JP7396794B2 - 圧力緩衝器、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、圧力緩衝器に設けられた凹部に可撓膜を貼り付け密閉されたチャンバを備えた構成が開示されている。チャンバの上部には、インクが流れる開口部が設けられている。チャンバの下部には、圧力変動時にインクを流す貫通開口部が設けられている。チャンバ上部の開口部は、貫通開口部よりも流路抵抗が小さい。
(1)本発明の態様に係る圧力緩衝器は、液体を吐出する液体噴射ヘッドに設けられる圧力緩衝器であって、前記液体の供給源に連通する流入口と、前記流入口から入る前記液体を貯留する貯留室と、前記液体噴射ヘッドの吐出面に向けて前記貯留室から前記液体を流出するための流出口と、を有するチャンバを備え、前記チャンバは、前記貯留室を区画する内壁と、前記流出口に連通し、前記液体を通過可能な第一流路と、前記流出口に連通し、少なくとも気体を通過可能な第二流路と、を有し、前記吐出面が鉛直下方および水平方向を向いた設置状態において、前記内壁の少なくとも一部は、前記第一流路または前記第二流路に向かって連なるように傾斜しており、前記内壁は、第一辺と、前記第一辺に隣り合う第二辺と、前記第二辺に隣り合い且つ前記第一辺と対向する第三辺と、前記第三辺に隣り合い且つ前記第二辺と対向する第四辺と、を備え、前記流入口は、前記第一辺と前記第二辺とが交差する第一角部に配置され、前記流出口は、前記第一角部の対角である第二角部に配置され、前記第一流路は、前記第四辺に沿うように設けられ、前記第二流路は、前記第二角部の近傍に設けられていることを特徴とする。
(2)本発明の態様に係る圧力緩衝器は、液体を吐出する液体噴射ヘッドに設けられる圧力緩衝器であって、前記液体の供給源に連通する流入口と、前記流入口から入る前記液体を貯留する貯留室と、前記液体噴射ヘッドの吐出面に向けて前記貯留室から前記液体を流出するための流出口と、を有するチャンバを備え、前記チャンバは、前記貯留室を区画する内壁と、前記流出口に連通し、前記液体を通過可能な第一流路と、前記流出口に連通し、少なくとも気体を通過可能な第二流路と、を有し、前記吐出面が鉛直下方および水平方向を向いた設置状態において、前記内壁の少なくとも一部は、前記第一流路または前記第二流路に向かって連なるように傾斜しており、前記内壁は、台形形状を有することを特徴とする。
(3)本発明の態様に係る圧力緩衝器は、液体を吐出する液体噴射ヘッドに設けられる圧力緩衝器であって、前記液体の供給源に連通する流入口と、前記流入口から入る前記液体を貯留する貯留室と、前記液体噴射ヘッドの吐出面に向けて前記貯留室から前記液体を流出するための流出口と、を有するチャンバを備え、前記チャンバは、前記貯留室を区画する内壁と、前記流出口に連通し、前記液体を通過可能な第一流路と、前記流出口に連通し、少なくとも気体を通過可能な第二流路と、を有し、前記吐出面が鉛直下方および水平方向を向いた設置状態において、前記内壁の少なくとも一部は、前記第一流路または前記第二流路に向かって連なるように傾斜しており、前記チャンバは、可撓性を有する可撓膜が接着される接着部を備え、前記接着部は、接着剤の逃げ溝を有することを特徴とする。
(4)本発明の態様に係る圧力緩衝器は、液体を吐出する液体噴射ヘッドに設けられる圧力緩衝器であって、前記液体の供給源に連通する流入口と、前記流入口から入る前記液体を貯留する貯留室と、前記液体噴射ヘッドの吐出面に向けて前記貯留室から前記液体を流出するための流出口と、を有するチャンバを備え、前記チャンバは、前記貯留室を区画する内壁と、前記流出口に連通し、前記液体を通過可能な第一流路と、前記流出口に連通し、少なくとも気体を通過可能な第二流路と、を有し、前記吐出面が鉛直下方および水平方向を向いた設置状態において、前記内壁の少なくとも一部は、前記第一流路または前記第二流路に向かって連なるように傾斜しており、前記第二流路は、前記液体を通過可能であり、かつ、前記第一流路よりも流路抵抗が高いことを特徴とする。
図1は、実施形態の液体噴射記録装置1(プリンタ)の模式図である。
図1に示すように、プリンタ1は、インクの供給源であるインク供給部2と、インクを吐出するインクジェットヘッド3(液体噴射ヘッド)と、インク供給部2からインクジェットヘッド3へのインクの供給路を形成するインク供給配管4と、インクジェットヘッド3に設けられる圧力緩衝器5と、インクジェットヘッド3を搭載するキャリッジ6と、を備える。
図2は、実施形態の液体噴射ヘッド4(インクジェットヘッド)の斜視図である。図3は、実施形態の液体噴射ヘッドチップ61(ヘッドチップ)の分解斜視図である。
図2に示すように、インクジェットヘッド4は、キャリッジ6(図1参照)に固定される固定プレート60と、固定プレート60上に固定されたヘッドチップ61と、インク供給部2(図1参照)から供給されるインクをヘッドチップ61に供給するインク供給部62と、ヘッドチップ61に駆動電圧を印加する制御部63と、を備える。
インク供給部62は、固定プレート60に固定された流路部材65と、ベースプレート64に固定された圧力緩衝器5と、流路部材65及び圧力緩衝器5間を接続するインク連結管66と、を備える。
制御回路68は、ヘッドチップ61を駆動するための集積回路等を備える。制御部63は、配線パターン(不図示)がプリントされたフレキシブル基板(外部配線)69を介して、ヘッドチップ61に電気的に接続されている。
図3に示すように、実施形態のヘッドチップ61は、噴射チャネル74におけるチャネル延在方向の先端部からインクを吐出する、いわゆるエッジシュートタイプである。ヘッドチップ61は、アクチュエータプレート70、カバープレート71、支持プレート72およびノズルプレート73を備える。
図4は、実施形態の圧力緩衝器5の模式図である。図4は、第一設置状態における圧力緩衝器5を+Y方向から見た平面視である。
図4に示すように、圧力緩衝器5は、インク供給部2(図1参照)に連通する流入口11と、流入口11から流れるインクを貯留する貯留室12と、インクジェットヘッド3の吐出面7(図1参照)に向けて貯留室12からインクを流出するための流出口13と、を有するチャンバ10を備える。チャンバ10には、可撓性を有する可撓膜(不図示)が接着される。なお、可撓膜は、チャンバ10に溶着されることもある。可撓膜は、貯留室12を密閉するためのフィルムである。図中符号14は、貯留室12内の圧力の変動をインクの吐出が可能な範囲内に抑制するための付勢部材(例えば、板バネ)を示す。
第一設置状態において、チャンバ10は、X方向に延在する直方体状を有する。チャンバ10は、貯留室12を区画する内壁20と、インクを通過可能な第一流路21と、少なくとも気体を通過可能な第二流路22と、可撓膜が接着される接着部23と、を有する。第一流路21および第二流路22のそれぞれは、流出口13に連通している。
図5は、実施形態のチャンバ10の内壁20形状の説明図である。図5は、第一設置状態における圧力緩衝器5を+Y方向から見た平面視である。図5においては、支持部材14および逃げ溝26の図示を省略する。
第一設置状態において、第一辺31は、第一辺31の第二辺32に隣り合う端部が内方に位置し、かつ、第一辺31の第四辺34に隣り合う端部が外方に位置するように傾斜している。第一辺31(第一仮想直線L1)と鉛直線とのなす角度B1(以下「第一脚角度B1」ともいう。)は、鋭角である。例えば、第一脚角度B1は、0°よりも大きく且つ10°以下である。より好ましくは、第一脚角度B1は、2°以上8°以下である。
流入口11は、第一辺31と第二辺32とが交差する第一角部37に配置されている。第一角部37は、第一仮想直線L1と第二仮想直線L2とが交差する部分である。第一設置状態において、流入口11は、貯留室12の最下部に位置する。図中において、符号15はインク供給配管4(図1参照)の下流端部(インク供給配管4においてインク供給部2に接続される端部とは反対側の端部)が接続される流入ポート、符号16は流入ポート15と流入口11とを連通する流入路をそれぞれ示す。
流出口13は、第三辺33と第一流路第一形成縁41とが交差する第二角部38に配置されている。第二角部38は、第三仮想直線L3の延長線と第一流路第一形成縁41とが交差する部分である。第一角部37および第二角部38のそれぞれは、第一流路第一形成縁41を含む台形形状の対角線上に位置する。第二角部38は、第一角部37の対角である。第一設置状態において、流出口13は、貯留室12の最上部近傍に位置する。図中において、符号17はインクジェットヘッド3(図1参照)に接続される流出ポート、符号18は流出ポート17と流出口13とを連通する流出路をそれぞれ示す。
図4に示すように、第一流路21は、第四辺34に沿うように設けられている。第一設置状態において、第一流路21は、第一流路21の第一湾曲部35寄りの部分が下方に位置し、かつ、第一流路21の流出口13寄りの部分が上方に位置するように傾斜している。第一流路21は、第四辺34と実質的に平行である。第一流路第一形成縁41および第一流路第二形成縁42のそれぞれは、第四辺34と実質的に平行である。
第二流路22は、第二角部38の近傍に設けられている。第二流路22は、第三辺33に沿うように設けられている。第一設置状態において、第二流路22は、第二流路22の第二湾曲部36寄りの部分が内方に位置し、かつ、第二流路22の流出口13寄りの部分が外方に位置するように傾斜している。第二流路22は、第三辺33と実質的に平行である。第二流路22は、隔壁19の+X方向端部において+Y方向側の面に設けられた溝である。第二流路22は、インクを通過可能である。第二流路22は、第一流路21よりも流路抵抗が高い。例えば、第二流路22の流路断面は、第一流路21の流路断面よりも小さい。
接着部23は、可撓膜を接着するための接着剤(不図示)が配置される部分である。接着部23は、チャンバ10の内部空間を囲むように形成されている。接着部23は、流入路16、流出路18、第一辺31、第二辺32、第三辺33、第一流路第一形成縁41、第一湾曲部35および第二湾曲部36を囲むようにチャンバ10の+Y方向側面に形成された第一接着部24と、隔壁19の+Y方向側面に形成された第二接着部25と、を備える。
図6は、実施形態の圧力緩衝器5の第一設置状態における作用説明図である。
図6(a)は、インクの供給状態を示す図である。図6(b)は、インクの充填状態を示す図である。図6においては、支持部材14および逃げ溝26の図示を省略する。
これにより、圧力緩衝器5内はインクで満たされる(図6(b)参照)。
図7は、実施形態の圧力緩衝器5の第二設置状態における作用説明図である。
図7(a)は、インクの供給状態を示す図である。図7(b)は、図7(a)に続くインクの供給状態を示す図である。図7(c)は、インクの充填状態を示す図である。図7においては、支持部材14および逃げ溝26の図示を省略する。
これにより、圧力緩衝器5内はインクで満たされる(図7(c)参照)。
図8は、実施形態の圧力緩衝器5の第三設置状態における作用説明図である。
図8(a)は、インクの供給状態を示す図である。図8(b)は、図8(a)に続くインクの供給状態を示す図である。図8(c)は、インクの充填状態を示す図である。図8においては、支持部材14および逃げ溝26の図示を省略する。
これにより、圧力緩衝器5内はインクで満たされる(図8(c)参照)。
図9において、符号11Xはインク流入口、符号12Xは開口部、符号13Xはインク流出口、符号14Xは貫通開口部をそれぞれ示す。
仮に、チャンバ内にインクが溜まったとしても、チャンバ内の気泡は逃げ場がないため、チャンバ内に気泡が残る可能性が高い。図中符号15Xは、気泡が残る可能性が高い気泡残存領域を示す。
また本実施形態では、図7(a)に示すように、第二設置状態において、内壁20の第三辺33(第二最上辺)は、貯留室12内の気泡が第二流路22に向かうように傾斜している。第二設置状態において、第二流路22は、第三辺33に沿っている。第二流路22は、第二流路22に入った気泡が流出口13に向かうように傾斜している。
さらに本実施形態では、図8(a)に示すように、第三設置状態において、内壁20の第一辺31(第三最上辺)は、貯留室12内の気泡が第一流路21に向かうように傾斜している。第三設置状態において、第一流路21は、第四辺34(具体的には、チャンバ10内の第一流路第一形成縁41)に沿っている。第一流路21は、第一流路21に入った気泡が流出口13に向かうように傾斜している。
図10は、実施形態の第一変形例の圧力緩衝器の要部拡大図である。図10(a)は、チャンバ10において逃げ溝26が設けられた面を示す図である。図10(b)は、チャンバ10において逃げ溝26が設けられた面とは反対側の面を示す図である。図10は、圧力緩衝器の第一設置状態を示す図である。
上述した第一変形例では、第二流路122は、鉛直方向に延在している例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第二流路122は、水平方向に延在していてもよい。
図11は、実施形態の第二変形例の圧力緩衝器の要部拡大図である。図11(a)は、チャンバ10において逃げ溝26が設けられた面を示す図である。図11(b)は、チャンバ10において逃げ溝26が設けられた面とは反対側の面を示す図である。図11は、圧力緩衝器の第一設置状態を示す図である。
図12は、実施形態の第三変形例の圧力緩衝器305の要部拡大図である。図12は、圧力緩衝器305の第一設置状態を示す図である。
2…インク供給部(液体の供給源)
3…インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)
5…圧力緩衝器
7…吐出面
10…チャンバ
11…流入口
12…貯留室
13…流出口
20…内壁
21…第一流路
22,122,222…第二流路
23…接着部
26…逃げ溝
31…第一辺
32…第二辺
33…第三辺
34…第四辺
37…第一角部
38…第二角部
A1…第一最上辺角度(第四辺と水平線とのなす角度)
A2…第二最上辺角度(第三辺と水平線とのなす角度)
A3…第三最上辺角度(第一辺と水平線とのなす角度)
Claims (14)
- 液体を吐出する液体噴射ヘッドに設けられる圧力緩衝器であって、
前記液体の供給源に連通する流入口と、前記流入口から入る前記液体を貯留する貯留室と、前記液体噴射ヘッドの吐出面に向けて前記貯留室から前記液体を流出するための流出口と、を有するチャンバを備え、
前記チャンバは、
前記貯留室を区画する内壁と、
前記流出口に連通し、前記液体を通過可能な第一流路と、
前記流出口に連通し、少なくとも気体を通過可能な第二流路と、を有し、
前記吐出面が鉛直下方および水平方向を向いた設置状態において、前記内壁の少なくとも一部は、前記第一流路または前記第二流路に向かって連なるように傾斜しており、
前記内壁は、
第一辺と、
前記第一辺に隣り合う第二辺と、
前記第二辺に隣り合い且つ前記第一辺と対向する第三辺と、
前記第三辺に隣り合い且つ前記第二辺と対向する第四辺と、を備え、
前記流入口は、前記第一辺と前記第二辺とが交差する第一角部に配置され、
前記流出口は、前記第一角部の対角である第二角部に配置され、
前記第一流路は、前記第四辺に沿うように設けられ、
前記第二流路は、前記第二角部の近傍に設けられていることを特徴とする圧力緩衝器。 - 液体を吐出する液体噴射ヘッドに設けられる圧力緩衝器であって、
前記液体の供給源に連通する流入口と、前記流入口から入る前記液体を貯留する貯留室と、前記液体噴射ヘッドの吐出面に向けて前記貯留室から前記液体を流出するための流出口と、を有するチャンバを備え、
前記チャンバは、
前記貯留室を区画する内壁と、
前記流出口に連通し、前記液体を通過可能な第一流路と、
前記流出口に連通し、少なくとも気体を通過可能な第二流路と、を有し、
前記吐出面が鉛直下方および水平方向を向いた設置状態において、前記内壁の少なくとも一部は、前記第一流路または前記第二流路に向かって連なるように傾斜しており、
前記内壁は、台形形状を有することを特徴とする圧力緩衝器。 - 液体を吐出する液体噴射ヘッドに設けられる圧力緩衝器であって、
前記液体の供給源に連通する流入口と、前記流入口から入る前記液体を貯留する貯留室と、前記液体噴射ヘッドの吐出面に向けて前記貯留室から前記液体を流出するための流出口と、を有するチャンバを備え、
前記チャンバは、
前記貯留室を区画する内壁と、
前記流出口に連通し、前記液体を通過可能な第一流路と、
前記流出口に連通し、少なくとも気体を通過可能な第二流路と、を有し、
前記吐出面が鉛直下方および水平方向を向いた設置状態において、前記内壁の少なくとも一部は、前記第一流路または前記第二流路に向かって連なるように傾斜しており、
前記チャンバは、可撓性を有する可撓膜が接着される接着部を備え、
前記接着部は、接着剤の逃げ溝を有することを特徴とする圧力緩衝器。 - 液体を吐出する液体噴射ヘッドに設けられる圧力緩衝器であって、
前記液体の供給源に連通する流入口と、前記流入口から入る前記液体を貯留する貯留室と、前記液体噴射ヘッドの吐出面に向けて前記貯留室から前記液体を流出するための流出口と、を有するチャンバを備え、
前記チャンバは、
前記貯留室を区画する内壁と、
前記流出口に連通し、前記液体を通過可能な第一流路と、
前記流出口に連通し、少なくとも気体を通過可能な第二流路と、を有し、
前記吐出面が鉛直下方および水平方向を向いた設置状態において、前記内壁の少なくとも一部は、前記第一流路または前記第二流路に向かって連なるように傾斜しており、
前記第二流路は、前記液体を通過可能であり、かつ、前記第一流路よりも流路抵抗が高いことを特徴とする圧力緩衝器。 - 前記吐出面が鉛直下方を向いた第一設置状態において、前記第四辺は、前記内壁の最上辺を形成し、
前記第四辺は、前記第四辺の前記第一辺に隣り合う端部が下方に位置し、かつ、前記第四辺の前記第三辺に隣り合う端部が上方に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の圧力緩衝器。 - 前記第四辺と水平線とのなす角度は、0°より大きく且つ10°以下であることを特徴とする請求項5に記載の圧力緩衝器。
- 前記流出口が前記チャンバの上部に配置され、かつ、前記吐出面が水平方向を向いた第二設置状態において、前記第三辺は、前記内壁の最上辺を形成し、
前記第三辺は、前記第三辺の前記第二辺に隣り合う端部が下方に位置し、かつ、前記第三辺の前記第四辺に隣り合う端部が上方に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項1,5,6のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。 - 前記第三辺と水平線とのなす角度は、0°より大きく且つ10°以下であることを特徴とする請求項7に記載の圧力緩衝器。
- 前記流出口が前記チャンバの下部に配置され、かつ、前記吐出面が水平方向を向いた第三設置状態において、前記第一辺は、前記内壁の最上辺を形成し、
前記第一辺は、前記第一辺の前記第二辺に隣り合う端部が下方に位置し、かつ、前記第一辺の前記第四辺に隣り合う端部が上方に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項1,5から8のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。 - 前記第一辺と水平線とのなす角度は、0°より大きく且つ10°以下であることを特徴とする請求項9に記載の圧力緩衝器。
- 前記第二流路は、前記第三辺または前記第四辺に沿うように設けられていることを特徴とする請求項1,5から10のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
- 前記第二流路は、前記チャンバにおいて前記逃げ溝が設けられた面とは反対側の面に設けられている溝であることを特徴とする請求項3に記載の圧力緩衝器。
- 請求項1から12のいずれか一項に記載の圧力緩衝器を備えることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項13に記載の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射記録装置。
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