(57)【要約】【課題】消費電力が小さく、また構造も簡単でコスト増を招くことを防止する。【解決手段】電磁場により液状体Ｌを移動し圧力を付与して液滴として吐出させる振動体５５を有する。機能性流体ＬＤと、機能性流体ＬＤに電磁場を加えて移動させ振動体５５を変位させる電磁場発生装置３３、３４とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変位により液状体に圧力を付与して液滴として吐出させる振動体を有する液滴吐出ヘッドであって、
機能性流体と、
前記機能性流体に電磁場を加えて移動させ前記振動体を変位させる電磁場発生装置と、
を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記機能性流体は誘電液体であり、
前記電磁場発生装置は、前記振動体の変位方向に間隔をあけて配置され、前記変位方向に電界を生じさせる第１電極及び第２電極を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項２記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記誘電液体が充填され前記変位方向に延びる移動路を有する誘電液体貯溜部と、
前記液状体が充填され、前記振動体を介して前記移動路と前記変位方向に隣接して配置されたキャビティとを有し、
前記第１電極は、前記移動路を囲んで配置されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２電極は、前記振動体の前記移動路側に積層して設けられることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項３記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２電極は、前記移動路の前記キャビティ側の端部近傍に、前記移動路を囲んで配置されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記液状体を吐出するノズルを複数有し、
前記第１電極と前記第２電極との一方は、前記複数のノズル毎に設けられ、
前記第１電極と前記第２電極との他方は、前記複数のノズルに共有して設けられることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記液状体の吐出中に前記電磁場発生装置を制御して、前記機能性流体の移動速度を調整する制御装置を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット型プリンターのヘッドとしては、圧電材料の逆圧電効果（電界を機械動作に変換）を利用する圧電アクチュエータ方式（例えば特許文献１参照）、発熱抵抗体にパルス電圧を印加し発熱させることでインクを沸騰させ、その体積膨張の圧力でインクを吐出させるバブルジェット（登録商標）方式（例えば特許文献２参照）、インク吐出室に隣接して設けられた静電アクチュエータに電圧を印加することによって生じる静電気力により振動板をたわませ、インク吐出室内にインクを吸引した後、印加電圧を切ることによって振動板を復元させ、インク滴を吐出する静電アクチュエータ方式（例えば特許文献３参照）等が採用されている。
【特許文献１】特開平７−９６６０５号公報
【特許文献２】特開昭５５−１６１６６５号公報
【特許文献３】特開平２−２８９３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
バブルジェット（登録商標）方式では、インクを繰り返し加熱することから、インクが熱劣化しやすく、また消費電力が大きい。また、圧電アクチュエータ方式においても、駆動するのに高電圧が必要であり、かつ消費電力も大きいという問題がある。
さらに、上述したいずれの方式も構造が複雑なので、コスト増を招くという問題があった。特に、圧電アクチュエータ方式では、バルク圧電体を機械加工や多くの組み立て工程を必要とし、一層のコスト増を招くという問題があった。
【０００４】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、消費電力が小さく、また構造も簡単でコスト増を招くことを防止できる液滴吐出ヘッド及び電子機器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】
【０００５】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の液滴吐出ヘッドは、変位により液状体に圧力を付与して液滴として吐出させる振動体を有する液滴吐出ヘッドであって、機能性流体と、前記機能性流体に電磁場を加えて移動させ前記振動体を変位させる電磁場発生装置と、を備えることを特徴とするものである。
従って、本発明の液滴吐出ヘッドでは、電磁場により機能性流体を移動させこれによって生ずる圧力により機能性流体の移動量、移動速度を調整して、振動体の変位量を制御することができる。また、電磁場の方向及び強さを調整することで、機能性流体の移動方向及び移動量、移動速度を調整して、振動体の変位方向及び変位量を制御することができる。本発明では、電磁場発生装置により機能性流体に電磁場を加えればよいため、高価な材料を用いることなく消費電力を小さくすることができる。また、本発明では、構造も簡単になりコスト増も防止することが可能になる。
【０００６】
上記構成では、前記機能性流体が誘電液体であり、前記電磁場発生装置が、前記振動体の変位方向に間隔をあけて配置され、前記変位方向に電界を生じさせる第１電極及び第２電極を有する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、第１電極及び第２電極により誘電液体に加える電界の方向、強さに応じた方向、移動量、移動速度で誘電液体を移動させて振動体を変位させることが可能になる。また、本発明では、電界の強さで振動体の変位量を調整できるため、液状体の吐出量に関する制御性も向上させることが可能になる。
【０００７】
また、上記構成では、前記誘電液体が充填され前記変位方向に延びる移動路を有する誘電液体貯溜部と、前記液状体が充填され、前記振動体を介して前記移動路と前記変位方向に隣接して配置されたキャビティとを有し、前記第１電極は、前記移動路を囲んで配置される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、第１電極及び第２電極により誘電液体に加える電界に応じて誘電液体が移動路を移動し振動体を変位させることにより、キャビティの体積が変化し、その変化に応じて液状体を吐出することができる。このとき、第１電極は移動路を囲む位置に配置されていることから、誘電液体に効率的に電界を加えることができる。
【０００８】
このとき、前記第２電極としては、前記振動体の前記移動路側に積層して設けられる構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、第２電極が直接移動路内の誘電液体に臨むことになるため、誘電液体に効率的に電界を加えることができる。
【０００９】
また、前記第２電極としては、前記移動路の前記キャビティ側の端部近傍に、前記移動路を囲んで配置される構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、第２電極が移動路を囲む位置に配置されていることから、誘電液体に効率的に電界を加えることができる。また、振動板とともに第２電極が変位することも抑えられるため、第２電極の長寿命化も図ることが可能になる。
【００１０】
また、本発明では、前記液状体を吐出するノズルを複数有し、前記第１電極と前記第２電極との一方は、前記複数のノズル毎に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との他方は、前記複数のノズルに共有して設けられる構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、前記第１電極と前記第２電極との他方については個々に電極を設ける必要がなくなり、生産性の向上に寄与できる。
【００１１】
さらに、本発明では、前記液状体の吐出中に前記電磁場発生装置を制御して、前記機能性流体の移動速度を調整する制御装置を有する構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、液状体の吐出中に振動体の変位量、すなわち液状体の吐出量を調整することが可能になり、一回の走査で例えば、部分的に線幅の異なるパターンを形成することができる。
【００１２】
そして、本発明の電子機器は、先に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とするものである。
従って、本発明の電子機器では、消費電力を小さく、また構造も簡単になり生産コストが抑制された電子機器を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の液滴吐出ヘッド及び電子機器の実施の形態を、図１ないし図７を参照して説明する。ここでは、機能性流体として誘電液体を使用し、この機能性流体に電磁場として電界を加えて移動させる例を用いて説明する。
なお、以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、これらの図面に示される構造は特徴的な部分を分かり易く示すために実際の構造に対して、寸法・縮尺を異ならせて示す場合がある。
【００１４】
（液滴吐出ヘッドの第１実施形態）
まず、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）の第１実施形態について説明する。
図１は、液滴吐出ヘッドの分解斜視図であり、図２は、液滴吐出ヘッドの概略構成を示す部分断面図である。なお、図１は、通常使用される状態とは上下逆に示したものである。これらの図において符号５０は液滴吐出ヘッド（以下、ヘッドと記す）である。
【００１５】
このヘッド５０は、図１に示すようにヘッド本体とこれの上に設けられた圧電装置５４とを備えて構成されたものである。なお、このヘッド５０は、いわゆるインクジェット式記録ヘッドとして用いられるもので、後述する液滴吐出装置の一実施形態であるインクジェットプリンタで使用されるものである。
【００１６】
すなわち、このヘッド５０は、図１に示すように、ノズル板５１と、インク室基板５２と、振動板（振動体）５５と、該振動板５５に搭載されたアクチュエータとしての圧電装置５４とを備え、これらが基体５６に収納されて構成されている。基体５６は、例えば各種樹脂材料、各種金属材料等で形成されたもので、図１に示したようにこの基体５６にインク室基板５２が固定、支持されている。
【００１７】
図１に示すように、前記インク室基板５２をパターニングすることで形成された側壁（隔壁）５２２、ノズル板５１、及び振動板５５から、複数のキャビティ（インクキャビティ）５２１と、インクカートリッジ（図示せず）から供給されるインクを一時的に貯留するリザーバ５２３と、該リザーバ５２３から各キャビティ５２１にインクをそれぞれ供給する供給口５２４とが区画形成されたものとなっている。
【００１８】
また、上記インク室基板５２を構成する母材（基板）としては、後述するように面方位（１１０）のシリコン単結晶基板が用いられている。なお、このような面方位は容易かつ確実な異方性エッチングを可能とするので、前記リザーバ５２３及び各キャビティ５２１の加工性及び信頼性が高いものとなっている。
【００１９】
図２は、キャビティ５２１の配列方向に沿ったヘッド５０の部分断面図である。
図２に示すように、圧電装置５４は、誘電液体ＬＤ、この誘電液体ＬＤが充填される誘電液体容器３１、３２、第１電極３３及び第２電極３４、制御装置ＣＯＮＴを主体に構成されている。
【００２０】
ここで誘電液体ＬＤとは電界共役流体（Electro-Conjugate Fluid）を指し、この電界共役流体はデカン二酸ジブチル（ＤＢＤ）が代表として挙げられ直流電界の印加によりジェット流を生ずる特徴を有する流体を指す。
誘電液体ＬＤとしては、分子内に少なくとも１個のエステル結合を有する化合物を用いることができ、例えばデカン二酸ジブチル（ＤＢＤ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、トリブチルシトレート（ＴＢＣ）、モノブチルマレエート（ＭＢＭ）、ジアリルマレエート（ＤＡＭ）、ジメチルフタレート（ＤＭＰ）、トリアセチン（Triacetin）を使用することができる。
【００２１】
誘電液体容器３１、３２は、シリコン等の絶縁性を有する材料で形成されており、誘電液体容器３２には、後述する複数のノズル５１１及び複数のキャビティ５２１毎に配置され、液状体Ｌの吐出方向（振動板５５の変位方向；図２中、上下方向）に延びる移動路３５と、複数の移動路３５の全てに亘って接続された貯溜部３６とが形成されている。本実施形態では、誘電液体容器３１がこの誘電液体容器３２の貯溜部３６を閉塞する蓋体としての機能を有している。
なお、誘電液体容器３１は、後述するように、誘電液体ＬＤが容易に移動可能なように、柔軟性を有するポリイミドフィルム等の有機系フィルム等を用いてもよい。
【００２２】
移動路３５は、キャビティ５２１の形状に対応して設けられており（図１では直方体状）、振動板５５及び第２電極３４を介してキャビティ５２１と上記変位方向に隣接して配置されている。
【００２３】
第１電極３３及び第２電極３４は、上記変位方向に間隔をあけて配置され、当該変位方向に電界（電場）を生じさせるものであり、材質としては導電性及び誘電液体ＬＤに対する耐性を有するものであれば、金、銀、胴、ニッケル、アルミニウム等、各種金属膜等を用いることができる。
【００２４】
第１電極３３は、ノズル５１１毎に設けられ、それぞれ誘電液体容器３２に移動路３５を囲んで配置されている。第２電極３４は、振動板５５の移動路３５側に積層して設けられている。また、本実施形態では、第２電極３４は複数の移動路３５（すなわちノズル５１１）全てに亘って臨み共有して設けられることで、共通電極として機能している。これら第１電極３３及び第２電極３４は、それぞれ制御装置ＣＯＮＴと接続されており、制御装置ＣＯＮＴによって第１電極３３と第２電極３４との間に、電界方向及び強度が制御された直流電圧が印加される。
【００２５】
前記振動板５５は、少なくとも一方の面に金属酸化物層が形成された構成となっている。具体的に本実施形態では、前記振動板５５は、厚さが約１．０μｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる弾性膜４５と、該弾性膜４５上に設けられ、厚さが約０．４μｍの酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる金属酸化物層６５とが積層されてなるものである。
この金属酸化物層６５は絶縁体膜として機能するものである。
ここで、前記振動板は、厚さが約１．０μｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる絶縁体膜としての機能とインク耐性を兼ねた弾性膜であってもよい。
【００２６】
前記振動板５５は、前記インク室基板５２の一方の面に配設されている。また、前記振動板５５上に上述した圧電装置５４が設けられたものとなっている。
ところで、前記振動板５５の表面には、表面処理が施されていて、これにより前記振動板５５と第２電極３４との密着性が高められたものとなっている。上記表面処理としては、少なくとも水素を含む処理ガスを用いてプラズマ処理を前記振動板５５の表面に施すことで、振動板５５の表面にＺｒ層を露出させている。
【００２７】
第２電極３４は、このような表面処理が施された振動板５５上に形成されたものとなっているため、前記第２電極３４と振動板５５との界面には金属酸化物（ＺｒＯ２）が存在せず、金属同士が積層されていることから振動板５５と第２電極３４との間で高い密着性を得ることができる。従って、振動板５５からの第２電極３４の剥離が防止されることで、液滴吐出ヘッド５０自体の信頼性も高いものと成っている。
【００２８】
また、この振動板５５の所定位置には、図１に示したように振動板５５の厚さ方向に貫通して連通孔５３１が形成されている。そして、このような連通孔５３１により、後述するインクカートリッジからリザーバ５２３へのインクの供給がなされるようになっている。
【００２９】
前記ノズル板５１は、例えばステンレス製の圧延プレート等で構成されたもので、インク滴を吐出するための多数のノズル５１１が一列に形成されたものである。これらノズル５１１間のピッチは、印刷精度に応じて適宜に設定されている。
【００３０】
また、上記各キャビティ５２１は、図１に示したように各ノズル５１１に対応して配設されたもので、振動板５５の振動によってそれぞれ容積が可変となっており、この容積変化によって前記ノズル５１１から液状体Ｌのインク滴（液滴）を吐出するようになっている。
【００３１】
インク室基板５２の平均厚さ、すなわちキャビティ５２１を含む厚さとしては、特に限定されないものの、１０〜１０００μｍ程度とするのが好ましく、１００〜５００μｍ程度とするのがより好ましい。また、キャビティ５２１の容積としては、特に限定されないものの、０．１〜１００ｎＬ程度とするのが好ましく、０．１〜１０ｎＬ程度とするのがより好ましい。
【００３２】
なお、上記ヘッド５０は、半導体製造で用いられる周知の技術（フォトリソ、エッチング、デポ技術）を適用することで製作される。例えば、インク室基板５２は、母材となる基板（例えば面方位（１１０）のシリコン単結晶からなるもの）に対して、キャビティ５２１、リザーバ５２３および供給口５２４を形成すべき位置に合せてマスク層を形成し、例えば５重量％〜４０重量％程度の水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等の高濃度アルカリ水溶液によるウエットエッチング（異方性エッチング）や、平行平板型反応性イオンエッチング、誘導結合型方式、エレクトロンサイクロトロン共鳴方式、ヘリコン波励起方式、マグネトロン方式、プラズマエッチング方式、イオンビームエッチング方式等のドライエッチングを行うことにより形成される。
【００３３】
また、振動板５５は、別工程で製造したものをインク室基板５２に貼り合わせることで形成され、第２電極３４は、この振動板５５上に、例えばスパッタ法や蒸着法により形成することができる。
また、誘電液体容器３２は、容器形成材料を用いて第１電極３３の下面の高さまで成膜した後に導電材料を成膜・パターニングすることで第１電極３３を形成し、さらに容器形成材料を塗布後にエッチングして移動路３５を形成する。そして、貯溜部３６の周囲に壁部を成膜することにより誘電液体容器３２が形成される。
【００３４】
続いて、このような構成からなるヘッド５０から液状体Ｌを液滴として吐出する場合について、図３乃至図５を参照して説明する。
本実施形態では、制御装置ＣＯＮＴにより、第１電極３３、第２電極３４に電圧を印加して、上述した変位方向に電界を生じさせることにより、誘電液体ＬＤを移動させ、振動板５５を変位させる。
以下、詳細に説明する。
【００３５】
図３は、液滴吐出に際して、第１電極３３、第２電極３４に印加する電圧を示す波形である。
まず、第１電極３３、第２電極３４（第２電極３４は共通電極なので、実際には第１電極３３）に電圧Ｖａを印加して、図４に矢印で示すように、移動路３５内で誘電液体ＬＤが上述した変位方向の中、振動板５５と離間する方向（図２及び図４で上方向）に移動する方向に電界を生じさせる。
【００３６】
これにより、誘電液体ＬＤが図４中、上方向に電界の大きさに応じた移動量（すなわち移動速度）で移動し、そして誘電液体ＬＤの液圧（負圧）により振動板５５（及び第２電極３４）も同じ方向に変位する。
振動板５５の変位により、キャビティ５２１の容積が拡大し、増加した容積に対応する量の液状体Ｌが当該キャビティ５２１に供給される。
【００３７】
続いて、第１電極３３に、図３に示すＶｈの電圧を印加し、図５に矢印で示すように、移動路３５内で誘電液体ＬＤが上述した変位方向の中、振動板５５に接近する方向（図２及び図５で下方向）に移動する方向に、印加電圧に応じた大きさの電界を生じさせる。
【００３８】
これにより、誘電液体ＬＤが図４中、下方向に電界の大きさに応じた移動量（すなわち移動速度）で移動し、そして誘電液体ＬＤの液圧（正圧）により振動板５５（及び第２電極３４）も同じ方向に変位する。
この振動板５５の変位により、キャビティ５２１の容積が縮小し、縮小した容積に対応する量の液状体Ｌが加圧されて液滴としてノズル５１１から吐出する。
このように、第１電極３３、第２電極３４に印加する電圧を調整して、電界の大きさを制御することにより、印加電圧の大きさに対応した量の液状体Ｌをノズル５１１から吐出させることができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態では、第１電極３３、第２電極３４に電圧を印加して電界を生じさせることにより、誘電液体ＬＤを移動させるという簡単な構成で振動板５５を変位させて液状体Ｌを吐出させるため、コスト増及び液状体Ｌの劣化を招くことを防止できる。特に、本実施形態では、誘電液体ＬＤに電界を加わることさえ可能であれば、第１電極３３、第２電極３４に高価な金属材料を用いる必要はなく、よりコスト低減に寄与できる。しかも、本実施形態では、誘電液体ＬＤを移動させる電力を消費するだけなので、消費電力を抑えることが可能となり、一層のコスト低減に寄与できる。
【００４０】
また、本実施形態では、第１電極３３が移動路３５を囲んで配置され、また第２電極３４も振動板５５上に積層して設けられているため、誘電液体ＬＤに効率的に電界を加えることが可能となり、消費電力の低減に一層寄与できる。
加えて、本実施形態では、第１電極３３、第２電極３４に印加する電圧の大きさ応じて、誘電液体ＬＤの移動量（移動速度）を調整することで、振動板５５の変位を容易に制御できるため、液状体Ｌの吐出量に関して制御性に優れたヘッド５０を容易に得ることができる。
さらに、本実施形態では、複数のキャビティ５２１（ノズル５１１）に対して第２電極３４を共通電極としているため、各キャビティ５２１（ノズル５１１）毎に第２電極を成膜する必要がなくなり、生産性の向上も図ることができる。
【００４１】
（液滴吐出ヘッドの第２実施形態）
次に、液滴吐出ヘッドの第２実施形態について、図６を参照して説明する。
この図において、図１乃至図５に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
第２実施形態と上記の第１実施形態とが異なる点は、第２電極３４の構成である。
【００４２】
すなわち、図６に示すように、本実施形態の第２電極３４は、移動路３５の端部近傍に振動板５５と離間し、且つ第１電極３３と同様に、移動路３５を囲むように、誘電液体容器３２に埋設されている。
他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００４３】
本実施形態では、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、第２電極３４が振動板５５とともに変位しないため、第２電極３４が疲労することなく長寿命化を図ることが可能になる。さらに、本実施形態では、第２電極３４が介在することなく振動板５５が変位するため、誘電液体ＬＤの移動を直接、振動板ＬＤの変位に変換することが可能となり、微少量の誘電液体ＬＤの移動も高精度に振動板ＬＤの変位として伝達することができ、液状体Ｌの吐出量を高精度に制御することができる。
【００４４】
（電子機器）
次に、前記液滴吐出ヘッド５０を備えた電子機器である液滴吐出装置の一実施形態としてのインクジェットプリンタについて説明する。なお、インクジェットプリンタとは、紙等に印刷するものはもちろん、工業的に用いられる液滴吐出装置も含めたものとする。
【００４５】
図７は、インクジェットプリンタの概略構成図であり、図７中符号６０はインクジェットプリンタ（液滴吐出装置、電子機器）である。なお、以下の説明では、図７中の上側を「上部」、下側を「下部」と言う。
インクジェットプリンタ６０は、装置本体６２０を備えたもので、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ６２１を有し、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排出口６２２を有し、上部面に操作パネル６７０を有したものである。
【００４６】
操作パネル６７０は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成されたもので、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えたものである。
装置本体６２０の内部には、主に、往復動するヘッドユニット６３０を備えた印刷装置６４０と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置６４０に送り込む給紙装置６５０と、印刷装置６４０および給紙装置６５０を制御する制御部６６０とが設けられている。
【００４７】
制御部６６０の制御により、給紙装置６５０は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りするようになっている。間欠送りされる記録用紙Ｐは、ヘッドユニット６３０の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット６３０が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動し、記録用紙Ｐへの印刷を行うようになっている。すなわち、ヘッドユニット６３０の往復動と、記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となり、インクジェット方式の印刷が行なわれるようになっている。
【００４８】
印刷装置６４０は、ヘッドユニット６３０と、ヘッドユニット６３０の駆動源となるキャリッジモータ６４１と、キャリッジモータ６４１の回転を受けて、ヘッドユニット６３０を往復動させる往復動機構６４２とを備えたものである。
ヘッドユニット６３０は、その下部に、多数のノズル５１１を備える前記液滴吐出ヘッド５０と、この液滴吐出ヘッド５０にインクを供給するインクカートリッジ６３１と、液滴吐出ヘッド５０およびインクカートリッジ６３１を搭載したキャリッジ６３２とを有したものである。
【００４９】
なお、インクカートリッジ６３１として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。この場合、ヘッドユニット６３０には、各色にそれぞれ対応した液滴吐出ヘッド５０が設けられることになる。
【００５０】
往復動機構６４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸６４３と、キャリッジガイド軸６４３と平行に延在するタイミングベルト６４４とを有したものである。
キャリッジ６３２は、キャリッジガイド軸６４３に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト６４４の一部に固定されたものである。
キャリッジモータ６４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト６４４を正逆走行させると、キャリッジガイド軸６４３に案内されて、ヘッドユニット６３０が往復動する。そして、この往復動の際に、液滴吐出ヘッド５０から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われるようになっている。
【００５１】
給紙装置６５０は、その駆動源となる給紙モータ６５１と、給紙モータ６５１の作動により回転する給紙ローラ６５２とを有したものである。
給紙ローラ６５２は、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ６５２ａと、駆動ローラ６５２ｂとで構成されたものであり、駆動ローラ６５２ｂは、給紙モータ６５１に連結されたものである。このような構成によって給紙ローラ６５２は、トレイ６２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置６４０に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ６２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成としてもよい。
【００５２】
制御部６６０は、例えばパーソナルコンピュータやディジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置６４０や給紙装置６５０等を制御することにより印刷を行うものである。
この制御部６６０には、いずれも図示しないものの、主に各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、圧電体素子（振動源）５４を駆動してインクの吐出タイミングを制御する圧電体素子駆動回路、印刷装置６４０（キャリッジモータ６４１）を駆動する駆動回路、給紙装置６５０（給紙モータ６５１）を駆動する駆動回路、およびホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うＣＰＵとが備えられている。
【００５３】
また、ＣＰＵには、例えば、インクカートリッジ６３１のインク残量、ヘッドユニット６３０の位置、温度、湿度等の印刷環境等を検出可能な各種センサが、それぞれ電気的に接続されている。
制御部６６０は、通信回路を介して印刷データを入手してメモリに格納する。ＣＰＵは、この印刷データを処理し、この処理データおよび各種センサからの入力データに基づき、各駆動回路に駆動信号を出力する。この駆動信号により圧電体素子５４、印刷装置６４０および給紙装置６５０は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに所望の印刷がなされる。
【００５４】
このようなインクジェットプリンタ６０にあっては、上述したようにコスト増及び液状体の劣化を招くことが防止された液滴吐出ヘッド５０を備えているので、このインクジェットプリンタ自体も消費電力が抑えられた低価格で、且つ液状体の吐出量に関して制御性に優れたものとなる。
なお、本発明のインクジェットプリンタは、前述したように工業的に用いられる液滴吐出装置とすることもできる。その場合に吐出するインク（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整し、使用すればよい。
【００５５】
なお、図７では、電子機器の一例として、プリンタ単体としてのインクジェット式記録装置を示したが、本発明はこれに限らず、係る液滴吐出ヘッドを組み込むことによって実現されるプリンタユニットに適用することも可能である。このようなプリンタユニットは、例えば、テレビ等の表示デバイスやホワイトボード等の入力デバイスに装着され、該表示デバイス又は入力デバイスによって表示若しくは入力された画像を印刷するために使用される。
【００５６】
また上記液滴吐出ヘッドは、液相法により各種デバイスを形成するための液滴吐出装置にも適用することができる。この形態においては、液滴吐出ヘッドより吐出される機能液として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機ＥＬ装置、回路基板等を安価に製造することができる。
【００５７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５８】
例えば、上記実施形態では、液状体Ｌを吐出させる際の誘電液体ＬＤの移動量（移動速度）については特に言及していないが、移動量（移動速度）を一定にすることで一定幅のパターンを描画することができるが、例えば制御装置ＣＯＮＴの制御下により、液状体Ｌの吐出中に第１電極３３、第２電極３４への印加電圧を制御して、誘電液体ＬＤの移動量が変動するように調整することで、振動板５５の変位量、すなわち液状体Ｌの吐出量を調整（変動）させることが可能になる。つまり、一回の走査で線状のパターンを描画する際に、例えば、部分的に線幅の異なるパターンを形成することもできる。
【００５９】
また、上記実施形態では、機能性流体として、誘電液体を用いる構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば磁性流体を用い、電磁場発生装置として電磁石を用いる構成としてもよい。この場合、磁性流体を移動させる方向に応じて電磁石に対する通電方向を切り換えて、磁界の向きを反転させればよい。この方式でも、誘電液体及び電極を用いた上記実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの概略構成を示す部分断面図である。
【図３】電極に印加する駆動電圧の波形図である。
【図４】液滴吐出ヘッドの動作を示す部分断面図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの動作を示す部分断面図である。
【図６】第２実施形態に係る液滴吐出ヘッドの概略構成を示す部分断面図である。
【図７】インクジェットプリンタの概略構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
３３…第１電極（電磁場発生装置）、  ３４…第２電極（電磁場発生装置）、  ３５…移動路、  ５０…液滴吐出ヘッド（ヘッド）、  ５５…振動板（振動体）、  ６０…インクジェットプリンタ（液滴吐出装置、電子機器）、  ５１１…ノズル、  ５２１…キャビティ、  Ｌ…液状体、  ＬＤ…誘電液体
【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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