JP5843064B2 - Channel member, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は流路部材、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 flow path member, a liquid ejecting head, and a liquid ejecting apparatus.
液体噴射ヘッドのノズルからターゲットに液体を噴射する液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式記録ヘッド(以下、単に「記録ヘッド」ともいう)のノズルからインク滴を噴射するインクジェット式記録装置(以下、単に「記録装置」ともいう)が広く知られている。 Examples of the liquid ejecting apparatus that ejects liquid from the nozzles of the liquid ejecting head to the target include, for example, an ink jet recording apparatus that ejects ink droplets from the nozzles of an ink jet recording head (hereinafter, also simply referred to as “recording head”) (hereinafter referred to as “recording head”). (Simply referred to as “recording device”) is widely known.
記録ヘッドは、インクを吐出するヘッド本体と、インクカートリッジ等のインク貯留手段からインクが供給され、そのインクを該ヘッド本体に供給する流路部材とから構成されたものがある。この流路部材には、例えば、ヘッド本体に供給されるインクの圧力を所定の範囲となるように調整するための圧力調整手段が設けられたものがある。 Some recording heads include a head main body that discharges ink and a flow path member that is supplied with ink from an ink storage unit such as an ink cartridge and supplies the ink to the head main body. Some of the flow path members are provided with pressure adjusting means for adjusting the pressure of ink supplied to the head main body to be within a predetermined range.
圧力調整手段としては、例えば、溝状流路の開口をフィルムで封止して圧力室を形成し、この圧力室内部の圧力変動により、圧力室に連通する連通路を弁体で開閉するように構成したものがある(特許文献1参照)。 As the pressure adjusting means, for example, a pressure chamber is formed by sealing the opening of the groove-shaped flow path with a film, and a communication passage communicating with the pressure chamber is opened and closed by a valve body due to pressure fluctuation in the pressure chamber. (See Patent Document 1).
弁体には、連通路の開口縁部に当接するシール部材が設けられている。このようなシール部材により、弁体で連通路を確実に閉じることができる。 The valve body is provided with a seal member that contacts the opening edge of the communication path. With such a sealing member, the communication path can be reliably closed by the valve body.
しかしながら、圧力室内の圧力変動により弁体が連通路を開閉するたびに、連通路の開口縁部にインクが徐々に堆積してしまう。インクの堆積が進むと、弁体の開閉動作が不安定になる。例えば、圧力室内部の圧力変動の程度が同じであっても、インクの堆積量に応じて弁体が開く程度が異なってしまう。このため、ヘッド本体へのインクの供給が不安定になり、インクの吐出特性が変動し、印刷品質が低下してしまう。また、さらにインクの堆積が進むと、弁体が連通路を閉じた状態であっても、シール部材によるシールが不完全になる。この場合、意図しないタイミングでヘッド本体のノズルからインクが吐出されてしまう虞がある。 However, each time the valve element opens or closes the communication path due to pressure fluctuation in the pressure chamber, ink gradually accumulates at the opening edge of the communication path. As the ink accumulates, the valve opening and closing operation becomes unstable. For example, even if the degree of pressure fluctuation in the pressure chamber is the same, the degree to which the valve body opens differs depending on the amount of ink accumulated. For this reason, the supply of ink to the head main body becomes unstable, the ink ejection characteristics fluctuate, and the print quality deteriorates. Further, when the ink is further accumulated, the sealing by the sealing member becomes incomplete even when the valve body is in a state of closing the communication path. In this case, ink may be ejected from the nozzles of the head body at an unintended timing.
なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッド用の流路部材に限らず、インク以外の液体を他の部材に供給する流路部材においても同様に存在する。また、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドに限らず、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置においても同様に存在する。 Such a problem is not limited to a flow path member for an ink jet recording head, but also exists in a flow path member that supplies a liquid other than ink to another member. Such a problem exists not only in the ink jet recording head but also in a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that eject liquid other than ink.
本発明は、上記事情に鑑み、圧力室に連通する連通路の開口縁部に液体が堆積することを抑えることで弁体の開閉動作を安定化し、液体の供給を安定的に行うことができる流路部材、該流路部材を用いて液体の吐出特性が安定した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention can stabilize the opening and closing operation of the valve body by suppressing the accumulation of liquid at the opening edge portion of the communication passage communicating with the pressure chamber, and can stably supply the liquid. An object of the present invention is to provide a flow path member, a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus having stable liquid ejection characteristics using the flow path member.
上記課題を解決する本発明の態様は、液体が流通する液体流路と、前記液体流路の一部を構成する溝状流路及び該溝状流路に連通する連通路と、前記溝状流路の開口を封止して該溝状流路とで圧力室を形成するとともに、該圧力室内の圧力変動で撓み変形する可撓性部材と、前記連通路に挿通される軸部及び該軸部に設けられた弁本体を有し、前記弁本体が前記連通路を閉じた閉弁状態及び前記弁本体が前記連通路から離れた開弁状態となることが可能であり、閉弁状態となるように付勢された弁体と、前記可撓性部材の前記圧力室側への変位に伴い該可撓性部材から押圧力を受けて変位することで、前記弁体が開弁状態となる方向に前記軸部を押圧可能な受圧部材とを備え、前記弁体は、前記軸部を中心として回動可能であり、前記弁本体には、前記連通路の開口縁部に接するシール部材が設けられ、前記シール部材は、前記軸部からの距離が不均一である環状に形成されていることを特徴とする流路部材にある。
かかる態様では、開口縁部に形成される液体の堆積物を、広く薄くすることができるので、弁体が連通路を開閉する動作に対する堆積物の影響をほとんど無くすことができる。これにより、流路部材は、弁体の開閉動作にばらつきを生じさせず、弁体の動作を安定化することができ、液体を安定的に供給することができる。
An aspect of the present invention that solves the above problems includes a liquid channel through which a liquid circulates, a groove-like channel that forms part of the liquid channel, a communication channel that communicates with the groove-like channel, and the groove-like shape. The opening of the flow path is sealed to form a pressure chamber with the groove-shaped flow path, and a flexible member that bends and deforms due to pressure fluctuation in the pressure chamber, a shaft portion inserted through the communication path, and the A valve body provided on a shaft portion, wherein the valve body can be in a closed state in which the communication path is closed and a valve open state in which the valve body is separated from the communication path; And the valve body is opened by being displaced by receiving a pressing force from the flexible member as the flexible member is displaced toward the pressure chamber. A pressure receiving member capable of pressing the shaft portion in the direction of the valve body, the valve body being rotatable about the shaft portion, and the valve body The seal member in contact with the opening edge of the communicating passage is provided, the sealing member is in the flow path member, wherein a distance from the shaft portion is formed in an annular shape is nonuniform.
In this aspect, since the liquid deposit formed on the opening edge can be made thin and thin, the influence of the deposit on the operation of the valve body opening and closing the communication path can be almost eliminated. Thereby, the flow path member can stabilize the operation of the valve body without causing variation in the opening / closing operation of the valve body, and can stably supply the liquid.
ここで、前記シール部材は、前記軸部に直交する平面において、前記軸部を通り、直交する2つの軸について線対称となるように形成されていることが好ましい。これによれば、弁体に掛かる付勢力がシール部材全体に均等に掛かり、開口縁部とのシール性が向上する。 Here, it is preferable that the seal member is formed so as to be line symmetric with respect to two orthogonal axes passing through the shaft portion in a plane orthogonal to the shaft portion. According to this, the urging force applied to the valve body is equally applied to the entire seal member, and the sealing performance with the opening edge portion is improved.
また、前記シール部材は、円環状に形成され、該円環の中心が前記軸部から偏心していることが好ましい。これによれば、開口縁部に形成される液体の堆積物を、より確実に広く薄くすることができる。 Moreover, it is preferable that the said sealing member is formed in an annular | circular shape, and the center of this annular ring is eccentric from the said axial part. According to this, the deposit of the liquid formed in an opening edge part can be made thin reliably more widely.
また、前記シール部材は、前記軸部側に向かい突出した部分と、前記軸部よりも外側に向かい突出した部分とからなる波形状に形成されていることが好ましい。これによれば、開口縁部に形成される液体の堆積物を、より確実に広く薄くすることができる。 Moreover, it is preferable that the said sealing member is formed in the waveform which consists of the part which protruded toward the said shaft part side, and the part which protruded toward the outer side rather than the said shaft part. According to this, the deposit of the liquid formed in an opening edge part can be made thin reliably more widely.
また、前記軸部には、前記受圧部材に押圧されて前記弁体を回動させるスクリューが設けられていることが好ましい。これによれば、弁体の回動が促進されるので、開口縁部に形成される液体の堆積物を、より確実に広く薄くすることができる。 Moreover, it is preferable that the shaft portion is provided with a screw that is pressed by the pressure receiving member to rotate the valve body. According to this, since the rotation of the valve body is promoted, the liquid deposit formed on the opening edge can be more reliably widened and thinned.
また、前記弁体の側面には、前記液体流路中の液体の圧力を受けて前記弁体を回動させる溝が設けられていることが好ましい。これによれば、弁体の回動が促進されるので、開口縁部に形成される液体の堆積物を、より確実に広く薄くすることができる。 Moreover, it is preferable that the side surface of the valve body is provided with a groove for receiving the pressure of the liquid in the liquid flow path to rotate the valve body. According to this, since the rotation of the valve body is promoted, the liquid deposit formed on the opening edge can be more reliably widened and thinned.
また、前記液体流路は、前記連通路に連通し、前記弁体を収容する弁体収容室を含み、前記弁体収容室の側面には、該弁体収容室から前記連通路に向かう液体を旋回させる溝が設けられていることが好ましい。これによれば、弁体の回動が促進されるので、開口縁部に形成される液体の堆積物を、より確実に広く薄くすることができる。 The liquid flow path includes a valve body storage chamber that communicates with the communication path and stores the valve body, and a liquid that faces the communication path from the valve body storage chamber on a side surface of the valve body storage chamber. It is preferable to provide a groove for turning the. According to this, since the rotation of the valve body is promoted, the liquid deposit formed on the opening edge can be more reliably widened and thinned.
また、本発明の他の態様は、上記態様の流路部材と、前記流路部材から供給された液体を吐出するヘッド本体とを備えることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、液体の吐出特性が安定した液体噴射ヘッドが提供される。
According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting head including the flow path member according to the above aspect and a head main body that discharges the liquid supplied from the flow path member.
In this aspect, a liquid ejecting head having stable liquid ejection characteristics is provided.
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、液体の吐出特性が安定した液体噴射装置が提供される。
According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to the above aspect.
In this aspect, a liquid ejecting apparatus with stable liquid ejection characteristics is provided.
〈実施形態1〉
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。インクジェット式記録ヘッドは液体噴射ヘッドの一例であり、単に記録ヘッドとも言う。また、インクジェット式記録装置は液体噴射装置の一例である。さらに、「前後方向」、「左右方向」、「上下方向」という場合は各図の「前」「右」「上」と表示された各矢印で示す方向をそれぞれ示すものとする。
<Embodiment 1>
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. An ink jet recording head is an example of a liquid ejecting head, and is also simply referred to as a recording head. The ink jet recording apparatus is an example of a liquid ejecting apparatus. Furthermore, the terms “front-rear direction”, “left-right direction”, and “up-down direction” indicate the directions indicated by the arrows indicated as “front”, “right”, and “up” in each figure.
図1は、インクジェット式記録装置の平面図である。図1に示すように、インクジェット式記録装置11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内にはプラテン13が主走査方向となる左右方向に沿って延設されている。プラテン13上には、図示しない紙送り機構により記録用紙(図示略)が副走査方向となる前後方向に沿って給送されるようになっている。また、本体フレーム12内におけるプラテン13の上方には、プラテン13の長手方向(左右方向)と平行に延びる棒状のガイド軸14が架設されている。
FIG. 1 is a plan view of the ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 1, the ink
ガイド軸14には、キャリッジ15がガイド軸14に沿って往復移動可能な状態で支持されている。キャリッジ15は、本体フレーム12の後壁内面に設けられた一対のプーリー16a間に掛装された無端状のタイミングベルト16を介して本体フレーム12の背面に設けられたキャリッジモーター17に連結されている。これにより、キャリッジ15は、キャリッジモーター17の駆動によってガイド軸14に沿って往復移動されるようになっている。
A
キャリッジ15におけるプラテン13と対向する下端側には、記録ヘッド18が支持されている。記録ヘッド18は、インクを噴射するヘッド本体19と、インクカートリッジ22からのインクをヘッド本体19に供給する流路部材30とを具備している。
A
ヘッド本体19の下面には図示しない複数のノズルが開口しており、ヘッド本体19内に設けられた図示しない圧電素子を駆動することにより、各ノズルからプラテン13上に給送された記録用紙(図示略)にそれぞれインク滴が噴射されることで印刷が行われるようになっている。
A plurality of nozzles (not shown) are opened on the lower surface of the head
本体フレーム12内の右端部にはカートリッジホルダー21が設けられており、カートリッジホルダー21には液体供給源としての複数のインクカートリッジ22がそれぞれ着脱自在に装着されている。本実施形態ではインクカートリッジ22は5個設けられている。各インクカートリッジ22には、互いに種類(色)の異なるインクが収容されている。
A
カートリッジホルダー21に装着された各インクカートリッジ22は、各インク供給チューブ24を介して流路部材30に接続されている。流路部材30は、各インクカートリッジ22から各インク供給チューブ24を介して供給される各色のインクをそれぞれ一時貯留するようになっており、個別に一時貯留した各色のインクはそれぞれヘッド本体19に供給されるようになっている。
Each
本体フレーム12内における右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、ヘッド本体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、ヘッド本体19の各ノズルの開口を囲うように該ヘッド本体19に当接したり各ノズルの開口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ためのキャップ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。
A
そして、ヘッド本体19の各ノズルの開口を囲うようにヘッド本体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(図示略)によって吸引することで、各ノズルの開口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。
Then, the inside of the
図2は、本実施形態に係る流路部材(カバー部材及びフィルムを取り外した状態)の平面図であり、図3は、本実施形態に係る第1流路部材40の平面図であり、図4は、図2のA−A線断面図である。
FIG. 2 is a plan view of the flow path member (with the cover member and the film removed) according to the present embodiment, and FIG. 3 is a plan view of the first
これらの図に示すように、流路部材30は、有底四角箱状をなす保持部材31と、保持部材31の上部開口を封止可能なカバー部材32と、保持部材31内部に収納された第1流路部材40及び第2流路部材50とを備えている。
As shown in these drawings, the
保持部材31の内底面と第1流路部材40の下面、第1流路部材40の上面と第2流路部材50の下面、及び保持部材31の上面とカバー部材32の下面は、それぞれ互いに接着剤によって接着されている。なお、保持部材31、カバー部材32、第1流路部材40、第2流路部材50は、剛性を有するとともに液体を透過しない合成樹脂によって構成されている。
The inner bottom surface of the holding
図3に示すように、第1流路部材40の上面における前端側(前方向の端部)には、複数のフィルター室凹部41が設けられている。本実施形態では、用いるインクの種類に応じて5つのフィルター室凹部41を左右方向に並設してある。
As shown in FIG. 3, a plurality of filter chamber recesses 41 are provided on the front end side (front end portion) on the upper surface of the first
また、第1流路部材40の内底面における後端側(後方向の端部)には、弁体90(詳細は後述する)が配設される弁体用凹部43が左右方向に並設されている。本実施形態では、1つのフィルター室凹部41につき1つの弁体用凹部43が設けられ、合計5つの弁体用凹部43が左右方向に並設されている。
Further, on the rear end side (rear end portion) of the inner bottom surface of the first
図2〜図4に示すように、第1流路部材40の上面に第2流路部材50が積層されることで、フィルター室44及び弁体収容室46が形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the second
フィルター室44は、各フィルター室凹部41と、第2流路部材50とで囲まれて形成された空間であり、本実施形態では5つのフィルター室44が形成されている。また、弁体収容室46は、弁体用凹部43と、第2流路部材50とで囲まれて形成された空間であり、本実施形態では5つの弁体収容室46が形成されている。
The
フィルター45は、フィルター室凹部41の開口形状と略同一形状であり、フィルター室凹部41のインクが流れる上下方向を横断するように配設されている。フィルター45により、上流側から流入する各インク中に含まれる異物などが除去される。なお、フィルター45は、金属を細かく編み込んで形成したものであってもよいし、微細な単孔が設けられた金属板や不織布等であってもよい。
The
各フィルター室44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、下流側に位置するヘッド本体19(図1参照)側へ流出させるための流出孔47が開口している。流出孔47は、保持部材31の底面に形成された貫通孔である連通孔33に連通しており、連通孔33を介してインクがヘッド本体19へ流出する。
On the bottom surface of each
また、第1流路部材40には、インク供給チューブ24(図1参照)から供給されるインクが導入されるインク導入路48が形成されている。インク導入路48の一方の開口は、第1流路部材40の上面に形成され、他方の開口は、弁体収容室46の底面に形成されている。
Further, the first
第2流路部材50の上面には、流路部材30に形成される液体流路の一部を構成する溝状流路51が前後方向に5つ延設されている。本実施形態では、前後方向の長さを略同一にした5つの溝状流路51が設けられている。
On the upper surface of the second
溝状流路51は、第2流路部材50の弁体収容室46に対向する領域から、フィルター室44に対向する領域にまで延設されている。溝状流路51の後端側は、弁体収容室46に連通路52を介して連通している。溝状流路51の前端側は、フィルター室44に連通路55を介して連通している。
The groove-
第2流路部材50の上面には、可撓性を有する合成樹脂製のフィルム(可撓性部材)60が設けられている。
A flexible synthetic resin film (flexible member) 60 is provided on the upper surface of the second
フィルム60は、溝状流路51の上部開口を封止しており、このフィルム60と溝状流路51とで形成された空間は圧力室53とされる。フィルム60の溝状流路51に対向する領域、すなわち、圧力室53の一面を構成する領域を、受圧部61と称する。各溝状流路51の開口形状は、それぞれ同一形状としたので、受圧部61の形状も同一となっている。フィルム60の受圧部61は、大気と圧力室53内の気圧との差で撓み変形する。圧力室53内が大気に対して負圧になることで、受圧部61は、圧力室53の内部側に撓む。
The
本実施形態では、フィルム60は、第2流路部材50の上面全体を覆う一枚のフィルムである。フィルム60は、第2流路部材50の上面のうち溝状流路51の開口縁部に、接着剤70で接着されている。もちろん、開口縁部のみならず、フィルム60は第2流路部材50の上面全体に接着剤で接着されていてもよい。なお、フィルム60は、一枚で形成する必要はなく、溝状流路51ごとに形成してもよい。
In the present embodiment, the
上述したように、流路部材30には、インク導入路48、弁体収容室46、連通路52、圧力室53、連通路55、フィルター室44、流出孔47、及び連通孔33から構成される液体流路が設けられている。各インク供給チューブ24(図1参照)から供給されたインクは、流路部材30の液体流路を流通してヘッド本体19に供給される。なお、連通路52は、請求項にいう溝状流路(圧力室)に連通した連通路に相当する。
As described above, the
第2流路部材50と、フィルム60との間には、受圧部材80が配設されている。受圧部材80は、フィルムの圧力室53側への変位に伴い、フィルムから押圧力を受けて変位し、後述する弁体90を押圧するものである。
A
具体的には、受圧部材80は、5つの作動板81と、各作動板81が共通して接続される基端部82とから構成されている。受圧部材80の材料は特に限定されないが、本実施形態では、適度な弾力性を有するステンレス製の1枚の薄板から形成されている。作動板81は、その幅が圧力室53の幅よりも若干狭い程度に形成され、前後方向に長尺に形成されている。
Specifically, the
受圧部材80は、基端部82で第2流路部材50の上面に接着されるとともに、その上面がフィルム60に覆われている。そして、受圧部材80の基端部82が第2流路部材50とカバー部材32とに挟持されている。また、各作動板81は、平面視において受圧部61に対向するように配置され、溝状流路51の底部からは離間している。すなわち、受圧部材80は、基端部82が固定端、作動板81が自由端である片持ち梁構造となっている。
The
受圧部材80の下方には、弁体90が設けられている。弁体90は、圧力室53にインクが流入しない閉弁状体及び圧力室53にインクが流入する開弁状体となることが可能に構成され、閉弁状体となるように付勢されている。
A
図4〜図6を用いて弁体90を具体的に説明する。図5は、弁体の平面図及び断面図、図6は、弁体の開閉動作を示す要部断面図である。
The
図4に示すように、弁体90は、円柱状に形成された軸部91と、円板状に形成された鍔部92と、シール部材93とを備えている。鍔部92は、請求項の弁本体の一例である。軸部91の外径は、連通路52の内径よりも小さく形成され、連通路52に挿通されている。また、鍔部92の外径は、連通路52の内径よりも大きく形成され、弁体収容室46内に配置されている。軸部91の下端は鍔部92の上面における中心に連結され、軸部91の上端は作動板81の下面に当接している。
As shown in FIG. 4, the
なお、フィルム60と作動板81とは常時当接している必要は無く、フィルム60の変位に伴い作動板81を押圧する構成であればフィルム60と作動板81とは離間していてもよい。同様に、作動板81の変位に伴い弁体90を押圧する構成であれば、作動板81と弁体90とは、常時当接している必要は無く、離間していてもよい。
The
図5に示すように、鍔部92の上面には、弾性材料よりなるシール部材93が固着されている。シール部材93は、連通路52の開口縁部52a(図4参照)に接し、鍔部92と開口縁部52aとの間をシールするものである。シール部材93は、軸部91からの距離が不均一である環状に形成されている。すなわち、シール部材93は、図5(a)に示すように、軸部91を囲むように切れ目なく連続して形成され、かつ軸部91からの距離が一定ではない。換言すれば、シール部材93は、軸部91と同心の円環状以外の形状に形成されていない。また、シール部材93の高さ(鍔部92の上面からの高さ)は、均一になっている。本実施形態では、シール部材93は、軸部91を囲むように楕円状に形成されている。シール部材93をこのような形状とすることで、詳細は後述するが、開口縁部52aにインクが堆積することを抑制することができる。
As shown in FIG. 5, a
さらに、シール部材93は、軸部91に直交する平面である鍔部92の上面において、軸部91を通り、直交する2つの軸(A−A’線を示す点線とこれに直交する点線)について線対称となるように形成されている。シール部材93をこのような形状とすることで、詳細は後述するが、コイルばね94による付勢力がシール部材93全体に均等に掛かり、開口縁部52aとのシール性が向上する。
Further, the
また、図4、図5(b)に示すように、鍔部92の下面と弁体収容室46の底面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の一端は、弁体収容室46の底面に固定され、他端は、鍔部92の下面に設けられた溝95に嵌合されている。この溝95は、軸部91を中心として円環状に形成されており、鍔部92は、コイルばね94に対して摺動可能になっている。これにより、弁体90全体は、コイルばね94の伸縮に伴い上下動が可能であり、かつ軸部91を中心として回動可能になっている。
Also, as shown in FIGS. 4 and 5B, a
このように構成された弁体90の開閉動作を説明する。図6(a)に示すように、コイルばね94は、弁体90を常に閉弁状態となる方向である上方に向かって付勢するようになっている。そして、この弁体90の閉弁状態では、シール部材93が連通路52を囲んだ状態で連通路52の開口縁部52aに密着して連通路52が閉鎖された状態、すなわち弁体収容室46内と圧力室53内とが非連通状態になっている。さらに、上述したように、シール部材93は、直交する2つの軸について線対称となるように形成されている(図5参照)ため、コイルばね94による付勢力がシール部材93全体に均等に掛かり、開口縁部52aとのシール性が向上する。
The opening / closing operation of the
初期充填もしくは以前のインクの吐出により、インクが液体流路に供給された状態で、ヘッド本体19(図1参照)から各インクが噴射されると、各圧力室53内のインクが減少する。これにより、大気圧との差圧により各圧力室53は負圧となり、受圧部61(図4参照)が圧力室53側(下側)に撓むように変位する。受圧部61に押圧されて各作動板81(図4参照)が弾性変形し、さらに作動板81に押圧されて各弁体90が押し下げられる。
When each ink is ejected from the head main body 19 (see FIG. 1) in a state where the ink is supplied to the liquid flow path by the initial filling or the previous ink ejection, the ink in each
図6(b)に示すように、弁体90が、圧力コイルばね94の付勢力に抗して押し下げられると、弁体90が開弁状態となる。すなわち、シール部材93が開口縁部52aから離間することで、弁体90が開弁される。そして、弁体90が開弁状態にある場合には、連通路52が開放された状態、すなわち、弁体収容室46内と圧力室53内とが連通状態になっている。
As shown in FIG. 6B, when the
弁体90が開弁状態であると、各弁体収容室46のインクが連通路52を介して各圧力室53内に流れ込む。そして、各圧力室53内にそれぞれインクが十分に補充されると、各圧力室53内の負圧が解消されて各受圧部61及び各作動板81が元の位置に戻るとともに、各コイルばね94の付勢力により各弁体90がそれぞれ閉弁状態となり、各圧力室53は常に一定の圧力に保たれる。
When the
ここで、上述したシール部材93により、開口縁部52aにインクが堆積することを抑制できることについて詳細に説明する。図7(a)、図7(c)及び図8(a)は、弁体収容室46側から圧力室53に連通する連通路52を見た平面図であり、図7(b)は、図7(a)のA−A’線断面図であり、図8(b)は、図8(a)のA−A’線断面図である。
Here, it will be described in detail that the ink can be suppressed from being deposited on the
まず、図7(a)及び図7(b)に示すように、弁体90(図4〜図6参照)の開閉動作により、開口縁部52aにシール部材93(図5参照)が当接する。上述したようにシール部材93は楕円状に形成したので、開口縁部52aには、その楕円状と同形状にインクが堆積し始める。この開口縁部52aに堆積したインクを堆積インク96と称する。
First, as shown in FIGS. 7A and 7B, the seal member 93 (see FIG. 5) abuts on the
弁体90は、上述したように軸部91を中心に回動可能に構成されている。したがって、弁体90が開閉動作(上下動)するたびに弁体90が少しずつ回動し、この弁体90の回動に伴ってシール部材93も回動する。シール部材93は楕円状に形成したので、図7(c)に示すように、シール部材93が開口縁部52aに当接する位置に堆積する堆積インク96の位置は、図7(a)に示した位置とは異なる。図7(c)に示す例では長軸が右上から左下に伸びた楕円状に堆積インク96が形成される。
The
以降、図8(a)及び図8(b)に示すように、弁体90が開閉動作を繰り返すたびに弁体90が回動するため、これに伴い回動するシール部材93により形成される堆積インク96を、比較的薄く広くすることができる。図8(a)に示すように、堆積インク96は、連通路52を中心としてドーナツ状に形成されるが、その外周の半径は、楕円状のシール部材93の長軸の半径RLであり、その内周の半径は、シール部材93の短軸の半径RSである。
Thereafter, as shown in FIGS. 8A and 8B, since the
仮に、シール部材93が軸部91を中心として円環状に形成されていた場合、すなわち、軸部91からの距離が均一である環状にシール部材93を形成した場合は、図9に示すように堆積インク96が形成される。図9(a)は、弁体収容室46側から圧力室53に連通する連通路52を見た平面図であり、図9(b)は、図9(a)のA−A’線断面図である。
If the
図9(a)に示すように、シール部材93が軸部91を中心に円環状に形成されていると、開口縁部52aに形成される堆積インク96も円環状に形成される。シール部材93の軸部91からの距離が均一であるため、弁体90が回動しても、堆積インク96は同じ位置に堆積し続ける。したがって、図9(a)及び図9(b)に示すように、堆積インクは、比較的厚く狭く堆積する。このため、弁体90の開閉動作にばらつきが生じる。例えば、圧力室53内部の圧力変動の程度が同じであっても、堆積インク96が比較的厚く形成されているので、弁体90が開く程度が異なってしまう。この結果、ヘッド本体19へのインクの供給が不安定になり、インクの吐出特性が変動し、印刷品質が低下してしまう。また、さらにインクの堆積が進むと、図9(b)に示すように、堆積インク96の厚さのばらつきが顕著となり、弁体90が連通路を閉じた状態であっても、シール部材93によるシールが不完全になる。この場合、弁体収容室46から圧力室53にインクが流入し、意図しないタイミングでヘッド本体19のノズルからインクが吐出されてしまう虞がある。
As shown in FIG. 9A, when the
一方、上述したように、本発明に係る流路部材30では、シール部材93は軸部91からの距離が不均一な環状に形成されている。このため、図7及び図8に示したように、開口縁部52aにインクが堆積しても、幅方向に広がる。すなわち、半径RLの円と半径RSの円との間の領域に堆積インク96が広がるので、厚さ方向に堆積することが抑制される。したがって、弁体90が連通路52を開閉する動作に対する堆積インク96の影響をほとんど無くすことができる。
On the other hand, as described above, in the
これにより、流路部材30は、弁体90の開閉動作にばらつきを生じさせず、弁体90の動作を安定化することができ、ヘッド本体19にインクを安定的に供給することができる。
Accordingly, the
そして、このような流路部材30とヘッド本体19とを備えた記録ヘッド18及びインクジェット式記録装置11によれば、上述したように流路部材30により安定的にインクがヘッド本体19に供給されるので、各液体流路を経由してノズルから吐出されるインクの吐出速度や、吐出されたインク滴の重量にばらつきが生じることを抑制することができる。このようにインクの吐出特性が向上することで、高品質な印刷を行うことができる記録ヘッド18及びインクジェット式記録装置11が提供される。
According to the
〈実施形態2〉
実施形態1では、軸部91からの距離が不均一な環状に形成されたシール部材93として、楕円状に形成されたものを例示した。しかし、シール部材93はこのような形状に限定されない。以下、シール部材の他の態様について説明する。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, the
図10は、弁体の平面図である。シール部材93Aは、軸部91を囲むように円環状に形成されている。シール部材93Aの中心は、軸部91からずれている。すなわち、シール部材93Aの中心は、軸部91から偏心している。
FIG. 10 is a plan view of the valve body. The
弁体90の回動に伴いシール部材93Aが回動したときの、シール部材93の軌跡を点線で示す。内側の点線は、軸部91とシール部材93Aとの最短距離となる半径RSの円であり、外側の点線は、軸部91とシール部材93Aとの最長距離となる半径RLの円である。したがって、これらの2つの円の間の領域は、シール部材93の上面が通る領域となり、該領域に対向する開口縁部52aに堆積インク96が形成されることになる。
A locus of the
このように、シール部材93Aは軸部91からの距離が不均一な環状に形成されている。したがって、実施形態1と同様に、開口縁部52aにインクが堆積しても、幅方向に広がる。すなわち、半径RLの円と半径RSの円との間の領域に堆積インク96が広がるので、厚さ方向に堆積することが抑制される。したがって、弁体90が連通路52を開閉する動作に対する堆積インク96の影響をほとんど無くすことができる。
As described above, the
これにより、流路部材30は、弁体90の開閉動作にばらつきを生じさせず、弁体90の動作を安定化することができ、ヘッド本体19にインクを安定的に供給することができる。
Accordingly, the
図11は、弁体の平面図である。図11(a)に示すように、シール部材93Bは、軸部91を囲むように波形状に形成されている。すなわち、シール部材93Bは、軸部91側に突出した8つの部分と、軸部91から外側に向けて突出した8つの部分とから構成された波形状に形成されている。また、シール部材93Bは、軸部91に直交する平面である鍔部92の上面において、軸部91を通る2つの直交する軸(図示せず。図5と同様の点線)について線対称である。
FIG. 11 is a plan view of the valve body. As shown in FIG. 11A, the
弁体90の回動に伴いシール部材93Bが回動したときの、シール部材93Bの軌跡を点線で示す。内側の点線は、軸部91とシール部材93Bとの最短距離となる半径RSの円であり、外側の点線は、軸部91とシール部材93Bとの最長距離となる半径RLの円である。したがって、これらの2つの円の間の領域は、シール部材93Bの上面が通る領域となり、該領域に対向する開口縁部52aに堆積インク96が形成されることになる。
A locus of the
このように、シール部材93Bは軸部91からの距離が不均一な環状に形成されている。したがって、実施形態1と同様に、開口縁部52aにインクが堆積しても、幅方向に広がる。すなわち、半径RLの円と半径RSの円との間の領域に堆積インク96が広がるので、厚さ方向に堆積することが抑制される。したがって、弁体90が連通路52を開閉する動作に対する堆積インク96の影響をほとんど無くすことができる。
Thus, the
これにより、流路部材30は、弁体90の開閉動作にばらつきを生じさせず、弁体90の動作を安定化することができ、ヘッド本体19にインクを安定的に供給することができる。
Accordingly, the
また、シール部材93Bは、2つの直交する軸(図示せず)について線対称であるため、コイルばね94による付勢力がシール部材93B全体に均等に掛かり、開口縁部52aとのシール性が向上する。
Further, since the
図11(b)に示すように、略四角形の各辺の中央部を軸部91側に突出させた波形状のシール部材93Cであってもよい。このような形状においても、図11(a)に示したシール部材93Bと同様の作用効果を奏する。
As shown in FIG. 11B, a
〈実施形態3〉
実施形態1では、弁体90は、弁体90の上下動に伴い回動するものであったが、流路部材30は、弁体90の回動を促進させる構造を有していてもよい。
<Embodiment 3>
In the first embodiment, the
図12〜図14は、スクリューを有する弁体の開閉動作を説明する要部断面図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 12-14 is principal part sectional drawing explaining the opening / closing operation | movement of the valve body which has a screw. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る弁体90は、軸部91に、受圧部材80(作動板81)に押圧されて弁体90を回動させるスクリュー97が設けられている。スクリュー97は、軸部91を中心として螺旋状に形成された部材である。本実施形態では、スクリュー97は軸部91を4周しており、最上段が作動板81に当接している。
In the
図13に示すように、圧力室53内が負圧になり、フィルム60が圧力室53側に撓むと、作動板81がフィルム60に押圧されて圧力室53側に弾性変形する。この作動板81の弾性変形によりスクリュー97が押圧され、該押圧力でスクリュー97が軸部91を回動させる。
As shown in FIG. 13, when the
このようなスクリュー97を設けることで、弁体90は上下動するたびに回動されるので、シール部材93により形成される堆積インク96をより確実に広く薄くすることができる。
By providing such a
また、図14に示すように、作動板81に、スクリュー97側に突出する突起部98を設けてもよい。作動板81に突起部98を設けることで、作動板81の弾性変形に伴うスクリュー97の押圧をより確実にすることができる。
In addition, as shown in FIG. 14, the operating
〈実施形態4〉
実施形態3では、弁体90の回動を促進させるために、弁体90に作動板81の押圧力を作用させて直接的に回動を促進させたが、このような態様に限られない。
<Embodiment 4>
In the third embodiment, in order to promote the rotation of the
図15は、弁体及び弁体収容室を示す要部断面図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、シール部材93、コイルばね94などの図示も省略している。
FIG. 15 is a cross-sectional view of the main part showing the valve body and the valve body storage chamber. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Also, illustration of the
同図に示すように、弁体90の側面である鍔部92の側面には、インクの圧力を受けて弁体90を回動させる溝99が設けられている。具体的には、溝99は、軸部91に対して平行ではなく交差する方向に延設されている。
As shown in the figure, a
このように鍔部92の側面に溝99を設けることで、弁体収容室46から連通路52に向かい流れるインクが溝99に流れ込む。そして、該インクの圧力が溝99の側面を押圧することで弁体90が回動される。このように溝99に流れるインクの圧力で弁体90が回動されるので、シール部材93により形成される堆積インク96をより確実に広く薄くすることができる。
By providing the
さらに、弁体収容室46の側面に、弁体収容室46から連通路52に向かうインクを旋回させる溝46aを設けてもよい。具体的には、弁体収容室46の側面に螺旋状の溝46aが設けられている。
Further, a
弁体収容室46の側面に溝46aを設けることで、弁体収容室46から連通路52に向かい流れるインクが旋回する。このインクの旋回流により弁体90が回動される。このように溝46aにより生じたインクの旋回流で弁体90が回動されるので、シール部材93により形成される堆積インク96をより確実に広く薄くすることができる。
By providing the
〈他の実施形態〉
本発明に用いられるインクは、特に限定されず、染料系インク・顔料系インクのどちらでも本発明を適用できる。また、インク以外の液体を用いる場合であっても、弁体90の開弁・閉弁により連通路52の開口縁部52aに堆積するような液体であれば本発明を適用することができる。
<Other embodiments>
The ink used in the present invention is not particularly limited, and the present invention can be applied to both dye-based inks and pigment-based inks. Even when a liquid other than ink is used, the present invention can be applied as long as the liquid is deposited on the
また、上述したインクジェット式記録装置11では、記録ヘッド18がキャリッジ15に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されない。例えば、記録ヘッド18が固定されて、紙等の記録シートを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
In the ink
なお、上記各実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを、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を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、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記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。 In each of the above embodiments, an ink jet recording head has been described as an example of a liquid ejecting head, and an ink jet recording apparatus has been described as an example of a liquid ejecting apparatus. The present invention is intended for the entire apparatus, and can of course be applied to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that eject liquid other than ink. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bio-organic matter ejection head used for biochip production, and the like, and can also be applied to a liquid ejection apparatus provided with such a liquid ejection head.
11 インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、 18 インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、 19 ヘッド本体、 30 流路部材、 31 保持部材、 32 カバー部材、 40 第1流路部材、 46 弁体収容室、 50 第2流路部材、 51 溝状流路、 52 連通路、 52a 開口縁部、 53 圧力室、 61 受圧部、 70 接着剤、 80 受圧部材、 81 作動板、 90 弁体、 91 軸部、 92 鍔部、 93 シール部材
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記液体流路の一部を構成する溝状流路及び該溝状流路に連通する連通路と、
前記溝状流路の開口を封止して該溝状流路とで圧力室を形成するとともに、該圧力室内の圧力変動で撓み変形する可撓性部材と、
前記連通路に挿通される軸部及び該軸部に設けられた弁本体を有し、前記弁本体が前記連通路を閉じた閉弁状態及び前記弁本体が前記連通路から離れた開弁状態となることが可能であり、閉弁状態となるように付勢された弁体と、
前記可撓性部材の前記圧力室側への変位に伴い該可撓性部材から押圧力を受けて変位することで、前記弁体が開弁状態となる方向に前記軸部を押圧可能な受圧部材とを備え、
前記弁体は、前記軸部を中心として回動可能であり、
前記弁本体には、前記連通路の開口縁部に接するシール部材が設けられ、
前記シール部材は、前記軸部からの距離が不均一である環状に形成されている
ことを特徴とする流路部材。 A liquid flow path through which the liquid flows;
A groove-like channel constituting a part of the liquid channel, and a communication passage communicating with the groove-like channel;
A flexible member that seals the opening of the groove-shaped flow path to form a pressure chamber with the groove-shaped flow path and bends and deforms due to pressure fluctuation in the pressure chamber;
A valve portion in which the valve body is closed, and a valve body in which the valve body is separated from the communication passage. A valve body biased to be closed, and
A pressure receiving pressure capable of pressing the shaft portion in a direction in which the valve body is opened by being displaced by receiving a pressing force from the flexible member as the flexible member is displaced toward the pressure chamber. With members,
The valve body is rotatable about the shaft portion,
The valve body is provided with a seal member in contact with the opening edge of the communication path,
The flow path member, wherein the seal member is formed in an annular shape having a non-uniform distance from the shaft portion.
前記シール部材は、前記軸部に直交する平面において、前記軸部を通り、直交する2つの軸について線対称となるように形成されている
ことを特徴とする流路部材。 In the flow path member according to claim 1,
The flow path member, wherein the seal member is formed so as to be line-symmetric with respect to two orthogonal axes passing through the shaft portion in a plane orthogonal to the shaft portion.
前記シール部材は、円環状に形成され、該円環の中心が前記軸部から偏心している
ことを特徴とする流路部材。 In the flow path member according to claim 1 or claim 2,
The flow path member, wherein the seal member is formed in an annular shape, and a center of the annular member is eccentric from the shaft portion.
前記シール部材は、前記軸部側に向かい突出した部分と、前記軸部よりも外側に向かい突出した部分とからなる波形状に形成されている
ことを特徴とする流路部材。 In the flow path member according to any one of claims 1 to 3,
The flow path member, wherein the seal member is formed in a wave shape including a portion protruding toward the shaft portion side and a portion protruding outward from the shaft portion.
前記軸部には、前記受圧部材に押圧されて前記弁体を回動させるスクリューが設けられている
ことを特徴とする流路部材。 In the flow path member according to any one of claims 1 to 4,
The shaft member is provided with a screw that is pressed by the pressure receiving member to rotate the valve body.
前記弁体の側面には、前記液体流路中の液体の圧力を受けて前記弁体を回動させる溝が設けられている
ことを特徴とする流路部材。 In the flow path member according to any one of claims 1 to 5,
A flow path member characterized in that a groove for rotating the valve body in response to the pressure of the liquid in the liquid flow path is provided on a side surface of the valve body.
前記液体流路は、前記連通路に連通し、前記弁体を収容する弁体収容室を含み、
前記弁体収容室の側面には、該弁体収容室から前記連通路に向かう液体を旋回させる溝が設けられている
ことを特徴とする流路部材。 In the flow path member according to any one of claims 1 to 6,
The liquid channel includes a valve body housing chamber that communicates with the communication path and houses the valve body,
A flow path member, characterized in that a groove is provided on a side surface of the valve body storage chamber for turning the liquid from the valve body storage chamber toward the communication path.
前記流路部材から供給された液体を吐出するヘッド本体とを備える
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 The flow path member according to any one of claims 1 to 7,
A liquid ejecting head comprising: a head main body that discharges the liquid supplied from the flow path member.
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