャリッジ機構により吸引キャップ８に対向する箇所まで移動し、ノズルプレート２０に吸引キャップ８を当接し、吸引手段８ａによりノズル開口２１から吸引することにより、空気及び液体を引き込むことで、マニホールド１００、圧力発生室１２及びノズル開口２１まで液体を充填する。
【００９１】
なお、モード１を実行した後、放置又は輸送する場合、電源を落とすことになるが、通常の場合、保護キャップ９によりノズルプレート２０が保護されることになるが、保護キャップ９による保護を行わなくてもよく、本実施形態では、モード１の後には、保護キャップ９による保護を行わないようにしている。
【００９２】
この様子を図１１に示す。図１１（ａ）は、電源オフによりキャリッジ２が保護キャップ９に対向する領域まで移動するが、保護キャップ９がノズルプレート２０に密着しない状態で停止した状態である。この状態をモード１後の停止状態とする。
【００９３】
キャリッジ２が非印刷領域の保護キャップ９に対向する領域に移動すると、保護キャップ９を支持する支持部材９０１に設けられた係止部材９０２がキャリッジ２に係止され、保護キャップ９及び支持部材９０１が傾斜台９０３に沿って斜め上方に移動するようになっている。図１１（ａ）の状態は、保護キャップ９及び支持部材９０１が傾斜台９０３に沿って移動しない状態であり、図１１（ｂ）は、保護キャップ９及び支持部材９０１が傾斜台９０３に沿って斜め上方に移動し、保護キャップ９がノズルプレート２０に密着した状態である。
【００９４】
図１１（ｂ）の状態では、キャリッジ２の移動を規制する規制手段であるキャリッジロック機構９１０のロック棒９１１がキャリッジ２のロック穴９１２に挿入され、固定されるようになっている。このキャリッジロック機構９１０は、通常は搬送する際に使用される。本実施形態では、モード１実行後の搬送を考慮し、図１１（ａ）の状態、すなわち、保護キャップ９がノズルプレート２０に密着しない状態でキャリッジ２を固定できるようにするため、キャリッジ２に第２のロック穴９１３を設けている。なお、搬送しない場合には、図１１（ａ）の状態でもキャリッジロックを行わないでもよい。
【００９５】
なお、ここで、電源オフとは、メインスイッチをオフにした状態の他、節電モードなどによるオフ状態を含むものである。ここで、節電モードとは、液体噴射装置が備える駆動回路への電源供給を遮断したり、検知手段の回路への電源供給を遮断したり、これらへ供給される電源の電圧を下げたり、液体噴射装置が備えるパネルの表示をオフしたりするなどの少なくとも何れかを実施した状態であり、印刷待ちなどの待機状態や動作状態とは完全に区別されるものである。
【００９６】
このようなモード１後の停止状態とするのは、ノズル開口２１近傍を積極的に環境温度に晒し、ノズル開口２１内に液体がある場合には、ノズル開口２１内の液体からの凍結をマニホールド１００内の液体の凍結よりも先行させるためである。すなわち、保護キャップ９によりノズル開口２１を保護しないと、ノズル開口２１近傍やマニホールド１００の周囲も同じ環境温度になり、環境温度が凍結温度となった場合、液体の量が少ない内のノズル開口２１内の液体が先に凍結するようになる。これにより、より確実に圧力発生室１２内の凍結に起因する圧力増加による破壊が防止される。逆に、マニホールド１００内の液体がノズル開口２１内の液体よりも先に凍結してしまうと、図１０（ｂ）に示すように、圧力発生室１２内に液体が封止される状態が生じ、圧力発生室１２内の圧力上昇による破壊が生じる虞がある。
【００９７】
（実施形態２）
上述した実施形態では、モード１を実行する排出手段として、駆動素子である圧電素子３００を用いたが、本実施形態では、排出手段として、吸引キャップ８及び吸引手段８ａを使用する。
【００９８】
すなわち、吸引キャップ８をノズルプレート２０に密着させた状態で、吸引回復より強めの吸引により吸引するか、閉塞手段５を閉塞して液体の供給を停止した状態で吸引し、その後、吸引キャップ８を離間させたり、又は吸引キャップ８内を大気開放したりして、ノズル開口２１から空気を圧力発生室１２に引き込むようにする。
【００９９】
この場合にも、空気を引き込むノズル開口２１は一部であり、図８（ａ）〜（ｃ）の状態が混在することになる。
【０１００】
本実施形態の場合、実施形態１の場合と比較してノズル開口２１から比較的容易に空気を引き込むことができるが、ノズル開口２１から吸引キャップ８内の異物が入り込む虞があるという欠点もある。よって、この点からは実施形態１の方が好ましい。
【０１０１】
なお、実施形態１と同様に本実施形態においては、従来技術に示した特許文献のように、液体を逆送するポンプなど特別か装置を設ける必要がないというメリットがある。
【０１０２】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
【０１０３】
上述した実施形態では、流路形成基板１０とノズルプレート２０との間に連通板１５を具備する構成の記録ヘッドを例示したいが、連通板１５を具備しない構成であってもよい。
【０１０４】
図１２には、連通板を具備せず、流路形成基板１０にノズルプレート２０が直接接合した構成を例示する。なお、上述した実施形態と同一部材に同一符号を付して、説明は省略する。
【０１０５】
また、モード１の完了を、全ての圧力発生室１２内に空気が引き込まれた時点としてもよい。これにより、全ての圧力発生室１２内が空気で満たされ、その後、液体が凍結する温度になっても、当該圧力発生室１２の凍結による破壊は防止されることになる。
【０１０６】
また、上述した実施形態１のインクジェット式記録装置Ｉでは、インクジェット式記録ヘッドＩＩ（ヘッドユニット１）がキャリッジ２に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドＩＩが固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【０１０７】
また、上述した例では、インクジェット式記録装置Ｉは、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体に固定して、液体貯留手段とインクジェット式記録ヘッドＩＩとをチューブ等の供給管を介して接続した例であるが、特にこれに限定されず、液体貯留手段がインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。また、液体貯留手段であるインクカートリッジがキャリッジ２に搭載された構成であってもよい。
【０１０８】
さらに、上述した実施形態１では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター３００を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
【０１０９】
また、上記実施の形態においては、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１１０】
Ｉ  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  ＩＩ  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  １  インクジェット式記録ヘッドユニット（液体噴射ヘッドユニット）、  ８  吸引キャップ、  ９  保護キャップ、  １０  流路形成基板、  １１  ヘッド本体、  ２０  ノズルプレート、  ２０ａ  液体噴射面、  ２１  ノズル開口、    ３０  保護基板、  ４０  ケース部材、  ４５  コンプライアンス基板、  ５０  振動板、  ６０  第１電極、  ７０  圧電体層、  ８０  第２電極、  １００  マニホールド、  １０１  駆動回路、  １０５  カバーヘッド（保護部材）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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