JP2007296675A - 流体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル孔からの流体吐出に際しての逆方向流れに対する流体抵抗を大きくして吐出効率を高くし、流体供給室から圧力室への流体供給を行わせる順方向流れに対する流体抵抗を小さくして充填効率を高くする。
【解決手段】流体吐出装置を構成するインクジェット装置が、インク流体を吐出するノズル孔１と、ノズル孔１に連通する圧力室２と、圧力室２と供給流路３を介して連通して圧力室２内に流体を供給する流体供給室４とを有し、圧力室の上部開口を覆って取り付けられたダイアフラム５をアクチュエータ６により上下動させて圧力室内の圧力を変化させるように構成される。供給流路３には流体弁１１が設けられており、流体供給室４から圧力室２への流体供給はスムーズに行わせ、これと逆方向流れを流体弁１１により抑制する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタのインクジェット装置等に用いられる流体吐出装置に関する。

プリンタ装置に用いられるインクジェット装置は、例えば、図１３に示されるように、ヘッドボディ２００にフォトエッチング等により、流体（液状インク）を吐出するノズル孔２０１、圧力室２０２、供給流路２０３、流体供給室２０４を形成し、圧力室２０２の上部開口を覆ってダイアフラム２０５を取り付けるとともにダイアフラム２０５を上下動させるピエゾ素子等からなるアクチュエータ２０６を設けて構成される。流体供給室２０４内には供給孔２０４ａから液状インクが供給され、これが供給流路２０３を通って圧力室２０２に供給され、圧力室２０２およびノズル孔２０１内に充満した状態となる。

このインクジェット装置によりプリントを行うときには、例えばピエゾ素子に所定の電流を印加してアクチュエータ２０６を上下振動させてダイアフラム２０５を上下動させる。これにより圧力室２０２内の流体の圧力が変動し、ダイアフラム２０５が下動して圧力室２０２内の圧力が高くなると内部流体すなわち液状インクがノズル孔２０１の先端開口２０１ａから吐出される。このように圧力室２０２内の圧力が高くなったときに、内部流体はノズル孔２０１から吐出されるだけでなく、同時に供給側すなわち流体供給室２０４の側に逆流する（このとき供給流路２０３内での流れを逆方向流れと称する）。このため、インクジェット装置においては、圧力室２０２と流体供給室２０４とを繋ぐ供給流路２０３の流路断面を小さくして（絞って）上記逆流に対して流体抵抗を与えるように構成される。一般的に、供給流路２０３の流体抵抗がノズル孔２０１の流体抵抗と同程度となるように設定されており、ダイアフラム２０５が下動したときにノズル２０１から吐出される流体の量は流体通路２０３を通って流体供給室２０４に逆流する流体の量とほぼ等しくなる。

次に、アクチュエータ２０６によりダイアフラム２０５が上動されると、ダイアフラム２０５は圧力室２０２内の体積が大きくなるように作動して内部圧力が低くなる。このとき、ノズル孔２０１内の流体は圧力室２０２側に吸引されるが先端開口２０１ａにおける流体の表面張力によりメニスカスを形成して大気が圧力室２０２内に吸入されるのを抑止する。このとき同時に、流体供給室２０４内の流体を供給流路２０３を通して吸引し、圧力室２０２内に供給させる（このとき供給流路２０３内での流れを順方向流れと称する）。なお、このようなインクジェット装置は、例えば、特許文献１、２に開示されている

特開２００５−４７１６５号公報 特開２００５−６７０４７号公報

ところで、上記のようにアクチュエータ２０６によりダイアフラム２０５が上動されて流体供給室２０４内の流体を圧力室２０２内に供給させるときに、供給流路２０３は上述のように上記逆方向流れに対して流体抵抗を与えるように構成されているため、この流体抵抗により流体供給室２０４から圧力室２０２への流体供給（順方向流れ）を制限する。すなわち、流体を吐出させるときに逆方向流れ防止のために不可欠な流体抵抗を持つ供給流路２０３が、圧力室２０２への流体供給（充填）を行うときの順方向流れに対してはこれを妨げる作用を行うものとなっている。このため、圧力室２０２内への流体充填に時間がかかり、次の吐出までに必要な時間が長くなり、このインクジェット装置を用いたプリンター装置によるプリント時間が長くなるという問題がある。

この問題を解決するには、供給流路２０３の流体抵抗が、ノズル孔２０１の先端開口２０１ａから流体を吐出させるときにおける逆方向流れに対しては大きく、流体供給室２０４から圧力室２０２内に流体を供給させる順方向流れに対して小さくなれば良い。このように逆方向流れに対して大きく、順方向流れに対して小さな流体抵抗を有するものとして、機械式の受動弁がある。

ところが、プリンターのインクジェット装置等に用いられる流体吐出装置では、アクチュエータ２０６の振動数、すなわち、圧力室２０２の圧力変動周期は数ＫＨｚ以上であり、機械式の弁ではこのような早い圧力変動に追従することは難しく、たとえ追従可能にできたとしても強度的な問題から寿命は短くなると予測される。また、流体すなわち液状インクの種類によっては固形物が分散含有されている流体もあり、この固形物が弁のシール部に付着して弁機能を低下させる可能性があるという問題がある。

さらに、通常は、インクジェットノズルは、例えば０．１ｍｍ程度の小さなピッチで配列して形成され、圧力室２０２および供給流路２０３は極く小さく形成されており、このような小さなものに機械的な弁体を組み込むのは非常に困難であるという問題がある。なお、アクチュエータ等により供給流路２０３の断面積を、流体の吐出・吸引に合わせてアクティブに変化させる機構を用いることも考えられるが、その構成が高価且つ複雑化し、コストおよび信頼性の面において現実的でない。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ノズル孔からの流体吐出に際しての逆方向流れに対する流体抵抗を大きくして吐出効率を高くし、流体供給室から圧力室への流体供給を行わせる順方向流れに対する流体抵抗を小さくして充填効率を高くすることが可能で、且つ構造が簡単で製造が容易な構成の流体吐出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る流体吐出装置は、流体を吐出するノズル孔と、前記ノズル孔に連通する空間からなる圧力室と、前記圧力室内に流体を供給する流体供給源とを有し、前記圧力室内の圧力を変化させて前記流体供給室から前記圧力室内に供給された流体を前記ノズル孔から吐出させるように構成され、前記ノズル孔から流体供給源までの間に少なくとも一つの流体弁を配設したことを特徴とする。

この流体吐出装置において、前記圧力室から前記流体供給源に至る供給流路内に前記流体弁が配設され、前記流体弁は、前記流体供給源から前記圧力室へ向く順方向流れに対する順方向流体抵抗より前記圧力室から前記流体供給源へ向く逆方向流れに対する逆方向流体抵抗の方が大きくなる構成を有しているのが好ましい。

この場合に、前記供給流路内に複数の前記流体弁を直列に配設しても、複数の前記流体弁を並列に配設しても良い。

上記流体吐出装置において、前記圧力室における前記流体供給源からの流体が供給される入口部に前記流体弁を設ける構成としても良い。

上記流体吐出装置において、前記圧力室から前記ノズル孔の先端開口部に至る吐出流路内に前記流体弁が配設され、前記流体弁は、前記圧力室から前記先端開口部へ向く順方向流れに対する順方向流体抵抗より前記先端開口部から前記圧力室へ向く逆方向流れに対する逆方向流体抵抗の方が大きくなる構成を有しているものであっても良い。

上記流体吐出装置において、前記流体弁が、前記順方向流れおよび前記逆方向流れをスムーズに流すメイン流路と、前記逆方向流れに対して流入側所定位置において前記メイン流路からスムーズに分岐するとともに前記メイン流路における前記流入側所定位置より下流側の流出側所定位置に繋がって設けられ、前記流入側所定位置から分岐して流入した流体を前記メイン流路を通る流体の流れを邪魔するように前記流出側所定位置から前記メイン流路内に流入させるサブ流路とから構成されるのが好ましい。

上記流体吐出装置において、前記流入側所定位置における前記サブ流路の流路断面積Ａ１と、前記流入側所定位置における前記メイン流路の流路断面積Ａ２と、前記流出側所定位置における前記サブ通路の流路断面積Ａ３とが、条件式
Ａ１＞Ａ２＞Ａ３、Ａ１＞Ａ２、Ａ２＞Ａ３およびＡ１＞Ａ３
の少なくともいずれかを満足するように構成されているのが好ましい。

また、上記流体吐出装置において、前記ノズル孔を下方に開口させて配置し、前記ノズル孔から上方に繋がって前記圧力室を配置し、前記圧力室から上方に繋がって前記流体供給源を配置した状態で、前記メイン流路および前記サブ流路が、前記圧力室から前記流体供給源までの全範囲内に亘って上方もしくは斜め上方に向かって延びて形成されており、内部に気泡が停留することが無いように構成されても良い。

上記流体吐出装置において、前記流入側所定位置に繋がって前記逆方向流れを前記メイン流路および前記サブ流路にスムーズに流入させるための第１整流流路と、前記流出側所定位置に繋がって前記順方向流れを前記メイン流路にスムーズに流入させるための第２整流流路とを備えるのが好ましい。

なお、前記流体弁を電気鋳造法により製造することができる。また、前記流体弁をガラス材料から製造するのが好ましい。

本発明に係る流体吐出装置によれば、ノズル孔から流体供給源までの間に少なくとも一つの流体弁を配設しており、この流体弁により、ノズル孔からの流体吐出に際しての逆方向流れに対する流体抵抗を大きくして吐出効率を高くし、流体供給室から圧力室への流体供給を行わせる順方向流れに対する流体抵抗を小さくして充填効率を高くすることができる。なお、流体弁は、従来から一般的に用いられている弁のように機械的な動きを必要とする部分はなく、流体の流れを利用して順方向と逆方向とで流路抵抗を変化させるものであり、可動部が無いことから信頼性が高く、製造が比較的容易であり、且つ高速な圧力変動に対しても追従性を確保できるという利点がある。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、本発明に係る流体吐出装置は、プリンター装置のインクジェット装置に用いるのに適しているので、以下においてはインクジェット装置に適用することを前提として説明する。但し、本発明の流体吐出装置はインクジェット装置に限定されるものではなく、その他の流体吐出用途にも用いることができるのは無論のことである。

第１実施形態
本発明の第１実施形態として、本発明に係る流体吐出装置を用いたインクジェット装置を図１〜図７を参照して説明する。このインクジェット装置は図１３に示した従来のインクジェット装置と類似する構成を有しており、ヘッドボディ１０に、ノズル孔１、圧力室２、供給流路３および流体供給室４を形成し、圧力室２の上部開口を覆ってダイアフラム５を取り付けるとともにダイアフラム５を上下動させるピエゾ素子等からなるアクチュエータ６を設けて構成される。

図２から良く分かるように、このように構成されるインクジェット装置が複数横方向に整列して形成されてプリンタヘッドが構成されており、ヘッドボディ１０の端部に複数のノズル孔１が並んで開口している。流体供給室４はこれら複数のインクジェット装置に共通となる一つの空間から構成されている。

また、供給流路３内に流体弁１１が設けられており、この流体弁１１の構成を拡大して図３に示し、この構成について以下に説明する。流体弁１１は、圧力室２と流体供給室４とをほぼ真っ直ぐに（もしくは図示のように鈍角を有した曲がり部を有して）繋ぐメイン流路１２と、逆方向流れすなわち圧力室２から流体供給室４に向かう流れに対して流入側所定位置１２ａにおいてメイン流路１２から分岐するとともにメイン流路１２における流入側所定位置１２ａより下流側の流出側所定位置１２ｂにおいてメイン流路１２に繋がるサブ流路１３とから構成される。このサブ流路１３は、流入側所定位置１２ａにおいてはメイン流路１２からスムーズに、すなわち、逆方向流れがメイン流路１２およびサブ流路１３の両方に流入し易いように分岐するが、流出側所定位置１２ｂにおいてはメイン流路１２の流れに対してサブ流路１３を通った流れがほぼ直角な方向にぶつかるように合流する。

このため、図５に矢印で示す流体供給室４から圧力室２に流れる順方向流れは、主として矢印Ｃ４，Ｃ５，Ｃ３で示すようにメイン流路１２を通って流れ、流出側所定位置１２ｂからサブ流路１３内に流入する矢印Ｃ６，Ｃ７で示す流れは少ない。一方、図４に矢印で示す圧力室２から流体供給室４に流れる逆方向流れは、矢印Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６で示すように流入側所定位置１２ｂにおいてメイン流路１２とサブ流路１３とに別れて流入するが、矢印Ｂ６，Ｂ７で示すサブ流路１３を通る流れが流出側所定位置１２ｂにおいて矢印Ｂ５で示すメイン流路１２を通る流れにぶつかってその流れを邪魔して、逆方向流れに対する流体抵抗を与える。このことから分かるように、流体通路３内に流体弁１１を設けることにより、順方向流れをメイン流路１２を通してスムーズに流すので順方向流れに対する流体抵抗は比較的小さくなるが、逆方向流れは上記のようにサブ流路１３の流れによりメイン流路１２を通る流れを邪魔するので逆方向流れに対する流体抵抗は大きくなる。

なお、流体弁１１における逆方向流れに対する流体抵抗は、流出側所定位置１２ｂにおけるサブ流路１３からメイン流路１２に流れ込む流体の勢いが強い程大きくなる。このため、流入側所定位置１２ａにおけるサブ流路１３の流路断面積Ａ１と、流入側所定位置１２ａにおけるメイン流路１２の流路断面積Ａ２と、流出側所定位置１２ｂにおけるサブ通路１３の流路断面積Ａ３とが、条件式
Ａ１＞Ａ２＞Ａ３、Ａ１＞Ａ２、Ａ２＞Ａ３およびＡ１＞Ａ３
の少なくともいずれかを満足するように構成するのが好ましい。

また、サブ流路１３の流路断面積が流入側所定位置１２ａから流出側所定位置１２ｂに向かって徐々に小さくなるように設定しても良い。さらに、サブ流路１３の流出側所定位置１２ｂにおけるメイン流路１２への合流方向を、図示のように直角ではなく、流入側所定位置１２ａの方に向かって（すなわち、メイン流路１２における流れに逆行する方向に向かって）メイン流路１２に流入するように設定すれば、流体抵抗をより大きくすることができる。

以上の構成のインクジェット装置によりプリントを行うときには、ピエゾ素子に所定の電流を印加してアクチュエータ６を上下振動させてダイアフラム５を上下動させる。まず、図６において矢印Ｂ１で示すようにアクチュエータ６によりダイアフラム５が下動されると、圧力室２内の圧力が高くなり、その内部流体すなわち液状インクが粒状となって矢印Ｂ２で示すようにノズル孔１の先端開口１ａから吐出される。これにより、ノズル孔１に対向配置されている印刷対象物に液状インクを吹き付けてプリントが行われる。

このように圧力室２内の圧力が高くなったときに、内部流体はノズル孔１から吐出されるだけでなく、同時に矢印Ｂ３で示すように供給側すなわち流体供給室４の側に供給流路３を通って逆流する（供給流路３内に逆方向流れが生じる）。ところが、上述のように供給流路３には流体弁１１が設けられており、逆方向流れに対して流体弁１１により大きな流体抵抗が与えられ、逆流量が制限される。このため、アクチュエータ６によりダイアフラム５が下動されて圧力室２内の圧力が高くされたときに、圧力室２内の内部流体（液状インク）はノズル孔１から吐出されるが流体供給室４に逆流する量は抑えられ、効率的なプリントが可能となる。これは特に、ノズル孔１から吐出するインク量を大きくしたいとき、すなわち、吐出インク粒径を大きくしたいときに有効である。

次に、図７に矢印Ｃ１で示すようにアクチュエータ６によりダイアフラム５が上動されると、ダイアフラム５は圧力室２内の体積が大きくなるように作動して内部圧力が低くなる。このときには、矢印Ｃ２で示すようにノズル孔１内の流体は圧力室２側に吸引されるが、先端開口１ａにおける流体の表面張力によりメニスカスを形成して大気を吸入するのを抑止する。このとき同時に、流体供給室４内の流体を供給流路３を通して吸引し、矢印Ｃ３で示すように圧力室２内に供給させる（供給流路３内に順方向流れが生じる）。このとき供給流路３内に配設された流体弁１１はこのような順方向流れに対する流体抵抗は小さくする構成であるため、矢印Ｃ２で示す流体の供給をスムーズに行わせる。

以上整理すると、アクチュエータ６によりダイアフラム５が下動されて圧力室２の内圧が高くなると、流体弁１１により供給流路３の逆流が抑制されるので、この内圧はノズル孔１からの流体吐出に効率的に作用して吐出効率が高まり、ノズル孔１から多くの流体を吐出できる。なお、ノズル孔からの吐出量を従来と同様に設定する場合、アクチュエータ６によるダイアフラム６の下動量を小さくすることができ、この部分の構成をさらに小型化、簡易化できる。

一方、アクチュエータ６によりダイアフラム５が上動されて圧力室２の内圧が低くなるときには、流体弁１１により供給流路３を流体が順方向にスムーズに流れるので充填効率が高まり、アクチュエータ６によるダイアフラム５の上下作動の高速化が可能であり、高速プリント化を図りやすい。なお、このように流体が圧力室２にスムーズに流れると圧力室２の内部圧力の低下が緩やかとなり、メニスカスの挙動も安定性が増す。

第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について、図８を参照して説明する。なお、この実施形態において上述の第１実施形態に係るインクジェット装置と同一構成部分については同一番号を付してその詳細説明は省略する。第２実施形態に係るインクジェット装置も、ヘッドボディ１０に、ノズル孔１、圧力室２、供給流路３および流体供給室４を形成し、圧力室２の上部開口を覆って取り付けたダイアフラムをアクチュエータにより上下動させるように構成される（但し、ダイアフラム及びアクチュエータは図示せず）。

但し、このインクジェット装置においては、圧力室２における供給流路３に繋がる入口部分に流体弁２１を設けている。この流体弁２１は、メイン流路２２とサブ流路２３とからなり、上述の流体弁１１と同様に、順方向流れはスムーズに流すが、逆方向流れに大きな流体抵抗を与える構成である。その機能および作動は第１実施形態と同一であるのでその説明は省略する。

第３実施形態
本発明の第３実施形態について図９を参照して説明するが、ここでも上述の第１実施形態に係るインクジェット装置と同一構成部分については同一番号を付してその詳細説明は省略する。第３実施形態に係るインクジェット装置も、ヘッドボディ１０に、ノズル孔１、圧力室２、供給流路３および流体供給室４を形成し、圧力室２の上部開口を覆って取り付けたダイアフラムをアクチュエータにより上下動させるように構成される（但し、ダイアフラム及びアクチュエータは図示せず）。

このインクジェット装置においては、ノズル孔１内、もしくは圧力室２からノズル孔１の先端開口１ａに至る吐出流路内に流体弁３１が設けられる。この流体弁３１はメイン流路３２とサブ流路３３とからなり、図９に示す形状から分かるように、圧力室２から先端開口１ａに向かう順方向流れはスムーズに流すが、先端開口１ａから圧力室２内に流体を吸引する逆方向流れに対して大きな流体抵抗を与える。

このように構成することにより、圧力室２の内圧が高くなったときにノズル孔１からの流体吐出はスムーズに行われるが、この内圧が低くなったときにノズル孔１内への流体吸引力に抵抗が生じてノズル孔１先端部に発生するメニスカスの後退量を抑制できるという効果が得られる。このことから分かるように、流体弁３１を設けることにより圧力室２の内圧が従来より大きく低下してもノズル孔１のメニスカスを維持でき、これに伴って流体供給室４から供給流路３を通って流れる流体の供給量を増加させることができるという効果が得られる。これにより、アクチュエータによるダイアフラムの上下作動の高速化が可能であり、高速プリント化を図り易くなる。また、ノズル孔１の逆流を流体弁３１により抑制できるので、ノズル孔１を大きくしてもメニスカスを維持でき、大気の吸入を防止できるので、ノズル孔１から大量の流体吐出を行わせることが容易となる。

第４実施形態
本発明の第４実施形態について図１０を参照して説明する。この実施形態では、第１実施形態とほぼ同一構成のインクジェット装置を有したプリンタヘッドを、ノズル孔１の先端開口１ａが下方に向くように配設している。このように配設する場合において、図１０（Ａ）に示す形状のメイン流路４２およびサブ流路４３からなる流体弁４１を設けた例と、図１０（Ｂ）に示す形状のメイン流路５２およびサブ流路５３からなる流体弁５１を設けた例とを示している。

まず、図１０（Ａ）に示すように、サブ流路４３が途中において上方に湾曲した形状となる流体弁４１を設けた場合には、サブ流路４３における湾曲部４３ａに気泡が滞留し易いという問題がある。このように湾曲部４３ａ内に気泡が存在すると、圧力室２内の圧力変動に応じて気泡が体積変化してこの圧力変化を緩慢にしたり、ダイアフラムの動きに対する圧力変動の応答を遅らせたりすることになり、正常なもしくは所望の液体吐出制御を行うことができなくなるおそれがあるという問題がある。

このため、ノズル孔１の先端開口１ａが下方に向くように配設する場合には、図１０（Ｂ）に示すように、メイン流路５２およびサブ流路５３がともに上方もしくは斜め上に向かって延びるように形成した流体弁５１を用い、内部に気泡が滞留することがない構成とするのが望ましい。

第５実施形態
本発明の第５実施形態について図１１を参照して説明する。この実施形態のインクジェット装置は上記第４実施形態のインクジェット装置とほぼ同一構成であり、図１０（Ｂ）に示すものと同一の流体弁５１を設けているが、圧力室２と流体弁５１とを繋ぐ比較的長い第１整流流路３ａと、流体供給室４と流体弁５１とを繋ぐ比較的長い第２整流流路３ｂとを設けた構成が相違する。このように第１および第２整流流路３ａ，３ｂを設けると、順方向流れが生じるときに流体供給室４から流入する流れが第２整流流路３ｂにより整流されてメイン流路５２を流れる順方向流れをスムーズな流れとし、逆方向流れが生じるときにも圧力室２から流入する流れをメインおよびサブ流路５２，５３にスムーズに導入させることができる。

第６実施形態
本発明の第６実施形態について、図１２を参照して説明する。この実施形態に係るインクジェット装置も、ヘッドボディ７０に、ノズル孔７１、圧力室７２、供給流路７３および流体供給室７４を形成し、圧力室７２の上部開口を覆って取り付けたダイアフラム７５をアクチュエータ７６により上下動させるように構成される。但し、上述の第１から第５実施形態に係るインクジェット装置においては流体弁はアクチュエータの上下振動方向に直角に延びる面（すなわち、図１の紙面に垂直な面）上に形成されていたが、この第６実施形態においては、図示のようにアクチュエータ７６の振動方向と同一平面上に流体弁６１が形成されている。但し、この流体弁６１もメイン流路６２とサブ流路６３とからなり、上述の流体弁と同一の機能を発揮する。なお、この構成は、所定の位置に穴を形成した薄板を積層する方式で容易に形成できる。

以上説明したように流体吐出装置（以上の実施形態ではインクジェット装置）に流体弁を形成するに当たっては高精度の加工が要求されるが、従来のインクジェット装置の製造に使われているシリコンのウェットエッチングによる加工は、シリコンの結晶軸によりエッチレートが変化して滑らかな曲面の流路を形成するのが難しいため、あまり適していない。

滑らかな曲面の流路を形成する方法としては、メッキ技術を利用した電気鋳造が考えられる。これは樹脂により作られたマスクをフォトファブリケーションにより形成する方法であり、フォトマスクの描画により自由に曲面が形成できる。

また、感光性ガラスを用いても、フォトファブリケーションによりエッチングエリアの形成を行えるので、同様な効果が得られる。

本発明の第１実施形態としての流体吐出装置を構成するインクジェット装置の正面断面図である。 上記インクジェット装置の平面断面図である。 上記インクジェット装置に用いられている流体弁を示す拡大平面断面図である。 上記流体弁の作動を説明するための流体弁の拡大平面断面図である。 上記流体弁の作動を説明するための流体弁の拡大平面断面図である。 上記インクジェット装置の作動を説明するための正面断面図である。 上記インクジェット装置の作動を説明するための正面断面図である。 本発明の第２実施形態としてのインクジェット装置の平面断面図である。 本発明の第３実施形態としてのインクジェット装置の平面断面図である。 本発明の第４実施形態としてのインクジェット装置の平面断面図である。 本発明の第５実施形態としてのインクジェット装置の平面断面図である。 本発明の第６実施形態としてのインクジェット装置の正面断面図である。 従来のインクジェット装置の正面断面図である。

符号の説明

１ ノズル孔 １ａ 先端開口
２ 圧力室 ３ 供給流路
４ 流体供給室 ５ ダイアフラム
６ アクチュエータ １０ ヘッドボディ
１１，２１，３１，４１，５１，６１ 流体弁
１２，２２，３２，４２，５２，６２ メイン流路
１３，２３，３３，４３，５３，６３ サブ流路

Claims (12)

1. 流体を吐出するノズル孔と、前記ノズル孔に連通する空間からなる圧力室と、前記圧力室内に流体を供給する流体供給源とを有し、前記圧力室内の圧力を変化させて前記流体供給室から前記圧力室内に供給された流体を前記ノズル孔から吐出させるように構成された流体吐出装置において、
   前記ノズル孔から流体供給源までの間に少なくとも一つの流体弁を配設したことを特徴とする流体吐出装置。
2. 前記圧力室から前記流体供給源に至る供給流路内に前記流体弁が配設され、
   前記流体弁は、前記流体供給源から前記圧力室へ向く順方向流れに対する順方向流体抵抗より前記圧力室から前記流体供給源へ向く逆方向流れに対する逆方向流体抵抗の方が大きくなる構成を有していることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出装置。
3. 前記供給流路内に複数の前記流体弁を直列に配設したことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の流体吐出装置。
4. 前記供給流路内に複数の前記流体弁を並列に配設したことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の流体吐出装置。
5. 前記圧力室における前記流体供給源からの流体が供給される入口部に前記流体弁を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の流体吐出装置。
6. 前記圧力室から前記ノズル孔の先端開口部に至る吐出流路内に前記流体弁が配設され、
   前記流体弁は、前記圧力室から前記先端開口部へ向く順方向流れに対する順方向流体抵抗より前記先端開口部から前記圧力室へ向く逆方向流れに対する逆方向流体抵抗の方が大きくなる構成を有していることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出装置。
7. 前記流体弁が、
   前記順方向流れおよび前記逆方向流れをスムーズに流すメイン流路と、
   前記逆方向流れに対して流入側所定位置において前記メイン流路からスムーズに分岐するとともに前記メイン流路における前記流入側所定位置より下流側の流出側所定位置に繋がって設けられ、前記流入側所定位置から分岐して流入した流体を前記メイン流路を通る流体の流れを邪魔するように前記流出側所定位置から前記メイン流路内に流入させるサブ流路とから構成されることを特徴とする請求項２もしくは６に記載の流体吐出装置。
8. 前記流入側所定位置における前記サブ流路の流路断面積Ａ１と、前記流入側所定位置における前記メイン流路の流路断面積Ａ２と、前記流出側所定位置における前記サブ通路の流路断面積Ａ３とが、条件式
   Ａ１＞Ａ２＞Ａ３、Ａ１＞Ａ２、Ａ２＞Ａ３およびＡ１＞Ａ３
   の少なくともいずれかを満足するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の流体吐出装置。
9. 前記ノズル孔を下方に開口させて配置し、前記ノズル孔から上方に繋がって前記圧力室を配置し、前記圧力室から上方に繋がって前記流体供給源を配置した状態で、前記メイン流路および前記サブ流路が、前記圧力室から前記流体供給源までの全範囲内に亘って上方もしくは斜め上方に向かって延びて形成されており、内部に気泡が停留することが無いように構成されたことを特徴とする請求項７に記載の流体吐出装置。
10. 前記流入側所定位置に繋がって前記逆方向流れを前記メイン流路および前記サブ流路にスムーズに流入させるための第１整流流路と、前記流出側所定位置に繋がって前記順方向流れを前記メイン流路にスムーズに流入させるための第２整流流路とを備えることを特徴とする請求項７に記載の流体吐出装置。
11. 前記流体弁を電気鋳造法により製造したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の流体吐出装置。
12. 前記流体弁をガラス材料から製造したことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の流体吐出装置。

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