圧力調整弁およびこれを備えた液滴吐出装置
【課題】小型な構成で、開閉動作に伴う圧力変動（脈動）を抑制することができる圧力調整弁およびこれを備えた液滴吐出装置を提供することを課題とする。
【解決手段】圧力調整弁２７において、流入ポート７１に連通する１次室６７と流出ポート８１に連通する２次室６８との連通流路を１次室６７側から開閉する弁体７０を、２次室６８の１の面を構成し弁体７０を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体８４と拮抗しつつ閉弁方向に付勢するマグネット７２を備え、マグネット７２は、同極同士を対面配置され、互いの反発力で弁体７０を付勢する。
【解決手段】圧力調整弁２７において、流入ポート７１に連通する１次室６７と流出ポート８１に連通する２次室６８との連通流路を１次室６７側から開閉する弁体７０を、２次室６８の１の面を構成し弁体７０を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体８４と拮抗しつつ閉弁方向に付勢するマグネット７２を備え、マグネット７２は、同極同士を対面配置され、互いの反発力で弁体７０を付勢する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能液滴吐出ヘッドに供給する機能液の圧力を大気圧基準で調整する圧力調整弁およびこれを備えた液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液滴吐出装置において、機能液タンクに接続した１次室と機能液滴吐出ヘッドに接続した２次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、２次室の１の面を構成すると共に外部に面したダイヤフラム（受圧膜体）によって大気圧基準で開閉動作させ、機能液滴吐出ヘッドに対して機能液を重力供給する、圧力調整弁が知られている（特許文献１参照）。
この圧力調整弁では、１次室と２次室を隔てる隔壁に連通流路が形成され、この連通流路の１次室開口縁部に、１次室側から弁体が離接して連通流路が開閉される。また、弁体には、連通流路を挿通して受圧膜体に当接する軸部が設けられており、この軸部を介して受圧膜体の力が弁体に作用し弁体が開弁される。さらに、１次室には、弁体を２次室側（閉弁方向に）に付勢する弁体付勢ばねが設けられ、コイルばねで構成されたこの弁体付勢ばねのばね力により弁体が閉弁するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０８２５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術において、弁体を開弁状態から閉弁する力は弁体付勢ばねのばね力によるが、弁体が弁座に接近するにしたがって弁体に機能液タンクから水頭が急激に作用する。したがって、弁体を開弁するときには、弁体付勢ばねのばね力および機能液タンクからの水頭に打ち勝つ力が、受圧膜体から加わることになる。このため、弁体を閉弁する直前までは、弁体付勢ばねの所定のばね力が必要になるが、開弁を考慮すると、閉弁状態における弁体付勢ばねのばね力は可能な限り小さい方が好ましい。
しかし、コイルばねで構成された上記の弁体付勢ばねでは、上記のように理想的にばね特性を持たせることは不可能であった。このため、弁体の開閉がソフトに行われず、所定の圧力に減圧は可能であっても圧力の変動幅（脈動）が大きくなってしまう問題があった。また、１次室にコイルばねを配置するため、１次室の厚みが増し、圧力調整弁が大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、小型な構成で、開閉動作に伴う圧力変動（脈動）を抑制することができる圧力調整弁およびこれを備えた液滴吐出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の圧力調整弁は、隔壁を隔ててバルブハウジング内に形成され、流入ポートに連通する１次室および流出ポートに連通する２次室と、隔壁に貫通形成され、１次室と２次室とを連通する連通流路と、連通流路を形成した隔壁の１次室側開口縁部を弁座として、連通流路を１次室側から開閉する弁体と、２次室の１の面を構成すると共に弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体と、受圧膜体と拮抗しつつ弁体を閉弁方向に付勢するマグネットと、を備え、マグネットは、隔壁に対向する１次室の１の壁面に取り付けた固定側マグネットピースと、弁体の背面に取り付けた可動側マグネットピースとから成り、固定側マグネットピースおよび可動側マグネットピースは、同極同士を対面配置して構成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、マグネットにより、弁体を閉弁方向に付勢するようにしているため、弁体が弁座に接近するに従って、弁体に作用する付勢力が急激に減少する（マグネットの反発力が距離の２乗に反比例する）。一方、１次室側の水頭により弁体に作用する力は、弁体が弁座に接近するに従って急激に増加する。このため、受圧膜体による弁体を閉弁状態から開弁させる力は、略弁体に作用する水頭のみとなる。したがって、２次室の圧力に応じて、弁体を円滑且つソフトに開閉させることができ、弁体の開閉動作に伴う圧力変動（脈動）を抑制することができる。また、弁体を付勢するマグネットは、同極同士を対面配置した固定側マグネットピースおよび可動側マグネットピースから成り、且つ接近して配置されるため、設置スペースが小さくて済み、全体を小型化することができる。
【０００８】
この場合、固定側マグネットピースは、平板状に形成され、上記の１次室の１の壁面に形成した浅溝に埋め込まれていることが、好ましい。
【０００９】
この構成によれば、固定側マグネットピースを上記の１次室の１の壁面に強固に固定することができると共に、開弁に伴って１次室内を流れる液体の流路抵抗となることがない。また、固定側マグネットピースが平板状に形成されているため、可動側マグネットピースとの反発力を発生させる面積を広く取ることができ、安定した圧力で弁体を付勢することができる。
【００１０】
これらの場合、可動側マグネットピースは、シート状に形成されていることが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、可動側マグネットピースの弁体への取り付けが容易になると共に、可動側マグネットピースを含む弁体部分の大きさおよび重量の増加を抑制することができる。
【００１２】
上記の圧力調整弁において、弁体は、１次室に配設され弁座に対し直接開閉動作する弁体本体と、弁体本体を保持する断面「Ｔ」字状の保持部、および保持部から同軸上に連通流路を挿通して延び受圧膜体に当接する作動軸部から成る弁ホルダと、を有し、可動側マグネットピースは、保持部の背面に取り付けられていることが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、弁体を、正面側からの受圧膜体による力と、背面側からのマグネットによる力と、を拮抗させるようにして開閉動作させることができる。これにより、弁体は、開閉動作において傾くことなく平行移動するため、弁体を円滑且つ適切に開閉動作させることができる。
【００１４】
この場合、流入ポートを介して機能液供給手段から供給された機能液を、圧力調整し、流出ポートを介してインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに供給することが、好ましい。
【００１５】
この構成によれば、流入ポートを介して機能液供給手段から供給された機能液を、安定した一定の供給圧力で、流出ポートを介してインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに、供給することができる。
【００１６】
本発明の液滴吐出装置は、上記の圧力調整弁と、機能液供給手段と、機能液滴吐出ヘッドと、を備え、ワークに対し機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、ワーク上に機能液を吐出して描画を行なうことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、機能液供給手段から供給された機能液を、圧力調整弁により安定した一定の供給圧力で機能液滴吐出ヘッドに供給することができるため、精度良くワーク上に機能液を吐出して描画を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る液滴吐出装置の斜視図である。
【図２】液滴吐出装置に搭載されたキャリッジユニット（ヘッドユニット）の斜視図（ａ）および機能液滴吐出ヘッドを搭載したヘッドユニットを模式的に表した平面図（ｂ）である。
【図３】機能液滴吐出ヘッドの表裏外観斜視図である。
【図４】機能液供給ユニットを模式的に示した系統図である。
【図５】キャリッジユニットに搭載された圧力調整弁の外観側面図である。
【図６】圧力調整弁の流入口側の縦断面図（ａ）および流出口側の縦断面図（ｂ）である。
【図７】圧力調整弁内の弁体およびマグネット廻りの拡大縦断面図（ａ）およびその変形例の拡大縦断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る圧力調整弁を備えた液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、有機ＥＬ装置の各画素となる発光層やカラーフィルタのフィルタエレメント等を形成するものである。
【００２０】
図１に示すように、液滴吐出装置１は、石定盤に支持されたＸ軸支持ベース１２ａ上に配設され、主走査方向となるＸ軸方向に延在してワークをＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル１２と、複数本の支柱１１を介してＸ軸テーブル１２を跨ぐように架け渡された１対のＹ軸支持ベース１３ａ上に配設され、副走査方向となるＹ軸方向に延在するＹ軸テーブル１３と、Ｙ軸テーブル１３に移動自在に吊設され、複数（１２個）の機能液滴吐出ヘッド２５が搭載された１３個のキャリッジユニット１４と、から構成されている。さらに、液滴吐出装置１は、これらの装置を、温度および湿度が管理された雰囲気内に収容するチャンバー１５と、チャンバー１５を貫通して機能液滴吐出ヘッド２５に機能液を供給する機能液供給ユニット１６（機能液供給手段）と、を備えており、チャンバー１５の側壁の一部には、機能液供給ユニット１６の主要部を為すメインタンク４０等を収納するタンクキャビネット５０が設けられている。この液滴吐出装置１は、制御装置１７により装置全体が統括制御され、Ｘ軸テーブル１２およびＹ軸テーブル１３の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド２５を吐出駆動させることにより、機能液供給ユニット１６から供給された６色の機能液滴を吐出させ、ワークに所定の描画パターンが描画される。
【００２１】
また、液滴吐出装置１は、フラッシングユニット２１、吸引ユニット２２、ワイピングユニット２３、吐出性能検査ユニット２４から成るメンテナンス装置１８を備えており、これらユニットを機能液滴吐出ヘッド２５の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド２５の機能維持・機能回復を図るようになっている。本実施形態の液滴吐出装置１では、Ｘ軸テーブル１２とＹ軸テーブル１３とが交わる部分にキャリッジユニット１４を臨ませてワークの描画を行い、Ｙ軸テーブル１３とメンテナンス装置１８（吸引ユニット２２、ワイピングユニット２３）が交わる部分にキャリッジユニット１４を臨ませて、機能液滴吐出ヘッド２５の機能維持・機能回復を行う。
【００２２】
図２に示すように、各キャリッジユニット１４は、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｃ・Ｍ・Ｙの６色、各２個（計１２個）の機能液滴吐出ヘッド２５と、１２個の機能液滴吐出ヘッド２５を６個ずつ２群に分けて支持するヘッドプレート２６と、機能液滴吐出ヘッド２５に機能液を大気圧基準で供給する圧力調整弁２７と、を有するヘッドユニット１９を備えている。各キャリッジユニット１４は、一対のＹ軸支持ベース１３ａに掛け渡されたブリッジプレート１３ｂに吊設されている（図１参照）。各キャリッジユニット１４は、ブリッジプレート１３ｂ上に配設されたサブタンク４１から自然水頭を利用し、かつ圧力調整弁２７を介して各機能液滴吐出ヘッド２５に機能液が供給されるようになっている（図４参照）。なお、キャリッジユニット１４の個数および各キャリッジユニット１４に搭載される機能液滴吐出ヘッド２５の個数は任意である。
【００２３】
図３に示すように、機能液滴吐出ヘッド２５は、いわゆる２連のインクジェットヘッドであり、２連の接続針３４を有する機能液導入部３１と、機能液導入部３１の側方に連なる２連のヘッド基板３２と、ヘッド基板３２の下方に連なる２連のポンプ部３３と、ポンプ部３３に連なるノズルプレート３５と、を備えている。機能液導入部３１には、後述する２本の２次側チューブ４３ｂが接続され、ノズルプレート３５のノズル面ＮＦには、２列のノズル列ＮＬが相互に平行に列設されており、各ノズル列ＮＬは、等ピッチで並べた１８０個の吐出ノズル３６で構成されている。ヘッド基板３２は、フレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介して上記の制御装置１７が接続されており、制御装置１７から出力された駆動波形が各ポンプ部３３（の圧電素子）に印加されることで、各吐出ノズル３６から機能液が吐出される。
【００２４】
図１および図４に示すように、機能液供給ユニット１６は、チャンバー１５に併設のタンクキャビネット５０に収容された６個（６色）のメインタンク４０と、各ブリッジプレート１３ｂ上に配設された複数（１３個）のサブタンク４１と、メインタンク４０と複数のサブタンク４１とを接続するタンク側チューブ４２と、各サブタンク４１と各機能液滴吐出ヘッド２５を接続する複数のヘッド側チューブ４３と、を備えている。各ヘッド側チューブ４３には、機能液滴吐出ヘッド２５と共にキャリッジユニット１４に搭載された圧力調整弁２７が介設されており、ヘッド側チューブ４３は、サブタンク４１と圧力調整弁２７とを接続する１次側チューブ４３ａと、圧力調整弁２７と機能液滴吐出ヘッド２５とを接続する２次側チューブ４３ｂと、を有している。
【００２５】
メインタンク４０から送液された機能液は、タンク側チューブ４２を通って各サブタンク４１に貯留される。各サブタンク４１の機能液は、各機能液滴吐出ヘッド２５の駆動に応じ、ヘッド側チューブ４３および圧力調整弁２７を介して、機能液滴吐出ヘッド２５に自然水頭で供給される。一方、キャリッジユニット１４（ヘッドユニット１９）を交換する場合には、１次側チューブ４３ａに介設された開閉バルブ４３ｃを閉弁した後、１次側チューブ４３ａを圧力調整弁２７から接続を解除（離脱）し、この状態で交換が行われる。
【００２６】
図１に示すように、フラッシングユニット２１は、一対の描画前フラッシングユニット２１ａと、定期フラッシングユニット２１ｂと、を有し、描画処理直前や、ワークの載換え時等の描画処理休止時に行われる、機能液滴吐出ヘッド２５の捨て吐出を受ける。吸引ユニット２２は、１３台のキャップユニット４４を有し、各機能液滴吐出ヘッド２５の吐出ノズル３６から機能液を強制的に吸引すると共に、キャッピングを行う。ワイピングユニット２３は、吸引後の機能液滴吐出ヘッド２５のノズル面ＮＦを拭取る。吐出性能検査ユニット２４は、機能液滴吐出ヘッド２５の吐出の有無および飛行曲りを検査する。
【００２７】
次に、図５ないし図７を参照して、圧力調整弁２７について説明する。圧力調整弁２７は、主要部を成す調整弁本体６０と、調整弁本体６０の流入側に差込み接合した流入コネクター６１と、調整弁本体６０の流出側に差込み接合した流出コネクター６２と、を備えている。そして、流入コネクター６１には、サブタンク４１に連なる１次側チューブ４３ａが接続され、他方、流出コネクター６２には、機能液滴吐出ヘッド２５に連なる２次側チューブ４３ｂが接続されている。
【００２８】
調整弁本体６０は、略円板状で、かつ前面および後面の中央部が凹型形成されたバルブハウジング６４と、バルブハウジング６４と共に１次室６７を画成する蓋体６５と、バルブハウジング６４に受圧膜体８４（ダイヤフラム）を固定することでバルブハウジング６４と共に２次室６８を画成するドーナツ状の膜体押え部材６６と、で構成されており、バルブハウジング６４の中心部には、１次室６７および２次室６８を連通する調整弁連通流路６９が形成されている。なお、バルブハウジング６４、蓋体６５および膜体押え部材６６は、ステンレス等の耐食性材料で形成されている。
【００２９】
蓋体６５および膜体押え部材６６は、円形の受圧膜体８４の中心を通る軸線と同心円となる外形を有しており、バルブハウジング６４を前後方向から挟み込むようにネジ止めされている。また、蓋体６５および膜体押え部材６６は、バルブハウジング６４に対し、各々シールリングＳを挟み込んで相互に固定され、１次室６７および２次室６８を液密に構成している。
【００３０】
１次室６７は、受圧膜体８４と同心となる略円柱形状に形成され、１次室６７の上部には、１次室６７から径方向斜めに延びる流入ポート７１が形成されている。また、１次室６７の中心部には、調整弁連通流路６９が開口している。そして、調整弁連通流路６９の１次室６７側には、調整弁連通流路６９の開口周縁部を弁座として、調整弁連通流路６９を開閉する弁体７０が臨んでいる。また、弁体７０は、これと蓋体６５との間に同極同士を対面配置された固定側マグネットピース７２ａおよび可動側マグネットピース７２ｂで構成されたマグネット７２によって、閉弁方向（２次室６８側）に付勢されている。
【００３１】
図６（ａ）に示すように、流入ポート７１は、流入コネクター６１が差込み接合される流入接合受け部７３と、流入接合受け部７３に連なるフィルター７５を収容するフィルター収容部７４と、フィルター収容部７４と１次室６７とを連通する流入流路部７６と、から構成されている。流入接合受け部７３には、流入コネクター６１の流入接続口部６１ａが差し込み接合される。フィルター収容部７４には、フィルター７５が、流入コネクター６１との間に介設した押えばね７７に付勢された状態で収容されている。
【００３２】
２次室６８は、受圧膜体８４が膜体押え部材６６によりバルブハウジング６４に取り付けられ、バルブハウジング６４に凹型形成した内面壁６８ａと受圧膜体８４とによって、全体として受圧膜体８４を底面とする円錐台形状に形成されている。すなわち、内面壁６８ａは、テーパー部位６８ｂを有する有底すり鉢状に形成されている。また、２次室６８の下部には、２次室６８から真下に延びる流出ポート８１（の流出流路部８６）が、テーパー部位６８ｂに開口している（いずれも図６（ｂ）参照）。また、２次室６８の中心部には、上記した調整弁連通流路６９が開口しており、調整弁連通流路６９の２次室６８側の周縁部と受圧膜体８４との間には、受圧膜体８４を前方向に向かって付勢する膜体付勢ばね８２が介設されている。
【００３３】
図５に示すように、バルブハウジング６４の前面周縁部であるリング状端面９１には、断面矩形の環状溝９２が形成され、環状溝９２には、リング状端面９１と受圧膜体８４との間をシールする上記のシールリングＳが装着されている。
【００３４】
受圧膜体８４（ダイヤフラム）は、樹脂フィルムで構成した膜体本体８４ａと、膜体本体８４ａの中央部に接着した樹脂製の受圧板８４ｂとで構成されている。受圧板８４ｂは、膜体本体８４ａと同心の円板状に、且つ膜体本体８４ａに対し十分に小さい径に形成されており、その中央に上記の弁体７０が離接するようになっている。
【００３５】
図６および図７に示すように、弁体７０は弾性材で構成され、弁の機能を奏するリング状の弁体本体１０１と、弁体本体１０１を保持する弁ホルダ１０２と、を備えている（詳細は、後述する）。弁体本体１０１は、弁座となる調整弁連通流路６９の１次室６７側の開口周縁部に離接することで調整弁連通流路６９を開閉する。また、弁ホルダ１０２の先端部は、調整弁連通流路６９を挿通して延在しており、この先端部が上記の受圧板８４ｂに当接し開閉動作するようになっている。
【００３６】
図６（ｂ）に示すように、流出ポート８１は、流入ポート７１と同様の形態を有しており、流出コネクター６２が差込み接合される流出接合受け部８５と、流出接合受け部８５と２次室６８とを連通する流出流路部８６と、から構成されている。流出接合受け部８５には、流出コネクター６２の流出接続口部６２ａが差し込み接合される。なお、流入ポート７１および流出ポート８１は、機能液の流れ方向とフィルター７５の有無とにおいて異なるが、接合部分の基本形態は同一である。
【００３７】
この圧力調整弁２７では、機能液の吐出等により２次室６８の圧力が低くなると、受圧膜体８４が後方（内側）に変形し、受圧板８４ｂが弁体７０を後方に押して開弁し、１次室６７から２次室６８に機能液が流入する。機能液の流入が進み２次室６８の圧力が高まると、受圧膜体８４が前方（外側）に変形し、弁体７０が閉弁する。すなわち、圧力調整弁２７は、大気圧と２次室６８の内部圧力とのバランスにより受圧膜体８４が変形することで調整弁連通流路６９を開閉する。
【００３８】
次に、図７（ａ）を参照して、弁体７０およびマグネット７２廻りの構造について詳しく説明する。上記したように、弁体７０は、弁体本体１０１および弁体本体１０１を保持する弁ホルダ１０２から構成されている。弁体本体１０１は、断面円形のリング形状を有しており、いわゆるＯリングで構成されている。この場合の弁体本体１０１は、耐薬品性のＯリング（パーフルオロゴム）で構成されており、通常に用いられるシリコンゴム製のＯリングに比して硬質なものとなっている。そして、弁ホルダ１０２に装着した弁体本体１０１の前端部分が、弁座に離接して弁の機能を奏するようになっている。
【００３９】
弁ホルダ１０２は、断面略「Ｔ」字状に形成され、１次室６７内で弁体本体１０１を保持する保持部１０３と、保持部１０３の中心から２次室６８側に延設された作動軸部１０４と、で構成されている。保持部１０３は、１次室６７側から可動側マグネットピース７２ｂが接着される厚肉円板状のベース部１０５と、ベース部１０５に連なり、弁体本体１０１が着座する着座部１０６と、着座部１０６に連なり、弁体本体１０１を抜止め状態に保持する抜止め部１０７とで一体に形成されている。そして、弁体本体１０１は、作動軸部１０４側から抜止め部１０７を乗り越えて着座部１０６から抜止め部１０７に至る部分に装着されている。また、作動軸部１０４は、上記の調整弁連通流路６９に挿通して、その先端が受圧板８４ｂまで達している。
【００４０】
弁体７０と蓋体６５との間に介設されたマグネット７２は、蓋体６５の１次室６７側壁面に取り付けられた固定側マグネットピース７２ａと、これに対面して弁体７０側に取り付けられた可動側マグネットピース７２ｂとで構成されている。固定側マグネットピース７２ａは、例えば平板状に形成され、蓋体６５の１次室６７側壁面に形成された浅溝に嵌合するように、すなわち表面が蓋体６５の内面と面一となるように蓋体６５に埋め込まれている。可動側マグネットピース７２ｂは、例えばシート状に形成され、弁体７０のベース部１０５の背面（１次室６７側）に接着されている。なお、固定側マグネットピース７２ａと可動側マグネットピース７２ｂは同極同士を対面させ、互いの反発力で可動側マグネットピース７２ｂが２次室６８側に押され、弁体７０を閉弁方向（２次室６８側）に付勢するようになっている。
【００４１】
なお、マグネット７２（永久磁石）は、金属系（アルニコ系）、酸化物系（フェライト系）、希土類系、合金系のいずれであってもよい。また、図７（ｂ）の変形例に示すように、弁体７０の直進性を担保すべくガイドを設けるようにしてもよい。すなわち、固定側マグネットピース７２ａの外側に位置して、蓋体６５の内面に一対のガイドピン２０１を突設すると共に、弁体７０のベース部１０５の開閉弁方向略中央に、これよりも太径円板状のガイド受部２０２を設け、各ガイドピン２０１が挿通する一対のガイド孔２０３を形成する。これにより、開閉動作する弁体７０が横ブレすることなく、直進性をもって適切に開閉動作する。
【００４２】
次に、圧力調整弁２７の動作について説明する。機能液の吐出等により２次室６８内の機能液が減少し２次室６８が大気に対して負圧になると、受圧膜体８４が後方（内側）に変形し、受圧板８４ｂが、当接している弁体７０の作動軸部１０４を後方に押し始める。この受圧板８４ｂが弁体７０を開弁方向に押す力が、弁体７０に閉弁方向に作用するマグネット７２の付勢力と１次室６７側から作用するサブタンク４１の水頭に対して優勢になると、弁体７０が１次室６７方向に移動し、開弁する。開通された調整弁連通流路６９を通して１次室６７から２次室６８に機能液の流入が進み２次室６８の圧力が高まると、受圧膜体８４が前方（外側）に変形する。受圧板８４ｂが弁体７０を開弁方向に押す力に対して、マグネット７２の付勢力とサブタンク４１の水頭が優勢になると、弁体７０が２次室６８方向に移動し、閉弁する（図７（ａ）参照）。圧力調整弁２７は、上記の繰り返しにより弁体７０を開閉弁させ、２次室６８の内部圧力を調整している。
【００４３】
ところで、固定側マグネットピース７２ａと可動側マグネットピース７２ｂの反発力は、クローンの法則により両者の距離の２乗に反比例するため、両者が接近する開弁状態では、互いの反発力は非常に大きく弁体７０に作用する付勢力が最も強くなる。一方、弁体７０が閉弁していくにつれて固定側マグネットピース７２ａと可動側マグネットピース７２ｂが遠のき、弁体７０に作用する付勢力が急激に減少する。このとき、弁体７０が弁座に接近するにつれて、弁体７０に１次室６７側から作用するサブタンク４１の水頭が急激に増加する。
【００４４】
このように、開弁状態から閉弁直前までは、主にマグネット７２による付勢力が弁体７０に働き、閉弁状態においては、略サブタンク４１の水頭のみが弁体７０に作用するようになっている。よって、閉弁状態から開弁するのに必要な圧力、すなわち受圧板８４ｂが弁体７０を開弁方向に押す力は、略サブタンク４１の水頭と等しい力のみとなる。すなわち、不要な２次室６８の内部圧力の低下を防ぐことができ、２次室６８の圧力に応じて、弁体７０の開閉動作を円滑且つソフトに行うことができる。
【００４５】
以上のように圧力調整弁２７は、マグネット７２によって弁体７０を閉弁方向に付勢する構造から、上記の理由により、弁体７０の開閉動作に伴った圧力変動（脈動）を抑制することができる。よって、弁体７０の開閉動作が、２次室６８側から機能液滴吐出ヘッド２５への機能液供給に何ら影響を及ぼさず、安定した一定の圧力で機能液を供給することができる。すなわち、機能液滴吐出ヘッドのワークに対する描画動作も精度良いものになる。
【００４６】
またマグネット７２は、固定側マグネットピース７２ａおよび可動側マグネットピース７２ｂとで構成され、且つ接近して配置されるため、１次室６７を小型に構成することができ、圧力調整弁２７全体を小型化することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１：液滴吐出装置 １４：キャリッジユニット １６：機能液供給ユニット ２５：機能液滴吐出ヘッド ２７：圧力調整弁 ４１：サブタンク ６４：バルブハウジング ６７：１次室 ６８：２次室 ６９：調整弁連通流路 ７０：弁体 １０１：弁体本体 １０２：弁ホルダ ７２：マグネット ７２ａ：固定側マグネットピース ７２ｂ：可動側マグネットピース ８４：受圧膜体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能液滴吐出ヘッドに供給する機能液の圧力を大気圧基準で調整する圧力調整弁およびこれを備えた液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液滴吐出装置において、機能液タンクに接続した１次室と機能液滴吐出ヘッドに接続した２次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、２次室の１の面を構成すると共に外部に面したダイヤフラム（受圧膜体）によって大気圧基準で開閉動作させ、機能液滴吐出ヘッドに対して機能液を重力供給する、圧力調整弁が知られている（特許文献１参照）。
この圧力調整弁では、１次室と２次室を隔てる隔壁に連通流路が形成され、この連通流路の１次室開口縁部に、１次室側から弁体が離接して連通流路が開閉される。また、弁体には、連通流路を挿通して受圧膜体に当接する軸部が設けられており、この軸部を介して受圧膜体の力が弁体に作用し弁体が開弁される。さらに、１次室には、弁体を２次室側（閉弁方向に）に付勢する弁体付勢ばねが設けられ、コイルばねで構成されたこの弁体付勢ばねのばね力により弁体が閉弁するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０８２５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術において、弁体を開弁状態から閉弁する力は弁体付勢ばねのばね力によるが、弁体が弁座に接近するにしたがって弁体に機能液タンクから水頭が急激に作用する。したがって、弁体を開弁するときには、弁体付勢ばねのばね力および機能液タンクからの水頭に打ち勝つ力が、受圧膜体から加わることになる。このため、弁体を閉弁する直前までは、弁体付勢ばねの所定のばね力が必要になるが、開弁を考慮すると、閉弁状態における弁体付勢ばねのばね力は可能な限り小さい方が好ましい。
しかし、コイルばねで構成された上記の弁体付勢ばねでは、上記のように理想的にばね特性を持たせることは不可能であった。このため、弁体の開閉がソフトに行われず、所定の圧力に減圧は可能であっても圧力の変動幅（脈動）が大きくなってしまう問題があった。また、１次室にコイルばねを配置するため、１次室の厚みが増し、圧力調整弁が大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、小型な構成で、開閉動作に伴う圧力変動（脈動）を抑制することができる圧力調整弁およびこれを備えた液滴吐出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の圧力調整弁は、隔壁を隔ててバルブハウジング内に形成され、流入ポートに連通する１次室および流出ポートに連通する２次室と、隔壁に貫通形成され、１次室と２次室とを連通する連通流路と、連通流路を形成した隔壁の１次室側開口縁部を弁座として、連通流路を１次室側から開閉する弁体と、２次室の１の面を構成すると共に弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体と、受圧膜体と拮抗しつつ弁体を閉弁方向に付勢するマグネットと、を備え、マグネットは、隔壁に対向する１次室の１の壁面に取り付けた固定側マグネットピースと、弁体の背面に取り付けた可動側マグネットピースとから成り、固定側マグネットピースおよび可動側マグネットピースは、同極同士を対面配置して構成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、マグネットにより、弁体を閉弁方向に付勢するようにしているため、弁体が弁座に接近するに従って、弁体に作用する付勢力が急激に減少する（マグネットの反発力が距離の２乗に反比例する）。一方、１次室側の水頭により弁体に作用する力は、弁体が弁座に接近するに従って急激に増加する。このため、受圧膜体による弁体を閉弁状態から開弁させる力は、略弁体に作用する水頭のみとなる。したがって、２次室の圧力に応じて、弁体を円滑且つソフトに開閉させることができ、弁体の開閉動作に伴う圧力変動（脈動）を抑制することができる。また、弁体を付勢するマグネットは、同極同士を対面配置した固定側マグネットピースおよび可動側マグネットピースから成り、且つ接近して配置されるため、設置スペースが小さくて済み、全体を小型化することができる。
【０００８】
この場合、固定側マグネットピースは、平板状に形成され、上記の１次室の１の壁面に形成した浅溝に埋め込まれていることが、好ましい。
【０００９】
この構成によれば、固定側マグネットピースを上記の１次室の１の壁面に強固に固定することができると共に、開弁に伴って１次室内を流れる液体の流路抵抗となることがない。また、固定側マグネットピースが平板状に形成されているため、可動側マグネットピースとの反発力を発生させる面積を広く取ることができ、安定した圧力で弁体を付勢することができる。
【００１０】
これらの場合、可動側マグネットピースは、シート状に形成されていることが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、可動側マグネットピースの弁体への取り付けが容易になると共に、可動側マグネットピースを含む弁体部分の大きさおよび重量の増加を抑制することができる。
【００１２】
上記の圧力調整弁において、弁体は、１次室に配設され弁座に対し直接開閉動作する弁体本体と、弁体本体を保持する断面「Ｔ」字状の保持部、および保持部から同軸上に連通流路を挿通して延び受圧膜体に当接する作動軸部から成る弁ホルダと、を有し、可動側マグネットピースは、保持部の背面に取り付けられていることが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、弁体を、正面側からの受圧膜体による力と、背面側からのマグネットによる力と、を拮抗させるようにして開閉動作させることができる。これにより、弁体は、開閉動作において傾くことなく平行移動するため、弁体を円滑且つ適切に開閉動作させることができる。
【００１４】
この場合、流入ポートを介して機能液供給手段から供給された機能液を、圧力調整し、流出ポートを介してインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに供給することが、好ましい。
【００１５】
この構成によれば、流入ポートを介して機能液供給手段から供給された機能液を、安定した一定の供給圧力で、流出ポートを介してインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに、供給することができる。
【００１６】
本発明の液滴吐出装置は、上記の圧力調整弁と、機能液供給手段と、機能液滴吐出ヘッドと、を備え、ワークに対し機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、ワーク上に機能液を吐出して描画を行なうことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、機能液供給手段から供給された機能液を、圧力調整弁により安定した一定の供給圧力で機能液滴吐出ヘッドに供給することができるため、精度良くワーク上に機能液を吐出して描画を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る液滴吐出装置の斜視図である。
【図２】液滴吐出装置に搭載されたキャリッジユニット（ヘッドユニット）の斜視図（ａ）および機能液滴吐出ヘッドを搭載したヘッドユニットを模式的に表した平面図（ｂ）である。
【図３】機能液滴吐出ヘッドの表裏外観斜視図である。
【図４】機能液供給ユニットを模式的に示した系統図である。
【図５】キャリッジユニットに搭載された圧力調整弁の外観側面図である。
【図６】圧力調整弁の流入口側の縦断面図（ａ）および流出口側の縦断面図（ｂ）である。
【図７】圧力調整弁内の弁体およびマグネット廻りの拡大縦断面図（ａ）およびその変形例の拡大縦断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る圧力調整弁を備えた液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、有機ＥＬ装置の各画素となる発光層やカラーフィルタのフィルタエレメント等を形成するものである。
【００２０】
図１に示すように、液滴吐出装置１は、石定盤に支持されたＸ軸支持ベース１２ａ上に配設され、主走査方向となるＸ軸方向に延在してワークをＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル１２と、複数本の支柱１１を介してＸ軸テーブル１２を跨ぐように架け渡された１対のＹ軸支持ベース１３ａ上に配設され、副走査方向となるＹ軸方向に延在するＹ軸テーブル１３と、Ｙ軸テーブル１３に移動自在に吊設され、複数（１２個）の機能液滴吐出ヘッド２５が搭載された１３個のキャリッジユニット１４と、から構成されている。さらに、液滴吐出装置１は、これらの装置を、温度および湿度が管理された雰囲気内に収容するチャンバー１５と、チャンバー１５を貫通して機能液滴吐出ヘッド２５に機能液を供給する機能液供給ユニット１６（機能液供給手段）と、を備えており、チャンバー１５の側壁の一部には、機能液供給ユニット１６の主要部を為すメインタンク４０等を収納するタンクキャビネット５０が設けられている。この液滴吐出装置１は、制御装置１７により装置全体が統括制御され、Ｘ軸テーブル１２およびＹ軸テーブル１３の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド２５を吐出駆動させることにより、機能液供給ユニット１６から供給された６色の機能液滴を吐出させ、ワークに所定の描画パターンが描画される。
【００２１】
また、液滴吐出装置１は、フラッシングユニット２１、吸引ユニット２２、ワイピングユニット２３、吐出性能検査ユニット２４から成るメンテナンス装置１８を備えており、これらユニットを機能液滴吐出ヘッド２５の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド２５の機能維持・機能回復を図るようになっている。本実施形態の液滴吐出装置１では、Ｘ軸テーブル１２とＹ軸テーブル１３とが交わる部分にキャリッジユニット１４を臨ませてワークの描画を行い、Ｙ軸テーブル１３とメンテナンス装置１８（吸引ユニット２２、ワイピングユニット２３）が交わる部分にキャリッジユニット１４を臨ませて、機能液滴吐出ヘッド２５の機能維持・機能回復を行う。
【００２２】
図２に示すように、各キャリッジユニット１４は、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｃ・Ｍ・Ｙの６色、各２個（計１２個）の機能液滴吐出ヘッド２５と、１２個の機能液滴吐出ヘッド２５を６個ずつ２群に分けて支持するヘッドプレート２６と、機能液滴吐出ヘッド２５に機能液を大気圧基準で供給する圧力調整弁２７と、を有するヘッドユニット１９を備えている。各キャリッジユニット１４は、一対のＹ軸支持ベース１３ａに掛け渡されたブリッジプレート１３ｂに吊設されている（図１参照）。各キャリッジユニット１４は、ブリッジプレート１３ｂ上に配設されたサブタンク４１から自然水頭を利用し、かつ圧力調整弁２７を介して各機能液滴吐出ヘッド２５に機能液が供給されるようになっている（図４参照）。なお、キャリッジユニット１４の個数および各キャリッジユニット１４に搭載される機能液滴吐出ヘッド２５の個数は任意である。
【００２３】
図３に示すように、機能液滴吐出ヘッド２５は、いわゆる２連のインクジェットヘッドであり、２連の接続針３４を有する機能液導入部３１と、機能液導入部３１の側方に連なる２連のヘッド基板３２と、ヘッド基板３２の下方に連なる２連のポンプ部３３と、ポンプ部３３に連なるノズルプレート３５と、を備えている。機能液導入部３１には、後述する２本の２次側チューブ４３ｂが接続され、ノズルプレート３５のノズル面ＮＦには、２列のノズル列ＮＬが相互に平行に列設されており、各ノズル列ＮＬは、等ピッチで並べた１８０個の吐出ノズル３６で構成されている。ヘッド基板３２は、フレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介して上記の制御装置１７が接続されており、制御装置１７から出力された駆動波形が各ポンプ部３３（の圧電素子）に印加されることで、各吐出ノズル３６から機能液が吐出される。
【００２４】
図１および図４に示すように、機能液供給ユニット１６は、チャンバー１５に併設のタンクキャビネット５０に収容された６個（６色）のメインタンク４０と、各ブリッジプレート１３ｂ上に配設された複数（１３個）のサブタンク４１と、メインタンク４０と複数のサブタンク４１とを接続するタンク側チューブ４２と、各サブタンク４１と各機能液滴吐出ヘッド２５を接続する複数のヘッド側チューブ４３と、を備えている。各ヘッド側チューブ４３には、機能液滴吐出ヘッド２５と共にキャリッジユニット１４に搭載された圧力調整弁２７が介設されており、ヘッド側チューブ４３は、サブタンク４１と圧力調整弁２７とを接続する１次側チューブ４３ａと、圧力調整弁２７と機能液滴吐出ヘッド２５とを接続する２次側チューブ４３ｂと、を有している。
【００２５】
メインタンク４０から送液された機能液は、タンク側チューブ４２を通って各サブタンク４１に貯留される。各サブタンク４１の機能液は、各機能液滴吐出ヘッド２５の駆動に応じ、ヘッド側チューブ４３および圧力調整弁２７を介して、機能液滴吐出ヘッド２５に自然水頭で供給される。一方、キャリッジユニット１４（ヘッドユニット１９）を交換する場合には、１次側チューブ４３ａに介設された開閉バルブ４３ｃを閉弁した後、１次側チューブ４３ａを圧力調整弁２７から接続を解除（離脱）し、この状態で交換が行われる。
【００２６】
図１に示すように、フラッシングユニット２１は、一対の描画前フラッシングユニット２１ａと、定期フラッシングユニット２１ｂと、を有し、描画処理直前や、ワークの載換え時等の描画処理休止時に行われる、機能液滴吐出ヘッド２５の捨て吐出を受ける。吸引ユニット２２は、１３台のキャップユニット４４を有し、各機能液滴吐出ヘッド２５の吐出ノズル３６から機能液を強制的に吸引すると共に、キャッピングを行う。ワイピングユニット２３は、吸引後の機能液滴吐出ヘッド２５のノズル面ＮＦを拭取る。吐出性能検査ユニット２４は、機能液滴吐出ヘッド２５の吐出の有無および飛行曲りを検査する。
【００２７】
次に、図５ないし図７を参照して、圧力調整弁２７について説明する。圧力調整弁２７は、主要部を成す調整弁本体６０と、調整弁本体６０の流入側に差込み接合した流入コネクター６１と、調整弁本体６０の流出側に差込み接合した流出コネクター６２と、を備えている。そして、流入コネクター６１には、サブタンク４１に連なる１次側チューブ４３ａが接続され、他方、流出コネクター６２には、機能液滴吐出ヘッド２５に連なる２次側チューブ４３ｂが接続されている。
【００２８】
調整弁本体６０は、略円板状で、かつ前面および後面の中央部が凹型形成されたバルブハウジング６４と、バルブハウジング６４と共に１次室６７を画成する蓋体６５と、バルブハウジング６４に受圧膜体８４（ダイヤフラム）を固定することでバルブハウジング６４と共に２次室６８を画成するドーナツ状の膜体押え部材６６と、で構成されており、バルブハウジング６４の中心部には、１次室６７および２次室６８を連通する調整弁連通流路６９が形成されている。なお、バルブハウジング６４、蓋体６５および膜体押え部材６６は、ステンレス等の耐食性材料で形成されている。
【００２９】
蓋体６５および膜体押え部材６６は、円形の受圧膜体８４の中心を通る軸線と同心円となる外形を有しており、バルブハウジング６４を前後方向から挟み込むようにネジ止めされている。また、蓋体６５および膜体押え部材６６は、バルブハウジング６４に対し、各々シールリングＳを挟み込んで相互に固定され、１次室６７および２次室６８を液密に構成している。
【００３０】
１次室６７は、受圧膜体８４と同心となる略円柱形状に形成され、１次室６７の上部には、１次室６７から径方向斜めに延びる流入ポート７１が形成されている。また、１次室６７の中心部には、調整弁連通流路６９が開口している。そして、調整弁連通流路６９の１次室６７側には、調整弁連通流路６９の開口周縁部を弁座として、調整弁連通流路６９を開閉する弁体７０が臨んでいる。また、弁体７０は、これと蓋体６５との間に同極同士を対面配置された固定側マグネットピース７２ａおよび可動側マグネットピース７２ｂで構成されたマグネット７２によって、閉弁方向（２次室６８側）に付勢されている。
【００３１】
図６（ａ）に示すように、流入ポート７１は、流入コネクター６１が差込み接合される流入接合受け部７３と、流入接合受け部７３に連なるフィルター７５を収容するフィルター収容部７４と、フィルター収容部７４と１次室６７とを連通する流入流路部７６と、から構成されている。流入接合受け部７３には、流入コネクター６１の流入接続口部６１ａが差し込み接合される。フィルター収容部７４には、フィルター７５が、流入コネクター６１との間に介設した押えばね７７に付勢された状態で収容されている。
【００３２】
２次室６８は、受圧膜体８４が膜体押え部材６６によりバルブハウジング６４に取り付けられ、バルブハウジング６４に凹型形成した内面壁６８ａと受圧膜体８４とによって、全体として受圧膜体８４を底面とする円錐台形状に形成されている。すなわち、内面壁６８ａは、テーパー部位６８ｂを有する有底すり鉢状に形成されている。また、２次室６８の下部には、２次室６８から真下に延びる流出ポート８１（の流出流路部８６）が、テーパー部位６８ｂに開口している（いずれも図６（ｂ）参照）。また、２次室６８の中心部には、上記した調整弁連通流路６９が開口しており、調整弁連通流路６９の２次室６８側の周縁部と受圧膜体８４との間には、受圧膜体８４を前方向に向かって付勢する膜体付勢ばね８２が介設されている。
【００３３】
図５に示すように、バルブハウジング６４の前面周縁部であるリング状端面９１には、断面矩形の環状溝９２が形成され、環状溝９２には、リング状端面９１と受圧膜体８４との間をシールする上記のシールリングＳが装着されている。
【００３４】
受圧膜体８４（ダイヤフラム）は、樹脂フィルムで構成した膜体本体８４ａと、膜体本体８４ａの中央部に接着した樹脂製の受圧板８４ｂとで構成されている。受圧板８４ｂは、膜体本体８４ａと同心の円板状に、且つ膜体本体８４ａに対し十分に小さい径に形成されており、その中央に上記の弁体７０が離接するようになっている。
【００３５】
図６および図７に示すように、弁体７０は弾性材で構成され、弁の機能を奏するリング状の弁体本体１０１と、弁体本体１０１を保持する弁ホルダ１０２と、を備えている（詳細は、後述する）。弁体本体１０１は、弁座となる調整弁連通流路６９の１次室６７側の開口周縁部に離接することで調整弁連通流路６９を開閉する。また、弁ホルダ１０２の先端部は、調整弁連通流路６９を挿通して延在しており、この先端部が上記の受圧板８４ｂに当接し開閉動作するようになっている。
【００３６】
図６（ｂ）に示すように、流出ポート８１は、流入ポート７１と同様の形態を有しており、流出コネクター６２が差込み接合される流出接合受け部８５と、流出接合受け部８５と２次室６８とを連通する流出流路部８６と、から構成されている。流出接合受け部８５には、流出コネクター６２の流出接続口部６２ａが差し込み接合される。なお、流入ポート７１および流出ポート８１は、機能液の流れ方向とフィルター７５の有無とにおいて異なるが、接合部分の基本形態は同一である。
【００３７】
この圧力調整弁２７では、機能液の吐出等により２次室６８の圧力が低くなると、受圧膜体８４が後方（内側）に変形し、受圧板８４ｂが弁体７０を後方に押して開弁し、１次室６７から２次室６８に機能液が流入する。機能液の流入が進み２次室６８の圧力が高まると、受圧膜体８４が前方（外側）に変形し、弁体７０が閉弁する。すなわち、圧力調整弁２７は、大気圧と２次室６８の内部圧力とのバランスにより受圧膜体８４が変形することで調整弁連通流路６９を開閉する。
【００３８】
次に、図７（ａ）を参照して、弁体７０およびマグネット７２廻りの構造について詳しく説明する。上記したように、弁体７０は、弁体本体１０１および弁体本体１０１を保持する弁ホルダ１０２から構成されている。弁体本体１０１は、断面円形のリング形状を有しており、いわゆるＯリングで構成されている。この場合の弁体本体１０１は、耐薬品性のＯリング（パーフルオロゴム）で構成されており、通常に用いられるシリコンゴム製のＯリングに比して硬質なものとなっている。そして、弁ホルダ１０２に装着した弁体本体１０１の前端部分が、弁座に離接して弁の機能を奏するようになっている。
【００３９】
弁ホルダ１０２は、断面略「Ｔ」字状に形成され、１次室６７内で弁体本体１０１を保持する保持部１０３と、保持部１０３の中心から２次室６８側に延設された作動軸部１０４と、で構成されている。保持部１０３は、１次室６７側から可動側マグネットピース７２ｂが接着される厚肉円板状のベース部１０５と、ベース部１０５に連なり、弁体本体１０１が着座する着座部１０６と、着座部１０６に連なり、弁体本体１０１を抜止め状態に保持する抜止め部１０７とで一体に形成されている。そして、弁体本体１０１は、作動軸部１０４側から抜止め部１０７を乗り越えて着座部１０６から抜止め部１０７に至る部分に装着されている。また、作動軸部１０４は、上記の調整弁連通流路６９に挿通して、その先端が受圧板８４ｂまで達している。
【００４０】
弁体７０と蓋体６５との間に介設されたマグネット７２は、蓋体６５の１次室６７側壁面に取り付けられた固定側マグネットピース７２ａと、これに対面して弁体７０側に取り付けられた可動側マグネットピース７２ｂとで構成されている。固定側マグネットピース７２ａは、例えば平板状に形成され、蓋体６５の１次室６７側壁面に形成された浅溝に嵌合するように、すなわち表面が蓋体６５の内面と面一となるように蓋体６５に埋め込まれている。可動側マグネットピース７２ｂは、例えばシート状に形成され、弁体７０のベース部１０５の背面（１次室６７側）に接着されている。なお、固定側マグネットピース７２ａと可動側マグネットピース７２ｂは同極同士を対面させ、互いの反発力で可動側マグネットピース７２ｂが２次室６８側に押され、弁体７０を閉弁方向（２次室６８側）に付勢するようになっている。
【００４１】
なお、マグネット７２（永久磁石）は、金属系（アルニコ系）、酸化物系（フェライト系）、希土類系、合金系のいずれであってもよい。また、図７（ｂ）の変形例に示すように、弁体７０の直進性を担保すべくガイドを設けるようにしてもよい。すなわち、固定側マグネットピース７２ａの外側に位置して、蓋体６５の内面に一対のガイドピン２０１を突設すると共に、弁体７０のベース部１０５の開閉弁方向略中央に、これよりも太径円板状のガイド受部２０２を設け、各ガイドピン２０１が挿通する一対のガイド孔２０３を形成する。これにより、開閉動作する弁体７０が横ブレすることなく、直進性をもって適切に開閉動作する。
【００４２】
次に、圧力調整弁２７の動作について説明する。機能液の吐出等により２次室６８内の機能液が減少し２次室６８が大気に対して負圧になると、受圧膜体８４が後方（内側）に変形し、受圧板８４ｂが、当接している弁体７０の作動軸部１０４を後方に押し始める。この受圧板８４ｂが弁体７０を開弁方向に押す力が、弁体７０に閉弁方向に作用するマグネット７２の付勢力と１次室６７側から作用するサブタンク４１の水頭に対して優勢になると、弁体７０が１次室６７方向に移動し、開弁する。開通された調整弁連通流路６９を通して１次室６７から２次室６８に機能液の流入が進み２次室６８の圧力が高まると、受圧膜体８４が前方（外側）に変形する。受圧板８４ｂが弁体７０を開弁方向に押す力に対して、マグネット７２の付勢力とサブタンク４１の水頭が優勢になると、弁体７０が２次室６８方向に移動し、閉弁する（図７（ａ）参照）。圧力調整弁２７は、上記の繰り返しにより弁体７０を開閉弁させ、２次室６８の内部圧力を調整している。
【００４３】
ところで、固定側マグネットピース７２ａと可動側マグネットピース７２ｂの反発力は、クローンの法則により両者の距離の２乗に反比例するため、両者が接近する開弁状態では、互いの反発力は非常に大きく弁体７０に作用する付勢力が最も強くなる。一方、弁体７０が閉弁していくにつれて固定側マグネットピース７２ａと可動側マグネットピース７２ｂが遠のき、弁体７０に作用する付勢力が急激に減少する。このとき、弁体７０が弁座に接近するにつれて、弁体７０に１次室６７側から作用するサブタンク４１の水頭が急激に増加する。
【００４４】
このように、開弁状態から閉弁直前までは、主にマグネット７２による付勢力が弁体７０に働き、閉弁状態においては、略サブタンク４１の水頭のみが弁体７０に作用するようになっている。よって、閉弁状態から開弁するのに必要な圧力、すなわち受圧板８４ｂが弁体７０を開弁方向に押す力は、略サブタンク４１の水頭と等しい力のみとなる。すなわち、不要な２次室６８の内部圧力の低下を防ぐことができ、２次室６８の圧力に応じて、弁体７０の開閉動作を円滑且つソフトに行うことができる。
【００４５】
以上のように圧力調整弁２７は、マグネット７２によって弁体７０を閉弁方向に付勢する構造から、上記の理由により、弁体７０の開閉動作に伴った圧力変動（脈動）を抑制することができる。よって、弁体７０の開閉動作が、２次室６８側から機能液滴吐出ヘッド２５への機能液供給に何ら影響を及ぼさず、安定した一定の圧力で機能液を供給することができる。すなわち、機能液滴吐出ヘッドのワークに対する描画動作も精度良いものになる。
【００４６】
またマグネット７２は、固定側マグネットピース７２ａおよび可動側マグネットピース７２ｂとで構成され、且つ接近して配置されるため、１次室６７を小型に構成することができ、圧力調整弁２７全体を小型化することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１：液滴吐出装置 １４：キャリッジユニット １６：機能液供給ユニット ２５：機能液滴吐出ヘッド ２７：圧力調整弁 ４１：サブタンク ６４：バルブハウジング ６７：１次室 ６８：２次室 ６９：調整弁連通流路 ７０：弁体 １０１：弁体本体 １０２：弁ホルダ ７２：マグネット ７２ａ：固定側マグネットピース ７２ｂ：可動側マグネットピース ８４：受圧膜体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁を隔ててバルブハウジング内に形成され、流入ポートに連通する１次室および流出ポートに連通する２次室と、
前記隔壁に貫通形成され、前記１次室と前記２次室とを連通する連通流路と、
前記連通流路を形成した前記隔壁の１次室側開口縁部を弁座として、前記連通流路を前記１次室側から開閉する弁体と、
前記２次室の１の面を構成すると共に前記弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体と、
前記受圧膜体と拮抗しつつ前記弁体を閉弁方向に付勢するマグネットと、を備え、
前記マグネットは、前記隔壁に対向する前記１次室の１の壁面に取り付けた固定側マグネットピースと、前記弁体の背面に取り付けた可動側マグネットピースとから成り、
前記固定側マグネットピースおよび前記可動側マグネットピースは、同極同士を対面配置して構成されていることを特徴とする圧力調整弁。
【請求項２】
前記固定側マグネットピースは、平板状に形成され、
前記１の壁面に形成した浅溝に埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁。
【請求項３】
前記可動側マグネットピースは、シート状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力調整弁。
【請求項４】
前記弁体は、前記１次室に配設され前記弁座に対し直接開閉動作する弁体本体と、
前記弁体本体を保持する断面「Ｔ」字状の保持部、および前記保持部から同軸上に前記連通流路を挿通して延び前記受圧膜体に当接する作動軸部から成る弁ホルダと、を有し、
前記可動側マグネットピースは、前記保持部の背面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁。
【請求項５】
前記流入ポートを介して機能液供給手段から供給された機能液を、圧力調整し、前記流出ポートを介してインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに供給することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の圧力調整弁。
【請求項６】
請求項５記載の圧力調整弁と、
前記機能液供給手段と、
前記機能液滴吐出ヘッドと、を備え、
ワークに対し前記機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、前記ワーク上に機能液を吐出して描画を行なうことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１】
隔壁を隔ててバルブハウジング内に形成され、流入ポートに連通する１次室および流出ポートに連通する２次室と、
前記隔壁に貫通形成され、前記１次室と前記２次室とを連通する連通流路と、
前記連通流路を形成した前記隔壁の１次室側開口縁部を弁座として、前記連通流路を前記１次室側から開閉する弁体と、
前記２次室の１の面を構成すると共に前記弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体と、
前記受圧膜体と拮抗しつつ前記弁体を閉弁方向に付勢するマグネットと、を備え、
前記マグネットは、前記隔壁に対向する前記１次室の１の壁面に取り付けた固定側マグネットピースと、前記弁体の背面に取り付けた可動側マグネットピースとから成り、
前記固定側マグネットピースおよび前記可動側マグネットピースは、同極同士を対面配置して構成されていることを特徴とする圧力調整弁。
【請求項２】
前記固定側マグネットピースは、平板状に形成され、
前記１の壁面に形成した浅溝に埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁。
【請求項３】
前記可動側マグネットピースは、シート状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力調整弁。
【請求項４】
前記弁体は、前記１次室に配設され前記弁座に対し直接開閉動作する弁体本体と、
前記弁体本体を保持する断面「Ｔ」字状の保持部、および前記保持部から同軸上に前記連通流路を挿通して延び前記受圧膜体に当接する作動軸部から成る弁ホルダと、を有し、
前記可動側マグネットピースは、前記保持部の背面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁。
【請求項５】
前記流入ポートを介して機能液供給手段から供給された機能液を、圧力調整し、前記流出ポートを介してインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに供給することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の圧力調整弁。
【請求項６】
請求項５記載の圧力調整弁と、
前記機能液供給手段と、
前記機能液滴吐出ヘッドと、を備え、
ワークに対し前記機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、前記ワーク上に機能液を吐出して描画を行なうことを特徴とする液滴吐出装置。
【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２０１０−１９８５２７（Ｐ２０１０−１９８５２７Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４５２１７（Ｐ２００９−４５２１７）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【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２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]