JP2016182693A - ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弁体の開閉動作をより確実に行い、液体を安定して供給することで高品質な液体の噴射を実現することができるヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】フィルム７０により封止された圧力室５３を含む液体流路を有する流路部材３０と、流路部材３０から供給されたインクを噴射するヘッド本体２０と、圧力室５３よりも上流の弁体収容室４６において第１連通路５２を開閉可能な弁体９０と、フィルム７０から押圧されて変位することで、第１連通路５２が開くように弁体９０を押圧可能な受圧部材８０と、弁体９０が第１連通路５２を閉じるように付勢する付勢装置１００とを備え、付勢装置１００は、弁本体９１が第１連通路５２を開いた状態から閉じる状態に移行する間に、弁本体９１の軸部９２を中心に弁本体９１を回転させる。【選択図】図９

Description

本発明は、ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを噴射するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。

ピエゾインクジェット方式（ｐｉｅｚｏ ｉｎｋ ｊｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）は、ピエゾ素子に電圧を加えて変形させることでインクの液滴を吐出させる、オンデマンド形のインクジェット印刷システムである（ＪＩＳ Ｚ８１２３−１：２０１３）。

パーマネントヘッド（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｈｅａｄ、以下ヘッド）とは、インクの液滴を連続的又は断続的に生成する、プリンター本体の機械部又は電気部である（ＪＩＳ Ｚ８１２３−１：２０１３）。

ピエゾインクジェット方式に用いるヘッドは、液滴を噴射するノズルに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、流路形成基板の一方面側に設けられたピエゾ素子と、流路形成基板のピエゾ素子側に接合されて、ピエゾ素子を駆動する駆動回路が設けられた駆動回路基板と、を具備し、ピエゾ素子を駆動回路によって駆動することによって圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせることで、ノズルから液滴を噴射する。

また、ヘッドは、インクを吐出するヘッド本体と、インクカートリッジ等のインク貯留手段からインクが供給され、そのインクを該ヘッド本体に供給する流路部材とから構成されたものがある。この流路部材には、例えば、ヘッド本体に供給されるインクの圧力を所定の範囲となるように調整するための圧力調整手段が設けられたものがある。

例えば、圧力調整手段は、次のように構成されている。液体流路は、溝状の流路の開口がフィルムで封止された圧力室と、圧力室よりも上流側に弁体で開閉可能な連通路とを有している。そして、圧力室内のインクの圧力変動により、弁体が連通路を開閉するように構成されている（特許文献１参照）。また、弁体には、連通路の開口縁部に当接するシール部材が設けられている。

特開２００８−２３０１９６号公報 特開２０１３−１３２８９５号公報

しかしながら、圧力室内の圧力変動により弁体が連通路を開閉するたびに、連通路の開口縁部にインクが徐々に堆積してしまう。インクの堆積が進むと、弁体が正常に閉弁状態にならないなど、動作が不安定になる。このため、ヘッド本体へのインクの供給が不安定になり、インクの吐出特性が変動し、印刷品質が低下してしまう。また、さらにインクの堆積が進むと、弁体が連通路を閉じた状態であっても、シール部材によるシールが不完全になる。この場合、意図しないタイミングでヘッド本体のノズルからインクが吐出されてしまう虞がある。

特許文献２に係る弁体は回転可能に構成されることで、インクの堆積による影響を低減する。しかしながら、インクの流れに基づいて弁体を回転させるものであり、インクの流れの強さによっては弁体の回転が良好に行われない場合がある。また、弁体が連通路を閉じた状態で回転させようとしても、付勢部材で連通路に押圧されているため、弁体の回転が良好に行われない場合がある。このように、特許文献２に係る弁体は、弁体をより確実に回転させることが可能な構成ではなかった。

なお、このような問題はインクを吐出するヘッドに限定されず、他の液体を噴射するヘッド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、弁体の開閉動作をより確実に行い、液体を安定して供給することで高品質な液体の噴射を実現することができる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、溝状の流路の開口が可撓性部材により封止された圧力室を含む液体流路を有する流路部材と、前記流路部材から供給された液体を噴射するヘッド本体と、前記圧力室よりも上流側において前記液体流路を開閉可能な弁体と、前記可撓性部材から押圧されて変位することで、前記液体流路が開くように前記弁体を押圧可能な受圧部材と、前記弁体が前記液体流路を閉じるように付勢する付勢装置とを備え、前記付勢装置は、前記弁体が前記液体流路を開いた状態から閉じる状態に移行する間に、前記弁体の軸を中心に前記弁体を回転させることを特徴とするヘッドにある。
かかる態様では、弁体が開弁状態から閉弁状態に移行する間に、可動部が付勢装置により回動される。弁体が回転しながら閉弁状態となるので、液体流路の開口縁部を払拭する効果が得られる。これにより、当該開口縁部に液体が堆積することを抑制することができる。したがって、弁体による液体流路の開閉動作がより確実に行われ、ヘッド本体に液体を安定的に供給することができる。そして、流路部材から安定して液体がヘッド本体に供給されるので、液体の噴射特性が向上し、高品質な液体の噴射を行うことができる。

ここで、前記付勢装置は、前記液体流路を閉じるように前記弁体を付勢する可動部と、前記可動部を前記弁体の軸を中心に回動可能に支持する固定部とを備え、前記可動部又は前記固定部の一方は筒状に形成された収容部を備え、他方は前記収容部に収容される被収容部を備え、前記収容部の内周面又は前記被収容部の外周面の一方にはガイド溝が設けられ、他方には前記ガイド溝に案内される突起部が設けられ、前記ガイド溝の少なくとも一部は、前記弁体を付勢する方向に対して傾斜していることが好ましい。これによれば、突起部がガイド溝に沿って案内されることで開弁状態から閉弁状態に移行する間に弁体をより確実に回動させることができる。

また、前記ガイド溝は、前記弁体を付勢する方向に沿った複数の第１溝部と、前記弁体を付勢する方向に対して傾斜し、隣り合う前記第１溝部の一方の下端側と他方の上端側とを接続する第２溝部とを備え、前記第１溝部には、前記第２溝部に案内された前記突起部が前記第１溝部の下端側から上端側へ変位することを規制する規制部が設けられていることが好ましい。これによれば、突起部が第１溝部に逆戻りしないように規制部により規制されるので、突起部を第２溝部に円滑に導くことができ、より確実に可動部を回動させながら液体流路を閉弁状態にすることができる。

さらに本発明の他の態様は、上記態様のヘッドを備え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、弁体の開閉動作をより確実に行い、液体を安定して供給することで高品質な液体の噴射を実現することができるヘッド及び液体噴射装置が提供される。

インクジェット式記録装置の平面図である。 ヘッドの分解斜視図である。 ヘッドの平面図である。 ヘッドの平面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 弁体収容部に収容された弁体の断面図である。 固定部の内周面の平面図と、弁体の断面図である。 固定部の内周面の平面図と、弁体の断面図である。 ガイド溝の内周面の平面図及び断面図である。

〈実施形態１〉
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、パーマネントヘッドの一例としてインクを噴射するインクジェット式記録ヘッド（以下、ヘッド）を備えた液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置Ｉについて説明する。

図１は、インクジェット式記録装置の平面図である。インクジェット式記録装置Ｉは本体フレーム１２を備えている。この本体フレーム１２内にはプラテン１３が主走査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の長手方向と平行に延びる棒状のガイド軸１４が架設されている。

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に設けられた一対のプーリー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。これにより、キャリッジ１５は、キャリッジモーター１７の駆動によってガイド軸１４に沿って往復移動されるようになっている。

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、ヘッド１０が支持されている。ヘッド１０は、インクを噴射するヘッド本体２０と、インクカートリッジ２２からのインクをヘッド本体２０に供給する流路部材３０とを具備している。

ヘッド本体２０の下面には図示しない複数のノズルが開口しており、ヘッド本体２０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、各ノズルからプラテン１３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には液体供給手段としての複数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。本実施形態ではインクカートリッジ２２は５個設けられている。各インクカートリッジ２２には、互いに種類（色）の異なるインクが収容されている。

カートリッジホルダー２１に装着された各インクカートリッジ２２は、各インク供給チューブ２４を介して流路部材３０に接続されている。流路部材３０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に供給されるようになっている。

上述した主走査方向を第１の方向Ｘと称し、副走査方向を第２の方向Ｙと称する。また、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに交差する方向を、インク滴（液滴）の噴射方向である第３の方向Ｚと称する。各図に示す座標軸は第１の方向Ｘ、第２の方向Ｙ、第３の方向Ｚを表しており、矢印の向かう方向を正（＋）方向、反対方向が負（−）方向ともいう。なお、本実施形態では、各方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるものではない。

図２はヘッドの分解斜視図であり、図３及び図４はヘッドの平面図であり、図５は図３のＡ−Ａ線断面図である。なお、図３では、カバー部材３２、第３流路部材６０及びフィルム７０の図示を省略し、受圧部材８０が配置された第２流路部材５０を図示している。図４ではさらに受圧部材８０及び第２流路部材５０の図示を省略し、第１流路部材４０を図示している。また、ヘッド１０の第１の方向Ｘ、第２の方向Ｙ、第３の方向Ｚは、図１に示したインクジェット式記録装置Ｉと第１の方向Ｘ、第２の方向Ｙ、第３の方向Ｚと一致させてあるが、一致している必要はない。

これらの図に示すように、流路部材３０は、有底四角箱状をなす保持部材３１と、保持部材３１の上部開口を封止可能なカバー部材３２と、保持部材３１内部に収納された第１流路部材４０、第２流路部材５０及び第３流路部材６０とを備えている。

保持部材３１の内底面と第１流路部材４０の下面、第１流路部材４０の上面と第２流路部材５０の下面、第２流路部材５０の上面と第３流路部材の下面、及び保持部材３１の上面とカバー部材３２の下面は、それぞれ接着剤によって接着されている。なお、保持部材３１、カバー部材３２、第１流路部材４０、第２流路部材５０及び第３流路部材６０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。

第１流路部材４０の上面における一端側（第２の方向Ｙの＋Ｙ側）には、複数の第１フィルター室４１が設けられている。第１フィルター室４１は、第１流路部材４０の上面に開口した凹部であり、本実施形態では、５種のインクに応じて５つの第１フィルター室４１が第１の方向Ｘに並設されている。

また、第１流路部材４０の上面における他端側（第２の方向Ｙの−Ｙ側）には、後述する弁体９０が配置される複数の弁体収容部４３が設けられている。弁体収容部４３は、第１流路部材４０の上面に開口した凹部であり、本実施形態では、５種のインクに応じて５つの弁体収容部４３が第１の方向Ｘに並設されている。

このような第１流路部材４０の上面には、第２流路部材５０が接合されている。第２流路部材５０の下面（第３の方向Ｚの−Ｚ側の面）には、第１流路部材４０側に開口した第２フィルター室５４が設けられている。本実施形態では、図示しないが５種のインクに応じて、第１フィルター室４１に対向するように、５つの第２フィルター室５４が第１の方向Ｘに並設されている。

第１流路部材４０に第２流路部材５０が接合されることで、第１フィルター室４１と第２フィルター室５４とが一体的になってフィルター室４４が形成されている。また、弁体収容部４３の開口が第２流路部材５０により封止されて弁体収容室４６が形成されている。

フィルター室４４は、各第１フィルター室４１と、第２流路部材５０とで囲まれて形成された空間であり、本実施形態では５つのフィルター室４４が形成されている。また、弁体収容室４６は、弁体収容部４３と、第２流路部材５０とで囲まれて形成された空間であり、本実施形態では５つの弁体収容室４６が形成されている。

フィルター４５は、第１フィルター室４１及び第２フィルター室５４の開口形状と略同一形状であり、フィルター室４４を横断するように配設されている。フィルター４５により、上流側から流入する各インク中に含まれる異物などが除去される。なお、フィルター４５は、金属を細かく編み込んで形成したものであってもよいし、微細な単孔が設けられた金属板や不織布等であってもよい。

第１流路部材４０には、各フィルター室４４の底面に、第３の方向Ｚに貫通した第１供給路４７が設けられている。また、保持部材３１には、第３の方向Ｚに貫通した第２供給路３３が設けられている。第１供給路４７は第２供給路３３に連通し、第２供給路３３はヘッド本体２０に接続されている。

また、第１流路部材４０には、インク供給チューブ２４（図１参照）から供給されるインクが導入されるインク導入路４８が形成されている。インク導入路４８は、一方の第１開口４８ａが第１流路部材４０の上面（第３の方向Ｚの＋Ｚ側の面）に形成され、他方の第２開口４８ｂが弁体収容室４６の底面に形成されている。

なお、第２流路部材５０には第３の方向Ｚに貫通した第１露出孔５６が形成され、第３流路部材６０には第３の方向Ｚに貫通した第２露出孔６６が形成され、カバー部材３２には第３の方向Ｚに貫通した第３露出孔３６が形成されている。第１露出孔５６、第２露出孔６６及び第３露出孔３６は連通しており、インク導入路４８が露出している。上述したインク供給チューブ２４は第１露出孔５６、第２露出孔６６及び第３露出孔３６に挿通され、インク導入路４８に接続される。

第２流路部材５０には、上面（第３の方向Ｚの＋Ｚ側の面）に開口した溝状の流路である複数の溝状流路５１が形成されている。本実施形態では、溝状流路５１は、第２の方向Ｙに長尺であり、第１の方向Ｘに５つ並設されている。

溝状流路５１の一端側（第２の方向Ｙの−Ｙ側）には、厚さ方向に貫通した第１連通路５２が設けられている。また、溝状流路５１の他端側（第２の方向Ｙの＋Ｙ側）には、厚さ方向に貫通した第２連通路５５が設けられている。溝状流路５１は、第２連通路５５を介してフィルター室４４に連通し、第１連通路５２を介して弁体収容室４６に連通している。

第２流路部材５０の上面には、可撓性を有する合成樹脂製のフィルム（可撓性部材）７０が設けられている。

フィルム７０は、溝状流路５１の開口を封止している。フィルム７０と溝状流路５１とにより形成された空間が圧力室５３となっている。フィルム７０の溝状流路５１に対向する領域、すなわち、圧力室５３の一面を構成する領域を、受圧部７１と称する。フィルム７０の受圧部７１は、大気と圧力室５３内の気圧との差で撓み変形する。例えば、圧力室５３内が大気に対して負圧になると、受圧部７１は圧力室５３の内側に撓む。

本実施形態では、第２流路部材５０の上面全体を覆う一枚のフィルム７０が設けられている。フィルム７０は、第２流路部材５０の上面のうち溝状流路５１の開口縁部に、接着剤７５で接着されている。もちろん、開口縁部のみならず、フィルム７０は第２流路部材５０の上面全体に接着剤で接着されていてもよい。また、フィルム７０は、一枚で形成する必要はなく、溝状流路５１ごとに形成してもよい。

上述した流路部材３０には、上流側からインク導入路４８、弁体収容室４６、第１連通路５２、圧力室５３、第２連通路５５、フィルター室４４、第１供給路４７、及び第２供給路３３から構成される液体流路が設けられている。各インク供給チューブ２４（図１参照）から供給されたインクは、流路部材３０の液体流路を流通してヘッド本体２０に供給される。

第２流路部材５０と、フィルム７０との間には、受圧部材８０が設けられている。受圧部材８０は、フィルム７０が圧力室５３側へ変位することにより、フィルム７０から押圧されて変位し、後述する弁体９０を押圧する部材である。

具体的には、受圧部材８０は、５つの作動板８１と、各作動板８１が共通して接続される基端部８２とから構成されている。受圧部材８０の材料は特に限定されないが、本実施形態では、適度な弾力性を有するステンレス製の１枚の薄板から形成されている。作動板８１は、第１の方向Ｘの幅が圧力室５３の幅よりも若干狭い程度に形成され、第２の方向Ｙに長尺に形成されている。

受圧部材８０は、基端部８２が第２流路部材５０の上面に接着剤７５で接着されている。また、受圧部材８０の上面がフィルム７０に覆われている。そして、受圧部材８０の基端部８２が第２流路部材５０と第３流路部材６０とに挟持されている。すなわち、受圧部材８０は、基端部８２が固定端、作動板８１が自由端である片持ち梁構造となっている。

各作動板８１は、受圧部７１に対向するように配置されている。このため、受圧部７１が圧力室５３側に撓んだときに、作動板８１が受圧部７１に押圧されて圧力室５３側に変位するようになっている。

弁体収容室４６内には、圧力室５３よりも上流側において液体流路を開閉可能な弁体９０が設けられている。圧力室５３よりも上流側とは、液体流路のうち、圧力室５３よりも上流側の任意の部分をいう。本実施形態では、当該部分は第１連通路５２となっており、第１連通路５２を開閉するように弁体９０が配置されている。

図６を用いて弁体９０の構成を具体的に説明する。図６は、弁体収容部に収容された弁体の断面図である。図６（ａ）は弁体９０が第１連通路５２を閉じた状態（以降、閉弁状態と称する。）、図６（ｂ）は弁体９０が第１連通路５２を開けた状態（以降、開弁状態と称する。）を示している。

本実施形態に係る弁体９０は、弁本体９１と、軸部９２と、シール部材９３と、付勢装置１００とを備えている。

弁本体９１は、平板状に形成された部材であり、第１連通路５２側の面に環状のシール部材９３が設けられている。弁本体９１は、第１連通路５２側をシール部材９３を介して閉じる部材である。

また、弁本体９１には、軸部９２が設けられている。軸部９２の外径は、第１連通路５２の内径よりも小さく形成され、第１連通路５２に挿通されている。軸部９２の一端側（第３の方向Ｚの−Ｚ側）は弁本体９１の上面（第３の方向Ｚの＋Ｚ側）の中心部に連結されている。また、軸部９２は、他端側（第３の方向Ｚの＋Ｚ側）が作動板８１に当接することが可能な長さとなっている。

なお、作動板８１と軸部９２とは、常に当接している必要はなく、離間していてもよい。少なくとも、作動板８１が弁体９０側に変位したとき、作動板８１が軸部９２を押圧するように軸部９２が形成されていればよい。

弁本体９１の上面には、弾性材料よりなる環状のシール部材９３が設けられている。シール部材９３は、第１連通路５２の開口縁部に接し、当該開口縁部と弁本体９１との間をシールするものである。

付勢装置１００は、図６（ａ）に示す弁体９０が第１連通路５２を開いた状態（開弁状態）から図６（ｂ）に示す弁体９０が第１連通路５２を閉じた状態（閉弁状態）に移行する間に、軸部９２を中心に弁体９０を回転させる装置である。すなわち、付勢装置１００は、図６（ｂ）に示す閉弁状態となる以前に、軸部９２を中心に弁体９０を回転させる。

具体的には、付勢装置１００は、可動部１０１と、固定部１０２と、付勢部材であるコイルばね１０３とを備えている。

可動部１０１は、第１連通路５２を閉じるように弁本体９１を付勢する部材である。本実施形態では、可動部１０１は、平板状の支持部１１０と、支持部１１０の弁本体９１とは反対側の面に連結した円柱状の柱状部１１１とを有している。

支持部１１０の弁本体９１とは反対側の面には、コイルばね１０３が取り付けられている。このコイルばね１０３は、支持部１１０を弁本体９１側に付勢するように弁体収容部４３の底面に固定されている。

このようなコイルばね１０３により、可動部１０１は弁本体９１側に付勢される。可動部１０１が付勢されることで、弁本体９１が可動部１０１に押圧され、第１連通路５２が閉弁状態となる。

固定部１０２は、可動部１０１を軸部９２を中心に回動可能に支持する部材である。本実施形態では、固定部１０２は円筒状に形成されている。円筒状の固定部１０２の内部を収容部１２０と称する。上述した可動部１０１の柱状部１１１は、固定部１０２の収容部１２０に収容されている。なお、本実施形態では、可動部１０１の柱状部１１１が請求項に記載した被収容部に該当する。

収容部１２０の内周面には、ガイド溝１３０が設けられており、柱状部１１１の外周面には、ガイド溝１３０に案内される突起部１１２が設けられている。詳細は後述するが、コイルばね１０３の付勢力により可動部１０１が弁本体９１側に移動すると、突起部１１２に対して柱状部１１１の周方向に力が作用するようにガイド溝１３０が形成されている。これにより、可動部１０１は周方向の力により回転しながら弁本体９１側に移動するようになっている。

このように構成された弁体９０の開閉動作を説明する。図６（ａ）に示すように、コイルばね１０３は、弁本体９１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。具体的には、可動部１０１は、固定部１０２に支持された状態で、コイルばね１０３による付勢力で弁本体９１を押圧している。この可動部１０１が弁本体９１を押圧することで、弁本体９１が第１連通路５２を閉じた閉弁状態となっている。

インクが液体流路に供給された状態で、ヘッド本体２０からインクが噴射されると、圧力室５３内のインクが減少する。これにより、大気圧との差圧により圧力室５３は負圧となり、受圧部７１が圧力室５３側に撓むように変位する。受圧部７１に押圧されて作動板８１が弾性変形し、さらに作動板８１に押圧されて弁本体９１が押し下げられる。

図６（ｂ）に示すように、弁体９０が、コイルばね１０３の付勢力に抗して押し下げられると、弁体９０が開弁状態となる。すなわち、シール部材９３が第１連通路５２の開口縁部から離間することで、弁体９０が開弁状態となる。

弁体９０が開弁状態となると、弁体収容室４６のインクが第１連通路５２を介して圧力室５３内に流入する。そして、圧力室５３内にインクが十分に補充されると、圧力室５３内の負圧が解消されて受圧部７１及び作動板８１が元の位置に戻る。これにより、コイルばね１０３の付勢力により弁体９０が閉弁状態となる。このように弁体９０が圧力室５３内の圧力変動に対応して開閉することで、圧力室５３は一定の圧力に保たれる。

ここで、図７及び図８を用いて、弁体９０が開弁状態から閉弁状態に移行する間に回転する動作について詳細に説明する。図７及び図８は、固定部１０２の内周面の平面図と、弁体の断面図である。なお、図７及び図８ではコイルばね１０３の図示は省略している。

図７（ａ）の左側は、固定部１０２の内周面に設けられたガイド溝１３０と突起部１１２とを示す平面図である。ガイド溝１３０の少なくとも一部は、弁本体９１を付勢する方向である第３の方向Ｚに対して傾斜している。本実施形態のガイド溝１３０は、第３の方向Ｚに沿った第１溝部１３１と、第３の方向Ｚに対して傾斜した第２溝部１３２とを備えている。第１溝部１３１が第２の方向Ｙに所定の間隔を空けて複数本並設されている。第２溝部１３２は、隣り合う第１溝部１３１同士の下端部（−Ｚ側）と上端部（＋Ｚ側）とを接続するように傾斜して設けられている。このようにガイド溝１３０は、鋸刃状に配置された複数の第１溝部１３１及び第２溝部１３２から構成されている。また、ガイド溝１３０は、可動部１０１の突起部１１２が挿入される程度の開口幅を有している。

なお、ガイド溝１３０には、導入溝１３３が設けられている。導入溝１３３は、第３の方向Ｚに沿って設けられ、固定部１０２の上端（＋Ｚ側）から第１溝部１３１に連続している。導入溝１３３は、ヘッド１０の組立時など、可動部１０１を固定部１０２に収容する際に用いられる。すなわち、突起部１１２が導入溝１３３の上端側から挿通するようにして、可動部１０１の柱状部１１１を固定部１０２の収容部１２０に収容する。

図７（ａ）の右側は、弁体９０が第１連通路５２を閉弁状態にした断面図である。固定部１０２の断面に関しては、図７（ａ）左側の第１溝部１３１を通るＢ−Ｂ線断面を図示してある。

弁体９０が閉弁状態のときは、突起部１１２が第１溝部１３１の上端側に位置している。弁本体９１が第１連通路５２を閉じたときに、突起部１１２が第１溝部１３１の上端に位置するように、第１溝部１３１の長さや配置が調整されている。

図７（ｂ）の左側は、圧力室５３が負圧になり、受圧部７１及び作動板８１により弁体９０が開弁状態となったときのガイド溝１３０と突起部１１２とを示す平面図である。図７（ｂ）の右側は、弁体９０が第１連通路５２を開弁状態にした断面図である。固定部１０２の断面に関しては、図７（ｂ）左側の第１溝部１３１を通るＣ−Ｃ線断面を図示してある。

受圧部７１及び作動板８１により、軸部９２が第３の方向Ｚの−Ｚ側に押圧されると、可動部１０１も−Ｚ側に押圧されて変位する。このとき、突起部１１２は、第１溝部１３１に案内され、第３の方向Ｚに沿って移動する。つまり、可動部１０１は第３の方向Ｚを軸にして回転せずに、真っ直ぐ移動する。

弁体９０が開弁状態のときは、突起部１１２が第１溝部１３１の下端側に位置している。作動板８１の変位により可動部１０１が最も−Ｚ側に達したときに、突起部１１２が第１溝部１３１の下端に位置するように、第１溝部１３１の長さや配置が調整されている。

図８の左側は、圧力室５３が負圧から大気圧に近づき、受圧部７１及び作動板８１による押圧力が解除され、弁体９０が開弁状態から閉弁状態に移行するときのガイド溝１３０と突起部１１２とを示す平面図である。図８の右側は、弁体９０が開弁状態から閉弁状態に移行するときの断面図である。固定部１０２の断面に関しては、図８左側の第２溝部１３２を通り、第３の方向Ｚに沿ったＤ−Ｄ線断面を図示してある。

受圧部７１及び作動板８１による押圧力が解除され始めると、コイルばね１０３の付勢力により、可動部１０１が＋Ｚ側に変位する。このとき、突起部１１２は、第２溝部１３２に案内される。第２溝部１３２は、第３の方向Ｚに対して傾斜しているので、突起部１１２は、第３の方向Ｚに対して傾斜した方向（ＸＹ平面内で柱状部１１１を回転する方向）に力が作用する。

このように突起部１１２に第３の方向Ｚに対して傾斜した方向に力が作用することにより、可動部１０１は、柱状部１１１の軸周りに回動しながら第１連通路５２側に変位する。そして、可動部１０１が回動しながら弁本体９１を押圧するため、弁本体９１も回動しながら第１連通路５２側に変位し、閉弁状態となる。

上述したように、本実施形態に係るヘッド１０は、弁体９０が開弁状態から閉弁状態に移行する間に、可動部１０１が付勢装置１００により回動される。これにより、弁本体９１及びシール部材９３が軸部９２を中心に回転しながら第１連通路５２の開口縁部に接触して閉弁状態となる。このように弁本体９１及びシール部材９３が回転しながら閉弁状態となるので、第１連通路５２の開口縁部を払拭する効果が得られる。これにより、当該開口縁部にインクが堆積することを抑制することができる。

したがって、弁体９０の弁本体９１及びシール部材９３による第１連通路５２の開閉動作がより確実に行われ、ヘッド本体２０にインクを安定的に供給することができる。そして、流路部材３０から安定してインクがヘッド本体２０に供給されるので、液体流路を経由してノズルから吐出されるインクの噴射速度や、噴射されたインク滴の重量にばらつきが生じることを抑制することができる。このようにインクの噴射特性が向上することで、高品質な印刷を行うことができるヘッド１０及びインクジェット式記録装置Ｉが提供される。

〈実施形態２〉
実施形態１に係るガイド溝１３０は、深さが一定に形成されていたが、このような態様に限定されない。図９は、本実施形態に係るガイド溝の内周面の平面図及び断面図である。なお、実施形態１と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図９（ａ）は、固定部１０２の内周面に設けられたガイド溝１３０を示す平面図であり、図９（ｂ）は、第１溝部１３１を通るＥ−Ｅ線断面図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、第１溝部１３１の底面には、傾斜部１３５が形成されている。傾斜部１３５は、第１溝部１３１の下端側、すなわち第１溝部１３１と第２溝部１３２との境界に位置している。この傾斜部１３５は、第１溝部１３１から第２溝部１３２に向かって（＋Ｚから−Ｚに向かって）第１溝部１３１の深さが浅くなるような傾斜面１３６を有している。そして、傾斜部１３５の第２溝部１３２側の側面は、垂直な規制面１３７となっており、第２溝部１３２の一部を構成している。なお、本実施形態では、この規制面１３７が請求項の規制部に該当する。

このような傾斜部１３５が形成されていることで、突起部１１２は、第１溝部１３１を＋Ｚから−Ｚ側に向けて案内され、傾斜部１３５の傾斜面１３６に達する。突起部１１２は、傾斜面１３６上を摺動しながら傾斜部１３５を乗り越え、第２溝部１３２に達する。突起部１１２が第１溝部１３１に案内されるときの可動部１０１の動作は、実施形態１と同様である。すなわち、第３の方向Ｚに沿って真っ直ぐに変位する。

圧力室５３の負圧が大気圧となり、可動部１０１がコイルばね１０３により閉弁状態に移行する際には、突起部１１２も第３の方向Ｚの＋Ｚ側に移動するが、規制面１３７によって第１溝部１３１を逆に戻ることが抑制されている。このため、突起部１１２を第２溝部１３２に円滑に導くことができ、より確実に可動部１０１を回動させながら第１連通路５２側に変位させることができる。

また、図９（ｃ）に示すように、第２溝部１３２の下端側（−Ｚ側）を第１溝部１３１よりも深くしてもよい。突起部１１２は、第１溝部１３１を＋Ｚから−Ｚ側に向けて案内され、第２溝部１３２に達する。突起部１１２が第１溝部１３１に案内されるときの可動部１０１の動作は、実施形態１と同様である。すなわち、第３の方向Ｚに沿って真っ直ぐに変位する。

圧力室５３の負圧が大気圧となり、可動部１０１がコイルばね１０３により閉弁状態に移行する際には、突起部１１２も第３の方向Ｚの＋Ｚ側に移動するが、突起部１１２は、第２溝部１３２に入り込んでいるため、第２溝部１３２の側面により、＋Ｚ側への変位が規制されている。このため、突起部１１２を第２溝部１３２に円滑に導くことができ、より確実に可動部１０１を回動させながら第１連通路５２側に変位させることができる。なお、第１溝部１３１よりも深く形成された第２溝部１３２の側面部分が請求項の規制部に該当する。

なお、第２溝部１３２は、点線に示すように、下端側（−Ｚ側）から上端側（＋Ｚ側）に向けて浅くなるように傾斜して形成され、第２溝部１３２の上端側は第１溝部１３１の上端側と同じ深さとなっている。

〈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。

実施形態１に係るヘッド１０は、可動部１０１が弁本体９１と別体であるため、可動部１０１の回動を弁本体９１により確実に伝達させる構成にしてもよい。例えば、可動部１０１と弁本体９１との接触面同士を粗面にしたり、摩擦係数が高い材料を用いることが挙げられる。また、弁体９０は、弁本体９１と、可動部１０１が別体であったが、一体としてもよい。

実施形態１に係るヘッド１０は、固定部１０２の内周面にガイド溝１３０を形成し、可動部１０１の外周面に突起部１１２を形成したが、このような態様に限定されない。すなわち、固定部１０２の内周面に突起部１１２を形成し、可動部１０１の外周面にガイド溝１３０を形成してもよい。

固定部１０２を筒状に形成し、収容部１２０に可動部１０１が収容される構成としたが、このような態様に限定されず、可動部１０１に柱状部１１１を筒状とし、その筒状の内部に、柱状の固定部１０２を収容させてもよい。この場合、可動部の筒状の内周面にガイド溝１３０を形成し、固定部１０２の外周面に突起部１１２をそれぞれ設ける。もちろん、可動部の筒状の内周面に突起部１１２を形成し、固定部１０２の外周面にガイド溝１３０をそれぞれ設けてもよい。

ガイド溝１３０は、鋸刃状に形成されていたがこのような態様に限定されない。ガイド溝１３０は、弁本体９１が第１連通路５２を開閉する方向に対して傾斜するように形成された一部を有していればよい。例えば、ガイド溝１３０を螺旋状に形成してもよい。

実施形態１に係るインクジェット式記録装置Ｉでは、ヘッド１０がキャリッジ１５に搭載されて主走査方向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、ヘッド１０が固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向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。

さらに、上述した例では、インクジェット式記録装置Ｉは、液体供給手段であるインクカートリッジ２２がカートリッジホルダー２１に固定され、インク供給チューブ２４を介してヘッド１０に接続されていたが、このような態様に限定されない。例えば、インクカートリッジ２２がキャリッジ１５に搭載された構成であってもよい。また、液体供給手段がインクジェット式記録装置Ｉに搭載されていなくてもよい。

さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド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にも適用することができる。

Ｉ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ ヘッド、 ２０ ヘッド本体、 ３０ 流路部材、 ４０ 第１流路部材、 ４６ 弁体収容室、 ５０ 第２流路部材、 ５３ 圧力室、 ６０ 第３流路部材、 ７０ フィルム（可撓性部材）、 ８０ 受圧部材、 ９０ 弁体、 ９１ 弁本体、 ９２ 軸部、 ９３ シール部材、 １００ 付勢装置、 １０１ 可動部、 １０２ 固定部、 １０３ コイルばね、 １１１ 柱状部（被収容部）、 １１２ 突起部、 １２０ 収容部、 １３０ ガイド溝、 １３１ 第１溝部、 １３２ 第２溝部、 １３７ 規制面（規制部）

Claims (4)

1. 溝状の流路の開口が可撓性部材により封止された圧力室を含む液体流路を有する流路部材と、
   前記流路部材から供給された液体を噴射するヘッド本体と、
   前記圧力室よりも上流側において前記液体流路を開閉可能な弁体と、
   前記可撓性部材から押圧されて変位することで、前記液体流路が開くように前記弁体を押圧可能な受圧部材と、
   前記弁体が前記液体流路を閉じるように付勢する付勢装置とを備え、
   前記付勢装置は、前記弁体が前記液体流路を開いた状態から閉じる状態に移行する間に、前記弁体の軸を中心に前記弁体を回転させる
   ことを特徴とするヘッド。
2. 請求項１に記載するヘッドにおいて、
   前記付勢装置は、前記液体流路を閉じるように前記弁体を付勢する可動部と、前記可動部を前記弁体の軸を中心に回動可能に支持する固定部とを備え、
   前記可動部又は前記固定部の一方は筒状に形成された収容部を備え、他方は前記収容部に収容される被収容部を備え、
   前記収容部の内周面又は前記被収容部の外周面の一方にはガイド溝が設けられ、他方には前記ガイド溝に案内される突起部が設けられ、
   前記ガイド溝の少なくとも一部は、前記弁体を付勢する方向に対して傾斜している
   ことを特徴とするヘッド。
3. 請求項２に記載するヘッドにおいて、
   前記ガイド溝は、前記弁体を付勢する方向に沿った複数の第１溝部と、前記弁体を付勢する方向に対して傾斜し、隣り合う前記第１溝部の一方の下端側と他方の上端側とを接続する第２溝部とを備え、
   前記第１溝部には、前記第２溝部に案内された前記突起部が前記第１溝部の下端側から上端側へ変位することを規制する規制部が設けられている
   ことを特徴とするヘッド。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載するヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。

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