JP2018154051A - 可撓膜機構、流路部材及び液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、空気等の流体を加圧して供給することによって、圧力調整弁を押圧して開弁させる構成が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
かかる態様では、突出部を有する可撓膜を設けることで、可撓膜が流体流路からの圧力を受ける面積を増大させて、可撓膜を比較的低い圧力で動作させることができる。特に、可撓膜の凹凸となる突出部を広げるように変形させることができるため、可撓膜を厚さが薄くなるように伸長させて変形させるのに比べて比較的低い圧力で変形させることができる。
かかる態様では、弁機構の弁を比較的小さい力で押圧して機能させることができる流路部材を実現できる。
かかる態様では、弁機構の弁を比較的小さい力で押圧して機能させることができる液体噴射装置を実現できる。
(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構成を示す図である。本実施形態の液体噴射装置100は、液体であるインクを媒体12に噴射するインクジェット方式記録装置である。媒体12としては、例えば、紙や樹脂フィルム、布等が挙げられる。
制御ユニット20は、特に図示していないが、例えばCPU(Central Processing Unit)またはFPGA(Field Programmable Gate Array)等の制御装置と半導体メモリ等の記録装置とを含んで構成され、記憶装置に記憶されたプログラムを制御装置が実行することで液体噴射装置100の各要素を統括的に制御する。
図2に示すように、本実施形態の液体噴射ヘッド24は、第1支持体242と複数の組立体244とを具備する。第1支持体242は、複数の組立体244を支持する板状部材である。複数の組立体244は、X方向に並設された状態で第1支持体242に固定されている。
図3に示すように、本実施形態の液体噴射ユニット40は、流路部材である流路ユニット41と脱泡流路ユニット42と液体噴射部44とを具備する。
図3に示すように、本実施形態の液体噴射部44は、圧力室基板482と振動板483と圧電アクチュエーター484と筐体部485と保護基板486とが流路基板481の一方側に配置されると共に、他方側にノズル板487および緩衝板488が配置された構造体である。
このように、第1凹部861及び第2凹部862の各々において、相対向する内壁面同士が互いに当接することなく間隔を空けて配置されている構成とするには、例えば、可撓膜83を蓋部材81とスペーサー82との間で挟んで固定する前の状態において、第2凹部862の体積(図5中に断面で示すS1)と、第3凹部863の体積(図5中に断面で示すS2)との合計が、可撓膜83を蓋部材81と弁機構70側であるスペーサー82とで挟んで固定したときの排除体積(図5中に断面で示すS3)の半分よりも大きくすればよい。すなわち、可撓膜83の固定部84は、蓋部材81とスペーサー82との間で挟まれた際に排除された体積S3の分だけ、X方向及びY方向を含む方向に伸長する。固定部84の伸長は、可撓部85側と可撓部85とは反対側との両側に生じるため、可撓部85側に伸長する量は、固定部84の排除された体積S3の半分となる。したがって、固定部84が伸長することによって可撓部85に弛みが生じた際に、第2凹部862及び第3凹部863の各々において相対向する内壁面同士が互いに当接しないようにするには、第2凹部862の体積S1及び第3凹部863の体積S2の合計を、可撓膜83を固定する際に排除した排除体積S3の半分(1/2)よりも大きくすればよい{(S1+S2)>(S3)/2}。
具体的には、本実施形態の脱泡流路ユニット42は、脱泡空間QとフィルターF[1]と鉛直空間RVと逆止弁74とを包含する。脱泡空間Qは、インクから抽出された気泡が一時的に滞留する空間である。
図14及び図15は、本発明の実施形態2に係る流路ユニットの要部断面図であり、図14は、減圧動作時を示す図であり、図15は、加圧動作時を示す図である。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。
減圧動作時において可撓部85は、当接部851と第1壁部852と第1接続部853と第2壁部854と第2接続部855とを有する。可撓部85を構成する当接部851と第1壁部852と第1接続部853と第2壁部854と第2接続部855とは略同じ厚さを有し、固定部84は可撓部85よりも厚くなっている。
第1壁部852は、当接部851の周囲に亘って連続した環状に設けられている。第1壁部852は、当接部851よりもフィルム72側に立設されている。具体的には、第1壁部852は、一端が当接部851に接続され、他端が当接部851よりもフィルム72側に位置するようにZ方向に沿って延設されている。
図16に示すように、可撓膜83の当接部851は、第2接続部855よりも開閉弁B[1]側に配置されている。このような構成であっても、第1壁部852と第1接続部853と第2壁部854と第2接続部855との合計の長さL4が、最短距離L1よりも長くなっていれば、可撓膜83によって開閉弁B[1]を確実に動作させることができる。
図17及び図18は、本発明の実施形態3に係る流路ユニットの要部断面図であり、図17は、減圧動作時を示す図であり、図18は、加圧動作時を示す図である。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19及び図20は、本発明の実施形態4に係る流路ユニットの要部断面図であり、図19は、減圧動作時を示す図であり、図20は、加圧動作時を示す図である。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。
第4壁部856Bは、当接部851のX方向の負側に当接部851から蓋部材81側に向かって立設されている。第4壁部856Bは、第3壁部856AよりもZ方向に長い。なお、第3壁部856Aと第4壁部856Bとは、Y方向の端部において連続していてもよく、不連続であってもよい。
第5壁部858は、第3接続部857よりもフィルム72側に向かって立設されている。
図21及び図22は、本発明の実施形態5に係る流路ユニットの要部断面図であり、図21は、減圧動作時を示す図であり、図22は、加圧動作時を示す図である。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。
また、可撓膜83は、可撓部85の固定部84側の根元から、可撓部85と開閉弁B[1]との当接位置までの長さL7は、可撓膜83の可撓部85の根元と開閉弁B[1]までの最短距離L1よりも長くなっている。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、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、空間R3は脱泡経路75を介して圧力調整機構18と連通しているが、空間R3内の圧力を調整できれば、脱泡経路75を介して圧力調整機構18と連通しなくてもよい。例えば、空間R3を脱泡経路75とは連通させず、脱泡経路75以外の流体流路を介して、圧力調整機構18とは異なる機構により、空間R3内の圧力を調整してもよい。
また、図24に示すように,第1壁部852、第1接続部853及び第2壁部854は、当接部851のX方向の両側に設けられており、Y方向の両側に設けられていなくてもよい。
また、可撓膜83は、ゴム等の弾性部材としたが、特にこれに限定されず、可撓性を有する樹脂や金属等であってもよい。
このような弁機構70のZ方向の負側には、上述した実施形態1と同様の可撓膜機構80が設けられている。
また、本発明は、広く流路部材全般を対象としたものであり、液体噴射装置や液体噴射ヘッド以外のデバイスにも用いることが可能である。
Claims (7)
- 弁機構に用いる可撓膜機構であって、
蓋部材と、
前記蓋部材との間で空間を形成する可撓膜と、
前記空間と連通する流体流路と、
を備え、
前記可撓膜は、
当該可撓膜の変形により前記弁機構の弁を開閉させ、
前記蓋部材側に凸となり、前記凸の反対側に凹となる突出部を有することを特徴とする可撓膜機構。 - 前記可撓膜は、前記空間外で固定された固定部と該固定部から前記空間内に延設された可撓部とを具備し、
前記可撓部の前記固定部側の根元から前記可撓部と前記弁機構との当接位置までの当該可撓部の長さは、前記可撓膜の前記可撓部の前記根元と前記弁との最短距離よりも長いことを特徴とする請求項1記載の可撓膜機構。 - 前記可撓膜は、前記蓋部材と当該蓋部材の前記可撓膜側に設けられた部材との間で挟まれて固定されており、
前記可撓膜の前記凹の相対向する内壁面同士が互いに当接することなく、間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載の可撓膜機構。 - 前記可撓膜は、前記空間外で前記蓋部材と当該蓋部材の前記可撓膜側に設けられた部材との間で挟まれて固定された固定部と該固定部から前記空間内に延設された可撓部とを具備し、
前記可撓膜の前記固定部が挟まれる方向において、前記可撓部の前記固定部側の端部の中心は、前記固定部の前記可撓部側の端部の中心よりも前記弁側に位置することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の可撓膜機構。 - 前記弁機構は、前記弁に連通する部屋と、前記部屋の少なくとも一部を規定するフィルムであって、変形により前記弁を開閉させるフィルムと、を具備し、
前記フィルムと前記可撓膜との間の距離を一定に保つためのスペーサーを具備することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の可撓膜機構。 - 請求項1〜5の何れか一項に記載の可撓膜機構と、
弁機構と、
を具備することを特徴とする流路部材。 - 請求項1〜5の何れか一項に記載の可撓膜機構と、
液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
を具備することを特徴とする液体噴射装置。
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