JP2007260948A - 液体供給装置、液体供給装置の製造方法、及び液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の流路形成体を接着剤により接着して一体化する際に接着剤が乾燥して硬化する時間を待つことなく一体化作業を完了することができる液体供給装置、該液体供給装置の製造方法、及び、そのような液体供給装置を備えた液体噴射装置を提供する。
【解決手段】複数の定形性を有する流路形成体(圧力室部品36、第1の流路部品37、第2の流路部品38)が各々の間に上流側から下流側へインクを供給可能な液体供給路の一部を形成するように積層され、その積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在した状態で一体化されたバルブユニット22であって、各流路形成体が積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在した状態で積層された場合に各流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体に対して圧接された状態に保持可能な圧接手段(ねじ部材101)を備えた。
【選択図】図14
【解決手段】複数の定形性を有する流路形成体(圧力室部品36、第1の流路部品37、第2の流路部品38)が各々の間に上流側から下流側へインクを供給可能な液体供給路の一部を形成するように積層され、その積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在した状態で一体化されたバルブユニット22であって、各流路形成体が積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在した状態で積層された場合に各流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体に対して圧接された状態に保持可能な圧接手段(ねじ部材101)を備えた。
【選択図】図14
Description
本発明は、液体供給装置、液体供給装置の製造方法、及び液体噴射装置に関する。
従来から、液体をターゲットに対して噴射させる液体噴射装置として、インクジェット式プリンタ(以下、「プリンタ」という。)が広く知られている。このプリンタは、往復移動するキャリッジ上に記録ヘッド(液体噴射ヘッド)を搭載し、この記録ヘッドにプリンタの所定箇所に装着されたインクカートリッジ(液体収容体)からインク(液体)を供給し、そのインクを記録ヘッドのノズル形成面に形成されたノズルからターゲットとしての記録媒体に噴射することにより印刷を施すようになっている。
そのため、こうしたプリンタには、インクカートリッジから記録ヘッドにインクを供給する液体供給路を有したバルブユニット(液体供給装置)がキャリッジ上に設けられている(例えば特許文献1参照)。ところが、この特許文献1におけるバルブユニットは縦型配置のバルブユニットが複数個もキャリッジ上に搭載されるタイプであることから、嵩高であると共に重量的負担が大きいという懸念があった。
そこで、近時、こうしたプリンタにおけるバルブユニットについては、小型化及び軽量化を図ったバルブユニットが提案されている(例えば特許文献2参照)。すなわち、この特許文献2におけるバルブユニットは、複数の流路形成体及びフィルム部材が各々の間に液体供給路の一部を構成する液体流路や液体を一時貯留可能な圧力室(液体貯留部)を形成するように順次に積層された形態をしている。そして、その積層状態において隣接する流路形成体及びフィルム部材同士が接着されることにより、小型化及び軽量化に対応したバルブユニットが一体形成されるようにしている。
特開2005−95861号公報
特開2005−186488号公報
ところで、特許文献2のバルブユニットのように、複数の流路形成体及びフィルム部材を積層状態にして一体化する場合において、薄膜状のフィルム部材は熱溶着により流路形成体に対して即座に接着できるが、厚みのある樹脂製品等からなる流路形成体を接着する場合は、その接着工程で塗布された接着剤を乾燥硬化させるための時間が必要となる。すなわち、バルブユニットを積層状態にして一体化する場合において流路形成体を接着する工程では、1つの流路形成体を他の流路形成体に接着する際に塗布した接着剤が乾燥して硬化した後に、次の新たな流路形成体が接着剤を塗布されて更に積層接着されるというように、各流路形成体の接着工程毎に接着剤の硬化時間が作業中断時間となっていた。
そのため、複数の流路形成体が接着されて一体化されるバルブユニットの場合、各流路形成体の接着工程毎に要する接着剤の硬化待ち時間分だけ、バルブユニットの製造工程が長くなってしまうことから、バルブユニットの製造効率が低下するという問題があった。
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、複数の流路形成体を接着剤により接着して一体化する際に接着剤が乾燥して硬化する時間を待つことなく一体化作業を完了することができる液体供給装置、該液体供給装置の製造方法、及び、そのような液体供給装置を備えた液体噴射装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の液体供給装置は、複数の定形性を有する流路形成体が各々の間に上流側から下流側へ液体を供給可能な液体供給路の一部を形成するように積層され、その積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在した状態で一体化された液体供給装置であって、前記各流路形成体が積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在した状態で積層された場合に前記各流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体に対して圧接された状態に保持可能な圧接手段を備えた。
この構成によれば、複数の流路形成体を積層方向で隣接する流路形成体同士の間に接着剤を介在させた状態で積層した場合、隣接する流路形成体同士の間に介在された接着剤が生乾きのままでも順次に後続の流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在させて積層することができるようになる。したがって、複数の流路形成体を接着剤により接着して一体化する際に接着剤が乾燥して硬化する時間を待つことなく一体化作業を完了することができる。
本発明の液体供給装置において、前記圧接手段は、前記各流路形成体を該各流路形成体のうち少なくとも積層方向で隣接する他の流路形成体に対してねじ締め力を利用して圧接させるねじ部材を含んで構成されている。
この構成によれば、ねじ部材という汎用製品を利用して簡単に積層された各流路形成体の一体化作業の迅速化に貢献できると共に、ねじ部材のねじ締め力を調整することにより隣接する流路形成体同士の圧接状況を調整することも可能となる。
本発明の液体供給装置において、前記ねじ部材は、前記各流路形成体のうち積層状態とされた少なくとも2つの流路形成体に対してねじ締め力を作用させることにより、積層方向において接着剤を介在させた状態で隣接する流路形成体同士を圧接させる。
この構成によれば、積層される流路形成体の数量が多い場合でも、ねじ部材を一度だけねじ止めするだけで積層状態にある各流路形成体の一体化作業を完了することが可能となる。したがって、この点で、液体供給装置の製造効率が向上する。
本発明の液体供給装置において、前記各流路形成体には、該各流路形成体を積層した場合に各流路形成体を位置合せするための位置合わせ手段が形成されている。
この構成によれば、各流路形成体を積層状態にする際に、積層方向で隣接する流路形成体同士を位置合せ手段の位置合せ機能を利用して、位置的整合をとりつつ良好に積層することができる。
この構成によれば、各流路形成体を積層状態にする際に、積層方向で隣接する流路形成体同士を位置合せ手段の位置合せ機能を利用して、位置的整合をとりつつ良好に積層することができる。
本発明の液体供給装置は、前記各流路形成体が積層状態にて一体化された場合、前記各流路形成体の間には互いに異なる液体を上流側から下流側へ各別に供給可能な複数の液体供給路の各一部が形成される。
この構成によれば、複数の液体供給路を各流路形成体の間に液体供給路間での各液体の供給具合にばらつきを生じさせることなく簡単かつ迅速に形成することができる。
また、本発明に係る液体供給装置の製造方法は、複数の定形性を有する流路形成体を各々の間に上流側から下流側へ液体を供給可能な液体供給路の一部を形成するように積層して一体化する際に、その積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在させて流路形成体同士を接着して一体化する液体供給装置の製造方法において、前記各流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在した状態で積層した場合に、前記接着剤が乾燥硬化する前段階で、前記各流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体に対して圧接された状態に保持し、その保持状態での時間経過により前記接着剤を乾燥硬化させるようにした。
また、本発明に係る液体供給装置の製造方法は、複数の定形性を有する流路形成体を各々の間に上流側から下流側へ液体を供給可能な液体供給路の一部を形成するように積層して一体化する際に、その積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在させて流路形成体同士を接着して一体化する液体供給装置の製造方法において、前記各流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在した状態で積層した場合に、前記接着剤が乾燥硬化する前段階で、前記各流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体に対して圧接された状態に保持し、その保持状態での時間経過により前記接着剤を乾燥硬化させるようにした。
この構成によれば、複数の流路形成体を積層方向で隣接する流路形成体同士の間に接着剤を介在させた状態で積層した場合、隣接する流路形成体同士の間に介在された接着剤が生乾きのままでも順次に後続の流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在させて積層することができるようになる。したがって、複数の流路形成体を接着剤により接着して一体化する際に接着剤が乾燥して硬化する時間を待つことなく一体化作業を完了することができる。
一方、本発明の液体噴射装置は、液体を収容する液体収容体と、液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドと前記液体収容体との間に介在して、該液体収容体側から前記液体噴射ヘッド側に液体を供給する液体供給装置とを備え、該液体供給装置を上記構成の液体供給装置により構成した。
この構成によれば、液体噴射装置に装備される液体供給装置を複数の流路形成体を積層方向で隣接する流路形成体同士の間に接着剤を介在させた状態で積層して一体化することにより形成する場合に、その液体供給装置を接着剤の乾燥硬化時間を待つことなく一体化して製造できる結果、液体噴射装置の製造効率を向上することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図22に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ(以下、「プリンタ」という。)10は、平面視矩形状をなす本体ケース11を備えている。本体ケース11内には棒状のガイド軸12が本体ケース11の長手方向となる左右方向に沿って架設され、このガイド軸12には液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド13を搭載したキャリッジ14がガイド軸12の長手方向に沿って往復移動可能に支持されている。
図1に示すように、本実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ(以下、「プリンタ」という。)10は、平面視矩形状をなす本体ケース11を備えている。本体ケース11内には棒状のガイド軸12が本体ケース11の長手方向となる左右方向に沿って架設され、このガイド軸12には液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド13を搭載したキャリッジ14がガイド軸12の長手方向に沿って往復移動可能に支持されている。
また、本体ケース11内においてキャリッジ14の移動範囲から外れた位置(図1では右端側位置)にはカートリッジホルダ15が設けられ、そのカートリッジホルダ15上には複数(本実施形態では4つ)の液体収容体としてのインクカートリッジ16が着脱自在に装着されている。この点で、本実施形態のプリンタ10は、インクカートリッジ16がキャリッジ14上に搭載されてキャリッジ14と共に移動する所謂オンキャリッジタイプのプリンタではなく、インクカートリッジ16がキャリッジ14上とは別箇所に固定配置されてキャリッジ14と共に移動しない所謂オフキャリッジタイプのプリンタとして構成されている。なお、インクカートリッジ16は、プリンタ10において使用されるインク色(例えばブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色)の色数に相当する数(本実施形態では4つ)だけカートリッジホルダ15に装着されている。
本体ケース11の後側壁(図1では上側壁)内面においてガイド軸12の両端部と対応する位置には駆動プーリ17と従動プーリ18が回転自在に支持されている。駆動プーリ17と従動プーリ18との間には無端状のタイミングベルト19が掛装され、駆動プーリ17には本体ケース11の後側壁外面に固定されたキャリッジモータ20の出力軸(図示略)が連結されている。したがって、キャリッジ14は、タイミングベルト19を介して伝達されるキャリッジモータ20の駆動力に基づきガイド軸12に沿う主走査方向(図1の左右方向)に往復移動するようになっている。
また、本体ケース11内においてガイド軸12の下方には、プラテン21が左右方向に沿うように設けられている。このプラテン21は、ターゲットとしての用紙(図示略)を支持する支持台であり、図示しない紙送りモータの回転に伴い、図1において下方となる前方へ向けて用紙を給送するようになっている。
キャリッジ14上には、各インクカートリッジ16側から供給されるインク(液体)を記録ヘッド13側に供給する液体供給装置としてのバルブユニット22が搭載されている。バルブユニット22に対しては、インクカートリッジ16毎に個別対応する複数(本実施形態では4つ)のインク供給チューブ23が、各インクカートリッジ16からインクを各別に供給可能に接続されている。そして、バルブユニット22は、インクカートリッジ16側から各インク供給チューブ23を介して取り込んだインクを一時貯留し、その貯留インクを所定圧に圧力調整して記録ヘッド13側の各ノズル列13A(図20参照)に各別に供給するようになっている。なお、各インク供給チューブ23は、各インクカートリッジ16から記録ヘッド13までインクを供給する液体供給路の一部を構成するものである。
また、本体ケース11内においてカートリッジホルダ15の上側となる位置には、加圧ユニット24が搭載されている。加圧ユニット24は空気供給チューブ25を介して加圧空気(加圧気体)をインクカートリッジ16に送り出す装置であり、加圧ポンプ26、圧力センサ27及び大気開放弁28を備えている。空気供給チューブ25は大気開放弁28の下流側に配置される分配器29により複数本(本実施形態では4本)に分岐され、分岐した各チューブが各インクカートリッジ16に1本ずつ接続されている。
図1及び図2に示すように、各インクカートリッジ16は、矩形箱状のインクケース30を有し、そのインクケース30内にはインクを封入したインクパック31が収納されている。インクケース30の一側壁(図2では右側壁)における上下方向の略中間位置には、インク供給接続口32が貫通形成され、そのインク供給接続口32には、インクパック31に一体形成された筒状をなすインク排出口31aが、その先端をインクケース30外へ露出するようにして嵌合されている。そして、このインク排出口31aに対してバルブユニット22側へ延びるインク供給チューブ23が接続されている。
また、インクケース30の一側壁(図2では右側壁)においてインク供給接続口32の下方となる位置には空気供給接続口33が貫通形成されている。この空気供給接続口33には、筒状をなす接続管34が、その一端(図2では右端)をインクケース30外に露出させると共に、その他端をインクケース30内に臨ませるようにして嵌合されている。そして、この接続管34におけるインクケース30外に露出した一端に対して前述した加圧ポンプ26側から延びる空気供給チューブ25の先端が接続されることにより、インクケース30内には、インクケース30の内面とインクパック31の外面との間に気密状態の空気室35が形成されるようになっている。
そして、加圧ポンプ26の駆動に伴い加圧空気が空気供給チューブ25を介してインクカートリッジ16におけるインクケース30の空気室35内に導入された場合には、その加圧空気の空気圧(加圧力)によりインクパック31が押し潰されるようになっている。そして、そのようにインクパック31が押し潰されることにより、インクパック31内のインクがインク供給チューブ23を介してバルブユニット22側に供給されるようになっている。
次に、バルブユニット22について説明する。
図3に示すように、バルブユニット22は、それぞれ薄板状に形成された定形性を有する流路形成体としての圧力室部品36と第1の流路部品37と第2の流路部品38、及び略矩形板状をなす保護板39を備えている。そして、バルブユニット22は、下から上へ順次に、第2の流路部品38、第1の流路部品37、圧力室部品36となるように積層され、更に圧力室部品36の上に保護板39が重ね合わせられることによりユニット単位に一体化された構成をしている。以下、保護板39、圧力室部品36、第1の流路部品37、第2の流路部品38の順で、それぞれの具体的構成について説明する。なお、保護板39、圧力室部品36等の各構成要素を説明する場合において、以下では図3に示すように積層状態で上側となる面を表面と呼称すると共に下側となる面を裏面と呼称するものとする。
図3に示すように、バルブユニット22は、それぞれ薄板状に形成された定形性を有する流路形成体としての圧力室部品36と第1の流路部品37と第2の流路部品38、及び略矩形板状をなす保護板39を備えている。そして、バルブユニット22は、下から上へ順次に、第2の流路部品38、第1の流路部品37、圧力室部品36となるように積層され、更に圧力室部品36の上に保護板39が重ね合わせられることによりユニット単位に一体化された構成をしている。以下、保護板39、圧力室部品36、第1の流路部品37、第2の流路部品38の順で、それぞれの具体的構成について説明する。なお、保護板39、圧力室部品36等の各構成要素を説明する場合において、以下では図3に示すように積層状態で上側となる面を表面と呼称すると共に下側となる面を裏面と呼称するものとする。
まず、保護板39の具体的構成について説明する。
図4〜図6に示すように、保護板39は、1つの長辺に長方形状の切欠部40が形成された樹脂製板材であって、その裏面側の四箇所からは先端面にねじ孔41aが穿孔された柱状部41が突出形成されている。図5及び図6に示すように、保護板39の裏面側には複数(本実施形態では4つ)の溝状凹部42が互いに同一形態をなして長手方向に平行となるように並設され、各溝状凹部42の一端側の内底面には小径の貫通孔43が1つずつ形成されている。
図4〜図6に示すように、保護板39は、1つの長辺に長方形状の切欠部40が形成された樹脂製板材であって、その裏面側の四箇所からは先端面にねじ孔41aが穿孔された柱状部41が突出形成されている。図5及び図6に示すように、保護板39の裏面側には複数(本実施形態では4つ)の溝状凹部42が互いに同一形態をなして長手方向に平行となるように並設され、各溝状凹部42の一端側の内底面には小径の貫通孔43が1つずつ形成されている。
また、保護板39の裏面側には、各溝状凹部42を覆うように、一枚のフィルム部材としての封止フィルム44が熱溶着されている。この封止フィルム44は、可撓性を有する薄膜状のフィルムであり、図6に示すように、各溝状凹部42と個別対応する部位が対応する溝状凹部42の内方側へ最初から少しドーム状に撓んだ形態となるように加圧成形を施されて保護板39に取着されている。そして、このようにして取着された封止フィルム44と各溝状凹部42との間には空気室45が区画形成されるようになっている。なお、封止フィルム44には、保護板39の柱状部41と対応する2箇所に位置合わせ孔46が形成され、封止フィルム44を保護板39の裏面側に取着する際には、それらの位置合わせ孔46が位置合わせ手段として機能し、対応する柱状部41を挿入ガイドすることにより封止フィルム44が各溝状凹部42と対応した適正位置に取着されるようにしている。
一方、図4に示すように、保護板39の表面側には各貫通孔43に連通する一連の溝部47が蛇行状をなすように形成されると共に、その溝部47内において保護板39の裏面側に形成された各溝状凹部42の外側となる位置には小径の大気連通孔48が貫通形成されている。そして、保護板39の表面側には、前述した各貫通孔43、一連の溝部47、及び大気連通孔48を覆うように、一枚の高いガスバリア性を有するバリアフィルム49が熱溶着されている。このバリアフィルム49としては、例えばアルミニウムやシリカが蒸着されたポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等のフィルムが用いられる。
また、保護板39において一方の短辺(3及び図4では右斜め手前側の短辺)側の隅角近傍には、位置合わせ手段として機能するパイロット孔39aがそれぞれ貫通形成されている。両パイロット孔39aのうち、切欠部40側に近い一方の主パイロット孔39aは丸穴形状をなし、他方の副パイロット孔39aは小判形状をなしている。
次に、圧力室部品36の具体的構成について説明する。
図7〜図9に示すように、圧力室部品36は、平面視矩形状をなす樹脂製板材であり、その表面側には保護板39に形成された各溝状凹部42と個別対応する複数(本実施形態では4つ)の溝状流路(液体供給路の一部)50が互いに同一形態をなして長手方向へ平行となるように並設されている。この溝状流路50は、圧力室部品36上に保護板39が積層方向に接合された場合、保護板39の裏面側に種着された封止フィルム44によって上方の開口部50aが封止されることにより、封止フィルム44との間に圧力室50A(図22参照)を形成するようになっている。
図7〜図9に示すように、圧力室部品36は、平面視矩形状をなす樹脂製板材であり、その表面側には保護板39に形成された各溝状凹部42と個別対応する複数(本実施形態では4つ)の溝状流路(液体供給路の一部)50が互いに同一形態をなして長手方向へ平行となるように並設されている。この溝状流路50は、圧力室部品36上に保護板39が積層方向に接合された場合、保護板39の裏面側に種着された封止フィルム44によって上方の開口部50aが封止されることにより、封止フィルム44との間に圧力室50A(図22参照)を形成するようになっている。
各溝状流路50の一端側(図8,図9では上端側)の内底面には小径の流入口51が1つずつ貫通形成されると共に、各溝状流路50の他端側(図8,図9では下端側)の内底面には同じく小径の流出口52が1つずつ貫通形成されている。また、圧力室部品36の表面側において1つの長辺側近傍には、圧力室部品36と保護板39を積層方向において接合する際に、保護板39の切欠部40が位置合わせのために嵌合される長方形状の台座部53が隆起形成されている。そして、その台座部53には、各インク供給チューブ23の下流端が各々接続される複数(本実施形態では4つ)の液体入口54が貫通形成されている。
また、圧力室部品36の長手方向の一端側における両隅角には、圧力室部品36と保護板39を積層方向において接合した際に保護板39における4つの柱状部41のうち2つの柱状部41を挿通させる切欠部55が各々切り欠き形成されている。また、圧力室部品36の表面において圧力室部品36の長手方向の一端側縁と各溝状流路50との間には、圧力室部品36の短手方向に一定間隔をおいて一対の位置決めピン部56が上方へ向けて突出形成されている。
一方、圧力室部品36の長手方向の他端側縁と各溝状流路50との間には、圧力室部品36と保護板39を積層方向において接合する際に保護板39における残り2つの柱状部41を挿通させるための2つの挿通孔57が位置合わせ手段として貫通形成されている。また、各挿通孔57の近傍(圧力室部品36の短手方向で外側近傍)において、保護板39側の各パイロット孔39aと対応する位置には、圧力室部品36と保護板39を積層方向において接合した場合に位置合わせされる各パイロット孔58(位置合わせ手段)が貫通形成されている。
さらに、図7及び図8に示すように、圧力室部品36の表面において、保護板39の柱状部41を挿通させる挿通孔57の近傍には、保護板39が積層された場合に、保護板39側の2つある大気連通孔48のうち一方(図4において右斜め手前側)の大気連通孔48と位置合わせされる大気連通孔59が貫通形成されている。
また、図7に示すように、圧力室部品36の表面には、各溝状流路50と各挿通孔57及び各パイロット孔58の各外周縁に沿うように接着剤塗布部36aが設けられている。この接着剤塗布部36aは、圧力室部品36と保護板39を積層方向において接合する際に使用する接着剤が塗布される領域であり、この領域に接着剤を塗布して圧力室部品36と保護板39を接合した場合、保護板39側では、封止フィルム44において圧力室部品36側の接着剤塗布部36aと対応する部分が被接着領域となる。
図7及び図8に示すように、この圧力室部品36の表面側には、作動レバーを構成する複数(本実施形態では4つ)の弾性片60が各溝状流路50と各別に対応するように基板部61から櫛歯状に分岐形成された単一の弾性板材(弾性部材)62が装着されている。弾性板材62の基板部61には一対のかしめ孔63が形成され、それら各かしめ孔63が圧力室部品36の位置決めピン部56に位置合わせされた状態で挿通かしめされることにより、弾性板材62は各弾性片(作動レバー)60が各々対応する溝状流路50内の上方位置で片持ち梁状をなす取付態様となって圧力室部品36に組み付けられている。
一方、図9に示すように、圧力室部品36の裏面側において各流入口51と対応する位置には、複数(本実施形態では4つ)のバルブ収容凹部64が各々対応する流入口51を中心に位置させるようにして凹設されている。また、同じく圧力室部品36の裏面側において、圧力室部品36の長手方向の一端側縁と各バルブ収容凹部64(各流入口51)との間には漏斗状をなす2つの凹部66,67が形成されると共に、各バルブ収容凹部64と各流出口52との間にも漏斗状をなす2つの凹部68,69が形成されている。なお、各凹部66〜69は互いに同一形態をなしている。
そして、図9に示すように、各凹部66〜69のうち液体入口54側に近い2つの凹部66,68には、図9において上から2番目と4番目の各液体入口54からインクを直接導入可能にインク流路(液体供給路の一部)65aが接続形成されている。また、残り2つの凹部67,69には、圧力室部品36の裏面上をそれぞれ所定位置まで延びるインク流路(液体供給路の一部)65bが延設されている。また、各流出口52と対応する位置には、表面側の溝状流路50内から各流出口52を介して裏面側に流出してきた各インクを、各流出口52から互いに異なる4方向のオフセット位置へと導くインク流路(液体供給路の一部)65cが形成されている。
そして、この圧力室部品36の裏面には、各液体入口54、各バルブ収容凹部64、各インク流路65a,65b、各凹部66〜69の各外周縁に沿うように被接着領域36bが設けられている。この被接着領域36bは、圧力室部品36と第1の流路部品37とを積層方向において接合した際に、第1の流路部品37側に塗布された接着剤が接着する領域となる。
また、図9に示すように、被接着領域36bの外側で、圧力室部品36における各切欠部55の近傍には、それぞれ六角ナット(図示略)を嵌め込み可能なナット装着部36cが形成されている。また同様に、被接着領域36bの外側で、圧力室部品36における各挿通孔57よりも長手方向の他端側(図9では下端側)で短手方向の略中央位置にも六角ナット(図示略)を嵌め込み可能なナット装着部36cが形成されている。
次に、第1の流路部品37の具体的構成について説明する。
図10に示すように、第1の流路部品37は、平面視矩形状をなす樹脂製板材であり、圧力室部品36とは積層方向で投影した場合の外郭形状が、ほぼ同一となる形状に形成されている。すなわち、第1の流路部品37は、圧力室部品36が長手方向の一端側の両隅角に切欠部55を切欠形成しているのに対し、そのような切欠部が長手方向の一端側の両隅角に形成されていない点でのみ、圧力室部品36とは外郭形状に相違点を有するものである。
図10に示すように、第1の流路部品37は、平面視矩形状をなす樹脂製板材であり、圧力室部品36とは積層方向で投影した場合の外郭形状が、ほぼ同一となる形状に形成されている。すなわち、第1の流路部品37は、圧力室部品36が長手方向の一端側の両隅角に切欠部55を切欠形成しているのに対し、そのような切欠部が長手方向の一端側の両隅角に形成されていない点でのみ、圧力室部品36とは外郭形状に相違点を有するものである。
図10は、そうした第1の流路部品37を斜め上方から俯瞰した斜視図であるが、同図に示すように、第1の流路部品37の表面には、積層時に対向する圧力室部品36の裏面と鏡面関係を有するように、各流路や各凹部及び各孔等が配置されている。すなわち、積層時に圧力室部品36側の各凹部66〜69と対向する位置には、それらと同一形態をなす複数(本実施形態では4つ)の凹部70〜73が形成されている。ちなみに、圧力室部品36と第1の流路部品37とを積層方向において接合した際には、各々の凹部66と凹部70が、凹部67と凹部71が、凹部68と凹部72が、そして凹部69と凹部73が、互いに一致して接合された状態になる。
そして、この第1の流路部品37における各凹部70〜73内の大径部分には、金属製メッシュからなる円形の入口側フィルタ部材74が熱溶着されている。これらのフィルタ部材74は、液体入口54からバルブユニット22内に流入したインク中に異物が含まれている場合に、そのインクを濾過して異物を捕捉する機能を有するものであって、本実施形態の場合、30ミクロンよりも大きい異物を捕捉可能に目の粗さが29ミクロン程度に設定されている。
また、図10に示すように、第1の流路部品37の表面において、圧力室部品36側に形成された4つの液体入口54と対応する位置には、圧力室部品36を示す図9において上から1番目と3番目の液体入口54と接合時に一致するインク通路75が貫通形成されている。そして、残りの2番目と4番目の液体入口54と対応する位置からは、前述した2つの凹部70,72に向けて延びるインク流路(液体供給路の一部)76aが、圧力室部品36の裏面側で各々対応する液体入口54と凹部66,68との間を接続するように形成された各インク流路65aと鏡面関係を有するように形成されている。
また、第1の流路部品37の表面において圧力室部品36側の2つの凹部67,69から延設された各インク流路65bと対向する位置には、それらと同一形態をなすインク流路(液体供給路の一部)76bが対応するインク流路65bと鏡面関係を有して前述した各凹部71,73から第1の流路部品37の表面上をそれぞれ所定位置まで延びるように形成されている。そして、これらのインク流路76bの内底面には、対応するインク流路65bの延出端と対応する位置に貫通孔77が形成されている。そして、これらの各貫通孔77は、第1の流路部品37の裏面側に形成された図示しないインク流路を通じて前述した各インク通路75に接続され、上流側となる液体入口54から供給されるインクを、インク通路75、図示しない裏面側のインク流路、貫通孔77、表面側のインク流路76bの順に流動させて、各凹部67,69まで導く。
また同様に、第1の流路部品37の表面において、圧力室部品36側の各バルブ収容凹部64と対向する位置には、それらと同一形態をなす複数(本実施形態では4つ)のバルブ収容孔78が対応するバルブ収容凹部64と鏡面関係を有するようにして貫通形成されている。そして、これらの各バルブ収容孔78には、各凹部70〜73の内底面に貫通形成された各通孔(図示略)及びそれら各通孔に連続して第1の流路部品37の裏面側に形成されたインク流路(図示略)を介して上流側となる各凹部70〜73側からインクが導かれるようになっている。
また同様に、第1の流路部品37の表面において、圧力室部品36側の切欠部55と対応する位置には、第1の流路部品37上に圧力室部品36及び保護板39を積層した場合に、保護板39の柱状部41の先端面(すなわち、ねじ孔41a)と位置合わせされるねじ挿通孔79がそれぞれ形成されている。また同様に、第1の流路部品37の表面において、圧力室部品36側の各挿通孔57及び各パイロット孔58と対応する位置には、第1の流路部品37と圧力室部品36を積層方向において接合した場合に位置合わせされる各挿通孔80及び各パイロット孔(位置合わせ手段)81が貫通形成されている。
そして、図10に示すように、第1の流路部品37の表面には、各凹部70〜73、各インク通路75、各インク流路76a〜76c、各バルブ収容孔78の各外周縁に沿うように、前述した圧力室部品36の被接着領域36bと対応する接着剤塗布部37aが設けられている。また、この接着剤塗布部37aの外側には、第1の流路部品37と圧力室部品36を積層方向において接合した場合に、圧力室部品36側の各ナット装着部36cと位置合わせされるねじ挿通孔37b(図10には2つのみ図示)がそれぞれ形成されている。
次に、第2の流路部品38の具体的構成について説明する。
図11に示すように、第2の流路部品38は、平面視矩形状をなす樹脂製板材であり、第1の流路部品37とは積層方向で投影した場合の外郭形状が、ほぼ同一となる形状に形成されている。すなわち、第2の流路部品38は、その外郭形状において、第1の流路部品37よりも一端側部位が長く形成され、その一端側部位に端子挿入部82を設けた点でのみ第1の流路部品37とは外郭形状に相違点を有するものである。
図11に示すように、第2の流路部品38は、平面視矩形状をなす樹脂製板材であり、第1の流路部品37とは積層方向で投影した場合の外郭形状が、ほぼ同一となる形状に形成されている。すなわち、第2の流路部品38は、その外郭形状において、第1の流路部品37よりも一端側部位が長く形成され、その一端側部位に端子挿入部82を設けた点でのみ第1の流路部品37とは外郭形状に相違点を有するものである。
図11は、そうした第2の流路部品38を斜め上方から俯瞰した斜視図であるが、同図に示すように、第2の流路部品38の表面には、積層時に対向する第1の流路部品37の裏面と鏡面関係を有するように、各流路や各凹部及び各孔等が配置されている。すなわち、積層時に第1の流路部品37の裏面側に形成された各凹部(図示しないが各貫通孔77を中心とする凹部)と対向する位置には、それらと同一形態をなす複数(本実施形態では4つ)の凹部83が形成されている。そして、各凹部83の内底面にはバルブユニット22内からのインクの出口となる液体出口84がそれぞれ貫通形成されている。
そして、この第2の流路部品38における各凹部83内の大径部分には、金属製メッシュからなる円形の出口側フィルタ部材85が熱溶着されている。これらの出口側フィルタ部材85は、液体出口84からバルブユニット22外に流出しようとするインク中に異物が含まれている場合に、そのインクを濾過して異物を捕捉する機能を有するものである。本実施形態の場合、出口側フィルタ部材85の目の粗さは記録ヘッド13のノズル13a(図22参照)の開口径に相当する20ミクロンよりも小さな異物を捕捉可能に19ミクロン程度に設定されている。すなわち、出口側フィルタ部材85は入口側フィルタ部材74よりも更に微細な異物を捕捉可能なフィルタ機能を有している。
また、図11に示すように、第2の流路部品38の表面において、第1の流路部品37側の各バルブ収容孔78と対応する位置には、それら各バルブ収容孔78内に挿入可能な複数(本実施形態では4つ)の筒座86が突出形成されている。各筒座86は、基端側よりも先端側が小径の円筒体の側壁が縦方向に一箇所だけ切り欠かれた断面略C字状をなす形態をしている。そして、その切り欠かれた部位を介して各筒座86の内側に各々連なるようにインク流路(液体供給路の一部)87が第2の流路部品38の表面上に形成されている。これらのインク流路87は、第2の流路部品38上に第1の流路部品37を積層した場合に、第1の流路部品37の各凹部70〜73の内底面に形成された貫通孔(図示略)と各々対応する位置と各筒座86との間を接続するように形成されている。
また同様に、第2の流路部品38の表面において、第1の流路部品37側のねじ挿通孔79と対応する位置には、第2の流路部品38上に第1の流路部品37を積層した場合に対応するねじ挿通孔79と位置合わせされるねじ挿通孔88がそれぞれ形成されている。また同様に、第2の流路部品38の表面において、第1の流路部品37側の各挿通孔80及び各パイロット孔81と対応する位置には、第2の流路部品38と第1の流路部品37を積層方向において接合した場合に位置合わせされる各挿通孔89及び各パイロット孔(位置合わせ手段)90が貫通形成されている。
そして、図11に示すように、第2の流路部品38の表面には、各凹部83、各インク流路87、各ねじ挿通孔88の各外周縁に沿うように、第1の流路部品37の裏面側に設けられた被接着領域(図示略)と対応する接着剤塗布部38aが設けられている。また、第2の流路部品38の表面において接着剤塗布部38aの外側には、第2の流路部品38と第1の流路部品37を積層方向において接合した場合に第1の流路部品37の各ねじ挿通孔37bと対応する位置に、同様に各ねじ挿通孔38bが形成されている。
以上のような第2の流路部品38上に第1の流路部品37及び圧力室部品36が積層される場合、第1の流路部品37のバルブ収容孔78及び圧力室部品36のバルブ収容凹部64には、図12に示す可動バルブ(開閉弁)91が収容される。また、第2の流路部品38の筒座86上には、図13に示すシールばね92が装着される。
図12に示すように、可動バルブ91は、圧力室部品36の流入口51内に挿通可能な軸部91aと、圧力室部品36のバルブ収容凹部64及び第1の流路部品37のバルブ収容孔78内を軸部91aの軸方向に移動可能な鍔部91bとを備えている。そして、その鍔部91bの表面側にはエラストマ等からなる円環状のシール部91cが2色成型により形成されている。なお、シールばね92は、筒座86の外面形状に合わせた円錐台形状をなすように巻き上げ形成されたコイルスプリングであり、その小径の先端部分に可動バルブ91における軸部91aの基端が挿入されるようになっている。
そこで次に、以上のように構成された保護板39、圧力室部品36、第1の流路部品37及び第2の流路部品38を積層状態に組み付けて一体化するバルブユニット22の製造方法について、図14〜図19を参照しながら説明する。なお、図14〜図19においては、図面簡略の便宜上、例えば第1の流路部品37など各部品での細部構成に関する符号は省略して図示するものとする。
さて、図14〜図19に示すように、バルブユニット22を積層状態に組み付ける際には、組み付け用の治具100と、圧接手段としてのねじ部材101、及び図示しない接着剤が使用される。組み付け用の治具100は、平板状をなす基板100aを有し、その基板100aの上面からは複数本(本実施形態では2本)の位置合わせ棒100bが一定間隔をおいて立設されている。なお、両位置合わせ棒100b間の間隔は、保護板39と圧力室部品36と第1の流路部品37と第2の流路部品38に各々形成された各一対のパイロット孔39a,58,81,90の形成間隔に対応している。
そして、この治具100の基板100a上に各部品を積層状態に組み付ける場合には、図14に示すように、保護板39が一番下になるようにして、その保護板39の上に、更に、圧力室部品36、第1の流路部品37、第2の流路部品38の順に積層して組み付ける。そして、その際には、保護板39、圧力室部品36、第1の流路部品37、及び第2の流路部品38を、各々の表面側が下向きになり裏面側が上向きになるように反転させた状態で積層する。
まず、図15に示すように、保護板39が、その表面側を下向きにした反転状態で治具100の基板100a上に載置される。その際、保護板39は、治具100の基板100a上から立設された各位置合わせ棒100bが各々対応するパイロット孔39aに挿入される。すると、保護板39は、治具100の基板100a上において、柱状部41を垂直上方に向けると共に水平方向への移動を規制された位置決め状態となる。なお、この場合において、保護板39の表面側には予めバリアフィルム49が熱溶着されている。
そして次に、この保護板39の上向きとなった裏面側に対して封止フィルム44が取着される。その際、封止フィルム44は、保護板39の裏面側から立設された4本の柱状部41のうち短手方向での離間間隔の短い2本の柱状部41が、各々対応する位置合わせ孔46に挿入される。すると、封止フィルム44は、保護板39の裏面側に形成された各溝状凹部42を覆う適正位置に配置される。そして、その状態において、封止フィルム44が加圧成形によって溝状凹部42の内方側へ少しドーム状に撓んだ形態となるようにして熱溶着される。なお、この封止フィルム44は、予め保護板39の裏面側に取着されていてもよい。
そして次に、図16に示すように、圧力室部品36が、その表面側を下向きにした反転状態で保護板39の上方位置に配置される。なお、この場合、圧力室部品36の表面側には、予め弾性板材62が作動レバーとなる各弾性片60を各々対応する溝状流路50内に位置させるようにして取着されている。そして、この圧力室部品36において下向きとなる表面側の接着剤塗布部36aには接着剤が塗布され、そのように接着剤を塗布した圧力室部品36が保護板39の裏面上に積層される。そして、その際に、圧力室部品36は、治具100の各位置合わせ棒100bが各々対応するパイロット孔58に挿入される。
すると、圧力室部品36は、その各切欠部55及び各挿通孔57に保護板39の各柱状部41が挿入されると共に、その表面側の一方の長辺近傍に位置する台座部53が保護板39の切欠部40に嵌め合わされる。また、圧力室部品36は、両挿通孔57の間に形成された大気連通孔59が保護板39側の対応する大気連通孔48と連通した状態となる。そして、その状態において、圧力室部品36は、その表面側の接着剤塗布部36aが保護板39の裏面側に取着された封止フィルム44上の被接着領域(図示しないが、各溝状凹部42の外周縁に沿う領域)と位置合わせされた適正位置に配置される。
そして次に、図17に示すように、第1の流路部品37が、その表面側を下向きにした反転状態で圧力室部品36の上方位置に配置される。なお、この場合、第1の流路部品37の各凹部70〜73内には入口側フィルタ部材74が予め装着される。また、圧力室部品36の上向きとなった裏面側の各ナット装着部36cには六角ナット(図示略)が事前に嵌め込まれる。そして、第1の流路部品37において下向きとなる表面側の接着剤塗布部37aには接着剤が塗布され、そのように接着剤を塗布した第1の流路部品37が圧力室部品36の裏面上に積層される。そして、その際に、第1の流路部品37は、治具100の各位置合わせ棒100bが各々対応するパイロット孔81に挿入される。
すると、第1の流路部品37は、その各ねじ挿通孔79,80が保護板39の各柱状部41の先端面に形成されたねじ孔41aに位置合わせされると共に、各ねじ挿通孔37bが圧力室部品36の各ナット装着部36cに位置合わせされる。また、第1の流路部品37は、各凹部70〜73及び各インク流路76a〜76cが圧力室部品36側の対応する各凹部66〜69及び各インク流路65a〜65c等に位置合わせされると共に、各バルブ収容孔78が圧力室部品36の各バルブ収容凹部64に位置合わせされる。そして、その状態において、第1の流路部品37は、その表面側の接着剤塗布部37aが圧力室部品36の裏面側に設けられた被接着領域36bと位置合わせされた適正位置に配置される。
そして次に、図18に示すように、可動バルブ91及びシールばね92が、圧力室部品36のバルブ収容凹部64上に位置合わせされた状態にある第1の流路部品37のバルブ収容孔78内に挿入される。すなわち、まず可動バルブ91がバルブ収容孔78から挿入される。そして、可動バルブ91の軸部91aが圧力室部品36の流入口51に挿通されると共に、その鍔部91bが圧力室部品36のバルブ収容凹部64内に挿入され、更に、そのシール部91cが圧力室部品36のバルブ収容凹部64の内底面に当接される。そして次には、シールばね92が、その小径の先端部分に可動バルブ91における軸部91aの基端が挿入されるようにして第1の流路部品37のバルブ収容孔78内に挿入される。
そして次に、図19に示すように、第2の流路部品38が、その表面側を下向きにした反転状態で第1の流路部品37の上方位置に配置される。なお、この場合、第2の流路部品38の各凹部83内には出口側フィルタ部材85が予め装着される。そして、第2の流路部品38において下向きとなる表面側の接着剤塗布部38aには接着剤が塗布され、そのように接着剤を塗布した第2の流路部品38が第1の流路部品37の裏面上に積層される。そして、その際に、第2の流路部品38は、治具100の各位置合わせ棒100bが各々対応するパイロット孔90に挿入される。
すると、第2の流路部品38は、その各ねじ挿通孔88,89,38bが第1の流路部品37の各ねじ挿通孔79,80,37bに位置合わせされると共に、各凹部83及び各インク流路87等が第1の流路部品37側の対応する各凹部(図示略)及び各インク流路(図示略)に位置合わせされる。また、第2の流路部品38は、各筒座86が第1の流路部品37の各バルブ収容孔78内に挿入され、そのバルブ収容孔78内に既に挿入されているシールばね92の大径の基端側部分に筒座86の先端が挿入される。そして、その状態において、第2の流路部品38は、その表面側の接着剤塗布部38aが第1の流路部品37の裏面側に設けられた被接着領域(図示略)と位置合わせされた適正位置に配置される。
そして次に、図19に示すように、複数(本実施形態では4本)のねじ部材101が、第2の流路部品38の各ねじ挿通孔88,89に挿入される。そして、各ねじ部材101の先端は、第1の流路部品37の各ねじ挿通孔79,80を通って、圧力室部品36の各切欠部55及び各挿通孔57に挿通されている保護板39の各柱状部41のねじ孔41aに螺合される。すると、このねじ部材101のねじ締め力により、保護板39と共に、各流路形成体(圧力室部品36、第1の流路部品37、第2の流路部品38)は、積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在させつつ、互いに圧接された状態に保持される。
そして、このように積層方向で隣接する流路形成体同士(例えば第1の流路部品37と第2の流路部品38)が互いに圧接された状態において、各流路形成体の間に介在された接着剤は生乾き状態のままであるが、ねじ部材101のねじ締め力により圧接状態に保持されている間に乾燥して硬化するようになる。すなわち、本実施形態の場合には、接着剤の乾燥硬化を待つ必要なく、保護板39、圧力室部品36、第1の流路部品37及び第2の流路部品38が積層状態に組み付けられて一体化したバルブユニット22の製造が完了する。
そして次には、そのように一体化されたバルブユニット22に対して記録ヘッド13のヘッドケース102が一体化される。すなわち、図20に示すように、バルブユニット22においてヘッド接続口22aが突出された第2の流路部品38の裏面側に、ヘッド接続口シールゴム103、外周シールゴム104、及び、ヘッド基板105を介在させて、ヘッドケース102が装着される。そして、その際には、ヘッドケース102に形成された複数(本実施形態では3つ)のねじ孔106に締結ねじ107が各々挿入される。
すると、各締結ねじ107は、その先端がバルブユニット22における第2の流路部品38の各ねじ挿通孔38bと第1の流路部品37の各ねじ挿通孔37bを通って圧力室部品36の各ナット装着部36cに嵌め込まれている六角ナット(図示略)に螺合される。そして、この締結ねじ107の締結力によりヘッドケース102がバルブユニット22に一体化されると、図21に示すヘッドユニット108が完成する。
すなわち、複数のインクカートリッジ16から各々供給される各インクを各インクカートリッジ16と個別対応する複数のノズル列13Aが形成された記録ヘッド13に対して各別に供給可能な複数の液体供給路を備えたバルブユニット22が製造される。本実施形態の場合、バルブユニット22内の液体供給路は、溝状流路50(圧力室50A)、各インク流路65a〜65c,76a〜76c,87、各凹部66〜69,70〜73,83等により構成される。
そして、そのバルブユニット22では、各液体供給路における他の液体供給路と機能的に共通する各々の共通構成部分(例えば、溝状流路50(圧力室50A)同士、インク流路76a同士、凹部70〜73同士など)が同一の流路形成体(例えば、圧力室部品36、第2の流路部品38)に形成される。したがって、例えば各液体供給路における圧力室50A同士の間で圧力変動がばらついたりすることがなくなる。そして、このようにして製造されたヘッドユニット108(バルブユニット22)がキャリッジ14上に搭載される。
そこで次に、以上のように構成されたヘッドユニット108の作用について、図22を参照しながら説明する。なお、この図22は、ヘッドユニット108において特にバルブユニット22でのインク供給状態の概略を説明するための模式図であり、バルブユニット22における具体的構成については図面簡略のため一部省略してある。
さて、インク供給チューブ23を介してバルブユニット22内に供給されたインクは、圧力室50A内に一時貯留された後、記録ヘッド13の各ノズル列13A(図20参照)に供給されてノズル13aから噴射される。そして、圧力室50A内にインクが一時貯留されている状態において、ノズル13aからのインク噴射に伴い圧力室50Aからインクが流出口52を介して記録ヘッド13側へと流出すると、その圧力室50A内には圧力変動(すなわち、負圧)が生じるようになる。
すると、その負圧発生に基づき封止フィルム44が圧力室50Aの内方(図22では下方)へ撓むように変位して弾性片(作動レバー)60を圧力室50Aの内方へ押圧する。これにより、弾性片60は、封止フィルム44の変位力を倍力した作動力で図22に示す閉弁位置にある可動バルブ91をシールばね92の付勢力に抗して下方(すなわち、開弁位置の方向)へ押圧して開弁動作させる。その結果、可動バルブ91が圧力室50Aの流入口51を開放するため、バルブユニット22内での液体供給路の一部を形成するインク流路65a,65b,76a,76bから流入口51を介してインクが圧力室50A内に流入する。
すると、このインクの流入により圧力室50A内の圧力が高まり負圧状態が解消されるため、封止フィルム44が図22に示す元の形態に戻り、弾性片60も図22に示す元の形態に戻るので、可動バルブ91はシールばね92の付勢力で再び流入口51を閉鎖する閉弁位置へと移動(すなわち、閉弁動作)するようになる。したがって、バルブユニット22では流入口51から圧力室50A内へのインクの流入が規制されるようになる。
こうした場合に、インク供給チューブ23を介して供給されるインク中に異物が含まれていることがある。しかし、本実施形態では、そのような異物はまず入口側フィルタ部材74により捕捉される。その結果、そのような異物が入口側フィルタ部材74よりも下流側に到達することがなくなるので、可動バルブ91のシール部91cが異物を噛み込んでシール性を損なうという事態が抑制される。また、圧力室50A内をクリーンな環境に保ちつつ、インクの一時貯留及び記録ヘッド13側へのインク供給が行われるようになる。
その一方、入口側フィルタ部材74の異物捕捉機能では捕捉しきれない微細な(例えば29ミクロン未満の)異物の場合には、圧力室50Aを経由して記録ヘッド13側に供給されてしまうことがある。しかし、本実施形態の場合には、入口側フィルタ部材74よりも異物捕捉機能に優れた出口側フィルタ部材85がバルブユニット22内に設けられているため,そのような微細な異物が液体出口84から記録ヘッド13側に供給されてノズル13aを目詰まりさせることはない。
また、記録ヘッド13のヘッドケース102内に製造段階において異物が入り込むこともある。このような異物がバルブユニット22側からヘッドケース102内の図示しないインク流路(液体供給路)を通って各ノズル列13Aに供給されるインク中に紛れ込んだ場合、その異物により微細なノズル13aを目詰まりさせることになる。そこで、このような場合、本実施形態では、締結ねじ107を取り外してバルブユニット22からヘッドケース102を分離し、記録ヘッド13のノズル13aとは反対側(つまり、インク流動方向の上流側)からヘッドケース102内のインク流路を強制的に吸引することにより、インクを逆流させて記録ヘッド13を逆洗浄するという手法が採られる。そして、そのような逆洗浄をする場合にも、ヘッドケース102内のインク流路の途中にはフィルタ部材が設けられてはいないため、そのインク流路内を逆流するインクと共に前述したような異物はヘッドケース102外(記録ヘッド13外)に排出される。
したがって、上記実施形態においては次のような効果を得ることができる。
(1)バルブユニット22は、各インクカートリッジ16から供給される各インクを各インクカートリッジ16及び各ノズル列13Aと個別に対応する液体供給路を介して記録ヘッド13側へ各別に供給する。そして、この場合、各液体供給路は、他の液体供給路と機能的に共通する共通構成部分(例えば、溝状流路50(圧力室50A)同士、インク流路76a同士、凹部70〜73同士など)が同一の流路形成体(例えば、圧力室部品36、第2の流路部品38)に形成されている。したがって、各インクの供給機能が液体供給路同士の間で(例えば圧力室50A同士の間で)ばらつくことが抑制され、各液体供給路を介したインクの供給具合を均一化することができる。
(1)バルブユニット22は、各インクカートリッジ16から供給される各インクを各インクカートリッジ16及び各ノズル列13Aと個別に対応する液体供給路を介して記録ヘッド13側へ各別に供給する。そして、この場合、各液体供給路は、他の液体供給路と機能的に共通する共通構成部分(例えば、溝状流路50(圧力室50A)同士、インク流路76a同士、凹部70〜73同士など)が同一の流路形成体(例えば、圧力室部品36、第2の流路部品38)に形成されている。したがって、各インクの供給機能が液体供給路同士の間で(例えば圧力室50A同士の間で)ばらつくことが抑制され、各液体供給路を介したインクの供給具合を均一化することができる。
(2)各液体供給路において、その液体供給路の一部を構成する各圧力室(各液体貯留部)50Aは単一の圧力室部品(同一の流路形成体)36に対して互いに同一形態をなすように形成されている。そのため、記録ヘッド13のノズル列13Aからインクが噴射された場合に各々の圧力室50A内において発生する圧力変動(すなわち、負圧)が圧力室50A同士の間でばらつくことが抑制される。したがって、各圧力室50Aから記録ヘッド13側へのインクの流出具合を均一化することができる。
(3)圧力室50Aは、互いに平行態様で同一方向に沿って延びるように並設された溝状流路50により構成されるため、複数の圧力室50Aを同一の流路形成体(本実施形態では圧力室部品36)に対して省スペース化を図りつつ形成できる。したがって、圧力室を構成する流路が円形状の流路等の場合よりもプリンタ10の小型化に貢献できる。
(4)流路形成体の1つである圧力室部品36における複数の溝状流路50が平行態様で並設された表面側(一面側)に単一の封止フィルム(フィルム部材)44を取着するだけで、一度に複数の圧力室(液体貯留部)50Aが形成されることになる。したがって、複数ある溝状流路50毎に帯状の封止フィルムを個別に取着する場合よりも、封止フィルムの取着回数が少なくなる分だけバルブユニット22の製造効率を向上できる。
(5)各圧力室50Aの各流入口51には、それぞれ可動バルブ(開閉弁)91が個々別々に配置されているが、それら各可動バルブ91を各々開弁動作させるために各圧力室50A内での負圧発生に伴い変位する封止フィルム44は単一のフィルム部材により構成されている。そのため、各液体供給路における他の液体供給路と機能的に共通する共通構成部分でもある可動バルブ91同士の間で弁開放タイミングがばらつくことを抑制できる。したがって、この点でも、各圧力室50Aから記録ヘッド13側へのインクの流出具合を均一化することに貢献できる。
(6)複数ある各圧力室50Aに可動バルブ91を開弁動作させるための作動レバーを配設する場合には、単一の弾性板材62をその基板部61から櫛歯状をなすように形成された各弾性片60が各圧力室50Aと個別対応するように圧力室部品36の表面側に位置合わせして取り付けるだけで済む。したがって、複数の作動レバーとしての弾性片60をワンタッチで圧力室部品36に取り付けできるので、この点でも、バルブユニット22の製造効率が向上する。
(7)本実施形態のバルブユニット22の場合、各液体供給路(例えば圧力室50A)を介して記録ヘッド13の各ノズル列13Aに対して各別に供給する各インクの供給具合を均一化できる。そのため、各ノズル列13Aからのインク噴射状態がノズル列13A同士の間でばらつくことが抑制される。したがって、各ノズル列13Aからの各々のインクの噴射状態を均一化することができる。
(8)圧力室部品36や第1の流路部品37等の複数の流路形成体を積層方向で隣接する流路形成体同士の間に接着剤を介在させた状態で積層した場合、隣接する流路形成体同士の間に介在された接着剤が生乾きのままでも順次に後続の流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在させて積層することができる。すなわち、圧接手段としてのねじ部材101が各流路形成体同士をそれらの間に介在した接着剤が未だ乾燥硬化していない状態でも位置ずれしたり離間したりしないように保持する。したがって、複数の流路形成体を接着剤により接着して一体化されたバルブユニット22を製造する際において、接着剤が乾燥して硬化する時間を待つことなく一体化作業を完了することができる。
(9)バルブユニット22の製造段階では、ねじ部材101という汎用製品を利用して簡単に積層された各流路形成体の一体化作業の迅速化に貢献できる。また、その際には、ねじ部材101のねじ締め力を調整することにより、隣接する流路形成体同士の圧接状況を調整することも可能となる。
(10)また、バルブユニット22を構成する流路形成体の数量(積層数)が多い場合でも、ねじ部材101を一度だけねじ止めするだけで積層状態にある各流路形成体(圧力室部品36、第1の流路部品37、第2の流路部品38)の一体化作業を完了することが可能となる。したがって、この点で、液体供給装置としてのバルブユニット22の製造効率が向上する。
(11)バルブユニット22を構成する各流路形成体を積層状態にする際に、積層方向で隣接する流路形成体同士(例えば圧力室部品36と第1の流路部品37)を位置合せ手段としてのパイロット孔58,81の位置合せ機能を利用して、平面視での外郭形状が略一致するように位置的整合をとりつつ良好に積層することができる。
(12)プリンタ(液体噴射装置)10に装備されるバルブユニット(液体供給装置)22を複数の流路形成体を積層方向で隣接する流路形成体同士の間に接着剤を介在させた状態で積層して一体化することにより形成する場合には、そのバルブユニット22を接着剤の乾燥硬化時間を待つことなく一体化して製造できる。その結果、このバルブユニット22を備えてなるプリンタ10の製造効率を向上することができる。
(13)もし仮に、バルブユニット22内の液体供給路(圧力室50Aなど)を介して下流側の記録ヘッド13に向けて供給されるインク中に異物が含まれていたとしても、そのような異物はバルブユニット22内の液体供給路の途中(凹部83)に装着された出口側フィルタ部材85により捕捉される。そのため、バルブユニット22の上流側から供給されたインクを下流側の記録ヘッド13に対して異物の除去を図って供給することができる。また、ヘッドケース102内のインク流路(液体供給路)に異物が存在している場合には、その異物を記録ヘッド13の逆洗浄により記録ヘッド13外へ排出させることができる。
(14)また、このバルブユニット22では、インクカートリッジ16側から供給されるインク中に異物が含まれている場合、その異物は入口側フィルタ部材74により捕捉して除去できるため、バルブユニット22内(圧力室50A内など)をクリーンなインク供給環境にできる。したがって、可動バルブ(開閉弁)91のシール部91cが異物を噛み込む虞を低減でき、シール機能が損なわれることもないことから、圧力室50A内の圧力変動が不安定となることを抑制できる。
(15)そして、もし仮に入口側フィルタ部材74により捕捉できなかった異物がバルブユニット22内から記録ヘッド13の位置する下流側へ流出しようとした場合にも、そのような異物は入口側フィルタ部材74よりも下流に配置された出口側フィルタ部材85により捕捉できるので、下流側の記録ヘッド13へは異物の除去されたクリーンなインクを供給することができる。
(16)バルブユニット22における出口側フィルタ部材85の目の粗さは記録ヘッド13のノズル13aの径よりも小さな異物を捕捉できるように設定されているため、バルブユニット22から下流側へ供給されたインクが記録ヘッド13のノズル13aの上流端を塞いでしまうというような弊害が生じることを抑制できる。
(17)バルブユニット22の液体供給路内に流入したインク中に異物が含まれていたとしても、そのような異物は入口側フィルタ部材74により除去されるため、圧力室50A内への流入口51に配置されて圧力室50A内へのインクの流入状態を調整する可動バルブ91が異物を噛み込む虞を低減できる。したがって、可動バルブ(開閉弁)91のシール機能が損なわれないことから、圧力室50A内の圧力変動が不安定となることを抑制できる。
(18)各フィルタ部材74,85は、積層方向において隣接する両流路形成体のうち一方の流路形成体に他方の流路形成体を重ね合わせる前にいずれかの流路形成体における所定位置(凹部70〜73,83)に載置態様で装着できる。したがって、フィルタ部材74,85の装着作業が非常に簡単になる。
(19)バルブユニット22から記録ヘッド13へはフィルタ部材74,85によって異物の除去されたインクを供給できると共に、記録ヘッド13内に異物が存在する場合には逆洗浄により記録ヘッド13外へ排出できるため、そのプリンタ10においては良好なインク噴射状態を得ることができる。
なお、上記実施形態は、以下のような別の実施形態(別例)に変更してもよい。
・ 上記実施形態において、各フィルタ部材74,85はバルブユニット22における液体入口54や液体出口84に圧入することにより装着するものであってもよい。
・ 上記実施形態において、各フィルタ部材74,85はバルブユニット22における液体入口54や液体出口84に圧入することにより装着するものであってもよい。
・ 上記実施形態において、入口側フィルタ部材74と出口側フィルタ部材85の各々の目の粗さは同じ設定であってもよく、また、実施形態の数値(29ミクロン、19ミクロン)以外の任意の設定であってもよい。
・ 上記実施形態において、各フィルタ部材74,85は金属メッシュ以外の不織布やガラス繊維等からなるものであってもよい。
・ 上記実施形態において、バルブユニット22には入口側フィルタ部材74を省略して出口側フィルタ部材85のみを装着する構成であってもよい。この場合にも、記録ヘッド13の逆洗浄による記録ヘッド13内からの異物除去は可能である。
・ 上記実施形態において、バルブユニット22には入口側フィルタ部材74を省略して出口側フィルタ部材85のみを装着する構成であってもよい。この場合にも、記録ヘッド13の逆洗浄による記録ヘッド13内からの異物除去は可能である。
・ 上記実施形態において、保護板39と圧力室部品36と第1の流路部品37と第2の流路部品38とを、それぞれ4流路分に分割し、それら4分割された各流路形成体を、それぞれ積層して1流路単位ずつ一体化することにより、4つのバルブユニットを形成するようにしてもよい。このようにした場合にも、接着剤の乾燥硬化時間を待つことなく、1流路単位のバルブユニットを迅速に製造できるという効果を享受できる。
・ 上記実施形態において、位置合わせ手段としてのパイロット孔39a,58,81は必ずしもなくてよい。
・ 上記実施形態において、圧接手段としてのねじ部材101は、積層方向で隣接する2つの流路形成体同士のみをねじ締め力で圧接状態に保持するものであってもよい。但し、この場合は、積層数が多いほど、必要となるねじ部材101が増加する。
・ 上記実施形態において、圧接手段としてのねじ部材101は、積層方向で隣接する2つの流路形成体同士のみをねじ締め力で圧接状態に保持するものであってもよい。但し、この場合は、積層数が多いほど、必要となるねじ部材101が増加する。
・ 上記実施形態において、圧接手段は、ねじ部材101に置換してクリップ装置でもよく、又は、プレス装置であってもよい。
・ 上記実施形態において、作動レバーを構成する弾性片60は1つずつが単体構成の弾性部材であってもよい。
・ 上記実施形態において、作動レバーを構成する弾性片60は1つずつが単体構成の弾性部材であってもよい。
・ 上記実施形態において、弾性板材62を省略すると共に、封止フィルム44に受圧板を付け、封止フィルム44の変位に伴い受圧板が可動バルブ91に作用して開弁動作させる構成であってもよい。
・ 上記実施形態において、封止フィルム44は各溝状凹部42と個別に対応する複数の帯状フィルムであってもよい。
・ 上記実施形態において、バルブユニット22で圧力室50Aを形成する流路は溝状流路50に限定されず、例えば円形孔であってもよい。
・ 上記実施形態において、バルブユニット22で圧力室50Aを形成する流路は溝状流路50に限定されず、例えば円形孔であってもよい。
・ また、バルブユニット22は、例えば4流路分の各液体供給路において互いに機能的に共通する共通構成部分(圧力室50A等)が同一の流路形成体に形成されているのであれば、必ずしも複数の流路形成体が積層されて一体化されるものではなく、単一の流路形成体に複数の液体供給路(圧力室50Aなど)を形成したものであってもよい。
・ 上記実施形態においては、液体噴射装置として、インクを吐出するプリンタ10について説明したが、その他の液体噴射装置であってもよい。例えば、ファックス、コピア等を含む印刷装置や、液晶ディスプレイ、ELディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置であってもよい。また、流体もインクに限られず、他の流体に応用してもよい。
10…液体噴射装置としてのプリンタ、13…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、13a…ノズル、13A…ノズル列、16…液体収容体としてのインクカートリッジ、22…液体供給装置としてのバルブユニット、39a,58,81,90…位置合わせ手段としてのパイロット孔、44…フィルム部材としての封止フィルム、50…溝状流路、50a…開口部、50A…液体貯留部としての圧力室、51…流入口、52…流出口、54…液体入口、60…作動レバーを構成する弾性片、62…弾性板材、74…入口側フィルタ部材、84…液体出口、85…出口側フィルタ部材、91…開閉弁としての可動バルブ、101…圧接手段を構成するねじ部材。
Claims (7)
- 複数の定形性を有する流路形成体が各々の間に上流側から下流側へ液体を供給可能な液体供給路の一部を形成するように積層され、その積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在した状態で一体化された液体供給装置であって、
前記各流路形成体が積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在した状態で積層された場合に前記各流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体に対して圧接された状態に保持可能な圧接手段を備えた液体供給装置。 - 前記圧接手段は、前記各流路形成体を該各流路形成体のうち少なくとも積層方向で隣接する他の流路形成体に対してねじ締め力を利用して圧接させるねじ部材を含んで構成されている請求項1に記載の液体供給装置。
- 前記ねじ部材は、前記各流路形成体のうち積層状態とされた少なくとも2つの流路形成体に対してねじ締め力を作用させることにより、積層方向において接着剤を介在させた状態で隣接する流路形成体同士を圧接させる請求項2に記載の液体供給装置。
- 前記各流路形成体には、該各流路形成体を積層した場合に各流路形成体を位置合せするための位置合わせ手段が形成されている請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の液体供給装置。
- 前記各流路形成体が積層状態にて一体化された場合、前記各流路形成体の間には互いに異なる液体を上流側から下流側へ各別に供給可能な複数の液体供給路の各一部が形成される請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の液体供給装置。
- 複数の定形性を有する流路形成体を各々の間に上流側から下流側へ液体を供給可能な液体供給路の一部を形成するように積層して一体化する際に、その積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在させて流路形成体同士を接着して一体化する液体供給装置の製造方法において、
前記各流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体との間に接着剤を介在した状態で積層した場合に、前記接着剤が乾燥硬化する前段階で、前記各流路形成体を積層方向で隣接する他の流路形成体に対して圧接された状態に保持し、その保持状態での時間経過により前記接着剤を乾燥硬化させるようにした液体供給装置の製造方法。 - 液体を収容する液体収容体と、液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドと前記液体収容体との間に介在して、該液体収容体側から前記液体噴射ヘッド側に液体を供給する液体供給装置とを備え、
該液体供給装置を請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の液体供給装置により構成した液体噴射装置。
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