(57)【要約】【課題】構成が簡単で小型化が容易な液体移送装置及び液体移送ヘッドを提供すること。【解決手段】インク移送ヘッド１は、各共通流路１４の流路形成面に配置されて、この共通流路１４内のインクに直接接触する共通電極１７と、各共通流路１４から分岐する複数の個別流路１５の流路形成面にそれぞれ配置された複数の個別電極２２と、これら複数の個別電極２２をそれぞれ覆うように配置され、個別流路１５内のインクと個別電極２２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、その表面にインクが存在し得る限界濡れ角以下まで低下する絶縁層２５とを有する。さらに、各インク流路１２に設けられた複数の個別電極２２は、その他のインク流路１２に設けられた複数の個別電極２２とそれぞれ対応し、これら対応する個別電極２２同士が互いに導通している。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する液体を移送する液体移送装置であって、
複数の共通流路、前記共通流路にそれぞれ対応し、前記各共通流路から分岐する複数の個別流路を有する複数の個別流路群、前記各共通流路の流路形成面に配置されて、この共通流路内の前記液体に直接接触する共通電極、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個別電極、及び、複数の個別電極をそれぞれ覆うように配置され、且つ、前記個別流路内の前記液体と前記個別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、その表面における前記液体の濡れ角が、その表面に前記液体が存在し得る限界濡れ角以下に低下する絶縁層を有する液体移送ヘッドと、
前記液体移送ヘッドの、液体の移送動作を制御する制御機構とを備え、
前記各個別流路群の前記個別流路に設けられた個別電極は、その他の前記個別流路群の前記個別流路に設けられた個別電極とそれぞれ対応し、さらに、対応する前記個別電極が互いに導通している液体移送装置。
【請求項２】
さらに前記共通電極及び前記個別電極に電位を付与する電位付与装置を備え、
前記複数の個別流路は、液体を吐出する吐出口をそれぞれ有し、
前記制御機構は、前記電位付与装置に前記共通電極と前記個別電極に対して選択的に所定の電位を付与させて、前記液体と前記個別電極の間の電位差を設定する請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項３】
さらに、前記個別流路内の前記液体に前記吐出口に向かう流れを生じさせる圧力を付与する圧力付与機構を備え、
前記圧力付与機構により前記液体に付与される圧力の大きさは、前記制御機構により前記液体と前記個別電極の間の電位差が前記所定の限界電位差以上に設定されたときに前記液体が前記吐出口から吐出される大きさである請求項２に記載の液体移送装置。
【請求項４】
前記電位付与装置は、前記共通電極に対して所定の第１電位及び第２電位の２種類の電位を選択的に付与し、互いに導通する複数の前記個別電極に対して所定の第３電位及び第４電位の２種類の電位を選択的に付与し、
この電位付与装置により、ある共通電極に前記第１電位が付与され、且つ、この共通電極が形成された共通流路に対応する個別流路群の個別流路に形成された前記個別電極に前記第３電位が付与されたときにのみ、この個別電極が設けられた前記個別流路内の前記液体と前記個別電極の間の電位差が前記限界電位差以上になる請求項１〜３のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項５】
前記第１〜第４電位の４つの電位のうち、前記第３電位が最大で前記第１電位が最小であるか、又は、前記第１電位が最大で前記第３電位が最小である請求項４に記載の液体移送装置。
【請求項６】
前記第１〜第４電位のいずれかがグランド電位である請求項４又は５に記載の液体移送装置。
【請求項７】
前記第１電位と前記第４電位、又は、前記第２電位と前記第３電位、あるいは、前記第２電位と前記第４電位が、同じ電位である請求項４〜６のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項８】
前記第４電位が前記第１電位Ｖ1に等しく、前記第２電位をＶ2、前記第３電位をＶ3としたときに、Ｖ2＝（Ｖ1＋Ｖ3）／２である請求項４〜６のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項９】
前記第１電位と前記第４電位がグランド電位である請求項８に記載の液体移送装置。
【請求項１０】
前記第２電位がグランド電位である請求項８に記載の液体移送装置。
【請求項１１】
前記第１電位をＶ1、前記第３電位をＶ3としたときに、
前記第２電位Ｖ2＝（２Ｖ3＋Ｖ1）／３であり、さらに、前記第４電位Ｖ4＝（Ｖ3＋２Ｖ1）／３である請求項４〜６のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項１２】
前記液体と前記個別電極の間の電位差が前記所定の限界電位差以上であるときには、前記絶縁層の表面に前記液体が存在するとともに、前記吐出口付近に前記液体のメニスカスが形成されて、前記個別流路内の前記液体は前記吐出口から吐出されず、
前記電位付与装置により、前記液体と前記個別電極の間の電位差が前記所定の限界電位差よりも小さくなるように設定されたときには、前記絶縁層の表面に存在していた液体が前記吐出口へ移動して吐出する請求項２に記載の液体移送装置。
【請求項１３】
前記電位付与装置は、前記共通電極に対して所定の第１電位及び第２電位の２種類の電位を選択的に付与するとともに、互いに導通する複数の前記個別電極に対して所定の第３電位及び第４電位の２種類の電位を選択的に付与し、
この電位付与装置により、ある共通電極に前記第１電位が付与され、且つ、この共通電極に対応する前記個別電極に前記第３電位が付与されたときにのみ、この個別電極が設けられた前記個別流路内の前記液体と前記個別電極の間の電位差が前記限界電位差よりも小さくなる請求項１２に記載の液体移送装置。
【請求項１４】
前記第１〜第４電位のいずれかがグランド電位である請求項１３に記載の液体移送装置。
【請求項１５】
前記第１電位と前記第３電位は同じ電位である請求項１３又は１４に記載の液体移送装置。
【請求項１６】
前記第１電位をＶ1、前記第２電位をＶ2、前記第４電位をＶ4としたときに、Ｖ2＝（Ｖ1＋Ｖ4）／２である請求項１５に記載の液体移送装置。
【請求項１７】
前記第１電位と前記第３電位がグランド電位である請求項１６に記載の液体移送装置。
【請求項１８】
前記第２電位がグランド電位である請求項１６に記載の液体移送装置。
【請求項１９】
さらに、複数の前記共通流路の上流側に設けられ、前記共通流路に連通する共通の液体流入部と、
前記複数の共通流路をそれぞれ画成し、且つ、これら複数の共通流路にそれぞれ設けられた複数の前記共通電極の間の位置まで延びている隔壁とを備える請求項１〜１８のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項２０】
各共通流路と前記液体流入部の連通部分には、前記共通流路よりも流路面積が狭い絞り部が設けられている請求項１９に記載の液体移送装置。
【請求項２１】
前記液体移送ヘッドの、前記個別流路の前記個別電極と重なる位置には、前記個別流路の流路形成面と反対側の面まで貫通する貫通孔がそれぞれ形成され、前記液体移送ヘッドの前記反対側の面には、前記制御機構に接続された配線部が形成され、前記個別電極と前記配線部とは、前記貫通孔に充填された導電性部材によって接続されている請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項２２】
前記液体移送ヘッドの、前記共通流路の前記共通電極と重なる位置には、前記共通流路の流路形成面と反対側の面まで貫通する貫通孔がそれぞれ形成され、前記液体移送ヘッドの前記反対側の面には、前記制御機構に接続された配線部が形成され、前記共通電極と前記配線部とは、前記貫通孔に充填された導電性部材によって接続されている請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項２３】
前記液体移送装置はプリンタである請求項１〜２２のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項２４】
導電性を有する液体を移送する液体移送装置であって、
複数の共通流路と、
前記共通流路にそれぞれ対応し、前記各共通流路から分岐する複数の個別流路を有する複数の個別流路群と、
前記各共通流路の流路形成面に配置されて、この共通流路内の前記液体に直接接触する共通電極と、
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個別電極と、
複数の個別電極をそれぞれ覆うように配置され、且つ、前記個別流路内の前記液体と前記個別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、その表面における前記液体の濡れ角が、その表面に前記液体が存在し得る限界濡れ角以下に低下する絶縁層とを備え、
前記各個別流路群の前記個別流路に設けられた個別電極は、その他の前記個別流路群の前記個別流路に設けられた個別電極とそれぞれ対応し、さらに、対応する前記個別電極が互いに導通している液体移送ヘッド。
【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及び液体移送ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体を移送する装置として、記録用紙等の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には種々の構成のものがあるが、例えば、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圧電式のアクチュエータを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般的な圧電式のアクチュエータは、複数の圧力室にそれぞれ対応する複数の個別電極と、これら複数の個別電極に対向する共通電極と、個別電極と共通電極との間に挟まれた、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電材料からなる圧電層とを備えている。複数の個別電極は、フレキシブルフラットケーブル等の配線部材に形成された配線パターンを介してそれぞれ独立して駆動回路と接続されており、複数の個別電極には駆動回路から選択的に駆動電圧が印加される。そして、駆動回路から所定の個別電極に対して駆動電圧が供給されたときには、個別電極と共通電極との間に挟まれた部分の圧電層に電界が作用して圧電層が部分的に変形する。この圧電層の変形に伴って圧力室内のインクに圧力が付与されて、その圧力室に連通するノズルからインクが吐出される。
【特許文献１】特開２００３−３２６７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前述のインクジェットヘッドは、流路ユニット内にノズルと圧力室を含む、複数の複雑な形状の個別インク流路が形成され、さらに、この流路ユニットの表面には、複数の個別電極と共通電極と圧電層とを備えたアクチュエータが配置されている。このように、前述のインクジェットヘッドは、かなり複雑な構造を有することから、その分、製造コストが高くなる。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に確保する必要があることなどから、ノズル及び圧力室を含むような複雑な形状の個別インク流路を流路ユニット内に密集させて配置すること（高集積化）が難しく、インクジェットヘッドの小型化が困難である。
【０００５】
さらに、圧電式アクチュエータの複数の個別電極は、配線部材に形成された配線パターンを介してそれぞれ独立して駆動回路に接続されることから、個別電極の数が多くなると、その分、配線数も多くなり、配線部材の配線パターンが必然的に複雑になる。さらに、インクジェットヘッドの小型化のために、複数の圧力室及びこれらにそれぞれ対応する複数の個別電極を高密度に配置しようとすると、限られた大きさの配線部材の基材に非常に精細な配線パターンを形成する必要が生じるため、いわゆる電装系の構成が複雑になり、配線部材の製造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】
これに対して、本願発明者は、圧電タイプのインクジェットヘッドに代わる高集積化に適したインクジェットヘッドとして、エレクトロウェッティング現象を利用した、簡略な流路構成のインクジェットヘッドを提案している（ＵＳ−２００５−０２１９３３０Ａ１号）。この場合には、インクジェットヘッドの小型化、多ノズル化を進めると、複数の流路を高密度に配置し、各流路に配置された電極にそれぞれ電圧を印加しなければならなくなるため、圧電アクチュエータを利用した場合と同様に、電装系の構成が複雑となり、その分、コストが高くなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、電装系を含めた構成が簡単であって、小型化が容易な液体移送装置及び液体移送ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明の第１の態様に従えば、導電性を有する液体を移送する液体移送装置であって、複数の共通流路、前記共通流路にそれぞれ対応し、前記各共通流路から分岐する複数の個別流路を有する複数の個別流路群、前記各共通流路の流路形成面に配置されて、この共通流路内の前記液体に直接接触する共通電極、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個別電極、及び、複数の個別電極をそれぞれ覆うように配置され、且つ、前記個別流路内の前記液体と前記個別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、その表面における前記液体の濡れ角が、その表面に前記液体が存在し得る限界濡れ角以下に低下する絶縁層を有する液体移送ヘッドと、前記液体移送ヘッドの、液体の移送動作を制御する制御機構とを備え、前記各個別流路群の前記個別流路に設けられた個別電極は、その他の前記個別流路群の前記個別流路に設けられた個別電極とそれぞれ対応し、さらに、対応する前記個別電極が互いに導通している液体移送装置が提供される。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、液体移送ヘッドには、それぞれが共通流路と複数の個別流路を含む複数の液体流路が形成されており、これら複数の液体流路内にはそれぞれ導電性を有する液体が流れる。また、各共通流路には液体に直接接触する共通電極が設けられ、各共通電極から分岐する複数の個別流路にはそれぞれ複数の個別電極が設けられている。さらに、各個別電極は絶縁層に覆われている。ここで、個別流路内において、共通電極に接触する液体と個別電極の間に電位差が生じたときには、絶縁層の表面におけるインク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、個別流路内の液体と個別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は、絶縁層の表面の濡れ角が、その表面に液体が存在することができるようになる限界濡れ角以下まで低下する。
【００１０】
従って、液体（共通電極）と個別電極の電位差を適切に設定して絶縁層表面の濡れ角を変化させることにより、個別流路内の液体を移送することができるようになる。この構成によれば、従来のインクジェットヘッドなどの液体移送装置と比べて、液体流路の構造や液体を移送させるアクチュエータの構成が簡単になるし、複数の液体流路をより高密度に配置することが可能になり、液体移送ヘッドの小型化が容易になる。また、電界が作用したときの圧電素子の変形により液体に圧力を付与する従来の圧電アクチュエータ等と比べて、より低い電気エネルギーで個別流路内の液体を移送することが可能である。さらに、複数の液体流路の間で対応する個別電極が導通していることから、互いに導通する複数の個別電極に対して１本の配線で所定の電位を共通に付与することができる。さらに、そのような省配線を実現しつつ、後述するマトリクス駆動（グループ駆動）を行うことにより、任意の個別電極に対応する個別流路において液体を移送することができる。そのため、個別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になる。
【００１１】
本発明の液体移送装置は、さらに前記共通電極及び前記個別電極に電位を付与する電位付与装置を備え、前記複数の個別流路は、液体を吐出する吐出口をそれぞれ有し、前記制御機構は、前記電位付与装置に前記共通電極と前記個別電極に対して選択的に所定の電位を付与させて、前記液体と前記個別電極の間の電位差を設定してもよい。この場合には、共通電極と個別電極に対して選択的に所定の電位を付与して、液体と個別電極の間の電位差を適切に設定することにより、所望の個別流路において、液体を吐出口へ移送して、吐出口から液体を吐出させることができる。
【００１２】
本発明の液体移送装置は、さらに、前記個別流路内の前記液体に前記吐出口に向かう流れを生じさせる圧力を付与する圧力付与機構を備え、前記圧力付与機構により前記液体に付与される圧力の大きさは、前記制御機構により前記液体と前記個別電極の間の電位差が前記所定の限界電位差以上に設定されたときに前記液体が前記吐出口から吐出される大きさであってもよい。この場合には、液体と個別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、圧力付与機構により圧力が付与されている液体が絶縁層の表面を越えて吐出口に向かって流れるため、吐出口から液体が確実に吐出される。
【００１３】
本発明の液体移送装置において、前記電位付与装置は、前記共通電極に対して所定の第１電位及び第２電位の２種類の電位を選択的に付与し、互いに導通する複数の前記個別電極に対して所定の第３電位及び第４電位の２種類の電位を選択的に付与し、この電位付与装置により、ある共通電極に前記第１電位が付与され、且つ、この共通電極が形成された共通流路に対応する個別流路群の個別流路に形成された前記個別電極に前記第３電位が付与されたときにのみ、この個別電極が設けられた前記個別流路内の前記液体と前記個別電極の間の電位差が前記限界電位差以上になってもよい。
【００１４】
複数の個別電極に接続される配線の数を減らすために、複数の個別流路群の間で対応する個別電極同士が導通している場合には、互いに導通する複数の個別電極には同時に共通の電位が付与されてしまうので、共通電極の電位が一定電位であると、特定の個別流路においてのみ液体を移送することができない。しかしながら、電位付与装置により、共通電極に対して第１電位と第２電位の２種類の電位を選択的に付与するとともに、個別電極に対して第３電位と第４電位の２種類の電位を選択的に付与することで、所望の個別流路においてのみ、液体と個別電極の間の電位差を限界電位差以上にして、絶縁層の濡れ角を限界濡れ角以下まで低下させて、その個別流路において液体を移送することができる。具体的には、共通電極に第１電位が付与され、個別電極に第３電位が付与されたときには、液体と個別電極の間の電位差が限界電位差以上になるため、絶縁層の濡れ角が限界濡れ角以下となって絶縁層の表面に液体が移動することができるようになり、この個別流路において液体が移送される。一方、それ以外の電位の組み合わせでは、液体と個別電極の間の電位差が限界電位差未満となって絶縁層の表面に液体が移動せず、この個別流路において液体は移送されない。
【００１５】
本発明の液体移送装置において、前記第１〜第４電位の４つの電位のうち、前記第３電位が最大で前記第１電位が最小であってもよく、又は、前記第１電位が最大で前記第３電位が最小であってもよい。この場合には、液体を移送させる個別流路における液体と個別電極の電位差（第１電位と第３電位の差）と、液体を移送させない個別流路における液体と個別電極の電位差（第１電位と第４電位の差、第２電位と第３電位の差、及び、第２電位と第４電位の差）の間の差を大きくとりやすくなるため、液体移送動作及び停止動作を安定的に行うことができる。
【００１６】
本発明の液体移送装置において、前記第１〜第４電位のいずれかがグランド電位であってもよい。この構成によれば、電位付与装置により共通電極又は個別電極に付与される電位の種類が減るため、電位付与装置の構成を簡単にすることができ、コストを低減できる。
【００１７】
本発明の液体移送装置において、前記第１電位と前記第４電位、又は、前記第２電位と前記第３電位、あるいは、前記第２電位と前記第４電位が、同じ電位であってもよい。この場合には、電位付与装置により共通電極又は個別電極に付与される電位の種類が減るため、電位付与装置の構成を簡単にすることができ、コストを低減できる。
【００１８】
本発明の液体移送装置において、前記第４電位が前記第１電位Ｖ1に等しく、前記第２電位をＶ２、前記第３電位をＶ３としたときに、Ｖ2＝（Ｖ1＋Ｖ3）／２であってもよい。第２電位Ｖ2をこのように設定することにより、液体を移送させる個別流路における液体と個別電極の電位差（第１電位と第３電位の差）と、液体を移送させない個別流路における液体と個別電極の電位差（第１電位と第４電位の差、第２電位と第３電位の差、及び、第２電位と第４電位の差）の間に、最低でも｜Ｖ3−Ｖ1｜／２の電位差を確保することができるため、液体移送動作及び停止動作をより安定的に行うことができる。
【００１９】
本発明において、前記第１電位と前記第４電位がグランド電位であってもよく、前記第２電位がグランド電位であってもよい。これらの場合には、電位付与装置により共通電極又は個別電極に付与される電位の種類が２つになるため、電位付与装置の構成をさらに簡単にすることができる。
【００２０】
本発明の液体移送装置において、前記第１電位をＶ1、前記第３電位をＶ3としたときに、前記第２電位Ｖ2＝（２Ｖ3＋Ｖ1）／３であり、さらに、前記第４電位Ｖ4＝（Ｖ3＋２Ｖ1）／３であってもよい。この場合には、液体を移送させる個別流路における液体と個別電極の電位差（第１電位と第３電位の差）と、液体を移送させない個別流路における液体と個別電極の電位差（第１電位と第４電位の差、第２電位と第３電位の差、及び、第２電位と第４電位の差）の間に、｜Ｖ3−Ｖ1｜×２／３の電位差を確保することができるため、液体移送動作及び停止動作をより安定的に行うことができる。
【００２１】
第１２の発明の液体移送装置において、前記液体と前記個別電極の間の電位差が前記所定の限界電位差以上であるときには、前記絶縁層の表面に前記液体が存在するとともに、前記吐出口付近に前記液体のメニスカスが形成されて、前記個別流路内の前記液体は前記吐出口から吐出されず、前記電位付与装置により、前記液体と前記個別電極の間の電位差が前記所定の限界電位差よりも小さくなるように設定されたときには、前記絶縁層の表面に存在していた液体が前記吐出口へ移動して吐出してもよい。
【００２２】
液体と個別電極の間の電位差が所定の限界電位差以上であるときには、絶縁層の表面における液体の濡れ角は限界濡れ角以下であるために、絶縁層の表面には液体が存在するが、液体の表面張力により吐出口付近にメニスカスが形成されるために、液体が吐出口から吐出されない状態である。しかし、液体と個別電極の間の電位差が所定の限界電位差よりも小さくなると、絶縁層の表面における液体の濡れ角が限界濡れ角よりも大きくなって、絶縁層の表面に位置していた液体が吐出口に向けて移動させられる。そのとき、この移動力により吐出口付近のメニスカスが破壊されて、液体が吐出口から吐出される。この場合には、液体に吐出圧力を付与する圧力付与装置が不要であり、液体移送装置の構成が簡単になる。
【００２３】
本発明の液体移送装置において、前記電位付与装置は、前記共通電極に対して所定の第１電位及び第２電位の２種類の電位を選択的に付与するとともに、互いに導通する複数の前記個別電極に対して所定の第３電位及び第４電位の２種類の電位を選択的に付与し、この電位付与装置により、ある共通電極に前記第１電位が付与され、且つ、この共通電極に対応する前記個別電極に前記第３電位が付与されたときにのみ、この個別電極が設けられた前記個別流路内の前記液体と前記個別電極の間の電位差が前記限界電位差よりも小さくなってもよい。
【００２４】
この液体移送装置は、電位付与装置により、共通電極に対して第１電位と第２電位の２種類の電位を選択的に付与するとともに、個別電極に対して第３電位と第４電位の２種類の電位を選択的に付与することにより、所望の個別流路においてのみ液体と個別電極の間の電位差を限界電位差よりも小さくし、絶縁層の濡れ角を限界濡れ角よりも大きくして、その個別流路において吐出口に向けて液体を移送している。具体的には、共通電極に第１電位が付与され、個別電極に第３電位が付与されたときには、液体と個別電極の間の電位差が限界電位差よりも小さくなり、絶縁層の濡れ角が限界濡れ角よりも大きくなる。すると、絶縁層の表面に液体が存在できなくなって、液体は絶縁層の表面から吐出口へ向けて液体が移動して、液体が吐出口から吐出される。一方、それ以外の電位の組み合わせでは、液体と個別電極の間の電位差が限界電位差以上となって、絶縁層の表面の濡れ角は限界濡れ角以下となり、絶縁層の表面の液体は吐出口へ移動しないため、この個別流路内においては吐出口から液体が吐出されない。
【００２５】
本発明の液体移送装置において、前記第１〜第４電位のいずれかがグランド電位であってもよい。この場合には、電位付与装置により共通電極又は個別電極に付与される電位の種類が減るため、電位付与装置の構成を簡単にすることができ、コストを低減できる。
【００２６】
本液体移送装置において、前記第１電位と前記第３電位は同じ電位であってもよい。この構成によれば、電位付与装置により共通電極又は個別電極に付与される電位の種類が減るため、電位付与装置の構成を簡単にすることができ、コストを低減できる。
【００２７】
本発明の液体移送装置において、前記第１電位をＶ1、前記第２電位をＶ2、前記第４電位をＶ4としたときに、Ｖ2＝（Ｖ1＋Ｖ4）／２であってもよい。この場合には、液体を移送させる個別流路における液体と個別電極の電位差（第１電位と第３電位の差＝０）と、液体を移送させない個別流路における液体と個別電極の電位差（第１電位と第４電位の差、第２電位と第３電位の差、及び、第２電位と第４電位の差）の間に、最低でも｜Ｖ4−Ｖ1｜／２の電位差を確保することができるため、液体移送動作及び停止動作をより安定的に行うことができる。
【００２８】
本発明において、前記第１電位と前記第３電位がグランド電位であってもよく、前記第２電位がグランド電位であってもよい。これらの場合には、電位付与装置により共通電極又は個別電極に付与される電位の種類が２つになるため、電位付与装置の構成を簡単にすることができる。
【００２９】
本発明の液体移送装置は、さらに、複数の前記共通流路の上流側に設けられ、前記共通流路に連通する共通の液体流入部と、前記複数の共通流路をそれぞれ画成し、且つ、これら複数の共通流路にそれぞれ設けられた複数の前記共通電極の間の位置まで延びている隔壁とを備えてもよい。この場合には、複数の前記共通流路が共通の液体流入部に連通しているために、液体流入部から複数の液体流路へ一度に液体を供給することができる。但し、複数の共通流路は液体流入部を介して互いに連通することになるため、液体の組成によっては、隣接する共通流路間での液体の電位差（隣接する共通電極の電位差）に起因して、共通電極表面における液体の電気分解や気体の発生等が生じる虞がある。しかし、共通流路を隔てる隔壁が、少なくとも隣接する共通電極の間まで延びているため、電気分解等の悪影響がある程度抑制される。
【００３０】
本発明の液体移送装置において、各共通流路と前記液体流入部の連通部分には、前記共通流路よりも流路面積が狭い絞り部が設けられていてもよい。この場合には、隣接する共通流路間での液体の電位差（隣接する共通電極の電位差）に起因して生じる、電気分解等の悪影響が抑制される。また、共通流路と液体流入部との間での液体の流入及び流出に起因して、液体流路内の液体の電位が、共通電極の電位から一時的にずれるのが抑制されるため、液体の電位が安定し、液体の移送動作及び停止動作をより安定的に行うことができる。
【００３１】
本発明の液体移送ヘッドにおいて、前記液体移送ヘッドの、前記個別流路の前記個別電極と重なる位置には、前記個別流路の流路形成面と反対側の面まで貫通する貫通孔がそれぞれ形成され、前記液体移送ヘッドの前記反対側の面には、前記制御機構に接続された配線部が形成され、前記個別電極と前記配線部とは、前記貫通孔に充填された導電性部材によって接続されていてもよく、前記液体移送ヘッドの、前記共通流路の前記共通電極と重なる位置には、前記共通流路の流路形成面と反対側の面まで貫通する貫通孔がそれぞれ形成され、前記液体移送ヘッドの前記反対側の面には、前記制御機構に接続された配線部が形成され、前記共通電極と前記配線部とは、前記貫通孔に充填された導電性部材によって接続されていてもよい。いずれの場合にも、個別電極又は共通電極と配線部との間の電気的な接続の構造が簡単となり、接続部分の機械的強度も高くなる。
【００３２】
本発明の液体移送装置はプリンタであってもよい。この場合には、構造が簡単であって、容易に小型化が可能なプリンタが提供される。
【００３３】
本発明の第２の態様に従えば、導電性を有する液体を移送する液体移送装置であって、複数の共通流路と、前記共通流路にそれぞれ対応し、前記各共通流路から分岐する複数の個別流路を有する複数の個別流路群と、前記各共通流路の流路形成面に配置されて、この共通流路内の前記液体に直接接触する共通電極と、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個別電極と、複数の個別電極をそれぞれ覆うように配置され、且つ、前記個別流路内の前記液体と前記個別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、その表面における前記液体の濡れ角が、その表面に前記液体が存在し得る限界濡れ角以下に低下する絶縁層とを備え、前記各個別流路群の前記個別流路に設けられた個別電極は、その他の前記個別流路群の前記個別流路に設けられた個別電極とそれぞれ対応し、さらに、対応する前記個別電極が互いに導通している液体移送ヘッドが提供される。
【００３４】
本発明の第２の態様によれば、液体移送ヘッドは、液体（共通電極）と個別電極の電位差により絶縁層表面の濡れ角が変化する、エレクトロウェッティング現象を利用して、個別流路内の液体を移送することができる。従って、従来のインクジェットヘッドなどの液体移送装置と比べて、液体流路の構造や液体を移送させるアクチュエータの構成が簡単になるし、複数の液体流路をより高密度に配置することが可能になり、液体移送ヘッドの小型化が容易になる。また、電界が作用したときの圧電素子の変形により液体に圧力を付与する従来の圧電アクチュエータ等と比べて、より低い駆動電圧で個別流路内の液体を移送することが可能である。さらに、複数の液体流路の間で対応する個別電極同士が導通しており、互いに導通する複数の個別電極に対して１本の配線で所定の電位を共通に付与することができる。そのため、個別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になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の第１実施形態について図１〜図１２を参照して説明する。この第１実施形態は、記録用紙にインクを移送して印刷するプリンタに本発明を適用した一例である。図１に示すように、プリンタ１００は、吐出口１５ａを備えたインク流路１２を含むインク移送ヘッド１（液体移送ヘッド）と、このインク移送ヘッド１にチューブ４を介して接続されたインクタンク２と、インク移送ヘッド１によるインクの移送動作を制御する制御装置３（図３参照）とを備えている。そして、プリンタ１００は、インク移送ヘッド１の複数の吐出口１５ａから、それらの前方に位置する記録用紙Ｐ（図７〜図１２参照）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。
【００３６】
図２〜図４に示すように、インク移送ヘッド１はその外郭を構成するヘッド本体１０を有し、このヘッド本体１０は左右に長いブロック（直方体）形状に形成されている。このヘッド本体１０の内部には、ヘッド本体１０の長手方向に延びるインク流入部１１（液体流入部）と、このインク流入部１１から分岐して前方へそれぞれ延びる３つのインク流路１２とが形成されている。尚、このインク移送ヘッド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。
【００３７】
インク流入部１１は、３つのインク流路１２の上流側（後側）に設けられており、これら３つのインク流路１２の全てに連通している。また、このインク流入部１１はインクタンク２（図１参照）と接続されている。従って、インクタンク２からインク移送ヘッド１に供給されたインクは、インク流入部１１を介して３つのインク流路１２に供給される。また、インクタンク２はインク移送ヘッド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。尚、インクにヘッド圧を作用させるインクタンク２が、本願発明の圧力付与機構に相当する。
【００３８】
３つのインク流路１２は、それらの間において前後に延びる隔壁１３により互いに隔てられている。各インク流路１２は、インク流入部１１に連なる共通流路１４と、この共通流路１４から分岐する３つの個別流路（個別流路群）１５とを有する。そして、３つのインク流路の共通流路１４には、インク流入部１１から一度に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の先端部（前端部）は平面視で先細り形状に形成されており、そ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。
【００３９】
各共通流路１４の底面（流路形成面）には、この共通流路１４の幅方向のほぼ全域に亙って延びる、平面視矩形状の共通電極１７が形成されており、共通流路１４内の導電性のインクは共通電極１７に常に接触している。図２に示すように、３つの共通電極１７の前後方向に関する位置は互いに等しい。また、ヘッド本体１０には、３つの共通流路１４上面の、共通電極１７が形成された領域から、ヘッド本体１０の下面までそれぞれ延びる３つの貫通孔１８ａ，１８ｂ，１８ｃが形成され、これらの貫通孔１８ａ〜１８ｃにはそれぞれ導電性材料が充填されている。さらに、ヘッド本体１０の下面には、３つの貫通孔１８ａ〜１８ｃからヘッド本体１０の長手方向（左右方向）に沿ってその端部まで延びる３本の配線部２０ａ，２０ｂ，２０ｃが形成されている。そして、図３に示すように、３つの共通電極１７は、３つの貫通孔１８ａ〜１８ｃ内の導電性材料と配線部２０ａ〜２０ｃを介して、駆動回路であるドライバＩＣ２１（電位付与装置）にそれぞれ接続されており、このドライバＩＣ２１から各共通電極１７に対して所定の２つの電位（後述する第１電位Ｖ1及び第２電位Ｖ2）の何れかが選択的に付与されるようになっている。
【００４０】
各共通流路１４から分岐する３つの個別流路１５の、先細り状の先端部の底面（流路形成面）には、これら先端部の底面全域をほぼ覆うように、平面視で台形形状の３つの個別電極２２がそれぞれ形成されている。また、ヘッド本体１０において、個別電極２２が形成された個別流路１５の先端部には、ヘッド本体１０の下面まで延びる複数の貫通孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃが形成されており、これら貫通孔２３ａ〜２３ｃにも導電性材料が充填されている。ここで、各共通電極１７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、左端の個別流路１５においては、貫通孔２３ａは個別電極２２の前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は個別電極２２の中央部と重なる位置に形成されている。さらに、右端の個別流路１５においては、貫通孔２３ｃは個別電極２２の後端部と重なる位置に形成されている。
【００４１】
さらに、図３に示すように、ヘッド本体１０の下面には、ヘッド本体１０の長手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を互いに繋ぐ３本の配線部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つの個別電極２２は、その他のインク流路１２において同じ位置に設けられた３つの個別電極２２とそれぞれ対応しており、対応する個別電極２２は、貫通孔２３ａ〜２３ｃに充填された導電性材料及び配線部２４ａ〜２４ｃを介して互いに導通している。
【００４２】
具体的には、図３に示すように、３つのインク流路１２に関して、左端に位置する３つの個別電極２２が配線部２４ａを介して互いに連通し、中央に位置する３つの個別電極２２が配線部２４ｂを介して互いに連通し、さらに、右端に位置する３つの個別電極２２が配線部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個別電極２２は、配線部２４ａ〜２４ｃを介して、駆動回路であるドライバＩＣ２１（電位付与装置）にそれぞれ接続されている。そして、このドライバＩＣ２１から、互いに導通する個別電極２２に対して、所定の２つの電位（後述する第３電位Ｖ3及び第４電位Ｖ4）の何れかが共通に付与されるようになっている。この構成によれば、共通電極１７用の配線部と個別電極２２用の配線部の両方を合わせても、配線部の数は６本となり、９つの個別電極２２に対して配線部がそれぞれ独立して設けられている場合（配線部の数が９本）に比べて配線部の数を少なくすることができる。
【００４３】
図２、図４に示すように、各個別電極２２の表面には、フッ素系樹脂等からなる絶縁層２５が個別電極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個別電極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。
【００４４】
ここで、絶縁層２５の表面におけるインクの濡れ角θは、インクと個別電極２２との間に電位差がない状態では、絶縁層２５が形成されていない領域での個別流路１５の内面の濡れ角よりも大きく、絶縁層２５の表面にインクが存在できない状態となっている（図７、図８参照）。しかし、共通電極１７と個別電極２２にそれぞれ所定の電位が付与されて、個別流路１５内のインクと個別電極２２との間（即ち、インクに直接接触している共通電極１７と個別電極２２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５に示すように、インクと個別電極２２の間の電位差Ｖが大きくなるほど、絶縁層２５の表面の濡れ角θが小さくなる（エレクトロウェッティング現象）。
【００４５】
また、各個別流路１５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のヘッド圧が常時作用している。そして、ある個別流路１５内において、インクと個別電極２２の間の電位差Ｖが、図５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が限界濡れ角θａ以下まで低下する。このとき、インクが絶縁層２５の表面に存在し得る状態となり、絶縁層２５の縁にとどまっていたインクのメニスカスが吐出口１５ａへ押し出される。そして、その個別流路１５内において、インクが絶縁層２５の表面を越えて吐出口１５ａに向かって移動し、吐出口１５ａからインクが吐出される（図９〜図１２参照）。
【００４６】
尚、限界濡れ角θａとは、インクが絶縁層２５の表面を越えて吐出口１５ａへ流れ始めるときの、絶縁層２５におけるインクの濡れ角のことである。個別流路１５内のインクにはインクタンク２のヘッド圧が作用しており、インクには吐出口１５ａへ向かう力が常に働いているため、絶縁層２５の濡れ角が限界濡れ角以下になると、インクは吐出口１５ａへ向かって流れ始める。限界濡れ角θａは、個別流路１５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若干大きくなる。逆に言えば、個別流路１５内のインクに作用するインクタンク２のヘッド圧は、絶縁層２５の表面の濡れ角が限界濡れ角θａ以下に低下したときに、インクが絶縁層２５の表面を越えて流れ出して吐出口１５ａから吐出される大きさとなるように、インクタンク２の高さ位置を調整して設定される。
【００４７】
尚、３つの共通流路１４はそれぞれインク流入部１１に連通している。つまり、このインク流入部１１を介して３つの共通流路１４は互いに連通している。そのため、隣接する共通電極１７にそれぞれ異なる電位（第１電位Ｖ1又は第２電位Ｖ2）が付与されると、隣接する共通電極１７間の電位差に起因して流路内のインクに大きな電位勾配が生じ、共通電極１７の表面でインク中の水分の電気分解や気体の発生等が起こる虞がある。しかし、図２に示すように、３つの共通流路１４を隔てる隔壁１３は、隣接する共通電極１７の間を通ってさらに上流側まで延びているため、隣接する共通電極１７の電位差に起因して生じるインクの電位勾配が小さくなり、電気分解等の悪影響が抑制される。
【００４８】
次に、制御装置３について説明する。制御装置３は、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及び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移送ヘッド１の所望の吐出口１５ａからインクを吐出させるように、共通電極１７及び個別電極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。
【００４９】
その中でも、制御装置３によるドライバＩＣ２１の制御についてさらに詳細に説明する。制御装置３は、ドライバＩＣ２１を制御して個別電極２２と共通電極１７にそれぞれ所定の電位を付与させることにより、インク移送ヘッド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、各個別流路１５内のインクと個別電極２２の間に所定の電位差を設定する。
【００５０】
ところで、前述したように、３つのインク流路１２の間で、対応する３つの個別電極２２同士が配線部２４ａ〜２４ｃを介して互いに導通しているため、配線部が個々の個別電極２２に対して独立して設けられている場合に比べて、配線部の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。しかしながら、この構成では、インクを吐出するか否かにかかわらず、互いに導通する３つの個別電極２２には共通に同じ電位が付与される。そのため、共通電極１７の電位を常に一定電位（例えば、グランド電位）にしていると、個別電極２２が互いに導通している３つの個別流路１５の間では、インクと個別電極２２の間の電位差が等しくなってしまうため、所望の個別流路１５の吐出口１５ａのみからインクを吐出することができなくなる。
【００５１】
そこで、この第１実施形態の制御装置３は、ドライバＩＣ２１に、各共通電極１７に対して、所定の第１電位Ｖ1と第２電位Ｖ２の２つの電位の何れかを選択的に付与させるとともに、各個別電極２２に対して、所定の第３電位Ｖ3と第４電位Ｖ4の２つの電位の何れかを選択的に付与させることができる。そして、共通電極１７と個別電極２２の電位の組み合わせにより、所望の個別流路１５内においてのみ、インクと個別電極２２との間に限界電位差Ｖａ（図５参照）以上の電位差を生じさせて、所望の個別流路１５の吐出口１５ａからインクを吐出させる。
【００５２】
ここで、これら４つの電位Ｖ1〜Ｖ4は、少なくとも次のような関係が成立するように設定されている。まず、共通電極１７に第１電位Ｖ1が付与され、個別電極２２に第３電位Ｖ３が付与されたときに、共通電極１７に接触するインクと個別電極２２の間の電位差が限界電位差Ｖａ以上となるように、｜Ｖ3−Ｖ1｜≧Ｖａの関係が成立している。一方で、共通電極１７と個別電極２２の電位が上記以外の組み合わせであるときには、インクと個別電極２２の間の電位差が限界電位差Ｖａよりも小さくなるように、｜Ｖ4−Ｖ1｜＜Ｖａ、｜Ｖ3−Ｖ2｜＜Ｖａ、｜Ｖ4−Ｖ2｜＜Ｖａのそれぞれの関係が成立している。
【００５３】
従って、制御装置３からインク吐出要求が出された所定の個別流路１５に連なる共通流路１４に設けられた共通電極１７には、ドライバＩＣ２１から第１電位Ｖ1が付与され、それ以外の共通電極１７には第２電位Ｖ２が付与される。同時に、その所定の個別流路１５に設けられた個別電極２２とこれと導通する２つの個別電極２２の、３つの個別電極２２にはドライバＩＣ２１から共通に第３電位Ｖ3が付与され、それ以外の個別電極２２には第４電位Ｖ4が付与される。インク吐出要求が出された個別流路１５においては、インクの電位（共通電極１７の電位）、及び個別電極２２の電位がそれぞれ第１電位Ｖ1、第３電位Ｖ3となり、インクと個別電極２２の間の電位差が限界電位差Ｖａ以上となるため、絶縁層２５の表面の濡れ角が限界濡れ角θａ以下となってインクのメニスカスが吐出口１５ａへ移動し、この吐出口１５ａからインクが吐出される。一方、それ以外の個別流路１５においては、インクと個別電極２２の間の電位差は限界電位差Ｖａよりも小さくなるため、絶縁層２５の表面の濡れ角は限界濡れ角θａより大きくなることからメニスカスは吐出口１５ａへ移動できず、吐出口１５ａからインクが吐出されない。従って、インク吐出要求が出された所定の個別流路１５においてのみ、インクを吐出口１５ａへ移送させて吐出させることができる。このように、インク移送ヘッド１の吐出口１５ａは、複数のグループに分割されており、各グループにおいて、所望の吐出口１５ａからインクを吐出させることができる。従って、インクを吐出させる吐出口１５ａのグループを順次切り換えつつ、所望の吐出口１５ａからインクを吐出させるように駆動することができる（グループ駆動、マトリクス駆動）。
【００５４】
さらに、４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の好ましい組み合わせの一例を図６に示す。尚、図６以下の図において、（１）〜（４）は、共通電極１７に付与される第１電位Ｖ1と第２電位Ｖ2、及び、個別電極２２に付与される第３電位Ｖ3と第４電位Ｖ4を、それぞれ示しており、さらに、Ｃ，Ｉはそれぞれ共通電極、個別電極を示している。また、電位差Ａは、第３電位Ｖ3と第１電位Ｖ1の電位差｜Ｖ3−Ｖ1｜であり、この電位の組み合わせでは、インクと個別電極２２の間の電位差が限界電位差Ｖａ以上となり、個別流路１５内においてインクが流動する。一方、電位差Ｂは第４電位Ｖ4と第１電位Ｖ1の電位差｜Ｖ4−Ｖ1｜、電位差Ｃは第３電位Ｖ3と第２電位Ｖ2の電位差｜Ｖ3−Ｖ2｜、電位差Ｄは第４電位Ｖ4と第２電位Ｖ2の電位差｜Ｖ4−Ｖ2｜であり、これらの電位の組み合わせでは、インクと個別電極２２の間の電位差は限界電位差Ｖａよりも小さくなり、個別流路１５内においてインクが流動しない（停止状態）。
【００５５】
図６の関係では、第１電位Ｖ1と第４電位Ｖ4はともにグランド電位（ＧＮＤ）であり、さらに、第２電位Ｖ2は第１電位Ｖ1と第３電位Ｖ3の中間の電位となっている。つまり、Ｖ2＝（Ｖ3＋Ｖ1）／２＝Ｖ3／２である。そのため、インクを吐出口１５ａへ移送（流動）させる個別流路１５における、共通電極１７と個別電極２２の電位差Ａと、インクを移送させない個別流路１５における、共通電極１７と個別電極２２の電位差Ｂ、電位差Ｃ、又は、電位差Ｄとの差を、常にＶ3／２以上の大きな値にすることができ、インク移送動作及び停止動作を安定的に行うことができる。また、第１電位Ｖ1及び第４電位Ｖ4はともにグランド電位であることから、ドライバＩＣ２１により共通電極１７及び個別電極２２に付与される電位の種類が第２電位Ｖ2と第３電位Ｖ3の２種類に減るため、ドライバＩＣ２１の構成を簡単にすることができ、そのコストを低減することができる。
【００５６】
次に、インク移送ヘッド１によるインク移送動作（吐出動作）について図７〜図１２を参照して説明する。尚、以下の説明においては、図６の電位の組み合わせにおいて、第３電位Ｖ3を３０Ｖ、第２電位Ｖ2（＝Ｖ3／２）を１５Ｖとし、また、限界電位差Ｖａを２５Ｖとする。従って、第３電位Ｖ3と第１電位Ｖ1の電位差Ｖ3−Ｖ1（＝３０Ｖ）は限界電位差Ｖａよりも大きいが、その他の電位の組み合わせにおける電位差（例えば、第３電位Ｖ3と第２電位Ｖ2の電位差Ｖ3−Ｖ2（＝１５Ｖ））は、限界電位差Ｖａよりも小さい。
【００５７】
図７、図８に示すように、全ての共通電極１７がグランド電位（第１電位）に保持され、さらに、全ての個別電極２２もグランド電位（第４電位）に保持されている状態では、全ての個別流路１５内においてインクと個別電極２２の電位差は０であり、限界電位差Ｖａよりも小さいことから、絶縁層２５の表面におけるインクＩの濡れ角θは図５の限界濡れ角θａよりも大きくなっている。そのため、インクＩは絶縁層２５の表面を越えて吐出口１５ａへ移動することができず、インクＩのメニスカスは絶縁層２５の後側の縁に形成される。
【００５８】
この状態から、図９に示すように、左端と中央のインク流路１２にそれぞれ設けられた２つの共通電極１７に対してドライバＩＣ２１から１５Ｖの電位（第２電位）が付与され、さらに、各インク流路１２の、左端及び中央にそれぞれ位置する２つの個別流路１５に形成された２つの個別電極２２に対して、ドライバＩＣ２１から３０Ｖの電位（第３電位）が付与されたとする。ここで、３つのインク流路１２に関して、対応する個別電極２２が配線部２４ａ〜２４ｃを介して互いに導通しているため、全てのインク流路１２に関して、左端及び中央に位置する個別流路１５の個別電極２２に同時に３０Ｖが付与される。
【００５９】
このとき、右端のインク流路１２において左端と中央に位置する２つの個別流路１５においては、共通電極１７に接触するインクＩと個別電極２２との間の電位差が３０Ｖとなり、限界電位差Ｖａより大きくなる。すると、絶縁層２５の表面におけるインクの濡れ角θが低下して限界濡れ角θａより小さくなるため、上流側から作用するインクタンク２のヘッド圧により、インクＩのメニスカスが絶縁層２５の表面を越えて吐出口１５ａへ移動して、吐出口１５ａから記録用紙ＰへインクＩが吐出される。一方、左端及び中央のインク流路１２の、左端と中央に位置する２つの個別流路１５においては、共通電極１７に接触するインクと個別電極２２との間の電位差が１５Ｖとなるが、この電位差は限界電位差Ｖａより小さいため、絶縁層２５の表面におけるインクＩの濡れ角θはやや低下するものの限界濡れ角θａ以下にはならず、インクＩは絶縁層２５の表面を越えて吐出口１５ａへ移動することはできない。従って、共通電極１７の電位がグランド電位であって、且つ、個別電極２２の電位が３０Ｖである、右端のインク流路１２の２つの個別流路１５においてのみ、インクＩが流動して吐出口１５ａから吐出されることになる。
【００６０】
次に、図１１に示すように、中央の共通流路１４の共通電極１７の電位をグランド電位とし、左右の共通流路１４の共通電極１７を１５Ｖの電位（第２電位）とし、さらに、各インク流路１２の３つの個別流路１５のうち、右端に位置する個別流路１５に形成された個別電極２２の電位を３０Ｖの電位（第３電位）とする。このときには、中央のインク流路１２の、中央に位置する個別流路１５において、インクと個別電極２２の電位差が限界電位差Ｖａよりも大きくなり、吐出口１５ａからインクが吐出されるが、それ以外の個別流路１５においては、インクと個別電極２２の電位差が限界電位差Ｖａよりも小さいため、インクは吐出されない。
【００６１】
さらに、図１２に示すように、左端の共通流路１４の共通電極１７の電位をグランド電位とし、、右端と中央の共通流路１４の共通電極１７の電位を１５Ｖの電位（第２電位）とし、さらに、各インク流路１２の３つの個別流路１５の、中央に位置する個別流路１５に形成された個別電極２２の電位を、３０Ｖの電位（第３電位）とする。この状態では、左端のインク流路１２の、中央に位置する個別流路１５においてインクと個別電極２２の電位差が限界電位差Ｖａよりも大きくなり、吐出口１５ａからインクが吐出されるが、それ以外の個別流路１５においては、インクと個別電極２２の電位差が限界電位差Ｖａよりも小さいため、インクは吐出されない。
【００６２】
以上説明した第１実施形態のプリンタ１００によれば、次のような効果が得られる。
【００６３】
インク移送ヘッド１は、インクに接触する共通電極１７と個別電極２２の電位差を適切に設定して絶縁層２５の表面の濡れ角を変化させることにより、個別流路１５内のインクを吐出口１５ａへ移送することができるため、従来のインクジェットヘッドと比べて、インク流路の構造やインクを移送させるアクチュエータの構成が簡単になる。また、ヘッド内のインク流路をより高密度に配置することが可能になり、インク移送ヘッド１を容易に小型化できる。さらに、電界が作用したときの圧電素子の変形によりインクに圧力を付与する従来の圧電アクチュエータ等と比べて、より低い駆動電圧で個別流路１５内のインクを移送することが可能である。
【００６４】
３つのインク流路１２の間でそれぞれ対応する３つの個別電極２２が導通しているので、互いに導通する３つの個別電極２２に対して１本の配線で所定の電位を共通に付与することができる。そのため、個別電極２２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になる。但し、この構成によれば、インクを吐出するか否かにかかわらず、３つのインク流路１２の間で対応する３つの個別電極２２に共通に同じ電位が付与される。しかし、この第１実施形態のプリンタにおいては、制御装置３に制御されたドライバＩＣ２１は、各共通電極１７に対して所定の第１電位Ｖ1と第２電位Ｖ2の２つの電位の何れかを選択的に付与するとともに、各個別電極２２に対して所定の第３電位Ｖ3と第４電位Ｖ4の２つの電位の何れかを選択的に付与するため、前述のマトリクス駆動を実現できる。そのため、所望の個別流路１５内においてのみ、インクと個別電極の間の電位差を限界電位差Ｖａ以上にして絶縁層の濡れ角を限界濡れ角θａ以下まで低下させて、その吐出口１５ａからインクを吐出させることができる。
【００６５】
インク流路１２内のインクには、吐出口１５ａへ向かう流れが生じるように、インクタンク２のヘッド圧が常に作用しているため、インクと個別電極２２の間の電位差が大きくなって絶縁層２５の表面の濡れ角が限界濡れ角θａ以下となったときに、吐出口１５ａからインクが確実に吐出される。
【００６６】
次に、前記第１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、前記第１実施形態と同じ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。
【００６７】
〈第１変更形態〉
図１３に示すように、プリンタ１００Ａは、インクタンク２とインク移送ヘッド１との間に加圧ポンプ３０（圧力付与装置）を備え、この加圧ポンプ３０により加圧されたインクがインク移送ヘッド１に供給されることにより、インク移送ヘッド１内のインクに吐出口１５ａへ向かう流れを生じさせる圧力が付与されるように構成されていてもよい。この構成では、インクと個別電極２２との間の電位差が限界電位差以上となったときに、吐出口１５ａからインクが確実に吐出される。
【００６８】
〈第２変更形態〉
４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の組み合わせは、前記第１実施形態の図６に示すものに限らず、前述した関係（｜Ｖ3−Ｖ1｜≧Ｖａ、｜Ｖ4−Ｖ1｜＜Ｖａ、｜Ｖ3−Ｖ2｜＜Ｖａ、及び、｜Ｖ4−Ｖ2｜＜Ｖａ）を満たす限り、様々な値をとることができる。以下、これら４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の組み合わせのうち、好ましい例をいくつか説明する。
【００６９】
〈第１、第２の例〉
図１４、図１５に示すように、４つの電位Ｖ1〜Ｖ4が全てグランド電位よりも高い正の電位であり、これら４つの電位Ｖ1〜Ｖ4のうち、第３電位Ｖ3が最大で、且つ、第１電位Ｖ1が最小となっていてもよい。この場合には、インクを吐出口１５ａへ移送（流動）させる個別流路１５における、共通電極１７と個別電極２２の電位差Ａが大きくなる。そのため、この電位差Ａと、インクを移送させない個別流路１５における共通電極１７と個別電極２２の電位差Ｂ，電位差Ｃ，及び、電位差Ｄとを大きく変えることができ、インク移送動作及び停止動作を安定的に行うことができる。尚、逆に、第１電位Ｖ1が最大で、且つ、第３電位Ｖ3が最小である場合でも、図１４、図１５と同様の効果が得られる。また、４つの電位Ｖ1〜Ｖ4が全てグランド電位よりも低い負の電位であっても同様の効果が得られる。
【００７０】
〈第３の例〉
４つの電位Ｖ1〜Ｖ4のうちの何れか１つがグランド電位であってもよい。例えば、図１６では、第１電位Ｖ1がグランド電位となっている。この場合には、ドライバＩＣ２１により共通電極１７及び個別電極２２に付与される電位の種類が３種類に減るため、ドライバＩＣ２１の構成を簡単にすることができ、ドライバＩＣ２１を含めた電子部品のコストを低減できる。
【００７１】
〈第４、第５の例〉
前記第１実施形態では、第１電位Ｖ1と第４電位Ｖ4が同じ電位であったが（図６参照）、図１７、図１８に示すように、第２電位Ｖ2と第３電位Ｖ3、又は、第２電位Ｖ2と第４電位Ｖ4が、同じ電位であってもよい。この場合も、ドライバＩＣ２１により共通電極１７及び個別電極２２に付与される電位の種類が３種類に減るため、ドライバＩＣ２１の構成を簡単にすることができ、そのコストを低減できる。
【００７２】
〈第６の例〉
前記第１実施形態においては、第１電位Ｖ1と第４電位Ｖ4が同じ電位であり、さらに、第２電位Ｖ2が第１電位Ｖ1と第３電位Ｖ3の中間の電位、つまり、Ｖ2＝（Ｖ3＋Ｖ1）／２となっていたが（図６参照）、それ以外の組み合わせでもこの条件を満たすことは可能である。例えば、図１９に示すように、第１電位Ｖ1と第４電位Ｖ4がともに同じ電位（＝−Ｖ3）であり、第２電位Ｖ2が第１電位Ｖ1と第３電位Ｖ3の中間の電位であるグランド電位となっていてもよい。この第６の例においても、インクを吐出口１５ａへ移送（流動）させる個別流路１５における、共通電極１７と個別電極２２の電位差Ａと、インクを移送させない個別流路１５における、共通電極１７と個別電極２２の電位差Ｂ、電位差Ｃ、及び、電位差Ｄとの差を、常に、｜Ｖ3−Ｖ1｜／２（＝Ｖ3）以上にすることができるため、インク移送動作及び停止動作をより安定的に行うことができる。さらに、第２電位Ｖ2がグランド電位であるため、ドライバＩＣ２１により共通電極１７及び個別電極２２に付与される電位の種類が、第１電位Ｖ1（＝第４電位Ｖ4）と第３電位Ｖ3の２種類に減るため、ドライバＩＣ２１の構成を簡単にすることができ、コスト低減効果が高まる。
【００７３】
〈第７の例〉
図２０に示すように、第２電位Ｖ2＝Ｖ1＋（Ｖ3−Ｖ1）×２／３＝（２Ｖ3＋Ｖ1）／３であり、さらに、第４電位Ｖ4＝Ｖ1＋（Ｖ3−Ｖ1）／３＝（Ｖ3＋２Ｖ1）／３であってもよい。この第７の例では、インクを吐出口１５ａへ移送（流動）させる個別流路１５における、共通電極１７と個別電極２２の電位差Ａと、インクを移送させない個別流路１５における、共通電極１７と個別電極２２の電位差Ｂ、電位差Ｃ、及び、電位差Ｄとの差を、常に、｜Ｖ3−Ｖ1｜×２／３の電位差とすることができるため、インク移送動作及び停止動作を安定的に行うことができる。
【００７４】
〈第８の例〉
さらに、図２１に示すように、４つの電位Ｖ1〜Ｖ4のうちの何れか１つ（図２１では第１電位Ｖ1）をグランド電位とすることで、ドライバＩＣ２１により共通電極１７及び個別電極２２に付与される電位の数を減らしてもよい。
【００７５】
〈第３変更形態〉
図２２に示すインク移送ヘッド１Ａのように、共通流路１４Ａを形成するヘッド本体１０Ａの内壁及び隔壁１３Ａに、共通流路１４Ａの上流側において、共通流路１４Ａの内側へ張り出した張出部３１が形成されることによって、各共通流路１４Ａとインク流入部１１との連通部分に、共通流路１４Ａよりも流路面積の狭い絞り部３２が設けられていてもよい。この構成によれば、隣接する共通流路１４Ａ間でのインクの電位差（隣接する共通電極１７の電位差）に起因して生じる、インク中の水分の電気分解等の悪影響が抑制される。また、共通流路１４Ａとインク流入部１１との間において多量のインクが流入し、又は流出することに起因して、各インク流路内のインクの電位が一時的に共通電極１７の電位からずれるのが抑制されるため、インクの電位が安定し、インク移送動作及び停止動作を確実に行うことができる。
【００７６】
〈第２実施形態〉
次に、本発明の第２実施形態について図２３〜図２９を参照して説明する。この第２実施形態においては、インク移送ヘッドの構成が前記第１実施形態と異なることから、インク移送ヘッドについて主に説明することとし、それ以外の第１実施形態とほぼ同じ構成のものについては適宜説明を省略する。
【００７７】
図２３〜図２５に示すように、第２実施形態のインク移送ヘッド４１は、その外郭を形成するヘッド本体４２を有し、さらに、このヘッド本体４２は図２３における左右方向に長い矩形状の基板４３と、この基板４３の後側部分の上面に設けられた箱状部材４４とを備えている。そして、基板４３の上面と箱状部材４４により、インク流入部５１（液体流入部）と、このインク流入部５１からそれぞれ分岐して前方へ延びる３つのインク流路５２が形成されている。尚、前記第１実施形態と同様に、箱状部材４４内のインクには、前方の記録用紙Ｐに向かう方向の流れを生じさせるように、インクタンク２（図１参照）のヘッド圧が常時作用しているが、この第２実施形態においても、ヘッド圧が作用していなくてもインクの移送は可能である。
【００７８】
図２５に示すように、インク流入部５１は、箱状部材４４の内部の後側部分に形成されている。また、図２３に示すように、各インク流路５２は、インク流入部５１に連なる共通流路５４と、この共通流路５４から分岐する３つの個別流路５５とを有する。共通流路５４も箱状部材４４内に形成されており、３つの共通流路５４はそれらの間において前後に延びる隔壁５３により互いに隔てられている。一方、個別流路５５は、箱状部材４４内に形成されて共通流路５４に連なる第１流路部５５ａと、箱状部材４４の外側の、基板４３の前側部分の上面に形成された第２流路部５５ｂを有する。各インク流路５２の３つの第１流路部５５ａは、それらの間において前後に延びる隔壁５６により互いに隔てられている。また、第１流路部５５ａと第２流路部５５ｂは、箱状部材４４の前面に形成された導出口４４ａを介して連通している。
【００７９】
共通流路５４の底面（基板４３の上面：流路形成面）には、この共通流路５４の幅方向のほぼ全域に亙って延びる平面視矩形状の共通電極５７が形成されており、共通流路５４内の導電性のインクは共通電極５７に常に接触している。また、３つの共通流路５４にそれぞれ設けられた共通電極５７は、基板４３に形成された３つの貫通孔５８ａ，５８ｂ，５８ｃに充填された導電性材料、及び、基板４３の下面に形成された３本の配線部６０ａ，６０ｂ，６０ｃを介して、それぞれドライバＩＣ６１に接続されている。そして、制御装置５０からの指令に基づいて、ドライバＩＣ６１から各共通電極５７に所定の２つの電位（第１電位Ｖ1と第２電位Ｖ2）の何れかが選択的に付与される。
【００８０】
各共通流路５４から分岐する３つの個別流路５５の第２流路部５５ｂの上面（流路形成面）には、導出口４４ａに隣接して３つの導出電極６２（個別電極）がそれぞれ形成されている。そして、各インク流路５２の導出電極６２は、その他のインク流路５２において同じ位置に設けられた導出電極６２とそれぞれ対応しており、対応する３つの導出電極６２が、基板４３に形成された３つの貫通孔６３ａ，６３ｂ，６３ｃに充填された導電性材料、及び、基板４３の下面に形成された３本の配線部６４ａ，６４ｂ，６４ｃを介して互いに導通している。また、これら互いに導通する導出電極６２は、配線部６４ａ，６４ｂ，６４ｃを介して、駆動回路であるドライバＩＣ６１に接続されており、制御装置５０からの指令に基づいて、ドライバＩＣ６１から、互いに導通する導出電極６２に対して所定の２つの電位（第３電位Ｖ3と第４電位Ｖ4）の何れかが共通に付与される。
【００８１】
さらに、各個別流路５５の第２流路部５５ｂの上面には、導出電極６２に隣接する位置から第２流路部５５ｂに沿って３つの移送電極６６が並べて設けられている。また、配置順の等しい移送電極６６は左右方向に１列に並べられている。さらに、基板４３の、各移送電極６６の中央部と重なる位置には、貫通孔６７が形成され、配置順の等しい移送電極６６が、貫通孔６７に充填された導電性材料と基板４３の下面に形成された配線部６８を介して互いに導通している。また、互いに導通する移送電極６６は、配線部６８を介してドライバＩＣ６１に接続されており、前述の導出電極６２と同じく、ドライバＩＣ６１から互いに導通する移送電極６６に対して所定の２つの電位（第３電位Ｖ3と第４電位Ｖ4）の何れかが共通に付与される。
【００８２】
基板４３の上面の、箱状部材４４の外部の領域には、絶縁層６５が、全ての導出電極６２及び全ての移送電極６６を覆うように連続的に設けられている。ここで、インクと導出電極６２との間に電位差がない状態では、第２流路部５５ｂの絶縁層６５の表面におけるインクの濡れ角は、第１流路部５５ａの内面におけるインクの濡れ角よりも大きい。しかし、インクと導出電極６２又は移送電極６６との間に電位差が生じたときには、エレクトロウェッティング現象によりそれらの電極を覆う絶縁層６５の表面におけるインクの濡れ角は低下する。
【００８３】
そして、この第２実施形態のインク移送ヘッド４１では、前記第１実施形態と同様に、ドライバＩＣ６１から、インクと接触する共通電極５７に第１電位Ｖ1が付与され、且つ、導出電極６２又は移送電極６６に第３電位Ｖ3が付与されたときには、その電位差Ｖ3−Ｖ1は限界電位差Ｖａ（図５参照）以上となるため、その導出電極６２又は移送電極６６を覆う絶縁層６５の表面におけるインクの濡れ角が限界濡れ角θａ以下となる。このとき、第３電位Ｖ3が付与された電極を覆う絶縁層６５の表面にインクが存在し得る状態となる。そのため、第３電位Ｖ3が付与された電極が配置された領域へインクが移動できるようになる。一方、それ以外の電位の組み合わせ、つまり、共通電極５７に第２電位Ｖ2が付与されている場合、あるいは、導出電極６２又は移送電極６６に第４電位Ｖ4が付与されている場合には、インクと導出電極６２又は移送電極６６との間の電位差は限界電位差Ｖａよりも小さく、絶縁層６５の部分の表面におけるインクの濡れ角は限界濡れ角θａよりも大きいため、この領域にはインクは存在できない。
【００８４】
尚、絶縁層６５の上面には、第２流路部５５ｂの両側において前後方向に延在する電極６９がさらに設けられている。特に図示しないが、この電極６９もドライバＩＣ６１に接続されており、ドライバＩＣ６１を介して常にグランド電位に保持されている。
【００８５】
この第２実施形態のインク移送ヘッド４１によるインク移送動作について、図２６〜図２９を参照して説明する。尚、この第２実施形態における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の組み合わせは、前記第１実施形態の図６に示す組み合わせと同じである。また、第３電位Ｖ3を３０Ｖ、第２電位Ｖ2（＝Ｖ3／２）を１５Ｖとし、また、限界電位差Ｖａを２５Ｖとする。従って、第３電位Ｖ3と第１電位Ｖ1の電位差Ｖ3−Ｖ1（＝３０Ｖ）は限界電位差Ｖａよりも大きいが、その他の電位の組み合わせにおける電位差（例えば、第３電位Ｖ3と第２電位Ｖ2の電位差Ｖ3−Ｖ2（＝１５Ｖ））は、限界電位差Ｖａよりも小さい。
【００８６】
全ての共通電極５７がグランド電位（第１電位）に保持され、さらに、全ての導出電極６２もグランド電位（第４電位）に保持されている状態では、共通電極５７に接触するインクと導出電極６２との間の電位差は０となり、限界電位差Ｖａよりも小さい。このとき、導出電極６２の表面を覆う絶縁層６５におけるインクの濡れ角が限界濡れ角θａよりも高いことから、全てのインク流路５２において、第１流路部５５ａ内のインクＩが導出口４４ａから第２流路部５５ｂへ流れ出ることはない。
【００８７】
図２６、図２７に示すように、右端と中央の２つの共通流路５４に形成された２つの共通電極５７に対してドライバＩＣ６１から１５Ｖの電位（第２電位）がそれぞれ付与され、さらに、各インク流路５２の、右端及び中央にそれぞれ位置する２つの個別流路５５に形成された２つの導出電極６２に対して、ドライバＩＣ６１から３０Ｖの電位（第３電位）がそれぞれ付与されたとする。ここで、前述したように、３つのインク流路５２に関して、対応する導出電極６２が配線部６０ａ〜６０ｃを介して互いに導通していることから、全てのインク流路５２に関して、右端及び中央に位置する個別流路５５（第２流路部５５ｂ）の導出電極６２に同時に３０Ｖの電位が付与される。
【００８８】
このとき、左端のインク流路５２の３つの個別流路５５のうち、中央及び右端に位置する２つの個別流路５５（第２流路部５５ｂ）においては、共通電極５７に接触するインクと導出電極６２との間の電位差が３０Ｖとなり、限界電位差Ｖａよりも大きくなるため、導出電極６２を覆う絶縁層６５の表面におけるインクの濡れ角θが低下して限界濡れ角θａより小さくなる。また、箱状部材４４内の第１流路部５５ａのインクには、前方へ向かう方向の流れを生じさせるように、インクタンク２のヘッド圧が常時作用している。そのため、第１流路部５５ａのインクＩが導出口４４ａを介して第２流路部５５ｂの導出電極６２の位置へ流れ出す。一方、右端及び中央のインク流路５２において中央及び右端に位置する２つの個別流路５５においては、共通電極５７に接触するインクと導出電極６２との間の電位差が１５Ｖとなるが、この電位差は限界電位差Ｖａより小さいため、第１流路部５５ａのインクＩが導出口４４ａから第２流路部５５ｂへ流れ出すことはない。従って、共通電極５７がグランド電位で、且つ、導出電極６２が３０Ｖの電位である、左端のインク流路５２の２つの個別流路５５においてのみ、インクが導出口４４ａから導出される。すなわち、第１の実施形態と同様に、本実施形態のインク移送ヘッドにおいてもマトリクス駆動が可能である。
【００８９】
その後、図２８、図２９に示すように、全ての導出電極６２の電位をグランド電位（第４電位）にし、且つ、導出電極６２に隣接する移送電極６６に対して３０Ｖの電位（第３電位）が共通に付与されると、インクと導出電極６２との間の電位差は０となる一方で、インクと移送電極６６との間の電位差が３０Ｖとなり、限界電位差Ｖａよりも大きくなる。すると、導出口４４ａからインクが導出された個別流路５５においては、導出電極６２を覆う絶縁層６５の表面におけるインクの濡れ角が限界濡れ角θａより大きくなると同時に、移送電極６６を覆う絶縁層６５の表面におけるインクの濡れ角が限界濡れ角θａより小さくなるため、インクＩが、導出電極６２の位置から移送電極６６の位置へ移動する。そして、前後に並ぶ３つの移送電極６６に対して後方から前方へ順番に３０Ｖの電位を付与していくことにより、インクの液滴を前方の記録用紙Ｐへ移送することができる。ここで、第２流路部５５ｂの両側には、常にグランド電位に保持された電極が設けられているため、導出口４４ａから第２流路部５５ｂへ導出されたインクは常にグランド電位に保持される。そのため、インクの電位が変動することがなく、安定的にインクを前方へ移送することができる。
【００９０】
〈第３実施形態〉
次に、本発明の第３実施形態について図３０〜図３５を参照して説明する。この第３実施形態においても、インク移送ヘッドの構成が前記第１実施形態と異なることから、このインク移送ヘッドについて主に説明することとし、それ以外の第１実施形態とほぼ同じ構成のものについては適宜説明を省略する。
【００９１】
図３０〜図３２に示すように、第３実施形態のインク移送ヘッド７１は、その外郭を構成するヘッド本体７２を有し、さらに、このヘッド本体７２は平面視で左右に長い矩形状の基板７３と、この基板７３の後側部分の上面に設けられた箱状部材７４とを備えている。そして、基板７３の上面と箱状部材７４により、インク流入部８１（液体流入部）とこのインク流入部８１からそれぞれ分岐して前方へ延びる３つのインク流路８２が形成されている。
【００９２】
図３２に示すように、インク流入部８１は、箱状部材７４の内部の後側部分に形成されている。また、図３０に示すように、各インク流路８２は、インク流入部８１に連なる共通流路８４と、この共通流路８４から分岐する３つの個別流路８５とを有する。共通流路８４も箱状部材７４内に形成されており、３つの共通流路８４はそれらの間において前後に延びる隔壁８３により互いに隔てられている。一方、各個別流路８５は、基板７３の、箱状部材７４の外側の、前側部分の上面に形成されている。また、各インク流路８２の３つの個別流路８５は、それらの間において前後に延びる隔壁８６により互いに隔てられている。従って、図３２に示すように、各個別流路８５は上方に開放された形状に形成されている。また、各個別流路８５の先端には前方へ開口する吐出口８５ａが設けられている。尚、この第３実施形態では、前記第１、第２実施形態とは異なり、インク流路８２内のインクには、吐出口８５ａへ向かう流れを生じさせる圧力は作用していない（圧力付与機構が設けられていない）。
【００９３】
各共通流路８４の底面（基板７３の上面：流路形成面）には、この共通流路８４の幅方向のほぼ全域に亙って延びる平面視矩形状の共通電極８７が形成されており、共通流路８４内の導電性のインクは共通電極８７に常に接触している。また、３つの共通流路８４にそれぞれ設けられた共通電極８７は、基板７３に形成された３つの貫通孔８８ａ，８８ｂ，８８ｃに充填された導電性材料、及び、基板７３の下面に形成された３本の配線部９０ａ，９０ｂ，９０ｃを介して、ドライバＩＣ９１に接続されている。そして、制御装置８０からの指令に基づいて、所望の共通電極８７に対してドライバＩＣ９１から所定の２つの電位（第１電位Ｖ1と第２電位Ｖ2）の何れかが選択的に付与される。
【００９４】
各共通流路８４から分岐する３つの個別流路８５の上面（流路形成面）には、それぞれ個別電極９２が形成されている。図３０に示すように、各個別電極９２の、前後方向の略中央部は、幅方向両側から鋭角的にくびれて部分的に幅が狭くなっており、各個別電極９２は、個別流路８５の吐出口８５ａよりもやや上流側に配置されている。また、各インク流路８２の個別電極９２は、その他のインク流路８２の同じ位置に設けられた個別電極９２とそれぞれ対応しており、対応する個別電極９２が、基板７３に形成された３つの貫通孔９３ａ，９３ｂ，９３ｃに充填された導電性材料、及び、基板７３の下面に形成された３本の配線部９４ａ，９４ｂ，９４ｃを介して互いに導通している。また、これら互いに導通する個別電極９２は、配線部９４ａ〜９４ｃを介して、駆動回路であるドライバＩＣ９１に接続されており、制御装置８０からの指令に基づいて、ドライバＩＣ９１から、互いに導通する個別電極９２に対して所定の２つの電位（第３電位Ｖ3と第４電位Ｖ4）の何れかが共通に付与される。
【００９５】
また、各個別電極９２の表面には、個別電極９２を完全に覆う絶縁層９５が形成されている。ここで、インクと個別電極９２との間に電位差がない状態では、絶縁層９５の表面におけるインクの濡れ角は、絶縁層９５が形成されていない領域における個別流路８５の内面におけるインクの濡れ角よりも大きくなり、絶縁層９５の表面にインクが存在し得ない状態となっている。しかし、インクと個別電極９２との間に所定の限界電位差Ｖａ（図５参照）以上の電位差が生じたときには、エレクトロウェッティング現象により絶縁層９５におけるインクの濡れ角は限界電位差θａ以下まで低下する。尚、限界濡れ角θａは、個別流路８５の内面の、絶縁層９５が形成されていない領域におけるインクの濡れ角に等しい。
【００９６】
また、絶縁層９５は個別流路８５の幅方向全域に亙って形成されているが、個別電極９２の、前後方向略中央部がくびれているために、個別流路８５の幅方向両端に位置する２つの領域９６には、個別流路８５の底面に個別電極９２を介さずに絶縁層９５が直接形成されており、これら２つの領域９６では、絶縁層９５が形成されていない領域における個別流路８５の内面よりも、インクの濡れ角が常に高くなっている。そのため、インクと個別電極９２との間の電位差に関わらず、これら２つの領域９６をインクが濡らすことはなく、これらの領域９６には常に空気が存在している（図３４参照）。
【００９７】
そして、インクと個別電極９２との間の電位差が限界電位差Ｖａ以上のときには、個別電極９２を覆う絶縁層９５の表面におけるインクの濡れ角が限界濡れ角θａ以下となる。このときには、個別電極９２を覆う領域における絶縁層９５の表面にインクが存在し得る状態となるが、個別流路８５内のインクには吐出口８５ａへ向かう流れが作用していないため、インクの表面張力により吐出口８５ａ付近にメニスカスが形成されることから、吐出口８５ａからインクは吐出されない。この状態で、インクと個別電極９２との間の電位差を限界電位差Ｖａよりも小さくして、個別電極９２を覆う領域における絶縁層９５の表面におけるインクの濡れ角を、限界濡れ角θａより大きくした場合には、濡れ角の高い２つの領域９６から絶縁層９５の表面全体に空気が広がるとともに、絶縁層９５の表面に存在していたインクが個別流路８５の上流側と下流側にそれぞれ流れ、下流側に流れたインクの圧力により吐出口８５ａ付近に形成されたメニスカスが破壊されて、吐出口８５ａからインクが吐出される。即ち、第３実施形態のインク移送ヘッド７１では、前記第１実施形態及び第２実施形態とは異なり、インクと個別電極９２との間の電位差が限界電位差Ｖａ以上のときには、個別流路８５内でインクは流動しない（吐出されない）が、インクと個別電極９２との間の電位差が限界電位差Ｖａよりも小さくなったときには、インクが吐出口８５ａへ流れて吐出される。
【００９８】
さらに、この第３実施形態では、ドライバＩＣ９１から共通電極８７又は個別電極９２に付与される４つの電位Ｖ1〜Ｖ4は、制御装置８０により少なくとも次のような関係が成立するように設定されている。まず、共通電極８７に第１電位Ｖ1が付与されるとともに、個別電極９２に第３電位Ｖ３が付与されたときに、共通電極８７に接触するインクと個別電極９２の間の電位差が限界電位差Ｖａより小さくなってインクが流動する（吐出される）ように、｜Ｖ3−Ｖ1｜＜Ｖａの関係が成立している。一方で、共通電極８７と個別電極９２の電位が上記以外の組み合わせであるときには、インクと個別電極９２の間の電位差が限界電位差Ｖａ以上になってインクが流動しない（吐出されない）ように、｜Ｖ4−Ｖ1｜≧Ｖａ、｜Ｖ3−Ｖ2｜≧Ｖａ、｜Ｖ4−Ｖ2｜≧Ｖａのそれぞれの関係が成立している。
【００９９】
さらに、４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の好ましい組み合わせの一例を図３３に示す。尚、この図３３において、電位差Ａは、第３電位Ｖ3と第１電位Ｖ1の電位差｜Ｖ3−Ｖ1｜であり、この電位の組み合わせでは、個別流路８５内においてインクが流動する。一方、電位差Ｂは第４電位Ｖ4と第１電位Ｖ1の電位差｜Ｖ4−Ｖ1｜、電位差Ｃは第３電位Ｖ３と第２電位Ｖ２の電位差｜Ｖ3−Ｖ2｜、電位差Ｄは第４電位Ｖ4と第２電位Ｖ2の電位差｜Ｖ4−Ｖ2｜であり、これらの電位の組み合わせでは、個別流路８５内においてインクが流動しない（停止状態）。
【０１００】
図３３に示すように、第１電位Ｖ1と第３電位Ｖ3はともにグランド電位（ＧＮＤ）であり、さらに、第２電位Ｖ2は、第１電位Ｖ1と第４電位Ｖ4の中間の電位となっている。つまり、Ｖ2＝（Ｖ4＋Ｖ1）／２＝Ｖ4／２である。そのため、インクを吐出口８５ａへ移送（流動）させる個別流路８５における、共通電極８７と個別電極９２の電位差Ａと、インクを移送させない個別流路８５における、共通電極８７と個別電極９２の電位差Ｂ、電位差Ｃ、又は、電位差Ｄとの差を、常にＶ4／２以上にすることができ、インク移送動作及び停止動作を安定的に行うことができる。また、第１電位Ｖ1及び第３電位Ｖ3はともにグランド電位であることから、ドライバＩＣ９１により共通電極８７及び個別電極９２に付与される電位の種類が、第２電位Ｖ2と第４電位Ｖ4の２種類に減るため、ドライバＩＣ９１の構成をさらに簡単にすることができ、ドライバＩＣ９１等を含む電装系のコストを低減することができる。
【０１０１】
次に、第３実施形態のインク移送ヘッド７１によるインク移送動作（吐出動作）について図３４〜図３７を参照して説明する。尚、以下の説明においては、第４電位Ｖ4を３０Ｖ、第２電位Ｖ2（＝Ｖ4／２）を１５Ｖとし、限界電位差Ｖａを１０Ｖとする。従って、第３電位Ｖ3と第１電位Ｖ1の電位差Ｖ3−Ｖ1（＝０Ｖ）は限界電位差Ｖａより小さいが、それ以外の電位の組み合わせにおける電位差（Ｖ4−Ｖ1（＝３０Ｖ）、Ｖ4−Ｖ1（＝１５Ｖ）、Ｖ4−Ｖ1（＝１５Ｖ））は限界電位差Ｖａよりも大きくなっている。
【０１０２】
図３４、図３５に示すように、全ての共通電極８７がグランド電位（第１電位）に保持されるとともに、全ての個別電極９２に３０Ｖの電位（第４電位）が付与されている状態では、全ての個別流路８５内のインクＩと個別電極９２の電位差は３０Ｖであり、限界電位差Ｖａよりも大きいことから、絶縁層９５の表面におけるインクの濡れ角θは限界濡れ角θａよりも小さくなっている。そのため、インクは個別電極９２が形成された位置を含む個別流路８５全体に亙って存在することになるが、個別流路８５内のインクには吐出口８５ａへ向かう流れが作用していないため、吐出口８５ａ付近にメニスカスが形成され、吐出口８５ａからインクＩは吐出されない。尚、基板７３の上面の、個別電極９２がくびれた部分の外側に形成された２つの領域９６においては、インクの濡れ角が個別流路８５の内面よりも常に高くなっているため、空気が存在している。
【０１０３】
この状態から、図３６、図３７に示すように、左端と中央のインク流路８２にそれぞれ設けられた２つの共通電極８７に対してドライバＩＣ９１から１５Ｖの電位（第２電位）が付与され、さらに、各インク流路８２の、左端及び中央にそれぞれ位置する２つの個別流路８５に形成された２つの個別電極９２の電位が、グランド電位（第３電位）に切り換えられたとする。ここで、３つのインク流路８２に関して、対応する個別電極９２が配線部９４ａ〜９４ｃを介して互いに導通しているため、全てのインク流路８２に関して、左端及び中央に位置する個別流路８５の個別電極９２の電位が同時にグランド電位に切り換えられる。
【０１０４】
このとき、右端のインク流路８２の、左端と中央に位置する２つの個別流路８５においては、共通電極８７に接触するインクＩと個別電極９２との間の電位差が０Ｖとなり、限界電位差Ｖａより小さくなるため、絶縁層９５の表面におけるインクの濡れ角θは限界濡れ角θａよりも大きくなる。すると、個別流路８５の幅方向両端に位置する２つの領域９６から絶縁層９５の表面全体に空気が広がるとともに、絶縁層９５の表面に存在していたインクが個別流路８５の上流側と下流側にそれぞれ流れ出す。このとき、絶縁層９５の下流側に流れたインクＩの圧力により吐出口８５ａ付近に形成されたメニスカスが破壊されて、吐出口８５ａからインクＩが吐出される。
【０１０５】
一方、左端及び中央のインク流路８２において左端と中央に位置する２つの個別流路８５においては、共通電極８７に接触するインクＩと個別電極９２との間の電位差が低下して１５Ｖとなるが、この電位差は限界電位差Ｖａよりも大きいため、絶縁層９５の表面におけるインクの濡れ角θは限界濡れ角θａよりも小さい。そのため、絶縁層９５の表面から下流側にインクが流れず、吐出口８５ａからインクが吐出されない。従って、共通電極８７と個別電極９２がともにグランド電位である、右端のインク流路８２の２つの個別流路８５においてのみ、インクＩが吐出口８５ａから吐出される。このように、第３の実施形態においても、マトリクス駆動が可能である。
【０１０６】
また、この第３実施形態では、インクと個別電極９２との間の電位差が限界電位差Ｖａよりも小さく、絶縁層９５の表面の濡れ角が限界濡れ角θａより大きくなったときに、絶縁層９５の表面に存在していたインクが吐出口８５ａへ流れて、吐出口８５ａからインクが吐出されるため、個別流路８５内のインクに吐出圧力を付与する圧力付与機構が不要になり、プリンタの構成を簡単にすることができる。
【０１０７】
尚、この第３実施形態についても、４つの電位Ｖ1〜Ｖ4は、図３３に示す以外にも、前述した関係（｜Ｖ3−Ｖ1｜＜Ｖａ、｜Ｖ4−Ｖ1｜≧Ｖａ、｜Ｖ3−Ｖ2｜≧Ｖａ、及び、｜Ｖ4−Ｖ2｜≧Ｖａ）を満たす限り、様々な値をとることができる。以下、これら４つの電位の組み合わせのうち、好ましい例をいくつか説明する。
【０１０８】
〈第１の例〉
４つの電位Ｖ1〜Ｖ4のうちの何れか１つがグランド電位であることが好ましい。例えば、図３８では、第１電位Ｖ1がグランド電位となっている。この場合には、ドライバＩＣ９１により共通電極８７及び個別電極９２に付与される電位の種類が３種類に減るため、ドライバＩＣ９１の構成を簡単にすることができ、コストを低減できる。
【０１０９】
〈第２の例〉
また、図３９に示すように、第１電位Ｖ1と第３電位Ｖ3が同じ電位であることも好ましい。この場合も、ドライバＩＣ９１により共通電極８７及び個別電極９２に付与される電位が３種類に減るため、ドライバＩＣ９１の構成を簡単にすることができ、電装系のコストを低減できる。
【０１１０】
〈第３の例〉
また、前述した第３実施形態においては、第１電位Ｖ1と第３電位Ｖ3が同じ電位であり、さらに、第２電位Ｖ2が、第１電位Ｖ1と第４電位Ｖ4の中間の電位、つまり、Ｖ2＝（Ｖ3＋Ｖ1）／２となっていたが（図３３参照）、それ以外の組み合わせでもこの条件を満たすことは可能である。例えば、図４０に示すように、第１電位Ｖ1と第３電位Ｖ3がともに同じ電位（＝−Ｖ4）であり、第２電位Ｖ2が第１電位Ｖ1と第４電位Ｖ4の中間の電位であるグランド電位となっていてもよい。この第３の例においても、インクを吐出口８５ａへ移送（流動）させる個別流路８５における、共通電極８７と個別電極９２の電位差Ａと、インクを移送させない個別流路８５における、共通電極８７と個別電極９２の電位差Ｂ、電位差Ｃ、又は、電位差Ｄとの差を、常に、｜Ｖ4−Ｖ1｜／２（＝Ｖ4）以上にすることができるため、インク移送動作及び停止動作をより安定的に行うことができる。さらに、第２電位Ｖ2がグランド電位であるため、ドライバＩＣ９１により共通電極８７及び個別電極９２に付与される電位の種類が、第１電位Ｖ1（＝第３電位Ｖ3）と第４電位Ｖ4の２種類に減り、ドライバＩＣ９１の構成をさらに簡単にすることができ、電装系のコスト低減効果が高まる。
【０１１１】
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。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】
【０１１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプリンタの概略構成図である。
【図２】インク移送ヘッドの横断面図である。
【図３】インク移送ヘッドの底面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】インクと個別電極の間の電位差Ｖと、個別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６】第１実施形態の共通電極又は個別電極に付与される４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係の一例を示す図である。
【図７】インクを吐出していない状態におけるインク移送ヘッドの横断面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】ある吐出口からインクを吐出している状態におけるインク移送ヘッドの横断面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】別の吐出口からインクを吐出している状態におけるインク移送ヘッドの横断面図である。
【図１２】さらに別の吐出口からインクを吐出している状態におけるインク移送ヘッドの横断面図である。
【図１３】第１実施形態の変更形態１のプリンタの概略構成図である。
【図１４】第２変更形態の第１の例における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係を示す図である。
【図１５】第２変更形態の第２の例における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係を示す図である。
【図１６】第２変更形態の第３の例における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係を示す図である。
【図１７】第２変更形態の第４の例における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係を示す図である。
【図１８】第２変更形態の第５の例における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係を示す図である。
【図１９】第２変更形態の第６の例における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係を示す図である。
【図２０】第２変更形態の第７の例における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係を示す図である。
【図２１】第２変更形態の第８の例における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係を示す図である。
【図２２】第３変更形態のインク移送ヘッドの横断面図である。
【図２３】第２実施形態のインク移送ヘッドの横断面図である。
【図２４】インク移送ヘッドの底面図である。
【図２５】図２３のＤ−Ｄ線断面図である。
【図２６】一部の導出口からインクが導出された状態におけるインク移送ヘッドの横断面図である。
【図２７】図２６のＥ−Ｅ線断面図である。
【図２８】インク移送状態におけるインク移送ヘッドの横断面図である。
【図２９】図２８のＦ−Ｆ線断面図である。
【図３０】第３実施形態のインク移送ヘッドの横断面図である。
【図３１】インク移送ヘッドの底面図である。
【図３２】図３０のＧ−Ｇ線断面図である。
【図３３】第３実施形態の共通電極又は個別電極に付与される４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係の一例を示す図である。
【図３４】インクを吐出していない状態におけるインク移送ヘッドの横断面図である。
【図３５】図３４のＨ−Ｈ線断面図である。
【図３６】インク吐出状態のインク移送ヘッドの横断面図である。
【図３７】図３６のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３８】第３実施形態の第１の例における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係を示す図である。
【図３９】第３実施形態の第２の例における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係を示す図である。
【図４０】第３実施形態の第３の例における４つの電位Ｖ1〜Ｖ4の関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１，１Ａ  インク移送ヘッド
２  インクタンク
３  制御装置
１１  インク流入部
１２  インク流路
１３，１３Ａ  隔壁
１４，１４Ａ  共通流路
１５  個別流路
１５ａ  吐出口
１７  共通電極
２１  ドライバＩＣ
２２  個別電極
２５  絶縁層
３０  加圧ポンプ
４１  インク移送ヘッド
５０  制御装置
５１  インク流入部
５２  インク流路
５４  共通流路
５５  個別流路
５７  共通電極
６１  ドライバＩＣ
６２  導出電極（個別電極）
６５  絶縁層
７１  インク移送ヘッド
８０  制御装置
８１  インク流入部
８２  インク流路
８４  共通流路
８５  個別流路
８５ａ  吐出口
８７  共通電極
９１  ドライバＩＣ
９２  個別電極
９５  絶縁層
１００，１００Ａ  プリンタ
【図１】
2007090869.tif 000003
【図２】
2007090869.tif 000004
【図３】
2007090869.tif 000005
【図４】
2007090869.tif 000006
【図５】
2007090869.tif 000007
【図６】
2007090869.tif 000008
【図７】
2007090869.tif 000009
【図８】
2007090869.tif 000010
【図９】
2007090869.tif 000011
【図１０】
2007090869.tif 000012
【図１１】
2007090869.tif 000013
【図１２】
2007090869.tif 000014
【図１３】
2007090869.tif 000015
【図１４】
2007090869.tif 000016
【図１５】
2007090869.tif 000017
【図１６】
2007090869.tif 000018
【図１７】
2007090869.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2007090869.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2007090869.tif 000030
【図２９】
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【図３０】
2007090869.tif 000032
【図３１】
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【図３２】
2007090869.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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