JP2010228294A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリンターが高温環境に長時間置かれた場合などに、弁が劣化すると、弁が閉じ
たときに当接する部位と、被当接部位とが張り付こうとする力が大きくなり、弁が閉じた
状態のままとなってしまう虞がある。
【解決手段】ヘッド側に液体を供給する液体供給路と、前記液体中に含まれる気泡を脱泡
するべく滞留させるための脱泡室と、気体の透過を許容するとともに液体の透過を規制す
る隔壁と、ポンプによって減圧される減圧室と、前記減圧室を減圧するべく負圧にされる
負圧室と、閉弁状態となることにより連通孔を閉塞し、開弁状態となることにより前記連
通孔を開放する連通孔用弁体と、前記連通孔用弁体を常に閉弁状態となる方向に付勢する
連通孔用弁体付勢部材と、開弁状態となる方向に押圧する連通孔用弁体押圧部材と、を備
え、前記連通孔用弁体の前記連通孔を閉塞する部分には、潤滑剤が塗布されている液体噴
射装置を提供する。
【選択図】図８

Description

本発明は、液体噴射装置に関する。

一般に、記録ヘッド（液体噴射ヘッド）のノズルからターゲットにインク（液体）を噴
射する液体噴射装置として、例えば、インクジェット式プリンター（以下、単に「プリン
ター」という。）が広く知られている。このようなプリンターでは、記録ヘッドから噴射
される。インク中に気泡が発生すると、ドット抜けなどの印刷不良を招くことがある。そ
のため、従来、こうした印刷不良を抑制するべくインク中に溶存した気体を脱気（除去）
することが可能なプリンターが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１のプリンターでは、印字ヘッドの共通液室（脱泡室）を形成する側壁の
一部が気体透過性膜で構成され、共通液室に対して気体透過性膜を隔てた反対側にはチャ
ンバ（減圧室）が設けられる。ポンプによってチャンバ内を減圧すると、共通液室内とチ
ャンバ内との間に圧力差が生じるため、共通液室内のインク中に溶存した気体が気体透過
性膜を透過してチャンバ内へ脱気されるようになっている。
しかし、特許文献１のプリンターでは、ポンプを停止した場合にはチャンバ内の減圧状
態が解除されてしまうため、チャンバ内を減圧状態に保持するためには常にポンプを駆動
していなければならなかった。そこで、チャンバとポンプとの経路に弁を設け、ポンプが
動作しているときは、弁を開けてチャンバ内を減圧状態にし、ポンプが停止すると、弁を
閉じてチャンバ内の減圧状態を保持する方法が考えられる。

特開２００６−９５８７８号公報

しかしながら、例えばプリンターが高温環境に長時間置かれた場合などに、弁が劣化す
ると、弁が閉じたときに当接する部位と、被当接部位とが張り付こうとする力が大きくな
り、弁が閉じた状態のままとなってしまう虞がある。そのため、減圧室（チャンバ）内を
減圧状態にすることができないので、脱泡室（共通液室）内と減圧室内との間に圧力差が
生じないため、脱泡室内のインク中に溶存した気体が気体透過性膜を透過して減圧室内へ
脱気されない場合があるという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］液体を噴射するヘッドを備えた液体噴射装置であって、液体供給源側から
前記ヘッド側に前記液体を供給する液体供給路と、前記液体供給路の途中に設けられると
ともに前記液体中に含まれる気泡を脱泡するべく滞留させるための脱泡室と、気体の透過
を許容するとともに液体の透過を規制する隔壁と、前記脱泡室と前記隔壁を隔てて隣り合
う位置に設けられるとともに前記脱泡室の圧力よりも低圧となるようにポンプによって減
圧される減圧室と、前記減圧室と連通孔を介して連通するとともに、前記減圧室を減圧す
るべく負圧にされる負圧室と、閉弁状態となることにより前記連通孔を閉塞し、開弁状態
となることにより前記連通孔を開放する連通孔用弁体と、前記連通孔用弁体を常に閉弁状
態となる方向に付勢する連通孔用弁体付勢部材と、前記負圧室の壁面の一部を構成し、前
記負圧室内の圧力変動に基づいて変位する負圧室用可撓性部材と、前記負圧室用可撓性部
材の変位に伴って変位することで、前記連通孔用弁体付勢部材の付勢力に抗して前記連通
孔用弁体を開弁状態となる方向に押圧する連通孔用弁体押圧部材と、を備え、前記連通孔
用弁体の前記連通孔を閉塞する部分には、潤滑剤が塗布されていることを特徴とする液体
噴射装置。

この構成によれば、連通孔用弁体の連通孔を閉塞する部分には、潤滑剤が塗布されてい
る。これにより、弁における当接部位に潤滑剤が塗布されているとともに、弁が当接する
部材における被当接部位の表面にも潤滑剤が塗布される。そのため、弁が閉じたり開いた
りするとき、弁における当接部位と被当接部位とが直接、当接したり離れたりすることが
ない。従って、弁や弁が当接する部材の経年変化などにより、弁における当接部位と、被
当接部位とが張り付こうとする力が大きくなり、弁が閉じた状態のままとなってしまうこ
とを抑制できる。そのため、脱泡室内と減圧室内との間に圧力差がないため、脱泡室内の
液体中に溶存した気体が気体透過性膜を透過して減圧室内へ脱気されなくなってしまうこ
とを抑制できる。

実施形態のインクジェット式プリンターの概略平面図。 インクジェット式プリンターにおけるバルブユニットの平断面図。 図２の３−３線矢視断面図。 図２の４−４線矢視断面図。 図３の５−５線矢視断面図。 インクジェット式プリンターにおけるバルブユニットの大気連通路の拡大図。 塗布する潤滑剤を選定するために行った加速劣化試験における実験結果を示す表。 潤滑剤が塗布される部位を示す図。

以下、本実施例の液体噴射装置をインクジェット式プリンターに具体化した一実施形態
を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態のインクジェット式プリンター１１の概
略平面図である。なお、以下の説明において、「前後方向」、「左右方向」、「上下方向
」をいう場合は図１に矢印で示す前後方向、左右方向、上下方向をそれぞれ示すものとす
る。

図１に示すように、液体噴射装置としてのインクジェット式プリンター１１は平面視矩
形状をなす本体フレーム１２を備えており、本体フレーム１２内にはプラテン１３が主走
査方向となる左右方向に沿って延設されている。プラテン１３上には、図示しない紙送り
機構により記録用紙（図示略）が副走査方向となる前後方向に沿って給送されるようにな
っている。また、本体フレーム１２内におけるプラテン１３の上方には、プラテン１３の
長手方向（左右方向）と平行に延びる棒状のガイド軸１４が架設されている。

このガイド軸１４には、キャリッジ１５がガイド軸１４に沿って往復移動可能な状態で
支持されている。キャリッジ１５は、本体フレーム１２の後壁内面に設けられた一対のプ
ーリ１６ａ間に掛装された無端状のタイミングベルト１６を介して本体フレーム１２の背
面に設けられたキャリッジモーター１７に連結されている。したがって、キャリッジ１５
は、キャリッジモーター１７の駆動により、ガイド軸１４に沿って往復移動されるように
なっている。

図１に示すように、キャリッジ１５におけるプラテン１３と対向する下端側には、液体
を噴射するヘッドとしての記録ヘッド１８が支持されている。また、キャリッジ１５には
、一時貯留した液体としてのインクを下流側（記録ヘッド１８側）に供給する平面視長方
形状をなすバルブユニット１９が搭載されている。

記録ヘッド１８の下面には図示しない複数のノズルが開口しており、記録ヘッド１８内
に設けられた図示しない圧電素子を駆動することにより、各ノズルの開口からプラテン１
３上に給送された記録用紙（図示略）にそれぞれインク滴が噴射されることで印刷が行わ
れるようになっている。

本体フレーム１２内の右端部にはカートリッジホルダー２１が設けられており、カート
リッジホルダー２１には互いに種類（色）の異なるインクを収容した複数（本実施形態で
は６つ）のインクカートリッジ２２がそれぞれ着脱自在に装着されている。そして、この
インクカートリッジ２２は液体供給源として最も上流側に位置している。カートリッジホ
ルダー２１は、キャリッジ１５に搭載されたバルブユニット１９と複数（本実施形態では
６本）のインク供給チューブ２４を介して接続されている。

そして、カートリッジホルダー２１に各インクカートリッジ２２を装着した状態では、
各インクカートリッジ２２が各インク供給チューブ２４を介してバルブユニット１９とそ
れぞれ連通するようになっている。なお、バルブユニット１９は、各インクカートリッジ
２２から各インク供給チューブ２４を介してそれぞれ供給されるインクを個別に一時貯留
するようになっており、個別に一時貯留した各インクはそれぞれ記録ヘッド１８に供給さ
れるようになっている。

また、図１に示すように、本体フレーム１２内における右端部寄りの位置であって、キ
ャリッジ１５のホームポジション領域には、記録ヘッド１８のクリーニング等のメンテナ
ンスを行うためのメンテナンスユニット２６が設けられている。このメンテナンスユニッ
ト２６は、記録ヘッド１８の各ノズル（図示略）の開口を囲うように記録ヘッド１８に当
接したり各ノズルの開口からフラッシングによって吐出されるインクを受容したりするた
めのキャップ２７と、キャップ２７内を吸引可能な吸引ポンプ（図示略）とを備えている
。

そして、記録ヘッド１８の各ノズル（図示略）の開口を囲うように記録ヘッド１８にキ
ャップ２７を当接した状態でキャップ２７内を吸引ポンプ（図示略）によって吸引するこ
とで、各ノズル（図示略）の開口から増粘したインクや気泡などをキャップ２７内に強制
的に排出させる、いわゆるクリーニングが行われるようになっている。

次に、バルブユニット１９の構成について詳述する。図３は、図２の３−３線矢視断面
図である。図３に示すように、バルブユニット１９は、有底四角箱状をなす脱泡室形成部
材３０と、脱泡室形成部材３０の内底面上に積重された平板状の隔壁３１と、隔壁３１の
上面に積重された平板状の減圧室形成部材３２と、減圧室形成部材３２の上面に積重され
た平板状の負圧室形成部材３３とを備えている。脱泡室形成部材３０の上面上には、脱泡
室形成部材３０の上端開口を閉塞するように、有蓋四角箱状をなすカバー部材３４がシー
ルゴム３５を介して図示しないねじによって固定されている。

脱泡室形成部材３０の内底面と隔壁３１の下面、隔壁３１の上面と減圧室形成部材３２
の下面、及び減圧室形成部材３２の上面と負圧室形成部材３３の下面は、それぞれ互いに
接着剤によって接着されており、隔壁３１、減圧室形成部材３２、及び負圧室形成部材３
３は、脱泡室形成部材３０とカバー部材３４とによって完全に覆われている。なお、脱泡
室形成部材３０、隔壁３１、減圧室形成部材３２、負圧室形成部材３３、及びカバー部材
３４は、剛性を有するとともに液体を透過しない合成樹脂によって構成されている。

負圧室形成部材３３とカバー部材３４との間には空間が形成されており、空間は空気室
３６とされている。カバー部材３４の前端部における下面とシールゴム３５との間には、
空気室３６を大気と連通させる大気連通路３７が形成されている。したがって、空気室３
６は常に大気圧となっている。

図６は、インクジェット式プリンター１１におけるバルブユニットの大気連通路の拡大
図である。大気連通路３７は、図６に示すように、細長く且つ蛇行状に延びており、空気
室３６と大気とを連通させつつ、空気室３６から大気中へ水分が蒸発することを抑制する
ようになっている。

図５は、図３の５−５線矢視断面図である。図５に示すように、脱泡室形成部材３０の
内底面における前端側の位置には、左右に長い平面視矩形状をなす複数（本実施形態では
６つ）の脱泡凹部３８が並設されている。各脱泡凹部３８は、前後方向に３列となるとと
もに左右方向に２列となるように、かつ前後方向及び左右方向において等間隔で配設され
ている。すなわち、６つの脱泡凹部３８は、脱泡室形成部材３０の左右方向における中央
を境に３つずつ左右対称となるように配設されている。

図３及び図５に示すように、各脱泡凹部３８と隔壁３１とで囲まれて形成された６つの
空間は、上流側から流入する各インク中に含まれる（浮遊する）気泡をそれぞれ脱泡する
べく滞留させるための脱泡室３９とされている。また、各脱泡凹部３８の底面において、
脱泡室形成部材３０の左右方向における中央部側の端部であって前後方向の中央部には、
脱泡室３９内のインクを、インクが噴射される下流側に位置する記録ヘッド１８側へ流出
させるための流出口４０が開口している。

図３に示すように、減圧室形成部材３２の下面における前端部側には前後方向に長い平
面視矩形状をなす減圧凹部４１が形成されており、減圧凹部４１と隔壁３１とで囲まれて
形成された空間は減圧室４２とされている。減圧室４２は、内部の圧力が各脱泡室３９の
圧力よりも低圧となるように減圧されるようになっている。また、減圧室４２は、図５に
示すように、平面視において各脱泡室３９の流出口４０側と部分的に重なっている。すな
わち、減圧室４２は、上下方向（鉛直方向）において各脱泡室３９の流出口４０と重なっ
ている。

なお、隔壁３１は、減圧室４２が減圧された際に気体を透過可能な材料、例えばＰＯＭ
（ポリアセタール）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）等に
よって成型されている。

そして、隔壁３１における減圧室４２と各脱泡室３９とで挟まれた部分は区画部３１ａ
とされており、減圧室４２は隔壁３１における区画部３１ａを隔てて各脱泡室３９と上側
に隣り合う位置に配置されており、隔壁３１（区画部３１ａ）の厚さは減圧室４２の減圧
により各脱泡室３９内の気泡が透過する程度に設定されている。この場合、隔壁３１を構
成する合成樹脂は、脱泡室形成部材３０、減圧室形成部材３２、負圧室形成部材３３、及
びカバー部材３４を構成する合成樹脂よりも気体透過性が高くなっている。そのため、区
画部３１ａは、区画部３１ａ以外の厚みを有する部分に比べて気体の透過性を高めること
ができる。

また、本実施形態においては、実験の結果により、この区画部３１ａの面積を約１ｃｍ
²、厚さを約１ｍｍとすると、透過効率が好適であることがわかった。さらに、材料にお
いても空気透過係数が５ｃｃ・ｍｍ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ以上であり、透湿係数が３０
ｇ・ｍｍ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ以下が好適であり、これを満たすものであれば上記以外
の材料により隔壁３１を構成することが可能である。

減圧室４２内の後端部における上面には上下に延びる円筒状のケース部４３が形成され
ており、ケース部４３の下面は隔壁３１の上面に当接している。ケース部４３の前端側に
は、ケース部４３の内外を連通するスリット４３ａが形成されている。したがって、ケー
ス部４３内と減圧室４２内とは連通している。そして、負圧室形成部材３３の上面におけ
る減圧室形成部材３２のケース部４３と上下方向で重なる位置には、負圧凹部４４が形成
されている。

図２は、インクジェット式プリンターにおけるバルブユニットの平断面図である。図２
に示すように、負圧凹部４４は、負圧室形成部材３３の上面における中央部に位置してお
り、前後方向に長い平面視矩形状をなしている。さらに、負圧室形成部材３３の上面には
、複数（本実施形態では６つ）の圧力凹部４５が形成されている。各圧力凹部４５は前後
方向に長い平面視矩形状をなしている。

また、各圧力凹部４５は、前後方向の長さが負圧凹部４４のそれよりも長く、左右方向
の幅が負圧凹部４４のそれと同じになっている。そして、６つの圧力凹部４５は、負圧凹
部４４を境として左右に３つずつ互いに平行となるようにそれぞれ等間隔で配列されてい
る。すなわち、負圧凹部４４及び各圧力凹部４５は、長手方向が前後方向と一致しており
、左右方向に互いに平行となるように並設されている。

さらに、負圧室形成部材３３の上面上には、適度な弾力性を有するステンレス製の１枚
の薄板からなる作動板４６が配置されている。作動板４６は、負圧室形成部材３３の上面
における後端部に位置するとともに左右方向に長く延びる平面視矩形状をなす基部４７を
備えている。基部４７は、負圧室形成部材３３の上面上に固定されているとともに、基部
４７における各圧力凹部４５の後端部と対向する前端部には、各圧力凹部４５に向かって
前方に延びる圧力連結部４８がそれぞれ設けられている。

各圧力連結部４８は、平面視における各圧力凹部４５の後端部まで延びており、それら
の先端には平面視で圧力凹部４５よりも一回り小さい矩形状の流入孔用弁体押圧部材とし
ての圧力作動部４９がそれぞれ設けられている。すなわち、各圧力作動部４９は、平面視
において各圧力凹部４５内に収まるように、各圧力凹部４５と重なっている。そして、各
圧力作動部４９の左右両端縁部は下側に向かって直角に屈曲されているとともに、各圧力
作動部４９の左右方向の幅は各圧力連結部４８のそれよりも広くなっている。

基部４７における負圧凹部４４の後端部と対向する前端部には、負圧凹部４４に向かっ
て前方に延びる負圧連結部５０が設けられている。負圧連結部５０は基端部よりも先端部
の方が左右方向の幅が狭くなっているとともに、先端部の左右方向の幅は各圧力連結部４
８のそれと同じになっている。負圧連結部５０の先端部の先端には平面視で負圧凹部４４
よりも一回り小さい矩形状の連通孔用弁体押圧部材としての負圧作動部５１が設けられて
いる。

すなわち、負圧作動部５１は、平面視において負圧凹部４４内に収まるように、負圧凹
部４４と重なっている。さらに、負圧作動部５１の左右両端縁部は、下側に向かって直角
に屈曲されている。そして、各圧力作動部４９は、作動圧力が負圧作動部５１よりも大き
いため、前後方向の長さが負圧作動部５１のそれよりも長くなっている。なお、各圧力作
動部４９の前端部及び負圧作動部５１の前端部は固定されない自由端となっている。

また、負圧室形成部材３３の上面には、作動板４６の上から負圧室形成部材３３の上面
全体を覆うように、負圧室用可撓性部材及び圧力室用可撓性部材としての１枚の可撓性を
有する合成樹脂製のフィルム部材５２が溶着されている。フィルム部材５２は負圧凹部４
４の上端開口部及び各圧力凹部４５の上端開口部を個別に封止しており、フィルム部材５
２と負圧凹部４４とで囲まれた空間は負圧室５３とされるとともに、フィルム部材５２と
各圧力凹部４５とで囲まれた空間はそれぞれ圧力室５４とされている。したがって、負圧
室５３及び各圧力室５４は互いに非連通状態になっている。

図３に示すように、減圧室形成部材３２におけるケース部４３内の上壁には上下に貫通
する連通孔としての第１連通孔５５が形成されているとともに、負圧室形成部材３３にお
ける負圧室５３の底壁には上下に貫通する連通孔としての第２連通孔５６が第１連通孔５
５と対応するように形成されている。すなわち、第１連通孔５５と第２連通孔５６とは、
内径が同じになっているとともに、互いに連通している。したがって、負圧室５３とケー
ス部４３内とは第１連通孔５５及び第２連通孔５６を介して連通している。

減圧室４２内及び負圧室５３内には、これら両室４２，５３を跨ぐように連通孔用弁体
としての負圧弁体５７が収容されている。この負圧弁体５７は、第１連通孔５５及び第２
連通孔５６に挿通された円柱状の負圧バルブ軸５８と、ケース部４３内において負圧バル
ブ軸５８の下端部に設けられた負圧バルブ軸５８の外径よりも大きい外径を持つ円板状の
負圧鍔部５９とを備えている。負圧バルブ軸５８の下端は負圧鍔部５９の上面における中
心に連結されているとともに、負圧バルブ軸５８の上端は負圧作動部５１の下面に当接し
ている。

負圧鍔部５９の外径は、第１連通孔５５及び第２連通孔５６の内径よりも大きく、且つ
ケース部４３の内径よりも僅かに小さくなっている。負圧鍔部５９の上面には、周縁に沿
って可撓性材料よりなる円環状の負圧シール部材６０が負圧バルブ軸５８を囲むように固
着されている。この負圧シール部材６０の外径は負圧鍔部５９の外径とほぼ同じになって
いる。また、ケース部４３内において、負圧鍔部５９の下面と隔壁３１の上面との間には
連通孔用弁体付勢部材としての負圧コイルばね６１が介装されている。

この負圧コイルばね６１は、負圧弁体５７を常に閉弁状態となる方向である上方に向か
って付勢するようになっている。そして、この負圧弁体５７の閉弁状態では、負圧シール
部材６０が第１連通孔５５を囲んだ状態でケース部４３内の上壁面に密着して第１連通孔
５５が閉鎖された状態、すなわちケース部４３内と負圧室５３内とが非連通状態になって
いる。なお、負圧室５３内は、ポンプとしての減圧ポンプ６２によって減圧可能になって
いる。

負圧弁体５７は、減圧ポンプ６２と減圧室４２との間に配置されている。そのため、減
圧ポンプ６２を常に駆動していなくても、減圧室４２を長時間減圧状態に維持することが
可能となる。したがって、インクジェット式プリンター１１の電源をＯＦＦにした場合で
も、減圧室４２からの脱泡を行うことも可能となる。

負圧室５３内が減圧ポンプ６２によって減圧されて、負圧室５３内に負圧が発生すると
、大気圧との差圧によってフィルム部材５２が負圧室５３側（下側）に撓むように変位す
る。このフィルム部材５２の変位に伴って負圧作動部５１が、負圧作動部５１の後端をヒ
ンジとして下方に向かって屈曲するように弾性変形する。

この負圧作動部５１の弾性変形により、負圧作動部５１に当接する負圧バルブ軸５８が
負圧コイルばね６１の付勢力に抗して下方に押し下げられる。すると、負圧シール部材６
０がケース部４３内の上壁面から離間することで、負圧弁体５７が開弁されるようになっ
ている。そして、負圧弁体５７が開弁状態にある場合には、第１連通孔５５が開放された
状態、すなわちケース部４３内と負圧室５３内とが連通状態になっている。

図４は、図２の４−４線矢視断面図である。図４に示すように、減圧室形成部材３２の
下面において各圧力凹部４５の後端部と上下方向に重なる位置にはインク供給凹部６３が
それぞれ形成されており、各インク供給凹部６３と隔壁３１とで囲まれた空間はそれぞれ
インク供給室６４とされている。これら各インク供給室６４には、上流端が各インク供給
チューブ２４（図１参照）の下流端に接続された図示しない流入路の下流端がそれぞれ開
口している。

減圧室形成部材３２における各インク供給室６４の上壁には上下に貫通する流入孔とし
ての第１流入孔６５がそれぞれ形成されているとともに、負圧室形成部材３３における各
圧力室５４の底壁には上下に貫通する流入孔としての第２流入孔６６が各第１流入孔６５
とそれぞれ対応するように形成されている。すなわち、第１流入孔６５と第２流入孔６６
とは、内径が同じになっているとともに、互いに連通している。したがって、各圧力室５
４と各インク供給室６４とは各第１流入孔６５及び各第２流入孔６６を介してそれぞれ連
通している。

図４に示すように、圧力室５４内及びインク供給室６４内には、圧力室５４、インク供
給室６４を跨ぐように流入孔用弁体としての圧力弁体６７が収容されている。この圧力弁
体６７は、第１流入孔６５及び第２流入孔６６に挿通された円柱状の圧力バルブ軸６８と
、インク供給室６４内において圧力バルブ軸６８の下端部に設けられた圧力バルブ軸６８
の外径よりも大きい外径を持つ円板状の圧力鍔部６９とを備えている。圧力バルブ軸６８
の下端は圧力鍔部６９の上面における中心に連結されているとともに、圧力バルブ軸６８
の上端は圧力作動部４９の下面に当接している。

圧力鍔部６９の外径は、第１流入孔６５及び第２流入孔６６の内径よりも大きく、且つ
インク供給室６４の内径よりも小さくなっている。圧力鍔部６９の上面には、周縁に沿っ
て可撓性材料よりなる円環状の圧力シール部材７０が圧力バルブ軸６８を囲むように固着
されている。この圧力シール部材７０の外径は圧力鍔部６９の外径とほぼ同じになってい
る。また、インク供給室６４内において、圧力鍔部６９の下面と隔壁３１の上面との間に
は流入孔用弁体付勢部材としての圧力コイルばね７１が介装されている。

この圧力コイルばね７１は、圧力弁体６７を常に閉弁状態となる方向である上方に向か
って付勢するようになっている。そして、この圧力弁体６７の閉弁状態では、圧力シール
部材７０が第１流入孔６５を囲んだ状態でインク供給室６４の上壁面に密着して第１流入
孔６５が閉鎖された状態、すなわちインク供給室６４と圧力室５４とが非連通状態になっ
ている。

負圧室形成部材３３において、各圧力室５４の前端部における底壁には上下に貫通する
流出孔としての第１流出孔７２がそれぞれ形成されている。また、減圧室形成部材３２に
おける各第１流出孔７２と対応する位置には、減圧室形成部材３２を上下に貫通する流出
孔としての第２流出孔７３がそれぞれ形成されている。さらに、隔壁３１における各第２
流出孔７３と対応する位置には、隔壁３１を上下に貫通する流出孔としての第３流出孔７
４がそれぞれ形成されている。

従って、各第１流出孔７２と各第２流出孔７３とはそれぞれ連通しているとともに、各
第２流出孔７３と各第３流出孔７４とはそれぞれ連通している。また、各第３流出孔７４
は、脱泡室形成部材３０に形成された図示しない流路を介して各脱泡室３９とそれぞれ連
通している。したがって、各圧力室５４内のインクは、各第１流出孔７２、各第２流出孔
７３、各第３流出孔７４、及び脱泡室形成部材３０に形成された図示しない流路を介して
各脱泡室３９にそれぞれ供給されるようになっている。

そして、記録ヘッド１８から各インクが噴射されて各圧力室５４内のインクが減少する
と、各圧力室５４内に負圧が発生するため、大気圧との差圧によってフィルム部材５２が
圧力室５４側（下側）に撓むように変位する。このフィルム部材５２の変位に伴って各圧
力作動部４９が、圧力作動部４９の後端をヒンジとして下方に向かって屈曲するように弾
性変形する。

この各圧力作動部４９の弾性変形により、各圧力作動部４９に当接する各圧力バルブ軸
６８が各圧力コイルばね７１の付勢力に抗して下方に押し下げられて各圧力シール部材７
０が各インク供給室６４の上壁面から離間することで、各圧力弁体６７が開弁されるよう
になっている。そして、各圧力弁体６７が開弁状態にある場合には、各第１流入孔６５が
開放された状態、すなわち各インク供給室６４と各圧力室５４とが連通状態になっている
。

なお、本実施形態では、各インク供給チューブ２４、各インク供給室６４、各第１流入
孔６５、各第２流入孔６６、各圧力室５４、各第１流出孔７２、各第２流出孔７３、各第
３流出孔７４、各脱泡室３９、及び各流出口４０により液体供給路が構成され、各インク
供給チューブ２４及びバルブユニット１９により液体供給装置が構成されている。

次に、バルブユニット１９の作用について説明する。
本実施形態では、図３の減圧ポンプ６２を駆動することによって負圧室５３内を減圧す
ると、大気圧によってフィルム部材５２が負圧室５３側（下側）に撓むように変位する。
このフィルム部材５２の変位に伴って負圧作動部５１が負圧作動部５１の後端をヒンジと
して下方に向かって屈曲するように弾性変形する。この負圧作動部５１の弾性変形により
、負圧作動部５１に当接する負圧バルブ軸５８が負圧コイルばね６１の付勢力に抗して下
方に押し下げられて負圧シール部材６０がケース部４３内の上壁面から離間することで、
負圧弁体５７が開弁される。

すると、減圧ポンプ６２により、負圧室５３とともに減圧室４２も減圧される。この状
態で、減圧ポンプ６２を停止して負圧室５３を大気開放させると、負圧室５３及び減圧室
４２の圧力が上昇する。そして、負圧コイルばね６１の付勢力によって負圧弁体５７が閉
弁されると、負圧室５３の圧力は大気圧まで上昇するとともに、減圧室４２の圧力は−３
０ＫＰａ程度に保持される。

続いて、印刷時に記録ヘッド１８から各インクが噴射されて各圧力室５４内のインクが
減少すると、各圧力室５４内に負圧が発生するため、大気圧との差圧によってフィルム部
材５２が圧力室５４側（下側）に撓むように変位する。このフィルム部材５２の変位に伴
って各圧力作動部４９が、各圧力作動部４９の後端をヒンジとして下方に向かって屈曲す
るように弾性変形する。

この各圧力作動部４９の弾性変形により、各圧力作動部４９によって各圧力バルブ軸６
８が各圧力コイルばね７１の付勢力に抗して下方に押し下げられて各圧力シール部材７０
が各インク供給室６４の上壁面から離間することで、各圧力弁体６７が開弁される。する
と、各インク供給室６４のインクが第１流入孔６５及び第２流入孔６６を介して各圧力室
５４内に流れ込む。そして、各圧力室５４内にそれぞれインクが十分に補充されると、各
圧力室５４内の負圧が解消されてフィルム部材５２及び各圧力作動部４９が元の位置に戻
るとともに、各圧力コイルばね７１の付勢力により各圧力弁体６７がそれぞれ閉弁される
ことにより各圧力室５４は常に一定の圧力に保たれる。

この場合、各圧力室５４から各第１流出孔７２、各第２流出孔７３、及び各第３流出孔
７４を介して流出した各インクは、各脱泡室３９を経由して各流出口４０から記録ヘッド
１８へそれぞれ流れる。そして、減圧室４２の圧力は−３０ＫＰａに保持されているため
、各脱泡室３９では各インク中に浮遊する気泡が隔壁３１を透過して減圧室４２へ脱泡さ
れる。

次に、潤滑剤を負圧弁体５７の負圧シール部材６０に塗布する場合について説明する。
図７は、塗布する潤滑剤を選定するために行った実験結果を示す表である。本実験では、
減圧ポンプ６２に代えて、負圧室５３の圧力を−７０ＫＰａ程度まで減圧することができ
る減圧ポンプを使用する。

図７の表における「弁開負圧値」の欄は、図３の負圧弁体５７の負圧シール部材６０の
上側が、ケース部４３内の上壁面に密着して第１連通孔５５が閉鎖された状態で、減圧ポ
ンプによって負圧室５３内を徐々に減圧していったときに、負圧作動部５１の弾性変形に
より、負圧作動部５１に当接する負圧バルブ軸５８が負圧コイルばね６１の付勢力に抗し
て下方に押し下げられ、負圧シール部材６０がケース部４３内の上壁面から離間すること
で、負圧弁体５７が開弁されたときの負圧室５３の圧力値を示す。弁開負圧値は、次の条
件で２回計測される。

１回目は、潤滑剤を負圧シール部材６０がケース部４３内の上壁面に当接する部分に塗
布し、６０℃に内部が設定された例えば恒温槽などに４時間保管した後、減圧室４２内を
大気開放した後に測定する。

２回目は、６０°Ｃに内部が設定された例えば恒温槽などに５日間保管した後に測定す
る。

「張り付き」の欄は、１回目の弁開負圧値から２回目の弁開負圧値を差し引いた値を示
す。張り付きの値が大きければ、負圧シール部材６０がケース部４３内の上壁面に張り付
こうとする力が大きいことを示す。反対に、張り付きの値が小さければ、負圧シール部材
６０がケース部４３内の上壁面に張り付こうとする力が小さいことを示す。

図７の表に示すように、「フルトライボ（登録商標）ＶＡＣ」、「ＦＬＯＩＬ（登録商
標）ＫＧ１０７Ｅ」における張り付きの値は４．０ＫＰａ以下であり、潤滑剤を塗布しな
かった場合やその他の潤滑剤を塗布した場合の張り付きの値より小さい。

また、「フルトライボ（登録商標）ＶＡＣ」、「ＦＬＯＩＬ（登録商標）ＫＧ１０７Ｅ
」における２回目の弁開負圧値の絶対値は、潤滑剤を塗布しなかった場合やその他の潤滑
剤における２回目の弁開負圧値の絶対値より小さい。従って、減圧ポンプ６２の最低減圧
能力が、「フルトライボ（登録商標）ＶＡＣ」、「ＦＬＯＩＬ（登録商標）ＫＧ１０７Ｅ
」における２回目の弁開負圧値以上であれば（例えば、減圧ポンプ６２の最低減圧能力が
−４４ＫＰａ）、負圧シール部材６０がケース部４３内の上壁面に張り付くことがなく、
ケース部４３内の上壁面から離間することができる。

図８は、潤滑剤Ｇが塗布される部位を示す図である。本実施形態では、上述した実験結
果より、潤滑剤Ｇとして「フルトライボ（登録商標）ＶＡＣ」または「ＦＬＯＩＬ（登録
商標）ＫＧ１０７Ｅ」を選択する。図８に示すように、潤滑剤Ｇを負圧シール部材６０に
おけるケース部４３内の上壁面に当接する部分に塗布する。

潤滑剤Ｇは、クリーム状であるため、潤滑剤Ｇが塗布された負圧シール部材６０が、ケ
ース部４３内の上壁面に当接したり離間したりすると、ケース部４３内における負圧シー
ル部材６０が当接する部分にも潤滑剤Ｇが塗布される。そのため、潤滑剤Ｇを介して負圧
シール部材６０がケース部４３内の上壁面に当接したり離間したりする。

以上説明した本実施例の液体噴射装置としてのインクジェット式プリンター１１は、液
体としてのインクを噴射するヘッドとしての記録ヘッド１８を備えたインクジェット式プ
リンター１１であって、液体供給源としてのインクカートリッジ２２側から記録ヘッド１
８側にインクを供給する液体供給路と、液体供給路の途中に設けられるとともにインク中
に含まれる気泡を脱泡するべく滞留させるための脱泡室３９と、気体の透過を許容すると
ともにインクの透過を規制する隔壁３１と、脱泡室３９と隔壁３１を隔てて隣り合う位置
に設けられるとともに脱泡室３９の圧力よりも低圧となるように減圧ポンプ６２によって
減圧される減圧室４２と、減圧室４２と連通孔としての第１連通孔５５及び第２連通孔５
６を介して連通するとともに、減圧室４２を減圧するべく負圧にされる負圧室５３と、閉
弁状態となることにより第１連通孔５５を閉塞し、開弁状態となることにより第１連通孔
５５を開放する連通孔用弁体としての負圧弁体５７と、負圧弁体５７を常に閉弁状態とな
る方向に付勢する連通孔用弁体付勢部材としての負圧コイルばね６１と、負圧室５３の壁
面の一部を構成し、その負圧室５３内の圧力変動に基づいて変位する負圧室用可撓性部材
としてのフィルム部材５２と、フィルム部材５２の変位に伴って変位することで、コイル
ばね６１の付勢力に抗して負圧弁体５７を開弁状態となる方向に押圧する連通孔用弁体押
圧部材としての負圧作動部５１、を備え、負圧弁体５７の第１連通孔５５を閉塞する部分
となる負圧シール部材６０には、潤滑剤が塗布されている。

この構成によれば、負圧弁体５７における当接部位となる負圧シール部材６０に潤滑剤
が塗布されているとともに、負圧弁体５７が当接するケース部４３内における被当接部位
の表面にも潤滑剤が塗布される。そのため、負圧弁体５７が閉じたり開いたりするとき、
負圧弁体５７における当接部位と被当接部位とが直接、当接したり離れたりすることがな
い。従って、負圧弁体５７やケース部４３の経年変化などにより、負圧弁体５７における
当接部位と、被当接部位とが張り付こうとする力が大きくなり、弁が閉じた状態のままと
なってしまうことを抑制できる。そのため、脱泡室３９内と減圧室４２内との間に圧力差
がないため、脱泡室３９内のインク中に溶存した気体が気体透過性膜としての隔壁３１を
透過して減圧室４２内へ脱気されなくなってしまうことを抑制できる。

上記実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンター１１に具体化したが、
インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置を採用してもよい。微小
量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。
なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状
に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させ
ることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のもので
あればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、
溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体
のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又
は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明した
ようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性イ
ンク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする
。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッ
センス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造などに用いられる
電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む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用
いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサー等で
あってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液
体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するた
めに紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチ
ングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用してもよ
い。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる
。

１１…液体噴射装置としてのインクジェット式プリンター、１８…ヘッドとしての記録
ヘッド、２２…液体供給源としてのインクカートリッジ、２４…液体供給路を構成するイ
ンク供給チューブ、３１…隔壁、３９…液体供給路を構成する脱泡室、４０…液体供給路
を構成する流出口、４２…減圧室、４９…流入孔用弁体押圧部材としての圧力作動部、５
１…連通孔用弁体押圧部材としての負圧作動部、５２…負圧室用可撓性部材及び圧力室用
可撓性部材としてのフィルム部材、５３…負圧室、５４…液体供給路を構成する圧力室、
５５…連通孔としての第１連通孔、５６…連通孔としての第２連通孔、５７…連通孔用弁
体としての負圧弁体、６１…連通孔用弁体付勢部材としての負圧コイルばね、６２…ポン
プとしての減圧ポンプ、６４…液体供給路を構成するインク供給室、６５…液体供給路を
構成する流入孔としての第１流入孔、６６…液体供給路を構成する流入孔としての第２流
入孔、６７…流入孔用弁体としての圧力弁体、７１…流入孔用弁体付勢部材としての圧力
コイルばね、７２…液体供給路を構成する流出孔としての第１流出孔、７３…液体供給路
を構成する流出孔としての第２流出孔、７４…液体供給路を構成する流出孔としての第３
流出孔、Ｇ…潤滑剤。

Claims (1)

1. 液体を噴射するヘッドを備えた液体噴射装置であって、
   液体供給源側から前記ヘッド側に前記液体を供給する液体供給路と、
   前記液体供給路の途中に設けられるとともに前記液体中に含まれる気泡を脱泡するべく
   滞留させるための脱泡室と、
   気体の透過を許容するとともに液体の透過を規制する隔壁と、
   前記脱泡室と前記隔壁を隔てて隣り合う位置に設けられるとともに前記脱泡室の圧力よ
   りも低圧となるようにポンプによって減圧される減圧室と、
   前記減圧室と連通孔を介して連通するとともに、前記減圧室を減圧するべく負圧にされ
   る負圧室と、
   閉弁状態となることにより前記連通孔を閉塞し、開弁状態となることにより前記連通孔
   を開放する連通孔用弁体と、
   前記連通孔用弁体を常に閉弁状態となる方向に付勢する連通孔用弁体付勢部材と、
   前記負圧室の壁面の一部を構成し、前記負圧室内の圧力変動に基づいて変位する負圧室
   用可撓性部材と、
   前記負圧室用可撓性部材の変位に伴って変位することで、前記連通孔用弁体付勢部材の
   付勢力に抗して前記連通孔用弁体を開弁状態となる方向に押圧する連通孔用弁体押圧部材
   と、を備え、
   前記連通孔用弁体の前記連通孔を閉塞する部分には、潤滑剤が塗布されていることを特
   徴とする液体噴射装置。

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