JP2022118368A - Pressure regulating unit, liquid jet head and liquid jet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部に弁体を備える圧力調整ユニット、液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a pressure regulating unit having a valve element therein, a liquid ejecting head for ejecting liquid, and a liquid ejecting apparatus.
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。 2. Description of the Related Art As a liquid ejecting apparatus that ejects a liquid onto a medium to be ejected, for example, an ink jet recording apparatus that ejects ink as a liquid to print on a medium to be ejected, such as paper or a recording sheet, is known.
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部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、液体貯留部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からインク滴として噴射するものがある。また、液体貯留部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、流路の途中に内部に弁体を備える圧力調整ユニットが設けられたものが提案されている。 In such an ink jet recording apparatus, ink is supplied from a liquid reservoir such as an ink tank to the ink jet recording head through a supply pipe such as a tube, and the ink supplied from the liquid reservoir is supplied to the ink jet recording head. Some eject ink droplets from nozzles. In addition, there has been proposed a pressure regulating unit provided with a valve body in the middle of the flow path so that the ink supplied from the liquid reservoir is supplied to the ink jet recording head at a predetermined pressure. .
圧力調整ユニットは、弁体が移動することで2つの液室が連通した開弁状体と、2つの液室が連通しない閉弁状体とに切り替わるものであり、2つの液室を区画する隔壁と、弁体の基端部であるフランジ部が移動する液室の側壁とが異なる部材で形成された構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 The pressure regulating unit switches between an open valve-like body in which the two liquid chambers are in communication and a closed valve-like body in which the two liquid chambers are not in communication by moving the valve body, and divides the two liquid chambers. A configuration is disclosed in which the partition wall and the side wall of the liquid chamber in which the flange portion, which is the proximal end portion of the valve element, moves are formed of different members (see, for example, Patent Document 1).
また、圧力調整ユニットは、弁体の基端部であるフランジ部が移動する液室の側壁が、隔壁から延設された構成を有し、フランジ部と隔壁との間隔を狭くすることで、弁体の液室に対する位置決め及び弁体の姿勢を安定化させた構成が開示されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, the pressure regulating unit has a configuration in which the side wall of the liquid chamber in which the flange portion, which is the base end of the valve body, moves extends from the partition wall. A configuration is disclosed in which the positioning of the valve body with respect to the liquid chamber and the posture of the valve body are stabilized (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、弁体の位置決めや姿勢安定化のために、特許文献1に特許文献2を適用させて、隔壁から側壁を延設すると、隔壁と固定するための隔壁に対向する対向部材から延設された壁の内周と、隔壁から延設した側壁の外周との間に隙間が生じるという問題がある。
However, when
また、隔壁と対向部材とは、対向部材の壁の先端と隔壁に設けられた固定面とが接着されることで固定されている。そのため、仮に隔壁の側壁の先端が対向部材と当接すると、対向部材の壁の先端と隔壁の固定面との間に隙間が発生して接着不良が生じてしまう虞が有る。これに対して、側壁の先端と対向部材とが当接しないように間隔を空けて配置すると、当該間隔を介して対向部材の壁の内周と側壁の外周との間の隙間と液室とが連通してしまう。したがって、液室から隙間に気泡が入り込むことで、気液界面が圧力調整ユニット内に発生する虞がある。気液界面では液体が乾燥することで液体中の成分が異物化し、シール部分に異物が付着することでシール性能が低下してしまうという問題がある。また、液室内に気泡が存在すると、液室内の圧力変化を気泡が吸収し、弁体を正常に動作させることができなくなってしまうという問題がある。さらに、液室内に気泡が存在すると、予期せぬタイミングで気泡が下流側に排出され、気泡によるインク滴の吐出不良等の不具合が発生するという問題がある。 Moreover, the partition wall and the opposing member are fixed by bonding the tip of the wall of the opposing member to a fixing surface provided on the partition wall. Therefore, if the tip of the side wall of the partition wall abuts the facing member, there is a risk that a gap will occur between the tip of the wall of the facing member and the fixed surface of the partition wall, resulting in poor adhesion. On the other hand, if the end of the side wall and the opposing member are arranged with a space therebetween so that they do not come into contact with each other, the liquid chamber and the gap between the inner periphery of the wall of the opposing member and the outer periphery of the side wall can be formed through the space. will communicate. Therefore, there is a possibility that a gas-liquid interface may occur in the pressure adjustment unit due to air bubbles entering the gap from the liquid chamber. At the gas-liquid interface, there is a problem that the components in the liquid become foreign matter when the liquid dries, and the foreign matter adheres to the sealing portion, thereby degrading the sealing performance. Further, if air bubbles exist in the liquid chamber, the air bubbles absorb the pressure change in the liquid chamber, and there is a problem that the valve body cannot be operated normally. Furthermore, if air bubbles are present in the liquid chamber, the air bubbles may be ejected downstream at an unexpected timing, causing problems such as ejection failure of ink droplets due to the air bubbles.
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ユニットに限定されず、他のデバイスに用いられる圧力調整ユニットにおいても同様に存在する。 Such a problem is not limited to pressure adjustment units used in liquid jet heads typified by ink jet recording heads, and similarly exists in pressure adjustment units used in other devices.
上記課題を解決する本発明の態様は、第1室と、第2室と、前記第1室から前記第2室へ液体を流動させるための貫通孔と、を含む流路を備える圧力調整ユニットであって、前記第1室と前記第2室とを区画し前記貫通孔が形成された隔壁と、前記第1室を画定し前記隔壁から第1方向へ延設された第1壁部と、を有する第1流路部材と、前記隔壁と対向し前記第1室を画定する封止部と、前記第1壁部を囲むようにして前記封止部から前記第1方向とは反対の方向である第2方向に延設された第2壁部と、を有する第2流路部材と、前記隔壁に対して前記第1方向及び前記第2方向に相対移動することで前記流路を開閉する弁体と、を備え、前記隔壁は、前記第2壁部の前記第2方向の端部と固定される固定面を有し、前記第1壁部は、前記封止部に対して間隔を空けて配置され、前記第1壁部には、前記第1壁部の外周と前記第2壁部の内周との間に形成される隙間と前記第1室とを連通可能な連通路が形成され、前記連通路のうち最も前記第2方向に位置する部分は、前記間隔に対して、前記第2方向に配置されることを特徴とする圧力調整ユニットにある。 An aspect of the present invention for solving the above problems is a pressure regulating unit comprising a flow path including a first chamber, a second chamber, and a through hole for allowing liquid to flow from the first chamber to the second chamber. A partition wall defining the first chamber and the second chamber and having the through hole formed therein, and a first wall portion defining the first chamber and extending from the partition wall in a first direction. a sealing portion facing the partition wall and defining the first chamber; and a direction opposite to the first direction from the sealing portion so as to surround the first wall portion. a second wall portion extending in a second direction; and a second flow channel member that opens and closes the flow channel by relatively moving in the first direction and the second direction with respect to the partition wall. a valve body, wherein the partition wall has a fixing surface fixed to the end portion of the second wall portion in the second direction, and the first wall portion is spaced from the sealing portion; The first wall portion is provided with a spaced-apart communication path that allows communication between the gap formed between the outer periphery of the first wall portion and the inner periphery of the second wall portion and the first chamber. In the pressure adjustment unit, a portion of the communication path that is formed and located closest to the second direction is arranged in the second direction with respect to the spacing.
また、本発明の他の態様は、上記態様に記載の圧力調整ユニットと、前記圧力調整ユニットの前記第2室から供給された液体を噴射するノズルと、を備えることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。 According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid ejecting head comprising: the pressure adjusting unit according to the above aspect; and a nozzle for ejecting the liquid supplied from the second chamber of the pressure adjusting unit. It is in.
さらに、本発明の他の態様は、上記態様に記載の圧力調整ユニットと、前記圧力調整ユニットの前記第1室へ供給する液体を貯留する液体貯留部と、前記圧力調整ユニットの前記第2室から供給された液体を噴射するノズルと、を備えることを特徴とする液体噴射装置にある。 Further, according to another aspect of the present invention, there is provided a pressure regulating unit according to the above aspect, a liquid reservoir for storing liquid to be supplied to the first chamber of the pressure regulating unit, and the second chamber of the pressure regulating unit. and a nozzle for ejecting liquid supplied from a liquid ejecting apparatus.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図においてX、Y、Zは、互いに直交する3つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向をX方向、Y方向、及びZ方向とする。各図の矢印が向かう方向を正(+)方向、矢印の反対方向を負(-)方向として説明する。また、Z方向は、鉛直方向を示し、+Z方向は鉛直下向き、-Z方向は鉛直上向きを示す。さらに、正方向及び負方向を限定しない3つのX、Y、Zの空間軸については、X軸、Y軸、Z軸として説明する。また、以下の各実施形態では、一例として「第1方向」を+Z方向、「第2方向」を-Z方向としている。 The present invention will be described in detail below based on embodiments. However, the following description shows one aspect of the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the present invention. In each figure, the same reference numerals denote the same members, and the description thereof is omitted as appropriate. Also, in each figure, X, Y, and Z represent three spatial axes orthogonal to each other. The directions along these axes are referred to herein as the X, Y, and Z directions. The direction in which the arrow points in each figure is defined as the positive (+) direction, and the direction opposite to the arrow is defined as the negative (-) direction. The Z direction indicates the vertical direction, the +Z direction indicates the vertically downward direction, and the −Z direction indicates the vertically upward direction. Furthermore, the three spatial axes of X, Y, and Z, which do not limit the positive and negative directions, will be described as the X axis, Y axis, and Z axis. Further, in each of the following embodiments, as an example, the "first direction" is the +Z direction, and the "second direction" is the -Z direction.
(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1の概略構成を示す平面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an ink
図1に示すように、「液体噴射装置」の一例であるインクジェット式記録装置1は、液体の一種であるインクをインク滴として印刷用紙等の媒体(図示略)に噴射・着弾させて、当該媒体に形成されるドットの配列により画像等の印刷を行う印刷装置である。なお、媒体としては、記録用紙の他、樹脂フィルムや布等の任意の材質を用いることができる。
As shown in FIG. 1, an ink
このような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12を備えている。この本体フレーム12内には媒体(図示略)を支持する媒体支持部材13が、+X方向となる主走査方向に沿って延設されている。媒体支持部材13上には、媒体が、媒体ローラー23及び媒体ローラー23を駆動する媒体ローラー用モーター11によって構成される搬送部10により+Y方向となる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内における媒体支持部材13の-Z方向側には、+X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。
Such an ink
ガイド軸14には、キャリッジ15がX軸に沿って往復移動可能な状態、すなわち、+X方向及び-X方向に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。
A
キャリッジ15の-Z方向側には、媒体支持部材13と対向するようにヘッドユニット18が設けられている。ヘッドユニット18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(以下、単に記録ヘッドとも言う)19と、記録ヘッド19に供給するインクの圧力を調整する圧力調整ユニット30と、を備えている。
A
記録ヘッド19の媒体支持部材13に相対向する+Z方向側の面には、複数のノズル28が設けられており、記録ヘッド19内に設けられた駆動素子である圧電アクチュエーターが駆動されることにより、各ノズル28から媒体支持部材13上の媒体にインク滴が噴射され、印刷が行われる。
A plurality of
液体容器22は、記録ヘッド19から噴射されるインクの色あるいは種類毎に個別に貯留する「液体貯留部」である。液体容器22としては、例えば、インクジェット式記録装置1に着脱可能なインクカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、インクを補充可能なインクタンクなどを用いることができる。本実施形態では、液体容器22は、5個設けられている。
The
複数の液体容器22は、本体フレーム12の+X方向の端部に設けられた液体容器ホルダー21に着脱可能に装着されている。つまり、本実施形態の液体容器22は、インクカートリッジからなる。そして、液体容器ホルダー21に装着された液体容器22のそれぞれは、チューブ等の供給管24を介して圧力調整ユニット30に接続されている。圧力調整ユニット30は、各液体容器22から各供給管24を介して供給されるインクの圧力を調整し、記録ヘッド19に供給する。なお、図1には、圧力調整ユニット30を1つだけ示しているが、圧力調整ユニット30は、液体容器22から供給されるインクの色あるいは種類毎に備えられている。また、本実施形態では、本体フレーム12に液体容器ホルダー21を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、液体容器ホルダー21は、キャリッジ15上に設けられていてもよい。
A plurality of
本体フレーム12内における+X方向の一端部寄りの位置であって、キャリッジ15のホームポジション領域には、記録ヘッド19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26が設けられている。このメンテナンスユニット26は、キャップ27と、キャップ27内を吸引可能な吸引ポンプ(図示略)とを備えている。キャップ27は、記録ヘッド19の各ノズル28を囲うように該記録ヘッド19に当接したり、各ノズル28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。そして、記録ヘッド19の各ノズル28を囲うように記録ヘッド19にキャップ27を当接した状態でキャップ27内を吸引ポンプによって吸引することで、各ノズル28から増粘したインクや気泡などをキャップ27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。
A
本実施形態の圧力調整ユニット30について図2~図10を参照して説明する。なお、図2は、圧力調整ユニット30の断面図である。図3は、図2における第1室53付近の拡大図である。図4は、弁体90の基端部92及び第1壁部34付近の下面図である。図5は、弁体90の基端部92付近の斜視図である。図6は、図4のA-A′線に沿った断面図である。図7は、第1室53付近の斜視図である。図8は、気泡Bの移動を示す第1室53付近の断面図である。図9は、比較構成の気泡Bの移動を示す第1室53付近の断面図である。図10は、図4のA-A′線に沿った断面図であり、開弁状態を示す図である。
The
図2に示すように、圧力調整ユニット30は、「第1流路部材」に相当する筐体31と、筐体31に対して-Z方向に配置されるカバー部材32と、筐体31に対して+Z方向に配置される「第2流路部材」に相当する封止部材33と、弁体90と、第1室53と、第2室54と、を備えている。筐体31、カバー部材32、封止部材33は、例えば、樹脂によって形成されている。第1室53および第2室54は、ノズル28へインクを供給するための流路の一部を構成する。第1室53と第2室54とは、第2方向である-Z方向にこの順で並んで配置されている。
As shown in FIG. 2, the
筐体31は、第1室53と第2室54とを区画する隔壁40と、第1室53を画定するように、隔壁40から「第1方向」である+Z方向に向けて延設された環状の第1壁部34とを備えている。本実施形態では、第1壁部34の+Z方向における端部の形状は、後述する溝部35及び連通路が形成されている部分を除き、+Z方向に垂直な平面である。
The
筐体31の+Z方向側には、封止部材33が配置される。本実施形態では、封止部材33には、隔壁40と対向して第1室53を確定する封止部33aと、第1壁部34の外周を囲むようにして封止部33aから「第2方向」である+Z方向に向けて延設された第2壁部33bと、が形成されている。言い換えると、封止部材33には、第1壁部34の外周を覆うように円筒状の凹部を形成する第2壁部33bが形成されている。つまり、第1壁部34の外周を覆う凹部の底面を封止部33aが画定し、凹部の側面を第2壁部33bが画定している。第1壁部34が封止部材33によって覆われることにより、弁体90が収容される第1室53が画定される。第1室53のことを、「弁体収容室」と呼ぶこともできる。封止部材33には、第1室53内にインクを流入させる流入口48が設けられている。図3に示すように、第1壁部34は、封止部33aに対して間隔を空けて配置されている。すなわち、第1壁部34の+Z方向の端面とこれに対向する封止部33aの-Z方向を向く面とは接触しておらず、両者の間には間隔S1が設けられている。なお、間隔S1は、詳しくは後述する第1壁部34に設けられた溝部35を含むものである。
A sealing
また、第1壁部34の内周面と第2壁部33bの外周面との間には、隙間S2が形成されている。すなわち、第1壁部34の外周面と第2壁部33bの内周面とは接触されていない。つまり、+Z方向に見て、第2壁部33bの内径は、第1壁部34の外径よりも若干大きな寸法で形成されており、第2壁部33bの内径と第1壁部34の外径の内径との差によって両者の間に隙間S2が形成されている。隙間S2の径方向の幅W1は、第2壁部33bの内径と第1壁部34の外径との差と換言できる。なお、隙間S2の幅W1は、第1壁部34の厚さW2よりも薄いことが好ましい。つまり、W1<W2の関係を満たすことが好ましい。このように、隙間S2を第1壁部34の厚さよりも薄くすることで、隙間S2内に気泡が入り込み難くすることができる。また、第1壁部34と第2壁部33bとの間に隙間S2を設けることで、第2壁部33bの内部に第1壁部34を挿入し易く、組み立てを容易に行うことができる。また、第1壁部34と第2壁部33bとの隙間S2を接着剤等で埋めるには、接着剤等を注入するための構造が必要になり、構造変更が必要になると共に、隙間S2の接着剤が異物となって弁体90と弁座42とのシール不良による閉弁不良や、異物が記録ヘッド19に流れ出て、インクの噴射不良等が生じる虞がある。本実施形態では、隙間S2を接着剤等で埋めないことで、接着剤等を注入するための構造が不要となり、構造変更が不要であると共に、隙間S2の接着剤が異物となって弁体90と弁座42とのシール不良による閉弁不良や、インク滴の噴射不良が生じるのを抑制することができる。
A gap S2 is formed between the inner peripheral surface of the
第1室53は、第2壁部33bの-Z方向側の端部が、第1壁部34の外側の隔壁40の+Z方向側の面である固定面40aに固定されることで画成される。つまり、隔壁40は、第2壁部33bの-Z方向側の端部と固定される固定面40aを有する。本実施形態の固定面40aは、第1壁部34の外側にX軸及びY軸によって規定されたXY平面に沿って設けられた平面となっている。また、固定面40aは、隙間S2となる領域まで延設されている。このため、隙間S2の-Z方向側の端部は、固定面40aによって画定されている。また、固定面40aは、隔壁40の貫通孔41が開口する+Z方向側の面よりも-Z方向に位置する。なお、固定面40aと第2壁部33bとの固定方法は特に限定されないが、両者を接着剤によって接合することが好ましい。つまり、筐体31と封止部材33とは、接着剤によって接合することが好ましい。このように筐体31と封止部材33とを接着剤によって接合することで、筐体31と封止部材33との間に流路からのインクの漏出を防ぐためのゴム等のシール部材等を用いることなく、筐体31と封止部材33との間に設けられた流路からインクの漏出を抑制すると共に両者を互いに固定することができる。また、第1壁部34の外側に第2壁部33bが固定される固定面40aを設けることで、固定面40aと第2壁部33bとを接着した際に、余分な接着剤が第1壁部34によって隔壁40に設けられた第1室53と第2室54とを連通する貫通孔41へ移動するのを抑制することができる。したがって、貫通孔41が接着剤によって塞がれることによる流路抵抗の増大や、接着剤が詳しくは後述する弁座42に付着して弁体90と弁座42とのシール不良による閉弁不良が生じるのを抑制することができる。また、このように第2壁部33bと隔壁40の固定面40aとの接着は、第1壁部34と封止部33aとの間に間隔S1を設けることで確実に行うことができる。つまり、第1壁部34と封止部33aとが当接する構造とすると、第1壁部34や封止部33aの製造上の誤差によって第2壁部33bと固定面40aとの間の隙間が生じることや、隙間にばらつきが生じることで、両者の間の接着不良が生じる虞がある。また、筐体31と封止部材33との間に設けられた他の流路、例えば、詳しくは後述するフィルター室44等においても接着不良によるインクの漏出が生じる虞がある。第1壁部34を封止部33aと当接しない長さ、つまり両者の間に間隔S1を設けるようにすることで、製造上の誤差が生じても、第2壁部33bと固定面40aとを確実に接着し、流路からのインクの漏出を抑制することができる。なお、第1壁部34は、その内周面が環状あればよく、第1壁部34自体は、環状でなくてもよい。また、「環状」とは、全周が連続しているものに限定されず、全体として環状を呈していれば、その一部にスリットや溝部、凹部等が形成されることによって連続していない部分が存在していてもよい。本実施形態では、詳しくは後述するが、第1壁部34には、+Z方向に開口する溝部35や、第1壁部34を厚さ方向に貫通する連通路46が設けられている。
The
筐体31の-Z方向側には、凹状の開口52が形成されており、この開口52を覆うように、可撓性を有する樹脂製のフィルム61が配置されている。フィルム61は、カバー部材32とともに、筐体31に接着されて固定される。開口52を覆うようにフィルム61が配置されることで、筐体31とフィルム61との間に、第2室54が画定される。第2室54のことを「圧力室」と呼ぶこともできる。フィルム61の第2室54側の面とは反対側の面は、大気に接している。
A
フィルム61の第2室54側の面には、受圧部材81が配置されている。受圧部材81は、フィルム61よりも剛性が高い材料で構成され、例えば、SUS等の薄板により形成されている。受圧部材81の一端は、筐体31とカバー部材32との接合部において支持されている。フィルム61が+Z方向に向けて撓むと、それに併せて受圧部材81も+Z方向に向けて変位する。フィルム61と受圧部材81とは、接着されていてもよいし、接着されていなくてもよい。本実施形態における受圧部材81は、-Y方向に見て、下向きのU字状に形成されている。なお、受圧部材81は平坦な形状であってもよい。
A
第2室54の+Y方向側の端部の+Z方向側には、封止部材33に設けられた凹部によって画定されるフィルター室44が配置されている。フィルター室44と第2室54とは、フィルター45を介して連通する。フィルター45は、封止部材33と筐体31とが接着されることにより、これらの間に固定される。このフィルター45により、第2室54からフィルター室44に流入するインク中に含まれる異物等が除去される。フィルター45は、例えば、金属メッシュや不織布等によって形成されている。フィルター室44の+Z方向側の底面には、フィルター45で異物等が除去されたインクを、記録ヘッド19へ流出させるための流出孔47が開口している。なお、本実施形態では、圧力調整ユニット30はフィルター45を備えているが、圧力調整ユニット30はフィルター45を備えていなくてもよい。
A
図3及び図8に示すように、隔壁40には、第1室53と第2室54とを連通させるために第1室53から第2室54へ向かって-Z方向に延びる貫通孔41が形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 8, the
弁体90は、第1室53に収容される基端部92と、基端部92から-Z方向へ突出する円柱状の軸部91と、基端部92の上面側に設けられた弾性部材93と、を有する。本実施形態において、基端部92と軸部91とは、ポリプロピレンやポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール等の樹脂によって形成されている。弾性部材93は、弾性を有するゴムによって形成されている。
The
本実施形態における基端部92は、略円盤状の形状を有している。基端部92の+Z方向に垂直な断面における外径R1は、軸部91の+Z方向に垂直な断面における外径R2よりも大きい。基端部92のことを、フランジ部、あるいは、鍔部、と呼ぶこともできる。軸部91は、隔壁40に形成された貫通孔41に挿入され、第2室54に配置された受圧部材81に、その先端が接触する。弾性部材93は、-Z方向に見て、基端部92の外周よりも内側、かつ、軸部91よりも外側に設けられている。弾性部材93の上面側には、弁座42と接触する部分に突起が形成されている。軸部91の側面のうちの貫通孔41に挿入される部分、および、基端部92の外周面には、弾性部材93は設けられていない。
The
隔壁40の第1室53側である+Z方向側の面には、貫通孔41の周囲に、環状の弁座42が設けられている。弁座42は、弁体90に設けられた弾性部材93と接触することで、インクをノズル28へ流す流路を閉塞させる「シール部」となっている。本実施形態では、弁座42は、隔壁40とは別体であり、金属によって形成されている。金属としては、例えば、SUSやチタンを用いることができる。弁座42の弾性部材93が接触する+Z方向側の面には、フッ素コーティング等の撥液処理が施されていてもよい。弁座42は、隔壁40に接着剤によって固定されている。このような弁座42は、固定面40aよりも-Z方向に配置されている。つまり、本実施形態の弁座42は、隙間S2の-Z方向側の端部よりも-Z方向に位置する。
An
本実施形態において、隔壁40は、+Z方向に見て、弁座42が設けられた部分よりも外側において、当該部分よりも-Z方向へ凹む環状の凹部43を有している。この凹部43は、弁座42を隔壁40に接着する際に、弁座42と隔壁40との間からはみ出した余分な接着剤を受け入れる機能を有する。
In this embodiment, the
第1室53において、封止部材33と基端部92との間には付勢部材の一例であるコイルばね94が介装されている。コイルばね94の+Z側の端部は、封止部材33の封止部33aの-Z方向側の面に形成された円錐台状の第1凸部36によって位置決めされている。また、コイルばね94の-Z方向側の端部は、弁体90の基端部92の+Z方向側の面に形成された第2凸部37に嵌まる。なお、付勢部材としては、コイルばね以外にも、例えば、板バネや皿バネを用いることが可能である。
A
図4及び図5に示すように、本実施形態では、コイルばね94の-Z方向側の端部が嵌まる第2凸部37は、略十字状の形状に形成されている。基端部92は、外周部に、第1壁部34の内周面に摺接可能な摺接部38を有している。摺接部38は、基端部92の下面から+Z方向に向けて突出している。本実施形態では、摺接部38は、第2凸部37を挟むように対向する2カ所の位置に設けられている。基端部92の摺接部38が設けられていない部分は、第1壁部34との間に隙間39を形成する凹形状の非摺接部39aとなっている。すなわち、非摺接部39aは、+Z方向に見て、摺接部38を含む仮想的な円形に対して、凹形状となるように形成されている。これにより、非摺接部39aと第1壁部34との間に隙間39が形成される。つまり、弁体90の基端部92には、+Z方向に見て弁体90の外周に沿って摺接部38と非摺接部39aとが連続的に設けられている。本実施形態では、非摺接部39aによって形成された隙間39は、第2凸部37を挟むように2箇所の位置に設けられている。流入口48から第1室53に流入したインクは、これらの隙間39を抜けて第1室53から貫通孔41へ向かう。なお、摺接部38および隙間39の数は、それぞれ任意に設定可能であり、1箇所でもよいし、3箇所以上であってもよい。なお、摺接部38は、第1壁部34に摺接する可能性があればよく、第1壁部34に常に摺接しないものであってもよい。例えば、複数の摺接部38のうち、実際には第1壁部34に摺接しない摺接部38が含まれていてもよい。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the present embodiment, the second
ここで、図3に示すように、基端部92の外周には、基端部92の外周面と第1壁部34の内周面との距離G1が、軸部91と貫通孔41の内周面との最短の距離G2よりも短い位置決め領域95を有している。本実施形態では、位置決め領域95は、摺接部38の外周面に位置している。以下では、距離G1のことを、基端部92と第1壁部34との間隔G1ともいい、距離G2のことを、軸部91と貫通孔41との間隔G2ともいう。つまり、本実施形態では、基端部92と第1壁部34との間隔G1は、軸部91と貫通孔41との間隔G2よりも小さい。基端部92と第1壁部34との間隔G1は、摺接部38が第1壁部34の内周面に対して摺動可能な程度の間隔である。なお、間隔G1は、+Z方向に見た平面視で、基端部92の中心から基端部92の外周面までの距離と、第1室53の中心から第1壁部34の内周面までの距離との差と換言できる。また、間隔G2は、+Z方向に見た平面視で、軸部91の中心から軸部91の貫通孔41に挿入されている部分の外周面までの最大距離と、貫通孔41の中心から貫通孔41の内周面までの最短距離との差と換言できる。さらに、間隔G1は、第1室53の内径R3と基端部92の外径R1との差の半分の値と換言できる。また、間隔G2は、貫通孔41の内径R4と軸部91の貫通孔41に挿入されている部分における外径R2との差の半分の値と換言できる。
Here, as shown in FIG. It has a
また、図3に示すように、本実施形態では、間隔G1は、軸部91と弁座42の内周面との最短の距離G3よりも短い。以下では、距離G3のことを、軸部91と弁座42との間隔G3ともいう。つまり、本実施形態では、基端部92と第1壁部34との間隔G1は、軸部91と弁座42との間隔G3よりも小さい。本実施形態では、間隔G2と間隔G3は、略同じである。なお、間隔G3は、+Z方向に見た平面視で、軸部91の中心から軸部91の弁座42の貫通孔に挿入されている部分の外周面までの最大距離と、弁座42の貫通孔の中心から弁座42の貫通孔の内周面までの最短距離との差と換言できる。さらに、間隔G3は、弁座42の内径R5と軸部91の弁座42の貫通孔に挿入されている部分の外径R2との差の半分の値と換言できる。なお、位置決め領域95のZ軸に沿った長さは、貫通孔41や弁座42のZ軸に沿った長さよりも長い。このため、基端部92と第1壁部34との間隔G1を、軸部91と貫通孔41との間隔G2及び軸部91と弁座42との間隔G3よりも小さくすることで、弁体90が+Z方向及び-Z方向に移動する際のZ軸に対する傾きを抑制することができる。したがって、弁体90を貫通孔41に対して正しい姿勢に制御することができ、弁体90の軸部91や貫通孔41が変形することや、弁体90の傾きによって弁体90と弁座42との密着不良が発生するのを抑制することができる。つまり、本実施形態では、弁体90の摺接部38と第1壁部34とによって弁体90の+Z方向及び-Z方向への移動の姿勢が規定されている。また、弁体90の摺接部38は、弁体90の軸部91が挿入される貫通孔41が形成された隔壁40と一体で形成された第1側壁34の内周面に接触する。そのため、例えば貫通孔41が形成された隔壁40とは別体である封止部材33に第1側壁が形成され、その第1側壁に摺接部38が接触する場合に比べて、弁体90と弁座42との位置決め精度が向上し、弁体90の+Z方向および-Z方向への往復移動時の姿勢も安定しやすい。
Further, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, the interval G1 is shorter than the shortest distance G3 between the
図3、図4及び図5に示すように、第1壁部34の一部、より具体的には、第1壁部34の+Z方向側の端部の一部には、-Z方向へ向けて凹む溝部35が設けられている。この溝部35は、第1壁部34を径方向に貫いており、第1室53に連通している。溝部35は、第1壁部34において、封止部材33に設けられた流入口48が、第1室53へ開口する部分に設けられている。つまり、流入口48と溝部35とは、+Z方向に見て重なる範囲を有している。流入口48から流入したインクは、溝部35を経由して、第1室53に流入する。本実施形態では、溝部35の-Z方向に沿った深さ、すなわち、第1壁部34の+Z方向における端部から、溝部35の-Z方向における端部である底面351までの距離は、基端部92の最大厚み、すなわち、基端部92に設けられた摺接部38の-Z方向に沿った厚みよりも小さい。なお、溝部35の-Z方向に沿った深さは、これに限らず、任意に設定可能である。本実施形態では、溝部35は第1壁部34に1箇所設けられているが、複数箇所に設けられていてもよい。
As shown in FIGS. 3, 4, and 5, a portion of the
また、図4~図7に示すように、第1壁部34には、第1壁部34と第2壁部33bとの間の隙間S2と、第1壁部34の内側とを連通する連通路46が設けられている。連通路46は、第1壁部34を厚さ方向、すなわち、+Z方向から見て弁体90を中心とした半径方向に向かって貫通して設けられている。また、本実施形態の連通路46は、第1壁部34の+Z方向の端部に開口して設けられた、所謂、スリットからなる。連通路46のうち最も-Z方向に位置する部分である第1端部461は、間隔S1に対して-Z方向に配置されている。ここで本実施形態の第1壁部34と封止部33aとの「間隔」とは、第1壁部34の+Z方向側の端部のうち連通路46を含まない部分における端部と封止部33aとの間のことである。つまり、本実施形態では、連通路46は、第1壁部34の+Z方向側の端部に開口して設けられているが、この連通路46の開口以外の第1壁部34の端部と封止部33aとが+Z方向で対向する部分のことである。この間隔S1は、最も広いZ軸に沿った寸法は、溝部35が設けられた部分である。つまり、間隔S1の最も-Z方向に位置する部分は、溝部35の底面351となっている。
Further, as shown in FIGS. 4 to 7, the
そして、連通路46の最も-Z方向側の部分である第1端部461は、間隔S1よりも-Z方向に配置されている。ここで、第1端部461が間隔S1よりも-Z方向に位置するとは、Z軸に交差する方向から見て、第1端部461が間隔S1に重ならずに間隔S1に対して-Z方向に位置していることを言う。すなわち、連通路46の第1端部461は、溝部35の底面351よりも-Z方向に位置する。言い換えると、連通路46及び溝部35は、第1壁部34の+Z方向の端部に開口し、Z軸における連通路46の長さは、溝部35よりも長い。本実施形態では、連通路46の第1端部461は、-Z方向に関して、固定面40aと同じ位置に配置されている。すなわち、連通路46のZ軸に沿った長さは、第1壁部34と同じ長さとなるように設けられている。なお、上述したように、弁座42は、固定面40aよりも-Z方向に位置するため、本実施形態の連通路46の第1端部461は、弁座42よりも+Z方向に配置されている。
A
このような連通路46は、図4及び図5に示すように、+Z方向に見て、第1壁部34の周方向に間隔を空けて複数設けられている。本実施形態では、第1壁部34には、4個の連通路46が設けられている。なお、連通路46の数及び位置は、特にこれに限定されるものではない。例えば、連通路46は1個であってもよく、2個以上の複数であってもよい。
As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of
また、図4及び図5に示すように、連通路46の少なくとも一部は、連通路46から弁体90の中心に向かって見て、摺接部38と重ならないように設けられている。つまり、X軸とY軸とで規定されるXY平面の面方向において、連通路46から弁体90の中心に向かって見た際に、連通路46の少なくとも一部が摺接部38と重ならないように設けられている。このように連通路46の少なくとも一部が摺接部38と重ならないようにすることで、連通路46を設けることによって、摺接部38が第1壁部34の内周面と摺接する面積が減少するのを抑制し、位置決め領域95による弁体90の位置決め精度の向上及び姿勢安定化の向上を図ることができる。
Moreover, as shown in FIGS. 4 and 5 , at least part of the communicating
なお、連通路46から弁体90の中心に向かって見て、連通路46の摺接部38と重なる長さL1は、摺接部38と重ならない長さL2よりも小さい方が好ましい。つまり、L1<L2を満たす方が好ましい。または、各連通路46の摺接部38と重なる長さL1の合計は、摺接部38と重ならない長さL2の合計よりも小さい方が好ましい。このように、連通路46の摺接部38と重なる長さを比較的短くすることで、位置決め領域95が減少するのをさらに抑制することができる。
In addition, when viewed from the communicating
このように第1壁部34に連通路46を設けることで、図8に示すように、隙間S2に入り込んだ気泡Bは、連通路46を介して第1壁部34の内側、すなわち、貫通孔41の開口側に移動することができる。つまり、気泡Bは、浮力によって-Z方向の第1壁部34の基端部側に移動し易いため、第1壁部34に間隔S1よりも-Z方向に第1端部461を有する連通路46を設けることで、連通路46を介して気泡Bが第1壁部34を乗り越えて、第1壁部34の内側の貫通孔41側に移動することができる。特に、本実施形態では、連通路46の第1端部461は、-Z方向において固定面40aと同じ位置に設けられているため、気泡Bは、固定面40aから第1壁部34を+Z方向に乗り越えることなく、つまり、気泡Bを+Z方向に移動させることなく、XY平面に沿った移動のみで第1壁部34の内側に移動することができる。したがって、連通路46の第1端部461を-Z方向に固定面40aと同じ位置に設けることで、気泡Bをさらに移動させ易くして気泡排出性を向上することができる。また、本実施形態の連通路46の-Z方向側の第1端部461は、固定面40aとZ軸で同じ位置に設けられているため、第1端部461は、弁座42よりも+Z方向に位置する。このため、第1端部461から第1壁部34の内側に移動した気泡Bは、貫通孔41に向かって-Z方向の成分を有する斜め方向に移動する。したがって、連通路46を通った気泡Bが凹部43に入り込み難く、貫通孔41に向かって移動し易い。
By providing the
これに対して、図9に示すように、第1壁部34に連通路46が設けられていない場合、隙間S2に入り込んだ気泡Bは、第1壁部34を乗り越えて間隔S1を介して第1壁部34の内側に移動しなくてはならない。また、たとえ第1壁部34に溝部35が設けられていたとしても、溝部35の底面351は、比較的+Z方向側に位置するため、溝部35を介して気泡Bが第1壁部34の内側に移動し難い。つまり、気泡Bは、浮力に逆らって+Z方向に移動しなければ第1壁部34を乗り越えて間隔S1を介して第1壁部34の内側に移動することができないため、隙間S2内に気泡Bが滞留し易い。
On the other hand, as shown in FIG. 9, when the
このように、第1壁部34に連通路46を設けることで、隙間S2の気泡Bを第1壁部34の内側に容易に移動することができるため、詳しくは後述する図10に示すように、弁体90が+Z方向に移動して第1室53と第2室54とが連通状態となった際に、第1室53内の気泡Bは、貫通孔41を介して第2室54側に移動することができ、気泡Bを第2室54から外部に容易に排出させることができる。このため、第1室53内の気泡Bを排出することで気液界面の発生を抑制し、気液界面における異物の発生を抑制することができる。そして第1室53内の異物の発生を抑制することで、弁体90と弁座42との間に異物が挟まることによる閉弁不良、すなわち、シール不良を抑制することができると共に、異物が下流側に流れて、ノズル28からのインク滴の吐出不良が発生するのを抑制することができる。
By providing the
また、第1室53内に気泡Bが滞留するのを抑制することができるため、第1室53内のインクの圧力変化を気泡Bが吸収するのを抑制し、開弁及び閉弁の動作圧力にばらつきが生じるのを抑制することができる。さらに、第1室53内に気泡Bが滞留するのを抑制することができるため、第1室53内の気泡Bが予期せぬタイミングで下流の記録ヘッド側に排出され、気泡によるインク滴の吐出不良等の不具合が発生するのを抑制することができる。
In addition, since it is possible to suppress the air bubbles B from staying in the
また、連通路46は、第1壁部34を完全に無くすことなく設けられているため、第1壁部34によって弁体90のXY平面の面方向に沿った位置決めや、弁体90の+Z方向及び-Z方向への移動時の姿勢安定化を図ることができる。特に、本実施形態の連通路46は、弁体90の外周に沿って間隔を空けて複数設けられている。このため、隙間S2内の気泡Bを第1壁部34の内部に移動させ易く、且つ弁体90を第1壁部34によって正しい姿勢に制御することができる。
In addition, since the
以上のように構成された弁体90の開閉動作を説明する。以下の説明では、第1室53および第2室54には、ノズル28へのインクの初期充填もしくは以前のインクの吐出により、インクが満たされた状態であるものとする。図3に示すように、コイルばね94は、弁体90を常に閉弁状態となる方向である-Z方向に向かって付勢する。弁体90の閉弁状態では、弾性部材93が弁座42に接触して貫通孔41が閉鎖された状態、すなわち、第1室53と第2室54とが非連通状態になる。
The opening/closing operation of the
第1室53と第2室54とが非連通状態において、記録ヘッド19からインクが噴射されると、第2室54内のインクが減少する。これにより、図10に示すように、大気圧との差圧により第2室54は負圧となり、フィルム61および受圧部材81が第2室54側に撓むように変位する。すると、受圧部材81が軸部91の先端を+Z方向に押し、弁体90が第1室53側へ押し下げられる。
When ink is ejected from the
弁体90が、コイルばね94の付勢力に抗して押し下げられると、弾性部材93が弁座42から離間し、弁体90が開弁状態となる。そして、弁体90が開弁状態にある場合には、貫通孔41が開放された状態、すなわち、第1室53と第2室54とを連通させた開弁状体になる。
When the
弁体90が開弁状態であると、第1室53内のインクが貫通孔41を介して第2室54に流れ込む。第2室54にインクが十分に補充されると、第2室54内の負圧が解消されて受圧部材81およびフィルム61が元の位置に戻るとともに、コイルばね94の付勢力により図6に示すように、弁体90が閉弁状態となる。このように、弁体90が開閉動作することで、第2室54は常に略一定の圧力に調整される。
When the
以上説明したように、本発明の圧力調整ユニット30は、第1室53と、第2室54と、第1室53から第2室54へ液体であるインクを流動させるための貫通孔41と、を含む流路を備える。また、圧力調整ユニット30は、第1室53と第2室54とを区画し貫通孔41が形成された隔壁40と、第1室53を画定し隔壁40から第1方向である+Z方向へ延設された第1壁部34と、を有する第1流路部材である筐体31を具備する。また、圧力調整ユニット30は、隔壁40と対向し第1室53を画定する封止部33aと、第1壁部34を囲むようにして封止部33aから+Z方向とは反対の方向である第2方向である-Z方向に延設された第2壁部33bと、を有する第2流路部材である封止部材33を具備する。また、圧力調整ユニット30は、隔壁40に対して+Z方向及び-Z方向に相対移動することで流路を開閉する弁体90を備える。また、隔壁40は、第2壁部33bの-Z方向の端部と固定される固定面40aを有する。また、第1壁部34は、封止部33aに対して間隔S1を空けて配置されている。そして、第1壁部34には、第1壁部34の外周と第2壁部33bの内周との間に形成される隙間S2と第1室53とを連通可能な連通路46が形成され、連通路46のうち最も-Z方向に位置する部分である第1端部461は、間隔S1に対して、-Z方向に配置される。
As described above, the
このように、第1壁部34に連通路46を設けると共に連通路46の第1端部461を間隔S1よりも-Z方向に配置することで、隙間S2内に入り込んだ気泡Bは連通路46を介して第1壁部34の内側に容易に移動することができる。したがって、隙間S2に滞留した気泡Bによって、気泡Bと液体であるインクとの気液界面に異物が生じるのを抑制して、気液界面に生じた異物によって弁体90と弁座42とのシール性が低下することによる閉弁不良を抑制することができる。また、気泡Bが隙間S2に滞留するのを抑制することができるため、気泡Bが、第1室53内のインクの圧力を吸収するバッファーとなって、開弁又は閉弁するための圧力にばらつきが生じるのを抑制することができ、弁体90の動作圧力を安定化することができる。さらに、気泡Bが隙間S2に滞留するのを抑制することができるため、気泡Bが予期せぬタイミングで第2室54側の下流に流れ出て、記録ヘッド19に供給され、気泡によって記録ヘッド19のインク滴の噴射不良等の不具合を抑制することができる。
Thus, by providing the communicating
また、第1壁部34と封止部33aとの間に間隔S1を設けることで、第1壁部34や封止部33aの製造上の誤差によって第2壁部33bと固定面40aとの間の隙間が生じることや、隙間にばらつきが生じるのを抑制して、第2壁部33bと隔壁40の固定面40aとを確実に接着し、流路からのインクの漏出を抑制することができる。
In addition, by providing the space S1 between the
また、第1壁部34を完全に無くすことなく、連通路46を有する第1壁部34を設けることで、第1壁部34によって弁体90のXY平面の面方向に沿った位置決めや、弁体90の+Z方向及び-Z方向への移動時の姿勢安定化を図ることができる。
In addition, by providing the
さらに、第1壁部34と第2壁部33bとの間に隙間S2を設けることで、第2壁部33bの内部に第1壁部34を挿入し易く、組み立てを容易に行うことができる。また、第1壁部34と第2壁部33bとの隙間S2を接着剤等で埋めるには、接着剤等を注入するための構造が必要になり、構造変更が必要になると共に、隙間S2の接着剤が異物となって弁体90と弁座42とのシール不良による閉弁不良や、異物が記録ヘッド19に流れ出て、インクの噴射不良等が生じる虞がある。本実施形態では、隙間S2を接着剤等で埋めないことで、接着剤等を注入するための構造が不要となり、構造変更が不要であると共に、隙間S2の接着剤が異物となって弁体90と弁座42とのシール不良による閉弁不良や、インク滴の噴射不良が生じるのを抑制することができる。
Furthermore, by providing a gap S2 between the
また、本実施形態の圧力調整ユニット30では、第2方向である-Z方向において、連通路46の部分である第1端部461は、固定面40aと-Z方向で同じ位置に配置されていることが好ましい。このように連通路46の第1端部461を-Z方向で固定面40aと同じ位置に配置することで、固定面40aによって画定される隙間S2の最も-Z方向側の位置で連通路46が第1室53と連通させることができる。したがって、隙間S2内の気泡Bを、連通路46を介して第1壁部34の内側に移動し易く、気泡排出性を向上することができる。
In addition, in the
また、本実施形態の圧力調整ユニット30では、隔壁40は、弁体90と当接されることで流路を閉塞するシール部である弁座42を有し、連通路46の部分である第1端部461は、弁座42よりも第1方向である+Z方向に配置されていることが好ましい。これによれば、第1端部461から第1壁部34の内側に移動した気泡Bは、弁座42の内側の貫通孔41に向かって-Z方向の成分を有する斜め方向に移動し易く、気泡Bを貫通孔41から排出し易い。
In addition, in the
また、本実施形態の圧力調整ユニット30では、隙間S2の幅W1は、第1壁部34の厚みW2よりも薄いことが好ましい。このように隙間S2の幅W1を第1壁部34の厚みW2よりも薄く、すなわち、W1<W2とすることで、隙間S2内に気泡Bが入り込み難くすることができる。
Moreover, in the
また、本実施形態の圧力調整ユニット30では、連通路46は、第1方向である+Z方向に見て、弁体90の外周に沿って間隔を空けて複数設けられることが好ましい。このように、連通路46を第1壁部34に複数設けることで、隙間S2からの気泡排出性を向上することができる。
In addition, in the
また、本実施形態の圧力調整ユニット30では、弁体90は、第1方向である+Z方向に見て弁体90の外周に沿って、最外に位置する第1壁部34に摺接される摺接部38と、第1壁部34に摺接されない非摺接部39aと、を連続的に有し、連通路46の少なくとも一部は、連通路46から弁体90の中心に向かって見て、摺接部38と重ならないことが好ましい。このように連通路46の少なくとも一部が摺接部38と重ならないようにすることで、連通路46を設けることによって、摺接部38が第1壁部34の内周面と摺接する面積が減少するのを抑制し、位置決め領域95による弁体90の位置決め精度の向上及び姿勢安定化の向上を図ることができる。
In addition, in the
また、本発明の液体噴射装置であるインクジェット式記録装置1は、上記の圧力調整ユニット30と、圧力調整ユニット30の第1室53へ供給する液体であるインクを貯留する液体貯留部である液体容器22と、圧力調整ユニット30の第2室54から供給されたインクを噴射するノズル28と、を備える。
Further, the ink
このようなインクジェット式記録装置1では、第1室53内の気泡排出性を向上して、気泡によるインク滴の吐出不良を抑制することができる。
In such an ink
なお、本実施形態では、+Z方向において連通路46の第1端部461を固定面40aと同じ位置に設けるようにしたが、特にこれに限定されない。図3に示すように、連通路46の第1端部461は、+Z方向に対する隙間S2の中心Cに対して、-Z方向に位置するのが好ましい。
In the present embodiment, the
また、連通路46の第1端部461は、+Z方向に対して隙間S2を均等に3分割した位置よりも貫通孔41側である-Z方向に位置するのが好ましい。つまり、隙間S2を均等に3分割した位置を+Z方向に順番にC1、C2としたとき、連通路46は、C1に対して-Z方向に位置するのが好ましい。
Also, the
また、連通路46の第1端部461は、+Z方向に対して隙間S2を均等に4分割した位置よりも貫通孔41側である-Z方向に位置するのが好ましい。つまり、隙間S2を均等に4分割した位置を+Z方向に順番にC11、C12、C13としたとき、連通路46は、C11に対して-Z方向に位置するのが好ましい。
Also, the
また、連通路46の第1端部461は、図10に示すように、弁体90が流路を開いている状態、つまり、弁体90が第1室53と第2室54とを連通させた開弁状態において、連通路46の第1端部461は、摺接部38よりも-Z方向に位置するのが好ましい。すなわち、開弁状体において、第1端部461は、摺接部38の最も-Z方向に位置する第1端部381よりも-Z方向に位置するのが好ましい。このように、開弁状体において、第1端部461を摺接部38よりも-Z方向に配置することで、開弁状態で、隙間S2内の気泡Bを、第1壁部34の内側の摺接部38よりも貫通孔41が開口する-Z方向側に容易に移動させることができる。したがって、貫通孔41を介して第2室54に気泡Bを移動させ易くすることができる。ちなみに、開弁状体で第1端部461が摺接部38と同じ位置に配置されていると、隙間S2内の気泡Bが第1壁部34内に移動する際に、摺接部38が邪魔をして気泡Bが貫通孔41側に移動し難い。
10, the
また、連通路46の第1端部461は、図6に示すように、弁体90が流路を閉じている状態、つまり、弁体90が第1室53と第2室54とを連通させていない閉弁状態において、連通路46の第1端部461は、摺接部38よりも-Z方向に位置するのが好ましい。すなわち、閉弁状体において、第1端部461は、摺接部38の最も-Z方向に位置する第1端部381よりも-Z方向に位置するのが好ましい。ちなみに、閉弁状体では、弁体90は、最も-Z方向側に位置し、開弁状体では、弁体90は閉弁状体よりも+Z方向に位置する。このため、閉弁状体において連通路46の第1端部461は、摺接部38よりも-Z方向に位置するとは、開弁状体において連通路46の第1端部461は、摺接部38よりも-Z方向に位置することを含むものである。このように閉弁状体において第1端部461を摺接部38よりも-Z方向に配置することで、閉弁状体及び開弁状体の何れにおいても隙間S2内の気泡Bを、第1壁部34の内側の摺接部38よりも貫通孔41が開口する-Z方向側に容易に移動させることができ、気泡排出性を向上することができる。
6, the
なお、本実施形態では、連通路46の一部は、連通路46から弁体90の中心に向かって見て、摺接部38と重ならないようにしたが、特にこれに限定されない。ここで、連通路46の変形例を図11に示す。図11は、弁体90の基端部92及び第1壁部34付近の下面図である。図11に示すように、X軸とY軸とで規定されるXY平面の面方向において、連通路46から弁体90の中心に向かって見た際に、連通路46の全てが摺接部38に重ならないように設けられている。つまり、連通路46は、XY平面の面方向において連通路46から弁体90の中心に向かって見て、非摺接部39aに重なるように設けられている。すなわち、2つの非摺接部39aに対応して2つの連通路46が設けられている。このように、連通路46が、摺接部38に完全に重ならないようにすることで、摺接部38と第1壁部34との位置決め領域95が減少するのを抑制することができる。したがって、第1壁部34による弁体90の姿勢の制御をさらに高精度に行うことができる。
In the present embodiment, part of the communicating
(実施形態2)
図12は、本発明の実施形態2に係る圧力調整ユニットの要部断面図である。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。
(Embodiment 2)
FIG. 12 is a cross-sectional view of a main part of a pressure regulating unit according to
図12に示すように、第1壁部34に設けられた連通路46の最も-Z方向側となる部分である第1端部461は、固定面40aよりも「第2方向」である-Z方向に位置する。すなわち、連通路46の第1端部461は、隔壁40の-Z方向側の面に凹部を形成するように設けられている。また、本実施形態の連通路46の第1端部461は、Z軸において固定面40aよりも-Z方向に位置し、凹部43の-Z方向側の底面よりも+Z方向に位置する。なお、第1端部461は、Z軸において凹部43の底面と同じ位置、すなわち、凹部43の底面と面一となるように設けてもよい。
As shown in FIG. 12, a
また、本実施形態の圧力調整ユニット30は、第2方向である-Z方向において、連通路46の部分である第1端部461は、固定面40aよりも-Z方向に配置されている。このように連通路46の第1端部461を固定面40aよりも-Z方向に配置することで、固定面40aによって画定される隙間S2の最も-Z方向側の位置で連通路46が第1室53と連通させることができる。したがって、隙間S2内の気泡Bを、連通路46を介して第1壁部34の内側に移動し易く、気泡排出性を向上することができる。
Also, in the
(実施形態3)
図13は、本発明の実施形態3に係る圧力調整ユニットの要部断面図である。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。
(Embodiment 3)
FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part of a pressure regulating unit according to Embodiment 3 of the present invention. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the member similar to embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate|omitted.
図13に示すように、連通路46は、第1壁部34を厚さ方向、すなわち、+Z方向から見て弁体90を中心とした半径方向に向かって貫通して設けられている。また、連通路46は、第1壁部34の+Z方向の端部に開口しないように設けられた、所謂、「開口」からなる。なお、「開口」とは、当該開口を画成する第1壁部34が、開口の周方向に亘って連続しているものを言う。
As shown in FIG. 13 , the
このような連通路46であっても、上述した実施形態1と同様に、隙間S2に侵入した気泡B(図8参照)は、連通路46を介して第1壁部34の内側の貫通孔41側に移動し易い。したがって、第1室53内の気泡Bを貫通孔41から第2室54等の下流側に排出することができ、第1室53内に気泡Bが滞留するのを抑制することができる。このため、隙間S2内に滞留した気泡Bと液体であるインクとの界面に異物が生じ、異物によって弁体90と弁座42とのシール性が低下することによる閉弁不良を抑制することができる。また、隙間S2内に気泡Bが滞留するのを抑制することができるため、隙間S2内の気泡Bが、圧力を吸収するバッファーとなって、開弁又は閉弁するための圧力にばらつきが生じるのを抑制することができ、弁体90の動作圧力を安定化することができる。さらに、気泡Bが隙間S2に滞留するのを抑制することができるため、気泡Bが予期せぬタイミングで第2室54側の下流に流れ出て、記録ヘッド19に供給され、気泡によって記録ヘッド19のインク滴の噴射不良等の不具合を抑制することができる。
Even with such a
また、第1壁部34と封止部33aとの間に間隔S1を設けることで、第1壁部34や封止部33aの製造上の誤差によって第2壁部33bと固定面40aとの間の隙間が生じることや、隙間にばらつきが生じるのを抑制して、第2壁部33bと隔壁40の固定面40aとを確実に接着し、流路からのインクの漏出を抑制することができる。
In addition, by providing the space S1 between the
また、第1壁部34を完全に無くすことなく、連通路46を有する第1壁部34を設けることで、第1壁部34によって弁体90のXY平面の面方向に沿った位置決めや、弁体90の+Z方向及び-Z方向への移動時の姿勢安定化を図ることができる。
In addition, by providing the
さらに、第1壁部34と第2壁部33bとの間に隙間S2を設けることで、第2壁部33bの内部に第1壁部34を挿入し易く、組み立てを容易に行うことができる。また、第1壁部34と第2壁部33bとの隙間S2を接着剤等で埋めるには、接着剤等を注入するための構造が必要になり、構造変更が必要になると共に、隙間S2の接着剤が異物となって弁体90と弁座42とのシール不良による閉弁不良や、異物が記録ヘッド19に流れ出て、インクの噴射不良等が生じる虞がある。本実施形態では、隙間S2を接着剤等で埋めないことで、接着剤等を注入するための構造が不要となり、構造変更が不要であると共に、隙間S2の接着剤が異物となって弁体90と弁座42とのシール不良による閉弁不良や、インク滴の噴射不良が生じるのを抑制することができる。
Furthermore, by providing a gap S2 between the
なお、本実施形態の貫通孔である連通路46の摺接部38に対する位置や、連通路46の第1端部461の位置等は、上述した実施形態1と同様であるため、重複する説明は省略する。
Note that the position of the
(他の実施形態)
以上、本発明の各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。
(Other embodiments)
Although each embodiment of the present invention has been described above, the basic configuration of the present invention is not limited to the above.
例えば、第2室54が第1室53に対して-Z方向側に位置する構成を例示したが、特にこれに限定されず、第2室54と第1室53とが、X軸とY軸とで規定されるXY平面の面方向に沿って配置された構成であってもよい。つまり、第2室54が第1室53に対して+Z方向に位置しなければ、圧力調整ユニット30は、図3に示す弁体90がZ軸に沿って移動する姿勢に限定されず、弁体90がZ軸と交差する方向に沿って移動する姿勢であってもよい。このように弁体90がZ軸に交差する方向に沿って移動する場合には、第1方向及び第2方向はそれぞれ+Z方向に交差する方向及び-Z方向に交差する方向となる。
For example, although the configuration in which the
また、上述した各実施形態では、流入口48を第1壁部34の先端部に+Z方向で対向する位置に配置するようにしたが、特にこれに限定されず、流入口48を第1壁部34よりも内側に配置してもよい。また、本発明の連通路46を有する構成では、流入口48を第1壁部34の外側、すなわち、隙間S2に+Z方向で対向する位置に配置することも可能である。なお、流入口48を第1壁部34よりも内側に配置した場合には、第1壁部34に溝部35を設けないようにしてもよい。また、上述した実施形態1では、溝部35を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、連通路46に対向する位置に流入口48を設けるようにすれば、溝部35を設けないようにしてもよい。つまり、連通路46が溝部35を兼ねるようにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the
また、上述した各実施形態では、記録ヘッド19と圧力調整ユニット30とで構成されたヘッドユニット18を例示したが、特にこれに限定されず、記録ヘッド19に圧力調整ユニット30が含まれるものであってもよい。すなわち、上述した各実施形態におけるヘッドユニット18が「液体噴射ヘッド」に相当するものであってもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the
また、上述した各実施形態の圧力調整ユニット30では、第1室53及び第2室54を有する流路に対して流入口48と流出孔47とを1つずつ設けた構成を例示したが、特にこれに限定されず、流入口48及び流出孔47はそれぞれ2以上の複数個以上設けられていてもよく、流入口48及び流出孔47の数は異なる数であってもよい。
Further, in the
また、上述した例では、インクジェット式記録装置1は、液体貯留部である液体容器22が本体フレーム12の液体容器ホルダー21に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、液体貯留部であるインクカートリッジがキャリッジ15に搭載されていてもよい。また、圧力調整ユニット30は、キャリッジ15に搭載されたものに限定されず、圧力調整ユニット30と記録ヘッド19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。
In the above-described example, the ink
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に用いることができる。また、本発明は、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。 Further, the present invention broadly targets liquid jet heads in general, and can be used, for example, for recording heads such as various ink jet recording heads used in image recording apparatuses such as printers. In addition, the present invention is used in the production of color material ejection heads used in the manufacture of color filters for liquid crystal displays and the like, electrode material ejection heads used in the formation of electrodes such as organic EL displays and FEDs (field emission displays), and biochips. It can also be applied to a bioorganic matter ejection head or the like.
また、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置1を挙げて説明したが、上述した他の液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置にも用いることが可能である。
Further, although the
また、本発明は、広く圧力調整ユニット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。 Further, the present invention broadly targets pressure adjustment units in general, and can be used for devices other than liquid ejecting apparatuses and liquid ejecting heads.
1…インクジェット式記録装置(インクジェット式記録装置)、10…搬送部、11…媒体ローラー用モーター、12…本体フレーム、13…媒体支持部材、14…ガイド軸、15…キャリッジ、16…タイミングベルト、16a…プーリー、17…キャリッジモーター、18…ヘッドユニット、19…記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、21…液体容器ホルダー、22…液体容器(液体貯留部)、23…媒体ローラー、24…供給管、26…メンテナンスユニット、27…キャップ、28…ノズル、30…圧力調整ユニット、31…筐体(第1流路部材)、32…カバー部材、33…封止部材(第2流路部材)、33a…封止部、33b…第2壁部、34…第1壁部、35…溝部、351…底面、36…第1凸部、37…第2凸部、38…摺接部、381…第1端部、39…隙間、39a…非摺接部、40…隔壁、40a…固定面、41…貫通孔、42…弁座(シール部)、43…凹部、44…フィルター室、45…フィルター、46…連通路、461…第1端部、47…流出孔、48…流入口、52…開口、53…第1室、54…第2室、61…フィルム、81…受圧部材、90…弁体、91…軸部、92…基端部、93…弾性部材、94…コイルばね、95…位置決め領域、S1…間隔、S2…隙間
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記第1室と前記第2室とを区画し前記貫通孔が形成された隔壁と、前記第1室を画定し前記隔壁から第1方向へ延設された第1壁部と、を有する第1流路部材と、
前記隔壁と対向し前記第1室を画定する封止部と、前記第1壁部を囲むようにして前記封止部から前記第1方向とは反対の方向である第2方向に延設された第2壁部と、を有する第2流路部材と、
前記隔壁に対して前記第1方向及び前記第2方向に相対移動することで前記流路を開閉する弁体と、
を備え、
前記隔壁は、前記第2壁部の前記第2方向の端部と固定される固定面を有し、
前記第1壁部は、前記封止部に対して間隔を空けて配置され、
前記第1壁部には、前記第1壁部の外周と前記第2壁部の内周との間に形成される隙間と前記第1室とを連通可能な連通路が形成され、
前記連通路のうち最も前記第2方向に位置する部分は、前記間隔に対して、前記第2方向に配置される
ことを特徴とする圧力調整ユニット。 A pressure regulating unit comprising a flow path including a first chamber, a second chamber, and a through hole for allowing liquid to flow from the first chamber to the second chamber,
A partition wall defining the first chamber and the second chamber and formed with the through hole, and a first wall portion defining the first chamber and extending from the partition wall in a first direction. 1 channel member;
a sealing portion facing the partition wall and defining the first chamber; and a second sealing portion extending in a second direction opposite to the first direction so as to surround the first wall portion a second flow path member having two walls;
a valve body that opens and closes the flow path by relatively moving in the first direction and the second direction with respect to the partition wall;
with
The partition has a fixing surface fixed to the end of the second wall in the second direction,
The first wall portion is spaced apart from the sealing portion,
A communication path is formed in the first wall portion to allow communication between a gap formed between an outer periphery of the first wall portion and an inner periphery of the second wall portion and the first chamber,
A pressure regulating unit, wherein a portion of the communicating path that is closest to the second direction is arranged in the second direction with respect to the spacing.
前記弁体が前記流路を開いている開弁状態において、前記連通路の前記部分は、前記摺接部よりも前記第2方向に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の圧力調整ユニット。 The valve body has a sliding contact portion that is in sliding contact with the first wall portion,
2. The pressure according to claim 1, wherein in a valve-open state in which the valve element opens the flow path, the portion of the communicating passage is arranged in the second direction relative to the sliding contact portion. adjustment unit.
ことを特徴とする請求項2に記載の圧力調整ユニット。 3. The pressure according to claim 2, wherein in a valve closed state in which the valve body closes the flow path, the portion of the communicating passage is arranged in the second direction relative to the sliding contact portion. adjustment unit.
ことを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載の圧力調整ユニット。 2. In the second direction, the portion of the communication path is arranged at the same position as the fixing surface in the second direction or in the second direction relative to the fixing surface. 4. The pressure regulating unit according to any one of 1 to 3.
前記連通路の前記部分は、前記シール部よりも前記第1方向に配置されている、
ことを特徴とする請求項1~4の何れか一項に記載の圧力調整ユニット。 The partition has a seal portion that closes the flow path by coming into contact with the valve body,
The portion of the communication path is arranged in the first direction with respect to the seal portion,
The pressure regulation unit according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の圧力調整ユニット。 The pressure adjustment unit according to any one of claims 1 to 5, wherein the width of the gap is thinner than the thickness of the first wall.
ことを特徴とする請求項1~6の何れか一項に記載の圧力調整ユニット。 The pressure regulating unit according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of the communication passages are provided at the intervals along the outer periphery of the valve body when viewed in the first direction. .
前記連通路の少なくとも一部は、前記連通路から前記弁体の中心に向かって見て、前記摺接部と重ならない
ことを特徴とする請求項1~7の何れか一項に記載の圧力調整ユニット。 The valve body has a sliding contact part that is in sliding contact with the outermost first wall along the outer circumference of the valve body as viewed in the first direction, and a sliding contact part that is not in sliding contact with the first wall. continuously having a non-sliding contact portion;
The pressure according to any one of claims 1 to 7, wherein at least part of the communicating path does not overlap the sliding contact portion when viewed from the communicating path toward the center of the valve body. adjustment unit.
ことを特徴とする請求項1~8の何れか一項に記載の圧力調整ユニット。 9. The communication path according to any one of claims 1 to 8, wherein the communication path is a slit that penetrates in the thickness direction of the first wall portion and opens at a tip portion of the first wall portion in the first direction. pressure regulation unit as described above.
ことを特徴とする請求項1~8の何れか一項に記載の圧力調整ユニット。 The communication path is an opening penetrating the first wall in the thickness direction,
The pressure regulation unit according to any one of claims 1 to 8, characterized in that:
前記圧力調整ユニットの前記第2室から供給された液体を噴射するノズルと、
を備えることを特徴とする液体噴射ヘッド。 a pressure regulating unit according to any one of claims 1 to 10;
a nozzle for ejecting the liquid supplied from the second chamber of the pressure adjustment unit;
A liquid jet head comprising:
前記圧力調整ユニットの前記第1室へ供給する液体を貯留する液体貯留部と、
前記圧力調整ユニットの前記第2室から供給された液体を噴射するノズルと、
を備えることを特徴とする液体噴射装置。 a pressure regulating unit according to any one of claims 1 to 10;
a liquid reservoir for storing the liquid to be supplied to the first chamber of the pressure regulation unit;
a nozzle for injecting the liquid supplied from the second chamber of the pressure regulation unit;
A liquid ejecting device comprising:
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