JP2016132193A - 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リークを抑制できる圧力調整弁、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内に設けられた液体室５１０と、液体室に連通して液体室に流入口５１６ａとして開口する流入路５１６と、液体室内に設けられて流入口を開閉する弁体５５と、液体室の開口を封止すると共に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、弁体は、受圧膜体の動作方向Ｚに移動可能に設けられており、流入口が開口する液体室の内壁面５１１ａは、弁体の移動方向と直交する方向Ｘに対して交差する方向に設けられており、液体室内には、弁体を移動方向Ｚの受圧膜体側に向かって付勢する第１付勢手段５６と、弁体を流入口が開口する内壁面に向かって付勢する第２付勢手段５７と、が設けられており、弁体は、第２付勢手段の付勢力によって、流入口の開口する内壁面に摺接して流入口を開閉する。
【選択図】図４

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、ハウジング内に設けられた液体室と、前記液体室に連通して当該液体室に流入口として開口する流入路と、前記液体室内に設けられて前記流入口を開閉する弁体と、前記液体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、前記弁体は、前記受圧膜体の動作方向に移動可能に設けられており、前記流入口が開口する前記液体室の内壁面は、前記弁体の移動方向と直交する方向に対して交差する方向に設けられており、前記液体室内には、前記弁体を移動方向の前記受圧膜体側に向かって付勢する第１付勢手段と、前記弁体を前記流入口が開口する前記内壁面に向かって付勢する第２付勢手段と、が設けられており、前記弁体は、前記第２付勢手段の付勢力によって、前記流入口の開口する前記内壁面に摺接して当該流入口を開閉することを特徴とする圧力調整弁にある。
かかる態様では、受圧膜体の動作方向に直交する方向と内壁面の面方向とを交差させることで、弁体を内壁面に向かって押圧するモーメントが受圧膜体の動作方向のモーメントと異なる方向となる。したがって、弁体が内壁面に摺接するため、弁体及び弁座に液体に含まれる成分が堆積した堆積物が形成されたとしても、弁体及び弁座が互いに摺接することによって堆積物をそぎ落とすことができる。

ここで、前記第２付勢手段が、コイルバネ又は弾性部材であることが好ましい。これによれば、弁体を内壁面に向かって確実に押圧することができる。

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。

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液体室５１０が設けられている。本実施形態では、液体室５１０は、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、を具備し、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。本実施形態では、１次室５１１の流入路５１６の開口を流入口５１６ａと称し、流入口５１６ａは、１次室５１１の内壁面５１１ａに開口して設けられている。この流入口５１６ａが開口する内壁面５１１ａは、本実施形態では、弁体５５の移動方向（フィルム５１７の駆動方向）である第１の方向Ｘに直交する第３の方向Ｚに対して交差する方向が面方向となるように配置されている。すなわち、内壁面５１１ａは、第１の方向Ｘと同じ方向か、第１の方向Ｘ及び第３の方向Ｚの両方に交差する方向かの何れかが面方向となるように配置されている。

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し、一端がダイヤフラム５１７ａから延設されてハウジング５１とフィルム５１７との間に固定されている。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。

このようなハウジング５１の連通流路５１４には、弁体５５が挿通されている。弁体５５は、連通流路５１４に挿通された第１軸部５５１、第１軸部５５１の１次室５１１内の端部に設けられた第２軸部５５２、及び、第２軸部５５２の一端部に設けられたフランジ部５５３を有する弁体本体５５０と、弁体本体５５０のフランジ部５５３に固定されたシールである当接部材５６０と、を具備する。

弁体本体５５０の第１軸部５５１は、第１の方向Ｘに沿って軸方向となるように配置されており、連通流路５１４の内径よりも若干小さな外径を有する。このような第１軸部５５１は、２次室５１２側の一端部が受圧板５２０の中央部に当接する。また、第１軸部５５１は、受圧板５２０に当接する一端部とは反対側の他端部が１次室５１１内に配置されており、１次室５１１内の他端部には、第２軸部５５２が一体的に形成されている。このように第１軸部５５１を連通流路５１４に挿通することで、第１軸部５５１は、連通流路５１４内を軸方向である第３の方向Ｚに移動可能に設けられている。すなわち、弁体５５は、第１軸部５５１によってフィルム５１７の駆動方向である第３の方向Ｚに移動可能に設けられている。つまり、弁体５５の移動方向とは、フィルム５１７の駆動方向のことであり、本実施形態では、第３の方向Ｚのことである。

第２軸部５５２は、第３の方向Ｚに沿って軸方向となるように配置されている。このような第２軸部５５２の流入口５１６ａが開口する内壁面５１１ａ側の一端には、フランジ部５５３が設けられている。フランジ部５５３は、円形の板状部材からなる。また、フランジ部５５３には、ゴムやエラストマー等の弾性材料で形成された当接部材５６０が固定されている。

当接部材５６０は、環形状を有し、流入口５１６ａが開口する内壁面５１１ａに向かって先端が突出した形状を有する。具体的には、当接部材５６０は、フランジ部５５３の内壁面５１１ａ側の面に第２軸部５５２の周囲に亘って連続して設けられており、第２軸部５５２の径方向において当接部材５６０の厚さは内壁面５１１ａ側に向かって徐々に漸減する形状を有する。つまり、当接部材５６０の径方向の断面形状は略三角形状を有し、三角形状の頂点が内壁面５１１ａに相対向して設けられている。なお、本実施形態では、当接部材５６０は、フランジ部５５３に接着剤等又は圧入によって固定されている。当接部材５６０の固定方向は特にこれに限定されず、例えば、当接部材５６０は、フランジ部５５３を覆う形状に形成して、フランジ部５５３に嵌着させるようにしてもよい。さらに、弁体本体５５０と当接部材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と当接部材５６０とを一体成形によって一体化することで、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、当接部材５６０が内壁面５１１ａに摺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、当接部材５６０と内壁面５１１ａ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。

このような当接部材５６０は、図４（ａ）に示すように、当接部材５６０の突出した先端を流入口５１６ａが開口する内壁面５１１ａに当接させて当接部材５６０を弾性変形させることで当接部材５６０と内壁面５１１ａとを密着させて流入口５１６ａを閉弁する。

このような弁体５５の第１軸部５５１と蓋部材５１５との間には、コイルバネからなる第１付勢手段５６が介装されており、第１付勢手段５６の付勢力によって弁体５５は、第１軸部５５１の軸方向である第１の方向Ｘを移動方向として１次室５１１側から２次室５１２側に向かって付勢されている。

また、弁体５５の第２軸部５５２のフランジ部５５３が設けられた端部とは反対側の端部と、１次室５１１の内壁面５１１ｂとの間には、コイルバネからなる第２付勢手段５７が介装されており、第２付勢手段５７の付勢力によって弁体５５の第２軸部５５２及びフランジ部５５３は、１次室５１１内において内壁面５１１ｂ側から流入口５１６ａが開口する内壁面５１１ａ側に向かって付勢されている。この第２付勢手段５７の付勢力によって、フランジ部５５３に設けられた当接部材５６０と内壁面５１１ａとは密着する。

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、第１付勢手段５６の付勢力と、第２付勢手段５７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を介して第１軸部５５１に伝達される。

液体室５１０の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、第１軸部５５１を介して弁体５５に開弁方向の力として働く。

第１付勢手段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、第１付勢手段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が第１の方向Ｘにおいて開弁位置に達するまで変位させるためには、第１付勢手段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）。また、本実施形態では、第２付勢手段５７によって弁体５５は、１次室５１１内で第１の方向Ｘと直交する第３の方向Ｚに付勢されているため、弁体５５の移動は、第２付勢手段５７の付勢力に抗して、すなわち、第２付勢手段５７による弁体５５の当接部材５６０と内壁面５１１ａとの摩擦による抵抗に抗する必要がある。

そして、このような圧力調整弁５０では、図４（ｂ）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を第１付勢手段５６の付勢力及び第２付勢手段５７による摩擦抵抗に抗して押圧することで、弁体５５の当接部材５６０は内壁面５１１ａに摺接し、弁体５５が覆っていた流入口５１６ａの一部が開口することで開弁する。この開弁によって、流入口５１６ａから１次室５１１内にインクが供給され、１次室５１１内のインクは連通流路５１４を介して２次室５１２内に供給されて、２次室５１２から流出路５１８を介してヘッド本体２０に供給される。

また、この開弁によって流入口５１６ａから液体室５１０内にインクが供給されることで、液体室５１０内の減圧が解消されると、図４（ａ）に示すように、ダイヤフラム５１７ａが第１付勢手段５６の付勢力によって元の位置に戻り、閉弁する。

すなわち、本実施気体では、受圧板であるフィルム５１７の駆動方向、すなわちフィルム５１７に加わる力のモーメントは、第１の方向Ｘに沿った方向であるのに対し、当接部材５６０の弁座である内壁面５１１ａへの押圧方向は、第１の方向Ｘに交差する方向、本実施形態では第３の方向Ｚと異なる方向となっている。したがって、上述のように、フィルム５１７の駆動方向である第１の方向Ｘに対して、交差する第３の方向Ｚに弁体５５の当接部材５６０を押圧することで、当接部材５６０を弁座である内壁面５１１ａに対して摺接させることができる。このため、図５（ａ）に示すように、弁体５５と弁座である内壁面５１１ａとの間、特に内壁面５１１ａ側にインクに含まれる顔料粒子等の成分が凝集し、付着して堆積物６０が形成されたとしても、図５（ｂ）〜図５（ｃ）に示すように、弁体５５が閉弁する際に内壁面５１１ａに摺接するため、内壁面５１１ａに付着した堆積物６０を弁体５５の移動によってそぎ落とすことができる。したがって、弁座における堆積物６０の成長を抑制して、堆積物６０によって弁体５５と弁座である内壁面５１１ａとの当接不良による閉塞不良が発生するのを抑制し、インクのリークを抑制することができる。なお、当接部材５６０は、本実施形態では、弾性材料で形成されているため、当接部材５６０には堆積物６０が付着し難く、付着したとしても弾性変形することによって剥離し易い。

（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、上述した実施形態１では、第２付勢手段５７としてコイルバネを用いるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、第２付勢手段５７としてゴムやエラストマー等の弾性部材を用いるようにしてもよい。すなわち、第２付勢手段５７の弾性力によって弁体５５を第３の方向Ｚの内壁面５１１ａ側に押しつけるようにしてもよい。もちろん、当接部材５６０のみを設け、当接部材５６０が第２付勢手段として機能するようにしてもよい。また、弾性材料で形成された当接部材５６０は必ずしも必要ではなく、当接部材５６０を設けずに、弁体本体５５０のフランジ部５５３が直接内壁面５１１ａに当接するようにしてもよい。ちなみに、当接部材５６０を設けない場合であっても、弁体５５と弁座である内壁面５１１ａとは、開弁及び閉弁時に互いに摺接するため、弁体５５に堆積物６０が堆積したとしても摺接によってそぎ落とされるため、堆積物６０の成長を抑制することができる。

また、上述した実施形態１では、第１軸部５５１と第２軸部５５２との軸方向が直交するようにしたが、特にこれに限定されず、互いに直交する方向に対して交差する方向に交わるように配置されていてもよい。すなわち、フィルム５１７の駆動方向と当接部材５６０の内壁面５１１ａへの押圧方向とは、直交する方向に限定されず、交差する方向も含むものである。つまり、内壁面５１１ａは、弁体５５の移動方向（フィルム５１７の駆動方向）に直交する方向に対して交差する方向に設けられていればよい。

さらに、上述した実施形態では、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、 ５５ 弁体、 ５６ 第１付勢手段、 ５７ 第２付勢手段、 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、 ５１０ 液体室、 ５１１ １次室、 ５１２ ２次室、 ５１３ 隔壁、 ５１４ 連通流路、 ５１５ 蓋部材、 ５１６ 流入路、 ５１６ａ 流入口、 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 第１軸部、 ５５２ 第２軸部、 ５５３ フランジ部、 ５６０ 当接部材

Claims (4)

1. ハウジング内に設けられた液体室と、
   前記液体室に連通して当該液体室に流入口として開口する流入路と、
   前記液体室内に設けられて前記流入口を開閉する弁体と、
   前記液体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、
   前記弁体は、前記受圧膜体の動作方向に移動可能に設けられており、
   前記流入口が開口する前記液体室の内壁面は、前記弁体の移動方向と直交する方向に対して交差する方向に設けられており、
   前記液体室内には、前記弁体を移動方向の前記受圧膜体側に向かって付勢する第１付勢手段と、前記弁体を前記流入口が開口する前記内壁面に向かって付勢する第２付勢手段と、が設けられており、
   前記弁体は、前記第２付勢手段の付勢力によって、前記流入口の開口する前記内壁面に摺接して当該流入口を開閉することを特徴とする圧力調整弁。
2. 前記第２付勢手段が、コイルバネ又は弾性部材であることを特徴とする請求項１記載に圧力調整弁。
3. 請求項１又は２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。
4. 請求項１又は２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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