JP2012035564A - 圧力緩衝器、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力緩衝器１内に液溜まりを減少させ、クリーニングや液置換を短時間で行うことができるようにする。
【解決手段】圧力緩衝器１は、表面に凹部３を形成した基体２と、凹部３の開口端を閉塞する可撓性フィルム４と、凹部３の側面又は前記凹部の側面に近接する底面６に開口し、液体を流入する流入口５と、凹部３の側面又は凹部３の側面に近接する底面６であり、流入口５から離間する位置に開口し、液体を流出させる流出口７とを備える。更に、凹部３と可撓性フィルム４に囲まれる扁平なチャンバー１１の内表面に、液体の流れを誘導する誘導手段を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、配管等の流路に挿入し、流路内に液体を貯留し、または流路内の圧力変動を緩和させる流路部材、その流路部材を用いた液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置に関する。

近年、記録紙等にインク滴を吐出し、文字、図形を描画する、あるいは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜のパターンを形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、液体噴射ヘッドに形成した微小空間にこのインクを充填し、駆動信号に応じて微小空間の容積を瞬間的に縮小し溝に連通するノズルから液滴を吐出させる。

このインクジェット方式のプリンターは、記録紙とインクジェットヘッドを移動させて記録紙の任意の場所にインク滴を吐出し、パターンを形成する。インクジェットヘッドから吐出されるインクはインクタンクからインクジェットヘッドにチューブを介して供給される。そのため、インクジェットヘッドが移動するとチューブも移動し、チューブ内インクの慣性に基づく圧力変動がインク内部に発生する。インクに圧力変動が発生するとインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の吐出速度が変動し、記録紙に記録される画像等の品質が低下する。さらに、圧力変動によってノズルに形成されるメニスカスが破壊され、記録紙にインク滴が吐出されない“ドット抜け”と呼ばれる現象や、ノズルからインクが垂れて記録紙を汚してしまう現象が発生する虞がある。そこで、インクジェットヘッドの移動に伴うインクの圧力変動を緩和させるために、インク流路に圧力緩衝器からなる流路部材を設置している。

図１６はこの種のインクジェットヘッドに用いられる流路部材としての圧力緩衝器１００の平面図を表す（特許文献１の図４を参照）。圧力緩衝器１００は、インクジェットヘッド１０３の上部に設置されている。インクジェットヘッド１０３は移動しながら被記録媒体にインクを吐出する。インクジェットヘッド１０３が移動するとインクタンクとインクジェットヘッド１０３を結ぶインクチューブも移動する。そのため、チューブ内のインクにこの移動に伴う圧力変動が発生する。圧力緩衝器１００はこのインク内圧力変動を除去し、一定圧のインクをインクジェットヘッド１０３に供給するために設けている。

圧力緩衝器１００は側壁１０６に囲まれる扁平形状のチャンバー１０５を備えている。チャンバー１０５の表面は図示しない可撓性フィルムにより封止されている。インク流入口１０２から扁平な形状のチャンバー１０５にインクが流入し、上部の開口部１０１から流路１０７にインクが流出する。そしてチャンバー１０５の下部に設置したインク流出口１０８からインクジェットヘッド１０３にインクが供給される。インク流入口１０２からインク内に圧力変動が伝達されると、チャンバー１０５の表面を覆っている可撓性膜が変位し、インク内の圧力変動は緩和される。そのため、インク流出口１０８からインクジェットヘッド１０３に供給されるインクにはこの圧力変動が伝達せず、一定圧のインクを供給することができる。

特許文献１に示される圧力緩衝器１００は、チャンバー１０５にインクが右辺下部から流入し、左辺上部の開口部１０１からインクが流出する。チャンバー１０５の左辺に並列してインク流路１０７が設けられ、開口部１０１から流出したインクはインク流路１０７を介してインク流出口１０８に導かれる。なお、インクジェットヘッド１０３のノズルにはメニスカス１０４が形成されるようにインク圧が調整されている。

特開２００８−１１０５９９号公報

圧力緩衝器は初期にインクが充填され、後にクリーニングやインク交換が行われる。しかし、この初期インク充填時にインク流れの悪い個所に空気の気泡が残る場合がある。この残留気泡はインク流動に対する抵抗となるので、このままインクジェットヘッドからインクを吐出するとインクを正常に吐出することができなくなることがあった。更に、残留気泡がインクジェットヘッドに流れるとノズル面のメニスカスを破壊し、インクを正常に吐出することができなくなる場合があった。また、クリーニングやインク交換の際にインク流れの悪い個所に前回使用したインクが残留し、新しく使用するインクと混ざって混色することがあった。

従って、圧力緩衝器は内部に流れの悪い個所を無くして、残留気泡を除去し、液置換性を向上させる必要がある。しかしながら、図１６に示されるチャンバー１０５は、右辺下部から流入したインクは下辺に沿って流れるが、下辺と左辺の角部には達し難く、そのために、左辺下部には液溜まりが生じてインク置換性が低下し、流路やチャンバー１０５から気泡を除去するが困難となる場合があった。また、流路やチャンバー１０５をクリーニングし、インクを置換するのに長時間要することがあった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、簡便な構造で液置換性を向上させた圧力緩衝器を提供するものである。

本発明による圧力緩衝器は、表面に凹部を形成した基体と、前記凹部の開口端を閉塞する可撓性フィルムと、前記凹部の側面又は前記凹部の側面に近接する底面に開口し、液体を流入する流入口と、前記凹部の側面又は前記凹部の側面に近接する底面であり、前記流入口から離間する位置に開口し、液体を流出させる流出口と、前記凹部と前記可撓性フィルムに囲まれる扁平なチャンバーの内表面に形成され、液体の流れを誘導する誘導手段と、を備える。

また、前記誘導手段は、前記凹部の底面又は前記可撓性フィルムの内表面に設置した溝又は突条からなることとした。

また、前記溝又は突条は、前記流入口又はその近傍を起点として、前記流入口と流出口の間の前記凹部の側面に向けて凸に湾曲することとした。

また、前記溝又は突条は、前記流入口又はその近傍を起点として複数本設置されることとした。

また、前記溝又は突条は、前記流出口又はその近傍を起点として、前記流出口と流入口の間の前記凹部の側面に向けて凸に湾曲することとした。

また、前記溝又は突条は、前記流出口又はその近傍を起点として複数本設置されていることとした。

また、前記複数の溝又は複数の突条は前記起点から扇状に広がるように設置されることとした。

また、前記溝又は突条は、前記流入口から前記流出口に亘って設置されることとした。

また、前記誘導手段は、前記凹部の内側面に設置した溝又は突条からなることとした。

また、前記溝又は突条は、前記流入口又はその近傍を起点として前記流出口に向けて設置されることとした。

また、前記溝又は突条は、前記流出口又はその近傍を起点として前記流入口に向けて設置されることとした。

また、前記流出口は使用時において重力に対して前記領域内の最上位となる位置に設置され、前記誘導手段は前記凹部の下位の側面に向けて凸に湾曲していることとした。

また、前記溝の幅又は複数の前記突条の間隔は、前記流入口から離れるに従って広くなることとした。

また、前記溝の深さ又は前記突条の高さは、前記流入口から離れるに従って深く又は高くなることとした。

また、前記溝の幅又は複数の前記突条の間隔は、前記流入口から離れるに従って狭くなることとした。

また、前記溝の深さ又は前記突条の高さは、前記流入口から離れるに従って浅く又は低くなることとした。

また、前記溝の側面から底面にかけて、又は、前記突条の側面から前記凹部の底面又は前記可撓性フィルムの内表面にかけて滑らかな曲面からなることとした。

また、前記誘導手段は、前記流入口又はその近傍を起点として、前記領域の中心部に向かって渦状に形成されることとした。

また、前記誘導手段は、前記流出口又はその近傍を起点として、前記領域の中心部に向かって渦状に形成されることとした。

本発明の液体噴射ヘッドは、上記いずれかに記載の圧力緩衝器と、液体を前記圧力緩衝部材から供給し被記録媒体に吐出するアクチュエータ部材と、を備える。

本発明の液体噴射装置は、上記液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える。

本発明の圧力緩衝器は、基体に形成した凹部と、この凹部の開口端を閉塞する可撓性フィルムと、この凹部の側面又は凹部の側面に近接する底面に開口し、液体を流入する流入口と、凹部の側面又は凹部の側面に近接する底面であり、上記流入口から離間する位置に開口し、液体を流出させる流出口と、凹部と可撓性フィルムに囲まれる扁平な領域からなるチャンバーの内表面に設置され、この領域に充填される液体の流れを誘導する誘導手段と、を備えている。これにより、チャンバーに流入する又はチャンバーから流出する際にチャンバー内に液体の流れが生じ、初期液体充填時の残留気泡を無くし、また、チャンバー内の液置換性を向上させることができる。

本発明の第一実施形態に係る圧力緩衝器を説明するための図である。 本発明の第二実施形態に係る圧力緩衝器の断面模式図である。 本発明の第三実施形態に係る圧力緩衝器の断面模式図である。 本発明の第四実施形態に係る圧力緩衝器の断面模式図である。 本発明の第五実施形態に係る圧力緩衝器の説明図である。 本発明の第六実施形態に係る圧力緩衝器の基体の上面模式図である。 本発明の第七実施形態に係る圧力緩衝器の基体の上面模式図である。 本発明の第八実施形態に係る圧力緩衝器の基体の上面模式図である。 本発明の第九実施形態に係る圧力緩衝器の基体の上面模式図である。 本発明の第十実施形態に係る圧力緩衝器の基体の上面模式図である。 本発明の第十一実施形態に係る圧力緩衝器の断面模式図である。 本発明の第十二実施形態に係る圧力緩衝器の基体の上面模式図である。 本発明の第十三実施形態に係る圧力緩衝器の模式的な分解斜視図である。 本発明の第十四実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な斜視図である。 本発明の第十五実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。 従来公知の圧力緩衝器の平面図である。

本発明の圧力緩衝器は、基体に形成した凹部と、この凹部の開口端を覆う可撓性フィルムと、凹部の側面又は凹部の側面に近接する底面に開口し、液体を流入する流入口と、凹部の側面又は凹部の側面に近接する底面であり、上記流入口から離間する位置に開口し、液体を流出させる流出口と、を備えている。更に、凹部と可撓性フィルムに囲まれる扁平な領域からなるチャンバーの内表面に設置され、チャンバーに充填される液体の流れを誘導する誘導手段を備えている。この構成により、流入した液体をチャンバー内の液滞留が発生しやすい領域に誘導して、初期液体充填時の残留気泡を無くし、チャンバーに充填された液体の液置換性を向上させ、また、クリーニングや液交換を短時間で行うことができる。

ここで、誘導手段を、凹部の底面又は可撓性フィルムの内表面に設けた溝又は突条により構成することができる。そして、この溝又は突条を、流入口又はその近傍を起点として流入口と流出口の間であり凹部の側面に向けて凸に湾曲するように設置することができる。また、溝又は突条を流入口又はその近傍を起点として複数本設置する、あるいは溝又は突条を流入口又はその近傍を起点として扇状に拡散するように設置することができる。これにより、扁平な領域からなるチャンバーの角部に流入した液体を回り込ませ、残留気泡の除去及び液置換性を一層向上させることができる。また、扁平なチャンバー内の複数の方向に又は扇状に拡散するように液体の流れを生成し、液置換性を向上させることができる。

また、溝又は突起を流出口又はその近傍を起点として流出口と流入口の間の凹部の側面に向けて凸に湾曲するように設置することができる。そして、この溝又は突条を、流出口又はその近傍を起点として、流出口と流入口の間の凹部の側面に向けて凸に湾曲するように設置することができる。また、溝又は複数の突条を、流出口又はその近傍を起点として複数本設置する、あるいは溝又は突条を流出口又はその近傍を起点として扇状に拡散するように設置することができる。これにより、扁平なチャンバーの角部から液体を流出させ、残留気泡の除去及び液置換性を一層向上させることができる。また、扁平なチャンバー内の複数の方向から又は漏斗状に収束するように液体の流れを生成し、液置換性を向上させることができる。以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。

（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体緩衝器１を説明するための図であり、図１（ａ）が圧力緩衝器１の分解斜視図であり、図１（ｂ）がチャンバー１１の平面模式図であり、図１（ｃ）が部分ＡＡの縦断面模式図である。

圧力緩衝器１は、表面に凹部３を形成した基体２と、この凹部３を覆って閉塞する可撓性フィルム４と、この可撓性フィルム４の外側を覆うように設置した補強板１３を備えている。この凹部３と可撓性フィルム４により囲まれる略四角形の領域がチャンバー１１となる。チャンバー１１の左辺ＬＳ中央部に近接する凹部３の底面６に、液体を流入するための流入口５を形成し、チャンバー１１の右辺ＲＳと上辺ＵＳの角部に、液体を流出させるための流出口７を形成した。流入口５は基体２の上辺左端部に設置した流入連結部１８に流路１２を介して連通する。チャンバー１１の下辺ＤＳから右辺ＲＳ側にかけて隔壁１４を形成し、基体２の表面の中央部に形成したチャンバー１１と基体２の下辺から右辺近傍の表面に形成した液体流出用の流路１７とを隔離している。流出口７から流出した液体は流路１７を介して基体２の中央下部に設置した流出連結部１９から流出する。即ち、流入連結部１８を基体２の上部に設置し、流出連結部１９を基体２の下部に設置したので、圧力緩衝器１の左右の辺に液体の流入出用の連結部や配管を設置する必要が無く、圧力緩衝器１の左右方向の占有領域を小さくコンパクトに構成することができる。

更に、凹部３の底面６に液体を誘導するための誘導手段としての溝９を形成した。溝９は、流入口５を起点として流出口７に向けて形成した。（逆に言えば、流出口７を起点として流入口５に向けて形成した。）流入口５と流出口７を直線で結んだ場合に溝９はチャンバー１１の下辺ＤＳ側に凸の形状を有している。より具体的に、溝９はチャンバー１１の左辺ＬＳの中央近傍に設置した流入口５から下辺ＤＳの中央、更に右辺ＲＳの中央から流出口７に向かうように形成した。これにより、流入口５から流入した液体は溝９に沿って流れるので下辺ＤＳと右辺ＲＳの角部に液体が回り込む。その結果、下辺ＤＳと右辺ＲＳの角部の液滞留を解消させ、初期液体充填時の残留気泡を無くし、また、クリーニングや液置換を短時間で行うことができる。

なお、本実施例においてチャンバー１１は略四角形であるが、本発明はこれに限定されない。チャンバー１１は円形であっても台形であっても、四角形よりも角数の多い多角形であってもよい。また、流出口７の位置は実使用時の重力に対してチャンバー１１の最上位となるように形成することが望ましい。流出口７を最上位とすることにより、チャンバー１１に液体を充填する際にチャンバー１１内に気泡を残さないで充填することができるからである。また、基体２の右辺ＲＳ近傍に流路１７を形成することに代えて、流路１７を基体２に背面側に設置してもよい。これにより、圧力緩衝器１の幅を小さく形成することができる。また、可撓性フィルム４の外側に設置した補強板１３は本発明の必須要件ではないが、補強板１３を設置することにより、チャンバー１１内が大きく陽圧となったときに可撓性フィルム４が外側に膨らんで破壊するのを防止することができる。なお、補強板１３の空気穴ＡＨは、補強板１３と可撓性フィルム４の間の間隙を外気に連通させて、可撓性フィルム４の変位を容易にするためである。

（第二実施形態）
図２は本発明の第二実施形態に係る圧力緩衝器１の断面模式図である。第一実施形態と異なる部分は、誘導手段として突条１０、１０’を用いた点であり、その他は第一実施形態と同様である。従って、以下異なる部分について説明する。

図２に示すように、基体２に形成した凹部３の底面６に、互いに離間する２つの突条１０、１０’からなる誘導手段を形成した。この突条１０、１０’は、図１（ｂ）に示すように、チャンバー１１の左辺ＬＳの中央近傍の底面６に開口する流入口５から、下辺ＤＳ近傍、右辺ＲＳの中央近傍及び上辺ＵＳと右辺ＲＳの角部に形成した流出口７に向けて底面６に連続的に形成した。これにより、流入口５から流入した液体は突条１０、１０’の間を流れるので下辺ＤＳと右辺ＲＳの角部に液体が回り込む。その結果、下辺ＤＳと右辺ＲＳの角部に生ずる液滞留を解消させ、初期液体充填時の残留気泡を無くし、また、クリーニングや液置換を短時間で行うことができる。

なお、２つの突条１０、１０’のうち、右辺ＲＳ、下辺ＤＳ、及び右辺ＲＳに近いほうの突条１０’を省略して１本の突条１０としても同様の効果を得ることができる。また、誘導手段として第一実施形態の溝９と本第二実施形態の突条１０との両方を形成すれば、流入口５から流入する液体を左辺ＬＳ、下辺ＤＳ及び右辺ＲＳに沿って回流させることができる。これにより、チャンバー１１内に液溜まりを減少させ、液置換率を向上させることができる。また、突条１０の上面に更に溝を形成する、或いは突条１０の上面に更に突条を形成してもよい。

（第三実施形態）
図３は本発明の第三実施形態に係る圧力緩衝器１の断面模式図である。第一及び第二実施形態と異なる部分は、可撓性フィルム４の内表面１６側に誘導手段としての突条１０、１０’を形成した点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下異なる部分について説明する。

図３に示すように、可撓性フィルム４のチャンバー１１側の内表面１６に誘導手段としての突条１０、１０’を形成した。突条１０、１０’は、可撓性フィルム４に対面する底面６の流入口５を起点として、図１（ｂ）の溝９に示すように、左辺ＬＳの中央近傍から下辺ＤＳの近傍、右辺ＲＳの中央近傍を経て上辺ＵＳと右辺ＲＳの角部の流出口７に向けて連続的に形成した。これにより、チャンバー１１内の液溜まりを減少させ、液置換率を向上させることができる。なお、２つの並列する突条１０、１０’のうち、左辺ＬＳ、下辺ＤＳ及び右辺ＲＳに近いほうの突条１０’を省略して１本の突条１０としても、同様の効果を得ることができる。

（第四実施形態）
図４は、本発明の第四実施形態に係る圧力緩衝器１の断面模式図である。第一〜第三実施形態と異なる部分は、誘導手段としての溝９の底面が円弧形状を有する点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下異なる部分について説明する。

図４に示すように、基体２の凹部３の底面６に形成した溝９の側面ＳＷと底面ＢＧの間を角のない滑らかな曲面とした。例えば、溝９の側面ＳＷと底面ＢＧとの間を円弧形状とする、また、溝９の幅方向の底面ＢＧの形状を円弧形状又は半円形状とする。これにより、溝９の側面ＳＷと底面ＢＧの角部に付着しやすい残留気泡を除去することができる。なお、誘導手段として溝９に代えて第二又は第三実施形態で示した突条１０とした場合に、突条１０の側面と凹部３の底面６の間、或いは突条１０の側面と可撓性フィルム４の内表面１６との間を滑らかな曲面とすれば、同様の作用効果を得ることができる。

（第五実施形態）
図５は、本発明の第五実施形態に係る圧力緩衝器１の説明図であり、図５（ａ）は基体２の平面模式図であり、（ｂ）は部分ＢＢの縦断面模式図である。第一〜第三実施形態と異なる部分は、誘導手段としての溝９を凹部３の内側面１５に形成した点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下異なる部分について説明する。

図５に示すように、凹部３の内側面１５に誘導手段としての溝９を形成した。即ち、流入口５に近接する左辺ＬＳの中央の内側面１５から下辺ＤＳ、右辺ＲＳの内側面１５を経て右辺ＲＳの上部の流出口７まで連続的に溝９を形成した。これにより、チャンバー１１内の液溜まりを減少させ、チャンバー１１内の初期残留気泡を除去し、液置換率を向上させることができる。なお、内側面１５には溝９に代えて突条を形成してもよい。また、上記第一実施形態から第三実施形態と組み合わせることにより、液置換率を更に向上させることができる。

（第六実施形態）
図６は、本発明の第六実施形態に係る圧力緩衝器１の基体２の上面模式図である。第一〜第五実施形態体と異なる部分は、流入口５から流出口７に向けて凹部３の底面６に複数の溝９を形成した点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下、異なる部分について説明する。

図６に示すように、液体の誘導手段として３本の溝９ａ、９ｂ、９ｃを凹部３の底面６に形成した。即ち、流入口５を起点として、下辺ＤＳ側の溝９ａと、中央側の溝９ｃと、中間の溝９ｂの３本に分岐し、流出口７で合流して終点となる。このように複数本の溝９ａ、９ｂ、９ｃを設置したことにより、流入口５からチャンバー１１に流入した液体は下辺ＤＳ側に集中することなく中央部にも回流し、チャンバー１１内に滞留部が生成され難くなる。これにより、液置換率を高め、初期液体充填時の残留気泡を無くし、また、クリーニングや液交換を迅速に行うことができる。

なお、３本の溝９ａ、９ｂ、９ｃに代えて、各溝９ａ、９ｂ、９ｃを挟むように突条を形成してもよいし、各溝９ａ、９ｂ、９ｃに対応する突条の下辺ＤＳ側又は右辺ＲＳ側の突条を省略して３本の突条としてもよい。また、第六実施形態において、更に多数の溝９を形成してもよいし、溝９に代えて多数の突条を形成してもよい。これにより、チャンバー１１内の液置換率をより一層向上させることができる。

（第七実施形態）
図７は本発明の第七実施形態に係る圧力緩衝器１の基体２の平面模式図である。第一〜第六実施形態と異なる部分は、誘導手段としての複数の溝が流入口５を起点として扇状に拡散するように設置した点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下異なる部分について説明する。

図７に示すように、流入口５を起点として複数の溝９ａ〜９ｆを扇骨状又は熊手状に開いた形状に凹部３の底面６に形成した。即ち、下辺ＤＳ側の溝９ａは左辺ＬＳの中間より下辺ＤＳ近傍を経由して右辺ＲＳの底部まで延在し、中間の溝９ｄは、流入口５から流出口７に向かう中間位置まで延在し、溝９ｆは上辺ＵＳの左側に向けて途中まで延在する。これにより、流入口５から流入した液体は溝９ａ〜９ｆに沿って拡散するように方向づけられる。その結果、チャンバー１１内に液体の滞留部を減少させ、初期液体充填時の残留気泡を無くし、また、液置換率が向上して、クリーニングや液置換を迅速に行うことができる。

（第八実施形態）
図８は、本発明の第八実施形態に係る圧力緩衝器1の基体２の平面模式図である。第一〜第七実施形態と異なる部分は、誘導手段としての複数の溝９ａ〜９ｅは流出口７を起点として扇骨状又は熊手状に開いた形状を有する点である。その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下、異なる点について説明する。

図８に示すように、流出口７を起点として複数の溝９ａ〜９ｅを扇骨状又は熊手状に開いた形状に凹部３の底面６に形成した。即ち、溝９ａは右辺ＲＳ近傍、下辺ＤＳ近傍から左辺ＬＳと下辺ＤＳの角部近傍まで連続的に形成した。また、溝９ｅはほぼ上辺ＵＳと平行に、上辺ＵＳの中間部の近傍まで形成した。溝９ｂ、９ｃ、９ｄは溝９ａと９ｅの間にほぼ均等に離間して形成した。その結果、流出口７から流出する液体は溝９ａ〜９ｅにより方向づけられてチャンバー１１内の液滞留部を減少させ、液置換率を向上させて、初期液体充填時の残留気泡を無くし、また、クリーニングや液置換の迅速化に寄与することができる。なお、第六〜第八実施形態において、溝９に代えて突条とするすることができる。また、第一〜第八実施形態では溝９又は突条１０を連続的に形成したがこれに限定されず、溝９や突条１０を断続的に形成してもよい。

（第九実施形態）
図９は、本発明の第九実施形態に係る圧力緩衝器１の基体２の平面模式図である。第一実施形態と異なる部分は、誘導手段としての溝９は液体の流入側から流出側にかけて次第に幅が狭くなる点である。その他の構成は第一実施形態と同様なので説明を省略する。

図９に示すように、溝９は流入口５を起点として下辺ＤＳに接近し次に右辺ＲＳに接近するように流出口７に向けて次第に溝幅が狭くなるように形成した。溝９が流入口５から流出口７に向けて溝幅を次第に狭く形成したので、溝９を同一幅で形成した場合と比較して溝９又はその近傍を流れる液体の流速を大きくすることができる。従って、右辺ＲＳと下辺ＤＳの角部に滞留部が形成されることを防止することができる。

なお、第六実施形態から第八実施形態の溝９に本実施形態の溝９を適用することができる。即ち、第五〜第八実施形態の複数の溝９を、起点である流入口５から各溝の幅を次第に狭く形成することができる。これにより、各溝９又はその近傍を流れる液体の流速は元の実施形態の場合よりも早くすることができる。その結果、チャンバー１１には液滞留部を減少させることができ、クリーニングや液置換を迅速に行うことができる。

（第十実施形態）
図１０は、本発明の第十実施形態に係る圧力緩衝器１の基体２の平面模式図である。第一実施形態と異なる部分は、誘導手段としての溝９は液体の流入側から流出側にかけて溝幅が次第に広くなる点である。その他の構成は第一実施形態と同様なので説明８を省略する。

図１０に示すように、溝９は流入口５を起点として下辺ＤＳに接近し、次に右辺ＲＳに接近するように流出口７側に連続的に形成した。溝９は流入口５から流出口７に向けて溝幅を次第に広く形成したので、液体の流速は流出口７に向かって広がる。従って、下辺ＤＳと右辺ＲＳの角部に液体の流れを形成するとともに、他の領域に液体の流れを拡散させることができる。

なお、第六実施形態から第八実施形態の溝９に本実施形態の溝９を適用することができる。即ち、第五〜第八実施形態の複数の溝９を、起点である流入口５から各溝の幅を次第に広く形成することができる。これにより、各溝９又はその近傍を流れる液体の流速は元の実施形態の場合よりも遅くなるが液体の拡散が促進され、やはりチャンバー１１の液滞留部を減少させることができ、初期液体充填時の残留気泡を無くし、また、クリーニングや液置換を迅速に行うことができる。

（第十一実施形態）
図１１は本発明の第十一実施形態に係る圧力緩衝器１の図１における部分ＣＣ、即ち溝９に沿った断面模式図を表す。第一実施形態と異なる部分は、溝９の深さが流入口５から流出口７まで一定しない点である。その他の構成は第一実施形態と同様なので、説明を省略する。

図１１（ａ）に示すように、溝９は流入口５付近において最も深く、流出口７に向かうに従って次第に浅く形成した。これにより、溝９を流れる液体の流速は深さが一定の場合と比較して流出口７に向かうに従って早くなる。また、１０（ｂ）に示すように、溝９は流入口５付近において最も浅く、流出口７に向かうに従って次第に深く形成した。これにより、溝９又はその近傍を流れる液体の流速は低下するが液体の容積が増加するのでより遠くまで流れを持続させることができる。その結果、チャンバー１１内に流れを生成し、初期液体充填時の残留気泡を無くし、また、クリーニングや液置換を迅速に行うことができる。

なお、第二〜第十実施形態に示した溝９に本実施形態の溝９を適用することができる。即ち、溝９の深さを流入口５から流出口７に向かって次第に浅く形成する、或いは次第に深く形成することができる。また、溝９に代えて突条を形成する場合には、突条の高さを流入口５から流出口７に向かって次第に高くする、又は次第に低く形成することによって、同様の効果を得ることができる。

（第十二実施形態）
図１２は本発明の第十二実施形態に係る圧力緩衝器１の基体２の平面模式図である。第一〜第十一実施形態と異なる部分は、溝９を渦巻き状に形成した点である。その他の構成は第一実施形態と同様なので、説明を省略する。図１２に示すように、流入口５を起点として溝９を外側から中心へ渦巻き状に形成した。これにより、流入口５から流入した液体は溝９をガイドにして流れようとするのでチャンバー１１内の液滞留部を減少させ、クリーニングや液置換を迅速に行うことができる。

（第十三実施形態）
図１３は本発明の第十三実施形態に係る圧力緩衝器１の模式的な分解斜視図である。第一実施形態と異なる点は基体２の凹部３の底面と可撓性フィルム４の間に規制板２３とバネ２２を設置した点でありその他の部分は第一実施形態とほぼ同じである。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

圧力緩衝器１は、内表面に凹部３を形成した基体２と、可撓性フィルム４と、内表面に凹部２４と図示しない空気孔を形成した補強板１３を備え、基体２と補強板１３により可撓性フィルム４を挟む構造を有している。基体２の凹部３と可撓性フィルム４との間にチャンバー１１を構成する。凹部３の底面６に流入口５が開口し、液体を流入するための流入連結部１８に連通している。凹部３の＋ｙ方向の側壁面と−ｘ方向の側壁面の角部に流出口７が開口し、液体を流出するための流出連結部１９に流路１７を介して連通している。更に、凹部３の底面６に誘導手段としての溝９を形成した。溝９は、流入口５を起点として凹部３の＋ｘ方向の側壁面と＋ｙ方向の側壁面に間隔をおいて沿うように流出口７の近傍まで延設した。

可撓性フィルム４と凹部３の底面６との間にアンテナ状の規制板２３とコイル状のバネ２２を設置した。これは、凹部３が形成するチャンバー１１が負圧となった時に可撓性フィルム４が流入口５や流出口７の開口部に貼りついて液体の流入出が阻害されることを防止するためである。バネ２２の下端部は凹部３の底面６中央部のバネ受部２１に係合し、上端部は規制板２３の下面に形成した図示しないばね受けに係合している。これにより、チャンバー１１が負圧となる場合でも可撓性フィルム４が凹部３の底面６や流入口５及び流出口７の開口端に貼りつくことを防止する。なお、規制板２３やバネ２２はこのような形状に限定されるものではなく、四角板や円板状の規制板であってもよいし、板状のばねであってもよい。

なお、液体の誘導手段としての溝９は、すでに説明した第一〜第十二実施形態の溝９を適用することができる。このように誘導手段を形成したことにより、初期液体充填時の残留気泡を無くし、また、チャンバー１１や流路のクリーニングや液置換を迅速に行うことができる。

（第十四実施形態）
図１４は本発明の第十四実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の模式的な斜視図である。圧力緩衝器１を液体噴射ヘッドに設置した状態を示す。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図１４に示すように、液体噴射ヘッド２０は、ベース２５と、図示しない被記録媒体に液滴を吐出する噴射部２７と、噴射部２７に液体を供給する圧力緩衝器１と、噴射部２７を制御する制御回路を搭載した制御回路基板２８を備えている。噴射部２７は、駆動信号に応じて液滴を吐出するアクチュエータ２６と、アクチュエータ２６に液体を供給する流路部材２９と、アクチュエータ２６と制御回路基板２８の間を電気的に接続する図示しないフレキシブル回路基板を備えている。ベース２５は、衝立の形状を有し、底部にアクチュエータ２６を搭載し、側面に制御回路基板２８と圧力緩衝器１を固定している。圧力緩衝器１は、補強板１３を外側に、基体２をベース２５側に向けてベース２５に固定されている。

液体は、流入連結部１８を介して圧力緩衝器１の基体２に流入し、流出連結部１９を介して流路部材２９に、更にアクチュエータ２６に流入する。アクチュエータ２６は、制御回路からの駆動信号に応じて下部の図示しないノズルから被記録媒体に液滴を吐出する。

このように、凹部３と可撓性フィルム４により囲まれる扁平なチャンバー１１の内表面に、液体の流れを誘導する誘導手段、例えば第一〜第十三実施形態に示される溝や突条を形成したことにより、圧力緩衝器１や流路の液交換やクリーニングを迅速に行うことができる液体噴射ヘッドを提供することができる。

（第十五実施形態）
図１５は本発明の第十五実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。
液体噴射装置３０は、上記本発明に係る圧力緩衝器１を搭載した液体噴射ヘッド２０、２０’を往復移動させる移動機構４３と、液体噴射ヘッド２０、２０’に液体を供給する液体供給管３３、３３’と、液体供給管３３、３３’に液体を供給する液体タンク３１、３１’を備えている。各液体噴射ヘッド２０、２０’は本発明に係る第一〜第十三実施形態のいずれかに示した圧力緩衝器１を搭載している。

具体的に説明する。液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体３４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体３４に液体を吐出する液体噴射ヘッド２０、２０’と、液体タンク３１、３１’に貯留した液体を液体供給管３３、３３’に押圧して供給するポンプ３２、３２’と、液体噴射ヘッド１を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４３等を備えている。

一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体３４を主走査方向に搬送する。移動機構４３は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット３８と、キャリッジユニット３８を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３９と、この無端ベルト３９を図示しないプーリを介して周回させるモータ４０を備えている。

キャリッジユニット３８は、複数の液体噴射ヘッド２０、２０’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク３１、３１’は対応する色の液体を貯留し、ポンプ３２、３２’、液体供給管３３、３３’を介して液体噴射ヘッド２０、２０’に供給する。各液体噴射ヘッド２０、２０’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド２０、２０’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット３８を駆動するモータ４０の回転及び被記録媒体３４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体３４上に任意のパターンを記録することできる。

なお、第十三実施形態における圧力緩衝機能を有する圧力緩衝器１を液体噴射ヘッド２０、２０’に搭載した場合は、液体噴射ヘッド２０、２０’へ液体を充填するいかなる方法においても使用することができる。例えば吸引充填方法として、図１４における液体噴射ヘッド２０の噴射部２７の図面下側に図示しない吸引キャップと吸引ポンプを設け、液体を吸引充填する方法も使用可能である。この場合は吸引によって、圧力緩衝器１の内部が負圧となるが、前述した規制板１４とバネ部材１５によって、可撓性フィルム４の過剰な変形を防止することができる。

同様に、図１５にて説明する液体を液体供給管３３、３３’に押圧して供給するポンプ３２、３２’を用いた加圧充填方法の場合でも、圧力緩衝器１の内部が正圧となるが、前述した補強板１３が外側に位置するため、可撓性フィルム４の過剰な変形を防止することができる。この充填方法は、液体噴射装置３０の構成によって適宜選択することができる。

以上の通り、液体噴射ヘッド２０、２０’に用いた圧力緩衝器１は、チャンバー１１の内表面に液体の流れを誘導する誘導手段を備えている。そのため、上記吸引充填方式により液体を充填する場合でも、また加圧充填方式により液体を充填する場合でも、チャンバー１１内に液体の流れを生じて液滞留部が減少し、初期液体充填時の残留気泡を無くし、また、クリーニングや液置換を迅速に行うことができる。

１ 圧力緩衝器
２ 基体
３ 凹部
４ 可撓性フィルム
５ 流入口
６ 底面
７ 流出口
９ 溝
１０ 突条
１１ チャンバー
１３ 補強板
１４ 隔壁
１５ 内側面
１６ 内表面
１７ 流路
１８ 流入連結部
１９ 流出連結部
２０ 液体噴射ヘッド
３０ 液体噴射装置

Claims (21)

1. 表面に凹部を形成した基体と、
   前記凹部の開口端を閉塞する可撓性フィルムと、
   前記凹部の側面又は前記凹部の側面に近接する底面に開口し、液体を流入する流入口と、
   前記凹部の側面又は前記凹部の側面に近接する底面であり、前記流入口から離間する位置に開口し、液体を流出させる流出口と、
   前記凹部と前記可撓性フィルムに囲まれる扁平なチャンバーの内表面に形成され、液体の流れを誘導する誘導手段と、を備える圧力緩衝器。
2. 前記誘導手段は、前記凹部の底面又は前記可撓性フィルムの内表面に設置した溝又は突条からなる請求項１に記載の圧力緩衝器。
3. 前記溝又は突条は、前記流入口又はその近傍を起点として、前記流入口と流出口の間の前記凹部の側面に向けて凸に湾曲している請求項２に記載の圧力緩衝器。
4. 前記溝又は突条は、前記流入口又はその近傍を起点として複数本設置されている請求項２又は３に記載の圧力緩衝器。
5. 前記溝又は突条は、前記流出口又はその近傍を起点として、前記流出口と流入口の間の前記凹部の側面に向けて凸に湾曲している請求項２〜４のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
6. 前記溝又は突条は、前記流出口又はその近傍を起点として複数本設置されている請求項２〜５のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
7. 前記複数の溝又は複数の突条は前記起点から扇状に広がるように設置されている請求項４又は６に記載の圧力緩衝器。
8. 前記溝又は突条は、前記流入口から前記流出口に亘って設置されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
9. 前記誘導手段は、前記凹部の内側面に設置した溝又は突条からなる請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
10. 前記溝又は突条は、前記流入口又はその近傍を起点として前記流出口に向けて設置されている請求項９に記載の圧力緩衝器。
11. 前記溝又は突条は、前記流出口又はその近傍を起点として前記流入口に向けて設置されている請求項９又は１０に記載の圧力緩衝器。
12. 前記流出口は使用時において重力に対して前記領域内の最上位となる位置に設置され、前記誘導手段は前記凹部の下位の側面に向けて凸に湾曲している請求項２〜１１のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
13. 前記溝の幅又は複数の前記突条の間隔は、前記流入口から離れるに従って広くなる請求項１２に記載の圧力緩衝器。
14. 前記溝の深さ又は前記突条の高さは、前記流入口から離れるに従って深く又は高くなる請求項１２又は１３に記載の圧力緩衝器。
15. 前記溝の幅又は複数の前記突条の間隔は、前記流入口から離れるに従って狭くなる請求項１２又は１４に記載の圧力緩衝器。
16. 前記溝の深さ又は前記突条の高さは、前記流入口から離れるに従って浅く又は低くなる請求項１２又は１３に記載の圧力緩衝器。
17. 前記溝の側面から底面にかけて、又は、前記突条の側面から前記凹部の底面又は前記可撓性フィルムの内表面にかけて滑らかな曲面からなる請求項２〜１６のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
18. 前記誘導手段は、前記流入口又はその近傍を起点として、前記領域の中心部に向かって渦状に形成されている請求項１〜１７のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
19. 前記誘導手段は、前記流出口又はその近傍を起点として、前記領域の中心部に向かって渦状に形成されている請求項１〜１７のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
20. 請求項１〜１９のいずれか一項に記載の圧力緩衝器と、
    液体を前記圧力緩衝部材から供給し被記録媒体に吐出するアクチュエータ部材と、を備える液体噴射ヘッド。
21. 請求項２０に記載の液体噴射ヘッドと、
    前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、
    前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
    前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。

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