(57)【要約】【課題】複数の液体流路にそれぞれ設けられた電極に接続される配線の数を減らして、電装系のコストを低減することが可能な液体移送装置を提供する。【解決手段】インク吐出ヘッド１は、共通インク室１１と、それぞれが共通インク室１１に連通する複数の個別流路１５を含み、共通インク室１１から供給されたインクが流れる複数のインク流路１２を備えている。各インク流路１２には、複数の個別流路１５に対して共通の第１電極１７と、複数の個別流路１５にそれぞれ対応する複数の第２電極２２と、第１電極１７と複数の第２電極２２を覆う絶縁層２５が設けられている。さらに、各インク流路１２の複数の第２電極２２は、他のインク流路１２に設けられた複数の第２電極２２とそれぞれ対応づけられており、複数のインク流路１２に関して、対応する第２電極２２同士が互いに導通している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する液体が供給される共通液室と、
それぞれが、前記共通液室に連通する複数の個別流路を含み、前記共通液室から供給された前記液体が流れる複数の液体流路と、
各液体流路の流路形成面に配置され、その液体流路の前記複数の個別流路に対して共通に設けられた第１電極と、
各液体流路の前記複数の個別流路の流路形成面にそれぞれ配置された複数の第２電極と、
各液体流路の前記第１電極と複数の第２電極を覆うように配置され、且つ、前記液体流路内の前記液体と電極の間の電位差が所定の限界電位差以上になったときに、その表面における濡れ角が、その表面に前記液体が存在し得る限界濡れ角以下まで低下する絶縁層と、
各液体流路の前記第１電極と前記複数の第２電極に電位を付与する電位付与手段と、
を備え、
各液体流路に設けられた前記複数の第２電極は、他の液体流路に設けられた前記複数の第２電極とそれぞれ対応づけられており、
前記複数の液体流路に関して、対応する前記第２電極同士が互いに導通していることを特徴とする液体移送装置。
【請求項２】
各液体流路の前記第１電極と前記複数の第２電極とが、液体の流れ方向に関して隣接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項３】
各液体流路は、前記共通液室に連通する幹流路をさらに有し、
各液体流路の前記複数の個別流路は、前記幹流路から分岐しており、
前記第１電極は、前記液体流路のうちの前記幹流路の流路形成面に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体移送装置。
【請求項４】
前記幹流路の、前記第１電極の上流端が位置する部分の流路断面積は、それよりも下流側部分の流路断面積よりも小さくなっていることを特徴とする請求項３に記載の液体移送装置。
【請求項５】
前記第１電極は、前記液体流路のうちの前記複数の個別流路の流路形成面に、これら複数の個別流路に跨って配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体移送装置。
【請求項６】
前記共通液室の液室形成面に配置されて前記共通液室内の前記液体に直接接触し、且つ、常に所定の基準電位に保持される共通電極を有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の液体移送装置。
【請求項７】
相対向する状態で接合されることによって、それらの内部に前記複数の液体流路が形成される、２枚の略平板状の流路形成部材を備え、
一方の前記流路形成部材の、他方の前記流路形成部材との対向面に、前記液体流路を区画する第１隔壁部と、各液体流路の前記個別流路を区画する第２隔壁部とが形成され、
前記他方の流路形成部材の、前記一方の流路形成部材との対向面に、前記第１電極、前記第２電極、及び、これらの電極を覆う前記絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液体移送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を移送する液体移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体移送装置として、記録用紙等の被印刷媒体に対してインクを吐出するインクジェットヘッドが知られている。このようなインクジェットヘッドとして、ノズルに連通する圧力室を含む個別インク流路を複数備えた流路ユニットと、圧力室内のインクに圧力を付与するアクチュエータを備えたものが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、このようなインクジェットヘッドにおいては、流路ユニット内に複雑形状の個別インク流路を多数形成する必要があることから、製造コストが高くなる傾向にある。また、一定量のインクを吐出するためには圧力室の容積をある所定の容積以上確保する必要があることなどから、このような圧力室を含む複雑形状の個別インク流路を密集させて配置すること（高集積化）が難しく、小型化が困難である。
【０００３】
そこで、本願発明者は、従来のインクジェットヘッドよりも簡単な構成で液体を移送可能な装置として、エレクトロウェッティング現象を利用してインク等を移送する液体移送装置を提案している（例えば、特許文献２参照）。この液体移送装置は、複数の液体流路が形成された基材と、各液体流路の途中部に配置された個別電極（第１、第２個別電極）と、個別電極を覆う絶縁層とを有する。個別電極に電圧（駆動電位）が印加されていない状態では、個別電極を覆う絶縁層の表面に対する液体の濡れ角が高くなっており、液体はこの絶縁層の表面には移動できない状態となっている。この状態から、個別電極に駆動電位が付与されて、絶縁層の下側の個別電極と上側の液体との間に所定の電位差が生じると、絶縁層の表面に対する液体の濡れ角が低下し（エレクトロウェッティング現象）、個別電極を覆う絶縁層の表面に液体が移動できるようになる。この構成によれば、液体流路を複雑な構造にすることなく、２種類の電極（第１、第２個別電極）への駆動電位の印加を切り換えるだけで、複数の液体流路のそれぞれにおいて、独立して液体の移送を行うことが可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２６７１２号公報
【特許文献２】特開２００６−３５６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述した特許文献２の液体移送装置においては、複数の液体流路において独立して液体を移送させるには、これら複数の液体流路にそれぞれ対応する複数の個別電極（第１、第２個別電極）に対して、独立して駆動電位を印加する必要がある。即ち、複数の個別電極にそれぞれ独立して駆動電位を印加するための同数の配線が必要になる。しかし、装置の小型化を実現するために、複数の液体流路を高密度に配置しようとすると、ピッチの細かな精細な配線パターンを形成する必要が生じるため、配線パターン形成にかかるコストがかさむなど、電装系のコストが高くなってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、複数の液体流路にそれぞれ設けられた電極に接続される配線の数を減らして、電装系のコストを低減することが可能な液体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】
【０００７】
第１の発明の液体移送装置は、導電性を有する液体が供給される共通液室と、それぞれが、前記共通液室に連通する複数の個別流路を含み、前記共通液室から供給された前記液体が流れる複数の液体流路と、各液体流路の流路形成面に配置され、その液体流路の前記複数の個別流路に対して共通に設けられた第１電極と、各液体流路の前記複数の個別流路の流路形成面にそれぞれ配置された複数の第２電極と、各液体流路の前記第１電極と複数の第２電極を覆うように配置され、且つ、前記液体流路内の前記液体と電極の間の電位差が所定の限界電位差以上になったときに、その表面における濡れ角が、その表面に前記液体が存在し得る限界濡れ角以下まで低下する絶縁層と、各液体流路の前記第１電極と前記複数の第２電極に電位を付与する電位付与手段と、を備え、
各液体流路に設けられた前記複数の第２電極は、他の液体流路に設けられた前記複数の第２電極とそれぞれ対応づけられており、前記複数の液体流路に関して、対応する前記第２電極同士が互いに導通していることを特徴とするものである。
【０００８】
各液体流路において、液体と第１電極又は第２電極の間に電位差が生じたときには、その電位差に応じて電極を覆う絶縁層の表面の濡れ角が低下する、いわゆる、エレクトロウェッティング現象（例えば、特開２００３−１７７２１９号公報参照）が生じる。そして、液体と電極との間の電位差が所定の限界電位差以上になり、絶縁層の表面の濡れ角が限界濡れ角以下まで低下すると、その表面に液体が移動できるようになる。
【０００９】
ここで、ある個別流路に設けられた第２電極と液体との間の電位差が限界電位差以上となり、この第２電極を覆う絶縁層の濡れ角が限界濡れ角以下まで低下したとしても、第１電極と液体との間の電位差が限界電位差よりも小さければ、その個別流路に液体は流れない。つまり、第１電極と第２電極の両方と液体との間の電位差が所定電位差以上となった場合にのみ、個別流路に液体が流れることになる。
【００１０】
そのため、複数の液体流路の間で対応する第２電極同士を導通させて、互いに導通する複数の第２電極に対して１本の配線で同じ電位を共通に付与しても、第１電極の電位を適切に設定することで、所望の個別流路においてのみ液体を移送することができる。従って、全ての第２電極にそれぞれ独立した配線を接続する場合に比べて、配線の総数を減らすことができ、電装系のコストを低減することが可能になる。
【００１１】
第２の発明の液体移送装置は、前記第１の発明において、各液体流路の前記第１電極と前記複数の第２電極とが、液体の流れ方向に関して隣接して配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
このように、液体の流れ方向に関して第１電極と第２電極が隣接していると、これらの電極の電位が切り換えられたときに、液体の移送開始／停止が速やかに行われる。つまり、応答性が高い液体移送装置が得られる。
【００１３】
第３の発明の液体移送装置は、前記第１又は第２の発明において、各液体流路は、前記共通液室に連通する幹流路をさらに有し、各液体流路の前記複数の個別流路は、前記幹流路から分岐しており、前記第１電極は、前記液体流路のうちの前記幹流路の流路形成面に配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
液体流路の上流側に位置する共通液室内の圧力が何らかの原因により大きく低下すると、個別流路内の液体のメニスカスが上流側へ移動し、さらには、共通液室まで引き込まれてしまう虞がある。しかし、本発明においては、各液体流路において、複数の個別流路の上流側に、個別流路よりも流路断面積の大きい幹流路が存在しているため、液体のメニスカスが上流側へ引き込まれにくい。
【００１５】
第４の発明の液体移送装置は、前記第３の発明において、前記幹流路の、前記第１電極の上流端が位置する部分の流路断面積は、それよりも下流側部分の流路断面積よりも小さくなっていることを特徴とするものである。
【００１６】
第１電極が配置されている幹流路は、複数の個別流路が分岐する元の流路であることから、幹流路の流路断面積は比較的大きいものとなる。その一方で、第１電極の上流側の端において液体の移動を確実に止めるためには、この第１電極上流端が位置する部分における流路断面積が小さいことが好ましいが、幹流路の全長にわたって流路断面積を小さくすると流路抵抗が大きくなってしまう。そこで、本発明では、第１電極の上流端において流路断面積を小さくし、それよりも下流側においては流路断面積を大きくすることで、流路抵抗を大きくすることなく、第１電極の上流端で液体を確実に止めることが可能となる。
【００１７】
第５の発明の液体移送装置は、前記第１又は第２の発明において、前記第１電極は、前記液体流路のうちの前記複数の個別流路の流路形成面に、これら複数の個別流路に跨って配置されていることを特徴とするものである。
【００１８】
このように、第１電極が、複数の個別流路に跨って配置されることにより、複数の個別流路にそれぞれ位置する第１電極の部分には、それぞれ同じ電位が付与されることになる。尚、第１電極は、複数の第２電極に対して上流側と下流側の何れに配置されていてもよい。
【００１９】
第６の発明の液体移送装置は、前記第１〜第５の何れかの発明において、前記共通液室の液室形成面に配置されて前記共通液室内の前記液体に直接接触し、且つ、常に所定の基準電位に保持される共通電極を有することを特徴とするものである。
【００２０】
この構成によれば、液体が、常に基準電位に保持された共通電極に接触することで、液体の電位が安定するため、第１、第２電極に所定の電位が付与されたときの液体との間の電位差がふらつくことがなく、液体移送の安定性が増す。
【００２１】
第７の発明の液体移送装置は、前記第１〜第６の何れかの発明において、相対向する状態で接合されることによって、それらの内部に前記複数の液体流路が形成される、２枚の略平板状の流路形成部材を備え、一方の前記流路形成部材の、他方の前記流路形成部材との対向面に、前記液体流路を区画する第１隔壁部と、各液体流路の前記個別流路を区画する第２隔壁部とが形成され、前記他方の流路形成部材の、前記一方の流路形成部材との対向面に、前記第１電極、前記第２電極、及び、これらの電極を覆う前記絶縁層が形成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
このように、一方の流路形成部材に第１隔壁部と第２隔壁部を形成することで、他方の流路形成部材の対向面を平坦面とすることができる。従って、この他方の流路形成部材の対向面に、第１、第２電極や絶縁層を形成することが容易になる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数の液体流路の間で対応する第２電極同士を導通させて、互いに導通する複数の第２電極に対して１本の配線で同じ電位を共通に付与しても、第１電極の電位を適切に設定することで、所望の個別流路においてのみ液体を移送することができる。従って、全ての第２電極にそれぞれ独立した配線を接続する場合に比べて、配線の総数を減らすことができ、電装系のコストを低減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】
【００２４】
本発明の実施の形態について図１〜図８を参照して説明する。本実施形態は、記録用紙にインクを移送して付着させるインク吐出ヘッドを有し、記録用紙に所望の画像等を記録するプリンタに本発明を適用した一例である。
【００２５】
図１に示すように、プリンタ１００は、それぞれが吐出口１５ａを備えた複数のインク流路１２を含むインク吐出ヘッド１と、このインク吐出ヘッド１にチューブ４を介して接続されたインクタンク２と、インク吐出ヘッド１によるインクの移送動作を制御する制御装置３（図２参照）とを備えている。そして、プリンタ１００は、インク吐出ヘッド１の前端面に設けられた複数の吐出口１５ａから、それらの前方に位置する記録用紙Ｐ（図５〜図８参照）に向けてそれぞれインクを吐出させて、記録用紙Ｐに所望の画像等を記録する。尚、図１における前後左右の方向を前後左右と定義して以下説明する。
【００２６】
次に、インク吐出ヘッド１について説明する。図２はインク吐出ヘッド１の一部分の横断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。図１に示すように、インク吐出ヘッド１はその外郭を構成するヘッド本体１０を有する。また、このヘッド本体１０は、左右に長い矩形の平面形状をそれぞれ有し、相対向した状態で接合された略平板状の２枚の流路形成部材３０，３１を含んでいる。これら２枚の流路形成部材３０，３１は、それぞれ、ポリイミド等の合成樹脂材料、ガラス材料、表面に酸化膜が形成されたシリコン等からなり、少なくとも、後述する電極１７，２１や配線２０，２４が形成される面や、インクが接触する面において絶縁性を有する。
【００２７】
このヘッド本体１０の２枚の流路形成部材３０，３１の間には、その長手方向に延びる共通インク室１１（共通液室）と、この共通インク室１１から分岐してそれぞれ前方へ延びる複数のインク流路１２が形成されている。図２においては、ヘッド本体１０に設けられた複数のインク流路１２のうちの、３つのインク流路１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が示されている。また、このインク吐出ヘッド１で用いられるインクは、水を主成分とし、染料と溶剤を添加した水系染料インク、又は、顔料と溶剤を添加した水系顔料インクなどの、導電性を有するインクである。
【００２８】
共通インク室１１は、複数のインク流路１２の上流側（後側）に設けられており、これら複数のインク流路１２の全てに連通している。また、この共通インク室１１はインクタンク２（図１参照）と接続されている。そして、インクタンク２からインク吐出ヘッド１に供給されたインクは、共通インク室１１を介して複数のインク流路１２に供給される。また、インクタンク２はインク吐出ヘッド１内のインク流路１２よりも若干高い位置に配置されており、インク流路１２内のインクには、吐出口１５ａへ向かう流れを生じさせるように、インクタンク２のヘッド圧が常に作用している。
【００２９】
共通インク室１１の底面（液室形成面）には、その長手方向である左右方向に延びる共通電極２６が形成されており、共通インク室１１内のインクは共通電極２６と直接接触する。また、図２に示すように、共通電極２６はドライバＩＣ２１と接続されており、このドライバＩＣ２１によって常にグランド電位（基準電位）に保持されている。従って、共通電極２６と接触する共通インク室１１内のインクの電位は、常にグランド電位に保持されることになる。
【００３０】
複数のインク流路１２は、それらの間において前後に延びる隔壁１３（第１隔壁部）により互いに隔てられている。各インク流路１２は、共通インク室１１に連なる幹流路１４と、この幹流路１４から分岐する３つの個別流路１５とを有する。各インク流路１２の幹流路１４には、それぞれ共通インク室１１からインクが供給される。また、各インク流路１２の３つの個別流路１５は、それらの間において前後に延びる隔壁１６（第２隔壁部）により互いに隔てられている。さらに、各個別流路１５の先端には前方へ開口した吐出口１５ａが設けられている。図１、図２に示すように、複数の吐出口１５ａは、ヘッド本体１０の前面において左右方向に一列に配置されている。
【００３１】
尚、複数のインク流路１２を区画する隔壁１３や、各インク流路１２の３つの個別流路１５を区画する隔壁１６は、上側の流路形成部材３０の下面に形成されている。一方、下側の流路形成部材３１の上面は平坦面に形成されている。そして、隔壁１３，１６が形成された流路形成部材３０の下面と、流路形成部材３１の平坦な上面の、２つの対向面が接合されることにより、それらの間に複数のインク流路１２が形成されている。
【００３２】
図２に示すように、各インク流路１２の幹流路１４は、その上流側部分（後端部）において流路幅が一定であり、下流側部分においては下流（前方）に向かうほど流路幅がテーパー状に拡大する流路形状を有する。そして、この幹流路１４の底面（流路形成面）の、流路幅（即ち、流路断面積）が拡大する下流側部分には、この下流側部分の底面のほぼ全域を覆う、平面視台形状の第１電極１７が形成されている。この第１電極１７は、幹流路１４の下流側端部（前端部）から分岐する３つの個別流路１５に対して共通に設けられている。また、幹流路１４の流路幅が変化する、上流側部分と下流側部分の境界位置に、第１電極１７の上流端（台形の短辺）が位置している。
【００３３】
また、下側の流路形成部材３１には、３つの幹流路１４の、第１電極１７が形成された領域から流路形成部材３１の下面までそれぞれ延びる３つの貫通孔１８ａ，１８ｂ，１８ｃがレーザー加工等によって形成され、図３に示すように、これらの貫通孔１８ａ〜１８ｃにはそれぞれ導電性材料２７が充填されている。さらに、流路形成部材３１の下面には、３つの貫通孔１８ａ〜１８ｃから流路形成部材３１の長手方向端部まで延びる３本の配線２０ａ，２０ｂ，２０ｃが形成されている。そして、図２に示すように、３つの第１電極１７は、３つの貫通孔１８ａ〜１８ｃ内の導電性材料２７と配線２０ａ〜２０ｃを介して、駆動回路であるドライバＩＣ２１（電位付与手段）にそれぞれ接続されており、このドライバＩＣ２１から各第１電極１７に対して、所定の駆動電位とグランド電位の何れかが選択的に付与されるようになっている。
【００３４】
幹流路１４から分岐する３つの個別流路１５の底面（流路形成面）には、これら個別流路の底面のほぼ全域を覆う、平面視矩形状の３つの第２電極２２がそれぞれ形成されている。そして、これら３つの第２電極２２は、インクの流れ方向である前後方向に関して、第１電極１７に隣接して配置されている。また、下側の流路形成部材３１には、３つの個別流路１５の第２電極２２が形成された領域から流路形成部材３１の下面までそれぞれ延びる３つの貫通孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃがレーザー加工等によって形成されており、これら貫通孔２３ａ〜２３ｃにも導電性材料２８が充填されている。
【００３５】
ここで、幹流路１４から分岐する３つの個別流路１５の間で、貫通孔２３ａ〜２３ｃが形成されている位置は前後方向に互いにずれている。即ち、図２に示すように、３つの個別流路１５のうち、左側（図２中の上側）の個別流路１５においては、貫通孔２３ａは第２電極２２の後端部と重なる位置に形成されている。また、中央の個別流路１５においては、貫通孔２３ｂは第２電極２２の中央部と重なる位置に形成されている。さらに、右側（図２中の下側）の個別流路１５においては、貫通孔２３ｃは第２電極２２の前端部と重なる位置に形成されている。
【００３６】
さらに、図２、図３に示すように、下側の流路形成部材３１の下面には、ヘッド本体１０の長手方向（左右方向）に沿ってそれぞれ延びて、前後方向の位置が同じ貫通孔２３ａ〜２３ｃ同士を繋ぐ３本の配線２４ａ，２４ｂ，２４ｃが形成されている。そして、各インク流路１２に設けられた３つの第２電極２２は、他のインク流路１２において同じ位置に設けられた３つの第２電極２２とそれぞれ対応しており、対応する第２電極２２同士が、貫通孔２３ａ〜２３ｃ内の導電性材料２８及び配線２４ａ〜２４ｃを介して互いに導通している。
【００３７】
具体的には、図２に示すように、３つのインク流路１２に関して、左側（図２中の上側）に位置する３つの第２電極２２同士が配線２４ａを介して互いに連通し、中央に位置する３つの第２電極２２同士が配線２４ｂを介して互いに連通し、さらに、右側（図２中の下側）に位置する３つの第２電極２２同士が配線２４ｃを介して互いに導通している。さらに、これら互いに導通する第２電極２２は、配線２４ａ〜２４ｃを介して、駆動回路であるドライバＩＣ２１（電位付与手段）にそれぞれ接続されている。そして、このドライバＩＣ２１から、互いに導通する第２電極２２に対して、所定の駆動電位とグランド電位の何れかが選択的に付与されるようになっている。この構成によれば、第１電極１７用と第２電極２２用の両方を合わせても配線の数は６本となり、９つの第２電極２２に対して配線がそれぞれ独立して設けられている場合（配線の数が９本）に比べて配線の数を少なくすることができる。
【００３８】
尚、第１電極１７、第２電極２２、及び、共通電極２６は、スクリーン印刷法、蒸着法、スパッタ法等を用いて、下側の流路形成部材３１の上面に形成することができる。
【００３９】
図２に示すように、ドライバＩＣ２１は、第１電極１７、第２電極２２、及び、共通電極２６と接続されている。このドライバＩＣ２１は、例えば、ヘッド本体１０とは離れた位置に設けられ、第１電極１７に導通する配線２０ａ〜２０ｃや第２電極２２に導通する配線２４ａ〜２４ｃと、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）等の配線部材を介して接続される。あるいは、ドライバＩＣ２１が流路形成部材３１の下面に配置されて、配線２０ａ〜２０ｃや配線２４ａ〜２４ｃと直接接続されていてもよい。
【００４０】
図２、図３に示すように、幹流路１４の下流側部分の底面、及び、幹流路１４から分岐する３つの個別流路１５の底面には、フッ素系樹脂等からなる絶縁層２５が、第１電極１７と３つの第２電極２２を完全に覆うように設けられている。この絶縁層２５は、例えば、フッ素系樹脂をスピンコート法等により電極１７，２２の表面にコーティングするなどして形成することができる。
【００４１】
ここで、電極（第１電極１７、第２電極２２）がグランド電位であり、グランド電位に保持されたインクとの間に電位差がない状態では、絶縁層２５の表面の撥液性は、インク流路１２を形成する流路形成部材３０，３１の表面よりも高くなっている。言い換えれば、絶縁層２５の表面に対するインクＩの濡れ角θは、インク流路１２の内面の、絶縁層２５が形成されていない領域における濡れ角よりも大きくなっている。そのため、この状態では、絶縁層２５の表面にインクＩが移動することができない（図６参照）。
【００４２】
しかし、電極１７，２２に、グランド電位とは異なる電位である所定の駆動電位が付与されて、インク流路１２内のインクと電極１７，２２との間に電位差が生じると、この電位差に起因して、インクと絶縁層２５との間の界面エネルギーが変化し、それに伴って絶縁層２５の表面の濡れ角が変化する。即ち、図４に示すように、インクと電極との間の電位差Ｖが大きくなるほど、絶縁層２５の表面に対するインクの濡れ角θが小さくなる（エレクトロウェッティング現象）。
【００４３】
そして、インク流路１２内において、インクと電極１７，２２の間の電位差Ｖが、図４に示す限界電位差Ｖａ以上になったときには、絶縁層２５の表面の濡れ角θが所定の限界濡れ角θａ以下まで低下して、インクが、絶縁層２５の、駆動電位が付与された電極を覆う領域に移動できるようになる。尚、この限界濡れ角θａは、インク流路１２内のインクに作用しているインクタンク２のヘッド圧や、インク流路１２の流路形状（特に、流路断面積）、インクの表面張力等の条件により一義的に決定される。
【００４４】
さらに、各インク流路１２においては、幹流路１４に設けられた第１電極１７と、この幹流路１４から分岐する個別流路１５に設けられた第２電極２２とが、インクの流れ方向（前後方向）に並んで配置されている。従って、第１電極１７と第２電極２２の両方に駆動電位が付与されたときにのみ、上流側から、インクが第１電極１７と第２電極２２を覆う絶縁層２５の表面を越えて、下流の吐出口１５ａから吐出されることになる。
【００４５】
尚、前述したように、上側の流路形成部材３０の下面に、流路を区画する隔壁１３，１６が全て形成されている場合には、この面と接合される、下側の流路形成部材３１の上面を平坦面とすることができる。この場合、平坦な流路形成部材３１の上面に、スクリーン印刷等の方法を用いて電極１７，２２，２６を一度に形成したり、スピンコート等の方法を用いて、電極１７，２２を覆う絶縁層２５を均一な厚さで形成したりすることが容易になる。
【００４６】
勿論、下側の流路形成部材３１の上面に隔壁１３，１６の一部又は全部が形成され、これらの隔壁１３，１６で仕切られた流路形成面に、第１電極１７、第２電極２２、及び、絶縁層２５が形成された構成とすることも当然ながら可能である。
【００４７】
次に、制御装置３について説明する。図２に示される制御装置３は、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、プリンタ１００の全体動作を制御する為の各種プログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵで処理されるデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。そして、この制御装置３は、ＰＣ等からの外部入力データに基づいてインク吐出ヘッド１の所望の吐出口１５ａからインクを吐出させるように、第１電極１７及び第２電極２２に電位を付与するドライバＩＣ２１を制御したり、あるいは、記録用紙Ｐの搬送を行う紙送り機構（図示省略）を制御したりするなど、プリンタ１００の各種動作を制御するように構成されている。
【００４８】
その中でも、制御装置３によるドライバＩＣ２１の制御について詳細に説明する。制御装置３は、インク吐出ヘッド１が、所望の個別流路１５の吐出口１５ａからインクを吐出するとともに、それ以外の個別流路１５の吐出口１５ａからはインクを吐出しないように、ドライバＩＣ２１を制御して、各々のインク流路１２の第１電極１７及び第２電極２２に対して、駆動電位又はグランド電位の何れか一方を選択的に付与する。
【００４９】
次に、インク吐出ヘッド１のインク吐出動作について、図５〜図８を参照してより具体的に説明する。尚、図５〜図８において、“＋”は、配線を介して電極（第１電極１７または第２電極２２）に駆動電位（例えば、＋３０Ｖ）が付与されている状態を示し、“ＧＮＤ”は、配線を介して電極にグランド電位が付与されている状態を示す。
【００５０】
図５、図６に示すように、ドライバＩＣ２１から、全てのインク流路１２（１２ａ〜１２ｃ）の第１電極１７に対して配線２０ａ〜２０ｃを介してグランド電位が付与されている状態では、第１電極１７と幹流路１４内のインクとの間に電位差がほとんどなく、図４に示す限界電位差Ｖａよりも十分に小さい。従って、絶縁層２５の第１電極１７を覆う領域に対するインクの濡れ角は限界濡れ角θａよりも大きい状態となっており、インクはこの領域に移動することができない。そのため、全てのインク流路１２において、第１電極１７の上流端の位置にインクＩのメニスカスが形成され、インクは吐出口１５ａから吐出されない状態（待機状態）となる。尚、この待機状態においては、第２電極２２の位置までインクが到達していないために、第２電極２２の電位はインクに何ら影響を及ぼさないが、消費電力の低減のため、第２電極２２に対しても、ドライバＩＣ２１から配線２４ａ〜２４ｃを介してグランド電位が付与されている。
【００５１】
また、図５、図６に示す待機状態にあるときに、第１電極１７の上流側の端においてインクＩのメニスカスを確実に止めるためには、この第１電極１７の上流端が位置する部分における流路断面積はできるだけ小さいことが好ましい。その一方で、幹流路１４の全長にわたって流路断面積を小さくすると流路抵抗が大きくなってしまう。そこで、本実施形態においては、幹流路１４の、第１電極１７の上流端が位置する部分の流路幅（流路断面積）が、それよりも下流側部分の流路幅よりも小さくなっている。これにより、幹流路１４の流路抵抗をそれほど大きくすることなく、第１電極１７の上流端でインクを確実に止めることが可能となる。
【００５２】
次に、図７、図８に示すように、３つのインク流路１２のうち、左側（図７の上側）と中央に位置する２つのインク流路１２ａ，１２ｂのそれぞれにおいて、中央の個別流路１５からインクを吐出させる指令が、制御装置３に入力されたとする。すると、制御装置３からの指令を受けて、ドライバＩＣ２１は、左側と中央に位置する２つのインク流路１２ａ，１２ｂの第１電極１７に対して、２本の配線２０ａ，２０ｂを介して駆動電位を付与する。すると、これらの第１電極１７を覆っている絶縁層２５に対するインクの濡れ角θが限界濡れ角θａ以下まで低下するため、左側と中央の２つのインク流路１２ａ，１２ｂのそれぞれにおいて、インクＩが幹流路１４の下流側部分（台形領域）に流れ込む。
【００５３】
さらに、ドライバＩＣ２１は、３つのインク流路１２の中央の個別流路１５にそれぞれ設けられた、互いに導通する３つの第２電極２２に対して、１本の配線２４ｂを介して駆動電位を付与する。すると、これらの第２電極２２を覆っている絶縁層２５に対するインクの濡れ角θが限界濡れ角θａ以下まで低下する。従って、左側と中央の２つのインク流路１２ａ，１２ｂのそれぞれにおいて、インクＩが中央の個別流路１５に流れ込み、吐出口１５ａからインクが吐出される。
【００５４】
一方、右側のインク流路１２ｃにおいては、第１電極１７に駆動電位が付与されていないため、インクは幹流路１４の下流側部分まで流れ込んでいない。そのため、中央の第２電極２２に駆動電位が付与されても、中央の個別流路１５にインクが流れ込んでくることはなく、この個別流路１５の吐出口１５ａからインクは吐出されない。
【００５５】
尚、前述したように、共通インク室１１の底面には、この共通インク室１１内のインクに直接接触し、且つ、常にグランド電位に保持される共通電極２６が設けられている。そのため、インク流路１２内のインクの電位が安定し、第１電極１７及び第２電極２２とインクとの間の電位差がふらつかない。つまり、第１電極１７及び第２電極２２に駆動電位が付与されていないときにインクの電位が変動して、意図に反してインクが吐出されてしまうといった誤動作が発生しにくくなるため、インク吐出動作の安定性が増す。
【００５６】
また、図７に示すように、個別流路１５内にインクが存在する状態において、インク流路１２の上流側に位置する共通インク室１１内のインク圧力（背圧）が何らかの原因で大きく低下すると、個別流路１５内のインクＩのメニスカスが上流側へ移動し、さらには、共通インク室１１まで引き込まれてしまう虞がある。しかし、本実施形態においては、各インク流路１２において、３つの個別流路１５の上流側に、これら個別流路１５よりも流路幅（流路断面積）の大きい幹流路１４が存在している。インクのメニスカスは、表面張力の作用（毛管力）によって断面積の小さな流路へ流れようとする性質を有するため、個別流路１５と共通インク室１１との間に、個別流路１５よりも流路断面積の大きな幹流路１４が存在すると、個別流路１５から上流側の幹流路１４へメニスカスが移動するのを阻止する力が働く。従って、上流側の共通インク室１１において圧力低下が生じても、インクＩのメニスカスが上流側へ引き込まれにくくなる。
【００５７】
また、各インク流路１２において、幹流路１４の下流側部分に配置された第１電極１７と、幹流路１４から分岐した３つの個別流路１５にそれぞれ配置された３つの第２電極２２は、互いに隣接している。そのため、電極電位が切り換えられたときの、インク流路１２内におけるインクの移動／停止が速やかに行われる。つまり、インク吐出ヘッド１の吐出応答性が高くなる。
【００５８】
以上、左側と中央の２つのインク流路１２ａ，１２ｂのそれぞれにおいて、中央に位置する個別流路１５の吐出口１５ａからインクを吐出する例を挙げて説明したが、他の個別流路１５の吐出口１５ａからインクを吐出することももちろん可能である。つまり、インクを吐出したい所定の個別流路１５が属するインク流路１２の、幹流路１４に設けられた第１電極１７に駆動電位を付与するとともに、前記所定の個別流路１５に設けられた第２電極２２に駆動電位を付与すればよい。
【００５９】
以上説明したように、インク吐出ヘッド１の各インク流路１２には、３つの個別流路１５に共通の第１電極１７と、３つの個別流路１５にそれぞれ対応した３つの第２電極２２が設けられており、第１電極１７と３つの第２電極２２は絶縁層２５で覆われている。そして、第１電極１７と第２電極２２の両方と、インクとの間の電位差が所定電位差以上となった場合にのみ、個別流路１５内にインクが流れ込み、吐出口１５ａからインクが吐出される。この構成によれば、複数のインク流路１２の間で対応する第２電極２２同士を導通させて、これらの導通する複数の第２電極２２に対して１本の配線２４で同じ電位を共通に付与しても、第１電極１７の電位を適切に設定することで、所望の個別流路１５からのみインクを吐出させることができる。従って、全ての第２電極２２にそれぞれ独立した配線を接続する場合に比べて、配線の総数を減らすことができ、電装系のコストを低減することが可能になる。
【００６０】
次に、前記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。
【００６１】
１］前記実施形態においては、各インク流路において、複数の個別流路に共通の第１電極が、これら複数の個別流路にそれぞれ設けられた複数の第２電極よりも上流側に配置されているが（図２参照）、第１電極が複数の第２電極よりも下流側に配置されていてもよい。
【００６２】
例えば、図９に示すように、各インク流路１２Ａの複数の個別流路１５Ａの下流側に、これら複数の個別流路１５Ａが合流した短い流路４０が設けられ、この流路４０に第１電極１７Ａが配置されていてもよい（変更形態１）。但し、この場合には、流路４０に連なる吐出口４１が、３つの個別流路１５Ａで共通となってしまうため、ある個別流路１５Ａに対応した吐出領域から吐出されるインクに、これに隣接する個別流路１５Ａから流れてきたインクが少し混ざってしまう虞がある。
【００６３】
そこで、このような問題を生じさせないようにするには、図１０に示すように、各インク流路１２Ｂの複数の個別流路１５Ｂを区画する隔壁１６Ｂが、ヘッド本体１０Ｂの前面まで延びていることが好ましい（変更形態２）。言い換えれば、複数の個別流路１５Ｂがそれぞれ独立した吐出口１５ａを有し、これら個別流路１５Ｂの、第２電極２２が配置された領域よりも下流側の領域に、複数の個別流路１５Ｂに跨って第１電極１７Ｂが配置されていればよい。
【００６４】
２］前記実施形態では、各インク流路１２が、共通インク室１１に連通した流路幅（流路断面積）の広い幹流路１４を有し、この幹流路１４から複数の個別流路１５が分岐している。しかし、図１１に示すように、隔壁１６Ｃが共通インク室１１Ｃまで延びて幹流路が省略され、各インク流路１２Ｃの複数の個別流路１５Ｃがそれぞれ共通インク室１１Ｃから直接分岐していてもよい（変更形態３）。
【００６５】
図１１に示すように、各インク流路１２Ｃの第１電極１７Ｃは、３つの個別流路１５Ｃに跨って配置されることで、これらの個別流路１５Ｃに対して共通に設けられる。つまり、３つの個別流路１５Ｃにそれぞれ対応する第１電極１７Ｃの部分には、常に同じ電位が付与される。尚、図１１においては、第１電極１７Ｃは第２電極２２よりも上流側に配置されているが、前述した変更形態１（図９参照）や変更形態２（図１０参照）のように、この変更形態３においても、第１電極１７Ｃが第２電極２２よりも下流側に配置されていてもよい。
【００６６】
３］前記実施形態では、第１電極１７や第２電極２２に電位を付与するための配線２０，２４は、流路形成部材３１の下面に形成されて、貫通孔１８，２３内の導電性材料を介して、流路形成部材３１の上面の第１電極１７や第２電極２２と導通している（図２参照）。しかし、これらの配線が、第１電極１７や第２電極２２から直接引き出されて、流路形成部材３１の上面に引き回されてもよい。
【００６７】
ただし、流路形成部材３１の上面の、インク流路１２の流路形成面に配線を配置すると、インク流路１２内のインクが配線に直接接触してしまう。そこで、流路形成部材３１の上面に配線を配置する場合には、インク流路１２の流路形成面以外の領域（即ち、隔壁１３，１６が接合される領域）に配線を配置したり、あるいは、流路形成面に配線を配置するとともにこの配線を絶縁層で被覆したりすればよい。
【００６８】
４］共通インク室に、インクの電位を安定させるための共通電極が配置される必要は必ずしもなく、共通インク室内のインクの電位のふらつきが小さい場合には、共通電極が省略されてもよい。
【００６９】
以上説明した実施の形態は、インクを記録用紙に移送して画像等を記録するプリンタに本発明を適用した一例であるが、インク以外の液体を移送する他の液体移送装置にも本発明を適用することは可能である。例えば、金属ナノ粒子を分散した導電性液体を基板に転写して配線パターンを形成する装置、ＤＮＡを分散した溶液を用いてＤＮＡチップを製造する装置、有機化合物などのＥＬ発光材料を分散した溶液を用いてディスプレイパネルを製造する装置、カラーフィルタ用顔料が分散された液体を用いて液晶ディスプレイ用のカラーフィルタを製造する装置などにも本発明を適用することができる。
【００７０】
また、これらの液体移送装置に用いられる液体は、液体自体が導電性のものである場合に限られず、絶縁性の液体に導電性の添加剤を分散させて、導電性の液体と同様に導電性を有するようにしたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図である。
【図２】インク吐出ヘッドの一部分の横断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】インクと電極の間の電位差Ｖと、電極を覆う絶縁層の表面の濡れ角θとの関係を示す図である。
【図５】待機状態のインク吐出ヘッドの横断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】ある吐出口からインクを吐出している状態のインク吐出ヘッドの横断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】変更形態１のインク吐出ヘッドの横断面図である。
【図１０】変更形態２のインク吐出ヘッドの横断面図である。
【図１１】変更形態３のインク吐出ヘッドの横断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  インク吐出ヘッド
１１，１１Ｃ  共通インク室
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  各インク流路
１３  隔壁（第１隔壁部）
１４  幹流路
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ  個別流路
１６，１６Ｂ，１６Ｃ  隔壁（第２隔壁部）
１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ  第１電極
２２  第２電極
２５  絶縁層
２６  共通電極
３０，３１  流路形成部材
２１  ドライバＩＣ（電位付与手段）
【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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