JP4656230B2 - 流路形成方法、及び流路形成体の組立パーツ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、インクジェットプリンタ装置などの液体吐出装置が有する吐出ヘッドへ供給する液体中のエアを排出する排気流路の形成方法及び流路形成体に関し、更に、該流路形成体の組立パーツに関する。

従来、液体吐出装置の一例であるインクジェット式のプリンタ装置では、記録紙に対向しつつ往復移動する吐出ヘッドへ、装置本体に設けられたインクカートリッジから、可撓性のインク供給チューブを介してインクを供給する構成（所謂、チューブ供給方式）を採用したものが知られている。このようなプリンタ装置では、インクを供給するための流路の他、該流路の途中で成長したエアを外部へ排出する流路が設けられているものもある。

ところで、これらの流路としては、溝を形成した樹脂成型部材にフィルムを熱溶着したものがある（特許文献１参照）。また、その他にも、押し出し成形によって製造した可撓性チューブ、及び樹脂成型部材同士を超音波振動により溶着して得た流路なども利用されている。
特開２００５−１４５０４５号公報

しかしながら、特許文献１に示すような樹脂成型部材とフィルムとを熱溶着して形成した流路の場合、加熱時に溶融する樹脂量を一定に制御するのが困難であり、溶融した樹脂分の一部が、樹脂成型部材に形成された溝へ進入すると、流路断面積にバラツキが生じてしまう。また、フィルムには一般的に可撓性の高い素材が使用されるため、内圧の変動に応じてフィルムが変形し、これも流路断面積にバラツキを生じさせる要因になる。そして、このような流路断面積のバラツキは、流路抵抗にバラツキを生じさせることになる。

ここで、流路によってその流路抵抗にバラツキが見込まれる場合、一部の抵抗の小さい流路に対してはダンパーを大型化して対応する必要があり、他の抵抗の大きい流路に対してはフィルタ及び流路径の大型化によって対応する必要がある。即ち、流路の抵抗が小さい場合、内部を通流するインク等の圧力変動が伝搬されやすくなるため、この圧力変動を緩衝するためには高いダンパー機構が必要になり、結果的にダンパーを大型化する必要がある。一方、流路の抵抗が大きい場合、インク等の供給不足が生じないようにするため、途中に配設するフィルタを大きいものにしたり、予め流路径を大きくしておく必要がある。このように、流路抵抗のバラツキは、装置全体の大型化を招来してしまう。

また、上述したようにフィルムを樹脂成型部材に熱溶着したもの以外にも、流路として利用されるものが幾つかあるが、このうち、押し出し成形による可撓性チューブの場合、湾曲させる場合の曲率半径に限界があり、例えば直角に曲げることは困難であるため、流路のレイアウトに限界がある。また、複数本に分割してこれらを継手で接続することも可能ではあるが、流路径の小さいチューブの接続には熟練が必要であり、また接続箇所の気密性を確保するのも困難である。

また、樹脂成型部材同士を超音波溶着させた流路においては、やはり溶融した樹脂分が流路内に進入する可能性があり、流路抵抗のバラツキの要因となってしまう。

そこで本発明は、流路抵抗のバラツキを抑制することができ、気密性を容易に確保することができる流路形成方法、流路形成体、及び該流路形成体の組立パーツを提供することを目的とする。

本発明に係る流路形成方法は、嵌合溝を有する第一部材を形成する工程と、前記嵌合溝に整合する第二部材を形成する工程と、前記第一部材の嵌合溝に前記第二部材を嵌入する工程と、嵌入された前記第二部材の外方から加熱して前記第一部材及び第二部材の接合周縁部を溶着する工程とを備え、前記第一部材の嵌合溝の底部及びこれに対向する前記第二部材の下部のうち少なくとも一方に設けられた流路溝によって流路を形成する。

このような構成とすることにより、第一部材の嵌合溝の底部であって第二部材の下部により閉塞される箇所に流路が形成される一方、第一部材及び第二部材の接合周縁部にあって流路から比較的離れた部分が溶着されることになる。しかも、第二部材は第一部材の嵌合溝に整合する形状を有するため、加熱により溶融した成分が流路に浸入することがなく、流路断面積のバラツキ、即ち流路抵抗のバラツキの発生を防止することができる。また、流路溝は予め任意に形成しておくことができるため、複雑なレイアウトの流路であっても、第一部材及び第二部材の溶着により容易に形成することができる。更に、第一部材及び第二部材を可撓性の小さい部材で形成すれば、流路内の圧力変動による第一部材及び第二部材の変形を防止でき、流路断面積の変動を防止することができる。

また、前記第一部材における前記嵌合溝の開口縁部に開口方向へ突出する第一突起を形成し、該第一突起を溶融して前記接合周縁部を溶着するようにしてもよい。このような構成とすることにより、接合周縁部を確実に溶着することができると共に、接合周縁部の各部での溶融量を一定に制御することができるため、溶着精度の向上を図ることができる。

また、前記第二部材における外壁周縁部に外方へ突出する第二突起を形成し、該第二突起を溶融して前記接合周縁部を溶着するようにしてもよい。このような構成とした場合も、接合周縁部を確実に溶着することができると共に、接合周縁部の各部での溶融量を一定に制御することができるため、溶着精度の向上を図ることができる。

本発明に係る流路形成体の組立パーツは、嵌合溝を有する第一部材と、前記嵌合溝に整合する第二部材とを備え、前記第一部材の嵌合溝の底部及びこれに対向する前記第二部材の下部のうち少なくとも一方に、前記第二部材が前記第一部材に嵌入した状態で流路を形成する流路溝が設けられており、前記第一部材における前記嵌合溝の開口縁部には、組立時に溶融される第一突起が開口方向へ突出して設けられていてもよい。

このような構成とすることにより、上述したような製法を用いて、流路抵抗のバラツキ及び変動を抑制でき、且つ複雑なレイアウトが可能な流路を容易に形成することができる。

また、このような構成とすることにより、上述したのと同様に、接合周縁部を確実に溶着することができると共に、接合周縁部の各部での溶融量を一定に制御することができるため、溶着精度の向上を図ることができる。

また、前記第一突起の断面は、前記嵌合溝の側壁面に対して前記開口の拡径方向へ傾斜した辺を有する三角形状を成していてもよい。このような構成とすることにより、第一部材の嵌合溝に第二部材を嵌入するに際し、第二部材が第一突起に引っ掛かるのを防止することができるため、嵌合溝に整合する形状の第二部材を、該嵌合溝へ容易に嵌入させることができる。

また、本発明に係る流路形成体の組立パーツは、嵌合溝を有する第一部材と、前記嵌合溝に整合する第二部材とを備え、前記第一部材の嵌合溝の底部及びこれに対向する前記第二部材の下部のうち少なくとも一方に、前記第二部材が前記第一部材に嵌入した状態で流路を形成する流路溝が設けられており、前記第二部材における外壁周縁部には、組立時に溶融される第二突起が外方へ突出して設けられていてもよい。このような構成とすることにより、上述したのと同様に、接合周縁部を確実に溶着することができると共に、接合周縁部の各部での溶融量を一定に制御することができるため、溶着精度の向上を図ることができる。また、前記第一部材における前記嵌合溝の開口縁部には、組立時に溶融される第一突起が開口方向へ突出して設けられていてもよい。また、前記第一突起の断面は、前記嵌合溝の側壁面に対して前記開口の拡径方向へ傾斜した辺を有する三角形状を成していてもよい。このような構成とすることにより、第一部材の嵌合溝に第二部材を嵌入するに際し、第二部材が第一突起に引っ掛かるのを防止することができるため、嵌合溝に整合する形状の第二部材を、該嵌合溝へ容易に嵌入させることができる。

また、前記第二突起の突出寸法は前記第一突起の突出寸法よりも大きくなっていてもよい。このような構成とすることにより、溶着する際にヒータによって第二突起を押圧することができるため、溶着中に第二部材が嵌合溝から浮き上がるなどして位置ズレが生じるのを防止することができる。また、前記第二突起の断面は、前記第二部材の側壁面に対して略面一となる辺を有する三角形状を成していてもよい。このような構成とすることにより、第二部材を第一部材に嵌入させた状態で、第二突起が接合周縁部に近接するため、この第二突起を溶融させることによって接合周縁部を確実に溶着することができる。

また、前記第二部材の外壁部において前記第二突起に囲まれた部分には、前記外壁部の表面から窪んだ凹部が形成されていてもよい。このような構成とすることにより、加熱される第二部材が薄肉化されるため、溶着後の冷却過程で生じる可能性のある第二部材の収縮（所謂「ヒケ」）を抑制することができる。また、第二部材において第二突起に囲まれた空間は、溶着時の熱によって高温・高圧になり、この圧力によって第二突起が変形する可能性がある。しかしながら、上述したように凹部を設けることにより、第二突起に囲まれた空間は比較的大きな容積を有することになり、溶着時の熱によってこの空間の内圧が上昇するのを抑制し、第二突起の変形を防止することができる。

また、前記第二部材の外壁部において前記第二突起に囲まれた部分には、前記外壁部の表面より突出した凸部が形成されていてもよい。このような構成とすることにより、第二部材を第一部材の嵌合溝へ嵌入させる際に、凸部を把持することができ、嵌入作業中に第二突起に触れてこれを変形してしまうのを防止することができる。なお、この凸部は熱溶着時に第二突起等と同様に溶融させることができる。

本発明によれば、流路抵抗のバラツキを抑制することができ、気密性を容易に確保することができる流路形成方法、流路形成体、及び該流路形成体の組立パーツを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る流路形成方法、流路形成体、及び流路形成体の組立パーツについて、吐出ヘッドを有するインクジェットプリンタ装置（以下、「プリンタ装置」と称する）に採用したときの構成を例にとって、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では吐出ヘッドからインクを吐出する方向を下方、その反対側を上方とし、吐出ヘッドの走査方向を左右方向と同義に用い、これらの上下方向及び左右方向の何れにも直交する方向を前後方向とする。

［プリンタ装置全体の概要］
図１は本発明の実施形態に係るプリンタ装置１の要部を示す模式的平面図である。図１に示すように、プリンタ装置１は、左右方向へ延びる一対のガイドレール２，３が略平行に配設されており、このガイドレール２，３に液体供給ユニット４が走査方向にスライド可能に支持されている。ガイドレール３の左右の端部付近には一対のプーリ５，６が設けられ、液体供給ユニット４は、このプーリ５，６に巻き掛けられたタイミングベルト７に接合されている。一方のプーリ６には正逆回転駆動するモータ（図示せず）が設けられており、そのプーリ６が正逆回転駆動することでタイミングベルト７が左方向及び右方向へと往復移動可能になっており、これに伴って液体供給ユニット４がガイドレール２，３に沿って左右方向へ往復走査される。

プリンタ装置１には、４つのインクカートリッジ８が交換のために挿脱可能にして装着されている。そして、液体供給ユニット４には、これらのインクカートリッジ８から４色のインク（ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）を夫々供給すべく、可撓性を有する４本のインク供給チューブ９が接続されておいる。液体供給ユニット４の下部には吐出ヘッド１５（図２も参照）が搭載されており、その下方で走査方向と直角する方向（紙送り方向）に搬送される被記録体（例えば、記録用紙）に向けて吐出ヘッド１５からインク（液体）を吐出し、この被記録体に画像を形成することができるようになっている。

図２は、液体供給ユニット４の構成を示す分解斜視図である。この図２に示すように、液体供給ユニット４は、吐出ヘッド１５を支持するキャリッジケース１６と、吐出ヘッド１５の上方にてキャリッジケース１６に搭載されるダンパーユニット２０とから構成されている。キャリッジケース１６は、平面視で前後方向に長寸の略長方形を成して上部に開口１６ａを有するボックス形状となっており、この開口１６ａを介してダンパーユニット２０が装着される。

ダンパーユニット２０は、樹脂製の成型品であって前後方向に長寸を成す基板２１に、複数枚の矩形シート状のフィルム２２〜２４が熱溶着された構成となっており、基板２１の後部には、上述したインク供給チューブ９と排気チューブ１０（図１も参照）とが接続されるようになっている。また、ダンパーユニット２０の前部には、インクの圧力変動を緩和するためのダンパー装置２５が設けられており、更にその前方にはインクを一時的に貯留するサブタンク２６が設けられている。そして、インク供給チューブ９を通じてダンパーユニット２０に供給されたインクは、ダンパー装置２５及びサブタンク２６を経て、吐出ヘッド１５へ供給されるようになっている。以下、このダンパーユニット２０の構成について更に詳述する。

［ダンパーユニットの構成（流路）］
図３は、ダンパーユニット２０を下方から見たときの斜視図である。また図４は、ダンパーユニット２０の平面図、側面図、及び底面図を上から順に示す図面である。図４に示すように、ダンパーユニット２０が有する基板２１は、後部に位置する流路形成部２１ａと、その前方に位置するダンパー形成部２１ｂと、更にその前方に位置するタンク形成部２１ｃとから構成されており、流路形成部２１ａは、ダンパー形成部２１ｂ及びタンク形成部２１ｃよりも幅寸法（左右方向寸法）が小さくなっている。

図４に示すように、流路形成部２１ａにおける後部の一側方寄りの部分には、上下方向へ貫通形成された４つの供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄと１つの排気チューブ接続孔３０ｅとが前後方向へ一列になるように近接して配されている。また、流路形成部２１ａの前端部には、４つの供給バイパス孔３２ａ〜３２ｄと２つの排気バイパス孔３２ｅ，３２ｆとが上下方向へ貫通形成されて、左右方向へ一列に配されている。そして、供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄには、インクカートリッジ８から延設されたインク供給チューブ９が接続され、排気チューブ接続孔３０ｅには、プリンタ装置１内に備えられたポンプＰから延設された排気チューブ１０が接続されている（図１及び図２参照）。

図４の底面図に示すように、流路形成部２１ａの底面側には上方へ窪んだ凹状の溝が５本形成されており、流路形成部２１ａの底面がフィルム２２で覆われることによって、供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄから供給バイパス孔３２ａ〜３２ｄへ至る４本のインク導入路３１ａ〜３１ｄと、排気チューブ接続孔３０ｅから排気バイパス孔３２ｅ，３２ｆへ至る１本の排気導入路３１ｅとが構成されている。

図４の平面図に示すように、基板２１のダンパー形成部２１ｂの上面には、上記４つのバイパス孔３２ａ〜３２ｄに対して個別に連通する凹状の溝が形成されており、ダンパー形成部２１ｂ及びタンク形成部２１ｃの上面が可撓性部材であるフィルム２３（図３参照）で覆われることによって、前方へ延びるインク接続路３３ａ〜３３ｄが構成されている。そして、これらのインク接続路３３ａ〜３３ｄは、ダンパー形成部２１ｂの前部に形成されて左右方向に並設された４つのインク貯留室３５ａ〜３５ｄの上部に夫々連通している。

また、隣接するインク接続路３３ａ，３３ｂの間には、排気バイパス孔３２ｆに連通する凹状の溝が形成され、インク接続路３３ｃ，３３ｄの間には、排気バイパス孔３２ｅに連通する凹状の溝が形成されており、これらもフィルム２３で覆われることによって、前方へ延びる排気接続路３４，３４を構成する。このうち、排気バイパス孔３２ｆから延びる排気接続路３４は、途中で２本に分岐して排気接続路３４ａ，３４ｂを成し、後述する排気機構２７に夫々連通している。同様に、排気バイパス孔３２ｅから延びる排気接続路３４は、途中で２本に分岐して排気接続路３４ｃ，３４ｄを成し、排気機構２７に夫々連通している。

図３に示すように、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの夫々は、上下方向からフィルム２３，２４で覆われてダンパー装置２５を形成するものである。そして、その前後方向に直交する断面形状は略逆三角形状を成して全体的には前後方向へ延びる略三角柱状となっており、ダンパー形成部２１ｂの一側方から他側方へ順に並設されている。

インク貯留室３５ａ〜３５ｄの前方には、タンク形成部２１ｃに形成された４つのタンク室３６ａ〜３６ｄから成るサブタンク２６が設けられている。タンク室３６ａ〜３６ｄは、タンク形成部２１ｃの一側方から他側方へ順に一列に配設されており、インク貯留室３５ａ〜３５ｄと共に上部がフィルム２３によって覆われている。そして、インク貯留室３５ａ〜３５ｄとこれに対応するタンク室３６ａ〜３６ｄとは、夫々の上部空間が互いに連通してインクが往来可能になっており、且つ、その空間の上部は、エアを一時的に蓄えるエア貯留部３８（図４参照）を成している。また、図３に示すように、サブタンク２６の下部には、タンク室３６ａ〜３６ｄに連通する４つの孔が形成されたシール部材３７（図５も参照）が取り付けられており、ダンパーユニット２０がキャリッジケース１６（図２参照）に装着されると、各シール部材３７の下端が吐出ヘッド１５に接続される。

図４の側面図にて実線矢印で示すように、上述したダンパーユニット２０では、供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄからシール部材３７に至る液体供給流路が形成されている。この液体供給流路では、インク供給チューブ９からのインクが基板２１の上面側から供給され、このインクは供給チューブ接続孔３０ａ〜３０ｄから基板２１の下面側のインク導入路３１ａ〜３１ｄを経て供給バイパス孔３２ａ〜３２ｄへ導かれる。また、この供給バイパス孔３２ａ〜３２ｄを経て基板２１の上面側のインク接続路３３ａ〜３３ｄを通り、ダンパー装置２５の各インク貯留室３５ａ〜３５ｄへと注ぎ込まれる。更に、各インク貯留室３５ａ〜３５ｄ内のインクは、上部で連通する各タンク室３６ａ〜３６ｄへと導かれ、その下部へ向かい、シール部材３７を介して接続される吐出ヘッド１５（図２参照）へと供給される。

そしてこの間、液体供給ユニット４が走査されるなどしてインクの圧力が変動した場合、その圧力変動はダンパー装置２５によって緩和されるようになっており、また、インク内で成長したエアは上記液体供給流路の途中に設けられたエア貯留部３８に蓄えられ、所定のタイミングにより排気機構２７を介して外部へと排出されるようになっている（図４の平面図に示す破線矢印参照）。そこで以下では、まずダンパー装置２５の構成について説明し、その後、排気機構２７の構成について詳細に説明する。

［ダンパー装置の構成］
図５は、ダンパー装置２５の構成を説明するための図面であり、基板２１を下方から見たときの構成を示している。また、図６は、図５に示す基板２１を上方から見たときの斜視図である。図５及び図６に示すように、ダンパーユニット２０を構成する基板２１のダンパー形成部２１ｂの下面には、略三角形状を成す４つの弾性壁４０が突設されている。各弾性壁４０は、法線方向が前後方向と一致するようにして左右方向へ一列に配設されており、各弾性壁４０の前方には、同一距離だけ離隔して４つの支持縁部５０が対向して設けられている。換言すると、ダンパー形成部２１ｂの下面には、対を成す弾性壁４０及び支持縁部５０が前後に対向配置され、このような弾性壁４０及び支持縁部５０から成る対が左右方向に４つ並設されている。

図５に示すように、各弾性壁４０は何れも同一形状を成しており、基板２１に繋がる基部４１が底辺を形成し、基板２１から最も離れた先端部が頂部４２を形成する略三角形状を成しており、且つ、基部４１と頂部４２とを結ぶ上下方向の仮想線Ｌ１に対して左右対称の形状になっている。また、この頂部４２は、背面視して上方へ突出する円弧状を成すように丸められており、隣接する弾性壁４０の基部４１，４１間には、下方へ窪む円弧状を成す凹状接続部４３が形成されている。一方、支持縁部５０は、上述した弾性壁４０の周縁部４０ａと略同一輪郭形状を成しており、頂部４２及び凹状接続部４３と同様の頂部５１及び凹状接続部５２を有している。

一方、隣接する弾性壁４０間の凹状接続部４３と、これに対応する支持縁部５０間の凹状接続部５２との間には、前後方向へ延びる架橋リブ５５（図６参照）が設けられており、左右の端に位置する弾性壁４０の基部４１の外側端部と、これに対応する支持縁部５０の端部との間にも、同様の架橋リブ５５（図６参照）が設けられている。従って、本実施の形態では、４つの弾性壁４０と支持縁部５０とが、合計５本の架橋リブ５５によって連結されている。

なお、図６に示すように、基板２１の上面には、インク接続路３３ａ〜３３ｄ及び排気接続路３４ａ〜３４ｄの周縁上面、架橋リブ５５の上面、及びタンク室３６ａ〜３６ｄを区画する壁部上面に沿って、フィルム２３との接続縁部６０が形成されており、この接続縁部６０は全長にわたって略同一平面内に位置するように形成されている。また、図５に示すように、基板２１の下面にも、インク導入路３１ａ〜３１ｄ及び排気導入路３１ｅの周縁上面に沿ってフィルム２２との接続縁部６１が形成されており、この接続縁部６１も全長にわたって略同一平面内に位置するように形成されている。

本実施の形態では、上述したような弾性壁４０、支持縁部５０及び架橋リブ５５に対して、矩形シート状を成す可撓性部材であるフィルム２４を所定の手順で熱溶着し、且つ、基板２１の上面の接続縁部６０にフィルム２３を熱溶着する。これにより、フィルム２３，２４と弾性壁４０及び支持縁部５０とによって囲まれたインク貯留室３５ａ〜３５ｄを有するダンパー装置２５が形成され（図３参照）、これと同時にタンク室３６ａ〜３６ｄを有するサブタンク２６も形成される。また、基板２１の下面の接続縁部６１にもフィルム２２が熱溶着され、これによってインク導入路３１ａ〜３１ｄ及び排気導入路３１ｅが形成される。

こうして形成されたダンパー装置２５は、各インク貯留室３５ａ〜３５ｄが、対を成す弾性壁４０及び支持縁部５０の配列方向である前後方向に延びる略三角柱状を成している。そして、その軸芯方向（即ち、対を成す弾性壁４０及び支持縁部５０の配列方向）に直交する断面形状は、該軸芯の何れの箇所においても、弾性壁４０と同様の三角形状（図２に示す使用時の姿勢では逆三角形状）を成している。また、各インク貯留室３５ａ〜３５ｄは、フィルム２４によって画定された周面が曲面形状を成す空間として形成されている。具体的には、図３に示すように、弾性壁４０及び支持縁部５０の各頂部４２，５１を結ぶ部分にはフィルム２４によって曲面形状に周面が画定された断面円弧状の稜部２４ａが形成され、各凹状接続部４３，５２を結ぶ部分にはフィルム２４によって曲面形状に周面が画定された断面円弧状の谷部２４ｂが形成される。このうち谷部２４ｂは架橋リブ５５に溶着されて固定され、隣接するインク貯留室３５ａ〜３５ｄ間での混色が防止され、稜部２４ａは基板２１等に溶着されずに可撓性を発揮できるようになっている。

従って、このようなダンパー装置２５にて、インク貯留室３５ａ〜３５ｄ内の圧力に変動が起きて負圧が発生すると、フィルム２４における稜部２４ａ及び谷部２４ｂ間の側壁面２４ｃ（図３参照）と稜部２４ａとが変形して内側に撓み、インク貯留室３５ａ〜３５ｄは三次元的にその容積が変化する。そして、フィルム２４のこうした変形は、該フィルム２４が可撓性部材から成るため圧力変動に対する応答性がよく、高いダンパー性能を発揮することができる。また、フィルム２４の変形に伴い、弾性壁４０も基部４１に対して頂部４２が内側に撓み、負圧が解消されると、弾性壁４０が有する弾性力によってフィルム２４を速やかに元の状態に復元させることができる。

［排気機構の構成］
図７及び図８は、排気機構２７の構成を示す図面であり、このうち図７は図２のVII-VII線での断面図であり、図８は図７のVIII-VIII線での断面図である。また、図９は、排気機構２７の要部を示す分解斜視図である。図７に示すように、排気機構２７はダンパー装置２５の上方に位置しており、排気機構２７が有する後述のチョーク流路７４が、各インク貯留室３５ａ〜３５ｄ内に没入するようになっている。

排気機構２７の詳細について説明すると、図８に示すように、基板２１が有する複数の架橋リブ５５のうち隣接する架橋リブ５５，５５間には、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの上部を閉鎖する仕切板６５が設けられており、該仕切板６５において隣接する架橋リブ５５，５５間の左右方向の中央部分には、下方のインク貯留室３５ａ〜３５ｄへ向かって膨出した膨出部６６が形成されている。また、架橋リブ５５の上部からは、既に説明した接続縁部６０が突設されており、該接続縁部６０の上面に可撓性部材であるフィルム２３が溶着されることによって、該フィルム２３と仕切板６５とで囲まれたバルブ室６８が形成されている。このバルブ室６８は、膨出部６６内に形成される幅狭の第一室６８ａと、その上方に位置して上部がフィルム２３で閉鎖された幅広の第二室６８ｂとから成り、各室６８ａ，６８ｂは膨出部６６の開口６６ａを介して連通している。

図７に示すように、排気機構２７は、既に説明したエア貯留部３８とバルブ室６８との間を連通すべく、膨出部６６の前壁部７０及び底壁部７１に沿って設けられたチョーク流路７４を備えている（図８も参照）。具体的に説明すると、図７に示すように、膨出部６６の前壁部７０は二重壁構造になっており、上下方向へ延びる第一流路７５が形成されている。該第一流路７５の上側開口７５ａは、インク貯留室３５ａ〜３５ｄの上部にてエア貯留部３８に連通するように開口しており、且つ、その開口面はエア貯留部３８側へ上方及び前方へ向くように傾斜し、エア貯留部３８内のエアを第一流路７５内へ導入しやすいようになっている。

また、膨出部６６の底壁部（第一部材）７１には、左右方向の中央部分が上方へ窪んで前後方向へ延びる嵌合溝７６が形成されている。更に、該嵌合溝７６の底面７６ａ（図８参照）、即ち、図８に示すように下方へ開口する嵌合溝７６にて下方へ対向する面７６ａには、長手方向の中央部分から前方へ延びる流路溝７７ａが形成されており、該流路溝７７ａの前端部には上記第一流路７５の下側開口７５ｂが連通している。また、嵌合溝７６には、前後方向に長寸の嵌合部材（第二部材）７８が下方から嵌め込まれており、該嵌合部材７８の後部上面には、前後方向へ延設された別の流路溝７８ａが形成されている。そして、嵌合溝７６に嵌合部材７８が嵌め込まれることにより、流路溝７７ａ，７８ａが連通し、膨出部６６の底壁部７１の前端部から後端部へ至る第二流路７７が形成されている。

このようにして形成された第二流路７７と上記第一流路７５とによって、図７に示すように側面視でＬ字状を成すチョーク流路７４が構成されており、該チョーク流路７４は、底壁部７１の後部に形成された連通孔７１ａを介して、膨出部６６内の第一室６８ａに連通している。なお、図８では、嵌合溝７６に嵌合部材７８が嵌め込まれた状態で、更に下方からフィルム７９が溶着され、チョーク流路７４の第二流路７７での気密性が確保されているが、このような構成の第二流路７７は高い気密性を有するため、必ずしもフィルム７９は要しない。また、上記にてチョーク流路７４を構成する第二流路７７については、後に更に詳述する（図１２〜図１４参照）。

一方、バルブ室６８には、チョーク流路７４と連通する連通孔７１ａを開閉すべくバルブユニット８０が収容されている。図９に示すように、バルブユニット８０は、円環状のゴム部材から成るシール部材８１と、連通孔７１ａを開閉する弁体８２と、該弁体８２を閉方向へ付勢するコイルバネ８３と、該コイルバネ８３を支持するバネ支持板８４とから構成されている。

図７に示すように、膨出部６６の底壁部７１の後部上面には、下方へ窪んだ凹部７１ｂが形成されている。連通孔７１ａはこの凹部７１ｂの底部中央にて開口しており、円環状のシール部材８１は、その中央孔８１ａ（図９参照）が平面視で連通孔７１ａと中心が略一致するようにして凹部７１ｂに収容されている。

図９に示すように、弁体８２は、シール部材８１の上部に中央孔８１ａを覆うように当接して連通孔７１ａを閉鎖可能な弁部８５と、該弁部８５から延設されたアーム部８６とを有している。弁部８５は、下部に対して上部が小径を成す段付き円柱状になっており、下部８５ａの底面はシール部材８１の上部に密着するよう平坦に形成されている。この下部８５ａからはアーム部８６が延設されており、該アーム部８６の基部（弁部８５の下部８５ａとの接続部付近）には、下方へ突出して側面視円弧状の輪郭を有する枢支部８６ａが形成されている。この枢支部８６ａは、膨出部６６の底壁部７１の上面に当接しており（図７参照）、該枢支部８６ａを支点にして弁体８２は揺動可能になっている。

また、アーム部８６は、弁部８５から第一室６８ａ内を前方且つ上方へ向かって延設され、途中で上方へ屈曲して第二室６８ｂに至っており、その先端には、バルブ室６８の上部を覆うフィルム２３に下方から当接する当接部８７が設けられている。図９にも示すように、当接部８７は平面視で略矩形状を成しており、幅寸法が第一室６８ａの幅寸法より大きく、その上面は平坦になっていて、フィルム２３との接触面積が大きく確保されている。なお、仕切板６５において架橋リブ５５と膨出部６６とを結ぶ部分は、水平板状の規制部６７（図６及び図７参照）を成し、弁体８２が枢支部８６ａを支点に揺動したとき、この規制部６７に当接部８７が接触して、該当接部８７の開方向への揺動範囲を規制している。

一方、図８に示すように、弁部８５の上部８５ｂには、上下方向に軸芯が一致するように設けられたコイルバネ８３が上方から外嵌しており、該コイルバネ８３の上端はバネ支持板８４によって支持されている。バネ支持板８４は、平面視で直方体形状を成しており、その下面中央部分には円筒状の突設部８４ａが下方へ突出して設けられ、更に、該突設部８４ａを取り囲むようにして上方へ窪む周回溝８４ｂが形成されている。また、図９に示すように、バネ支持板８４の上面は左右の端部が中央部分に比べて一段低くなった構成となっており、即ち中央部に形成された上段面８４ｃとその左右に形成された下段面８４ｄとから構成されている。そして、上段面８４ｃには、バネ支持板８４を上下方向へ貫通する４つのカシメ孔８４ｅが前後左右に形成されている。

図８に示すように、このようなバネ支持板８４は、突設部８４ａがコイルバネ８３に上方から内嵌するようにして、仕切板６５の上面に接続される。この際、仕切板６５が有する規制部６７の上面に突設された４つのカシメ６５ａ（図６参照）が、バネ支持板８４の４つのカシメ孔８４ｅに挿通され、更に図示しないカシメ蓋がカシメ孔８４ｅに上方から被せられることにより、バネ支持板８４は仕切板６５の上面に固定される。このようにして、コイルバネ８３はバネ支持板８４と弁部８５との間に圧縮状態で収容され、連通孔７１ａを閉じるべく弁部８５を下方へ付勢している。

［排気機構の動作］
図１０は、上記のような構成を成す排気機構２７の動作を説明するための図面であり、（ａ）はバルブ室６８が大気圧の状態を示し、（ｂ）はバルブ室６８が負圧の状態を示している。また、図１１は、エア貯留部３８から排気チューブ接続孔３０ｅに至る基板２１に形成された排気経路を示す斜視図である。図１０（ａ）に示すように、バルブ室６８が大気圧のときは、弁体８２が有する弁部８５はコイルバネ８３によって下方へ付勢されており、弁部８５の下部８５ａはシール部材８１の上部に当接している。その結果、その中央孔８１ａ及び連通孔７１ａが閉鎖されて、バルブ室６８とエア貯留部３８とは遮断された状態になっている。

一方、ポンプＰ（図１参照）によって排気チューブ１０を介してエアが吸引されると、その負圧が、図１１に示す排気導入路３１ｅ及び排気接続路３４ａ〜３４ｄ（図４も参照）を通じて各バルブ室６８に伝達される。すると、図１０（ｂ）に示すように、可撓性部材であるフィルム２３が下方へ変形して当接部８７を下方へ押圧し、弁体８２は枢支部８６ａを支点として揺動する。これにより、弁部８５は上方へ変位し、その下部８５ａがシール部材８１から離隔して隙間が生じるため、バルブ室６８は、シール部材８１の中央孔８１ａ、連通孔７１ａ及びチョーク流路７４を通じてエア貯留部３８に連通する。なお、本実施の形態では、弁体８５の当接部８７に当接する可撓性部材としてフィルム２３を採用しているが、バルブ室６８を液密的に封止でき、且つ負圧によって変形して上記のように当接部８７を押圧できる他の可撓性部材を採用してもよい。例えば、薄肉状のゴム材をフィルム２３に代えて使用することも可能である。

この状態で、引き続きポンプＰによって負圧を生じさせると、エア貯留部３８内のエアがチョーク流路７４を通じてバルブ室６８へ引き込まれる。このエアは、排気接続路３４ａ〜３４ｄ及び排気導入路３１ｅを通り、更に排気チューブ１０を通じて外部へ排出される。その結果、エア貯留部３８内のエアを排出することができ、インク貯留室３５ａ〜３５ｄ及びタンク室３６ａ〜３６ｄ内にインクを蓄えられる容量を増加させることができると共に、インク内のエアをエア貯留部３８にて引き続き貯留することができるようになる。なお、本実施の形態に係る排気機構２７は、フィルム２３において各バルブ室６８の上部を覆う部分間に架橋されたスタビライザ９２を備えており、フィルム２３の各部の変形を他の部分へも伝達し、変形量を均一化すると共に変形タイミングを同調させるようになっている。

［チョーク流路の詳細構成］
図１２は、上述したチョーク流路７４の第二流路７７を形成する組立パーツの構成を示す図面であり、（ａ）は嵌合部材（以下、「第二部材」）７８を斜め下方から見たときの斜視図、（ｂ）はそのB-B線での断面図、（ｃ）は膨出部６６の底壁部（以下、「第一部
材」）７１における嵌合溝７６近傍の拡大断面図を示している。また、図１３は、第二部材７８を第一部材７１に形成された嵌合溝７６に嵌め込んで第二流路７７を形成する工程を示す図面である。

図１２（ａ），（ｂ）に示すように、第二部材７８は、前後方向に長い板状のベース部１００を有し、該ベース部１００の上面１００ａ（図１２（ｂ）参照）には、既に説明した流路溝７８ａが形成されている。一方、ベース部１００の下面１００ｂの外周縁部には、下方へ突出する高さ寸法Ｈ２の第二突起１０１が、該外周縁部に沿う全周にわたって形成されている。図１２（ｂ）に示すように、この第二突起１０１の断面は、ベース部１００の側壁面１００ｃに対して略面一を成す辺を有する直角三角形状を成している。従って、第二突起１０１は、側壁面１００ｃに略面一の垂直外壁面１０１ａとこれに対して鋭角に交差する傾斜内壁面１０１ｂとを有し、ベース部１００の外周縁部に沿って延びる直角三角柱状を成している。

また、ベース部１００の下面１００ｂであって、第二突起１０１に囲まれた内方部分には、上方へ窪んだ凹部１０２が形成されている。該凹部１０２は、ベース部１００の長手方向に沿って一端部から中央部まで延設されており、その長手方向に直交する断面は、長手方向の何れの箇所でも同一の矩形状を成している。また、ベース部１００の下面１００ｂであって、第二突起１０１に囲まれた内方部分であり、且つ上記凹部１０２に対する他端部側における流路溝７８ａの下方には、薄肉板状の凸部１０３が設けられている。該凸部１０３は、側面視でベース部１００の長手方向に沿って長寸を成す矩形板部材であり、その下端は第二突起１０１よりも下方まで延設されている。更に、ベース部１００の上面１００ａにおける外周縁部には、上面１００ａと側壁面１００ｃとが交差する角をとったテーパ部１０４が形成されている。本実施の形態では、上述したような第二部材７８は、所定の温度で溶融する合成樹脂により型成形されており、プリンタ装置１に組み込まれた状態での通常使用時には一定の剛性を発揮できるようになっている。

一方、図１２（ｃ）に示すように、第一部材７１には、下方へ開口する嵌合溝７６が形成されており、この嵌合溝７６は、上記第二部材７８に整合する形状を有している。第一部材７１における嵌合溝７６の開口縁部７１ｃには、下方へ突出する第一突起１１０が該開口縁部７１ｃに沿って形成されている。この第一突起１１０の断面は、嵌合溝７６の側壁面７６ｂの下端から、嵌合溝７６の開口の拡径方向（図１２（ｃ）の断面図における左右方向）へと傾斜して延びる辺を有する三角形状を成している。換言すれば、第一突起１１０は、嵌合溝７６の側壁面７６ｂの上端から、該側壁面７６ｂに対して嵌合溝７６の開口の拡径方向へ延びる傾斜内壁面１１０ａを有する三角柱状を成している。そして、第一突起１１０の高さ寸法Ｈ１は、第二突起１０１の高さ寸法Ｈ２よりも小さく設定されている。なお、このような第一部材７１も、所定の温度で溶融する合成樹脂により型成形されており、プリンタ装置１に組み込まれた状態での通常使用時には一定の剛性を発揮できるようになっている。

図１３に示すように、このような第一部材７１の嵌合溝７６に対し、第二部材７８が嵌め込まれて第二流路７７が形成される。その工程について具体的に説明すると、図１３の第１工程に示すように、上方へ向けて開口するように上下反転して配設された第一部材７１の嵌合溝７６に対し、上方から第二部材７８を接近させる。この際、第二部材７８も上下を反転させた姿勢とされており、オペレータによって凸部１０３（図１２参照）が上方から把持される。また、第二部材７８において嵌合溝７６に対向する面１００ａの外周縁部にはテーパ部１０４が形成されており、且つ第一部材７１の第一突起１１０は傾斜内壁面１１０ａを有するため、第二部材７８を第一部材７１の嵌合溝７６へ嵌め入れやすくなっている。

次の第二工程では、嵌合溝７６の最深部にまで第二部材７８が嵌入された状態で、第一部材７１及び第二部材７８の上部にポリイミド樹脂等から成るシート１１５を被せ、該シート１１５を挟んで上方からヒータ（図示せず）により加熱しつつ、下方へ向けて加圧する。これにより、第一突起１１０及び第二突起１０１が共に溶融し、第一部材７１及び第二部材７８の接合周縁部１１６（即ち、第一部材７１の側壁面７６ｂと第二部材７８が有するベース部１００の側壁面１００ｃとの接触箇所）が、溶融成分によって接合されて塞がれる（第３工程）。そして、第一部材７１及び第二部材７８に挟まれるようにして第二流路７７が形成される。なお、本実施の形態では、図７に示したように、第一部材（底壁部）７１側に形成された長寸の流路溝７７ａと第二部材（嵌合部材）７８側に形成された短寸の流路溝７８ａとによって、クランク状に屈曲した第二流路７７が形成される。

ここで、第一突起１１０に比べて第二突起１０１の高さ寸法の方が大きいため（Ｈ１＜Ｈ２）、ヒータには第二突起１０１が先に接触して下方へ加圧される。従って、第２工程での熱溶着において第二部材７８が嵌合溝７６から上方へ浮き上がるのを防止することができる。また、シート１１５により、第一突起１１０及び第二突起１０１の溶融成分がヒータに付着するのを防止することができる。

また、第２工程での加熱・加圧時では、シート１１５が被せられることにより、第二部材７８における第二突起１０１に囲まれたスペース１１７が閉塞空間となって、このスペース１１７内は高温・高圧になる。しかしながら、本実施の形態に係る第二部材７８は凹部１０２を有しているため、このスペース１１７の容積が比較的大きく確保されており、温度及び圧力の上昇が緩和されるようになっている。更に、この凹部１０２によりベース部１００が薄肉になっているため、第２工程終了後の冷却時に、いわゆるヒケによって第二部材７８が変形するのを抑制することができる。

なお、本実施の形態では、第一突起１１０及び第二突起１０１の両方を備えた構成について説明したが、第２工程において溶融成分が接合周縁部１１６を接合して塞ぐことが可能であれば、何れか一方のみを備えるようにしてもよい。また、同様の条件が満足されるのであれば、第二突起１０１の垂直外壁面１０１ａを内方へ傾斜させてもよいし、第一突起１１０及び第二突起１０１を側壁面１００ｃ及び側壁面７６ｂから若干離隔して設けてもよい。

以上に説明した第一部材７１及び第二部材７８を用いた流路形成方法によれば、熱溶着時に発生する第一突起１１０及び第二突起１０１の溶融成分は、第一部材７１及び第二部材７８の接合周縁部１１６に付着し、特に第二流路７７から離隔して位置にて両部材７１，７８を接合する。従って、第二流路７７の外部に対する気密性を高く確保することができる。また、溶融成分が第二流路７７に浸入しにくくなっているため、所望の流路断面積を正確に得ることができ、流路抵抗のバラツキを防止することができる。また、第一部材７１及び第二部材７８は合成樹脂製であって一定の剛性を有するため、内部を通流するエアの圧力によって流路断面積が変化することも抑制することができる。

［流路抵抗の比較］
図１４は、本実施例に係る第二流路７７の抵抗値とフィルムを樹脂部材に熱溶着して形成した比較例に係る流路の抵抗値とを比較するための表である。この図１４に示すように、実施例に係る第二流路７７は、流路溝７７ａが形成する長溝と流路溝７８ａが形成する短溝とから成るが、比較例に係る流路も同一構成から成るものとして設定している。但し、深さ寸法の公差については、部品単体の公差（±0.03mm）の他、比較例では熱溶着に特有の溶着量による公差（±0.1mm）を含めることとし、これらを加算した値（±0.13mm）
としている。また、比較例の場合、内圧によるフィルムの変形は考慮しないこととしている。

このような実施例に係る第二流路７７及び比較例に係る流路に層流が流れた場合、流体と流路内壁との摩擦によって圧力損失が生じるが、この圧力損失の理論値は、一般にハーゲンポアズイユ（Hagen-Poiseuille）の式として知られている次式（１）を用いて得ることができる。ここで、断面矩形状を成す流路に対してハーゲンポアズイユの式を適用するにあたり、各流路を等価な円管に置き換えるべく、等価半径（水力直径ともいう）を求めた。そして、この圧力損失を｛π（D/2）^2・u｝で表される流量で除算することにより、図１４に示す抵抗値を算出した。
ΔP＝32μLu/D^2 ・・・（１）
なお、ΔPは圧力損失、μは粘度、Lは代表長さ、uは流体の平均流速、Dは水力直径である。

その結果、本実施例に係る第二流路７７では、抵抗の最大値と最小値との差が25.86［kPa/(ml/s)］であったのに対し、比較例に係る流路では、196.81［kPa/(ml/s)］であり、
本実施例に係る第二流路７７は、フィルムを熱溶着した同一形状・寸法の流路に比べ、極めて抵抗の小さいものとなっていることが分かった。

本発明は、流路抵抗のバラツキを抑制することができ、気密性を容易に確保することができる流路形成方法、流路形成体、及び該流路形成体の組立パーツに適用することができる。

本発明の実施形態に係るダンパーユニットを備えるプリンタ装置の要部を示す模式的平面図である。 図１に示すプリンタ装置が備える液体供給ユニットの構成を示す分解斜視図である。 図２に示す液体供給ユニットに搭載されるダンパーユニットを下方から見たときの斜視図である。 ダンパーユニットの平面図、側面図、及び底面図を上から順に示す図面である。 ダンパー装置の構成を説明するための図面であり、基板を下方から見たときの分解斜視図を示している。 図５に示す基板を上方から見たときの斜視図である。 排気機構の構成を示す図面であり、図２のVII-VII線での断面図を示している。 排気機構の構成を示す図面であり、図７のVIII-VIII線での断面図を示している。 排気機構の要部を示す分解斜視図である。 排気機構の動作を説明するための図面であり、（ａ）はバルブ室が大気圧の状態を示し、（ｂ）はバルブ室が負圧の状態を示している。 エア貯留部から排気チューブ接続孔に至る基板の排気経路を示す斜視図である。 チョーク流路の第二流路を形成する組立パーツの構成を示す図面であり、（ａ）は嵌合部材（第二部材）を斜め下方から見たときの斜視図、（ｂ）はそのB-B線での断面図、（ｃ）は膨出部の底壁部（第一部材）における嵌合溝近傍の拡大断面図を示している。 第二部材を第一部材に形成された嵌合溝に嵌め込んで第二流路を形成する工程を示す図面である。 本実施例に係る第二流路の抵抗値とフィルムを樹脂部材に熱溶着して形成した比較例に係る流路の抵抗値とを比較するための表である。

１ プリンタ装置
４ 液体供給ユニット
１５ 吐出ヘッド
２０ ダンパーユニット
２１ 基板
２１ａ 流路形成部
２１ｂ ダンパー形成部
２１ｃ タンク形成部
２２〜２４ フィルム
２５ ダンパー装置
２６ サブタンク
２７ 排気機構
７１ 底壁部（第一部材）
７４ チョーク流路
７８ 嵌合部材（第二部材）
１００ ベース部
１０１ 第二突起
１０２ 凹部
１０３ 凸部
１０４ テーパ部
１１０ 第一突起

Claims (12)

1. 嵌合溝を有する第一部材を形成する工程と、前記嵌合溝に整合する第二部材を形成する工程と、前記第一部材の嵌合溝に前記第二部材を嵌入する工程と、嵌入された前記第二部材の外方から加熱して前記第一部材及び第二部材の接合周縁部を溶着する工程とを備え、
   前記第一部材の嵌合溝の底部及びこれに対向する前記第二部材の下部のうち少なくとも一方に設けられた流路溝によって流路を形成することを特徴とする流路形成方法。
2. 前記第一部材における前記嵌合溝の開口縁部に開口方向へ突出する第一突起を形成し、該第一突起を溶融して前記接合周縁部を溶着することを特徴とする請求項１に記載の流路形成方法。
3. 前記第二部材における外壁周縁部に外方へ突出する第二突起を形成し、該第二突起を溶融して前記接合周縁部を溶着することを特徴とする請求項１又は２に記載の流路形成方法。
4. 嵌合溝を有する第一部材と、前記嵌合溝に整合する第二部材とを備え、前記第一部材の嵌合溝の底部及びこれに対向する前記第二部材の下部のうち少なくとも一方に、前記第二部材が前記第一部材に嵌入した状態で流路を形成する流路溝が設けられており、
   前記第一部材における前記嵌合溝の開口縁部には、組立時に溶融される第一突起が開口方向へ突出して設けられていることを特徴とする流路形成体の組立パーツ。
5. 前記第一突起の断面は、前記嵌合溝の側壁面に対して前記開口の拡径方向へ傾斜した辺を有する三角形状を成していることを特徴とする請求項４に記載の流路形成体の組立パーツ。
6. 嵌合溝を有する第一部材と、前記嵌合溝に整合する第二部材とを備え、前記第一部材の嵌合溝の底部及びこれに対向する前記第二部材の下部のうち少なくとも一方に、前記第二部材が前記第一部材に嵌入した状態で流路を形成する流路溝が設けられており、
   前記第二部材における外壁周縁部には、組立時に溶融される第二突起が外方へ突出して設けられていることを特徴とする流路形成体の組立パーツ。
7. 前記第一部材における前記嵌合溝の開口縁部には、組立時に溶融される第一突起が開口方向へ突出して設けられていることを特徴とする請求項６に記載の流路形成体の組立パーツ。
8. 前記第一突起の断面は、前記嵌合溝の側壁面に対して前記開口の拡径方向へ傾斜した辺を有する三角形状を成していることを特徴とする請求項７に記載の流路形成体の組立パーツ。
9. 前記第二突起の突出寸法は前記第一突起の突出寸法よりも大きいことを特徴とする請求項７又は８に記載の流路形成体の組立パーツ。
10. 前記第二突起の断面は、前記第二部材の側壁面に対して略面一となる辺を有する三角形状を成していることを特徴とする請求項６乃至９の何れかに記載の流路形成体の組立パーツ。
11. 前記第二部材の外壁部において前記第二突起に囲まれた部分には、前記外壁部の表面から窪んだ凹部が形成されていることを特徴とする請求項６乃至１０の何れかに記載の流路形成体の組立パーツ。
12. 前記第二部材の外壁部において前記第二突起に囲まれた部分には、前記外壁部の表面より突出した凸部が形成されていることを特徴とする請求項６乃至１１の何れかに記載の流路形成体の組立パーツ。
    

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