WO2010101124A1 - 圧力緩衝器、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置および圧力緩衝方法 - Google Patents

圧力緩衝器、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置および圧力緩衝方法 Download PDF

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WO2010101124A1
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liquid
pressure
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recess
pressure buffer
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渡邉　俊顕
行弘 佐賀
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エスアイアイ・プリンテック株式会社
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    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems

Definitions

  • the present invention relates to a pressure buffer, a liquid jet head, and a liquid jet recording apparatus.
  • a liquid ejecting recording apparatus that ejects droplets from a plurality of ejection ports toward a recording medium.
  • Some liquid ejection recording apparatuses include a liquid ejection head that ejects liquid as droplets of several to several tens of picoliters per droplet.
  • the liquid ejecting head that ejects such minute droplets is controlled so as to be in an optimum state for ejecting the liquid in the ejection port in order to realize good liquid ejecting.
  • the optimal state for injection is that the pressure of the liquid in the injection port becomes negative and a meniscus is formed inside the injection port.
  • an apparatus is known in which means for adjusting the pressure of the liquid is provided in a part of the flow path of the liquid from the liquid container to the liquid ejecting head.
  • Patent Document 1 describes an ink jet recording apparatus having a configuration for adjusting the pressure of liquid ejected from a liquid ejecting head (printing head).
  • This ink jet recording apparatus is branched from a sub tank in which a part of the liquid stored in a liquid container (ink tank) is stored and a liquid supply path (ink supply path) from the sub tank to the liquid ejecting head.
  • a connected pressure gauge is provided.
  • the ink pressure can be controlled in accordance with the usage state of the liquid ejecting head, so that the ink ejection can be stabilized and the refill can be improved.
  • the flow path connecting the liquid container and the liquid ejecting head repeats displacement with the movement of the carriage.
  • Pressure load is applied.
  • the liquid affected by the pressure load is supplied, and it becomes difficult to maintain the pressure suitable for the environment in which the liquid is ejected.
  • the pressure load applied to such a liquid is reduced by the pressure buffer, but the effect of the pressure loss due to the increase of the flow path length is still given to the liquid, thereby preventing the realization of an appropriate printing environment.
  • the scanning range of the carriage having the liquid ejecting head also increases, so that liquid exceeding the ability to reduce the pressure load of the pressure buffering device is supplied to the liquid ejecting head.
  • the printing environment is expected to deteriorate due to the increased size of the device.
  • An advantage of some aspects of the invention is that it provides a pressure buffer, a liquid jet head, and a liquid jet recording apparatus that can accurately detect and control pressure regardless of the type of liquid. Is to plan.
  • the pressure buffer according to the present invention includes a main body in which a recess for storing liquid and a pipe line opened in the recess are formed, and the main body at the peripheral edge of the recess.
  • Displacement amount detection means for detecting non-contact with respect to the reference member.
  • a space in which liquid is stored is formed by the recess and the thin film, and this space is expanded and contracted as the pressure of the liquid changes.
  • the reference member that is freely contactable with and separated from the thin film and moves relative to the recess in conjunction with the expansion and contraction is displaced in the relative positional relationship before and after the pressure fluctuation occurs. ing.
  • the displacement amount detection means detects the pressure fluctuation of the liquid in a non-contact manner with respect to the reference member. Therefore, a predetermined detection accuracy can be maintained regardless of the type of liquid.
  • the pressure buffer of this invention is further equipped with the cover which is fixed to the said main-body part and covers the said recessed part at least.
  • the cover since the cover is provided, noise from an object around the pressure buffer is shielded, and fluctuations in detection accuracy when a pressure fluctuation of the liquid is detected can be suppressed.
  • the displacement amount detecting unit includes a displacement amount sensor fixed so as to face the reference member on the surface of the cover on the concave portion side.
  • the displacement amount sensor since the displacement amount sensor is arranged on the surface of the cover on the concave portion side, both the displacement amount sensor and the reference member are located in a space sealed by the cover and the main body portion. Therefore, noise from the outside of the cover and the main body can be suitably suppressed.
  • the number of members protruding outside the pressure buffer can be reduced, and the displacement sensor is not exposed to the outside. Therefore, the displacement sensor can be installed unintentionally when installing or using the pressure buffer. It can control that it breaks.
  • the pressure buffer according to the present invention preferably further includes an urging member that is interposed between the reference member and the main body within the recess and elastically deformable in a thickness direction of the reference member. .
  • an urging member that is interposed between the reference member and the main body within the recess and elastically deformable in a thickness direction of the reference member.
  • the pressure buffer of the present invention further includes a sensor circuit unit that is electrically connected to the displacement amount sensor, detects a change in a signal generated in the displacement amount sensor, and transmits the change to the outside.
  • the sensor circuit unit since the sensor circuit unit is provided in the pressure buffer, the circuit length from the pressure buffer to the sensor circuit unit can be shortened. For this reason, mixing of external noise with respect to a change in the signal generated in the displacement amount sensor is suppressed, and the signal can be detected with higher accuracy.
  • the pressure buffer of this invention is arrange
  • the sensor circuit portion is between the main body portion and the cover, all means for detecting the displacement amount between the reference member and the displacement amount sensor are disposed between the main body portion and the cover. Therefore, the external shape of the pressure buffer can be simplified, and the operation for mounting the pressure buffer is simplified.
  • the reference member includes a magnetic body or a conductor
  • the displacement sensor includes a loop coil portion in which a wire is wound in a loop shape in a plane parallel to the reference member.
  • the reference member when the reference member is moved relative to the loop coil portion, an induced current is generated according to the amount of displacement. Then, based on this induced current, it is quantitatively detected how much the reference member is displaced with respect to the loop coil.
  • manufacturing cost can be suppressed.
  • the pressure buffer of this invention has a magnetic body layer or conductor layer containing a magnetic body or a conductor between the said cover and the said displacement sensor.
  • the magnetic layer or conductor layer provided between the cover and the displacement sensor serves as a shield, and the magnetic field generated between the displacement sensor and the reference member is prevented from being transmitted through the cover and diffused. ing. Therefore, the displacement of the positional relationship between the displacement sensor and the reference member can be detected with high accuracy. Further, since the influence of the magnetic lines of force from the outside of the cover can be reduced by the magnetic layer or the conductor layer, it is possible to suppress noise from being mixed into the displacement sensor.
  • the cover may contain a magnetic material or a conductor.
  • the cover functions as an electromagnetic shield, it is possible to suitably suppress the influence of external magnetic lines of force, and to prevent noise from entering the displacement sensor. Further, since it is not necessary to prepare a separate member from the cover as the shield, the configuration can be simplified.
  • the reference member preferably has at least one hole.
  • the reference member since the reference member becomes lighter by the amount of the holes formed, the followability to the pressure fluctuation of the liquid is improved. Therefore, it is quickly moved relative to the displacement sensor in accordance with the pressure fluctuation of the liquid. Therefore, the time lag from when the liquid pressure fluctuation occurs until the liquid pressure fluctuation is detected is reduced.
  • the liquid ejecting head according to the present invention includes the pressure buffer according to the present invention, and an ejecting unit having a plurality of ejecting ports for ejecting the liquid and connected to any one of the pipes. According to this invention, since the pressure buffer and the injection unit are combined, the difference between the pressure of the liquid in the injection unit and the pressure applied to the pressure buffer is small. Accordingly, an error from the pressure of the liquid actually ejected is reduced, and the pressure of the liquid ejected from the ejection port can be adjusted with high accuracy.
  • the liquid jet recording apparatus includes a liquid jet head according to the present invention, a liquid container that contains the liquid, and a liquid supply pipe that is connected between the liquid container and the pressure buffer to distribute the liquid. And a pump motor connected to a part of the liquid supply pipe and pressing and moving the liquid inside the liquid supply pipe based on the pressure value detected by the pressure buffer.
  • the pressure detected by the pressure buffer can be adjusted to the pressure that is the adjustment target by pressing and moving the liquid inside the liquid supply pipe.
  • the pump motor can press and move the liquid to the pressure buffer side or the opposite side in an appropriate direction, the pressure applied to the pressure buffer can be suitably increased or decreased.
  • the liquid jet recording apparatus of the present invention includes a moving mechanism that reciprocates the jetting unit while facing the recording medium on which the liquid is jetted, and transporting the recording medium at a certain distance from the jetting unit. And a mechanism.
  • the pressure buffering method of the present invention includes a main body in which a recess for storing a liquid and a pipe line opened in the recess are formed, and the main body at the peripheral portion of the recess, which is arranged to seal the recess.
  • a pressure buffer comprising: a displacement amount detecting means for detecting non-contact with respect to the reference member.
  • the space for storing the liquid is formed by the recess and the thin film, and this space is expanded and contracted with the pressure fluctuation of the liquid.
  • the reference member that is freely contactable with and separated from the thin film and moves relative to the recess in conjunction with the expansion and contraction is displaced in the relative positional relationship before and after the pressure fluctuation occurs. ing.
  • the displacement amount detection means detects the pressure fluctuation of the liquid in a non-contact manner with respect to the reference member. Therefore, a predetermined detection accuracy can be maintained regardless of the type of liquid.
  • the pressure buffering method of the present invention is the pressure buffering method described above, wherein the displacement value calculating means for calculating the pressure value based on the displacement provided in the displacement amount detecting means, and the pressure value from 0 kPa to ⁇ And pressure control means for controlling the pressure to be in the range of 2 kPa.
  • the pressure control means capable of controlling the pressure value of the liquid to be in a desired range is provided, whereby the water head value of the liquid jet head in the liquid jet recording can be managed.
  • the pressure fluctuation of the liquid supplied to the pressure buffer is quantitatively determined as a displacement of the position of the reference member without contact with the reference member. Can be detected. Therefore, the pressure can be detected and controlled with high accuracy regardless of the type of liquid.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a liquid jet recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a perspective view illustrating a liquid jet head according to a first embodiment of the invention.
  • (B) is the perspective view which shows (a) partly fractured. It is a front view which shows the pressure buffer of 1st Embodiment of this invention. It is a rear view which shows the same pressure buffer. It is a perspective view which decomposes
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a displacement amount detection unit in the liquid jet recording apparatus of the present invention. It is sectional drawing which shows the pressure buffer at the time of use of the liquid jet recording device of 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows one process at the time of use of the same pressure buffer. It is sectional drawing which shows the pressure buffer of 2nd Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the modification of the same pressure buffer. It is sectional drawing which shows the pressure buffer of 3rd Embodiment of this invention. It is explanatory drawing which shows the other structural example of the pressure buffer of this invention. It is sectional drawing which shows the other structural example of the pressure buffer of this invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a liquid jet recording apparatus.
  • the liquid jet recording apparatus 1 includes a pair of transport units 2 and 3 that transport a recording medium S such as paper, a liquid jet head 4 that jets liquid onto the recording medium S, and supplies liquid to the liquid jet head 4.
  • a liquid supply unit 5 and a scanning unit 6 that scans the liquid ejecting head 4 in a direction (sub-scanning direction) substantially orthogonal to the conveyance direction (main scanning direction) of the recording medium S are provided.
  • the sub-scanning direction is the X direction
  • the main scanning direction is the Y direction
  • the direction perpendicular to both the X direction and the Y direction is the Z direction.
  • the pair of conveying means 2 and 3 includes grid rollers 20 and 30 provided so as to extend in the sub-scanning direction, pinch rollers 21 and 31 extending in parallel with the grid rollers 20 and 30, respectively, and grid lines, although not shown in detail. And a drive mechanism such as a motor for rotating the rollers 20 and 30 around the axis.
  • the liquid supply means 5 includes a liquid container 50 that contains a liquid, and a liquid supply pipe 51 that connects the liquid container 50 and the liquid jet head 4.
  • a plurality of liquid containers 50 are provided. Specifically, liquid tanks 50Y, 50M, 50C, and 50B that store four types of liquids of yellow, magenta, cyan, and black are provided side by side.
  • a pump motor M is provided in each of the liquid tanks 50Y, 50M, 50C, and 50B, and the liquid can be pressed and moved to the liquid ejecting head 4 through the liquid supply pipe 51.
  • the liquid supply pipe 51 is formed of a flexible hose having flexibility that can correspond to the operation of the liquid ejecting head 4 (carriage unit 62).
  • the scanning means 6 includes a pair of guide rails 60 and 61 provided extending in the sub-scanning direction, a carriage unit 62 slidable along the pair of guide rails 60 and 61, and the carriage unit 62 in the sub-scanning direction. And a drive mechanism 63 to be moved.
  • the drive mechanism 63 rotates a pair of pulleys 64 and 65 disposed between the pair of guide rails 60 and 61, an endless belt 66 wound between the pair of pulleys 64 and 65, and one pulley 64.
  • a drive motor 67 to be driven.
  • the pair of pulleys 64 and 65 are disposed between both ends of the pair of guide rails 60 and 61, respectively, and are disposed at an interval in the sub-scanning direction.
  • the endless belt 66 is disposed between a pair of guide rails 60 and 61, and a carriage unit 62 is connected to the endless belt.
  • a plurality of liquid jet heads 4 are mounted on the base end portion 62a of the carriage unit 62. Specifically, the liquid jet heads 4Y and 4M individually correspond to four types of liquids of yellow, magenta, cyan, and black. 4C and 4B are mounted side by side in the sub-scanning direction.
  • FIG. 2A is a perspective view showing the liquid ejecting head 4, and FIG. 2B is a perspective view showing a partially broken view of FIG. 2A.
  • the liquid ejecting head 4 is electrically connected to the ejecting unit 70 that ejects liquid onto the recording medium S (see FIG. 1), and the ejecting unit 70.
  • a control circuit board 80 connected thereto, and a pressure buffer 90 interposed between the ejection unit 70 and the liquid supply pipe 51 to circulate while buffering pressure fluctuations of the liquid from the liquid supply pipe 51 to the ejection unit 70.
  • bases 41 and 42 may be integrally formed.
  • the ejection unit 70 includes a flow path substrate 71 connected to the pressure buffer 90 via a connection unit 72, a ceramic plate arranged side by side in the main scanning direction, and the like.
  • the control circuit board 80 is provided on the control circuit board 80 and a control unit 81 that generates a drive pulse of the actuator 73 based on a signal such as pixel data from a main body control unit 100 (not shown) of the liquid jet recording apparatus 1.
  • a sub-board 82 On the sub-board 82, a socket 85 connected to a connector 95 (described later in detail) extending from the pressure buffer 90, a sensor circuit unit 83 electrically connected to the socket 85, a sensor circuit unit 83, A socket 84 for connecting the main body control unit 100.
  • the pressure buffer 90 is formed by connecting a main body 91 and a cover 92, and the main body 91 can be fixed to the base 42. Further, the main body 91 is formed with a connecting portion 93 that is detachably and watertightly attached to the liquid supply pipe 51, and a connecting portion 72 that is detachably and watertightly attached to the connecting portion 72 of the ejection portion 70. .
  • FIG. 3 is a front view of the pressure buffer 90.
  • the pressure shock absorber 90 is configured to be watertight with screw fixing portions 92 b at a plurality of locations so as to surround the intermediate portion 92 a of the cover 92.
  • FIG. 4 is a rear view of the pressure buffer 90. As shown in FIG. 4, a hole 91b is formed in the main body 91, and a connector 95 having a lead wire extends from the hole 91b. The connector 95 has two terminals (not shown) and each can be electrically connected to the socket 85.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing the pressure buffer 90.
  • the pressure buffer 90 includes a thin film 96, a reference member 97, and an urging member 98 in this order from the cover 92 toward the main body 91 between the cover 92 and the main body 91. ing. Further, a loop coil portion 99 that is a displacement amount sensor of the present embodiment is fixed to the cover 92.
  • the thin film 96 is a flexible film, and is preferably made of a material having corrosion resistance or the like with respect to the liquid supplied from the liquid container 50. Further, the thin film 96 is fixed to the peripheral edge portion 91c which is the outside of the concave portion 91a of the main body portion 91, and seals the concave portion 91a. Although not shown in detail, both the connection portion 93 and the connection portion 94 are opened in a gap formed by the recess 91 a and the thin film 96.
  • the reference member 97 for example, a plate material made of stainless steel or the like in which holes 97a are formed can be adopted.
  • the reference member 97 is disposed inside the recess 91 a and is provided so as to be able to contact and separate from the thin film 96.
  • the reference member 97 is reduced in weight by forming a hole 97a.
  • the reference member 97 is configured by a plate material in which the hole 97a is not formed, a combination with a round bar steel or a square bar steel, or the like. May be.
  • the urging member 98 has one end in contact with the recess 91 a and the other end in contact with the reference member 97. Although details will be described later, the urging member 98 supports the reference member 97 at a predetermined position in its natural state.
  • a coil spring as shown in FIG. 5 can be employed.
  • a leaf spring, a torsion spring, an air cushion mechanism, or the like may be employed.
  • FIG. 6 is a view showing the back surface of the cover 92, showing the cover 92 and the loop coil portion 99, and the others are omitted.
  • a loop coil part 99 is provided as a displacement amount sensor.
  • the loop coil portion 99 has a lead wire wound in substantially the same shape as the outer shape of the reference member 97. Each end portion of the lead wire is drawn out to the lead-out portion 92c and then extended to the outside from the hole 91b shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the cover 92 and the thin film 96 are fixed to the main body 91.
  • the biasing member 98 is adjusted so that the thin film 96 is offset toward the cover 92 via the reference member 97 when the space between the thin film 96 and the recess 91a is equal to the atmospheric pressure. ing.
  • the function of the cover 92 will be described with reference to FIGS. 5 and 7.
  • the cover 92 is formed so as to cover the thin film 96, and is formed on the opposite side of the recess 91a with the thin film 96 interposed therebetween.
  • the role of the cover 92 is exhibited when excessive pressure is applied to the liquid filled between the thin film 96 and the recess 91a. That is, when a pressure is applied to the liquid filled in the pressure buffer 90, the thin film 96 is bent and deformed toward the cover 92 side. Since the thin film 96 is a flexible film, it can bend and deform within the allowable range of bending. However, if excessive pressure exceeding the allowable value is applied to the liquid, the thin film 96 is damaged and filled. The liquid may leak out. Therefore, by attaching the cover 92, it is possible to suppress the thin film 96 from being bent and deformed by a predetermined distance or more.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the displacement amount detection means in the liquid jet recording apparatus 1 of the present embodiment.
  • the displacement amount detection means 183 includes a loop coil unit 99 that is a displacement amount sensor, and a sensor circuit unit 83 that transmits and receives signals to and from the loop coil unit 99.
  • the sensor circuit unit 83 generates a predetermined reference signal and transmits it to the outside, an offset circuit 83b that changes the voltage component of the signal input from the outside, and the signal generated by the offset circuit 83b.
  • An amplifying circuit 83c for amplifying and a filter circuit 83d for removing a noise component from the signal amplified by the amplifying circuit 83c are provided.
  • the signal from which noise is removed by the filter circuit 83d is transmitted to the main body control unit 100 via a wiring (not shown) connected to the socket 84 shown in FIG.
  • a pressure value referred to by the pressure control circuit 100a or the like.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the positional relationship when the pressure buffer 90 is used as a cross section taken along line AA of FIG.
  • the pressure buffer 90 when the pressure buffer 90 is used, the liquid supplied from the liquid container 50 is filled between the thin film 96 and the recess 91a (hereinafter referred to as the gap O). At this time, the pressure of the liquid in the space O is lower than the atmospheric pressure. For this reason, pressure toward the inside of the void O is generated on the surfaces of the recess 91 a surrounding the void O and the thin film 96. As a result, the reference member 97 is moved from the initial position P to the reference line Q by the thin film 96 having flexibility.
  • the reference line Q is the position of the reference member 97 in a state where the liquid jet recording apparatus 1 is on standby so as to be able to jet liquid.
  • the reference line Q coincides with the boundary between the main body portion 91 and the cover 92, which is in a positional relationship where the tension generated in the thin film 96 is the smallest.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the operation of the pressure buffer 90 when the liquid jet recording apparatus 1 is used.
  • FIG. 10 shows a cross section taken along line AA shown in FIG.
  • the carriage unit 62 shown in FIG. 1 is slid along the guide rails 60 and 61 to reciprocate linearly in the sub-scanning direction. Further, according to the operation of the carriage unit 62, the liquid ejecting head 4 is similarly reciprocated linearly. At this time, pressure fluctuation occurs in the liquid stored in the gap O of the pressure buffer 90 due to the vibration transmitted to the pressure buffer 90 and the liquid supply pipe 51.
  • the pressure of the liquid is applied to each of the recess 91a, the thin film 96, and the reference member 97 due to the pressure fluctuation in the gap O, and the flexible thin film 96 is deformed to expand and contract the gap O.
  • the reference member 97 is operated so as to be translated in the L1 direction at the portion of the thin film 96 where the reference member 97 is disposed.
  • the cover 92 is fixed to the main body 91 and the loop coil portion 99 is fixed to the cover 92, the parallel movement of the reference member 97, that is, the reference member 97 is moved relative to the loop coil portion 99. This is an operation of approaching or separating.
  • the reference signal applied from the transmitter 83 a to the loop coil unit 99 is transmitted to the sensor circuit unit 83 as a change in impedance according to the displacement of the distance between the loop coil unit 99 and the reference member 97. Therefore, the pressure fluctuation of the liquid is detected by the sensor circuit unit 83 as the displacement of the reference member 97, and the impedance when the reference member 97 is positioned on the reference line Q is detected by the pressure control circuit 100 a in the main body control unit 100.
  • the pump motor M is driven so that the difference is eliminated.
  • the pressure of the liquid flowing through the liquid supply pipe 51 is adjusted by the operation of the pump motor M, whereby the pressure of the liquid in the gap O of the pressure buffer 90 is also adjusted.
  • the recess 91a and the thin film 96 form the void O in which the liquid is stored, and the void O is expanded and contracted according to the pressure fluctuation of the liquid.
  • the Expansion / contraction of the gap O is output as a displacement of the distance between the reference member 97 and the loop coil portion 99. Therefore, it is possible to detect the pressure fluctuation of the liquid without contact with the liquid.
  • the conventional pressure detecting means when the pressure detecting means and the liquid are brought into contact with each other, the pressure detecting means may be corroded or cause a malfunction, and the liquid and the pressure detecting means are compatible.
  • the present invention since the pressure fluctuation of the liquid can be detected without contact with the liquid, a predetermined detection accuracy can be maintained regardless of the type of the liquid.
  • the pressure buffer 90 since the pressure buffer 90 includes the cover 92 that covers the recess 91a, in addition to the function of suppressing the bending deformation of the thin film 96 described above, the transmission of noise from objects around the pressure buffer 90 is suppressed. Yes.
  • the interference of magnetic force due to the operation of the reference members 97 is reduced, and the pressure of the liquid is reduced. It is possible to suppress fluctuations in detection accuracy when fluctuations are detected.
  • the pressure shock absorber 90 includes the urging member 98, the positional relationship between the recess 91a and the reference member 97 is determined by the urging member 98, so that the inclination and displacement of the reference member 97 with respect to the recess 91a are suppressed. ing. Further, when a large fluctuation occurs in the pressure of the liquid, the position of the reference member 97 is returned to the reference line Q by the restoring force of the urging member 98. Therefore, a time lag from when the pressure fluctuation occurs until a force that suppresses the pressure fluctuation is generated is reduced, and the liquid pressure can be adjusted with high accuracy.
  • the pressure shock absorber 190 of this embodiment is different from the pressure shock absorber 90 of the first embodiment in that a magnetic layer 199 is provided between the cover 92 and the loop coil part 99.
  • the magnetic layer 199 is a layer having a higher magnetic permeability than the cover 92.
  • a sheet containing ferrite powder, a plate made of ferrite, or a material containing permalloy can be used.
  • the magnetic layer 199 since the magnetic layer 199 is provided, the inductance in the loop coil portion 99 is increased, and the resolution when detecting the displacement of the position of the reference member 97 can be increased.
  • this embodiment demonstrated as a structure provided with the magnetic body layer 199 containing a magnetic body, it has the same effect, even if it is the structure provided with the conductor layer containing a conductor instead of the magnetic body layer 199. Can do.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a pressure shock absorber 290 which is a modification of the pressure shock absorber 190 of the present embodiment.
  • a cover 292 is provided instead of the cover 92.
  • the cover 92 and the magnetic layer 199 are configured as separate members, but in the pressure buffer 290, the cover also serves as the magnetic layer.
  • a cover 292 formed by containing the same material as the magnetic layer 199 having a higher magnetic permeability than the cover 92 is fixed to the main body 91.
  • the resolution at the time of detecting the displacement of the position of the reference member 97 can be increased similarly to the pressure buffer 190.
  • this modification 1 demonstrated as the cover 292 formed including the raw material similar to the magnetic body layer 199 with high magnetic permeability, even if this cover 292 is formed including a conductor, it is the same. There is an effect.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the pressure buffer 390 of the present embodiment.
  • the pressure buffer 390 includes a sensor circuit unit 383 arranged in the space generated between the main body 91 and the cover 92 instead of the sensor circuit unit 83.
  • the sensor circuit portion 383 is attached to a substrate 382 interposed between the cover 92 and the loop coil portion 99 and has a positional relationship in which contact with the liquid is suppressed by the thin film 96.
  • the sensor circuit portion 83 is between the main body portion 91 and the cover 92, all means for detecting the amount of displacement between the reference member 97 and the loop coil portion 99 are provided in the main body portion. It is arranged between 91 and the cover 92. Therefore, the external shape of the pressure shock absorber 390 can be simplified, and the operation for attaching the pressure shock absorber or the like becomes simple.
  • the sensor circuit unit 83 employs a configuration that is disposed on the sub-board 82 on the control circuit board 80.
  • the configuration is not limited to this, and a member that is configured on the sub-board 82. May be attached to the pressure buffer 90.
  • the sensor circuit unit 83 since the sensor circuit unit 83 is provided in the pressure buffer 90, the circuit length from the pressure buffer 90 to the sensor circuit unit 83 can be shortened. For this reason, mixing of external noise with respect to a change in the signal generated in the loop coil unit 99 is suppressed, and the signal can be detected with higher accuracy.
  • the loop coil portion 99 can be disposed in the gap O.
  • the loop coil portion 99 is limited to a configuration made of a conductor that is not corroded by the liquid, or a configuration having a protective layer from the liquid.
  • a plate member made of, for example, stainless steel is used as the reference member 97, and a coil spring is used as the urging member 98, which is shown as a separate member.
  • the members can be the same member.
  • the inclined portion 97b of the reference member 97a is inclined from the thin film 96 side shown in FIG. 5 toward the concave portion 91a, and the tip end portion 97c of the inclined portion 97b is provided so as to be able to contact and separate from the concave portion 91a. It is possible to implement a shape.
  • the distal end portion 97c is not fixed to the concave portion 91a, and the inclined portion 97b has a structure that plays the role of the urging member described above by its elastic force.
  • the inclined portion 97b is urged so that the tip end portion 97c and the concave portion 91a and the reference member 97a and the thin film 96 are always in contact with each other.
  • a flexible substrate drawn out from the loop coil portion 99 and a spacer may be provided between the cover 92 and the thin film 96 shown in FIG. 5.
  • One end of the flexible board is connected to the loop coil section 99 shown in FIG. 5, and the other end is connected to a control circuit board located on a head (not shown) as a connector having a lead wire.
  • the signal received from the loop coil unit 99 is transmitted to the control unit of the liquid jet recording apparatus 1 via the control circuit board.
  • the configuration shown as the loop coil unit 99 includes a loop coil and a sensor. A configuration in which the circuit portion is integrated may be used. Therefore, a spacer may be provided so that the sensor circuit unit does not contact the cover 92.
  • the displacement amount detecting means is shown using the block diagram shown in FIG. 8, but a configuration for calculating the pressure value based on the displacement amount may be provided. That is, a displacement / pressure calculation mechanism (not shown) may be provided inside the main body control unit 100 shown in FIG. 8, and the pressure value may be calculated based on a signal received from the filter circuit 83d. In this case, the displacement / pressure calculation mechanism may supply the pressure value to the pressure control circuit 100a.
  • a threshold value may be provided for the pressure value at this time, and the pump motor M may be controlled so that the pressure value of the liquid in the gap O is in the range of 0 kPa to ⁇ 2 kPa.
  • This form is a very effective means for controlling the water head value with the liquid container 50 in the ejection part of the liquid jet head 4.
  • the sensor circuit unit 383 employs a configuration in which the sensor circuit unit 383 is disposed between the cover 92 and the thin film 96 as a portion that does not come into contact with the liquid. As long as the protective layer is provided, the sensor circuit unit 83 may be located in the portion in contact with the liquid, that is, in the gap O. Further, in the third embodiment of the present invention, the configuration in which the sensor circuit portion 383 is disposed in the space generated between the main body portion 91 and the cover 92 has been described. Specifically, as shown in FIG. 13, a configuration in which a substrate 382 is provided in a space generated between the main body portion 91 and the cover 92 and the sensor circuit portion 383 is disposed on the substrate 382 is shown.
  • the magnetic layer 199 and the loop coil portion 99 are formed on the opposite surfaces of the substrate 382 where the sensor circuit portion 383 is provided.
  • a substrate is arranged on the plane of the cover, a sensor circuit portion is provided on the substrate, and a magnetic layer or conductor layer and a loop coil portion are provided at a position facing the reference member on the substrate.
  • a configuration in which the sensor circuit portion, the magnetic layer or the conductor layer, and the loop coil portion are arranged on one surface side of the substrate may be employed. By adopting such a configuration, it is possible to save the space of the pressure buffer.
  • the cover 492 may be formed of a resin material. That is, for example, in Modification 1 of the second embodiment of the present invention, it has been described that the cover 292 is a magnetic body or a conductor, but the loop coil portion 499 is formed outside the cover 492 as shown in FIG. If the cover 492 is made of a resin material, the displacement of the reference member 97 can be easily detected. Of course, the cover 492 may be a magnetic body or a conductor.
  • the present invention is not limited to this configuration. That is, a pump provided in the liquid jet recording apparatus 1, a suction cap provided at a position facing a jetting surface on which the liquid jet head 4 jets liquid, and a suction pump connected to the suction cap May be used. In such a configuration, the liquid is filled in the liquid ejecting head 4 by bringing the suction cap into contact with the above-described ejection surface and sucking with the suction pump.

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Abstract

　液体の種類によらず精度よく圧力を検出して制御できる圧力緩衝器、液体噴射ヘッド、および液体噴射記録装置を提供すること。液体を貯留させるための凹部９１ａ及び凹部９１ａに開口された管路９３、９４が形成された本体部９１と、凹部９１ａを密封するように配置され凹部９１ａの周縁部９１ｃで本体部９１に固定された薄膜９６と、薄膜９６と接離自在であって、凹部９１ａの内部に配置された基準部材９７と、凹部９１ａに貯留される液体の圧力変動に伴う基準部材９７の相対位置の変位を基準部材９７に対して非接触で検出するループコイル部９９を有する変位量検出手段とを備える。

Description

圧力緩衝器、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置および圧力緩衝方法
　本発明は、圧力緩衝器、液体噴射ヘッド、および液体噴射記録装置に関する。
　従来から、被記録媒体に液体を噴射する装置には複数の噴射口から被記録媒体に向かって液滴を噴射する液体噴射記録装置が知られている。液体噴射記録装置には、例えば液体を一滴あたり数～数十ピコリットル程度の液滴として噴射する液体噴射ヘッドを備えたものがある。このような微小な液滴を噴射する液体噴射ヘッドは、良好な液体噴射を実現するために噴射口内の液体を噴射に最適な状態になるように制御されている。ここで、噴射に最適な状態とは噴射口内の液体の圧力が負圧になり噴射口内部でメニスカスが形成されていることである。このような圧力調整を行うために、液体収容体から液体噴射ヘッドまでの液体の流路の一部に液体の圧力を調整する手段が設けられた装置が知られている。
　例えば、特許文献１には、液体噴射ヘッド（印字ヘッド）から噴射される液体の圧力を調整するための構成を備えたインクジェット記録装置が記載されている。このインクジェット記録装置には、液体収容体（インクタンク）に収容された液体の一部が貯留されるサブタンクと、サブタンクから液体噴射ヘッドに至るまでの液体供給路（インク供給路）から分岐されて接続された圧力計とが設けられている。
　このインクジェット記録装置によれば、液体噴射ヘッドの使用状況に応じてインクの圧力を制御することができるので、インクの吐出の安定化およびリフィルの改善を行うことができる。
特開２００５－２３１３５１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載のインクジェット記録装置では、液体供給路の一部から分岐された管路に圧力計が接続された構成になっているので、液体供給路の内部を流通する液体の一部が圧力計側へと進入し、圧力計に接触することがある。さらに、圧力計へ延びる管路へ液体が容易に進入しないように隔壁等を設けても高速で移動する液体噴射ヘッドによって生じる振動のために液体が圧力計側へと飛散する場合がある。この場合、圧力計に付着した液体が増粘あるいは固化することによって圧力計における検出精度が低下する可能性がある。この場合、液体噴射ヘッドへ供給される液体の圧力が適切に制御されないことで液体を噴射する精度が低下し、記録品質に影響を与えてしまうという問題がある。
　また、近年のインクジェットプリンタにおいては、ポスターや看板の表面を印刷する際に、広大な印刷範囲を印刷することができる大型印刷装置が用いられることが多く、特定の分野において装置が大型化する傾向にある。このような大型印刷装置においては、小型の印刷装置と比較して、噴射する液体を貯蔵した液体収容体から液体噴射ヘッドまでの距離が遠くなり、液体噴射ヘッドへ液体を供給する流路の流路長が長くなる。そのため大型の装置においては、液体にかかる流路圧力損失が増大し、液体噴射環境に適している圧力を保持した液体が液体噴射ヘッドへ供給されることを妨げてしまう可能性がある。そのため、液体噴射ヘッドにおける液体の圧力値を正確に設定するには、液体噴射ヘッドにおける圧力値を精度良く測定し、適正な圧力を保持した液体を供給することが必要である。
　また、液体噴射ヘッドを具備するキャリッジが印刷範囲を走査する場合、液体収容体と液体噴射ヘッドを連通する流路が、キャリッジの移動に伴って変位を繰り返すため、流路内に存在する液体に圧力負荷がかかる。その場合、流路の下流に位置する液体噴射ヘッドにおいては、圧力負荷の影響を受けた液体が供給されることになり、液体を噴射する環境に適した圧力を保持することが困難になる。通常、このような液体にかかる圧力負荷は、圧力緩衝器によって低減されるが、依然として、流路長の増大による圧力損失の影響が液体に与えられ、適切な印刷環境の実現を妨げてしまう。
　さらに、上述のような印刷範囲の増大に伴って、液体噴射ヘッドを具備したキャリッジの走査範囲も増大するので、圧力緩衝装置の圧力負荷を低減する能力を超えた液体が液体噴射ヘッドへ供給される可能性があり、装置の大型化による印刷環境の悪化が見込まれる。
　以上のとおり、印刷装置における高等な印刷環境を整えるためには、液体噴射ヘッドにおける液体の圧力を正確に測定し把握することが急務である。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は液体の種類によらず精度よく圧力を検出して制御できる圧力緩衝器、液体噴射ヘッド、および液体噴射記録装置の提供を図ることにある。
　上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
　本発明の圧力緩衝器は、液体を貯留させるための凹部及び前記凹部に開口された管路が形成された本体部と、前記凹部を密封するように配置され前記凹部の周縁部で前記本体部に固定された薄膜と、前記薄膜と接離自在であって、前記凹部の内部に配置された基準部材と、前記凹部に貯留される前記液体の圧力変動に伴う前記基準部材の相対位置の変位を前記基準部材に対して非接触で検出する変位量検出手段とを備えることを特徴としている。
　この発明によれば、凹部と薄膜とによって、液体が貯留される空間が形成され、液体の圧力変動に伴ってこの空間が伸縮される。薄膜と接離自在であって、前記凹部の内部に配置された基準部材はこの伸縮に連動して凹部に対して相対移動し、圧力変動が生じる前と後でその相対位置関係に変位が生じている。変位量検出手段は、基準部材に対して非接触で液体の圧力変動を検出する。従って、液体の種類によらず所定の検出精度を維持することができる。
　また、本発明の圧力緩衝器は、前記本体部に固定され少なくとも前記凹部を覆うカバーをさらに備えることが好ましい。
　この場合、カバーが備えられているので、圧力緩衝器の周囲の物体からのノイズが遮蔽され、液体の圧力変動が検出される際の検出精度のブレを抑えることができる。
　また、本発明の圧力緩衝器は、前記変位量検出手段が、前記カバーの前記凹部側の面上で前記基準部材に対向するように固定された変位量センサーを有することが好ましい。
　この場合、変位量センサーがカバーの凹部側の面上に配置されているので、変位量センサーと基準部材とがともにカバーと本体部とによって密閉された空間内に位置している。従って、カバー及び本体部の外部からのノイズを好適に抑制できる。また、圧力緩衝器の外部に突出される部材を削減でき、さらに変位量センサーが外部に露出されることがないので、圧力緩衝器の取り付け時や使用時等において意図せずに変位量センサーが破損することを抑制できる。
　また、本発明の圧力緩衝器は、前記凹部の内部で前記基準部材と前記本体部との間に介在され、前記基準部材の厚さ方向に弾性変形可能な付勢部材をさらに備えることが好ましい。
　この場合、付勢部材によって凹部と基準部材との位置関係が定まるので、凹部に対する基準部材の傾きや位置ズレが抑制されている。
　また、付勢部材によって基準部材と凹部とは、付勢部材が自然状態にあるとき、あるいは規定の圧力がかけられている際の位置関係を基準にして変動するようになる。このため、液体の圧力に大きな変動が生じた際には付勢部材の復元力によって基準となる位置関係に復元される。従って、圧力変動が生じてから圧力変動を抑制するような力を生じさせるまでのタイムラグが低減され、液体の圧力を精度よく調整することができる。
　また、本発明の圧力緩衝器は、前記変位量センサーに電気的に接続されて前記変位量センサーに生じる信号の変化を検出して外部へ送信するセンサー回路部をさらに備えることが好ましい。
　この場合、圧力緩衝器にセンサー回路部が設けられているので、圧力緩衝器からセンサー回路部までの回路長を短縮することができる。このため、変位量センサーに生じる信号の変化に対する外部のノイズの混入が抑制され、より精度よく信号を検出することができる。
　また、本発明の圧力緩衝器は、前記センサー回路部が前記本体部と前記カバーとの間に生じる空間の内部に配置されていることが好ましい。
　この場合、センサー回路部が本体部とカバーとの間にあることで、基準部材と変位量センサーとの間の変位量を検出する手段がすべて本体部とカバーとの間に配置されている。従って、圧力緩衝器の外部形状を単純化することができ、圧力緩衝器の取り付け等における操作が簡便になる。
　また、本発明の圧力緩衝器は、前記基準部材が磁性体または導体を含有し、前記変位量センサーが前記基準部材に平行な面内で線材がループ状に巻かれたループコイル部を有することが好ましい。
　この場合、基準部材がループコイル部に対して相対的に移動された際に、その変位量に応じて誘導電流が生じる。すると、この誘導電流に基づいてループコイルに対して基準部材がどの程度変位されたかが定量的に検知される。また、磁性体または導体とループコイルとを有して構成されているので製造コストを抑えることができる。
　また、本発明の圧力緩衝器は、前記カバーと前記変位量センサーとの間に磁性体または導体を含有する磁性体層または導体層を有することが好ましい。
　この場合、カバーと変位量センサーとの間に設けられた磁性体層または導体層がシールドとなり、変位量センサーと基準部材との間に生じる磁界がカバーを透過して拡散されることが抑制されている。従って変位量センサーと基準部材との位置関係の変位を精度よく検出することができる。また、磁性体層または導体層によってカバーの外部からの磁力線の影響を低減する事ができるので変位量センサーへのノイズの混入を抑制することができる。
　また、前記カバーは磁性体または導体を含有してもよい。
　この場合、カバーが電磁気的なシールドとして機能するので、外部からの磁力線の影響を好適に抑制することができ、変位量センサーへのノイズの混入が抑制される。また、シールドとしてカバーと別の部材を用意する必要が無いので構成を簡略化することができる。
　また、前記基準部材は、少なくとも１つの孔を有することが好ましい。
　この場合、孔が形成された分だけ基準部材が軽量となるので、液体の圧力変動への追従性が高まる。従って液体の圧力変動に応じて変位量センサーに対して速やかに相対移動される。従って液体の圧力変動が生じてから液体の圧力変動が検知されるまでのタイムラグが低減される。
　本発明の液体噴射ヘッドは、本発明の圧力緩衝器と、前記液体を噴射する複数の噴射口を有し前記管路のいずれかに接続された噴射部とを備えることを特徴としている。
　この発明によれば、圧力緩衝器と噴射部とが組み合わされているので噴射部における液体の圧力と圧力緩衝器にかかる圧力との差が少ない。従って、実際に噴射される液体の圧力との誤差が低減され、噴射口から噴射される液体の圧力を精度よく調整することができる。
　本発明の液体噴射記録装置は、本発明の液体噴射ヘッドと、前記液体を収容する液体収容体と、前記液体収容体と前記圧力緩衝器との間に接続され前記液体を流通させる液体供給管と、前記液体供給管の一部に接続されて前記圧力緩衝器によって検出された圧力値に基づいて前記液体供給管の内部の液体を押圧移動させるポンプモーターとを備えることを特徴としている。
　この発明によれば、液体供給管の内部の液体を押圧移動させることで前記圧力緩衝器で検出された圧力を調整目標となる圧力へと調整することができる。また、ポンプモーターは液体を圧力緩衝器側あるいはその反対側へと適宜の方向へ押圧移動することができるので圧力緩衝器にかかる圧力を好適に増減させることができる。
　また、本発明の液体噴射記録装置は前記噴射部を前記液体が噴射される被記録媒体に対向させつつ往復移動させる移動機構と、前記被記録媒体を前記噴射部と一定の距離をもって搬送する搬送機構とをさらに備えてもよい。
　本発明の圧力緩衝方法は、液体を貯留させるための凹部及び前記凹部に開口された管路が形成された本体部と、前記凹部を密封するように配置され前記凹部の周縁部で前記本体部に固定された薄膜と、前記薄膜と接離自在であって、前記凹部の内部に配置された基準部材と、前記凹部に貯留される前記液体の圧力変動に伴う前記基準部材の相対位置の変位を前記基準部材に対して非接触で検出する変位量検出手段と、を備える圧力緩衝器を用いたことを特徴としている。
　この発明によれば、凹部と薄膜とによって、液体が貯留される空間が形成され、液体の圧力変動に伴ってこの空間が伸縮される。薄膜と接離自在であって、前記凹部の内部に配置された基準部材はこの伸縮に連動して凹部に対して相対移動し、圧力変動が生じる前と後でその相対位置関係に変位が生じている。変位量検出手段は、基準部材に対して非接触で液体の圧力変動を検出する。従って、液体の種類によらず所定の検出精度を維持することができる。
　さらに、本発明の圧力緩衝方法は、上述した圧力緩衝方法であって、前記変位量検出手段に具備する該変位に基づいて圧力値を算出する変位圧力算出手段と、前記圧力値が０ｋＰａから－２ｋＰａの範囲となるように制御する圧力制御手段とを備えることを特徴としている。
　この発明によれば、液体の圧力値が所望の範囲に存在するように制御することができる圧力制御手段を備えたことにより、液体噴射記録における液体噴射ヘッドの水頭値を管理することができる。
　本発明の圧力緩衝器、液体噴射ヘッド、および液体噴射記録装置によれば、圧力緩衝器に供給される液体の圧力変動を基準部材の位置の変位として基準部材に対して非接触で定量的に検出することができる。従って、液体の種類によらず精度よく圧力を検出して制御できる。
本発明の第１実施形態の液体噴射記録装置を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態の液体噴射ヘッドを示す斜視図である。（ｂ）は（ａ）を一部破断して示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の圧力緩衝器を示す正面図である。 同圧力緩衝器を示す後面図である。 同圧力緩衝器を分解して示す斜視図である。 同圧力緩衝器の一部の構成を示す後面図である。 図４のＡ－Ａ断面図である。 本発明の液体噴射記録装置における変位量検出手段の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の液体噴射記録装置の使用時の圧力緩衝器を示す断面図である。 同圧力緩衝器の使用時の一過程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態の圧力緩衝器を示す断面図である。 同圧力緩衝器の変形例を示す断面図である。 本発明の第３実施形態の圧力緩衝器を示す断面図である。 本発明の圧力緩衝器の他の構成例を示す説明図である。 本発明の圧力緩衝器の他の構成例を示す断面図である。
（第１実施形態）
　以下、本発明の第１実施形態の圧力緩衝器、液体噴射ヘッド、および液体噴射記録装置について図１から図１０を参照して説明する。
　図１は、液体噴射記録装置を示す斜視図である。液体噴射記録装置１は、紙等の被記録媒体Ｓを搬送する一対の搬送手段２、３と、被記録媒体Ｓに液体を噴射する液体噴射ヘッド４と、液体噴射ヘッド４に液体を供給する液体供給手段５と、液体噴射ヘッド４を被記録媒体Ｓの搬送方向（主走査方向）と略直交する方向（副走査方向）に走査させる走査手段６とを備えている。以下、副走査方向をＸ方向、主走査方向をＹ方向、そしてＸ方向およびＹ方向にともに直交する方向をＺ方向として説明する。
　一対の搬送手段２、３は、それぞれ副走査方向に延びて設けられたグリッドローラ２０、３０と、グリッドローラ２０、３０のそれぞれに平行に延びるピンチローラ２１、３１と、詳細は図示しないがグリッドローラ２０、３０を軸回りに回転動作させるモータ等の駆動機構とを備えている。
　液体供給手段５は、液体が収容された液体収容体５０と、液体収容体５０と液体噴射ヘッド４とを接続する液体供給管５１とを備えている。液体収容体５０は、複数備えられており、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液体が収容された液体タンク５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂが並べて設けられている。液体タンク５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢのそれぞれにはポンプモーターＭが設けられており、液体を液体供給管５１を通じて液体噴射ヘッド４へ押圧移動できる。液体供給管５１は、液体噴射ヘッド４（キャリッジユニット６２）の動作に対応可能な可撓性を有するフレキシブルホースからなる。
　走査手段６は、副走査方向に延びて設けられた一対のガイドレール６０、６１と、一対のガイドレール６０、６１に沿って摺動可能なキャリッジユニット６２と、キャリッジユニット６２を副走査方向に移動させる駆動機構６３と、を備えている。駆動機構６３は、一対のガイドレール６０、６１の間に配設された一対のプーリ６４、６５と、一対のプーリ６４、６５間に巻回された無端ベルト６６と、一方のプーリ６４を回転駆動させる駆動モータ６７とを備えている。
　一対のプーリ６４、６５は、一対のガイドレール６０、６１の両端部間にそれぞれ配設されており、副走査方向に間隔をあけて配置されている。無端ベルト６６は一対のガイドレール６０、６１間に配設されており、この無端ベルトにはキャリッジユニット６２が連結されている。キャリッジユニット６２の基端部６２ａには複数の液体噴射ヘッド４が搭載されており、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液体に個別に対応する液体噴射ヘッド４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂが副走査方向に並んで搭載されている。
　図２（ａ）は、液体噴射ヘッド４を示す斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）を一部破断して示す斜視図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、液体噴射ヘッド４は、被記録媒体Ｓ（図１参照）に対して液体を噴射する噴射部７０と、噴射部７０と電気的に接続された制御回路基板８０と、噴射部７０と液体供給管５１との間に介在されて液体供給管５１から噴射部７０へ液体の圧力変動を緩衝しながら流通させる圧力緩衝器９０と、をベース４１、４２上に備える。なお、ベース４１、４２は一体成形とされていても構わない。
　噴射部７０は、圧力緩衝器９０に接続部７２を介して接続された流路基板７１と、主走査方向に並べて配置されたセラミック製のプレート等を有し液体を液滴として被記録媒体Ｓへと噴射させるアクチュエータ７３と、アクチュエータ７３と制御回路基板８０とに電気的に接続されアクチュエータ７３の圧電素子に対して駆動信号を伝送するためのフレキシブル配線７４と、を備える。
　制御回路基板８０は、液体噴射記録装置１の本体制御部１００（不図示）からのピクセルデータ等の信号に基づいてアクチュエータ７３の駆動パルスを生成する制御手段８１と、制御回路基板８０に設けられたサブ基板８２と、を備える。また、サブ基板８２上には、圧力緩衝器９０から延びるコネクタ９５（詳細は後述）と接続されたソケット８５と、ソケット８５に電気的に接続されたセンサー回路部８３と、センサー回路部８３と本体制御部１００とを接続するためのソケット８４と、を備える。
　圧力緩衝器９０は、本体部９１とカバー９２とが接続されて形成されており、本体部９１がベース４２に固定可能である。また、本体部９１には、液体供給管５１に着脱可能かつ水密に取り付けられた接続部９３と噴射部７０の接続部７２と着脱可能かつ水密に取り付けられた接続部９４とが形成されている。
　図３は圧力緩衝器９０の正面図である。図３に示すように、圧力緩衝器９０は、カバー９２の中間部９２ａを囲むように複数個所にネジ止め固定部９２ｂを有して水密に構成されている。
　図４は圧力緩衝器９０の後面図である。図４に示すように、本体部９１には孔９１ｂが形成されており、孔９１ｂからはリード線を有するコネクタ９５が延びている。コネクタ９５は図示しない二つの端子を有しそれぞれがソケット８５において電気的に接続可能である。
　図５は、圧力緩衝器９０を分解して示す斜視図である。図５に示すように、圧力緩衝器９０は、カバー９２と本体部９１との間に、カバー９２から本体部９１へ向かって薄膜９６、基準部材９７、および付勢部材９８がこの順に設けられている。さらに、カバー９２には、本実施形態の変位量センサーであるループコイル部９９が固定されている。
　薄膜９６は、可撓性を有する膜であり、液体収容体５０から供給される液体に対して腐食耐性等を有する素材からなることが好ましい。また、薄膜９６は本体部９１の凹部９１ａの外側である周縁部９１ｃに固定され、凹部９１ａを密封している。なお、詳細は図示していないが、接続部９３と接続部９４とはいずれも凹部９１ａと薄膜９６とで形成された空隙に開口されている。
　基準部材９７は、例えばステンレス鋼等からなる板材に孔９７ａが形成されたものを採用することができる。基準部材９７は凹部９１ａの内部に配置されるとともに、薄膜９６と接離自在に設けられている。なお、本実施形態では基準部材９７には孔９７ａが形成されていることによって軽量化が図られているが、孔９７ａが形成されていない板材や、丸棒鋼や角棒鋼との組み合わせ等によって構成されても良い。
　付勢部材９８は、一端が凹部９１ａに接触され、他端が基準部材９７に接触されている。また、詳細は後述するが、付勢部材９８はその自然状態において基準部材９７を所定位置に支持している。付勢部材９８としては、図５に示すようなコイルバネを採用することができる。また、コイルバネ以外にも、板バネ、トーションバネ、あるいはエアクッション機構等を採用することもできる。
　図６はカバー９２の背面を示す図であり、カバー９２およびループコイル部９９を示して他を省略した図である。図６に示すように、本実施形態では、変位量センサーとしてループコイル部９９を有する。このループコイル部９９は基準部材９７の外形とほぼ同形状に巻き回されたリード線を有している。このリード線のそれぞれの端部は引出し部９２ｃへ引き出された後に図４に示す孔９１ｂから外部へ延び、コネクタ９５に接続されている。
　図７は、図４のＡ－Ａ断面図である。図７に示すように、カバー９２および薄膜９６は本体部９１に固定されている。付勢部材９８は、薄膜９６と凹部９１ａとの間の空間が大気圧と等圧である際に、基準部材９７を介して薄膜９６がカバー９２側へオフセットされた状態となるように調整されている。
　ここで、図５及び図７を用いて、カバー９２の機能を説明する。カバー９２は図５及び図７に示すように、薄膜９６を覆うように形成されており、薄膜９６を挟んで、凹部９１ａの反対側に形成されている。このカバー９２の役割は、薄膜９６と凹部９１ａとの間に充填される液体に過度の圧力が加えられた場合に発揮される。すなわち、圧力緩衝器９０の内部に充填されている液体に圧力が加えられると、薄膜９６がカバー９２側へ撓み変形する。薄膜９６は可撓性を有する膜であるため、撓みの許容範囲では撓み変形することができるが、許容値を超えた過度の圧力が液体に加えられた場合、薄膜９６は破損し充填されていた液体は外部に洩出してしまう可能性がある。そこで、カバー９２が取り付けられていることによって、薄膜９６が所定距離以上撓み変形するのを抑制することができる。
　図８は、本実施形態の液体噴射記録装置１における変位量検出手段の構成例を示すブロック図である。図８に示すように、変位量検出手段１８３は、変位量センサーであるループコイル部９９と、ループコイル部９９に対して信号を送受信するセンサー回路部８３とによって構成されている。
　センサー回路部８３は、所定の基準信号を生成して外部に発信する発信機８３ａと、外部から入力された信号のうち電圧成分を変更するオフセット回路８３ｂと、オフセット回路８３ｂで生成された信号を増幅する増幅回路８３ｃと、増幅回路８３ｃで増幅された信号からノイズ成分を除去するフィルタ回路８３ｄとを備えている。
　また、フィルタ回路８３ｄでノイズが除去された信号は、図２に示すソケット８４に接続される図示しない配線を介して本体制御部１００へ送信されるか、あるいは本体制御部１００によって参照され、例えばポンプモーターＭを用いて液体の圧力を調整するために圧力制御回路１００ａ等が参照する圧力値として使用される。
　以上に説明する構成の、本実施形態の圧力緩衝器、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置の作用について、図９から図１４を参照しながら説明を行う。
　図９は、圧力緩衝器９０の使用時における位置関係を図４のＡ－Ａ線における断面として示した断面図である。
　図９に示すように、圧力緩衝器９０の使用時には、薄膜９６と凹部９１ａとの間（以下、空隙Ｏと称する）には、液体収容体５０から供給された液体が充填されている。このとき、空隙Ｏにおける液体の圧力は大気圧よりも低圧である。このため、空隙Ｏを囲む凹部９１ａおよび薄膜９６の面には空隙Ｏの内方へ向かう圧力が生じている。その結果、可撓性を有する薄膜９６によって基準部材９７が初期位置Ｐから基準線Ｑまで移動される。基準線Ｑは、液体噴射記録装置１において液体を噴射可能に待機している状態における基準部材９７の位置である。
　本実施形態では基準線Ｑは本体部９１とカバー９２との境目と一致し、これは薄膜９６に生じる張力が最も小さい位置関係にある。
　図１０は、液体噴射記録装置１の使用時における圧力緩衝器９０の動作を示す断面図である。図１０は図４に示すＡ－Ａ線における断面を示している。
　液体噴射記録装置１の使用時は、図１に示すキャリッジユニット６２がガイドレール６０、６１に沿って摺動移動されることで副走査方向に往復直線運動される。また、キャリッジユニット６２の動作に従って、液体噴射ヘッド４も同様に往復直線運動される。
　このとき、圧力緩衝器９０や液体供給管５１に伝達される振動によって圧力緩衝器９０の空隙Ｏに貯留された液体には圧力変動が生じている。
　図１０に示すように、空隙Ｏにおける圧力変動によって液体の圧力は凹部９１ａ、薄膜９６、基準部材９７のそれぞれにかかり、可撓性を有する薄膜９６が変形して空隙Ｏが伸縮される。このとき、薄膜９６において基準部材９７が配置された部分では基準部材９７がＬ１方向に平行移動されるように動作される。
　ここで、本体部９１にカバー９２が固定されており、カバー９２にはループコイル部９９が固定されているので、基準部材９７の平行移動は、すなわち基準部材９７がループコイル部９９に対して近接あるいは離間する動作である。この際、上述の発信機８３ａからループコイル部９９にかけられた基準信号はループコイル部９９と基準部材９７との距離の変位に応じてインピーダンスの変化としてセンサー回路部８３へと伝わる。
　従って、液体の圧力変動は、基準部材９７の変位としてセンサー回路部８３で検出され、本体制御部１００における圧力制御回路１００ａによって、基準部材９７が基準線Ｑに位置している際のインピーダンスとの差分が解消されるようにポンプモーターＭが駆動される。その結果、ポンプモーターＭの動作によって液体供給管５１の内部に流通する液体の圧力が調整され、これにより圧力緩衝器９０の空隙Ｏにおける液体の圧力も調整される。
　以上説明したように、本実施形態の圧力緩衝器９０によれば、凹部９１ａと薄膜９６とによって、液体が貯留される空隙Ｏが形成され、液体の圧力変動に伴ってこの空隙Ｏが伸縮される。空隙Ｏの伸縮は基準部材９７とループコイル部９９との距離の変位として出力される。従って、液体に対して非接触で液体の圧力変動を検出することができる。
　従来の圧力検知手段では、圧力検知手段と液体とが接触された際に圧力検知手段が腐食されたり動作不良を引き起こしたりする場合があり、液体と圧力検知手段と組み合わせの相性があった。これに対して、本発明では、液体に対して非接触で液体の圧力変動を検出できるので液体の種類によらず所定の検出精度を維持することができる。
　また、圧力緩衝器９０が凹部９１ａを覆うカバー９２を備えているので、上述した薄膜９６の撓み変形を抑制する機能に加え、圧力緩衝器９０の周囲の物体からのノイズの伝達が抑制されている。特に、本実施形態の液体噴射記録装置のように複数の圧力緩衝器９０が並べて配置されている場合であっても、互いの基準部材９７の動作による磁力の干渉が減少されて、液体の圧力変動が検出される際の検出精度のブレを抑えることができる。
　また、圧力緩衝器９０が付勢部材９８を備えているので、付勢部材９８によって凹部９１ａと基準部材９７との位置関係が定まるので、凹部９１ａに対する基準部材９７の傾きや位置ズレが抑制されている。
　また、液体の圧力に大きな変動が生じた際には付勢部材９８の復元力によって基準部材９７の位置が基準線Ｑまで戻される。従って、圧力変動が生じてから圧力変動を抑制するような力を生じさせるまでのタイムラグが低減され、液体の圧力を精度よく調整することができる。
（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態の圧力緩衝器について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態の圧力緩衝器９０と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
　本実施形態の圧力緩衝器１９０は、カバー９２とループコイル部９９との間に磁性体層１９９が設けられている点で第１実施形態の圧力緩衝器９０と構成が異なっている。
　磁性体層１９９は、カバー９２よりも透磁率が高い層であり、例えばフェライトの粉末を含有するシートや、フェライトからなる板、あるいはパーマロイを含有するものを採用することができる。
　本実施形態では磁性体層１９９が設けられていることでループコイル部９９におけるインダクタンスが大きくなり、基準部材９７の位置の変位を検出する際の分解能を高めることができる。
　なお、本実施形態では、磁性体を含有する磁性体層１９９を備える構成として説明したが、磁性体層１９９に代えて導体を含有する導体層を備える構成であっても同様の効果を奏することができる。
（変形例１）
　以下では、第２実施形態の圧力緩衝器１９０の変形例について図１２を参照して説明する。図１２は、本実施形態の圧力緩衝器１９０の変形例である圧力緩衝器２９０を示す断面図である。
　本変形例では図１２に示すように、カバー９２に代えてカバー２９２を備えている。上述の圧力緩衝器１９０では、カバー９２と磁性体層１９９とはそれぞれ別の部材である構成であるが、圧力緩衝器２９０においてはカバーは磁性体層を兼ねている。すなわち、カバー９２よりも透磁率が高い磁性体層１９９と同様の素材を含有して形成されたカバー２９２が本体部９１に固定されている。
　本変形例でも圧力緩衝器１９０と同様に基準部材９７の位置の変位を検出する際の分解能を高めることができる。
　なお、本変形例１では、透磁率が高い磁性体層１９９と同様の素材を含有して形成されたカバー２９２として説明したが、このカバー２９２が導体を含有して形成されていても同様の効果を奏することができる。
（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態の圧力緩衝器について図１３を参照して説明する。
　図１３は、本実施形態の圧力緩衝器３９０を示す断面図である。図１３に示すように、圧力緩衝器３９０は、センサー回路部８３に代えて、本体部９１とカバー９２との間に生じる空間の内部に配置されたセンサー回路部３８３を備える。
　センサー回路部３８３はカバー９２とループコイル部９９との間に介在された基板３８２に取り付けられており、薄膜９６によって液体との接触が抑制された位置関係にある。
　このような構成であっても、センサー回路部８３が本体部９１とカバー９２との間にあることで、基準部材９７とループコイル部９９との間の変位量を検出する手段がすべて本体部９１とカバー９２との間に配置されている。従って、圧力緩衝器３９０の外部形状を単純化することができ、圧力緩衝器の取り付け等における操作が簡便になる。
　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　例えば、上記の各実施形態において説明した特徴的な構成は、各実施形態の間で適宜に組み合わせて実施することができる。
　また、本発明の第１実施形態では、センサー回路部８３は制御回路基板８０上のサブ基板８２に配置されている構成を採用したが、これに限らず、サブ基板８２上に構成された部材が圧力緩衝器９０に取り付けられていてもよい。この場合、圧力緩衝器９０にセンサー回路部８３が設けられているので、圧力緩衝器９０からセンサー回路部８３までの回路長を短縮することができる。このため、ループコイル部９９に生じる信号の変化に対する外部のノイズの混入が抑制され、より精度よく信号を検出することができる。
　また、本発明の第１実施形態において、ループコイル部９９を空隙Ｏに配置することもできる。例えば本体部９１の凹部９１ａにループコイル部９９を固定しても基準部材９７との距離の変化を検出することができる。なお、この場合に限っては、ループコイル部９９は液体によって腐食されない導体からなる構成、あるいは液体からの保護層を有する構成に限定される。
　また、本発明の第１実施形態において、基準部材９７として例えばステンレス鋼等からなる板部材を用い、付勢部材９８として例えばコイルバネを採用し、それぞれ別部材として示したが、基準部材と付勢部材を同一部材とすることもできる。例えば、図１５に示すように基準部材９７ａの傾斜部９７ｂが図５に示す薄膜９６側から凹部９１ａ側へ傾斜し、傾斜部９７ｂの先端部９７ｃが凹部９１ａに接離自在に設けられている形状を実施することが可能である。具体的に、先端部９７ｃは凹部９１ａに固定されておらず、傾斜部９７ｂがその弾性力によって、上述した付勢部材の役割を担う構造としている。この場合、先端部９７ｃと凹部９１ａ、および基準部材９７ａと薄膜９６がそれぞれ常に接するように、傾斜部９７ｂが付勢されている。
　なお、図１５に示さないが図５に示すカバー９２と薄膜９６の間に、ループコイル部９９から引き出されたフレキシブル基板とスペーサーを設けても良い。
　フレキシブル基板の一端は、図５に示すループコイル部９９に接続されており、他端はリード線を有するコネクタとして不図示のヘッドに位置する制御回路基板へ接続されている。このように制御回路基板を介して、ループコイル部９９から受信した信号を液体噴射記録装置１の制御部へ送信している。
　また、図１５に示さないが図５に示すカバー９２とループコイル部９９との間にセンサー回路部を介在した第３実施形態の変形例として、ループコイル部９９として示す構成はループコイルとセンサー回路部が一体となった構成をでも良い。そこで、センサー回路部がカバー９２に当接しないようにスペーサーを設けても構わない。
　また、本発明の第１実施形態において、図８に示すブロック図を用いて変位量検出手段を示したが、この変位量に基づいて圧力値を算出する構成を具備してもよい。すなわち、図８に示す本体制御部１００の内部に図示しない変位・圧力算出機構を備え、フィルタ回路８３ｄから受信した信号に基づいて、圧力値を算出することにしてもよい。この場合は、変位・圧力算出機構が該圧力値を圧力制御回路１００ａへ供給することにしてもよい。なお、この際の圧力値について閾値を設け、空隙Ｏにおける液体の圧力値が０ｋＰａから－２ｋＰａの範囲に存在するようにポンプモーターＭを制御してもよい。なお、この形態は液体噴射ヘッド４の吐出部における液体収容体５０との水頭値を制御する上で非常に有効な手段である。
　また、本発明の第３実施形態では、センサー回路部３８３は、液体と接触しない部分としてカバー９２と薄膜９６との間に配置されている構成を採用したが、センサー回路部８３に液体から保護する保護層が設けられた構成であればセンサー回路部８３が液体と接触する部分、すなわち空隙Ｏに位置する構成とすることもできる。
　また、本発明の第３実施形態では、センサー回路部３８３が本体部９１とカバー９２との間に生じる空間の内部に配置されている構成を示した。詳しくは、図１３に示すように、本体部９１とカバー９２との間に生じる空間に、基板３８２を設け、基板３８２にセンサー回路部３８３を配置する構成を示した。さらに、磁性体層１９９とループコイル部９９とは基板３８２のセンサー回路部３８３が設けられている反対側の面に形成されている。本発明では、この形態に限らず、カバーの平面に基板を配置し、該基板にセンサー回路部を設け、さらに前記基板における基準部材と対向する位置に磁性体層または導体層とループコイル部とを設け、前記基板の一面側にセンサー回路部、磁性体層または導体層、及びループコイル部がともに配置された構成を採用しても良い。このような形態を採用することによって、圧力緩衝器の省スペース化をはかることができる。
　また、例えば図１５に示すようにループコイル部９９に代えてカバー４９２の外表面側に配置されたループコイル部４９９を備える構成も考えられる。この場合、カバー４９２は樹脂材料で形成されていても構わない。すなわち、例えば本発明の第２実施形態の変形例１において、カバー２９２は磁性体または導体である旨を記載したが、ループコイル部４９９が図１５に示すようにカバー４９２の外側に形成されている場合は、カバー４９２が樹脂材料であると、基準部材９７の変位を感知しやすい。もちろん、カバー４９２は磁性体または導体であっても構わない。
　また、本発明の実施形態においては、液体の充填に関して、ポンプモーターＭを用いて加圧充填する方式を説明したが、この構成に限られるものではない。すなわち、液体噴射記録装置１に備えられているポンプであって、液体噴射ヘッド４が液体を噴射する噴射面に対向する位置に設けられている吸引キャップと、該吸引キャップに接続される吸引ポンプを使用しても構わない。このような構成では、該吸引キャップを前述の噴射面に当接させ、吸引ポンプによって吸引することで液体を液体噴射ヘッド４に充填する。
　１　液体噴射記録装置
　４　液体噴射ヘッド
　５１　液体供給管
　８３、３８３　センサー回路部（変位量検出手段）
　９０、１９０、２９０、３９０　圧力緩衝器
　９１　本体部
　９１ａ　凹部
　９２、２９２、４９２　カバー
　９３　接続部（管路）
　９４　接続部（管路）
　９６　薄膜
　９７　基準部材
　９８　付勢部材
　９９、４９９　ループコイル部（変位量センサー）
　１９９　磁性体層
　Ｍ　ポンプモーター

Claims (15)

  1. 　液体を貯留させるための凹部及び前記凹部に開口された管路が形成された本体部と、
    　前記凹部を密封するように配置され前記凹部の周縁部で前記本体部に固定された薄膜と、
    　前記薄膜と接離自在であって、前記凹部の内部に配置された基準部材と、
    　前記凹部に貯留される前記液体の圧力変動に伴う前記基準部材の相対位置の変位を前記基準部材に対して非接触で検出する変位量検出手段と、
    を備える圧力緩衝器。
  2. 　前記本体部に固定され少なくとも前記凹部を覆うカバーをさらに備える請求項１に記載の圧力緩衝器。
  3. 　前記変位量検出手段が、前記カバーの前記凹部側の面上で前記基準部材に対向するように固定された変位量センサーを有する請求項１に記載の圧力緩衝器。
  4. 　前記凹部の内部で前記基準部材と前記本体部との間に介在され、前記基準部材の厚さ方向に弾性変形可能な付勢部材をさらに備える請求項１～３のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
  5. 　前記変位量センサーに電気的に接続されて前記変位量センサーに生じる信号の変化を検出して外部へ送信するセンサー回路部をさらに備える請求項３または４に記載の圧力緩衝器。
  6. 　前記センサー回路部が前記本体部と前記カバーとの間に生じる空間の内部に配置されている請求項５に記載の圧力緩衝器。
  7. 　前記基準部材が磁性体または導体を含有し、
    　前記変位量センサーが前記基準部材に平行な面内で線材がループ状に巻かれたループコイル部を有する請求項２～６のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
  8. 　前記カバーと前記変位量センサーとの間に磁性体または導体を含有する磁性体層または導体層を有する請求項７に記載の圧力緩衝器。
  9. 　前記カバーが、磁性体または導体を含有する請求項７または８に記載の圧力緩衝器。
  10. 　前記基準部材が、少なくとも１つの孔を有する請求項１～９のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
  11. 　請求項１～９のいずれか一項に記載の圧力緩衝器と、
    　前記液体を噴射する複数の噴射口を有し前記管路のいずれかに接続された噴射部と、
    　を備える液体噴射ヘッド。
  12. 　請求項１１に記載の液体噴射ヘッドと、
    　前記液体を収容する液体収容体と、
    　前記液体収容体と前記圧力緩衝器との間に接続され前記液体を流通させる液体供給管と、
    　前記流通管路の一部に接続されて前記圧力緩衝器によって検出された圧力値に基づいて前記流通管路の内部の液体を押圧移動または吸引移動させるポンプモーターと、
    　備える液体噴射記録装置。
  13. 　前記噴射部を前記液体が噴射される被記録媒体に対向させつつ往復移動させる移動機構と、
    　前記被記録媒体を前記噴射部と一定の距離をもって搬送する搬送機構と、
    　をさらに備える請求項１２に記載の液体噴射記録装置。
  14. 　液体を貯留させるための凹部及び前記凹部に開口された管路が形成された本体部と、前記凹部を密封するように配置され前記凹部の周縁部で前記本体部に固定された薄膜と、前記薄膜と接離自在であって、前記凹部の内部に配置された基準部材と、前記凹部に貯留される前記液体の圧力変動に伴う前記基準部材の相対位置の変位を前記基準部材に対して非接触で検出する変位量検出手段と、を備える圧力緩衝器を用いたことを特徴とする圧力緩衝方法。
  15. 　請求項１４に記載の圧力緩衝方法であって、
    　前記変位量検出手段に具備する該変位に基づいて圧力値を算出する変位圧力算出手段と、
    　前記圧力値が０ｋＰａから－２ｋＰａの範囲となるように制御する圧力制御手段と、
    　を備えることを特徴とする圧力緩衝方法。
    　
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