JP2016132188A - 圧力調整弁、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の成分の堆積を抑制して液体のリークを抑制することができる圧力調整弁、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】ハウジング５１内の１次室５１１と２次室５１２とを隔てる隔壁５１３に貫通して設けられた連通流路５１４と、前記隔壁５１３の前記１次室５１２側において前記連通流路５１４が開口する面を弁座として、当該弁座と当接及び離反して前記連通流路５１４を開閉する弁体５５と、前記２次室５１２の開口を封止すると共に前記弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体５１７と、を具備し、前記弁体５５と前記弁座との少なくとも互いに当接する部分は、同材料である弾性材料で形成されている。【選択図】 図５

Description

本発明は、流路の途中に設けられて当該流路を開閉する圧力調整弁、圧力調整弁を具備する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。

被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置には、例えば、液体としてインクを噴射させて被噴射媒体である紙や記録シート等に印刷を行うインクジェット式記録装置が知られている。

このようなインクジェット式記録装置には、インクタンクなどの液体貯留手段からチューブ等の供給管を介してインクジェット式記録ヘッドにインクが供給され、インクタンクから供給されたインクをインクジェット式記録ヘッドのノズル開口からインク滴として噴射するものがある。また、液体貯留手段から供給されたインクがインクジェット式記録ヘッドに所定の圧力で供給されるように、流路の途中に圧力調整弁が設けられたものが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

圧力調整弁は、弁座と、弁体と、を具備し、弁体が弁座に当接することにより流路を閉弁し、弁体が弁座から離反することで流路を開弁するようになっている。このような弁座と弁体との開閉は、下流側の流路の圧力によって行われる。

特開２０１０−２０８０４８号公報 特開２０１３−１３２８９４号公報

しかしながら、圧力調整弁の弁体と弁座とが繰り返し当接することによって、液体に含まれる成分が堆積し、堆積物によって弁体と弁座との当接不良による閉塞不良が発生するという問題がある。

特に液体噴射ヘッドにおいて、圧力調整弁の閉塞不良が発生すると、液体がリークすることによってノズル開口から液体垂れが生じ、被噴射媒体を汚してしまうことや、液体噴射装置を汚してしまうという問題がある。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに用いられる圧力調整弁に限定されず、その他のデバイスに用いられる圧力調整弁においても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、液体の成分の堆積を抑制して液体のリークを抑制することができる圧力調整弁、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、ハウジング内の１次室と２次室とを隔てる隔壁に貫通して設けられた連通流路と、前記隔壁の前記１次室側において前記連通流路が開口する面を弁座として、当該弁座と当接及び離反して前記連通流路を開閉する弁体と、前記２次室の開口を封止すると共に前記弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体と、を具備し、前記弁体と前記弁座との少なくとも互いに当接する部分は、同材料である弾性材料で形成されていることを特徴とする圧力調整弁にある。
かかる態様では、弁体と弁座との互いに当接する部分を同材料である弾性材料で形成することで、弁体と弁座とを繰り返し当接させた際に発生する堆積物を弾性変形によって剥離することができる。また、弁体と弁座とが弾性変形して密着するため、両者の間に堆積物や異物が挟まれた場合であっても弾性力によって異物を取り囲むように密着させることができるため確実に閉弁することができる。

ここで、前記弁体と前記弁座との互いに当接する部分は、同じ形状を有することが好ましい。これによれば、弁体と弁座との変形量を同程度として、堆積物の剥離をさらに抑制することができる。

また、前記弁体と前記弁座との互いに当接する部分の両方の表面には、前記１次室及び前記２次室を通る液体に対して撥液性を有する撥液膜が形成されていることが好ましい。これによれば、撥液膜によってさらに堆積物を抑制することができる。また、弁体と弁座との互いに当接する部分が同材料であるため、両者に同じ撥液処理によって撥液膜を設けることができ、同様の性能を有する撥液膜を低コストで形成することができる。

さらに、本発明の他の態様は、上記態様の圧力調整弁と、当該圧力調整弁から供給された液体を噴射するヘッド本体と、を具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、液体の成分の堆積を抑制して液体のリークを抑制することができ、液体による汚染を抑制した液体噴射ヘッドを実現できる。

また、本発明の他の態様は、上記態様の圧力調整弁を具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、液体の成分の堆積を抑制して液体のリークを抑制することができ、液体による汚染を抑制した液体噴射装置を実現できる。

本発明の実施形態１に係る記録装置の平面図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態１に係るヘッド本体の断面図である。 本発明の実施形態１に係る圧力調整弁の要部断面図である。 本発明の実施形態１に係る圧力調整弁の要部断面図である。 本発明の実施形態２に係る圧力調整弁の要部断面図である。 本発明の他の実施形態に係る圧力調整弁の要部断面図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の平面図である。

図１に示すように、インクジェット式記録装置１は平面視矩形状をなす本体フレーム２を備えている。この本体フレーム２内には被噴射媒体（図示略）を支持する媒体支持部材３が主走査方向となる第１の方向Ｘに沿って延設されている。媒体支持部材３上には、図示しない紙送り機構により紙などの被噴射媒体が副走査方向となる第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙ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２内における媒体支持部材３の上方には、媒体支持部材３の第１の方向Ｘと平行に延びる棒状のガイド軸４が架設されている。

ガイド軸４には、キャリッジ５がガイド軸４に沿って第１の方向Ｘに往復移動可能な状態で支持されている。キャリッジ５は、本体フレーム２に設けられた一対のプーリー６ａ間に掛装された無端状のタイミングベルト６を介して本体フレーム２に設けられたキャリッジモーター７に連結されている。これにより、キャリッジ５は、キャリッジモーター７の駆動によってガイド軸４に沿って往復移動される。

キャリッジ５は、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１５（以下、単に記録ヘッド１５とも言う）を保持する。本実施形態の記録ヘッド１５は、ヘッド本体２０と、液体貯留手段であるインクタンク８からのインクをヘッド本体２０に供給する圧力調整弁５０と、を具備する。

詳しくは後述するが、ヘッド本体２０の媒体支持部材３に相対向する面には、複数のノズル開口が設けられており、ヘッド本体２０内に設けられた図示しない圧力発生手段を駆動することにより、各ノズル開口から媒体支持部材３上に給送された被噴射媒体にインク滴が噴射されることでインク滴によるドットの着弾、すなわち、印刷が行われるようになっている。

本体フレーム２の第１の方向Ｘの一端側にはタンクホルダー９が設けられており、タンクホルダー９には液体貯留手段である複数のインクタンク８がそれぞれ着脱可能に装着されている。本実施形態ではインクタンク８は、２個設けられている。各インクタンク８には、互いに種類（色）の異なるインクが収容されている。

タンクホルダー９に装着された各インクタンク８は、チューブ等の供給管１０を介して本実施形態の圧力調整弁５０に接続されている。圧力調整弁５０は、各インクタンク８から各供給管１０を介して供給される各色のインクをそれぞれ一時貯留するようになっており、個別に一時貯留した各色のインクはそれぞれヘッド本体２０に供給される。

本体フレーム２内における第１の方向Ｘの一端部寄りの位置であって、キャリッジ５のホームポジション領域には、ヘッド本体２０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１１が設けられている。このメンテナンスユニット１１は、ヘッド本体２０の各ノズル開口を囲うように該ヘッド本体２０に当接したり各ノズル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１２と、キャップ１２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、ヘッド本体２０の各ノズル開口を囲うようにヘッド本体２０にキャップ１２を当接した状態でキャップ１２内を吸引ポンプ（図示略）によって吸引することで、各ノズル開口から増粘したインクや気泡などをキャップ１２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。

このようなインクジェット式記録装置１に搭載される記録ヘッド１５について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図であり、図３は、ヘッド本体の要部断面図である。

図２に示すように、本実施形態の記録ヘッド１５を構成するヘッド本体２０は、インク滴を噴射する吐出部３０と、吐出部３０にインクを供給する流路部材４０と、を具備する。

吐出部３０は、図３に示すように、アクチュエーターユニット３１と、アクチュエーターユニット３１を内部に収容可能なケース３２と、ケース３２の一方面に接合された流路ユニット３３と、ケース３２の他方面に固定された配線基板３４と、を具備する。

本実施形態のアクチュエーターユニット３１は、複数の圧電アクチュエーター３１０がノズル開口３３４の並設方向に沿って並設された圧電アクチュエーター形成部材３１１と、圧電アクチュエーター形成部材３１１の先端部（一端部）側が自由端となるようにその基端部（他端部）側が固定端として接合される固定板３１２とを有する。

圧電アクチュエーター形成部材３１１は、圧電材料３１３と、電極形成材料３１４及び３１５とを交互に挟んで積層することにより形成されている。

この圧電アクチュエーター形成部材３１１には、例えば、ワイヤーソー等によって複数のスリット３１６が形成され、その先端部側が櫛歯状に切り分けられて圧電アクチュエーター３１０が並設されている。本実施形態では、圧電アクチュエーター３１０の並設方向は、ノズル開口３３４の並設方向であって、上述したインクジェット式記録装置１に搭載された際に、第１の方向Ｘとなるように配置される。したがって、以降、ノズル開口３３４の並設方向を第１の方向Ｘと称し、第１の方向Ｘに直交する方向をインクジェット式記録装置１と同様に第２の方向Ｙと称する。もちろん、ヘッド本体２０は、インクジェット式記録装置１に搭載された際に、ノズル開口３３４の並設方向が第１の方向Ｘと一致する方向ではなくてもよく、特に限定されるものではない。また、本実施形態では、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの両方に直交する方向を第３の方向Ｚと称する。

ここで、圧電アクチュエーター３１０の固定板３１２に接合される領域は、振動に寄与しない不活性領域となっており、圧電アクチュエーター３１０を構成する電極形成材料３１４及び３１５間に電圧を印加すると、固定板３１２に接合されていない先端部側の領域のみが振動する。そして、圧電アクチュエーター３１０の先端面が、後述する振動板３３１に固定される。

また、アクチュエーターユニット３１の各圧電アクチュエーター３１０には、当該圧電アクチュエーター３１０を駆動するための駆動ＩＣ等の駆動回路３１７が搭載されたＣＯＦ等の回路基板３１８が接続されている。

流路ユニット３３は、流路形成基板３３０、振動板３３１及びノズルプレート３３２を具備する。

流路形成基板３３０には、複数の圧力発生室３３３が並設され、流路形成基板３３０の両側は、各圧力発生室３３３に対応してノズル開口３３４を有するノズルプレート３３２と、振動板３３１とにより封止されている。本実施形態では、圧力発生室３３３が並設された列が２列設けられている。また、流路形成基板３３０には、圧力発生室３３３毎にそれぞれインク供給路３３５を介して連通されて列毎に複数の圧力発生室３３３の共通のインク室となるマニホールド３３６が形成されている。すなわち、本実施形態では、圧力発生室３３３の列毎にマニホールド３３６が形成されている。

そして、流路形成基板３３０の振動板の各圧力発生室３３３に対向する領域にそれぞれ圧電アクチュエーター３１０の先端が固定されている。

また、振動板３３１のマニホールド３３６に対応する領域は、コンプライアンス部３３７が設けられている。なお、このコンプライアンス部３３７は、マニホールド３３６内に圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部３３７が変形することによって圧力変化を吸収し、マニホールド３３６内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。

ケース３２は、流路ユニット３３に接合されて、インクタンク８に接続された圧力調整弁５０からのインクをマニホールド３３６に供給するインク導入路３２１が設けられている。本実施形態では、マニホールド３３６の各々に対して１つずつ、合計２つのインク導入路３２１が設けられている。そして、インクタンク８から圧力調整弁５０を介してインク導入路３２１に供給されたインクは、マニホールド３３６に供給され、インク供給路３３５を介して各圧力発生室３３３に分配される。

また、ケース３２には、圧力発生室３３３の列に対応して、収容部３２２が設けられている。すなわち、本実施形態では、２つの収容部３２２が設けられており、各収容部３２２内にアクチュエーターユニット３１がそれぞれ固定されている。

さらに、ケース３２の流路ユニット３３とは反対側には、配線基板３４が設けられており、アクチュエーターユニット３１に一端が接続された回路基板３１８の他端部が配線基板３４に接続されている。

このような吐出部３０では、圧電アクチュエーター３１０及び振動板３３１の変形によって各圧力発生室３３３の容積を変化させて所定のノズル開口３３４からインク滴を吐出させるようになっている。

また、流路部材４０は、図２に示すように、一方面に圧力調整弁５０が固定されて、他方面に固定された吐出部３０に圧力調整弁５０からのインクを供給するものである。

具体的には、流路部材４０には、インク連通路４１が設けられており、インク連通路４１が開口する一方面には、インクに含まれるゴミや気泡などの異物を除去するフィルター４２と、フィルター４２上に設けられた供給針４３とが設けられている。

供給針４３は、詳しくは後述する圧力調整弁５０に挿入されるものである。圧力調整弁５０からのインクは、供給針４３の内部を通過してフィルター４２で異物が除去された後、インク連通路４１を介して吐出部３０に供給される。

このような流路部材４０に接続されてインクタンクからのインクを記録ヘッドに供給する圧力調整弁５０についてさらに図４及び図５を参照して説明する。なお、図４及び図５は、圧力調整弁の要部を拡大した断面図である。

本実施形態では、図２に示すように、１つのヘッド本体２０に対して種類の異なる２つのインクが供給されるため、流路部材４０には、２つの圧力調整弁５０が固定されている。

図２、図４及び図５に示すように、各圧力調整弁５０は、インクが流れる流路の途中に設けられて当該流路を開閉するバルブである。具体的には、本実施形態の圧力調整弁５０は、ハウジング５１と、ハウジング５１内に設けられた弁体５５と、を具備する。

ハウジング５１内には、液体貯留手段であるインクタンク８に供給管１０を介して連通してインクタンク８からインクが供給される１次室５１１と、ヘッド本体２０のインク連通路４１に連通する２次室５１２と、が設けられている。これら１次室５１１と２次室５１２とが隔壁５１３によって隔てられている。そして１次室５１１と２次室５１２とは、隔壁５１３を貫通して設けられた連通流路５１４を介して連通している。

１次室５１１は、ハウジング５１の一方面に形成された凹部を蓋部材５１５で封止することで形成されている。また、１次室５１１には、流入路５１６の一端が連通して設けられている。この流入路５１６の他端には、供給管１０を介してインクタンク８が接続されている。

２次室５１２は、ハウジング５１の１次室５１１とは反対側の側面に開口する凹形状を有する。また、ハウジング５１の２次室５１２が開口する面には、受圧膜体であるフィルム５１７が貼付されており、２次室５１２の開口はフィルム５１７によって封止されている。また、２次室５１２には、流出路５１８の一端が連通しており、流出路５１８の２次室５１２と連通する一端部とは反対側の他端部にはシール部材５１９が設けられている。なお、流路部材４０の供給針４３は、シール部材５１９に挿入されて流出路５１８と接続されている。

ここで、受圧膜体であるフィルム５１７は、２次室５１２に供給される液体（インク）に対して耐性を有する可撓性材料を用いることができる。また、フィルム５１７としては、水分透過率や液酸素や窒素等のガス透過率の低い材料を用いるのが好ましい。フィルム５１７の材料としては、例えば、高密度ポリエチレンフィルムあるいはポリプロピレン（ＰＰ）フィルムに、塩化ビニリデン（サラン）をコーティングしたナイロンフィルムを接着ラミネートした構成が挙げられる。また、他の材料として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを使用してもよい。また、フィルム５１７の接合方法は、特に限定されず、熱溶着、振動溶着、接着剤による接着などを用いることができる。

このようなフィルム５１７の２次室５１２の壁面の一部を構成する部分は、ダイヤフラム５１７ａとなっている。また、ダイヤフラム５１７ａの２次室５１２側の面には、受圧板５２０が設けられている。本実施形態の受圧板５２０は、ダイヤフラム５１７ａよりも小さな外形の円盤形状を有する。このような受圧板５２０は、連通流路５１４を開閉する弁体５５が直接フィルム５１７に当接するのを避けるために設けられたものであり、フィルム５１７よりもよりも剛性の高い材料、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。本実施形態では、受圧板５２０をダイヤフラム５１７ａよりも小さな外形としたが、特にこれに限定されず、受圧板５２０の一端が、２次室５１２の外側においてフィルム５１７とハウジング５１との間に固定されていてもよい。

２次室５１２の底面、すなわち、ハウジング５１のダイヤフラム５１７ａに相対向する隔壁５１３には、１次室５１１と２次室５１２とを区画する方向である厚さ方向に貫通して２次室５１２と１次室５１１とを連通する連通流路５１４が設けられている。１次室５１１からのインクは、連通流路５１４を介して２次室５１２に流入される。

このようなハウジング５１は、１次室５１１、２次室５１２、連通流路５１４等を有する複雑な形状を有するため、樹脂材料を成形により容易に且つ低コストで形成することができる。もちろん、ハウジング５１の材料は樹脂材料に限定されず、例えば、金属材料やセラミック材料等を用いることもできる。また、ハウジング５１は、フィルム５１７に比べて剛性が高い材料で形成されている。ちなみに、ハウジング５１の剛性が低いと、例えば２次室５１２の形状が安定せずに、２次室５１２内のインク圧力とフィルム５１７の外側の大気圧との圧力差が安定せず、弁体５５による連通流路５１４の開閉動作を安定して行うことができなくなってしまう虞がある。また、連通流路５１４の形状が安定せずに連通流路５１４の閉弁が正常に行えなくなってしまう虞がある。したがって、ハウジング５１は、ある程度の剛性を有する材料で形成するのが好適である。

このようなハウジング５１の連通流路５１４の１次室５１１側の開口の周囲には、弁体５５に当接する弁座となる第１当接部材５２が設けられている。ここで、第１当接部材５２は、ハウジング５１とは異なる材料であって、ゴムやエラストマー等の弾性材料で形成されている。本実施形態では、第１当接部材５２は、連通流路５１４に連通する連通口５２１が設けられた板状部材からなる。このような第１当接部材５２は、弁体５５に当接して弾性変形するものであるため、弾性変形可能な程度の厚さで設けるのが好ましい。すなわち、第１当接部材５２が薄すぎると、第１当接部材５２が弁体５５に押圧された際に弾性変形が殆ど行われないからである。つまり、第１当接部材５２の厚さは、弾性率や、弁体５５の凹圧力等に基づいて適宜決定すればよい。

また、第１当接部材５２のハウジング５１への固定方法は特に限定されず、例えば、第１当接部材５２をハウジング５１と一体成形してもよく、また、熱や振動による溶着、接着剤による接着等で固定するようにしてもよい。また、第１当接部材５２は弾性材料であるため、第１当接部材５２をハウジング５１に圧入することによって固定してもよい。

このような第１当接部材５２に形成された連通口５２１は、ハウジング５１の連通流路５１４と略同じ内径を有する。そして、ハウジング５１の連通流路５１４及び第１当接部材５２の連通口５２１には、弁体５５が挿通されている。

弁体５５は、連通流路５１４及び連通口５２１に挿通された軸部５５１及び軸部５５１の１次室５１１内の端部に設けられたフランジ部５５２を有する弁体本体５５０と、弁体本体５５０のフランジ部５５２に固定された第２当接部材５６０と、を具備する。

弁体本体５５０の軸部５５１は、連通流路５１４及び第１当接部材５２の連通口５２１よりも若干小さな外径を有し、２次室５１２内の一端部が受圧板５２０の中央部に当接する。また、軸部５５１の受圧板５２０に当接する一端部とは反対側の他端部は、１次室５１１内に配置されており、１次室５１１内の他端部には、フランジ部５５２が一体的に形成されている。

フランジ部５５２は、円形の板状部材からなる。また、フランジ部５５２には、第２当接部材５６０が固定されている。第２当接部材５６０は、環形状を有し、第１当接部材５２に向かって先端が突出した形状を有する。具体的には、第２当接部材５６０は、フランジ部５５２の第１当接部材５２側の面に軸部５５１の周囲に亘って連続して設けられており、軸部５５１の径方向において第２当接部材５６０の厚さは第１当接部材５２側に向かって徐々に漸減する形状を有する。つまり、第２当接部材５６０の径方向の断面形状は略三角形状を有し、三角形状の頂点が第１当接部材５２に相対向して設けられている。

このような第２当接部材５６０は、第１当接部材５２と同材料である弾性材料で形成されている。なお、第１当接部材５２と第２当接部材５６０とが同材料であるとは、同じ成分で構成されており、成分量が異なるものも含む。したがって、第１当接部材５２と第２当接部材５６０とが同じ成分を有する弾性材料で形成されている場合であっても、両者の硬度が異なるものも含む。

このような第２当接部材５６０では、図５に示すように、第２当接部材５６０の突出した先端を第１当接部材５２に当接させることで、連通流路５１４及び連通口５２１を閉弁する。このとき、第１当接部材５２と第２当接部材５６０とが弾性材料で形成されていることから、両者が互いに当接する部分はそれぞれ弾性変形する。したがって、第１当接部材５２と第２当接部材５６０とを繰り返し当接させて開閉した際に、インクに含まれる成分が第１当接部材５２や第２当接部材５６０に堆積したとしても、第１当接部材５２及び第２当接部材５６０の弾性変形によって堆積物を剥離させることができる。したがって、第１当接部材５２及び第２当接部材５６０の互いに当接する部分への堆積物を抑制して、堆積物によって第１当接部材５２と弁座である第２当接部材５６０との当接不良による閉塞不良が発生するのを抑制して、インクのリークを抑制することができる。

また、第１当接部材５２と第２当接部材５６０とを弾性材料で形成することで、互いに当接させた際の密着度が向上する。すなわち、第１当接部材５２と第２当接部材５６０との間に堆積物やゴミなどの異物が挟まれた場合であっても両者の弾性力によって異物を取り囲むように密着させることができるため、確実に閉弁することができる。

なお、本実施形態では、第２当接部材５６０は、フランジ部５５２の第１当接部材５２側に固定するようにしたが、これに限定されず、例えば、第２当接部材５６０は、フランジ部５５２を覆う形状に形成して、フランジ部５５２に嵌着させるようにしてもよい。さらに、弁体本体５５０と第２当接部材５６０とは、例えば、一体成形によって一体化するようにしてもよい。このように弁体本体５５０と第２当接部材５６０とを一体成形によって一体化することで、第２当接部材５６０の弁体本体５５０への取り付け時の位置ずれや偏って変形した状態で取り付けられるのを抑制することができると共に、第２当接部材５６０が第１当接部材５２に繰り返し当接することによる位置ずれを抑制することができる。したがって、第２当接部材５６０と第１当接部材５２とを安定して当接させて、シール性を向上することができる。

また、このような弁体５５のフランジ部５５２と１次室５１１を画成する蓋部材５１５との間には、コイルバネ５６が介装されており、コイルバネ５６の付勢力によって弁体５５は軸部５５１の軸方向を移動軸方向として２次室５１２側に付勢されている。

ここで弁体５５に働く力には、フィルム５１７の反力と、２次室５１２のインク圧を受けて受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとに働く力と、コイルバネ５６の付勢力と、インクの供給圧を受けて弁体５５に働く力と、がある。

フィルム５１７の反力とは、撓み変形したダイヤフラム５１７ａが元の形状に復元しようとする力である。ダイヤフラム５１７ａの変形量、すなわち、撓み量が大きいほど、フィルム５１７の反力は大きくなる。このようなフィルム５１７の反力は受圧板５２０を介して軸部５５１に伝達される。

２次室５１２のインク圧を受けて受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとに働く力とは、インク圧を受ける受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとの受圧面積とインク圧との積で表される。２次室５１２内の液体が流出路５１８から下流に流されて、２次室５１２内のインクが減少すると、インク圧と大気圧との差圧が大きくなり、受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとに働く力は大きくなる。この受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとに働く力は、軸部５５１を介して弁体５５に開弁方向の力として働く。

コイルバネ５６の付勢力は、弁体５５を閉弁方向に付勢する力である。このように、本実施形態では、弁体５５は、コイルバネ５６によって、２次室５１２のインクの圧力によって受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとに働く力とは反対向きの力を受圧板５２０に与えるので、受圧板５２０を弁体５５が開弁位置に達するまで変位させるためには、コイルバネ５６の付勢力に相当する分だけ、２次室５１２内のインクをより低い圧力まで減圧させる必要がある（動作圧）。

そして、このような圧力調整弁５０では、図４に示すように、２次室５１２内のインクが下流に流されて２次室５１２内が大気圧よりも負圧に減圧されることで、ダイヤフラム５１７ａが２次室５１２の底面側に移動し、受圧板５２０が弁体５５をコイルバネ５６の付勢力に抗して押圧することで弁体５５の第２当接部材５６０と第１当接部材５２との間に隙間が生じて、連通流路５１４及び連通口５２１が開口、すなわち開弁する。また、この開弁によって１次室５１１から２次室５１２内にインクが供給されることで、２次室５１２内の減圧が解消されると、ダイヤフラム５１７ａがコイルバネ５６の付勢力によって元の位置に戻り、閉弁する（図５参照）。

（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２に係る圧力調整弁の要部を拡大した断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図６に示すように、圧力調整弁５０には、弁体５５の第２当接部材５６０が当接する部分に、第１当接部材５２Ａが設けられている。この第１当接部材５２Ａは、当接する領域が第２当接部材５６０と同じ形状で形成されている。すなわち、第１当接部材５２Ａは、第２当接部材５６０と同様に半径方向の幅が、第２当接部材５６０に向かって徐々に漸小しており、第２当接部材５６０に向かって尖った形状となっている。すなわち、第１当接部材５２Ａは、連通口５２１の半径方向における断面が三角形状となっており、その頂点が第２当接部材５６０の頂点と相対向する位置となるように配置されている。

このような第１当接部材５２Ａと第２当接部材５６０とは、上述した実施形態１と同様に同材料の弾性部材で形成されている。したがって、図６（ｂ）に示すように、第１当接部材５２Ａと第２当接部材５６０とを当接させた際に、第１当接部材５２Ａと第２当接部材５６０との変形量が同程度となる。このため、第１当接部材５２Ａと第２当接部材５６０との両方において付着した堆積物を変形によって確実に剥離することができる。すなわち、第１当接部材５２Ａと第２当接部材５６０との変形量に差が生じた場合、変形量が大きい方の堆積物は剥離し易く、変形量の小さい方の堆積物は剥離し難い。本実施形態では、第１当接部材５２Ａと第２当接部材５６０とが互いに当接する部分を同じ形状とすることで、両方の変形量のばらつきを抑制して、両方に付着した堆積物の剥離を容易に行うことができる。

なお、本実施形態では、第１当接部材５２Ａと第２当接部材５６０とを同材料である弾性部材で形成すると共に、同様の形状とすることで、第１当接部材５２Ａと第２当接部材５６０とが当接した際の変形量を同程度としたが、特にこれに限定されず、例えば、第１当接部材５２Ａと第２当接部材５６０とを堅さが同程度で異なる材料を用いて、同様の形状としてもよい。これによっても、第１当接部材５２Ａと第２当接部材５６０とを当接させた際の両者の変形量を同程度とすることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

例えば、上述した各実施形態では、第１当接部材５２、５２Ａと第２当接部材５６０とを同材料の弾性材料で形成するようにしたが、特にこれに限定されず、第２当接部材５６０を第１当接部材５２、５２Ａに比べて比較的堅い弾性材料で形成するようにしてもよい。このように第２当接部材５６０を第１当接部材５２、５２Ａよりも堅い弾性材料で形成した場合には、例えば、実施形態１のように第１当接部材５２の第２当接部材５６０が当接する面を平坦面とし、第２当接部材５６０を先端が突出した形状とすることで、弁部と当接部材とが当接した際の両者の変形量を同程度とすることができる。

また、例えば、上述した各実施形態において、第１当接部材５２、５２Ａと第２当接部材５６０との少なくとも互いに当接する領域を撥液処理するようにしてもよい。ここで、このような例を図７に示す。なお、図７は、本発明の他の実施形態に係る圧力調整弁の要部を拡大した断面図である。

図示するように、第１当接部材５２の表面には、撥液処理（撥水処理）が施されることで撥液性を有する第１撥液膜５３が設けられている。ここで、第１撥液膜５３は、それぞれ圧力調整弁５０内を通過する液体（インク）に対して撥液性（撥水性）を有するものである。なお、第１撥液膜５３としては、例えば、フッ素系高分子を含む金属膜や、撥液性を有する金属アルコキシドの分子膜などを用いることができる。

また、第２当接部材５６０の表面には、撥液処理（撥水処理）が施されることで撥液性を有する第２撥液膜５６１が設けられている。この第２撥液膜５６１は、第１当接部材５２の第１撥液膜５３と同じ撥液処理を施すことによって設けられたものである。このように、第１当接部材５２と第２当接部材５６０とは、同材料の弾性材料で形成されているため、同じ撥液処理を施すことでそれぞれに同様の性能を有する撥液膜を形成することができる。ちなみに第１当接部材５２と第２当接部材５６０とを異なる材料で形成した場合には、それぞれの材料に応じた撥液処理を施す必要があり、処理が煩雑になると共に高コストになってしまう。また、異なる材料の第１当接部材５２と第２当接部材５６０とに、同じ撥液処理を施した場合、それぞれの撥液膜において撥液性が劣化し難い「耐擦性」及び「撥液性」に差が生じる虞がある。本実施形態では、第１当接部材５２と第２当接部材５６０とが同材料で形成されているため、第１当接部材５２と第２当接部材５６０とに同じ撥液処理によって同様の「耐摩性」、「撥液性」を有する撥液膜を形成することができ、処理を簡略化してコストを低減することができる。また、第１当接部材５２と第２当接部材５６０とを同時に撥液処理することも可能なため、さらに処理に必要な時間を短縮してコストを低減することもできる。

なお、このような第１当接部材５２の第１撥液膜５３及び第２当接部材５６０の第２撥液膜５６１は、少なくとも互いに当接する領域のみに設けられていればよい。すなわち、第１撥液膜５３は第２当接部材５６０に相対向する面のみに設け、第２撥液膜５６１は、第１当接部材５２に相対向する面のみに設けるようにしてもよい。これにより、例えば、第１当接部材５２をハウジング５１に接着する際の接着強度を向上することができると共に、第２当接部材５６０を弁体本体５５０に接着する際の接着強度を向上することができる。

また、上述した例では、第１当接部材５２がハウジング５１とは別体で設けられているため、第１当接部材５２単体での撥液処理を行うことができる。同様に、第２当接部材５６０は、弁体本体５５０とは別体で設けられているため、第２当接部材５６０単体での撥液処理を行うことができる。したがって、第１当接部材５２及び第２当接部材５６０に撥液領域及び非撥液領域を容易に形成することができる。これに対して、例えば、第１当接部材５２を設けずに、ハウジング５１に直接撥液処理を行う場合、弁体５５が当接する領域に選択的に撥液処理を十分に行うのは困難であり、撥液不良や位置ずれによって弁体５５が当接する領域以外の他の領域に撥液処理が施されてしまう虞がある。撥液処理が十分に行われないと、第１当接部材５２と弁体５５とが繰り返し当接することによって、撥液性が短期間で失われ、長期間に亘って撥液性を維持することができない。本実施形態では、第１当接部材５２のみに選択的に撥液処理を行うことができるため、第１撥液膜５３を十分に厚く形成することができ、撥液性を長期間に亘って維持することができ、第１当接部材５２と弁体５５との繰り返し当接によるインクの堆積の抑制を長期間に亘って維持することができる。また、周辺の接着領域にはみ出して撥液処理が施されると、流路を構成する部品同士を十分に接着できず、流路からインクが漏洩したり、部品が剥離したりしてしまう虞がある。本実施形態のように、ハウジング５１とは別体の第１当接部材５２を用いることで、第１当接部材５２を単体で位置ずれすることなく撥液処理を施すことができるため、ハウジング５１の他の領域に撥液処理が施されることがない。したがって、撥液不良や、位置ずれによる不具合等を抑制することができる。

このように第１当接部材５２及び第２当接部材５６０に撥液処理を施すことで、第１当接部材５２及び第２当接部材５６０の弾性変形による堆積物の抑制に加えて、第１撥液膜５３及び第２撥液膜５６１による堆積物の成長をさらに抑制することができる。

なお、上述した例では、第１当接部材５２及び第２当接部材５６０の表面に撥液処理を行って第１撥液膜５３及び第２撥液膜５６１を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、第１当接部材５２及び第２当接部材５６０自体がインクに対して撥液性を有する材料で形成されていてもよい。つまり、第１当接部材５２及び第２当接部材５６０が撥液処理されているとは、第１当接部材５２及び第２当接部材５６０自体が撥液性を有する材料で形成されていることも、撥液性が低い材料の表面に撥液処理が施されたものも含むものである。

さらに、上述した各実施形態では、圧力発生室３３３に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、圧電材料３１３と電極形成材料３１４、３１５とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる圧電アクチュエーター３１０を用いて説明したが、圧力発生手段としては、特にこれに限定されず、例えば、電極及び圧電材料を成膜及びリソグラフィー法により積層形成した薄膜型、グリーンシートを添付する等の方法により形成される厚膜型などの撓み振動型の圧電アクチュエーターを用いることができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。

また、上述したインクジェット式記録装置１では、記録ヘッド１５がキャリッジ５に搭載されて第１の方向Ｘに移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、記録ヘッド１５が固定されて、被噴射媒体を第２の方向Ｙに移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。

また、上述した例では、インクジェット式記録装置１は、液体貯留手段であるインクタンク８が本体フレーム２のタンクホルダー９に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、液体貯留手段であるインクカートリッジがキャリッジ５に搭載されていてもよい。また、圧力調整弁５０は、キャリッジ５に搭載されたものに限定されず、圧力調整弁５０と記録ヘッド１５とがチューブ等の供給管を介して接続されていてもよい。

さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を具備する液体噴射装置に用いることが可能である。

また、本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に用いられる圧力調整弁に限定されず、他のデバイスに用いられる圧力調整弁にも用いることが可能である。

１ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 ２ 本体フレーム、 ３ 媒体支持部材、 ４ ガイド軸、 ５ キャリッジ、 ６ タイミングベルト、 ７ キャリッジモーター、 ８ インクタンク（液体貯留手段）、 ９ タンクホルダー、 １０ 供給管、 １１ メンテナンスユニット、 １２ キャップ、 １５ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ２０ ヘッド本体、 ３０ 吐出部、 ３１ アクチュエーターユニット、 ３２ ケース、 ３３ 流路ユニット、 ３４ 配線基板、 ４０ 流路部材、 ５０ 圧力調整弁、 ５１ ハウジング、 ５２、５２Ａ 第１当接部材、 ５３ 第１撥液膜、 ５５ 弁体、 ５６ コイルバネ、 ３１０ 圧電アクチュエーター（圧力発生手段）、 ３２１ インク導入路、 ３３１ 振動板、 ３３２ ノズルプレート、 ３３３ 圧力発生室、 ３３４ ノズル開口、 ３３５ インク供給路、 ３３６ マニホールド、 ５１１ １次室、 ５１２ ２次室、 ５１３ 隔壁、 ５１４ 連通流路、 ５１５ 蓋部材、 ５１６ 流入路、 ５１７ フィルム（受圧膜体）、 ５１７ａ ダイヤフラム、 ５１８ 流出路、 ５１９ シール部材、 ５２０ 受圧板、 ５５０ 弁体本体、 ５５１ 軸部、 ５５２ フランジ部、 ５６０ 第１当接部材、 ５６１ 第２撥液膜

Claims (5)

1. ハウジング内の１次室と２次室とを隔てる隔壁に貫通して設けられた連通流路と、前記隔壁の前記１次室側において前記連通流路が開口する面を弁座として、当該弁座と当接及び離反して前記連通流路を開閉する弁体と、前記２次室の開口を封止すると共に前記弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体と、を具備し、
   前記弁体と前記弁座との少なくとも互いに当接する部分は、同材料である弾性材料で形成されていることを特徴とする圧力調整弁。
2. 前記弁体と前記弁座との互いに当接する部分は、同じ形状を有することを特徴とする請求項１記載の圧力調整弁。
3. 前記弁体と前記弁座との互いに当接する部分の両方の表面には、前記１次室及び前記２次室を通る液体に対して撥液性を有する撥液膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の圧力調整弁。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の圧力調整弁と、当該圧力調整弁から供給された液体を噴射するヘッド本体と、を具備することを特徴とする液体噴射ヘッド。
5. 請求項１〜３の何れか一項に記載の圧力調整弁を具備することを特徴とする液体噴射装置。

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