JP2004284238A - 液体噴射装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サブタンクの弾性隔壁の変位量を少しでも多くしつつ弾性隔壁の作動耐久性の向上を図る液体噴射装置とその製造方法を提供する。
【解決手段】往復動をするキャリッジ２に液体噴射ヘッド４とサブタンク３とを搭載し、サブタンク３に配置した液体貯留室２０の一部が弾性隔壁３１によって形成され、液体貯留室２０の内方に向う弾性隔壁３１の変位に対して作用する補助弾性体３２が配置され、装置本体１側に配置された液体供給源７から供給される液体をサブタンク３の液体貯留室２０に貯留し、この液体を液体噴射ヘッド４に供給するように構成し、弾性隔壁３１の内面に凹溝３５を、加熱条件下で補助弾性体３２が弾性隔壁３１に食い込むようにして成形した。これにより、弾性隔壁３１の変位量を大きく設定して、小型のサブタンク３が構成される。そして、補助弾性体３２を利用して凹溝３５が簡単に成形される。
【選択図】 図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体噴射ヘッドとサブタンクとを搭載したキャリッジを備え、装置本体側に配設された液体供給源から液体供給路を通じてサブタンクに液体を供給し、このサブタンクに貯留された液体を液体噴射ヘッドに供給するように構成した液体噴射装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体をノズル開口から噴射させる液体噴射装置は、種々な液体を対象にしたものが知られているが、そのなかでも代表的なものとして、インクジェット式記録装置に装着される記録ヘッドをあげることができる。そこで、従来の技術を上記インクジェット式記録装置を例にとって説明する。
【０００３】
下記の特許文献１に開示されているように、インクジェット式記録装置として代表的なインクジェットプリンタは、記録紙などの記録媒体にインク滴を吐出することによって画像や文字などを記録する構成となっている。
【０００４】
Ａ０版などの大判の記録紙に対応したプリンタや業務用などの比較的大量の印刷に対応したプリンタでは、インクの消費量が多いために大容量のインクを収容する必要があり、多色のインクを用いてカラー印刷を可能としたプリンタにおいてはその色数分のインクを収容する必要がある。このため、多量のインクが収容できるインクタンクやインクカートリッジ等のインク供給源をプリンタ本体側に配設し、このインク供給源からインク供給チューブを介して記録ヘッドへインクを供給する構成が採られている。
【０００５】
この構成では、記録ヘッドへのインクの供給を安定させるためにキャリッジにサブタンクを搭載しており、インク供給チューブを通じて供給されたインクを一旦サブタンク内に貯留してから記録ヘッドへ供給している。このサブタンクには、インク貯留室が一体的に設けられ、インク貯留室の一部が弾性隔壁によって形成されている。このように弾性隔壁が配置されていることにより、キャリッジの走査に伴うインクの圧力変動を吸収し、記録ヘッドへのインクの供給を安定させている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１１５０９２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インクジェット式記録装置を構成する部品は、できるだけ小型化して装置のコンパクト化やそれに伴う原価低減を積極的に推進する必要性がある。このような状況下にあって、上記のようなキャリッジにサブタンクや記録ヘッドを装備している形式のものにおいては、特にサブタンクの小型化が一層強く求められる。これを実現するためには上記弾性隔壁の変位量を多くして、小型のサブタンクによってインクの圧力変動を十分に吸収することが得策であるが、ここにおいて、弾性隔壁の変位量を少しでも多くしつつ弾性隔壁の作動耐久性を向上させることが課題となる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、サブタンクの弾性隔壁の変位量を少しでも多くしつつ弾性隔壁の作動耐久性の向上を図る液体噴射装置とその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射装置は、所定の方向に沿って往復動するキャリッジに液体噴射ヘッドとサブタンクとを搭載し、上記サブタンクに配置した液体貯留室の一部が所定面積の弾性隔壁によって形成され、装置本体側に配置された液体供給源から液体供給路を介して供給される液体をサブタンクの上記液体貯留室に貯留し、この貯留された液体を上記液体噴射ヘッドに供給するように構成した液体噴射装置であって、上記弾性隔壁に凹溝が形成されていることを要旨とする。
【００１０】
すなわち、本発明の液体噴射装置は、上記弾性隔壁に凹溝が形成されている。このため、液体圧力が高くなったときには、弾性隔壁が液体貯留室の外方へ膨らみ、また、液体圧力が低くなったときには、液体貯留室の内方へへこんで、液体の圧力変動を吸収する。このときに弾性隔壁には凹溝が形成されているので、弾性隔壁は凹溝において湾曲しやすい状態となり、液体の圧力変動に的確に順応した膜運動がえられる。したがって、弾性隔壁の往復変位による液体貯留室の容積変化量が拡大され、これにともなってサブタンクの容積を小さくできて、引いてはサブタンクの部品としての小型化が実現する。
【００１１】
本発明の液体噴射装置において、上記液体貯留室の容積が小さくなる方向の上記弾性隔壁の変位に対向した弾力を有する補助弾性体が液体貯留室内に配置されている場合には、上述のように十分な変動幅をもって往復変位をする弾性隔壁が過剰に液体貯留室の内方へ変位するのを制限する。したがって、弾性隔壁のへこみ形状が常に均一な正常な形状にたもたれ、的確な弾性隔壁の変位がえられる。
【００１２】
本発明の液体噴射装置において、上記凹溝が、弾性隔壁の内面に形成されている場合には、サブタンクの容積はこの凹溝の容積により拡大され、小型のサブタンクであっても拡大された容積を確保するのに有効である。
【００１３】
本発明の液体噴射装置において、上記凹溝が、上記補助弾性体と適合した凹部形状である場合には、弾性隔壁が液体貯留室の容積が小さくなる方向に変位するとき、上記凹溝内に補助弾性体が相対的にはまり込むので、弾性隔壁と補助弾性体との相対位置が正確に維持され、補助弾性体から弾性隔壁への弾力が適正な箇所に正確に作用する。したがって、弾性隔壁のへこみ形状が常に均一な正常な形状にたもたれ、的確な弾性隔壁の変位がえられる。
【００１４】
本発明の液体噴射装置において、上記補助弾性体が、細長い弾性体から構成されている場合には、補助弾性体を細長い弾性体で撓みやすく形成できるので、弾性隔壁の変位に的確に順応でき、サブタンク内が負圧になるときに十分な弾性隔壁の変位量がえられて、液体の圧力変動に対して適正な作用がえられる。
【００１５】
本発明の液体噴射装置において、上記補助弾性体が、少なくとも２箇所で液体貯留室を形成するサブタンクの所定の部位に結合されている場合には、上記２つの結合個所のあいだで補助弾性体に撓み変位を行わせることができて、サブタンク内が負圧になるときに十分な弾性隔壁の変位量がえられて、液体の圧力変動に対して適正な作用がえられる。
【００１６】
本発明の液体噴射装置において、上記補助弾性体が、両端が上記サブタンクの所定の部位に結合されている基部とこの基部から分岐している枝部から構成されている場合には、上記２つの結合個所のあいだで上記基部に撓み変位を行わせることができ、それに伴って枝部も変位するので、弾性隔壁全域にわたって補助弾性体の弾力作用をえることができる。
【００１７】
本発明の液体噴射装置において、上記枝部が、弾性隔壁の壁面において所定間隔で配置されている場合には、枝部の弾力作用が弾性隔壁の全域にわたって均等に作用し、弾性隔壁の変形形状を正常に維持できる。
【００１８】
本発明の液体噴射装置において、上記補助弾性体が、帯状の弾性板によって形成されている場合には、補助弾性体を帯状の弾性板で撓みやすく形成できるので、弾性隔壁の変位に的確に順応でき、サブタンク内が負圧になるときに十分な弾性隔壁の変位量がえられて、液体の圧力変動に対して適正な作用がえられる。また、板材で補助弾性体が構成されているので、打抜き加工等で簡単に製作することができる。
【００１９】
本発明の液体噴射装置において、上記補助弾性体が、弾性線材によって形成されている場合には、屈曲や湾曲が行いやすいので、所要の弾力作用を弾性隔壁全域にわたって及ぼすことができ、弾性隔壁の変形形状を正常に維持できる。
【００２０】
本発明の液体噴射装置において、上記凹溝の奥部隅角部が、丸みをもたせた形状である場合には、弾性隔壁が膨らんだりへこんだりするときに上記奥部隅角部に応力が集中しやすいのであるが、丸みをもたせた形状であるために、応力集中を緩和させて弾性隔壁の耐久性を高めることができる。
【００２１】
本発明の液体噴射装置において、上記奥部隅角部に対応する補助弾性体の角部が、丸みをもたせた形状である場合には、補助弾性体の角部によって凹溝の奥部隅角部に傷等をつけることがないので、弾性隔壁の損傷を回避してその耐久性を向上させることができる。
【００２２】
本発明の液体噴射装置において、上記弾性隔壁に保護膜が接合され、上記保護膜の融点が弾性隔壁の融点や弾性隔壁が接合されるサブタンクの部位の融点よりも高く設定されている場合には、所定の加熱温度の加圧金型等で上記保護膜側を加圧することにより、弾性隔壁と上記サブタンクの部位との溶着は確実に達成され、他方、保護膜は溶融しない状態で仕上り外観が良好となる。さらに、弾性隔壁に形成された凹溝の深さが何等かの要因で過大になっても、保護膜による補強作用があるので、弾性隔壁としての機能を損なうことがない。
【００２３】
本発明の液体噴射装置において、上記弾性隔壁は、ポリフェニレンサルファイドフィルムまたはポリイミドフィルム等の合成樹脂製フィルムである場合には、これらの合成樹脂で形成されたフィルムが、液体に対して十分な化学的耐久性を発揮するとともに、液体の圧力変動に適合したコンプライアンス機能がえられる。
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射装置の製造方法は、所定の方向に沿って往復動するキャリッジに液体噴射ヘッドとサブタンクとを搭載し、上記サブタンクに配置した液体貯留室の一部が弾性隔壁によって形成され、上記液体貯留室の容積が小さくなる方向の上記弾性隔壁の変位に対向した弾力を有する補助弾性体が液体貯留室内に配置され、装置本体側に配置された液体供給源から液体供給路を介して供給される液体をサブタンクの上記液体貯留室に貯留し、この貯留された液体を上記液体噴射ヘッドに供給するように構成した液体噴射装置の製造方法であって、少なくとも上記弾性隔壁を上記補助弾性体に対して加熱条件下で加圧する加圧工程を有していることを要旨とする。
【００２５】
すなわち、少なくとも上記弾性隔壁を上記補助弾性体に対して加熱条件下で加圧する加圧工程を有しているので、弾性隔壁は加圧側の部材、例えば加圧金型と補助弾性体とのあいだで挟みつけられるので、このときに補助弾性体が弾性隔壁の内面側に食い込んだ状態になる。したがって、弾性隔壁の内面には補助弾性体の形状に適合した凹溝が形成される。この凹溝が形成されるときに、上記の挟みつけられた箇所の材料組織の密度が高くなるとともに厚さが薄くなるので、強度を確保しつつ撓みやすい状態が形成され、弾性隔壁の正常な往復変形が確保される。
【００２６】
本発明の液体噴射装置の製造方法において、上記加圧工程が、弾性隔壁がサブタンクの所定の箇所に接合された後に施される場合には、弾性隔壁を静止部材であるサブタンク側に結合してから、弾性隔壁を液体貯留室の内方へ加圧するので、弾性隔壁は上記加圧量に応じて引延ばされ、液体の圧力変動に応じた変位量が弾性隔壁に付与される。
【００２７】
本発明の液体噴射装置の製造方法において、上記加圧工程が、弾性隔壁がサブタンクの所定の箇所に接合される前に施される場合には、上記加圧工程による凹溝形成が確実に完了してから弾性隔壁がサブタンク側に接合されるので、凹溝は補助弾性体に適合した正確なものとして確保される。
【００２８】
本発明の液体噴射装置の製造方法において、上記加圧工程が、弾性隔壁がサブタンクの所定の箇所に接合されるのと同時に施される場合には、凹溝形成の工程とサブタンク側への上記接合が一時にあるいは同一工程で行われるので、製造工程の削減により、製作時間の短縮や製造原価の低減等にとって有効である。
【００２９】
本発明の液体噴射装置の製造方法において、上記補助弾性体が、あらかじめ液体貯留室を形成するサブタンクの所定の部位に結合されている場合には、弾性隔壁が加圧側の部材、例えば加圧金型と補助弾性体とのあいだで挟みつけられるときに、補助弾性体がサブタンクの一部に結合されているので、上記加圧金型の進出に対向した弾力が弾性隔壁に強く作用する。このときに補助弾性体が弾性隔壁の内面側に十分に食い込んだ状態になる。したがって、弾性隔壁の内面には補助弾性体の形状に適合した凹溝がくっきりと正確に形成される。また、補助弾性体が上記のように結合されているので、上記加圧金型と補助弾性体とのあいだで弾性隔壁が強く圧縮されるので、凹溝形成によって薄肉化された部分の素材密度が十分に高められて、弾性隔壁の強度向上に好適である。
【００３０】
本発明の液体噴射装置の製造方法において、上記弾性隔壁が、弾性隔壁が接合されるサブタンクの所定の部位とこの部位や弾性隔壁よりも融点の高い保護膜とのあいだに配置された状態で上記加圧工程が施される場合には、サブタンクの上記部位と弾性隔壁とのあいだに溶着層が形成されてサブタンクと弾性隔壁との接合が確実に果たされる。他方、保護膜と加圧金型等とのあいだには溶着現象が生じないので、加圧金型の加圧面に溶融素材等が溶着したりすることがなく、生産性を向上させることが可能となる。また、上記保護膜と弾性隔壁とをあらかじめ接着等で接合しておくことにより、弾性隔壁の強度を高めることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
本発明の液体噴射装置は、上述のように種々な液体を対象にして機能させることができ、図示の実施の形態においてはその代表的な事例として、インクジェット式記録装置に採用されるサブタンクを実施の形態の対象にしている。
【００３３】
図１は、本発明が適用される代表的なインクジェット式記録装置であるインクジェットプリンタ１（以下、単にプリンタ１と称する。）の平面図、図２はキャリッジ２を斜め上側から見た斜視図、図３はサブタンク３の正面図および各部の断面図、図４はキャリッジ２の断面図である。
【００３４】
プリンタ１は、図１に示すように、サブタンク３及び記録ヘッド４を搭載したキャリッジ２とプリンタ本体５とから概略構成され、プリンタ本体５には、キャリッジ２を主走査方向に沿って往復移動させるヘッド走査機構と、記録紙６を紙送り方向に送り出す紙送り機構と、増粘インクにより低下した記録ヘッド４の機能を回復させる回復機構と、記録ヘッド４に供給するインクを貯留したインクタンク７（インク供給源の一種）とを設けている。
【００３５】
キャリッジ２は、図２に示すように、略長方形の板状に形成した取付ベース１０の上面側にサブタンク３を、下面側に記録ヘッド４をそれぞれ配設している。取付ベース１０の上面にはサブタンク３を取り付けるための止着ボス１１が突設され、この止着ボス１１の近傍にインク供給針１２及び針部フィルタ１３（図４）を取り付けている。そして、これらの止着ボス１１、インク供給針１２及び針部フィルタ１３は、サブタンク３毎に設けられ、複数のサブタンク３…を主走査方向に並べて取り付けられるように配置される。また、取付ベース１０の下側には、図４に示すように、記録ヘッド４が接合される。流路形成部１４の内部には、インク導入路１５が針部フィルタ１３から記録ヘッド４に亘って形成されている。
【００３６】
ヘッド走査機構は、左右方向に延設されたガイド部材４７と、パルスモータ４８と、パルスモータ４８の回転軸に接続されてこのパルスモータ４８によって回転駆動される駆動プーリー４９と、遊転プーリー５０と、駆動プーリー４９と遊転プーリー５０との間に掛け渡され、キャリッジ２に接続されたタイミングベルト５１と、パルスモータ４８の回転を制御するプリンタコントローラ（図示せず）とから構成してある。したがって、パルスモータ４８を作動するとキャリッジ２を移動しながら記録ヘッド４のノズル開口からインク滴を吐出して記録紙６に記録することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態は、２種類のインクを使用する構成であるため、サブタンク３を主走査方向に２つ並べて配設しているが、本発明は３種類以上のインクを使用する構成にも当然に適用されるものである。また、このサブタンク３は、インクタンク７を交換してもそのまま継続して使用される。
【００３８】
サブタンク３は、図３に示すように、正面から見て横方向に少し長い楕円形状の基部部分１７と、基部部分１７の一側下端部を側方（図３における右方向）に延出した延出部分１９とを備え、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料によって成型される。基部部分１７の正面部には、インク室２０となる凹部を裏面方向に窪ませて形成し、下面部には円筒状の針接続部２１を下方に向けて突設し、裏面部には板状の止着部２２（図２）を形成する。
【００３９】
インク室２０は、図３及び図４に示すように、底の浅いすり鉢形状をしており、その側面における上下中央よりも少し下の位置には、針接続部２１との間を連通する接続流路２３の上流側開口が臨んでいる。そして、この上流側開口を覆うようにインク室２０内には、タンク部フィルタ２４を取り付けてある。なお、接続流路２３の上流側開口は、インク室２０の底面に開設してもよい。
【００４０】
針接続部２１は、上側の基端部が塞がれて下側の先端部が開放した円筒状の部分であり、内部空間の天井面には、接続流路２３の下流側開口が臨んでおり、内部空間にはインク供給針１２が液密に嵌入されるシール部材２５が嵌め込まれている。止着部２２はサブタンク３をキャリッジ２に取り付けるための部分であり、止着部２２に挿入した止着ねじ２６を止着ボス１１に螺合させることでサブタンク３が止着される。延出部分１９には、上面にインク流入口２７を突設してあり、インク室２０の底部とインク流入口２７との間を接続溝部２９によって連通する。インク流入口２７には、インクタンク７に蓄えられたインクを供給するインク供給チューブ３０を接続する。したがって、インク供給路としてのインク供給チューブ３０を通ってきたインクは、このインク流入口２７からサブタンク３内に流入する。
【００４１】
これらの基部部分１７および延出部分１９の正面部分を覆うようにして、基部部分１７の縁部および延出部分１９の縁部には透明な弾性シート３１を貼設し、インク室２０の開口と接続溝部２９の開口とを封止する。これにより、サブタンク３内には、インク流入口２７からインク室２０を通って針接続部２１に至る一連のインク流路が形成される。この弾性シート３１は、インク室２０の一部を区画する弾性隔壁となり、インク室２０を収縮させる方向すなわちインク室２０の容積を小さくする方向と、膨張させる方向すなわちインク室２０の容積を大きくする方向とに変形可能である。そして、この変形によりコンプライアンス部として機能する弾性シート３１のダンパー作用によって、インク室２０内の圧力変動が吸収される。すなわち、弾性シート３１の作用によってサブタンク３が圧力ダンパーとして機能する。したがって、インクは、サブタンク３内で圧力変動が吸収された状態で記録ヘッド４側に供給される。
【００４２】
上記弾性シート３１は、ポリフェニレンサルファイドフィルムまたはポリイミドフィルム等の合成樹脂製フィルムとされており、これらのフィルムがインクに対して十分な化学的耐久性を発揮するとともに、インクの圧力変動に適合したコンプライアンス機能がえられる。弾性シートの厚さは１０μｍ以下であり、好ましくは５μｍ以下が望ましい。このような厚さとすることにより、インク室２０の圧力変動に良好に対応することができる。
【００４３】
また、上記弾性シート３１は、ポリエチレン等のヤング率の比較的小さい合成樹脂製フィルムを使用してもよい。この場合は上記ポリイミドフィルム等と比べ、厚みを２倍にしても同等の効果がえられる。そして、このようなポリエチレンフィルムをポリエチレン製サブタンクに熱溶着で接合することができ、製造上の簡素化が行える。
【００４４】
さらに、上記弾性シート３１は、ブチルゴム，シリコンゴム，フッ素ゴム，エラストマ等のゴム部材を使用してもよく、厚み０．４ｍｍ程度で十分な効果がえられる。このようにゴム部材を使用することにより、圧力ダンパとしての弾性的な動作性が合成樹脂製シートよりも高くなり、すぐれたダンパ機能がえられる。
【００４５】
上記インク室２０のインク圧力が著しく低下したり、あるいはインク室２０内のインクが略空になったりすると、弾性シート３１がインク室２０の底面２０Ａに密着するおそれがある。特に、タンク部フィルタ２４を閉塞するような状態で上記密着が一旦生じると、記録ヘッド４側から常にインク吸引がなされているので、弾性シート３１がタンク部フィルタ２４を閉塞したままで、インクが記録ヘッド４へ供給されないことになる。
【００４６】
上記のような弾性シート３１の異常挙動を防止するために、補助弾性体３２が設けられている。上記補助弾性体３２は、細長い弾性体である帯状の弾性板３３で作られ、その材料としては、インクに対する化学的耐久性や弾性作用を考慮して、薄いステンレス板を用いるのが好適である。補助弾性体３２の形状としては後述のように種々なものが採用できるが、ここではインク室２０の中央部を横断する細長い基部３３Ａと、この基部３３Ａから直角方向に基部３３Ａの両側に分岐している複数の枝部３３Ｂとにより形成されている。このような形状は、平板状の上記ステンレス板をプレス機械で打ちぬいて求められる。
【００４７】
上記補助弾性体３２は、インク室２０を形成するサブタンク３の所定の部位すなわち基部部分１７のインク室２０に近い箇所に結合されている。具体的には、基部３３Ａの両端がインク室２０の周縁部分のサブタンク３の部位に結合部３４により支持され、ちょうど図３（Ａ）に示すように、略長円形のインク室２０の中央部を横断した状態になっていて、そこから分岐した枝部３３Ｂが等間隔で基部３３Ａの両側にそれぞれ同じ長さにわたって延びている。基部３３Ａから分岐した枝部３３Ｂの端部は自由端とされている。そして、上記のような形状の補助弾性体３２は、静止した略平坦な状態の弾性シート３１の内面に密着するかあるいはわずかな隙間をあけて、結合部３４で取り付けられている。
【００４８】
上記のような補助弾性体３２の形状により、弾性シート３１がインク室２０の内方へ変位すると、基部３３Ａの中央部がインク室２０の内方へ撓み、それに伴って各枝部３３Ｂも撓み変形を呈する。このような撓み変形により、弾性シート３１の全域に弾力が作用するようになっている。したがって、弾性シート３１がインク室２０の底面２０Ａに向って移動するときには、補助弾性体３２の基部３３Ａや枝部３３Ｂで弾性的に受けとめられて、弾性シート３１が上記底面に密着することが防止される。
【００４９】
図３（Ｃ）は、上記結合部３４の断面形状を示している。基部３３Ａの端部に屈曲部３３Ｃが設けられ、これが基部部分１７に設けた窪み３４Ａ内に係合している。また、同図（Ｂ）に示すように、枝部３３Ｂの先端部にも屈曲部３３Ｄが設けられ、補助弾性体３２が底面２０Ａに密着するのを防止している。
【００５０】
弾性シート３１の内面に補助弾性体３２の形状に合致する凹溝３５が形成されている。図９は弾性シート３１を裏返して示した斜視図であり、上記補助弾性体３２の形状に適合する凹溝３５が示されている。同図において、３５Ａは基部３３Ａに適合する基部凹溝、３５Ｂは枝部３３Ｂに適合する枝部凹溝である。
【００５１】
上記の「適合」は、図６（Ｃ）に示されているように、弾性シート３１の厚さ方向に基部３３Ａおよび枝部３３Ｂを食い込ませることにより、「適合」構造が形成されている。
【００５２】
上記構成により、図１０（Ａ）に示すように、インク室２０内の圧力が高くなると、補助弾性体３２の位置は不変のまま弾性シート３１だけが膨らみ、インク室２０内の圧力が低くなると、同図（Ｂ）に示すように、弾性シート３１がインク室２０の内方へ補助弾性体３２を撓ませながらへこみ変形がなされる。なお、（Ｂ）の２点鎖線図示の補助弾性体３２は撓む前の位置を示している。このような動作において、弾性シート３１には凹溝３５が形成されているので、弾性シート３１は凹溝３５において湾曲しやすい状態となり、インクの圧力変動に的確に順応した膜運動がえられる。したがって、弾性シート３１の往復変位によるインク室の容積変化量が拡大され、これにともなってサブタンク３の容積を小さくできて、引いてはサブタンク３の部品としての小型化が実現する。さらに、弾性シート３１には上記凹溝３５が形成されているので、サブタンク３の容積はこの凹溝３５の容積により拡大され、小型のサブタンク３であっても拡大された容積を確保するのに有効である。
【００５３】
上記凹溝３５が、上記補助弾性体３２と適合した凹部形状であるから、弾性シート３１がインク室２０の容積が小さくなる方向に変位するとき、上記凹溝３５内に補助弾性体３２が相対的にはまり込むので、弾性シート３１と補助弾性体３２との相対位置が正確に維持され、補助弾性体３２から弾性シート３１への弾力が適正な箇所に正確に作用する。したがって、弾性シート３１のへこみ形状が常に均一な正常な形状にたもたれ、的確な弾性シートの変位がえられる。
【００５４】
上記のような補助弾性体３２の挙動は、補助弾性体３２が細長い弾性体、例えば、帯状の弾性板３３によって構成されているので、補助弾性体３２全体として弾性変形がしやすくなり、良好な補助弾性体３２の機能が達成される。
【００５５】
また、上記補助弾性体３２が、少なくとも２箇所で基部部分１７に結合されているので、上記２つの結合部３４のあいだで補助弾性体３２に撓み変位を行わせることができて、サブタンク３内が負圧になるときに十分な弾性シート３１の変位量がえられて、インクの圧力変動に対して適正な作用がえられる。また、上記２つの結合部３４のあいだで基部３３Ａに撓み変位を行わせることができ、それに伴って枝部３３Ｂも変位するので、弾性シート３１全域にわたって補助弾性体３２の弾力作用をえることができる。図３（Ａ）に示すように、枝部３３Ｂはインク室２０の一部に偏ることなく、所定間隔で配置されているので、弾性シート３１に対する補助弾性体３２の弾性反力が、弾性シート３１の内面全域にわたって可及的に均一に作用する。
【００５６】
図１０に最もよく示されているように、凹溝３５の奥部隅角部３６には丸みをもたせた形状部３７が形成されている。そして、上記奥部隅角部３６に対応する補助弾性体３２の角部３８にも丸みをもたせた形状部３９が形成されている。したがって、弾性シート３１がインク圧力の変動を吸収するときに、上記奥部隅角部３６に応力が集中しやすいのであるが、丸みをもたせた形状部３７により、応力集中を緩和させて弾性シート３１の耐久性を高めることができる。また、補助弾性体３２の角部３８によって凹溝３５の奥部隅角部３６に傷等をつけることがないので、弾性シート３１の損傷を回避してその耐久性を向上させることができる。
【００５７】
図８に示されているように、上記弾性シート３１に保護膜４０が接着等で接合されて、２層構造になっている。弾性シート３１と基部部分１７の接合は、後述のような熱溶着の方法によって行われる。この場合、上記保護膜４０の融点が弾性シート３１の融点や基部部分１７の融点よりも高く設定しておくことにより、所定の加熱温度の加圧金型等で上記保護膜４０側を加圧すると、弾性シート３１と基部部分１７の部位との溶着は確実に達成され、他方、保護膜４０は溶融しない状態で仕上り外観が良好となる。さらに、弾性シート３１に形成された凹溝３５の深さが何等かの要因で過大になっても、保護膜４０による補強作用があるので、弾性シート３１としての機能を損なうことがない。なお、保護膜４０はナイロン（ポリアミド樹脂）等の融点の高い材料で作られ、弾性シート３１や基部部分１７はポリエチレンやポリプロピレン等の融点の比較的低い材料で作られている。
【００５８】
図１１〜図１３は、補助弾性体３２の変形例を示す平面図である。図１１に示したものは、基部３３Ａの中央部から枝部３３Ｂが放射状に延びている場合であり、基部３３Ａや枝部３３Ｂの間隔は所定の角度間隔とされている。また、図１２に示したものは、基部３３Ａから延びている枝部３３Ｂがその先端側で連続している場合であり、真直ぐな基部３３Ａと矩形の枝部３３Ｂを組み合わせた形状とされている。さらに、図１３に示したものは、図３に示したような形状の補助弾性体３２を細い弾性線材４１を用いて構成したものである。上記３つの変形例に関する基部部分１７や弾性シート３１等の周辺構造は、先に示した補助弾性体３２と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。そして、それらの作用効果も先の補助弾性体と同様の効果を奏する。
【００５９】
なお、上記弾性線材４１の断面は円形であり、この円形によって上記のような丸みをもたせた形状部３７や３９と同様の作用効果が発揮される。
【００６０】
上記の実施の形態においては、補助弾性体３２によってインク室２０の内方への弾性シート３１の挙動を正常に保っているのであるが、インク室２０の深さや弾性シート３１の弾力的特性等により、補助弾性体３２の採用を止めることもできる。この場合には、凹溝３５を弾性シート３１の外側に形成してもよい。
【００６１】
つぎに、上記サブタンク３、とりわけ凹溝３５の製造方法について説明する。
【００６２】
図５に示すように、サブタンク３の基部部分１７が治具（図示していない）に保持され、インク室２０を形成するサブタンク３の所定の部位すなわち基部部分１７の所定の箇所にあらかじめ補助弾性体３２が結合してある。基部部分１７の上に弾性シート３１が載置され、それを加熱式の金型４２で加圧し、弾性シート３１を基部部分１７に溶着する。上記金型４２は電熱式等の加熱ヒータ４２Ａが内蔵されているもので、基部部分１７や延出部分１９を加圧する押圧面４２Ｂが設けられている。なお、４３Ａは金型４２の進退動作用のガイド部材、４３Ｂは油圧シリンダ等の加圧手段である。
【００６３】
図５に示した工程により弾性シート３１が基部部分１７に溶着されると、今度は図６に示す加圧工程が施される。すなわち、弾性シート３１を補助弾性体３２に対して加熱条件下で加圧する金型４４を、同図（Ａ）に示すように、弾性シート３１に押しつける工程である。上記金型４４には電熱式等の加熱ヒータ４４Ａが内蔵され、補助弾性体３２全体を覆うことのできる長円形の押圧面４４Ｂを有している。なお、４５Ａは金型４４の進退動作用のガイド部材、４５Ｂは油圧シリンダ等の加圧手段である。
【００６４】
金型４４が所定ストローク進出すると、同図（Ｃ）に示すように、弾性シート３１は基部３３Ａや枝部３３Ｂと押圧面４４Ｂのあいだで加熱条件下で加圧されるので、補助弾性体３２すなわち基部３３Ａや枝部３３Ｂが弾性シート３１の厚さ方向に食い込んだ状態になって、凹溝３５が形成される。このときに弾性シート３１の圧縮された部分４６の組織状態が緻密なものとなる。さらに、金型４４の進出ストロークに応じて弾性シート３１が引延ばされるので、それにより弾性シート３１の往復変位量が確保される。また、基部３３Ａや枝部３３Ｂの角部３８には丸みをもたせた形状部３９が形成されているので、凹溝３５の奥部隅角部３６にも丸みをもたせた形状部３７が形成される。
【００６５】
上記の製造方法により、弾性シート３１の内面には補助弾性体３２の形状に適合した凹溝３５が形成される。この凹溝３５が形成されるときに、上記の挟みつけられた箇所の材料組織の密度が高くなるとともに厚さが薄くなるので、強度を確保しつつ撓みやすい状態が形成され、弾性シート３１の正常な往復変形が確保される。さらに、弾性シート３１の形態を正常に保つことを目的にした補助弾性体３２が、凹溝３５を成形するときの一種の金型のような役割を果たすので、凹溝３５のためにわざわざ金型を準備する必要がなく、凹溝３５が簡単に成形できしかも製造設備の簡素化にとって有効である。
【００６６】
弾性シート３１を静止部材であるサブタンク３側に結合してから、弾性シート３１をインク室２０の内方へ加圧するので、弾性シート３１は上記加圧量に応じて引延ばされ、インクの圧力変動に応じた変位量が弾性シート３１に付与される。
【００６７】
図７は、上記の金型４２と４４を一体化したもので、この場合には先に凹溝３５が形成されてから、弾性シート３１が基部部分１７に溶着される。したがって、上記加圧工程による凹溝３５の成形が確実に完了してから弾性シート３１がサブタンク３側に接合されるので、凹溝３５は補助弾性体３２に適合した正確なものとして確保される。この凹溝３５が成形される金型ストローク時に弾性シート３１がインク室２０の内方へ引きずり込まれるので、これによって弾性シート３１に往復動に必要なたるみが付与される。
【００６８】
また、凹溝３５を成形するための上記加圧工程が、弾性シート３１がサブタンク３の所定の箇所に接合されるのと同時に施される場合には、凹溝３５成形の工程とサブタンク３側への上記接合が一時にあるいは同一工程で行われるので、製造工程の削減により、製作時間の短縮や製造原価の低減等にとって有効である。この場合には、弾性シート３１にインク圧の変動を吸収するためのたるみが十分に付与できないので、延びやすい材料で弾性シート３１を作るのが望ましい。
【００６９】
図８は、上記弾性シート３１に保護膜４０が接着等で接合されて、２層構造になっている場合の溶着工程を示している。弾性シート３１と基部部分１７の溶着は、上記金型４２よって行われる。この場合、上記保護膜４０の融点が弾性シート３１の融点や基部部分１７の融点よりも高く設定しておくことにより、所定の加熱温度の金型４２で上記保護膜４０側を加圧すると、弾性シート３１と基部部分１７の部位との溶着は確実に達成され、他方、保護膜４０は溶融しない状態で仕上り外観が良好となる。さらに、弾性シート３１に形成された凹溝３５の深さが何等かの要因で過大になっても、保護膜４０による補強作用があるので、弾性シート３１としての機能を損なうことがない。なお、保護膜４０はナイロン（ポリアミド樹脂）等の融点の高い材料で作られ、弾性シート３１や基部部分１７はポリエチレンやポリプロピレン等の融点の比較的低い材料で作られている。
【００７０】
上述の実施の形態は、インクジェット式記録装置を対象にしたものであるが、本発明によってえられた液体噴射装置は、インクジェット式記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を噴射することができる。さらに、上記実施の形態では、液体の一つであるインクを用いたインクジェット式記録装置について説明したが、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド，液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド，有機ＥＬディスプレー，ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド，バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液体噴射装置によれば、液体圧力が高くなったときには、弾性隔壁が液体貯留室の外方へ膨らみ、また、液体圧力が低くなったときには、液体貯留室の内方へへこんで、液体の圧力変動を吸収する。このときに弾性隔壁には凹溝が形成されているので、弾性隔壁は凹溝において湾曲しやすい状態となり、液体の圧力変動に的確に順応した膜運動がえられる。したがって、弾性隔壁の往復変位による液体貯留室の容積変化量が拡大され、これにともなってサブタンクの容積を小さくできて、引いてはサブタンクの部品としての小型化が実現する。
【００７２】
また、本発明の液体噴射装置の製造方法によれば、少なくとも上記弾性隔壁を上記補助弾性体に対して加熱条件下で加圧する加圧工程を有しているので、弾性隔壁は加圧側の部材、例えば加圧金型と補助弾性体とのあいだで挟みつけられるので、このときに補助弾性体が弾性隔壁の内面側に食い込んだ状態になる。したがって、弾性隔壁の内面には補助弾性体の形状に適合した凹溝が形成される。この凹溝が形成されるときに、上記の挟みつけられた箇所の材料組織の密度が高くなるとともに厚さが薄くなるので、強度を確保しつつ撓みやすい状態が形成され、弾性隔壁の正常な往復変形が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるインクジェットプリンタの平面図である。
【図２】キャリッジの斜視図である。
【図３】サブタンクの正面図と所要箇所の断面図である。
【図４】キャリッジの断面図である。
【図５】本発明の製造方法を示す金型成形部の断面図と斜視図である。
【図６】本発明の製造方法を示す金型成形部の断面図，斜視図および凹溝の部分の断面図である。
【図７】本発明の他の製造方法を示す金型成形部の断面図である。
【図８】本発明のさらに他の製造方法を示す金型成形部の断面図である。
【図９】弾性シートの斜視図である。
【図１０】弾性シートの変形状態を示す断面図である。
【図１１】他の補助弾性体の形状例を示す平面図である。
【図１２】他の補助弾性体の形状例を示す平面図である。
【図１３】他の補助弾性体の形状例を示す平面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンタ
２ キャリッジ
３ サブタンク
４ 記録ヘッド
５ プリンタ本体
６ 記録紙
７ インクタンク
１０ 取付ベース
１１ 止着ボス
１２ インク供給針
１３ 針部フィルタ
１４ 流路形成部
１５ インク導入路
１７ 基部部分
１９ 延出部分
２０ インク室
２０Ａ 底面
２１ 針接続部
２２ 止着部
２３ 接続流路
２４ タンク部フィルタ
２５ シール部材
２６ 止着ねじ
２７ インク流入口
２９ 接続溝部
３０ インク供給チューブ
３１ 弾性シート
３２ 補助弾性体
３３ 弾性板
３３Ａ 基部
３３Ｂ 枝部
３３Ｃ 屈曲部
３３Ｄ 屈曲部
３４ 結合部
３４Ａ 窪み
３５ 凹溝
３５Ａ 基部凹溝
３５Ｂ 枝部凹溝
３６ 奥部隅角部
３７ 丸みをもたせた形状部
３８ 角部
３９ 丸みをもたせた形状部
４０ 保護膜
４１ 弾性線材
４２ 金型
４２Ａ 加熱ヒータ
４２Ｂ 押圧面
４３Ａ ガイド部材
４３Ｂ 加圧手段
４４ 金型
４４Ａ 加熱ヒータ
４４Ｂ 押圧面
４５Ａ ガイド部材
４５Ｂ 加圧手段
４６ 圧縮された部分
４７ ガイド部材
４８ パルスモータ
４９ 駆動プーリー
５０ 遊転プーリー
５１ タイミングベルト

Claims (20)

1. 所定の方向に沿って往復動するキャリッジに液体噴射ヘッドとサブタンクとを搭載し、上記サブタンクに配置した液体貯留室の一部が所定面積の弾性隔壁によって形成され、装置本体側に配置された液体供給源から液体供給路を介して供給される液体をサブタンクの上記液体貯留室に貯留し、この貯留された液体を上記液体噴射ヘッドに供給するように構成した液体噴射装置であって、上記弾性隔壁に凹溝が形成されていることを特徴とする液体噴射装置。
2. 上記液体貯留室の容積が小さくなる方向の上記弾性隔壁の変位に対向した弾力を有する補助弾性体が液体貯留室内に配置されている請求項１記載の液体噴射装置。
3. 上記凹溝は、弾性隔壁の内面に形成されている請求項１または２記載の液体噴射装置。
4. 上記凹溝は、上記補助弾性体と適合した凹部形状である請求項３記載の液体噴射装置。
5. 上記補助弾性体は、細長い弾性体から構成されている請求項２〜４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
6. 上記補助弾性体は、少なくとも２箇所で液体貯留室を形成するサブタンクの所定の部位に結合されている請求項２〜５のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
7. 上記補助弾性体は、両端が上記サブタンクの所定の部位に結合されている基部とこの基部から分岐している枝部から構成されている請求項２〜６のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
8. 上記枝部は、弾性隔壁の壁面において所定間隔で配置されている請求項７記載の液体噴射装置。
9. 上記補助弾性体は、帯状の弾性板によって形成されている請求項２〜８のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
10. 上記補助弾性体は、弾性線材によって形成されている請求項２〜９のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
11. 上記凹溝の奥部隅角部は、丸みをもたせた形状である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
12. 上記奥部隅角部に対応する補助弾性体の角部は、丸みをもたせた形状である請求項１１記載の液体噴射装置。
13. 上記弾性隔壁に保護膜が接合され、上記保護膜の融点が弾性隔壁の融点や弾性隔壁が接合されるサブタンクの部位の融点よりも高く設定されている請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
14. 上記弾性隔壁は、ポリフェニレンサルファイドフィルムまたはポリイミドフィルム等の合成樹脂製フィルムである請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
15. 所定の方向に沿って往復動するキャリッジに液体噴射ヘッドとサブタンクとを搭載し、上記サブタンクに配置した液体貯留室の一部が弾性隔壁によって形成され、上記液体貯留室の容積が小さくなる方向の上記弾性隔壁の変位に対向した弾力を有する補助弾性体が液体貯留室内に配置され、装置本体側に配置された液体供給源から液体供給路を介して供給される液体をサブタンクの上記液体貯留室に貯留し、この貯留された液体を上記液体噴射ヘッドに供給するように構成した液体噴射装置の製造方法であって、少なくとも上記弾性隔壁を上記補助弾性体に対して加熱条件下で加圧する加圧工程を有していることを特徴とする液体噴射装置の製造方法。
16. 上記加圧工程は、弾性隔壁がサブタンクの所定の箇所に接合された後に施される請求項１５記載の液体噴射装置の製造方法。
17. 上記加圧工程は、弾性隔壁がサブタンクの所定の箇所に接合される前に施される請求項１５記載の液体噴射装置の製造方法。
18. 上記加圧工程は、弾性隔壁がサブタンクの所定の箇所に接合されるのと同時に施される請求項１５記載の液体噴射装置の製造方法。
19. 上記補助弾性体は、あらかじめ液体貯留室を形成するサブタンクの所定の部位に結合されている請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の液体噴射装置の製造方法。
20. 上記弾性隔壁が、弾性隔壁が接合されるサブタンクの所定の部位とこの部位や弾性隔壁よりも融点の高い保護膜とのあいだに配置された状態で上記加圧工程が施される請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の液体噴射装置の製造方法。

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