JP2022041866A - シール部材及びその製造方法、圧力調整機構、液体吐出ヘッド、並びに液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力調整機構でのバルブなどとして使用されるシール部材であって、高強度のベース部材を有するとともに信頼性の高いシール部材を提供する。
【解決手段】環状の突起として形成された環状当接部（バルブ先端部５０１）を有する弾性部材（バルブ部４０７）と、ベース部材（レバー部５０３）によってシール部材を構成する。弾性部材は、環状当接部から延びる管状の被保持部５０５がベース部材に形成された環状溝によって保持されることによってベース部材に固定される。環状溝５３５の幅５１３よりも、環状溝５３５がベース部材の深さ方向に沿って被保持部５０５を保持している長さである保持長さ５１４の方を長くする。
【選択図】図１８

Description

本発明は、例えば圧力調整機構においてバルブとして使用可能なシール部材及びその製造方法と、このシール部材を用いた圧力調整機構、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置とに関する。

インクジェット記録装置に代表される液体吐出装置には、装置内で液体が循環するものがある。装置内で液体を循環させる場合、循環する液体の圧力を制御する圧力調整機構が設けられる。特許文献１に開示される液体吐出装置は、背圧を一定に保つようにした背圧型の圧力調整機構を備えている。背圧型の圧力調整機構は、可撓性部材で流体的にシールされた第一圧力室と、第一圧力室の下流側に設けられた第二圧力室と、第一圧力室と第二圧力室との間の流抵抗を可変にするバルブと、第一圧力室内の液体の増減に応じて変位する受圧板とを有する。バルブは、第一圧力室内に設けられるとともに、受圧板の変位に応じてその弁体が移動して第一圧力室から第二圧力室に流れる液体の流抵抗を変化させ、それにより、第一圧力室の圧力すなわち背圧を一定に保つ機能を保つように動作する。

特開２０１７－１２４６２０号公報

圧力調整機構において、バルブは、受圧板の変位に応じて移動するベース部材に対して弁体となる弾性部材を接合したシール部材として構成されるが、弾性部材とベース部材との間には大きな引き剥がし力が加わる。接着剤によって弾性部材をベース部材に接合した場合には十分な信頼性が得られず、二色成形によって弾性部材とベース部材とを組立成形してバルブを製造するときは、ベース部材に高強度の材料を使用しにくくなる。

本発明の目的は、例えば圧力調整機構などにおいて使用されるシール部材であって、高強度のベース部材を有して信頼性の高いシール部材及びその製造方法と、このシール部材を用いた圧力調整機構、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置とを提供することにある。

本発明のシール部材は、環状の突起として形成された環状当接部を有する弾性部材と、弾性部材が固定されるベース部材と、を有し、弾性部材は、環状当接部から延びる管状の被保持部がベース部材に形成された環状溝によって保持されることによってベース部材に固定され、環状溝の幅よりも、環状溝がベース部材の深さ方向に沿って被保持部を保持している長さである保持長さの方が長く、弾性部材は、環状当接部の外方に向かって環状当接部及び被保持部から延びる補強部を有し、補強部の少なくとも一部はベース部材に形成された溝によって保持されていることを特徴とする。

本発明のシール部材の製造方法は、本発明のシール部材を製造するシール部材の製造方法であって、金型内において弾性部材とベース部材とを射出成形により一体に組立成形することを特徴とする。

本発明の圧力調整機構は、液体を収納し、外壁の少なくとも一部が可撓性フィルムで形成された液体収納室と、液体収納室に連通する開口と、可撓性フィルムの変位に応じて変位する押圧板と、液体収納室を拡張させる方向に押圧板を付勢する第一付勢部材と、本発明のシール部材と、を有し、シール部材は、押圧板の変位に応じてシール部材の弾性部材と開口との距離が変化して開口を流れる液体に対する流抵抗が変化するように配置され、液体収納室における液体の圧力が調整されることを特徴とする。

本発明の液体吐出ヘッドは、吐出口と、吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する記録素子と、記録素子を内部に備える圧力室と、を備える複数の記録素子基板と、複数の記録素子基板と連通する一対の共通流路と、一対の共通流路のうち一方の共通流路と他方の共通流路とを接続し、複数の圧力室と各々連通する複数の個別流路と、一対の共通流路における各々の上流側又は下流側に接続され、互いに異なる圧力に設定される本発明の圧力調整機構と、を有することを特徴とする。また本発明の液体吐出装置は、液体を収容する液体収容容器と、一対の本発明の液体吐出ヘッドと、一対の共通流路を含む循環経路に液体を循環させる循環機構と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば圧力調整機構において使用されるシール部材であって、高強度のベース部材を有して信頼性の高いシール部材及びその製造方法と、このシール部材を用いた圧力調整機構、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置とを得ることができる。

液体吐出装置の概略構成を示す図である。 第一循環形態を説明する図である。 第二循環形態を説明する図である。 液体吐出ヘッドへの液体の流入量を説明する図である。 液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図である。 液体吐出ヘッドを示す分解斜視図である。 各流路部材の表面及び裏面の構成を示す図である。 各流路の接続関係を示す透視図である。 流路構成部材及び吐出モジュールを示す断面図である。 吐出モジュールを説明する図である。 記録素子基板の構成を示す図である。 第三循環形態を示す図である。 背圧型の圧力調整機構を示す図である。 図１３に示す圧力調整機構の断面図である。 本発明に基づくシール部材の一例であるバルブを示す斜視図である。 押圧板の傾きを示す模式断面図である。 押圧板及びバルブの移動を示す断面図である。 圧力調整機構におけるバルブの近傍を示す断面図である。 バルブの成形を説明する断面図である。 環状当接部を示す拡大斜視図である。 樹脂導入路を設けない場合のバルブの成形を説明する断面図である。 減圧型の圧力調整機構を示す図である。 図２２に示す圧力調整機構で用いられるバルブを示す図である。 キャップ部材を示す図である。

図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。本発明に基づくシール部材は、高い剛性を有する材料からなるベース部材に対して柔軟な材料からなる弾性部材を接合させたものであり、弁などにおいて必要に応じて気密状態を作り出したり流抵抗を変化させたりするためのものである。弾性部材は、例えば、液体が流通する開口の周囲の面に必要に応じて当接して気密状態を維持する機能を有する。このようなシール部材は、例えば、背圧弁機構あるいは減圧弁機構を有する圧力調整機構においてバルブとして使用されたり、逆止弁などにおいて流体の流通方向の規制に用いられたり、ガスケットとして流体の漏洩を防ぐために用いられる。さらには、特定の領域が大気にさらされないように、その領域を必要に応じて気密の覆うためにも用いられる。以下では、本発明に基づくシール部材が圧力調整機構におけるバルブとして用いられる場合を中心に説明する。最初に、本発明の理解のために、圧力調整機構が用いられる機器の一例である液体吐出装置についてまず説明を行う。もちろん、本発明に基づく圧力調整機構が適用可能な機器は、液体吐出装置に限定されるものではない。

（液体吐出装置）
液体吐出装置は、吐出口から液体を吐出するものであり、液体吐出装置の一例として、吐出口からインクなどの記録液を用紙などの記録媒体に吐出して、記録媒体上に画像などを記録するインクジェット記録装置がある。図１は、記録媒体２に液体を吐出して記録媒体２上に記録を行うインクジェット記録装置として構成された液体吐出装置２０００の概略構成を示している。液体吐出装置２０００は、記録媒体２を搬送する搬送部１と、記録媒体２の搬送方向と略直交して相互に並列に配置された４本の液体吐出ヘッド３とを備えており、記録媒体２を搬送しながら液体吐出ヘッド３から液体を吐出するものである。４本の液体吐出ヘッド３は、それぞれ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各色の記録液すなわちインクを吐出するものである。以下において、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各色をまとめてＣＭＹＫとも称する。４色の液体吐出ヘッド３を備えることにより、この液体吐出装置２０００は、記録媒体２へのフルカラー記録を行うことができる。後述するように各液体吐出ヘッド３に対しては、液体吐出装置２０００での供給系、すなわち液体を収容する液体収容容器であるバッファタンク１００３（図２、図３参照）及びメインタンク１００６（図２、図３参照）が流体的に接続されている。また、それぞれの液体吐出ヘッド３には、その液体吐出ヘッド３に対して電力及び吐出制御信号を伝送する電気制御部が電気的に接続されている。

ここに示す液体吐出装置２０００は、記録液などの液体を、バッファタンク１００３と液体吐出ヘッド３との間で循環させる形態のものである。液体吐出装置２０００での液体の循環の形態には、液体を循環させるために液体吐出ヘッド３の下流側で高圧用及び低圧用の２つの循環ポンプが動作する第一循環形態と、液体吐出ヘッド３の上流側で同様の２つの循環ポンプが動作する第二循環形態とがある。以下、第一循環形態と第二循環形態とについて説明する。

（第一循環形態）
図２は、液体吐出装置２０００に適用される第一循環形態を示す模式図である。第一循環形態では、液体吐出ヘッド３が、高圧側の第一循環ポンプ１００１、低圧側の第一循環ポンプ１００２、及びバッファタンク１００３などに流体的に接続している。なお図２では、説明を簡略化するためにＣＭＹＫの各色の記録液のうちの一色の記録液が流動する経路のみを示しているが、実際には液体吐出装置２０００には、ここで示す経路が液体吐出ヘッド３ごとに設けられる。サブタンクとしてのバッファタンク１００３は、メインタンク１００６に接続されるとともに、タンク内部と外部とを連通する大気連通口（不図示）を有し、記録液中の気泡を外部に排出することが可能である。バッファタンク１００３は、補充ポンプ１００５とも接続されている。補充ポンプ１００５は、記録液を吐出しての記録や吸引回復など、液体吐出ヘッド３の吐出口から記録液を吐出（排出）することによって記録液が消費された際に、消費された分の記録液をメインタンク１００６からバッファタンク１００３へ移送する。

液体吐出ヘッド３には、実際に吐出口が設けられる液体吐出ユニット３００と、液体吐出ユニット３００を循環する液体の圧力を調整する圧力制御ユニット２３０を備えた液体供給ユニット２２０とが設けられている。液体吐出ユニット３００は、複数の記録素子基板１０と、液体の循環経路の一部を構成する共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２とを備えている。共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２は、一対の共通流路を構成する。バッファタンク１００３に供給された記録液は、後述するように、第二循環ポンプ１００４によって、液体吐出ヘッド３の液体接続部１１１を介して液体供給ユニット２２０に供給される。

２つの第一循環ポンプ１００１，１００２は、液体吐出ヘッド３の液体接続部１１１から液体を引き出してバッファタンク１００３へ流す役割を有する。第一循環ポンプ１００１，１００２としては、定量的な送液能力を有する容積型ポンプを用いることが好ましい。具体的にはチューブポンプ、ギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、シリンジポンプ等が挙げられるが、例えば一般的な定流量弁やリリーフ弁をポンプ出口に配して一定流量を確保する形態のポンプであっても用いることができる。また、流量センサーを循環経路内に設け、センサー出力値に基づいて本体内の制御回路からポンプの回転数を制御して一定流量を確保する形態も好ましく用いることができる。液体吐出ヘッド３の駆動時には高圧側の第一循環ポンプ１００１及び低圧側の第一循環ポンプ１００２によって、それぞれ、液体吐出ユニット３００の共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２内をある一定流量で記録液が流れる。このように記録液を流すことで、記録時の液体吐出ヘッド３の温度が最適の温度に維持される。この記録液の流量は、液体吐出ヘッド３内の各記録素子基板１０間の温度差が記録媒体２上での記録品質に影響しない程度となる流量以上に設定することが好ましい。もっとも、過度に大きな流量を設定すると、液体吐出ユニット３００内の流路の圧損の影響により、各記録素子基板１０で負圧差が大きくなり過ぎて記録画像での濃度ムラが生じてしまう。このため、各記録素子基板１０間の温度差と負圧差を考慮しながら流量を設定することが好ましい。

圧力制御ユニット２３０は、第二循環ポンプ１００４と液体吐出ユニット３００との間の経路に設けられており、フィルタ２２１を介して第二循環ポンプ１００４から記録液が供給される。圧力制御ユニット２３０は、循環系における記録液の流量が変動した場合でも、圧力制御ユニット２３０よりも下流側（すなわち液体吐出ユニット３側）の圧力を予め設定した一定圧力に維持するように動作する。循環系における記録液の流量変化は、例えば記録液を記録媒体２に対して吐出して記録を行うときに、単位面積当たりの吐出量が変化することによって生ずる。圧力制御ユニット２３０は、それぞれ異なる制御圧が設定されている２つの圧力調整機構２３０Ｈ，２３０Ｌを備えている。図において文字「Ｈ」は高圧側の圧力調整機構２３０Ｈであることを示し、文字「Ｌ」は低圧側の圧力調整機構２３０Ｌであることを示している。これらの２つの圧力調整機構２３０Ｈ，２３０Ｌは、圧力制御ユニット２３０よりも下流の圧力を、所望の制御圧を中心とした一定の範囲以下の変動で制御できるものであれば、どのような機構のものであってもよい。一例としては、いわゆる減圧弁、減圧レギュレータと同様の機構のものを用いることができる。第一循環形態のように液体供給ユニット２２０を介して圧力制御ユニット２３０の上流側を第二循環ポンプ１００４によって加圧するようにすることにより、バッファタンク１００３の液体吐出ヘッド３に対する水頭圧の影響を抑制できる。その結果、液体吐出装置２０００におけるバッファタンク１００３のレイアウトの自由度を広げることができる。第二循環ポンプ１００４としては、液体吐出ヘッド３の駆動時に使用される記録液の循環流量の範囲内において、一定圧以上の揚程圧を有するものであればよく、ターボ型ポンプや容積型ポンプなどを使用できる。具体的には、ダイヤフラムポンプ等が使用可能である。また第二循環ポンプ１００４の代わりに、例えば圧力制御ユニット２３０に対してある一定の水頭差をもって配置された水頭タンクを設けることもできる。

圧力制御ユニット２３０内の２つ圧力調整機構のうち、相対的に高圧が設定されている圧力調整機構２３０Ｈは、液体供給ユニット２２０内を経由し液体接続部１００を介して液体吐出ユニット３００内の共通供給流路２１１の入口に接続されている。同様に相対的に低圧が設定されている圧力調整機構２３０Ｌは、液体供給ユニット２２０内を経由して液体接続部１００を介して液体吐出ユニット３００内の共通回収流路２１２の入口に接続されている。共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２の出口は、液体接続部１００、液体供給ユニット２２０及び液体接続部１１１を介して、第一循環ポンプ１００１，１００２にそれぞれ接続している。その結果、バッファタンク１００３から第二循環ポンプ１００４、高圧側の圧力調整機構２３０Ｈ、共通供給流路２１１、高圧側の第一循環ポンプ１００１を経てバッファタンク１００３に戻る高圧側の循環経路が形成される。また、バッファタンク１００３から第二循環ポンプ１００４、低圧側の圧力調整機構２３０Ｌ、共通回収流路２１１、低圧側の第一循環ポンプ１００２を経てバッファタンク１００３に戻る低圧側の循環経路が形成される。なお、第一循環ポンプ１００１、１００２と第二循環ポンプ１００４と圧力制御ユニット２３０とは、第一循環形態において液体を循環させるための循環機構に相当する。

液体吐出ユニット３００には、複数の記録素子基板１０と共通供給流路２１１と共通回収流路と２１２のほかに、各記録素子基板１０とそれぞれ連通する個別供給流路２１３及び個別回収流路２１４が設けられている。記録素子基板１０ごとに設けられる個別供給流路２１３及び個別回収流路２１４を総称して個別流路２１５と称する。個別流路２１５は、相対的に高圧である共通供給流路２１１から分岐して相対的に低圧である共通回収流路２１２に合流するように設けられてこれらと連通している。したがって、記録液など液体の一部が共通供給流路２１１から記録素子基板１０の内部流路を通過して共通回収流路２１２へと向かう流れ（図２での白抜きの矢印）が発生する。これは、共通供給流路２１１には高圧側の圧力調整機構２３０Ｈが、共通回収流路２１２には低圧側の圧力調整機構２３０Ｌがそれぞれ接続されているため、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の間に差圧が生じるからである。

液体吐出ユニット３００では、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２内をそれぞれ通過するように液体を流しつつ、一部の液体が各記録素子基板１０内を通過するような流れが発生する。このため、各記録素子基板１０で発生する熱を共通供給流路２１１および共通回収流路２１２の流れで記録素子基板１０の外部へ排出することができる。また、液体吐出ヘッド３による記録を行っている際に、記録を行っていない吐出口や圧力室においても記録液の流れを生じさせることができるので、その部位において記録液の溶媒成分の蒸発に起因して記録液の粘度が高まることを抑制することができる。また、増粘した記録液や記録液中の異物を共通回収流路２１２へと排出することができる。このため、上述した液体吐出ヘッド３を用いることにより、高速かつ高品位での記録を行うことが可能となる。

（第二循環形態）
図３は、液体吐出装置２０００に第二循環形態を示す模式図である。前述の第一循環形態との主な相違点は、圧力制御ユニット２３０を構成する２つの圧力調整機構２３０Ｈ，２３０Ｌが、その圧力制御ユニット２３０よりも上流側の圧力を、所望の設定圧を中心として一定範囲内の変動で制御する機構であることである。これに伴って、第二循環ポンプ１００４は圧力制御ユニット２３０の下流側を減圧する負圧源として作用する。高圧側及び低圧側の第一循環ポンプ１００１，１００２は、液体吐出ヘッド３の上流側に配置され、圧力制御ユニット２３０が液体吐出ヘッド３の下流側に配置されている。

第二循環形態では、メインタンク１００６内の記録液は、補充ポンプ１００５によってバッファタンク１００３に供給され、その後、高圧側と低圧側の流路に分岐する。高圧側の流路では、記録液は、第一循環ポンプ１００１によってフィルタ２２１を介して共通供給流路２１１に供給される。共通供給流路２１１から排出された記録液は、高圧設定側の圧力調整機構２３０Ｈを経て低圧側の流路と合流し、第二循環ポンプ１００４を介してバッファタンク１００３に循環する。一方、低圧側の流路では、記録液は、第一循環ポンプ１００２によってフィルタ２２１を介して共通回収流路２１２に供給される。共通回収流路２１２から排出された記録液は、低圧設定側の圧力調整機構２３０Ｌを経て高圧側の流路と合流し、第二循環ポンプ１００４を介してバッファタンク１００３に循環する。この第二循環形態においても、２つの圧力調整機構２３０Ｈ，２３０Ｌにより共通供給流路２１１の圧力が共通回収流路２１２の圧力より相対的に高くなっている。その結果、共通供給流路２１１から個別流路２１５を介して共通回収流路２１２に流れる記録液の流れが発生する。第一循環ポンプ１００１、１００２と第二循環ポンプ１００４と圧力制御ユニット２３０とは、液体を循環させるための循環機構に相当する。

第二循環形態での圧力制御ユニット２３０は、循環する記録液の流量の変動があっても、圧力制御ユニット２３０の上流側（すなわち液体吐出ユニット３側）の圧力変動を予め設定された圧力を中心として一定範囲内に維持する。圧力制御ユニット２３０に設けられる圧力調整機構２３０Ｈ，２３０Ｌは、このように圧力を維持できる機構であればどのような機構であってもよく、一例としてはいわゆる背圧弁、背圧レギュレータと呼ばれる機構を採用したものであったよい。第二循環形態の循環流路では、第二循環ポンプ１００４によって、液体供給ユニット２２０を介して圧力制御ユニット２３０の下流側が減圧されている。このようにすると液体吐出ヘッド３に対するバッファタンク１００３の水頭圧の影響を抑制できるので、液体吐出装置２０００におけるバッファタンク１００３のレイアウトの選択幅を広げることができる。第二循環ポンプ１００４の代わりに、例えば圧力制御ユニット２３０に対して所定の水頭差をもって配置された水頭タンクを用いてもよい。

第二循環形態においても、液体吐出ユニット３００の内部では第一循環形態と同様の記録液の流れ状態が得られるが、第二循環形態は、第一循環形態の場合とは異なる２つの利点を有する。第一の利点は、圧力制御ユニット２３０に混入するゴミや異物が液体吐出ヘッド３へ流入することを防ぐことである。圧力制御ユニット２３０を構成する圧力調整機構２３０Ｈ，２３０Ｌは弁を備えており、弁の開閉に伴って圧力制御ユニット２３０にゴミや異物が混入するおそれがある。第二の循環形態では圧力制御ユニット２３０が液体吐出ヘッド３の下流側に配置され、フィルタ２２１が液体吐出ヘッド３の上流側に配置されている。そのため、第一循環ポンプ１００１，１００２及び第二循環ポンプ１００４の稼動により循環経路に記録液を循環させる際に、圧力制御ユニット２３０に混入する異物を記録液から取り除き、液体吐出ヘッド３に異物が流入することを防ぐことができる。

第二の利点は、第二循環形態では、バッファタンク１００３から液体吐出ヘッド３へ供給する必要流量の最大値が、第一の循環形態の場合よりも少なくて済むことである。その理由は次の通りである。記録待機時に循環している場合の、共通供給流路２１１、共通回収流路２１２及び個別流路２１５内の流量の合計を流量Ａとする。流量Ａの値は、記録待機中に液体吐出ヘッド３の温度調整を行う場合に液体吐出ユニット３００内の温度差を所望の範囲内にするために必要な最小限の流量として定義される。また液体吐出ユニット３００の全ての吐出口から記録液を吐出する場合（全吐出時）の吐出流量を流量Ｆと定義する。流量Ｆは、１つの吐出口当たりの１回の記録液の吐出量と単位時間当たりの吐出回数（すなわち吐出周波数）と吐出口の数との積として定義される。図４は、第一循環形態と第二循環形態とにおける、液体吐出ヘッド３への記録液の流入量の違いを示した概略図である。図４（ａ）は、第一循環形態における記録待機時を示しており、図４（ｂ）は、第一循環形態における全吐出時を示している。図４（ｃ）から図４（ｆ）は、第二循環流路での記録液の流入量を示しており、図４（ｃ）及び図４（ｄ）は流量Ｆ＜流量Ａの場合を示し、図４（ｅ）及び図４（ｆ）は流量Ｆ＞流量Ａの場合を示し、それぞれ、記録待機時と全吐出時の流量を示している。

定量的な送液能力を有する第一循環ポンプ１００１，１００２が液体吐出ヘッド３の下流側に配置されている第一循環形態の場合（図４（ａ）及び図４（ｂ））、第一循環ポンプ１００１，１００２の合計設定流量は流量Ａとなる。この流量Ａによって、待機時の液体吐出ユニット３００内の温度管理が可能となる。そして、液体吐出ヘッド３で全吐出が行われる場合、第一循環ポンプ１００１，１００２の合計設定流量は流量Ａのままであるが、吐出によって液体吐出ユニット３００に生じる負圧が記録液の流量に影響を及ぼす。そのため、液体吐出ヘッド３へ供給される最大流量は、合計設定流量の流量Ａに全吐出による消費分（流量Ｆ）が加算される。よって全吐出時の、液体吐出ヘッド３への供給量の最大値は、流量Ｆが流量Ａに加算されるため流量Ａ＋流量Ｆとなる（図４（ｂ））。

ここで図２に示す第一循環形態において、複数の記録素子基板１０のうち、一部の記録素子基板１０が記録待機中であり、その他の記録素子基板１０の全ての吐出口から記録液を吐出することを考える。図２では、記録素子基板１０のうち網掛けで示されているものは全吐出中の記録素子基板１０を示しており、網掛けが施されていないものは記録待機中の記録素子基板１０を示している。このとき、全吐出中の記録素子基板１０には、図において白抜き矢印で示すように共通供給流路２１１からの記録液の供給が行われるが、これに加えて図において黒塗りの矢印で示すように、共通回収流路２１２からも一定量の記録液の供給が行われる。一方、記録待機中の記録素子基板１０では、図において白抜き矢印で示すように、共通供給流路２１１からの記録液の供給が継続して行われる。液体吐出ユニット３００への記録液の流入量が増大するため、共通流路である共通供給流路２１１と共通回収流路２１２との間の差圧は多少変動するものの、共通流路の断面積を充分に確保することができれば、その影響は無視できる。

このように第一循環形態では、一部の記録素子基板１０が記録待機中に、その他の記録素子基板１０が全吐出中になった場合であっても、記録待機中の記録素子基板１０にも記録液が供給される。かかる構成により、液体吐出ヘッド３への記録液の供給量も好適に制御することができる。すなわち記録待機中の記録素子基板１０における個別流路２１５を通過する記録液の流量を、記録素子基板１０における全ての吐出口１３から吐出される記録液の吐出流量よりも小さくなるように共通流路の差圧を制御する。共通供給流路２１１と共通回収流路２１２との間の差圧を上記のように制御することにより、液体吐出ヘッド３の吐出口からの吐出流量の変動にもかかわらず、記録待機中の記録素子基板１０に循環させる記録液の量を抑制することができる。記録待機中の記録素子基板１０に循環させる記録液の量を抑制できれば、液体吐出ヘッド３からの熱の散逸を抑制することができ、循環流路内の記録液を冷却するための冷却機構なども簡略化することができる。

第一循環ポンプ１００１，１００２が液体吐出ヘッド３の上流側に配置されている第二循環形態の場合（図４（ｃ）から図４（ｆ））は、記録待機時に必要な液体吐出ヘッド３への記録液供給量は、第一循環形態と同様に流量Ａである。したがって第二循環形態では、流量Ｆよりも流量Ａが多い場合（図４（ｃ）、（ｄ））には、全吐出時でも液体吐出ヘッド３への供給量は流量Ａで十分である。その際、液体吐出ヘッド３からの排出流量は、流量Ａ－流量Ｆとなる（図４（ｄ））。しかし、流量Ａよりも流量Ｆが多い場合（図４（ｅ）、（ｆ））には、全吐出時には液体吐出ヘッド３への供給流量を流量Ａとすると。記録液の流量が不足する。そのため第二循環形態では、流量Ａよりも流量Ｆが多い場合には、液体吐出ヘッド３への供給量を流量Ｆとする必要がある。またこの状態で全吐出が行われると、液体吐出ヘッド３において流量Ｆが消費されるため、液体吐出ヘッド３からの排出流量は、ほとんど０となる（図４（ｆ））。なお、流量Ａよりも流量Ｆが多い場合であって、吐出は行うが全吐出ではない場合には、流量Ｆから吐出で消費された分が引かれた流量で記録液が液体吐出ヘッド３から排出される。

第二循環形態の場合、第一循環ポンプ１００１，１００２の設定流量の合計値、すなわち必要供給流量の最大値は、流量Ａまたは流量Ｆの大きい方の値となる。このため、同一構成の液体吐出ユニット３００を使用する限り、第二循環形態における必要供給量の最大値（流量Ａまたは流量Ｆの大きい方）は、第一循環形態における必要供給流量の最大値（流量Ａ＋流量Ｆ）よりも小さくなる。なお第二循環形態においても、一部の記録素子基板１０が記録待機中であって残りの記録素子基板１０が全吐出となった場合にも、記録待機中の記録素子基板１０にも記録液が供給される。また第二循環形態でも、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２との間の差圧を制御することにより、液体吐出ヘッド３の吐出口からの記録液の吐出流量の変動にかかわらず、記録待機中の記録素子基板１０に循環させる記録液の流量を抑制できる。第二の循環形態の場合、適用可能な循環ポンプの自由度が高まり、例えば構成の簡便な低コストの循環ポンプを使用したり、本体側経路に設置される冷却器（不図示）の負荷を低減したりすることができ、記録装置本体のコストを低減できる。この利点は、ＡまたはＦの値が比較的大きくなるページワイド型ヘッドであるほど大きくなり、ページワイド型ヘッドの中でも長手方向に長いヘッドほど有益である。

しかしながら一方で、第一循環形態の方が第二循環形態に対して有利になる点もある。第二循環形態では、記録待機時に液体吐出ユニット３００内を流れる流量が最大であるため、記録しようとする画像が単位面積当たりの吐出量が少ない画像（低デューティ画像とも呼ぶ）であるほど、各吐出口に高い負圧が印加された状態となる。記録ムラが目立ちやすい低デューティ画像の記録を行うとき吐出口に高い負圧が印加されるため、記録液の主滴に随伴して吐出されるいわゆるサテライト滴が多く発生し、記録品位が低下するおそれがある。一方、第一循環形態の場合、高い負圧が吐出口に印加されるのは単位面積当たりの吐出量が多い画像（高デューティ画像ともいう）の形成時であるため、仮にサテライト滴が発生しても視認されにくく、画像への影響は小さいという利点が生ずる。これら２つの循環形態は、液体吐出ヘッド３及び記録装置本体の仕様（吐出流量Ｆ、最小循環流量Ａ、及び液体吐出ヘッド３内の流路抵抗）に照らして、好ましく選択することができる。

（液体吐出ヘッドの構造）
次に、液体吐出ヘッド３の構造について図５を用いて説明する。図５（ａ）は、液体吐出ヘッド３において吐出口が形成された面の側から見た斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）とは反対方向から見た斜視図である。液体吐出ヘッド３は、その長手方向に直線上に配列（インラインに配置）される例えば１６個の記録素子基板１０を備えたライン形の液体吐出ヘッドであり、単色の記録液での記録を行うインクジェット方式のものである。液体吐出ヘッド３は、液体吐出装置２０００との間で記録液の循環を行うために設けられる上述した液体接続部１１１のほかに、信号入力端子９１及び電力供給端子９２を備えている。信号入力端子９１及び電力供給端子９２は、液体吐出ヘッド３の両側に配置されている。これは、記録素子基板１０に設けられる配線部で生じる電圧低下や信号伝送遅れを低減するためである。図２及び図３に示す循環形態では、液体吐出ヘッド３に１個の液体供給ユニット２２０が設けられ、液体供給ユニット２２２０に対して１個の圧力制御ユニット２３０が取り付けられていた。そして圧力制御ユニット２３０内に２つの圧力調整機構２３０Ｈ，２３０Ｌが設けられていた。しかしながら以下に説明する液体吐出ヘッド３は、２つの液体供給ユニット２２２０を備え、液体供給ユニット２２０ごとに、１個の圧力調整機構を備える圧力制御ユニット２２３０が設けられている。２つの液体供給ユニット２２２０は、液体吐出ヘッド３の長手方向の両端にそれぞれ設けられている。

図６は、液体吐出ヘッド３の斜視分解図であり、液体吐出ヘッド３を構成する各部品またはユニットをその機能ごとに分割して表示している。液体吐出ヘッド３では、第一流路部材５０と第二流路部材６０とによって流路構成部材２１０が構成され、流路構成部材２１０に複数個の吐出モジュール２００が組み合わされて液体吐出ユニット３００が構成されている。液体吐出ユニット３００の記録媒体側の面にはカバー部材１３０が取り付けられる。カバー部材１３０は、長尺の開口１３１が設けられた額縁状の表面を持つ部材であり、開口１３１は、吐出モジュール２００に含まれる記録素子基板１０とその封止材を露出させるために形成されている。開口１３１の周囲の枠部は、液体吐出ヘッド３の吐出口が形成されている面を記録待機時にキャップするキャップ部材の当接面としての機能を有する。このため、開口１３１の周囲に沿って接着剤、封止材、充填材等を塗布し、液体吐出ユニット３００の吐出口形成面上の凹凸や隙間を埋めることで、キャップ時に閉空間が形成されるようにすることが好ましい。

さらに液体吐出ヘッド３は、２個の液体吐出ユニット支持部８１と、２個の電気配線基板９０とを備えている。この液体吐出ヘッド３では、主として第二流路部材６０によってヘッドの剛性が担保されている。液体吐出ユニット支持部８１は、第二流路部材６０の両端部に接続されており、液体吐出装置２０００のキャリッジと機械的に結合されて、液体吐出ヘッド３の位置決めを行う。圧力制御ユニット２２３０を備える各液体供給ユニット２２２０は、ジョイントゴムからなる液体接続部１００を挟んで液体吐出ユニット支持部８１に結合し、電気配線基板９０も液体吐出ユニット支持部８１に結合されている。２つの液体供給ユニット２２２０内にはそれぞれフィルタ２２１（図１２参照）が内蔵されている。

２つの圧力制御ユニット２２３０は、それぞれ異なる、相対的に高低の圧力を制御するように設定されている。すなわち後述の図１２などに示すように、一方の圧力制御ユニット２２３０に設けられる圧力調整機構は高圧側のものであり、他方の圧力制御ユニット２２３０に設けられる圧力調整機構は低圧側のものである。圧力制御ユニット２２３０の詳細については後述する。このように液体吐出ヘッド３の両端部にそれぞれ高圧側と低圧側の圧力制御ユニット２２３０を設置した場合、液体吐出ヘッド３の長手方向に延在する共通供給流路２１１と共通回収流路２１２における液体の流れが互いに対向し、向流となる。このような構成では、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の間で熱交換が促進されて、２つの共通流路内における温度差が低減される。これによって、共通流路に沿って複数設けられる記録素子基板１０の相互間での温度差が少なくなり、温度差による記録ムラが生じにくくなるという利点が生ずる。

次に、液体吐出ユニット３００の流路構成部材２１０の詳細について説明する。図６に示すように、流路部材２１０は、第一流路部材５０と第二流路部材６０とを積層したものであり、液体供給ユニット２２２０から供給された液体を各吐出モジュール２００へと分配する。また流路構成部材２１０は、吐出モジュール２００から環流する記録液を液体供給ユニット２２２０へと戻すための流路部材として機能する。第二流路部材６０は、内部に共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２が形成された部材であるとともに、液体吐出ヘッド３の剛性を主に担うという機能を有する。このため、第二流路部材６０の材質としては、液体に対する十分な耐食性と高い機械強度を有するものが好ましく、具体的にはステンレスやチタン、アルミナなどを好ましく用いることができる。

次に、図７を用いて、第一流路部材５０及び第二流路部材６０の詳細を説明する。図７（ａ）は、第一流路部材５０の、吐出モジュール２００が取り付けられる側の面を示し、図７（ｂ）は、その裏面であって、第二流路部材６０と当接される側の面を示している。第一流路部材５０は、各吐出モジュール２００ごとに対応した複数の部材を隣接して配列したものである。このように分割した構造を採用し、このようなモジュールを複数配列することにより、液体吐出ヘッド３に要求される長さに対応することができるようになる。この構成は、例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）Ｂ２サイズ及びそれ以上の寸法に対応した長さの比較的長い液体吐出ヘッドに特に好適に適用できる。図７（ａ）に示すように、第一流路部材５０の連通口５１は吐出モジュール２００と流体的に連通し、図７（ｂ）に示すように、第一流路部材５０の個別連通口５３は第二流路部材６０の連通口６１と流体的に連通する。図７（ｃ）は、第二流路部材６０の、第一流路部材５０と当接される側の面を示し、図７（ｄ）は、第二流路部材６０の厚み方向中央部の断面を示し、図７（ｅ）は、第二流路部材６０の、液体供給ユニット２２２０と当接する側の面を示している。図７（ｅ）に示される連通口７２は、図６に示される液体接続部１００を介して圧力制御ユニット２２３０と連通しており、記録液は一方の連通口７２から第二流路部材６０へと供給され、他方の連通口７２から排出される。第二流路部材６０の共通流路溝７１は、その一方が図８に示す共通供給流路２１１であり、他方が共通回収流路２１２であり、それぞれ、液体吐出ヘッド３の長手方向に沿って一端側から他端側に液体を供給する。上述したように共通供給流路２１１と共通回収流路２１２での液体の流れる方向は、液体吐出ヘッド３の長手方向に沿って互いに反対方向である。

図８は、記録素子基板１０と流路構成部材２１０との間での各流路の接続関係を透視図として示している。図８に示したように、流路構成部材２１０内には、液体吐出ヘッド３の長手方向に延びる一組の共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２が設けられている。第二流路部材６０の連通口６１は、各々の第一流路部材５０の個別連通口５３と位置を合わせて接続されており、第二流路部材６０の連通口７２から共通供給流路２１１を介して第一流路部材５０の連通口５１へと連通する液体供給経路が形成されている。同様に、第二流路部材６０の連通口７２から共通回収流路２１２を介して第一流路部材５０の連通口５１へと連通する液体供給経路も形成されている。

図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線における断面を示した図である。この図に示すように、共通供給流路２１１は、連通口６１、個別連通口５３及び連通口５１を介して、吐出モジュール２００へ接続されている。図９では不図示であるが、別の断面においては共通回収流路２１２が同様の経路で吐出モジュール２００へ接続されていることは、図８を参照すれば明らかである。各吐出モジュール２００及び記録素子基板１０には、各吐出口１３（図１１参照）の形成個所である圧力室に連通する流路が形成されている。供給した液体の一部または全部は、この流路によって、吐出動作を休止している吐出口１３に対応する圧力室を通過して還流できるようになっている。共通供給流路２１１は高圧側の圧力制御ユニット２２３０と、共通回収流路２１２は低圧側の圧力制御ユニット２２３０と、それぞれ液体供給ユニット２２２０を介して接続されている。このため、これらの圧力制御ユニット２２３０によって生じる差圧によって、共通供給流路２１１から記録素子基板１０の圧力室を通過して共通回収流路２１２へと向かう流れが発生する。

（吐出モジュール）
図１０（ａ）は、１つの吐出モジュール２００を示した斜視図であり、図１０（ｂ）は、その分解図である。吐出モジュール２００では、支持部材３０の上に記録素子基板１０が配置されている。記録素子基板１０の吐出口列方向に沿った両辺部すなわち記録素子基板１０の長辺部の各々には、複数の端子１６（図１１参照）が配置されている。これに伴い記録素子基板１０と電気的に接続されるフレキシブル配線基板４０も、１つの記録素子基板１０に対して２枚配置されている。これは、１つの記録素子基板１０に設けられる吐出口列数が例えば２０列であり、端子１６から記録素子までの最大距離を短くして記録素子基板１０内の配線部で生じる電圧低下や信号遅れを低減するためである。支持部材３０は、記録素子基板１０を支持する支持体であるとともに、記録素子基板１０と流路構成部材２１０とを流体的に連通させる流路連通部材である。支持部材３０の液体連通口３１は、記録素子基板１０に設けられる全吐出口列を跨るように開口している。

（記録素子基板の構造）
記録素子基板１０の構成について、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、記録素子基板１０の吐出口１３が配される面の模式図であり、図１１（ｂ）は液体供給路１８及び液体回収路１９が形成されている部分を示す図であり、図１１（ｃ）は図１１（ａ）の裏面にあたる側の平面図である。ここで図１１（ｂ）は、図１１（ｃ）において記録素子基板１０の裏面側に設けられている蓋部材２０を除去した状態を示している。記録素子基板１０の吐出口１３の下方にはエネルギー発生素子が設けられており、エネルギー発生素子によって記録液にエネルギーが与えられると、記録液が吐出口１３から吐出され、記録が行われる。図１１（ｂ）に示すように、記録素子基板１０の裏面には、吐出口列方向に沿って、液体供給路１８と液体回収路１９が交互に設けられている。端子１６は、記録素子基板１０の吐出口列方向に沿った両辺部に配置されている。吐出口列ごとに一組の液体供給路１８と液体回収路１９が設けられており、蓋部材２０には、支持部材３０の液体連通口３１と連通する開口２１が設けられている。

（第三循環形態）
次に、図５から図１１までを用いて説明した液体吐出装置２０００における循環形態である第三循環形態について、図１２を用いて説明する。図５から図１１までを用いて説明した液体吐出装置２０００の液体吐出ヘッド３では、共通供給流路２１１での記録液の流れの方向と共通回収流路２１２での記録液の流れの方向とが向かい合っている。図１２に示す第三循環形態は、図３に示した第二循環形態を基本として、記録液の流れの方向の違いに応じて圧力制御ユニット２２３０の配置などを若干変更したものであり、基本的な動作としては第二循環形態と同じである。液体吐出ヘッド３は、液体吐出ヘッド３の長手方向の両端部に、それぞれ高圧側（Ｈ）と低圧側（Ｌ）の圧力制御ユニット２２３０を備えている。これらの圧力制御ユニット２２３０には、それぞれ１個の圧力調整機構が設けられている。記録液は、共通回収流路２１１または共通供給流路２１２を通過し、それぞれの圧力制御ユニット２３０に流入し、液体接続部１１１を介して第二循環ポンプ１００４へと導かれる。

（背圧型の圧力調整機構）
次に、本発明の実施の一形態の圧力調整機構について説明する。図１３及び図１４は、実施の一形態の圧力調整機構を示している。この圧力調整機構は、背圧型のものであって、図４から図１１を用いて説明した液体吐出装置２０００における圧力制御ユニット２２３０に設けられる圧力調整機構として好ましく用いられるものである。特にこの圧力調整機構は、上述の第二循環形態及び第三循環形態に適合したものである。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、それぞれ、圧力調整機構の外観の斜視図及び正面図であり、図１４（ａ）は、図１３（ａ）のＡ－Ａ線に沿った圧力調整機構の断面図であり、図１４（ｂ）は圧力調整機構の動作を説明する断面図である。図１３では、圧力調整機構を備える圧力制御ユニット２２３０が液体吐出装置２０００の液体供給ユニット２２２０に取り付けられた状態で描かれている。

圧力調整機構は、扁平な略直方体形状の筐体を有し、筐体の開口した１つの面を覆うように可撓性フィルム４０５が配置されている。筐体の残りの５つの面と可撓性フィルム４０５とによって、記録液などの液体を内部に収納することができて、かつ容積が可変の第一液体収納室４０１が形成されている。第一液体収納室４０１は、背圧型の圧力調整機構に設けられる第一圧力室に対応するものであって、その外壁の少なくとも一部が可撓性フィルム４０５で形成されていることになる。押圧板４０４は、背圧型の圧力調整機構における受圧板として機能する部材であって、可撓性フィルム４０５の内面側（第一液体収納室４０１の側）に固定されており、第一液体収納室４０１を拡張させる方向に可撓性フィルム４０５を押圧している。押圧板４０４と筐体との間には、第一付勢部材として負圧バネ４１１が介在し、負圧バネ４１１は、第一液体収納室４０１を外側に向けて拡張させる方向に、押圧板４０４に付勢している。すなわち、負圧バネ４１１が押圧板４０４に付勢し、付勢された押圧板４０４が、第一液体収納室４０１の容積が拡大する方向に、可撓性フィルム４０５を押圧している。

図１４（ａ）において矢印Ｚは鉛直上向き方向を示している。第一液体収納室４０１の鉛直方向下方には、第一液体収納室４０１に液体を流入させるための流入口４１４が形成されている。流入口４１４は、この圧力調整機構が液体吐出装置２０００において使用される場合においては、共通回収流路２１１または共通供給流路２１２と連通するものである。なお本実施形態における鉛直方向は、圧力調整機構の使用時（圧力調整機構を有する圧力制御ユニット２２３０を液体吐出装置２０００に装着して、液体の圧力制御を行うとき）における鉛直方向である。

第一液体収納室４０１の鉛直方向上方には、第一液体収納室４０１と連通して第一液体収納室４０１の一部を形成する、バルブ室４０２が配置されている。バルブ室４０２には、第一液体収納室４０１の内部の外部に流出させるための流出口４１０が開口として形成されている。流出口４１０の先には、第一液体収納室４０１とは異なる第二液体収納室４０３が設けられており、流出口４１０は第一液体収納室４０１と第二液体収納室４０３の間に形成されている。この圧力調整機構を液体吐出装置２０００に設けた場合、第二液体収納室４０３は、液体接続部１１１（図１３参照）を介して、第二循環ポンプ１００４と接続される。第一液体収納室４０１は、圧力調整機構が設けられる圧力制御ユニット２２３０において、液体吐出ヘッド３が接続される側である、液体の流れの上流側に設けられており、第二液体収納室４０３は、第一液体収納室４０１から見て流れの下流側に位置する。結局、共通回収流路２１１または共通供給流路２１２から流入口４１４を介して第一液体収納室４０１に流入した液体は、第一液体収納室４０１内のバルブ室４０２へと流入し、さらに流出口４１０を介して第二液体収納室４０３に流入する。液体は、その後、液体接続部１１１を介して第二循環ポンプ１００４へと導かれる。

図１４（ａ）に示すように流出口４１０は、第一液体収納室４０１の外壁が可撓性フィルム４０５で形成された部分より、鉛直方向上方の位置に形成されることが好ましい。第一液体収納室４０１より流れの下流側に配置されるバルブ室４０２及び流出口４１０を、このように鉛直方向上方に形成すると、第一液体収納室４０１内に液体を充填する際に、第一液体収納室４０１内のエア（空気）を排出しやすくなる。液体を充填する際に十分にエアを排出しておけば、例えば圧力調整機構の使用時に第一液体収納室４０１の内部のエアの量が変化して第一液体収納室４０１の水頭圧が変化することを抑制することができる。またこのように構成することにより、圧力調整機構の使用中に第一液体収納室４０１内から排出されたエアが第二循環ポンプ１００４へ流入することによってポンプ圧力が変化してしまうことを抑制できる。さらにこの構成では、第一液体収納室４０１内にエアが流入してきた場合に、エアは、第一液体収納室４０１における可撓性フィルム４０５で形成された部分には滞留しにくく、バルブ室４０２に滞留するか、もしくは流出口４１０から排出されやすくなる。一般に、可撓性フィルム４０５のような薄肉の部材は気体透過性が高く、可撓性フィルム４０５で形成された部分にエアが残存すると、気体の透過によって残存エアの容積が増大しやすい。残存エアの容積が増大すると、第一液体収納室４０１の水頭圧の変化や、第二循環ポンプ１００４へ流入することによってポンプ圧力が変化してしまうおそれがある。そのため、可撓性フィルム４０５で形成された部分よりも鉛直方向の上方に流出口４１０を設け、可撓性フィルム４０５で形成された外壁の内側付近に残存エアが滞留しにくくすることが好ましい。

次に、バルブ室４０２に配置されるバルブ４０６について説明する。バルブ４０６は、本発明に基づくシール部材によって構成されるものである。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、それぞれバルブ４０６を異なる角度から見てバルブ４０６を拡大して示している。バルブ４０６は、レバー部５０３として後で説明するようにレバー形状に形成されており、圧力調整機構が有する軸受け（不図示）に嵌合した軸４０８を中心として回動可能である。バルブ４０６の一端部には、バルブ４０６の弁体として作用するバルブ部４０７が設けられている。バルブ部４０７と流出口４１０との間で可変のギャップ４１３（図１４（ｂ）参照）を形成することで、バルブ室４０２から開口である流出口４１０を介して第二液体収納室４０３に流れる液体に可変の流抵抗を与えることができる。バルブ部４０７と流出口４１０との間の距離であるギャップ４１３の大きさがバルブ開度となり、ギャップ４１３が大きいとバルブ開度が高く、流抵抗が小さいということになる。また、バルブ室４０２には、第二付勢部材としてバルブバネ４１２が配置されている。バルブバネ４１２は、バルブ部４０７と流出口４１０間のギャップ４１３を小さくする方向に、すなわちバルブ部４０７によって流出口４１０を閉じる方向に、バルブ部４０７を付勢している。

一方、バルブ４０６の軸４０８を挟んでバルブ部４０７と反対側に位置する他端部には、可撓性フィルム４０５及び第一液体収納室４０１内の押圧板４０４の動きをバルブ４０６へ伝達するための、押圧板接触部４０９が形成されている。第一液体収納室４０１の容積に応じて可撓性フィルム４０５及び押圧板４０４が移動したすなわち変位した際に、押圧板４０４の一部と押圧板接触部４０９が接触することで、押圧板４０４の動きに連動してバルブ４０６が回動するように動く。図１４（ｂ）は、バルブ４０６のバルブ部４０７と流出口４１０との間のギャップ４１３が大きくなる方向、すなわち流出口４１０でのバルブ開度が高くなる方向にバルブ４０６が回動する様子を矢印で示している。

第一液体収納室４０１の容積を大きくする方向に押圧板４０４が動くと、押圧板４０４に当接している押圧板接触部４０９が、軸４０８を中心として回動するように動く。この動きにより、バルブ部４０７が流出口４１０から遠ざかって流出口４１０との間のギャップ４１３は大きくなり、流出口４１０のバルブ開度が高くなる。すなわち第一液体収納室４０１を拡張する方向に押圧板４０４が変位したときに、弾性部材であるバルブ部４０７が流出口４１０から遠ざかり、流出口４１０を介して流出する液体に対する流抵抗が小さくなる。反対に第一液体収納室４０１の容積を小さくする方向に押圧板４０４が動くと、押圧板４０４に当接している押圧板接触部４０９が、バルブ４０６の軸４０８を中心として回動するように動く。この動きにより、バルブ部４０７と流出口４１０との間のギャップ４１３は小さくなり、流出口４１０のバルブ開度が低くなり、流抵抗が大きくなる。このように、可撓性フィルム４０５及び押圧板４０４が動くことによって、バルブ４０６が動き、バルブ部４０７と流出口４１０との間のギャップ４１３、すなわち流出口４１０でのバルブ開度が変化する。

このように流出口４１０でのバルブ開度、流出口４１０における液体に対する流抵抗は、バルブ４０６の動きによって変化する。バルブ４０６は、押圧板接触部４０９において押圧板４０４と当接して移動する。バルブ４０６は、軸４０８と軸４０８に嵌合する軸受けとによってその動きの範囲（可動範囲）が制限されており、これらによって制限された動きである回動動作を行うことになる。すなわち、第一液体収納室４０１の拡張に連動してバルブ開度が高くなるようにバルブ４０６は動くが、この動きの範囲は、あらかじめ設定された範囲に制限されている。したがって、可撓性フィルム４０５や押圧板４０４の影響があっても、流出口４１０のバルブ開度であるバルブ部４０７と流出口４１０との間のギャップ４１３は、所望の値をとることができる。

これに対し、液体収納室（圧力室）が可撓性フィルム４０５と押圧板４０４とによって形成され、バルブが可撓性フィルム４０５及び押圧板４０４と一体で形成されており、バルブの可動範囲が押圧板４０４以外では制限されていない場合を考える。この場合、バルブの動きは、可撓性フィルム４０５自体の剛性の影響や、可撓性フィルム４０５に形成されている折れ目やシワなどの影響を受けやすい。例えば、可撓性フィルム４０５のシワの影響で、押圧板４０４が傾いた状態で動き、流出口４１０のバルブ開度が所望の値とならない場合がある。これに対して本実施形態では、押圧板４０４以外の部材によってバルブ４０６が可動範囲が制限されているので、可撓性フィルム４０５や押圧板４０４の状態に関わらず、流出口４１０でのバルブ開度は所定の値をとることが可能である。このため本実施形態では、可撓性フィルム４０５がバルブ４０６による液体の圧力の制御に影響を及ぼすことが低減され、安定した圧力制御を行うことができる。

図１５に示すように、バルブ４０６に設けられる押圧板接触部４０９の形状は、球体の少なくとも一部である形状であることが好ましい。図１５は半球形状の押圧板接触部４０９を示している。図１６は押圧板４０４の傾きの一例を示す図であり、図１６（ａ）は傾きのない状態を示し、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の状態から押圧板４０４が傾くように動いた状態を示している。押圧板接触部４０９の形状を、球体の少なくとも一部である形状とすることにより、図１６（ｂ）に示すように押圧板４０４が傾いた状態で変位しても、押圧板４０４と押圧板接触部４０９とが球面上の１点で接触する。このため、バルブ４０６の荷重点は一定となり、バルブ４０６が安定した動作をすることができる。

次に、圧力調整機構における、第一液体収納室４０１内の圧力すなわち背圧が安定化されることについて説明する。第一液体収納室４０１内の圧力は、以下に示す関係式により決定される。
（Ｆ１＋Ｐ１・Ｓ１）Ｌ１＝（Ｆ２－（Ｐ２－Ｐ１）Ｓ２）Ｌ２ …（１）
（Ｐ１－Ｐ２）＝Ｒ・Ｑ …（２）
ここで、各パラメータが示す値は以下のとおりである：
Ｐ１：第一液体収納室４０１内の圧力（ゲージ圧）、
Ｐ２：第二液体収納室４０３内圧力（ゲージ圧）、
Ｆ１：負圧バネ４１１のバネ力、
Ｆ２：バルブバネ４１２のバネ力、
Ｓ１：押圧板４０４の受圧面積、
Ｓ２：バルブ部４０７の受圧面積、
Ｌ１：レバー部５０３の腕長さ１（軸４０８から押圧板接触部４０９までの長さ）、
Ｌ２：レバー部５０３の腕長さ２（軸４０８からバルブ部４０７までの長さ）、
Ｒ：バルブ部４０７と流出口４１０との間ギャップ４１３の流抵抗、
Ｑ：液体の流量。

ここでは、簡略化のため、バルブ室４０２の圧力は第一液体収納室４０１内の圧力と等しいものとする。バルブ部４０７と流出口４１０との間のギャップ４１３の流抵抗Ｒは、ギャップ４１３の大きさによって変化する。ギャップ４１３が大きい、すなわちバルブ４０７と流出口４１０との間の距離が大きいほど、流抵抗Ｒは小さくなる。式（１）はバルブ４０６における力の釣り合いを表し、式（２）は、流抵抗と流量との積が圧力差に等しいことを表している。上記の式（１）及び式（２）が同時に成立するようにギャップ４１３の大きさが決定されることで、圧力Ｐ１、すなわち圧力調整機構の背圧が導出される。

例えば、圧力調整機構を備える液体吐出装置２０００において圧力調整機構に流入する液体の流量Ｑが増加した場合は、次の通りとなる。圧力調整機構の下流側に配置された第二循環ポンプ１００４の流量に応じた圧力特性と、第二液体収納室４０３から第二循環ポンプ１００４に至るまでの経路の流抵抗の増加によって、第二液体収納室４０３の圧力Ｐ２は増加する。この圧力Ｐ２は、第二循環ポンプ１００４での吸い込み側の圧力であるので、圧力Ｐ２が正圧に近付く。圧力Ｐ２が増加すると、式（１）にしたがって、圧力Ｐ１が瞬時的に低下する。このとき、流量Ｑと圧力Ｐ２とが増加し、一方で圧力Ｐ１が低下しているので、式（２）より、流抵抗Ｒが低下するようにバルブ４０６が変位する。流抵抗Ｒの低下であるからバルブ部４０７と流出口４１０との間のギャップ４１３が大きくなる必要があり、ギャップ４１３が増加する方向にバルブ４０６は回動して変位する。この変位に伴ってバルブバネ１２はバネ長さが縮小する方向に変位するので、バネ力Ｆ２が増加する。その一方で、押圧板４０４側の負荷バネ４１１は、そのバネ長さが増加する方向に変位するので、バネ力Ｆ１は減少する。このとき、押圧板４０４は、第一液体収納室４０１の容積を増大する方向に変位する。その結果、式（１）から瞬時的に圧力Ｐ１が増加する。圧力Ｐ１が増加すると、上述とは逆の作用により圧力Ｐ２が瞬時的に減少する。このような現象が短い期間に繰り返されることにより、流量Ｑに応じて流抵抗Ｒが変化しつつ式（１）及び式（２）が同時に成立しなければならないことから、背圧である圧力Ｐ１がある一定範囲内の圧力に維持される。

液体吐出装置２０００において、圧力調整機構の第一液体収納室４０１は、流入口４１４を介して、液体回収流路２１２及び吐出モジュール３００と連通している。ここで背圧である圧力Ｐ１がある一定範囲内の圧力に維持されることで、液体吐出に関わる吐出モジュール３００の圧力がある一定範囲内に維持される。このように圧力Ｐ１が一定範囲内に維持されることにおいては、バルブ部４０７と流出口４１０との間のギャップ４１３が大きく関わっている。例えば、バルブ部４０７が流出口４１０に対して相対的に著しく傾いた位置関係となってしまう場合を想定する。そのような場合、式（１），（２）の両方を成立させる流抵抗Ｒを与えるような大きさのギャップ４１３を形成できなくなるため、圧力Ｐ１を一定の範囲内に維持することができなくなる。

以上説明したバルブ４０６は、軸４０８を中心にして一端側に弁体として機能するバルブ部４０７が設けられ他端側に押圧板接触部４０９が設けられているが、本発明に基づくシール部材であるバルブ４０６は、このような構成のものに限定されるものではない。例えば、一端部が軸となって回動変位するバルブであってもよいし、さらには、回動ではなく直線変位によってバルブ部４０７と流出口４１０との間のギャップ４１３の大きさを変化させる形態のバルブであってもよい。なお、流出口４１０におけるバルブ開度とは、流出口４１０における流抵抗を考慮した液体の流れやすさを示すものである。流出口４１０におけるギャップ４１３が大きくなれば、バルブ開度は高くなる。また、流出口４１０そのものの開口面積が大きくなることでも、バルブ開度は高くなる。また、バルブによって流出口４１０が閉まっている状態（バルブ開度が０％）から、バルブが動いて流出口４１０の少なくとも一部が開いた状態になるときも、バルブ開度は高くなる。

圧力調整機構は、可撓性フィルム４０５の変位方向に対してバルブ４０６の動きの方向、特に弁体であるバルブ部４０７の移動の方向が異なるものであることが好ましい。可撓性フィルム４０５の変位方向とバルブ部４０７の動きの方向が同じである場合、押圧板４０４以外の部材によるバルブ４０６の可動範囲の制限が、可撓性フィルム４０５及び押圧板４０４の動きに直接的な影響を与えやすい。このため、可撓性フィルム４０５や押圧板４０４が所望の動きをしにくくなることがある。これに対して可撓性フィルム４０５の変位の方向とバルブ部４０７の動きの方向が異なっていると、押圧板４０４以外の部材によるバルブ４０６の可動範囲の制限の影響が、可撓性フィルム４０５や押圧板４０４の動きに対して直接的には及びにくくなる。このため、可撓性フィルム４０５や押圧板４０４が所望の動きをしやすくなる。

また、圧力調整機構は、可撓性フィルム４０５及び押圧板４０４が直線的に変位し、これに連動するバルブ４０６の動きが回動である構成であることが好ましい。バルブ４０６の動きが回動であると、回動の軸を固定するなどして、押圧板４０４以外の部材によってバルブ４０６の可動範囲を制限することが容易である。特に、第一液体収納室４０１の鉛直方向上方に流出口４１０がある構成の場合、バルブ４０６の動きが回動であることがより好ましい。バルブ４０６の動きが回動であると、バルブ開度が高くなる際、バルブ部４０７と流出口４１０との間のギャップ４１３において、鉛直方向でより上方においてギャップ幅が大きく広くなる。鉛直方向でより上方においてギャップ幅が広いと、バルブ室４０２において鉛直方向上方の位置に溜まりやすいエアを、ギャップ４１３を介して流出口４１０から流出させやすくなる。

以上の説明においては、流出口４１０におけるバルブ開度に関し、バルブ部４０７と流出口４１０とが対向する方向でのギャップ４１３の大きさによる流抵抗の変化を用いて説明を行ってきたが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、流出口４１０そのものの開口面積を変化させるようにバルブ部４０７が変位することで、流抵抗の変化が起こるように構成してもよい。いずれにても本発明に基づくシール部材であるバルブ４０６は、押圧板４０４以外の部材によって可動範囲が制限されていることにより、可撓性フィルム４０５がバルブ４０６による液体の圧力の制御に影響を与えにくいものとなっている。

次に、押圧板４０４及びバルブ４０６の移動に関して、図１４で説明した例とは異なる例を、図１７を用いて説明する。図１７（ａ）は、この場合における圧力調整機構を示す断面図である。図１７に示す例では、押圧板４０４は、第一液体収納室４０１の容積を増加させる方向に、回動して動く。図１７（ａ）では、付勢部材である負圧バネ４１１の中心に位置する軸が軸（ｉ）として示され、第一液体収納室４０１における可動部を構成する可撓性フィルム４０５及び押圧板４０４の鉛直方向の中心を通る軸が軸（ｉｉ）として示されている。軸（ｉ）及び軸（ｉｉ）は、いずれも、鉛直方向に直交する軸であるが、軸（ｉ）の方が軸（ｉｉ）よりも鉛直方向上方に配置している。押圧板４０４の鉛直方向の下端には、押圧板突起４２２が設けられている。また、第一液体収納室４０１の内部において押圧板突起４２２に対向する位置には、押圧板規制部４２１が設けられている。押圧板規制部４２１は、第一液体収納室４０１の可動部が変位する際に、押圧板４０４の押圧板突起４２２が押圧板規制部４２１に当接することで、押圧板突起４２２が負圧バネ４１１の長さ方向（延在方向）へ変位することを規制するものである。

このように構成することで、図１７（ｂ）に示すように、第一液体収納室４０１の容積が大きくなるときに、第一液体収納室４０１の可動部は、矢印で示す方向に回動変位するように動く。すなわち、第一液体収納室４０１内の圧力と負圧バネ４１１のバネ力との釣り合いの関係から、第一液体収納室４０１の可動部は、押圧板突起４２２が押圧板規制部４２１に当接した状態から、押圧板突起４２２を回動中心とした回動変位をする。この構成では、バルブ４０６を開放する際の第一液体収納室４０１の可撓性フィルム４０５及び押圧板４０４の状態は、押圧板突起４２２が押圧板規制部４２１に当接した状態に規制される。このため、バルブ４０６を開放する際に負圧バネ４１１が押圧板４０４を押圧する力も一定とすることができる。負圧バネ４１１の押圧力は、上述したように第一液体収納室４０１の圧力を決定するパラメータであるため、負圧バネ４１１の押圧力が一定となることで、第一液体収納室４０１の圧力も一定とすることができる。押圧板突起４２２が押圧板規制部４２１に当接した状態に規制されるから、バルブ４０６を開放する際に、可動部である可撓性フィルム４０５及び押圧板４０４の変形状態が一定となる。すなわち、これらの可動部における受圧面積が一定となる。可動部の受圧面積は、上述したように第一液体収納室４０１の圧力を決定するパラメータであるため、可動部の受圧面積が一定となることで、第一液体収納室４０１の圧力も一定とすることができる。

（シール部材としてのバルブの構成）
次に、バルブ４０６におけるバルブ部４０７とレバー部５０３について詳細に説明する。図１８は、バルブ４０６の要部を拡大して示す図であって、図１３（ａ）のＢ－Ｂ線での断面を示している。上述したようにバルブ４０６は本発明に基づくシール部材の一例であり、バルブ部４０７はシール部材での弾性部材に該当し、レバー部５０３はシール部材でのベース部材に該当する。バルブ４０６はレバー形状のものであり、バルブ４０６においてバルブ部４０７を除いた部分がレバー部５０３となる。バルブ部４０７はレバー部５０３に固定されている。図１５及び図１８に示すように、バルブ部４０７の一部であるバルブ先端部５０１は、流出口４１０の外周を囲むように環状の突起形状を有し、流出口４１０の周辺のギャップ形成面５０２との間でキャップ４１３を形成して可変の流抵抗を与える。流出口を流れる流量を非常に小さくするときは、流抵抗を極めて大きくする必要がありギャップ４１３を微小な隙間にしなければならない。しかし、ギャップ１１３を形成するバルブ先端部５０１及びギャップ形成面５０２に傾き、うねり、凹凸などがあると、両者が互いが当接したとしても隙間が残り、それ以上、ギャップ１１３を小さくすることが困難である。そのため本実施形態では、バルブ先端部５０１を柔軟な材料である弾性部材によって構成し、ギャップ形成面５０２の表面形状にバルブ先端部５０１をならわせるようにしている。これにより、ギャップ形成面５０２の表面の傾きやうねり、凹凸などを吸収することが可能になって、きわめて小さなギャップ５１３を形成することができる。環状の突起形状を有するバルブ先端部５０１は環状当接部の一例である。弾性部材であるバルブ部４０７の一部分であるバルブ先端部５０１を環状に設ける理由については後述する。

レバー部５０３には、図１４（ｂ）に示すように、押圧板接触部４０９が受ける押圧板４０４からの押し圧、バルブ部４０７が受ける第二液体収容室４０３内の減圧圧力、バルブバネ４１２のバネ荷重が加わる。これらの力によってレバー部５０３は、軸４０８を回転中心とした曲げモーメントを受ける。レバー部５０３が変形すると、ギャップ４１３の大きさと押圧板４０４の位置との関係が、本来のものからずれてしまう。レバー部５０３の変形に伴って押圧板４０４の位置が変化することで、押圧板４０４による受圧面積と負圧バネ４１１の荷重とが変化し、第一液体収納室４０１の圧力も変わってしまう。長期にわたって第一液体収納室４０１の圧力変化を小さくするためには、軸４０８も含めてバルブ４０６のレバー部５０３には高い剛性が求められる。特に、加温された液体の圧力調整に圧力調整機構が用いられる場合には、温度上昇により剛性が低下し、変形が大きくなるため、レバー部５０３は耐熱性の高い材料で構成されることが好ましい。例えば液体吐出装置に設けられる圧力調整機構の場合、その装置内の昇温や記録液の温度調節、記録素子基板における発熱などのために、３０℃以上にまで温度が上昇した液体が圧力調整機構に流入する可能性が高い。温度が上昇した液体が流入することでレバー部５０３の剛性が低下し、レバー部５０３のたわみや変形が大きくなると、圧力調整機構によって維持されるべき背圧が変動し、その結果、液体として記録液を吐出したときの記録品位の低下が起こるおそれがある。

次に弾性部材であるバルブ部４０７のレバー部５０３への固定について説明する。ここで説明する圧力調整機構は背圧型であるので、第二液体収納室４０３は、そこに接続されるポンプ（図１２に示す第三循環形態で使用される場合であれば第二循環ポンプ１００４）によって減圧にされる。第二液体収納室４０３が減圧にされると、バルブ先端部５０１を含む領域であって流出口４１０に対向するバルブ４６０の先端の領域において、ギャップ４１３を狭くする方向の力が加わる。一方、レバー部５０３には、押圧板４０４からギャップ４１３を広くする方向の力が加わる。そのため、バルブ部４０７には、第二液体収納室４０３側からの減圧圧力によりレバー部５０３から引き剥がされる方向の力が加わる。一例として、減圧圧力としてバルブ部５０７に加わる最小圧力は－５ｋＰａ以下（ここでは負圧であるので、加わる圧力の絶対値としては５ｋＰａ以上）である。バルブ４０６の大きさに比べてギャップ４１３が十分に小さいとすれば、ギャップ４１３を狭くする方向の力が加わるのは、流出口４１０に向かい合う領域とその周辺に限られる。そこで、流出口４１０の縁に沿った位置でギャップ形成面５０２に当接できるようにバルブ先端部５０１を環状に形成すれば、減圧圧力を受圧する面積を環状となったバルブ先端部５０１のみと小さく抑えることが可能になる。減圧圧力を受圧する面積を狭くなると、バルブ部４０７に加わるレバー部５０３からの引き剥がし力も小さくなるので、高剛性材料からなるレバー部５０３から弾性部材であるバルブ４０７が引き剥がされるおそれが少なくなる。したがって、バルブ先端部５０１は、環状当接部として形成されることが好ましい。

レバー部５０３に対するバルブ部４０７の接合の手段として、接着剤を用いることも考えられる。しかしながら接着剤を用いる場合には、高剛性材料でありベース部材であるレバー部５０３と柔軟な材料からなり弾性部材であるバルブ部４０７との接着に適した接着剤の選択が難しい上に、接着剤に含まれる成分の溶出の恐れもある。例えば接着剤を用いてレバー部５０３にバルブ部４０７を接合した圧力調整機構を液体吐出装置に適用した場合、接着剤成分が記録液などに溶出して記録液中に異物が発生し、吐出口の詰まりなどを引き起こす恐れが生じる。

本実施形態では、接着剤を用いることなくバルブ部４０７をレバー部５０３に固定するために、バルブ部４０７をレバー部５０３に形成された環状溝によって保持する構成を採用している。図１８に示すようにバルブ部４０７は、環状に形成されたバルブ先端部５０１のほかに、バルブ先端部５０１からレバー部５０３の深さ方向に延びる管状の被保持部５０５を有している。被保持部５０５は、その両側面が、レバー部５０３に形成された環状溝５３５の１対の側面５０４によって挟持されるようにして固定されている。図１８では環状溝５３５の内部には既に被保持部５０５が存在するので環状溝５３５は単独で示されていないが、図１９（ｂ）には、バルブ部４０７が固定される前のレバー部５０３が示され、環状溝５３５も示されている。バルブ先端部５０１と被保持部５０５とは一体に形成されており、バルブ部４０７は、柔軟な材料からなる弾性部材として、全体として円筒形状を有する。バルブ部４０７においてレバー部５０３から突出している部分がバルブ先端部５０１であり、レバー部５０３の内部に埋もれている管状の部分が被保持部５０５ということになる。このようにレバー部５０３とバルブ部４０７とを備えるバルブ４０６は、例えば二色成形の手法によって製造することができる。二色成形の手法を用いる場合には、まず、一次成形によってレバー部５０３を形成した後に、二次成形により、ベース部材であるレバー部５０３に形成されている環状溝５３５の内部に高圧で樹脂を射出充填することによりバルブ部４０７が成形される。その結果、バルブ部４０７は、レバー部５０３の環状溝５３５の１対の側面５０４に挟まれた状態で、これらの側面５０４に密着し固定される。挟持されるように固定されている領域においてバルブ部４０７はベース部材であるレバー部５０３に直接接している。

レバー部５０３からのバルブ部４０７の脱落を防ぐために、本実施形態では、環状溝の幅５１３よりも、環状溝５３５がレバー部５０３の深さ方向に沿って被保持部５０５を保持する長さ、すなわち保持長さ５１４を長くする。具体的には、保持長さ５１４を環状溝の幅５１３の２倍以上とすることが好ましい。環状溝５３５の幅は、環状溝５３５の向かい合う１対の側面５０４の相互間の間隔であり、後述するように環状溝５３５がテーパー形状となっているときは、環状溝５３５の上端側での幅である。本実施形態では、環状当接部としてバルブ先端部５０１を形成する減圧圧力の受圧面積を小さくしているが、さらに環状溝５３５の幅５１３と保持長さ５１４の関係を定めることにより、レバー部５０３に対するバルブ部４０７の固定の信頼性をさらに高めている。またこのバルブ４０６では、弾性部材であるバルブ部４０７を構成する材料と相溶性が低い材料であっても、ベース部材であるレバー部５０３に使用することができて、バルブ部４０７及びレバー部５０３の材料選択性を広げることができる。

二色成形法を含め射出成形によってバルブ４０６を製造する場合、成形後に金型を開くことを考えると、レバー部５０３において環状溝５３５の１対の側面５０４の間隔は、レバー部５０３の深さ方向に向かうにつれて狭くする必要がある。すなわちレバー部５０３の環状溝５３５の断面形状としてテーパー状である必要がある。しかしながら、レバー部５０３からのバルブ部４０７の脱落を防ぐという観点から、向かい合う１対の側面５０４がなす角度（すなわちテーパー角）は２０°以下とすることが好ましい。なお。１対の側面５０４がなす角度とは、環状溝５３５に沿う点を通ってその点における環状溝５３５の幅方向に延びる直線を含みレバー部５０３の深さ方向に平行な平面によるレバー部５０３の断面において、１対の側面５０４がなす角のことである。また、バルブ部４０７を構成する樹脂材料の成形収縮率と比較してレバー部（ベース部材）５０３を構成する樹脂材料を成形収縮率が小さい材料にすることによって、射出成形後の収縮によりバルブ部４０７が環状溝５３５の内側の側面５０４を締め付ける力を強くでき、固定強度をより高くすることができる。

レバー部５０３に対するバルブ部４０７の固定強度をさらに高めるために、図１５に示すようにバルブ部４０７において環状のバルブ先端部５０１及び被保持部５０５から外方に延びる補強部５０６を設けてもよい。レバー部５０３は、その環状部５３５の１対の側面５０４がバルブ部４０７の被保持部５０５を保持するのと同様に、レバー部５０３に形成されている溝によって補強部５０６の少なくとも一部をも保持する。補強部５０６を設けることにより、バルブ部４０７を保持するためにレバー部５０３とバルブ部４０７とが直接接している面積が大きくなるので、レバー部５０３に対するバルブ部４０７の固定強度がさらに高くなる。必要に応じ、バルブ部４０７を中心にして放射状に延びるように複数の補強部５０６を設けてもよい。

このようにバルブ４０６では、弾性部材であるバルブ部４０７に対して柔軟な弾性材料が求められ、ベース部材であるレバー部５０３には剛性の高い材料が求められ、このように異なる性能の材料を用いることから、組み立て必要となる。バルブ４０６の組み立てでは、ギャップ４１３と押圧板４０４との位置の関係が変わらないように、バルブ先端部５０１とレバー部５０３の特に軸４０８と押圧板接触部４０９とを精度よく組み立てることが重要である。加えて、バルブ部４０７をレバー部５０３に固定する際に、バルブ先端部５０１にうねりや変形が発生しないようにする必要がある。このような要求を満たすために、バルブ部４０７とレバー部５０３とをいずれも射出成形可能な材料によって構成し、射出成形の一手法である二色成形により金型内で一体に組立成形することで、高い精度でバルブ４０６を成形し組み立てることが可能になる。以下、図１９～図２１を用いて二色成形により弾性部材であるバルブ部４０７とベース部材であるレバー部５０３とを成形し組み立てる方法について説明する。図１９（ａ）は、図１５のＣ－Ｃ線断面におけるバルブ部４０７付近の拡大図であって、成形と組み立てとが完了した状態を示している。図１９（ｂ）は、一次成形完了時のレバー部５０３の断面図であり、図１９（ｃ）は二次成形での樹脂充填の途中状態を示した断面図である。

二色成形によってバルブ４０６を形成するときは、まず、一次成形によりレバー部５０３のみを成形する。一次成形により、レバー部５０３には環状溝５３５が形成される。一次成形が完了すると、一次成形に用いた固定側金型５１９と可動側金型５１８とが図１９（ｂ）において破線で示した金型合わせ面で開く。その際、レバー部５０３は、可動側金型５１８に付着した状態にある。その後、二次成形を行うために、可動側金型５１８がレバー部５０３とともに二次成形用の固定側金型５２０の前に移動し、金型が閉じられる。その結果、二次成形用の固定側金型５２０が、既に成形されているレバー部５０３に当接する。その後、その後、図１９（ｃ）に示すように、二次成形ゲート５１０から、レバー部５０３と固定側金型５２０とによって形成された空間に、二次成形用の樹脂が射出充填される。固定側金型５２０には、図１９（ａ）に示すように、バルブ先端部５０１に対応する位置において、ゲート方向に延びる樹脂導入路５０８が設けられている。ゲート５１０から金型内に入った樹脂は、図１９（ａ）において矢印で示すように、樹脂導入口５０９から樹脂導入路５０８を通ってなだらかにバルブ先端部５０１に充填される。図２０は、バルブ４０６におけるバルブ部４０７が設けられる部分、すなわち環状当接部が形成される部分の拡大図であるが、二次成形で用いるゲート５１０の位置や、成形後の樹脂導入路５０８を示している。樹脂導入路５０８が設けられていない場合、図２１に示すようにバルブ先端部５１１が細く切り立っているため樹脂導入口５０９からの樹脂がバルブ先端部５０１に対応する位置に充填されにくくなり、ガスが残りやすくなる。ガス残りがあると、環状当接部であるバルブ先端部５０１に凹みが発生する。このような凹みがあると、バルブ先端部５０１とギャップ形成面５０２とが隙間なく当接しない可能性が生じ、背圧型の圧力調整機構として十分に機能しなくなるおそれがある。したがって、樹脂導入路５０８を設けることが好ましい。樹脂導入路５０８に充填された樹脂は成形後にも残存するから、樹脂導入路５０８の樹脂が上述した補強部５０６として用いられるようにしてもよい。樹脂導入路５０８がバルブ先端部５０１に接続する位置は、バルブ先端部５０１の先端に近ければ近い方がよく、環状の突起であるバルブ先端部５０１の突起先端部であることが好ましい。また、突起先端部によって張られる平面αに対して樹脂導入路５０８が延びる方向がなす角５１２は、平面αと突起先端部でのバルブ先端部５０１の外面とがなす角５１１（図１８参照）より小さいことが好ましく、３０°以下であることがより好ましい。

本実施形態ではレバー部５０３に環状溝５３５を形成して環状溝５３５の両方の側面５０４によってバルブ部４０７を保持しているが、レバー部５０３においてこの環状溝５３５の底部５２１にはガス抜き用の貫通孔５２２が設けられている。弾性部材であるバルブ部４０７を射出成形する際に樹脂の最終充填部にはガスが残りやすく、ガス残りがあると、バルブ部４０７のレバー部５０３の脱落や、温度変化による残存ガスの膨張に起因したバルブ部４０７の変形などのおそれが生じる。貫通孔５２２を設けることにより、最終充填部のガスを可動側金型５１８に逃がすことができるため。ガス残りを低減することができる。二色成形によらずにバルブ部４０７とレバー部５０３とを個別に成形し組み立てる場合であっても、貫通孔５２２があれば、組み立て時にバルブ部４０７とレバー部５０３との間の空間に残るエアを逃がすことができ、エアの膨張に伴う不良を予防できる。

このようにしてレバー部５０３とバルブ部４０７とを射出成形により組立成形することによって、レバー部５０３にするバルブ先端部５０１の位置の精度は金型によって決まることになるので、バルブ４０６を精度よく組立てることが可能になる。バルブ部４０７を成形するための樹脂材料として、例えば、熱可塑性エラストマであるスチレン系エラストマが挙げられる。高い剛性が要求されるベース部材であるレバー部５０３を成形するための樹脂材料としては、変性ポリフェニレンエーテルが好ましく、それにポリスチレンやポリオレフィン、フィラーなどが添加されたものであってもよい。バルブ４０６を形成する方法として二色成形による組立て方法は一例であり、成形したレバー部５０３を金型に挿入しバルブ部４０７を成形するインサート成形により組み立ててもよい。別の組立方法として、バルブ部４０７とレバー部５０３を個別に成形し、バルブ部４０７の被保持部５０５に熱を加えて軟化させ、レバー部５０３に予め形成されている環状溝５３５に被保持部５０５を挿入する方法もある。以上説明した材料や組立方法は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。

（減圧型の圧力調整機構）
以上、本発明に基づくシール部材を、背圧型の圧力調整機構において背圧制御のために圧力損失調整を行うバルブに用いる場合を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。本発明に基づくシール部材は、減圧型の圧力調整機構や、さらには逆止弁などの各種の弁、封止を行うためのガスケットなどにも用いることできる。以下、本発明に基づくシール部材を減圧型の圧力調整機構においてバルブとして用いる場合を説明する。図２２（ａ）は、減圧型の圧力調整機構を示す外観斜視図であり、図２２（ｂ）は図２２（ａ）のＤ－Ｄ線での断面図である。ここで説明する減圧型の圧力調整機構は、例えば、図２に示した第一循環形態での圧力制御ユニット２３０において使用可能なものである。

減圧型の圧力調整機構も上述した背圧型の圧力調整機構と同様に、第一液体収納室４０１、第二液体収納室４０３、押圧板４０４、可撓性フィルム４０５、バルブ４０６、負圧バネ４１１、バルブバネ４１２などを備えている。押圧板４０４は、可撓性フィルム４０５によって固定されるとともに負圧バネ４１１により付勢され、第一液体収納室４０１内の液体の量の増減に応じて変位する。シール部材であるバルブ４０６は、バルブバネ４１２によって、第二液体収納室４０３から第一液体収納室４０１に連通する開口４３０を閉塞する方向に付勢されている。減圧型であるので、流れの下流側の圧力に応じて流れの量が制御される必要があり、液体の流れは、第二液体収納室４０３から第一液体収納室４０１に向かう方向となる。第一液体収納室４０１内が収縮すると押圧板４０４がバルブバネ４１２の付勢力に抗してバルブ４０６を押圧することで、第二液体収納室４０３と第一液体収納室４０１との間の開口４３０からバルブ４０６が遠ざかって開口４３０での流抵抗が小さくなる。言い換えればこの圧力調整機構では、第一液体収納室４０１を拡張する方向に押圧板４０４が変位したときに弾性部材５１６が開口４３０に近付き、この開口４３０を介して流出する液体に対する流抵抗が大きくなる。この圧力調整機構は、第一液体収納室４０１の圧力が高くなれば第一液体収納室４０１が拡張し、開口４３０を介して第一液体収納室４０１に流れ込む液体に対する流抵抗が大きくなるので、第一液体収納室４０１内の液体の圧力を一定とするように動作する。

図２３（ａ）は、図２２に示した減圧型の圧力調整機構に用いられるバルブ４０６の外観斜視図であり、図２３（ｂ）は図２３（ａ）のＥ－Ｅ線での断面図である。バルブ４０６は、全体として、Ｅ－Ｅ線を中心軸とする回転体の形状に構成されており、押圧板接触部５３０を含むベース部材５１５と補強部５０６を備えた弾性部材５１６とからなっている。ベース部材５１５は略円柱形状であり、その一端から、バルブ４０６の中心軸に沿って棒状の押圧板接触部５３０が延びている。押圧板接触部５３０は、押圧板４０４に当接して押圧板４０４の変位に応じてバルブ４０６も移動するように設けられている。略円筒形の弾性部材５１６がベース部材５１５に対して同軸となるように接合し固定されている。弾性部材５１６の一端部が押圧板接触部５３０を取り囲むようにベース部材５１５から環状の突起部として突出しており、環状当接部であるバルブ先端部５０１となっている。弾性部材５１６の残りの部分は、被保持部５０５としてベース部材５１５に形成された環状溝に埋め込まれた形態となっており、環状溝の１対の側面５０４によって挟持されるように保持されている。ここでも、環状溝がベース部材５１５の深さ方向に沿って被保持部５０５を保持する長さである保持長さの方が、環状溝の幅よりも長くなっており、ベース部材５１５に対する被保持部５０５の密着性が高まっている。また、弾性部材５１６に補強部５０６が設けられており、ベース部材５１５が補強部５０６も保持することによって、固定強度が高まり、ベース部材５１５からの弾性部材５１６の脱落のおそれをより低くしている。また、弾性部材５１６を構成する材料と相溶性が低い材料であってもベース部材５１５に使用することができて、ベース部材５１５の材料選択性を広げることができる。ベース部材５１５に対して強度の高い材料を使用することにより、長期にわたって高い信頼性を有する減圧型の圧力調整機構を構成できる。また、部品の小型化が可能になるので圧力調整機構も小型化でき、ひいては圧力調整機構を備える液体吐出装置などの小型化も可能になる。

（キャップ部材）
次に、本発明に基づくシール部材の別の応用について説明する。本発明に基づくシール部材は、液体吐出装置において非使用時や待機時に液体吐出ヘッドを覆って吐出口からの記録液の蒸発を抑制するキャップ部材としても使用することができる。図２４（ａ）は本発明に基づくシール部材によって構成されたキャップ部材の斜視図であり、図２４（ｂ）は図２４（ａ）のＦ－Ｆ線での断面図である。液体吐出ヘッドにおいて吐出口が形成されている面に、環状に設けられた弾性部材５１６を当接させることにより、キャップ部材は液体吐出ヘッドを覆い、吐出口からの記録液の蒸発を抑制する。また、環状の弾性部材５１６によって囲まれた空間の内部をポンプによって減圧することにより、液体吐出ヘッドから記録液を吸引し、吐出口付近に存在する異物などを除去することも可能である。弾性部材５１６は、上述したようにしてベース部材５１５に固定されている。またキャップ部材では、弾性部材５１６に補強部５１７が設けられており、ベース部材５１５が補強部５１７の少なくとも一部も保持することによって、ベース部材５１５からの弾性部材５１６の脱落のおそれをより低くしている。このキャップ部材でも、ベース部材５１５からの弾性部材５１６の脱落を防ぎつつ、ベース部材５１５に対して剛性の高い材料を選択でき、その結果、キャップ部材の信頼性を高くすることができる。

４０６ バルブ
４０７ バルブ部
４１０ 流出口
４１３ ギャップ
５０１ バルブ先端部
５０３ ベース部材
５０４ 側面
５０５ 被保持部
５１３ 環状溝の幅
５１４ 保持長さ
５３５ 環状溝

Claims (16)

1. 環状の突起として形成された環状当接部を有する弾性部材と、
   前記弾性部材が固定されるベース部材と、
   を有し、
   前記弾性部材は、前記環状当接部から延びる管状の被保持部が前記ベース部材に形成された環状溝によって保持されることによって前記ベース部材に固定され、前記環状溝の幅よりも、前記環状溝が前記ベース部材の深さ方向に沿って前記被保持部を保持している長さである保持長さの方が長く、
   前記弾性部材は、前記環状当接部の外方に向かって前記環状当接部及び前記被保持部から延びる補強部を有し、前記補強部の少なくとも一部は前記ベース部材に形成された溝によって保持されていることを特徴とする、シール部材。
2. 前記環状溝の１対の側面と前記弾性部材の前記被保持部とが直接接する、請求項１に記載のシール部材。
3. 前記ベース部材及び前記弾性部材はいずれも樹脂材料からなり、前記ベース部材を構成する樹脂材料の成形収縮率の方が前記弾性部材を構成する樹脂材料の成形収縮率よりも小さい、請求項１または２に記載のシール部材。
4. 前記保持長さは前記環状溝の幅の２倍以上である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシール部材。
5. 前記環状溝に沿う点を通って当該点における前記環状溝の幅方向に延びる直線を含み前記ベース部材の前記深さ方向に平行な平面による、前記ベース部材の断面において、前記環状溝の１対の側面がなす角度は２０°以下である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシール部材。
6. 前記ベース部材において、前記環状溝の底部に前記ベース部材を貫通する貫通孔が設けられている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシール部材。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシール部材を製造するシール部材の製造方法であって、
   金型内において前記弾性部材と前記ベース部材とを射出成形により一体に組立成形することを特徴とする、シール部材の製造方法。
8. 前記弾性部材の成形に用いる前記金型に、ゲートから前記環状当接部に樹脂を流入させる樹脂導入口と、前記樹脂導入口から前記環状当接部の突起先端部につながる樹脂導入路とが設けられている、請求項７に記載のシール部材の製造方法。
9. 前記突起先端部によって張られる平面に対して前記樹脂導入路が延びる方向がなす角は、前記平面と前記突起先端部での前記環状当接部の外面とがなす角よりも小さい、請求項８に記載のシール部材の製造方法。
10. 前記平面に対して前記樹脂導入路が延びる方向がなす角は、３０°以下である、請求項９に記載のシール部材の製造方法。
11. 液体を収納し、外壁の少なくとも一部が可撓性フィルムで形成された液体収納室と、
    前記液体収納室に連通する開口と、
    前記可撓性フィルムの変位に応じて変位する押圧板と、
    前記液体収納室を拡張させる方向に前記押圧板を付勢する第一付勢部材と、
    請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシール部材と、
    を有し、
    前記シール部材は、前記押圧板の変位に応じて前記シール部材の前記弾性部材と前記開口との距離が変化して前記開口を流れる液体に対する流抵抗が変化するように配置され、前記液体収納室における液体の圧力が調整されることを特徴とする、圧力調整機構。
12. 前記弾性部材によって前記開口を閉じる方向に前記シール部材を付勢する第二付勢部材をさらに備え、
    前記液体収納室を拡張する方向に前記押圧板が変位したときに前記弾性部材が前記開口から遠ざかって前記液体収納室から前記開口を介して流出する液体に対する流抵抗が小さくなる、背圧型の圧力調整機構である、請求項１１に記載の圧力調整機構
13. 前記シール部材において、前記ベース部材はレバー形状に形成されるとともに軸を有して前記軸を中心として回動可能であり、前記軸から見て前記ベース部材の一端に前記弾性部材が設けられて他端において前記押圧板と当接し、
    前記軸を中心とする回動によって前記弾性部材と前記開口との距離が変化する、請求項１２に記載の圧力調整機構。
14. 前記弾性部材によって前記開口を閉じる方向に前記シール部材を付勢する第二付勢部材をさらに備え、
    前記液体収納室を拡張する方向に前記押圧板が変位したときに前記弾性部材が前記開口に近付いて前記液体収納室に前記開口を介して流入する液体に対する流抵抗が大きくなる、減圧型の圧力調整機構である、請求項１１に記載の圧力調整機構
15. 吐出口と、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する記録素子と、前記記録素子を内部に備える圧力室と、を備える複数の記録素子基板と、
    前記複数の記録素子基板と連通する一対の共通流路と、
    前記一対の共通流路のうち一方の共通流路と他方の共通流路とを接続し、複数の前記圧力室と各々連通する複数の個別流路と、
    前記一対の共通流路における各々の上流側又は下流側に接続され、互いに異なる圧力に設定される一対の請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の圧力調整機構と、
    を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
16. 液体を収容する液体収容容器と、
    請求項１５に記載の液体吐出ヘッドと、
    前記一対の共通流路を含む循環経路に液体を循環させる循環機構と、
    を有することを特徴とする液体吐出装置。
    

Images