バルブユニット及び流体噴射装置
【課題】流体噴射ヘッドへの流体の供給圧力の調整を安定して行うことが可能なバルブユニット及び流体噴射装置を提供する。
【解決手段】プリンタに備えられるバルブユニット２３は、連通孔４０及び流出路５２を有する圧力室３６と、連通孔４０を開閉する弁体４１と、弁体４１を常には閉弁状態となる方向に付勢するコイルばね４７と、圧力室３６の壁面の一部を構成し、圧力室３６内の圧力変動に基づいて変位するフィルム部材３５と、フィルム部材３５の変位に伴って変位することでコイルばね４７の付勢力に抗して弁体４１を開弁状態となる方向に押圧する作動レバー５４とを備える。そして、コイルばね４７は、弁体４１の重心を通る直線上において弁体４１に点接触している。
【解決手段】プリンタに備えられるバルブユニット２３は、連通孔４０及び流出路５２を有する圧力室３６と、連通孔４０を開閉する弁体４１と、弁体４１を常には閉弁状態となる方向に付勢するコイルばね４７と、圧力室３６の壁面の一部を構成し、圧力室３６内の圧力変動に基づいて変位するフィルム部材３５と、フィルム部材３５の変位に伴って変位することでコイルばね４７の付勢力に抗して弁体４１を開弁状態となる方向に押圧する作動レバー５４とを備える。そして、コイルばね４７は、弁体４１の重心を通る直線上において弁体４１に点接触している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインクジェット式プリンタなどの流体噴射装置及び該流体噴射装置に備えられるバルブユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体噴射ヘッドから流体をターゲットに対して噴射する流体噴射装置として、例えば、インクジェット式プリンタ（以下、単に「プリンタ」と言う）が知られている。このプリンタは、インクを記録ヘッド（流体噴射ヘッド）のノズルから記録媒体（ターゲット）に噴射することで印刷を行っている。
【０００３】
こうしたプリンタにあっては、印刷品質向上の観点から、インクを記録ヘッドに安定して供給することが望ましい。そこで、こうした要望に応えるために、従来から記録ヘッドへのインクの供給圧を調整するためのバルブユニットを備えたプリンタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
すなわち、特許文献１のプリンタに備えられたバルブユニットは、その一面に溝状流路が凹み形成された定形性を有する流路形成部材と、該流路形成部材の溝状流路の開口を密封するフィルム（可撓性部材）と、該フィルムと溝状流路とで囲み形成された圧力室へのインクの導入口（流入孔）を開閉する弁体と、圧力室内に設けられた作動レバー（作動部材）とを備えている。なお、弁体は、常時コイルばね（付勢部材）によって導入口を閉塞する閉弁位置に付勢されている。
【０００５】
そして、ノズルからインクが噴射されて圧力室の導出口（流出孔）からインクが記録ヘッド側へ流出すると、圧力室内に負圧が生じて、フィルムが圧力室の内方へ変位し、このフィルムの変位に伴い作動レバーがフィルムに押圧されて傾動する途中で弁体を開弁方向へ押圧するようになっている。その結果、この作動レバーを介して弁体がコイルばねの付勢力に抗して導入口から離間する開弁位置に移動され、導入口から圧力室内に新たなインクが供給されるようになっている。そして、その後、圧力室内にインクが供給されて圧力室内の負圧が解消されると、再び弁体がコイルばねの付勢力によって導入口を閉塞する閉塞位置に移動され、圧力室内へのインクの供給が停止されるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−３４３１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のキャリッジにおいては、弁体に対してコイルばねの円環状をなす端部がコイルばねの軸線を中心とする同心円上で線接触しているため、組み立て方によっては、弁体におけるコイルばねとの接触部分に対してコイルばねの付勢力が均一に付与されなくなるおそれがあった。このため、閉弁位置における弁体の導入口に対するシール性が低下して、記録ヘッドへのインクの供給圧力の調整を安定して行うことができなくなってしまうおそれがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体噴射ヘッドへの流体の供給圧力の調整を安定して行うことが可能なバルブユニット及び流体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のバルブユニットは、流体を流入させるための流入孔及び流体を流出させるための流出孔を有する圧力室と、閉弁状態となることにより前記流入孔を閉鎖するとともに、開弁状態となることにより前記流入孔を開放する弁体と、該弁体を常には閉弁状態となる方向に付勢する付勢部材と、前記圧力室の壁面の一部を構成し、その圧力室内の圧力変動に基づいて変位する可撓性部材と、該可撓性部材の変位に伴って変位することで、前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を開弁状態となる方向に押圧する作動部材とを備え、前記付勢部材は、該付勢部材における前記弁体側の端部が前記弁体に対して点接触している。
【０００９】
この構成によれば、付勢部材が弁体に対して点接触しているため、閉弁状態の弁体における付勢部材との接触部分に対して付勢部材からの付勢力が均一に与えられる。このため、閉弁状態における弁体の流入孔に対するシール性が向上するので、流体噴射ヘッドへの流体の供給圧力の調整を安定して行うことが可能となる。
【００１０】
本発明のバルブユニットにおいて、前記付勢部材は、前記弁体の重心を通る直線上において前記弁体に対して点接触している。
この構成によれば、付勢部材が弁体の重心を通る直線上において弁体に点接触しているため、閉弁状態における弁体に対して付勢部材からの付勢力がバランスよく与えられる。このため、閉弁状態における弁体の流入孔に対するシール性が向上するので、流体噴射ヘッドへの流体の供給圧力の調整を安定して行うことが可能となる。
【００１１】
本発明のバルブユニットにおいて、前記付勢部材は前記弁体を付勢する方向に延びる突出部を備えるとともに、前記弁体は前記付勢部材による付勢方向を深さ方向とする凹部を備えており、前記突出部の先端は前記凹部内の底部に当接している。
【００１２】
この構成によれば、付勢部材の突出部を弁体の凹部に挿入することで、付勢部材が弁体に対して点接触した状態となる。
本発明のバルブユニットにおいて、前記弁体の凹部は、その底部の中心が最も深く且つ前記弁体の重心を通る直線上に位置している。
【００１３】
この構成によれば、付勢部材の突出部を弁体の凹部の最奥部まで挿入することで、付勢部材を弁体に対して最適に点接触した状態に位置決めすることが可能となる。
本発明のバルブユニットにおいて、前記弁体の凹部は、その内面形状が円錐面形状又は角錐面形状をなしている。
【００１４】
この構成によれば、付勢部材の突出部を弁体の凹部に挿入する際に、突出部の先端を凹部の底部の中心に案内することが可能となる。
本発明の流体噴射装置は、流体を噴射する流体噴射ヘッドと、上記構成のバルブユニットとを備えた。
【００１５】
この構成によれば、上記したバルブユニットと同様の作用効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明をインクジェット式プリンタ（以下、単にプリンタという）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の流体噴射装置としてのプリンタ１１は、略矩形箱状をなす本体ケース１２を備えるとともに、この本体ケース１２内の前方下部には、プラテン１３が主走査方向となる本体ケース１２の長手方向（図１において左右方向）に沿って架設されている。プラテン１３は、記録用紙Ｐを支持する支持台であって、このプラテン１３上には、図示しない紙送り機構により記録用紙Ｐが主走査方向と直交する副走査方向に沿って給送されるようになっている。
【００１７】
本体ケース１２内においてプラテン１３の後部上方には、主走査方向に沿って棒状のガイド軸１４が架設され、このガイド軸１４にはキャリッジ１５が移動可能に支持されている。また、本体ケース１２内の後方側面においてガイド軸１４の両端部と対応する位置には、駆動プーリ１６及び従動プーリ１７が回転自在に支持されている。駆動プーリ１６にはキャリッジモータ１８が連結されるとともに、一対のプーリ１６，１７間にはキャリッジ１５を支持した無端状のタイミングベルト１９が掛装されている。したがって、キャリッジ１５は、キャリッジモータ１８の駆動により、ガイド軸１４に沿って主走査方向に往復移動可能となっている。
【００１８】
本体ケース１２内の一端側（図１では右端側）には箱形のカートリッジホルダ２０が設けられている。カートリッジホルダ２０には、インクカートリッジ２１が流体としてのインクの色毎に複数個（本実施形態においては４個）、着脱可能に装着されている。
【００１９】
各インクカートリッジ２１はカートリッジホルダ２０に装着された場合にインク供給チューブ２２の上流端に接続されるようになっている。また、各インク供給チューブ２２の下流端は、キャリッジ１５上に搭載されたバルブユニット２３の上流側と接続されるとともに、バルブユニット２３の下流側はキャリッジ１５の下面側に設けられた流体噴射ヘッドとしての記録ヘッド２４に接続されている。そして、記録ヘッド２４の下面にて構成されるノズル形成面（図示略）には、複数のノズル開口（図示略）が形成されている。
【００２０】
なお、バルブユニット２３は、インクカートリッジ２１から記録ヘッド２４にインクを安定して供給するために設けられた弁機構であり、常には閉弁状態となっているが、印刷などを行う際にノズル開口（図示略）から所定量のインクが記録用紙Ｐに向けて噴射された場合には、開弁状態となって記録ヘッド２４側へインクを補給するようになっている。
【００２１】
カートリッジホルダ２０とプラテン１３との間、すなわち、記録用紙Ｐが至らない非印刷領域は、プリンタ１１の電源オフ時や記録ヘッド２４をメンテナンスする場合にキャリッジ１５の待機場所となるホームポジションＨＰになっている。また、キャリッジ１５がホームポジションＨＰに配置されたときの下方となる位置には、記録ヘッド２４のメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット２５がキャップ２６及び吸引ポンプ（図示略）等を構成要素として備えられている。そして、記録ヘッド２４のメンテナンス時などには、キャップ２６が記録ヘッド２４に対してノズル開口（図示略）を囲うように当接し、その状態において吸引ポンプ（図示略）が駆動されることにより、インク供給チューブ２２内及び記録ヘッド２４内にあるインクや気泡などが吸引排出されるようになっている。
【００２２】
カートリッジホルダ２０の上側には、加圧ユニット２７が載置されている。加圧ユニット２７は加圧ポンプ２８を備え、加圧ポンプ２８の駆動によって生成された加圧空気は空気供給路２９を介してインクカートリッジ２１内に圧送されるようになっている。なお、加圧ユニット２７において、加圧ポンプ２８の下流側の空気供給路２９には圧力検出器３０及び大気開放弁３１が接続されている。
【００２３】
空気供給路２９は、大気開放弁３１の下流側に配設された分配器３２を境にインクカートリッジ２１の個数と同数に分岐されている。そして、分岐された各空気供給路２９は、それぞれの下流端が各々対応するインクカートリッジ２１に接続されている。
【００２４】
各インクカートリッジ２１は、内部が加圧室（図示略）となっており、この加圧室の上側に空気供給路２９の下流端が接続されている。また、各インクカートリッジ２１の加圧室内には可撓性のフィルムによって袋状に形成されたインクパック（図示略）が収容されている。したがって、加圧ポンプ２８が駆動された場合には、加圧ポンプ２８から圧送された加圧空気が空気供給路２９を介してインクカートリッジ２１内に導入され、加圧空気の空気圧によってインクパックが押し潰されることにより、インクパック内に収容されたインクが記録ヘッド２４側に供給されるようになっている。
【００２５】
次に、バルブユニット２３の構成について詳述する。
図２及び図３に示すように、バルブユニット２３は、外形が略直方体形状をなす金属材料又は樹脂材料からなる定形性の流路形成部材３３を備えており、この流路形成部材３３の平面状をなす上面には複数（本実施形態では４つ）の平面視長方形状の上面側凹部３４が形成されている。そして、各上面側凹部３４の上端開口部を封止するように可撓性部材としてのフィルム部材３５が溶着されることにより、各上面側凹部３４とフィルム部材３５とによって複数（本実施形態では４つ）の圧力室３６が囲み形成されている。なお、図２はフィルム部材３５を省略して描いている。
【００２６】
図３及び図４に示すように、流路形成部材３３の平面状をなす下面には、各上面側凹部３４の下方において後寄りの位置に、平断面円形状の下面側凹部３７が各々形成されている。そして、各下面側凹部３７の下端開口部に円板状の保持部材３８が各々密嵌されることにより、下面側凹部３７と保持部材３８とによってインク供給室３９が各々囲み形成されている。この場合、流路形成部材３３の下面と保持部材３８の下面とは面一になっている。
【００２７】
また、互いに対応する圧力室３６とインク供給室３９とは、流入孔としての連通孔４０を介してそれぞれ連通されており、該連通孔４０によりインク供給室３９から圧力室３６内にインクを流入させることが可能となっている。圧力室３６内及びインク供給室３９内には、これら両室３６，３９を跨ぐように弁体４１が収容されている。この弁体４１は、連通孔４０に挿通された円柱状のバルブ軸４２と、インク供給室３９内においてバルブ軸４２の下端部に設けられた該バルブ軸４２の外径よりも大きい外径を持つ円板状の鍔部４３とを備えている。
【００２８】
この場合、バルブ軸４２は鍔部４３の中心を貫通しており、バルブ軸４２の下端部は鍔部４３よりも下側に突出している。鍔部４３の外径は、連通孔４０の内径よりも大きく、且つインク供給室３９の内径よりも小さくなっている。鍔部４３の上面には、該上面の周縁に沿って円環状の可撓性材料よりなるシール部材４４がバルブ軸４２を囲むように固着されている。シール部材４４の外径は、鍔部４３の外径と同じになっている。
【００２９】
鍔部４３の下面には、上下方向を深さ方向とする内面形状が円錐面形状をなす凹部としての付勢凹部４６が設けられている。すなわち、付勢凹部４６は、その底部４６ａ（図４では上側）の中心が最も深く、その開口から底部４６ａの中心へ向かうほど内径が小さくなっている。そして、付勢凹部４６の底部４６ａの中心は、弁体４１（バルブ軸４２）の軸線上に位置している。この場合、弁体４１の軸線と該弁体４１の重心を通る直線とは、一致している。
【００３０】
インク供給室３９内における弁体４１の下側には、付勢部材としての円錐台状のコイルばね４７が配置されている。すなわち、コイルばね４７は、線材を円錐台状に巻き回して構成されており、その外径が上側に向かうほど小さくなっている。コイルばね４７は、その軸線が弁体４１の軸線と一致しており、その上端部は該軸線上において上方へ延びる突出部４８とされている。この突出部４８の先端（図４では上端）は、弁体４１の付勢凹部４６内に挿入されて該付勢凹部４６の底部４６ａの中心に点接触した状態で当接している。
【００３１】
一方、コイルばね４７の下端部は、該コイルばね４７の軸線上において下方へ延びる支持突出部４９とされている。この支持突出部４９は、コイルばね４７を構成する線材の下端部によって構成されている。そして、支持突出部４９は、保持部材３８の上面における中心部に設けられた支持部としての支持凹部５０内に挿入されるとともに、その先端（図４では下端）は支持凹部５０内の底面に当接している。
【００３２】
そして、コイルばね４７は、弁体４１を常には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４１の閉弁状態では、シール部材４４が連通孔４０を囲んだ状態でインク供給室３９内の上壁面に密着して連通孔４０が閉鎖された状態、すなわち圧力室３６とインク供給室３９とが非連通状態になっている。
【００３３】
また、流路形成部材３３には、下面側凹部３７の側面に下流端が開口するとともに、上流端がインク供給チューブ２２（図１参照）の下流端に接続された流入路５１が下面側凹部３７毎に貫通形成されている。さらに、流路形成部材３３には、上面側凹部３４の下方におけるインク供給室３９よりも前方側の位置に、上面側凹部３４の底面に上流端が開口するとともに、下流端が記録ヘッド２４に接続された流出孔としての流出路５２が上面側凹部３４毎に貫通形成されている。この流出路５２は、圧力室３６内からインクを記録ヘッド２４側へ流出させるためのものである。
【００３４】
流路形成部材３３の上面における各上面側凹部３４の後側には、該各上面側凹部３４と隣接するように段差部５３がそれぞれ設けられている。各段差部５３上には前後方向に長い作動部材としての矩形薄板状の作動レバー５４の後端部が固定されるとともに、作動レバー５４の前端部は上面側凹部３４内の前端部における流出路５２の真上まで達している。なお、作動レバー５４は、適度な弾力性を持つ金属からなっており、その前端部は固定されない自由端となっている。
【００３５】
また、作動レバー５４は、フィルム部材３５の内面に沿って延びており、その後端部寄りの位置における下面には弁体４１のバルブ軸４２の上端が当接している。そして、圧力室３６内の圧力が低下してフィルム部材３５が圧力室３６側（下側）に撓んで変位した場合には、このフィルム部材３５の変位に伴って作動レバー５４が該作動レバー５４の後端部を支点として下方に向かって屈曲するように弾性変形する。
【００３６】
この作動レバー５４の弾性変形により、該作動レバー５４によってバルブ軸４２がコイルばね４７の付勢力に抗して下方に押し下げられてシール部材４４がインク供給室３９内の上壁面から離間することで、弁体４１が開弁されるようになっている。そして、弁体４１が開弁状態にある場合には、連通孔４０が開放された状態、すなわち圧力室３６とインク供給室３９とが連通状態になっている。
【００３７】
次に、上記のように構成されたバルブユニット２３の作用について説明する。
さて、記録ヘッド２４のノズル開口（図示略）からインクを噴射して記録用紙Ｐの印刷を行うと、圧力室３６内のインクが流出路５２を介して記録ヘッド２４側に流出して減少するため、圧力室３６内に負圧が生じる。圧力室３６内に負圧が発生するとフィルム部材３５が大気圧によって下側（圧力室３６の内方）に撓むことで、作動レバー５４が下方に押圧される。すると、作動レバー５４は、段差部５３に固定された後端部を支点、バルブ軸４２の上端が当接している部分を作用点、自由端である前端側を力点とした梃子の原理により、フィルム部材３５からの下方への押圧力を倍力してバルブ軸４２に伝達する。
【００３８】
これにより、バルブ軸４２がコイルばね４７の付勢力に抗して下方に押し下げられることで、弁体４１が開弁状態となり、圧力室３６とインク供給室３９とが連通孔４０を介して連通され、インク供給室３９内のインクが連通孔４０を通じて圧力室３６内に補充される。すると、圧力室３６内のインクが増加して該圧力室３６内に発生していた負圧が解消される。
【００３９】
これにより、下側に撓んでいたフィルム部材３５が自らの弾性復元力により上側に変位することで、作動レバー５４を介したフィルム部材３５によるバルブ軸４２への下方への押圧力が失われる。このため、弁体４１がコイルばね４７の付勢力によって閉弁状態となり、インク供給室３９内から圧力室３６内へのインクの補充が絶たれる。
【００４０】
このとき、コイルばね４７は該コイルばね４７の上端部を構成する突出部４８の先端が弁体４１の重心を通る直線上に位置する付勢凹部４６の底部４６ａの中心に点接触した状態で弁体４１を付勢しているため、コイルばね４７の付勢力はシール部材４４に対して均一に加わる。このため、シール部材４４とインク供給室３９内の上壁面との密着性が高まり、連通孔４０が確実に弁体４１によって閉鎖される。したがって、弁体４１の閉弁状態において、インク供給室３９内から圧力室３６内へのインクの漏れが確実に遮断されるので、圧力室３６内の圧力が好適に調整され、記録ヘッド２４へのインクの供給圧力が安定する。
【００４１】
このように、プリンタ１１の印刷時には、バルブユニット２３の弁体４１が開閉動作を繰り返すことにより、ノズルから噴射されるインクの量に応じて、適切な量のインクが安定して記録ヘッド２４に供給される。このため、プリンタ１１の印刷品質が向上される。
【００４２】
因みに、コイルばね４７の上端部が弁体４１に対して円弧状に線接触する構成である場合、すなわちコイルばね４７の上端部が環状をなして弁体４１の鍔部４３の下面に接触する構成である場合には、コイルばね４７の組み付け位置が少しでもずれると、弁体４１に対してコイルばね４７の付勢力が偏って作用してしまう。このため、コイルばね４７の付勢力がシール部材４４に対して均一に加わらなくなり、シール部材４４とインク供給室３９内の上壁面との密着性が低下する。この結果、弁体４１の閉弁状態においても連通孔４０が確実に弁体４１によって閉鎖されなくなり、記録ヘッド２４へのインクの供給圧力が不安定になってしまう。
【００４３】
以上、詳述した実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）コイルばね４７は該コイルばね４７を構成する線材の先端が弁体４１に点接触した状態で弁体４１を付勢しているため、コイルばね４７の付勢力をシール部材４４に対して均一に加えることができる。このため、閉弁状態における弁体４１の連通孔４０に対するシール性を向上することができ、記録ヘッド２４へのインクの供給圧力の調整を安定して行うことができる。
【００４４】
（２）コイルばね４７は、弁体４１の重心を通る直線上において該弁体４１に対して点接触しているため、閉弁状態における弁体４１に対してコイルばね４７からの付勢力をバランスよく与えることができる。このため、閉弁状態における弁体４１の連通孔４０に対するシール性をより一層向上することができ、記録ヘッド２４へのインクの供給圧力の調整を精度よく安定して行うことができる。
【００４５】
（３）バルブユニット２３においては、コイルばね４７の突出部４８を付勢凹部４６内に挿入して突出部４８の先端を付勢凹部４６の底部４６ａに当接させることにより、簡単にコイルばね４７を弁体４１に対して点接触した状態にすることできる。
【００４６】
（４）弁体４１の付勢凹部４６は、底部４６ａの中心が最も深く且つ底部４６ａの中心は弁体４１の重心を通る直線（弁体の軸線に一致する）上に位置しているため、コイルばね４７の突出部４８を付勢凹部４６の最奥部まで挿入することで、コイルばね４７を弁体４１に対して最適に点接触した状態に位置決めすることができる。
【００４７】
（５）弁体４１の付勢凹部４６は、底部４６ａに向かうほど内径が小さくなっている。すなわち、弁体４１の付勢凹部４６は、その内面形状が円錐面形状をなしているため、コイルばね４７の突出部４８を付勢凹部４６に挿入する際には、突出部４８の先端を付勢凹部４６の底部４６ａの中心に容易に案内することができる。
【００４８】
（６）コイルばね４７の下端部を構成する支持突出部４９は、保持部材３８の支持凹部５０内に挿入されるとともに、その先端が支持凹部５０内の底面に当接している。このため、コイルばね４７の下端部を位置決め状態で支持することができるので、コイルばね４７が上下方向に対して傾くことを抑制することができる。
【００４９】
（７）通常、弁体４１による連通孔４０のシール性を確保するためには、シール部材４４の径をコイルばね４７の弁体４１に対する接触部分の径よりも大きくする必要がある。この点、本実施形態ではコイルばね４７の弁体４１に対する接触部分の径が線材の径（弁体４１に点接触するコイルばね４７の突出部４８の先端の径）であるため、シール部材４４の径を線材の径にぎりぎりまで近づけることができ、バルブユニット２３の小型化に寄与することができる。
（変更例）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００５０】
・図５に示すように、付勢凹部４６の深さを底部４６ａがシール部材４４よりも上側に位置する程度まで深くするとともに付勢凹部４６の内径を一定にしてもよい。この場合、付勢凹部４６に挿入されるコイルばね４７の突出部４８の長さは、付勢凹部４６の深さとほぼ同じになるように設定する必要がある。このようにすれば、弁体４１とコイルばね４７との相対的な位置決めを効果的に行うことができるとともに、流路形成部材３３に対する弁体４１及びコイルばね４７の組み付け性を向上することができる。
【００５１】
・図６に示すように、コイルばね４７の代わりに、蛇行状に湾曲した線材よりなるばね６０を用いてもよい。さらに、このばね６０を板材で構成してもよい。但し、ばね６０を板材で構成する場合には、少なくとも突出部４８となる部分は先端を弁体４１に対して点接触し得る形状（尖鋭状など）にする必要がある。
【００５２】
・図７に示すように、コイルばね４７の代わりに、蛇行状に屈曲した線材よりなるばね６１を用いてもよい。さらに、このばね６１を板材で構成してもよい。但し、ばね６１を板材で構成する場合には、少なくとも突出部４８となる部分は先端を弁体４１に対して点接触し得る形状（尖鋭状など）にする必要がある。
【００５３】
・弁体４１の付勢凹部４６は省略してもよい。すなわち、コイルばね４７の突出部４８の先端が弁体４１における鍔部４３の下面の中心に点接触する構成であってもよい。
・シール部材４４は、インク供給室３９内の上壁面に連通孔４０を囲うように設けてもよい。
【００５４】
・コイルばね４７の支持突出部４９と支持凹部５０とを省略し、コイルばね４７の下端部を円環状に形成し、保持部材３８の上面に対して円環状に線接触させてもよい。
・付勢凹部４６の内径は、一定であってもよい。
【００５５】
・付勢凹部４６は、内面形状が円錐面形状でなく、角錐面形状であってもよい。
・付勢凹部４６は、その下端の開口から底部４６ａに至る途中までの内径が一定であるとともに、その途中から底部４６ａの中心に向かって円錐面形状または角錐面形状をなすように形成したものであってもよい。
【００５６】
・付勢凹部４６の底部４６ａは、球面状であってもよい。
・支持凹部５０の内面形状を円錐面形状または角錐面形状にしてもよい。このようにすれば、弁体４１の位置精度をより一層向上させることができるので、記録ヘッド２４へのインクの供給圧力をさらに安定させることができる。
【００５７】
・コイルばね４７は、軸方向において径が一定の円筒状にしてもよい。
・上記実施形態において、流体噴射装置を、記録用紙Ｐの搬送方向（前後方向）と交差する方向において記録ヘッド２４が記録用紙Ｐの幅方向（左右方向）の長さに対応した全体形状をなす、いわゆるフルラインタイプ（ラインヘッド方式）のプリンタに具体化してもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、流体噴射装置をインクジェット式プリンタ１１に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の流体（液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体を含む）を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材（画素材料）などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、ゲル（例えば物理ゲル）などの流状体を噴射する流状体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。なお、本明細書において「流体」とは、気体のみからなる流体を含まない概念であり、流体には、例えば液体（無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）等を含む）、液状体、流状体などが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態におけるインクジェット式プリンタの概略平面図。
【図２】実施形態におけるバルブユニットの平面図。
【図３】図２における３−３線矢視断面図。
【図４】実施形態におけるバルブユニットの要部拡大断面図。
【図５】変更例におけるバルブユニットの要部拡大断面図。
【図６】変更例におけるバルブユニットの要部拡大簡略断面図。
【図７】変更例におけるバルブユニットの要部拡大簡略断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１１…流体噴射装置としてのプリンタ、２３…バルブユニット、２４…流体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、３５…可撓性部材としてのフィルム部材、３６…圧力室、４０…流入孔としての連通孔、４１…弁体、４６…凹部としての付勢凹部、４６ａ…付勢凹部の底部、４７…付勢部材としてのコイルばね、４８…突出部、５２…流出孔としての流出路、５４…作動部材としての作動レバー。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインクジェット式プリンタなどの流体噴射装置及び該流体噴射装置に備えられるバルブユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体噴射ヘッドから流体をターゲットに対して噴射する流体噴射装置として、例えば、インクジェット式プリンタ（以下、単に「プリンタ」と言う）が知られている。このプリンタは、インクを記録ヘッド（流体噴射ヘッド）のノズルから記録媒体（ターゲット）に噴射することで印刷を行っている。
【０００３】
こうしたプリンタにあっては、印刷品質向上の観点から、インクを記録ヘッドに安定して供給することが望ましい。そこで、こうした要望に応えるために、従来から記録ヘッドへのインクの供給圧を調整するためのバルブユニットを備えたプリンタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
すなわち、特許文献１のプリンタに備えられたバルブユニットは、その一面に溝状流路が凹み形成された定形性を有する流路形成部材と、該流路形成部材の溝状流路の開口を密封するフィルム（可撓性部材）と、該フィルムと溝状流路とで囲み形成された圧力室へのインクの導入口（流入孔）を開閉する弁体と、圧力室内に設けられた作動レバー（作動部材）とを備えている。なお、弁体は、常時コイルばね（付勢部材）によって導入口を閉塞する閉弁位置に付勢されている。
【０００５】
そして、ノズルからインクが噴射されて圧力室の導出口（流出孔）からインクが記録ヘッド側へ流出すると、圧力室内に負圧が生じて、フィルムが圧力室の内方へ変位し、このフィルムの変位に伴い作動レバーがフィルムに押圧されて傾動する途中で弁体を開弁方向へ押圧するようになっている。その結果、この作動レバーを介して弁体がコイルばねの付勢力に抗して導入口から離間する開弁位置に移動され、導入口から圧力室内に新たなインクが供給されるようになっている。そして、その後、圧力室内にインクが供給されて圧力室内の負圧が解消されると、再び弁体がコイルばねの付勢力によって導入口を閉塞する閉塞位置に移動され、圧力室内へのインクの供給が停止されるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−３４３１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のキャリッジにおいては、弁体に対してコイルばねの円環状をなす端部がコイルばねの軸線を中心とする同心円上で線接触しているため、組み立て方によっては、弁体におけるコイルばねとの接触部分に対してコイルばねの付勢力が均一に付与されなくなるおそれがあった。このため、閉弁位置における弁体の導入口に対するシール性が低下して、記録ヘッドへのインクの供給圧力の調整を安定して行うことができなくなってしまうおそれがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体噴射ヘッドへの流体の供給圧力の調整を安定して行うことが可能なバルブユニット及び流体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のバルブユニットは、流体を流入させるための流入孔及び流体を流出させるための流出孔を有する圧力室と、閉弁状態となることにより前記流入孔を閉鎖するとともに、開弁状態となることにより前記流入孔を開放する弁体と、該弁体を常には閉弁状態となる方向に付勢する付勢部材と、前記圧力室の壁面の一部を構成し、その圧力室内の圧力変動に基づいて変位する可撓性部材と、該可撓性部材の変位に伴って変位することで、前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を開弁状態となる方向に押圧する作動部材とを備え、前記付勢部材は、該付勢部材における前記弁体側の端部が前記弁体に対して点接触している。
【０００９】
この構成によれば、付勢部材が弁体に対して点接触しているため、閉弁状態の弁体における付勢部材との接触部分に対して付勢部材からの付勢力が均一に与えられる。このため、閉弁状態における弁体の流入孔に対するシール性が向上するので、流体噴射ヘッドへの流体の供給圧力の調整を安定して行うことが可能となる。
【００１０】
本発明のバルブユニットにおいて、前記付勢部材は、前記弁体の重心を通る直線上において前記弁体に対して点接触している。
この構成によれば、付勢部材が弁体の重心を通る直線上において弁体に点接触しているため、閉弁状態における弁体に対して付勢部材からの付勢力がバランスよく与えられる。このため、閉弁状態における弁体の流入孔に対するシール性が向上するので、流体噴射ヘッドへの流体の供給圧力の調整を安定して行うことが可能となる。
【００１１】
本発明のバルブユニットにおいて、前記付勢部材は前記弁体を付勢する方向に延びる突出部を備えるとともに、前記弁体は前記付勢部材による付勢方向を深さ方向とする凹部を備えており、前記突出部の先端は前記凹部内の底部に当接している。
【００１２】
この構成によれば、付勢部材の突出部を弁体の凹部に挿入することで、付勢部材が弁体に対して点接触した状態となる。
本発明のバルブユニットにおいて、前記弁体の凹部は、その底部の中心が最も深く且つ前記弁体の重心を通る直線上に位置している。
【００１３】
この構成によれば、付勢部材の突出部を弁体の凹部の最奥部まで挿入することで、付勢部材を弁体に対して最適に点接触した状態に位置決めすることが可能となる。
本発明のバルブユニットにおいて、前記弁体の凹部は、その内面形状が円錐面形状又は角錐面形状をなしている。
【００１４】
この構成によれば、付勢部材の突出部を弁体の凹部に挿入する際に、突出部の先端を凹部の底部の中心に案内することが可能となる。
本発明の流体噴射装置は、流体を噴射する流体噴射ヘッドと、上記構成のバルブユニットとを備えた。
【００１５】
この構成によれば、上記したバルブユニットと同様の作用効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明をインクジェット式プリンタ（以下、単にプリンタという）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の流体噴射装置としてのプリンタ１１は、略矩形箱状をなす本体ケース１２を備えるとともに、この本体ケース１２内の前方下部には、プラテン１３が主走査方向となる本体ケース１２の長手方向（図１において左右方向）に沿って架設されている。プラテン１３は、記録用紙Ｐを支持する支持台であって、このプラテン１３上には、図示しない紙送り機構により記録用紙Ｐが主走査方向と直交する副走査方向に沿って給送されるようになっている。
【００１７】
本体ケース１２内においてプラテン１３の後部上方には、主走査方向に沿って棒状のガイド軸１４が架設され、このガイド軸１４にはキャリッジ１５が移動可能に支持されている。また、本体ケース１２内の後方側面においてガイド軸１４の両端部と対応する位置には、駆動プーリ１６及び従動プーリ１７が回転自在に支持されている。駆動プーリ１６にはキャリッジモータ１８が連結されるとともに、一対のプーリ１６，１７間にはキャリッジ１５を支持した無端状のタイミングベルト１９が掛装されている。したがって、キャリッジ１５は、キャリッジモータ１８の駆動により、ガイド軸１４に沿って主走査方向に往復移動可能となっている。
【００１８】
本体ケース１２内の一端側（図１では右端側）には箱形のカートリッジホルダ２０が設けられている。カートリッジホルダ２０には、インクカートリッジ２１が流体としてのインクの色毎に複数個（本実施形態においては４個）、着脱可能に装着されている。
【００１９】
各インクカートリッジ２１はカートリッジホルダ２０に装着された場合にインク供給チューブ２２の上流端に接続されるようになっている。また、各インク供給チューブ２２の下流端は、キャリッジ１５上に搭載されたバルブユニット２３の上流側と接続されるとともに、バルブユニット２３の下流側はキャリッジ１５の下面側に設けられた流体噴射ヘッドとしての記録ヘッド２４に接続されている。そして、記録ヘッド２４の下面にて構成されるノズル形成面（図示略）には、複数のノズル開口（図示略）が形成されている。
【００２０】
なお、バルブユニット２３は、インクカートリッジ２１から記録ヘッド２４にインクを安定して供給するために設けられた弁機構であり、常には閉弁状態となっているが、印刷などを行う際にノズル開口（図示略）から所定量のインクが記録用紙Ｐに向けて噴射された場合には、開弁状態となって記録ヘッド２４側へインクを補給するようになっている。
【００２１】
カートリッジホルダ２０とプラテン１３との間、すなわち、記録用紙Ｐが至らない非印刷領域は、プリンタ１１の電源オフ時や記録ヘッド２４をメンテナンスする場合にキャリッジ１５の待機場所となるホームポジションＨＰになっている。また、キャリッジ１５がホームポジションＨＰに配置されたときの下方となる位置には、記録ヘッド２４のメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット２５がキャップ２６及び吸引ポンプ（図示略）等を構成要素として備えられている。そして、記録ヘッド２４のメンテナンス時などには、キャップ２６が記録ヘッド２４に対してノズル開口（図示略）を囲うように当接し、その状態において吸引ポンプ（図示略）が駆動されることにより、インク供給チューブ２２内及び記録ヘッド２４内にあるインクや気泡などが吸引排出されるようになっている。
【００２２】
カートリッジホルダ２０の上側には、加圧ユニット２７が載置されている。加圧ユニット２７は加圧ポンプ２８を備え、加圧ポンプ２８の駆動によって生成された加圧空気は空気供給路２９を介してインクカートリッジ２１内に圧送されるようになっている。なお、加圧ユニット２７において、加圧ポンプ２８の下流側の空気供給路２９には圧力検出器３０及び大気開放弁３１が接続されている。
【００２３】
空気供給路２９は、大気開放弁３１の下流側に配設された分配器３２を境にインクカートリッジ２１の個数と同数に分岐されている。そして、分岐された各空気供給路２９は、それぞれの下流端が各々対応するインクカートリッジ２１に接続されている。
【００２４】
各インクカートリッジ２１は、内部が加圧室（図示略）となっており、この加圧室の上側に空気供給路２９の下流端が接続されている。また、各インクカートリッジ２１の加圧室内には可撓性のフィルムによって袋状に形成されたインクパック（図示略）が収容されている。したがって、加圧ポンプ２８が駆動された場合には、加圧ポンプ２８から圧送された加圧空気が空気供給路２９を介してインクカートリッジ２１内に導入され、加圧空気の空気圧によってインクパックが押し潰されることにより、インクパック内に収容されたインクが記録ヘッド２４側に供給されるようになっている。
【００２５】
次に、バルブユニット２３の構成について詳述する。
図２及び図３に示すように、バルブユニット２３は、外形が略直方体形状をなす金属材料又は樹脂材料からなる定形性の流路形成部材３３を備えており、この流路形成部材３３の平面状をなす上面には複数（本実施形態では４つ）の平面視長方形状の上面側凹部３４が形成されている。そして、各上面側凹部３４の上端開口部を封止するように可撓性部材としてのフィルム部材３５が溶着されることにより、各上面側凹部３４とフィルム部材３５とによって複数（本実施形態では４つ）の圧力室３６が囲み形成されている。なお、図２はフィルム部材３５を省略して描いている。
【００２６】
図３及び図４に示すように、流路形成部材３３の平面状をなす下面には、各上面側凹部３４の下方において後寄りの位置に、平断面円形状の下面側凹部３７が各々形成されている。そして、各下面側凹部３７の下端開口部に円板状の保持部材３８が各々密嵌されることにより、下面側凹部３７と保持部材３８とによってインク供給室３９が各々囲み形成されている。この場合、流路形成部材３３の下面と保持部材３８の下面とは面一になっている。
【００２７】
また、互いに対応する圧力室３６とインク供給室３９とは、流入孔としての連通孔４０を介してそれぞれ連通されており、該連通孔４０によりインク供給室３９から圧力室３６内にインクを流入させることが可能となっている。圧力室３６内及びインク供給室３９内には、これら両室３６，３９を跨ぐように弁体４１が収容されている。この弁体４１は、連通孔４０に挿通された円柱状のバルブ軸４２と、インク供給室３９内においてバルブ軸４２の下端部に設けられた該バルブ軸４２の外径よりも大きい外径を持つ円板状の鍔部４３とを備えている。
【００２８】
この場合、バルブ軸４２は鍔部４３の中心を貫通しており、バルブ軸４２の下端部は鍔部４３よりも下側に突出している。鍔部４３の外径は、連通孔４０の内径よりも大きく、且つインク供給室３９の内径よりも小さくなっている。鍔部４３の上面には、該上面の周縁に沿って円環状の可撓性材料よりなるシール部材４４がバルブ軸４２を囲むように固着されている。シール部材４４の外径は、鍔部４３の外径と同じになっている。
【００２９】
鍔部４３の下面には、上下方向を深さ方向とする内面形状が円錐面形状をなす凹部としての付勢凹部４６が設けられている。すなわち、付勢凹部４６は、その底部４６ａ（図４では上側）の中心が最も深く、その開口から底部４６ａの中心へ向かうほど内径が小さくなっている。そして、付勢凹部４６の底部４６ａの中心は、弁体４１（バルブ軸４２）の軸線上に位置している。この場合、弁体４１の軸線と該弁体４１の重心を通る直線とは、一致している。
【００３０】
インク供給室３９内における弁体４１の下側には、付勢部材としての円錐台状のコイルばね４７が配置されている。すなわち、コイルばね４７は、線材を円錐台状に巻き回して構成されており、その外径が上側に向かうほど小さくなっている。コイルばね４７は、その軸線が弁体４１の軸線と一致しており、その上端部は該軸線上において上方へ延びる突出部４８とされている。この突出部４８の先端（図４では上端）は、弁体４１の付勢凹部４６内に挿入されて該付勢凹部４６の底部４６ａの中心に点接触した状態で当接している。
【００３１】
一方、コイルばね４７の下端部は、該コイルばね４７の軸線上において下方へ延びる支持突出部４９とされている。この支持突出部４９は、コイルばね４７を構成する線材の下端部によって構成されている。そして、支持突出部４９は、保持部材３８の上面における中心部に設けられた支持部としての支持凹部５０内に挿入されるとともに、その先端（図４では下端）は支持凹部５０内の底面に当接している。
【００３２】
そして、コイルばね４７は、弁体４１を常には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４１の閉弁状態では、シール部材４４が連通孔４０を囲んだ状態でインク供給室３９内の上壁面に密着して連通孔４０が閉鎖された状態、すなわち圧力室３６とインク供給室３９とが非連通状態になっている。
【００３３】
また、流路形成部材３３には、下面側凹部３７の側面に下流端が開口するとともに、上流端がインク供給チューブ２２（図１参照）の下流端に接続された流入路５１が下面側凹部３７毎に貫通形成されている。さらに、流路形成部材３３には、上面側凹部３４の下方におけるインク供給室３９よりも前方側の位置に、上面側凹部３４の底面に上流端が開口するとともに、下流端が記録ヘッド２４に接続された流出孔としての流出路５２が上面側凹部３４毎に貫通形成されている。この流出路５２は、圧力室３６内からインクを記録ヘッド２４側へ流出させるためのものである。
【００３４】
流路形成部材３３の上面における各上面側凹部３４の後側には、該各上面側凹部３４と隣接するように段差部５３がそれぞれ設けられている。各段差部５３上には前後方向に長い作動部材としての矩形薄板状の作動レバー５４の後端部が固定されるとともに、作動レバー５４の前端部は上面側凹部３４内の前端部における流出路５２の真上まで達している。なお、作動レバー５４は、適度な弾力性を持つ金属からなっており、その前端部は固定されない自由端となっている。
【００３５】
また、作動レバー５４は、フィルム部材３５の内面に沿って延びており、その後端部寄りの位置における下面には弁体４１のバルブ軸４２の上端が当接している。そして、圧力室３６内の圧力が低下してフィルム部材３５が圧力室３６側（下側）に撓んで変位した場合には、このフィルム部材３５の変位に伴って作動レバー５４が該作動レバー５４の後端部を支点として下方に向かって屈曲するように弾性変形する。
【００３６】
この作動レバー５４の弾性変形により、該作動レバー５４によってバルブ軸４２がコイルばね４７の付勢力に抗して下方に押し下げられてシール部材４４がインク供給室３９内の上壁面から離間することで、弁体４１が開弁されるようになっている。そして、弁体４１が開弁状態にある場合には、連通孔４０が開放された状態、すなわち圧力室３６とインク供給室３９とが連通状態になっている。
【００３７】
次に、上記のように構成されたバルブユニット２３の作用について説明する。
さて、記録ヘッド２４のノズル開口（図示略）からインクを噴射して記録用紙Ｐの印刷を行うと、圧力室３６内のインクが流出路５２を介して記録ヘッド２４側に流出して減少するため、圧力室３６内に負圧が生じる。圧力室３６内に負圧が発生するとフィルム部材３５が大気圧によって下側（圧力室３６の内方）に撓むことで、作動レバー５４が下方に押圧される。すると、作動レバー５４は、段差部５３に固定された後端部を支点、バルブ軸４２の上端が当接している部分を作用点、自由端である前端側を力点とした梃子の原理により、フィルム部材３５からの下方への押圧力を倍力してバルブ軸４２に伝達する。
【００３８】
これにより、バルブ軸４２がコイルばね４７の付勢力に抗して下方に押し下げられることで、弁体４１が開弁状態となり、圧力室３６とインク供給室３９とが連通孔４０を介して連通され、インク供給室３９内のインクが連通孔４０を通じて圧力室３６内に補充される。すると、圧力室３６内のインクが増加して該圧力室３６内に発生していた負圧が解消される。
【００３９】
これにより、下側に撓んでいたフィルム部材３５が自らの弾性復元力により上側に変位することで、作動レバー５４を介したフィルム部材３５によるバルブ軸４２への下方への押圧力が失われる。このため、弁体４１がコイルばね４７の付勢力によって閉弁状態となり、インク供給室３９内から圧力室３６内へのインクの補充が絶たれる。
【００４０】
このとき、コイルばね４７は該コイルばね４７の上端部を構成する突出部４８の先端が弁体４１の重心を通る直線上に位置する付勢凹部４６の底部４６ａの中心に点接触した状態で弁体４１を付勢しているため、コイルばね４７の付勢力はシール部材４４に対して均一に加わる。このため、シール部材４４とインク供給室３９内の上壁面との密着性が高まり、連通孔４０が確実に弁体４１によって閉鎖される。したがって、弁体４１の閉弁状態において、インク供給室３９内から圧力室３６内へのインクの漏れが確実に遮断されるので、圧力室３６内の圧力が好適に調整され、記録ヘッド２４へのインクの供給圧力が安定する。
【００４１】
このように、プリンタ１１の印刷時には、バルブユニット２３の弁体４１が開閉動作を繰り返すことにより、ノズルから噴射されるインクの量に応じて、適切な量のインクが安定して記録ヘッド２４に供給される。このため、プリンタ１１の印刷品質が向上される。
【００４２】
因みに、コイルばね４７の上端部が弁体４１に対して円弧状に線接触する構成である場合、すなわちコイルばね４７の上端部が環状をなして弁体４１の鍔部４３の下面に接触する構成である場合には、コイルばね４７の組み付け位置が少しでもずれると、弁体４１に対してコイルばね４７の付勢力が偏って作用してしまう。このため、コイルばね４７の付勢力がシール部材４４に対して均一に加わらなくなり、シール部材４４とインク供給室３９内の上壁面との密着性が低下する。この結果、弁体４１の閉弁状態においても連通孔４０が確実に弁体４１によって閉鎖されなくなり、記録ヘッド２４へのインクの供給圧力が不安定になってしまう。
【００４３】
以上、詳述した実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）コイルばね４７は該コイルばね４７を構成する線材の先端が弁体４１に点接触した状態で弁体４１を付勢しているため、コイルばね４７の付勢力をシール部材４４に対して均一に加えることができる。このため、閉弁状態における弁体４１の連通孔４０に対するシール性を向上することができ、記録ヘッド２４へのインクの供給圧力の調整を安定して行うことができる。
【００４４】
（２）コイルばね４７は、弁体４１の重心を通る直線上において該弁体４１に対して点接触しているため、閉弁状態における弁体４１に対してコイルばね４７からの付勢力をバランスよく与えることができる。このため、閉弁状態における弁体４１の連通孔４０に対するシール性をより一層向上することができ、記録ヘッド２４へのインクの供給圧力の調整を精度よく安定して行うことができる。
【００４５】
（３）バルブユニット２３においては、コイルばね４７の突出部４８を付勢凹部４６内に挿入して突出部４８の先端を付勢凹部４６の底部４６ａに当接させることにより、簡単にコイルばね４７を弁体４１に対して点接触した状態にすることできる。
【００４６】
（４）弁体４１の付勢凹部４６は、底部４６ａの中心が最も深く且つ底部４６ａの中心は弁体４１の重心を通る直線（弁体の軸線に一致する）上に位置しているため、コイルばね４７の突出部４８を付勢凹部４６の最奥部まで挿入することで、コイルばね４７を弁体４１に対して最適に点接触した状態に位置決めすることができる。
【００４７】
（５）弁体４１の付勢凹部４６は、底部４６ａに向かうほど内径が小さくなっている。すなわち、弁体４１の付勢凹部４６は、その内面形状が円錐面形状をなしているため、コイルばね４７の突出部４８を付勢凹部４６に挿入する際には、突出部４８の先端を付勢凹部４６の底部４６ａの中心に容易に案内することができる。
【００４８】
（６）コイルばね４７の下端部を構成する支持突出部４９は、保持部材３８の支持凹部５０内に挿入されるとともに、その先端が支持凹部５０内の底面に当接している。このため、コイルばね４７の下端部を位置決め状態で支持することができるので、コイルばね４７が上下方向に対して傾くことを抑制することができる。
【００４９】
（７）通常、弁体４１による連通孔４０のシール性を確保するためには、シール部材４４の径をコイルばね４７の弁体４１に対する接触部分の径よりも大きくする必要がある。この点、本実施形態ではコイルばね４７の弁体４１に対する接触部分の径が線材の径（弁体４１に点接触するコイルばね４７の突出部４８の先端の径）であるため、シール部材４４の径を線材の径にぎりぎりまで近づけることができ、バルブユニット２３の小型化に寄与することができる。
（変更例）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００５０】
・図５に示すように、付勢凹部４６の深さを底部４６ａがシール部材４４よりも上側に位置する程度まで深くするとともに付勢凹部４６の内径を一定にしてもよい。この場合、付勢凹部４６に挿入されるコイルばね４７の突出部４８の長さは、付勢凹部４６の深さとほぼ同じになるように設定する必要がある。このようにすれば、弁体４１とコイルばね４７との相対的な位置決めを効果的に行うことができるとともに、流路形成部材３３に対する弁体４１及びコイルばね４７の組み付け性を向上することができる。
【００５１】
・図６に示すように、コイルばね４７の代わりに、蛇行状に湾曲した線材よりなるばね６０を用いてもよい。さらに、このばね６０を板材で構成してもよい。但し、ばね６０を板材で構成する場合には、少なくとも突出部４８となる部分は先端を弁体４１に対して点接触し得る形状（尖鋭状など）にする必要がある。
【００５２】
・図７に示すように、コイルばね４７の代わりに、蛇行状に屈曲した線材よりなるばね６１を用いてもよい。さらに、このばね６１を板材で構成してもよい。但し、ばね６１を板材で構成する場合には、少なくとも突出部４８となる部分は先端を弁体４１に対して点接触し得る形状（尖鋭状など）にする必要がある。
【００５３】
・弁体４１の付勢凹部４６は省略してもよい。すなわち、コイルばね４７の突出部４８の先端が弁体４１における鍔部４３の下面の中心に点接触する構成であってもよい。
・シール部材４４は、インク供給室３９内の上壁面に連通孔４０を囲うように設けてもよい。
【００５４】
・コイルばね４７の支持突出部４９と支持凹部５０とを省略し、コイルばね４７の下端部を円環状に形成し、保持部材３８の上面に対して円環状に線接触させてもよい。
・付勢凹部４６の内径は、一定であってもよい。
【００５５】
・付勢凹部４６は、内面形状が円錐面形状でなく、角錐面形状であってもよい。
・付勢凹部４６は、その下端の開口から底部４６ａに至る途中までの内径が一定であるとともに、その途中から底部４６ａの中心に向かって円錐面形状または角錐面形状をなすように形成したものであってもよい。
【００５６】
・付勢凹部４６の底部４６ａは、球面状であってもよい。
・支持凹部５０の内面形状を円錐面形状または角錐面形状にしてもよい。このようにすれば、弁体４１の位置精度をより一層向上させることができるので、記録ヘッド２４へのインクの供給圧力をさらに安定させることができる。
【００５７】
・コイルばね４７は、軸方向において径が一定の円筒状にしてもよい。
・上記実施形態において、流体噴射装置を、記録用紙Ｐの搬送方向（前後方向）と交差する方向において記録ヘッド２４が記録用紙Ｐの幅方向（左右方向）の長さに対応した全体形状をなす、いわゆるフルラインタイプ（ラインヘッド方式）のプリンタに具体化してもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、流体噴射装置をインクジェット式プリンタ１１に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の流体（液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体を含む）を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材（画素材料）などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、ゲル（例えば物理ゲル）などの流状体を噴射する流状体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。なお、本明細書において「流体」とは、気体のみからなる流体を含まない概念であり、流体には、例えば液体（無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）等を含む）、液状体、流状体などが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態におけるインクジェット式プリンタの概略平面図。
【図２】実施形態におけるバルブユニットの平面図。
【図３】図２における３−３線矢視断面図。
【図４】実施形態におけるバルブユニットの要部拡大断面図。
【図５】変更例におけるバルブユニットの要部拡大断面図。
【図６】変更例におけるバルブユニットの要部拡大簡略断面図。
【図７】変更例におけるバルブユニットの要部拡大簡略断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１１…流体噴射装置としてのプリンタ、２３…バルブユニット、２４…流体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、３５…可撓性部材としてのフィルム部材、３６…圧力室、４０…流入孔としての連通孔、４１…弁体、４６…凹部としての付勢凹部、４６ａ…付勢凹部の底部、４７…付勢部材としてのコイルばね、４８…突出部、５２…流出孔としての流出路、５４…作動部材としての作動レバー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を流入させるための流入孔及び流体を流出させるための流出孔を有する圧力室と、
閉弁状態となることにより前記流入孔を閉鎖するとともに、開弁状態となることにより前記流入孔を開放する弁体と、
該弁体を常には閉弁状態となる方向に付勢する付勢部材と、
前記圧力室の壁面の一部を構成し、その圧力室内の圧力変動に基づいて変位する可撓性部材と、
該可撓性部材の変位に伴って変位することで、前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を開弁状態となる方向に押圧する作動部材とを備え、
前記付勢部材は、該付勢部材における前記弁体側の端部が前記弁体に対して点接触していることを特徴とするバルブユニット。
【請求項２】
前記付勢部材は、前記弁体の重心を通る直線上において前記弁体に対して点接触していることを特徴とする請求項１に記載のバルブユニット。
【請求項３】
前記付勢部材は前記弁体を付勢する方向に延びる突出部を備えるとともに、前記弁体は前記付勢部材による付勢方向を深さ方向とする凹部を備えており、
前記突出部の先端は前記凹部内の底部に当接していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバルブユニット。
【請求項４】
前記弁体の凹部は、その底部の中心が最も深く且つ前記弁体の重心を通る直線上に位置していることを特徴とする請求項３に記載のバルブユニット。
【請求項５】
前記弁体の凹部は、その内面形状が円錐面形状又は角錐面形状をなしていることを特徴とする請求項４に記載のバルブユニット。
【請求項６】
流体を噴射する流体噴射ヘッドと、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載のバルブユニットとを備えたことを特徴とする流体噴射装置。
【請求項１】
流体を流入させるための流入孔及び流体を流出させるための流出孔を有する圧力室と、
閉弁状態となることにより前記流入孔を閉鎖するとともに、開弁状態となることにより前記流入孔を開放する弁体と、
該弁体を常には閉弁状態となる方向に付勢する付勢部材と、
前記圧力室の壁面の一部を構成し、その圧力室内の圧力変動に基づいて変位する可撓性部材と、
該可撓性部材の変位に伴って変位することで、前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を開弁状態となる方向に押圧する作動部材とを備え、
前記付勢部材は、該付勢部材における前記弁体側の端部が前記弁体に対して点接触していることを特徴とするバルブユニット。
【請求項２】
前記付勢部材は、前記弁体の重心を通る直線上において前記弁体に対して点接触していることを特徴とする請求項１に記載のバルブユニット。
【請求項３】
前記付勢部材は前記弁体を付勢する方向に延びる突出部を備えるとともに、前記弁体は前記付勢部材による付勢方向を深さ方向とする凹部を備えており、
前記突出部の先端は前記凹部内の底部に当接していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバルブユニット。
【請求項４】
前記弁体の凹部は、その底部の中心が最も深く且つ前記弁体の重心を通る直線上に位置していることを特徴とする請求項３に記載のバルブユニット。
【請求項５】
前記弁体の凹部は、その内面形状が円錐面形状又は角錐面形状をなしていることを特徴とする請求項４に記載のバルブユニット。
【請求項６】
流体を噴射する流体噴射ヘッドと、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載のバルブユニットとを備えたことを特徴とする流体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２３８４６５（Ｐ２００８−２３８４６５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７９２９６（Ｐ２００７−７９２９６）
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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