流路ユニット、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置
【課題】所望の作動圧で弁体を作動できる流路ユニット、これを用いた液体吐出速度や吐出された液滴の重量ばらつきが抑制された液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】受圧部材は、弁体を押圧する受圧部４７ａと、受圧部材の回動軸となる軸部４７ｃと、受圧部と該軸部とを接続し、該軸部の長手方向において、軸部の幅及び受圧部の幅よりも短い接続部４７ｂとを有し、圧力室３４には、接続部の軸部の長手方向における両端に対向してそれぞれ設けられた第１突起部と、軸部の長手方向において、圧力室を区画する壁面よりも内側に設けられた第２突起部とが設けられ、第１突起部と第２突起部とにフィルムが固着されている。
【解決手段】受圧部材は、弁体を押圧する受圧部４７ａと、受圧部材の回動軸となる軸部４７ｃと、受圧部と該軸部とを接続し、該軸部の長手方向において、軸部の幅及び受圧部の幅よりも短い接続部４７ｂとを有し、圧力室３４には、接続部の軸部の長手方向における両端に対向してそれぞれ設けられた第１突起部と、軸部の長手方向において、圧力室を区画する壁面よりも内側に設けられた第２突起部とが設けられ、第１突起部と第２突起部とにフィルムが固着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流路ユニット、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表例として、例えば圧電素子の変位により圧力室内のインクに作用する圧力を利用してノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドがある。インクジェット式記録ヘッドでは、インクが充填されたインクカートリッジ等の液体源から供給されたインクを圧電素子や発熱素子等の圧力発生手段を駆動させることによりノズルから吐出させている。例えば、インクカートリッジにインク供給針を挿入することでインク供給針の導入孔からインクカートリッジ内のインクを液体噴射ヘッドの共通の液体室であるリザーバーに導入している。
【０００３】
この種のインクジェット式記録ヘッドの中には、インクカートリッジ等の液体供給源からインクジェット式記録ヘッドにインクを供給する流路の途中に設けた流路ユニットと組み合わせてインクジェット式記録ヘッドユニットを構成したものが知られている（特許文献１参照）。かかるインクジェット式記録ヘッドユニットの流路ユニットは、ノズル開口からインク滴が吐出されることによりリザーバーの内部が負圧になったとき弁体を開いてインクカートリッジからのインクをインクジェット式記録ヘッドのリザーバーに供給する。このため、流路ユニットは、弁体が配設された流路の一部であり、且つ前記負圧が作用する圧力室を、インクの流路が形成された流路ユニット本体に形成している。ここで、圧力室はその開口部をフィルムで覆うことにより形成してある。かくして、圧力室内に作用する負圧によりフィルムが圧力室側に撓むことにより弁体を押圧し、この押圧力により弁体が移動して流路を開くようになっている。
【０００４】
また、圧力室に設置される弁体としては、圧力室内に配された受圧板とフィルムとが熱溶着され、フィルムと受圧板とが作動することで、弁体が作動するものが知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１８４２０２号公報
【特許文献２】特開２００８−２３０１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に示す弁体では、受圧板とフィルムとが溶着されていて、受圧板がこのフィルムと受圧板の後方のバネでのみ支持されていたため、フィルムの変形時において、受圧板の姿勢、即ち受圧板の変位状態が安定しなかった。これにより、弁体が開状態となるときの圧力である作動圧が各流路ユニットにおいて異なってしまう。
【０００７】
特に、特許文献１に示すように弁体が設置された圧力室の形状が円形ではない場合には、負圧時におけるフィルムの変形が不均一であるので、これにより受圧板の姿勢がより安定しないという問題がある。また、このような各流路ユニットの作動圧のばらつきは、これを用いた液体噴射ヘッドのインク吐出速度や吐出された液滴の重量ばらつきの原因となる問題がある。
【０００８】
なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドユニットに限らず、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドユニットにおいても同様に存在する。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、所望の作動圧で弁体を作動できる流路ユニット、これを用いた液体吐出速度や吐出された液滴の重量ばらつきが抑制された液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の流路ユニットは、液体が流通する液体流路と、該液体流路に設けられた圧力室と、該圧力室を区画する壁面に固着されて該圧力室を封止するフィルムと、該圧力室と前記液体流路との接続部に設けられ、該液体流路を開放又は閉鎖する弁体と、前記圧力室に設けられ、該弁体に対向して設けられた受圧部材とを備え、前記圧力室に作用する負圧に基づいて前記フィルムが前記圧力室側に変位して前記受圧部材を押圧することで、該受圧部材と対向する前記弁体が押圧されて前記液体流路を開放し液体が前記圧力室から前記液体流路へ流通する流路ユニットであって、前記受圧部材は、前記弁体を押圧する受圧部と、該受圧部材の回動軸となる軸部と、該受圧部と該軸部とを接続し、該軸部の長手方向において、軸部の幅及び受圧部の幅よりも短い接続部とを有し、前記圧力室には、該接続部の前記軸部の長手方向における両端に対向してそれぞれ設けられた第１突起部と、前記軸部の長手方向において、前記圧力室を区画する壁面よりも内側に設けられた第２突起部とが設けられ、該第１突起部と該第２突起部とに前記フィルムが固着されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、受圧部材が軸部で軸支されていわゆる片持ち構造とされていることから、受圧板とフィルムとが固着されていなくても受圧板が支持されて姿勢が安定する所望の作動圧で弁体を作動できる。かつ、第１突起部と第２突起部とにフィルムが固着されていることで、軸部の端部における軸部とフィルムとの距離が短いため、軸部の浮き上がりも抑制できるので、より所望の作動圧で弁体を作動させることができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態としては、前記軸部のその長手方向における両端に前記第２突起部がそれぞれ設けられていることか、その長手方向の中央に切り欠き部が設けられており、該切り欠き部に前記第２突起部が設けられていることが挙げられる。
【００１３】
本発明の液体噴射ヘッドユニットは、前記したいずれかの流路ユニット、及び、液体を噴射するノズル開口と、該ノズル開口に連通すると共に、前記流路ユニットの液体流路と連通する流路内の圧力室に圧力変化を生じさせて、前記ノズル開口から液体を噴射させる圧力発生手段とを備えた液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする。作動圧のばらつきを抑制した流路ユニットを有することで、本発明の液体噴射ヘッドユニットは、液体吐出速度や吐出された液滴の重量ばらつきが抑制されている。
【００１４】
本発明の液体噴射装置は、液体噴射ヘッドユニットを備えたことを特徴とする。液体吐出速度や吐出された液滴の重量ばらつきが抑制された液体噴射ヘッドユニットを有することで、本発明の液体噴射装置は、液体噴射特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】インクジェット式記録装置の概略構成図である。
【図２】流路ユニット及びヘッドの正面図である。
【図３】流路ユニットの外観図である。
【図４】図２の平面図である。
【図５】図２中のＶ−Ｖ線矢視図である。
【図６】受圧板部分の概略一部拡大図である。
【図７】弁体が（１）閉状態時（２）開状態時の図６Ａ−Ａ線での一部概略断面図。
【図８】受圧板とフィルムとの関係を説明するための説明図である。
【図９】製造工程を説明するための一部概略断面図である。
【図１０】別の実施形態にかかる受圧板部分の概略一部拡大図である。
【図１１】別の実施形態の受圧板とフィルムとの関係を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１には本発明の一実施形態例に係るインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置の概略構成、図２には流路ユニット及びヘッドの正面視、図３には流路ユニットの外観、図４には図２の平面視、図５には図２中のＶ−Ｖ線矢視を示してある。
【００１７】
図１に基づいてインクジェット式記録装置を説明する。同図に示すように、液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１は液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、ヘッドという）４を有している。ヘッド４は、インクカートリッジ２が搭載されるキャリッジ３に固定されている。キャリッジ３は上部に開放する箱型をなし、記録紙Ｓと対面する面（下面）に記録ヘッド４のノズル面が露呈するよう取り付けられると共に、インクカートリッジ２が収容されるようになっている。そして、このインクカートリッジ２からのインクが図示しない流路ユニットを介してヘッド４に供給される。
【００１８】
キャリッジ３はタイミングベルト５を介してステッピングモーター６に接続され、記録紙Ｓの紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。これにより、キャリッジ３を移動させながら記録紙Ｓの上面にインク滴を吐出させて記録紙Ｓに画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。
【００１９】
図示したヘッド４には、インクカートリッジ２からインクをヘッド４に供給するための流路が形成された流路形成部材を兼用する流路ユニット（図１には図示せず）が備えられている。なお、図１の例では、キャリッジ３に液体源としてのインクカートリッジ２が収容される例を挙げて説明したが、インクカートリッジ２がキャリッジ３とは別の場所に収容され、供給管を介してインクがヘッド４の流路形成部材に圧送される構成のインクジェット式記録装置であっても本発明を適用することが可能である。
【００２０】
次に、図２に基づいてヘッド４を説明する。ヘッド４の上部には、詳しくは後述する流路ユニット１０が設けられ、また、ヘッド４の下部には、ノズルプレート８が設けられている。ヘッド４には、図示しないヘッド流路が形成されており、ヘッド流路は、インクを貯留するリザーバー室と、圧力発生手段により圧力が発生する圧力室とを備え、圧力室は、ヘッド４の下部にノズルプレート８に形成されたノズル開口に連通している。流路ユニット１０からのインクがヘッド流路に供給されてヘッド流路に満たされて圧電素子等の圧力発生手段により圧力を発生させることにより圧力室内のインクがノズル開口からインク滴を吐出するようになっている。本実施形態において液体噴射ヘッドユニット９は、このヘッド４と流路ユニット１０とからなる。そして、流路ユニット１０にはインクカートリッジ２からインクが供給されるようになっている。例えば、供給管やインク供給針を介してインクカートリッジ２から流路ユニット１０にインクが供給される。
【００２１】
図２〜図８に基づいて流路ユニット１０を具体的に説明する。これらの図に示すように、流路ユニット１０は矩形状の盤面を有する直方体ブロック形状とされ、樹脂製のフィルム２０（図２、図３では流路ユニット１０の説明のため透明としてある）を樹脂製の本体２１の両方の盤面に熱溶着して封止することで各盤面に盤面インク流路１１が形成されている。即ち、本体２１の各盤面には、盤面インク流路１１が壁面部１２により画成され形成されている。盤面インク流路１１は、後述するように各盤面で互いに対称となるように形成されており、それぞれ主流路２４を有する。主流路２４は、入口部２５から出口部２６に向けて（インクの流れ方向に向けて）幅広状態とされ（幅広部）、出口部２６には第一のフィルター２７が備えられている。第一のフィルター２７は、幅広状態の出口部２６を包含する面積で盤面の広い部分に配され、大面積が確保されている。第一のフィルター２７では、主に、後述する弁体３５を流通したインクに含まれる異物がトラップされる。
【００２２】
第一のフィルター２７はインクの流れ方向に沿った面（盤面と平行な面）を有し、主流路２４を流通したインクは盤面の外側から第一のフィルター２７を通って本体２１の内側の下部に送られ、２つの排出孔２８からヘッド４（図２参照）に送られる。主流路２４に送られたインクは、狭い流路から広い流路に広がって（出口部の幅方向に広がって）端部の排出孔２８からヘッド４（図２参照）の一つのリザーバー室に送られる。つまり、それぞれの主流路２４に対して一つのリザーバー室につながる２つの排出孔２８が設けられ、一つの流路ユニット１０には４つの排出孔２８が設けられている（図４参照）。
【００２３】
流路ユニット１０の上部の端部にはインク導入孔３１がそれぞれ設けられ、インク導入孔３１にはインクカートリッジ２（図１参照）からインクがそれぞれ供給される。一方（図４中左側）のインク導入孔３１に供給されたインクは、インク流路３０を経由して図２に示した主流路２４の入口部２５に送られ、他方（図４中右側）のインク導入孔３１に供給されたインクは、インク流路３０を経由して図２の紙面の裏側に設けられた主流路２４の入口部２５に送られる。即ち、本実施形態の流路ユニット１０においては、対称な二つのインク流路３０が設けられている。
【００２４】
インク導入孔３１につながるインク流路３０は、図４中矢印Ａで示すように、一方（図４中左側）のインク導入孔３１に供給されたインクが、図４、図５中上側に流通した後下側に向かい、フィルター室３３に設けられた第二のフィルター３２を流通して図２に示した圧力室３４に送られるように形成されている。また、インク流路３０は、図４中矢印Ｂで示すように、他方（図４中右側）のインク導入孔３１に供給されたインクが、図４、図５中下側に流通した後、図２に示したフィルター室３３に設けられた第二のフィルター３２を流通して図４、図５中上側に向かい、図２の紙面の裏側に存在する圧力室３４に送られるように形成されている。第二のフィルター３２は盤面と平行な面を有し、第一のフィルター２７と平行な状態で配されている。
【００２５】
インク導入孔３１と圧力室３４の間のインク流路３０には詳しくは弁体３５がそれぞれ設けられ、ヘッド４（図２参照）のリザーバー室の圧力が低下した際に、即ち、インクが吐出されて主流路２４側の圧力が相対的に低下した際に弁体３５がインクの流通を許容するように作動する。
【００２６】
すなわち、所定の圧力でインクがインク導入孔３１から供給される状態にある場合に、ヘッド４（図２参照）のリザーバー室にインクが貯留されている際、弁体３５は閉状態にされ、インクの吐出により後流側の圧力が低下すると、これに伴い発生する負圧力により弁体３５が開状態にされてインクが供給される。
【００２７】
具体的には、図６、７を用いて説明する。弁体３５は、図７に示すように、弁体軸部４０と、弁体軸部４０の一端側に弁体軸部４０と一体となって形成された円板部４１とからなり、弁体軸部４０が、圧力室３４に形成された貫通孔４２に挿通されている。円板部４１の弁体軸部４０とは逆側、即ち背面には、バネ４４の一端が接続されており、バネ４４の他端は、図示しないバネ座に接続されている。バネ座は、図に示すフィルター室３３に固定されている。このようなバネ４４は、バネ座がフィルター室３３（図５参照）に固定されていることから、弁体３５を圧力室３４側のフィルム２０側に付勢する。この場合には、円板部４１と圧力室３４の底面とにより、弁体３５が閉状態となる。なお、フィルム２０は詳しくは後述するように圧力室３４上においては撓んだ状態となるように本体２１の盤面に固着されている。
【００２８】
また、圧力室３４には、受圧板（受圧部材）４７が設けられており、受圧板４７は、弁体軸部４０と当接するように設けられている。受圧板４７は、本実施形態では、フィルム２０には固着されていない。即ち、本実施形態では、受圧板４７は、フィルム２０が圧力室３４側に変位した場合にフィルム２０が受圧板４７に当接することにより、フィルム２０と同時に圧力室３４側に変位するものであり、受圧板４７が変位することで弁体３５に当接して弁体３５を移動させる。
【００２９】
本実施形態では、受圧板４７はフィルム２０に固着されていないことから、受圧板４７を安定して変位させるために、受圧板４７は、本実施形態では片持ち構造となっている。具体的に説明する。図６に示すように、受圧板４７は、本実施形態においては、正面視において略円形の受圧部４７ａと、受圧部４７ａの基端側で接続部４７ｂを介して受圧部４７ａに接続された軸部４７ｃとからなる。接続部４７ｂの長手方向における長さは、受圧部４７ａの直径よりも、また、軸部４７ｃの長手方向における長さよりも短い。この接続部４７ｂに、接続部４７ｂの長手方向において接続部４７ｂに対向するように、圧力室３４の底面からフィルム２０側へ突出された一対の突起（第１突起部）４８が設けられている。即ち、一対の突起４８は、受圧板４７の接続部４７ｂの長手方向の両側を挟むように設けられている。なお、突起４８は圧力室３４と一体となって形成されている。突起４８は、断面視において受圧板４７よりも高くなるように構成され、その上面でフィルム２０が溶融され固着されている。この突起４８とフィルム２０とから軸受部が構成されており、受圧板４７は、この軸受部から外れずに軸支されて、軸部４７ｃを軸中心としてその先端部、即ち受圧部４７ａが揺動する。即ち、受圧板４７は、この軸受部により軸支されて上述したように軸部４７ｃを軸中心として先端部が揺動可能な片持ち構造となっている。
【００３０】
また、本実施形態では、圧力室３４上のフィルム２０は、撓んで、フィルム２０と壁面部１２との接合面よりも下流側に凸となっており、圧力室３４の壁面部１２上に溶着されている。即ち、圧力室３４上のフィルム２０は、本実施形態においては、負圧が作用していない場合に曲面状である。フィルム２０が撓んだ弛緩状態でなく、フィルムにテンションがかかった緊張状態であると、負圧が作用するとフィルム２０が下流側に引っ張られることでテンションに抗するのでフィルム２０に反力が発生する。しかしながら、本実施形態においては、フィルム２０は撓んだ状態であるので、負圧が作用して下流側に引っ張られたとしても反力が発生しにくい。
【００３１】
このような流路ユニット１０においては、フィルム２０は、インクの吐出により後流側の圧力が低下して圧力室３４内の圧力が流路ユニットの外気圧よりも低い圧力に、つまり圧力室３４内に負圧が作用すると、圧力室３４側に変位し、この変位を受圧板４７を介して弁体３５に伝達する。この場合に、図７（ｂ）に示すように、受圧板４７は、フィルム２０の変位を受圧部４７ａで受けて（即ち、フィルム２０により受圧部４７ａが押圧されて）軸部４７ｃを軸中心として貫通孔４２側に変位する。そして、この変位が弁体３５の軸部４０に伝達される。そして、弁体３５に作用するバネ４４の付勢力に抗し、受圧板４７を介して弁体３５を移動させることによりインク流路と圧力室３４との間を開状態とする。
【００３２】
さらに、本実施形態においては、負圧が作用しない状態では受圧板４７とフィルム２０とが離間されて設けられており、両者は固着されていない。従って、よりフィルム２０が負圧に応じて自由に動くことができ、作動圧のばらつき要因を排除でき、より安定した作動圧を得ることができる。即ち、より作動圧のばらつきを抑制して所望の作動圧で弁体３５を作動させることが可能であり、これによりヘッド４は、より安定して液体を噴射することができる。
【００３３】
ところで、このように受圧板４７とフィルム２０とが固着されていない場合には、フィルム２０が受圧部４７ａを押圧して軸部４７ｃを軸中心として受圧板４７が揺動した場合に、フィルム２０の貫通孔４２側への変位が大きいと軸部４７ｃが浮き上がってしまうことが考えられる。このように軸部４７ｃが浮き上がってしまった場合に軸部４７ｃがフィルム２０と接触することがあると、フィルム２０の作動を阻害することにより、作動圧にばらつきが生じてしまうことが考えられるので、これを抑制する必要がある。
【００３４】
そこで、本実施形態では、延設部５０（第２突起部）を設けることにより、軸部４７ｃの浮き上がりを抑制して、フィルム２０の作動を阻害して作動圧にばらつきが生じることを抑制している。
【００３５】
具体的に説明すると、受圧板４７の軸部４７ｃから接続部４７ｂにかけて切り欠き部４７ｄを設けられ、この切り欠き部４７ｄに嵌合するように圧力室３４を構成する壁面３４ａから延設部５０が延設されて形成されている。壁面３４ａ及び延設部５０には、リブ（固定部）５１が形成されており、このリブ５１にフィルム２０が固着されている。この場合に、図８（１）に示すように、仮に延設部５０がないとすれば、フィルム２０は、軸部４７ｃの長手方向における圧力室３４の壁面のみに固着されているので、軸部４７ｃの上部において撓んでいる。このように撓んでいることで、軸部４７ｃが動くことができる領域が多くなり、その結果、受圧部４７ａ（図７参照）が揺動した場合に軸部４７ｃが浮き上がってしまい、この浮き上がりによりフィルム２０に軸部４７ｃが接触すると、フィルム２０の作動を阻害してしまう。
【００３６】
これに対し、本実施形態では、図６のＢ−Ｂ線断面図である図８（２）に示すように、延設部５０を設けて、この延設部５０のリブ５１にフィルム２０を固着させることで、受圧板４７の軸部４７ｃの各端部でフィルム２０と軸部４７ｃとの距離が短くなるようにしている。これにより軸部４７ｃの動きが規制されるので、軸部４７ｃの浮き上がりが抑制でき、作動圧のばらつきをより抑制することができる。なお、このように軸部４７ｃの浮き上がりが抑制されてもフィルム２０に軸部４７ｃが接触はするかもしれない。しかし、軸部４７ｃの浮き上がりのような軸部４７ｃの大幅な移動はフィルム２０の作動を阻害してしまうことになるが、軸部４７ｃが本実施形態のように浮き上がるほどでなければフィルム２０に軸部４７ｃが接触したとしてもフィルム２０の作動を阻害することはない。
【００３７】
また、このように受圧板４７とフィルム２０とが固着されていないことにより、フィルム２０が負圧開放時に戻りやすい。即ち、受圧板４７とフィルムとが固着されているとしわが不均一に寄ってしまってフィルムが一方向に変形しにくいことがあり、フィルムの作動が規制されてしまう。これにより負圧時に第二のフィルター３２側に変位したフィルムが負圧開放時に戻りにくくなってしまうことがある。特に、本実施形態のように受圧板４７を片持ち構造とする場合には、先端部側にフィルムの作動が規制された領域があると、所望の負圧で弁体が作動できないことも考えられる。しかし、本実施形態では上述のように受圧板４７とフィルム２０とが固着されていないので、フィルム２０にしわが寄らず、これによりフィルム２０が自由に動くことができ、負圧開放時においても作動圧のばらつき要因を排除でき、安定した作動圧を得ることができる。
【００３８】
なお、このように受圧板４７とフィルム２０とが固着されていないと、受圧板は作動時において同一圧力に対して同一軌跡を描いて作動しにくいが、本実施形態においては、受圧板４７は片持ち構造とされていることから、受圧板４７はフィルム２０と固着されていなくても作動時に姿勢が安定する。
【００３９】
このように、本実施形態においては、負圧が作用しない状態でフィルム２０が撓んでいることから、負圧が作用してフィルム２０が下流側に引っ張られたとしても反力が発生しにくい。この結果、本実施形態の流路ユニット１０では、より作動圧のばらつきを抑制できる。
【００４０】
また、本実施形態例の流路ユニット１０の主流路２４にはインクの搬送方向（図２中上下方向）に延びる段差部としての棚部３６が形成されている。棚部３６は主流路２４の端部（幅広部の両側端部）に形成され、深さが浅くされた状態になっている。主流路２４の端部に棚部３６を設けたことにより、主流路２４に気泡が混入した際に、入口部２５寄りの狭い流路に気泡が浮遊して深さが浅くされた棚部３６に気泡が侵入することが阻止される。このため、主流路２４に気泡が混入しても、インクは棚部３６を流通してヘッド４（図２参照）に供給される。
【００４１】
かかる本実施形態における流路ユニットの製造方法について説明する。
【００４２】
はじめに、樹脂からなる本体２１を成型により形成後、図９に示すように本体２１を治具１００に収容する。治具１００は、ブロック状であり、本体２１を収容する収容部１０１を有する。そして、この状態で収容部１０１の開口よりも大きいフィルム用基材１０２を治具１００上に載置する（載置工程）。フィルム用基材１０２には、本体２１の盤面と略同一の形状で図示しないミシン目が形成され、このミシン目により囲まれた領域が本体２１の盤面に一致するように、図示しない位置決めピンによりフィルム用基材１０２を治具上で位置決めされる。
【００４３】
その後、図９に示すように圧力室３４上のフィルム用基材１０２を撓ませて変形させ（フィルム変形工程）、この状態でフィルム用基材１０２を盤面に形成された本体２１の盤面に溶着（固着）する（溶着工程）。即ち、設置時に圧力室３４側に凸となり、フィルム用基材１０２を押圧して撓ませる押圧部材１０４と、溶着する領域を覆ってフィルム用基材１０２を加熱して盤面に溶着させる加熱部材１０５とにより、フィルム用基材１０２を圧力室３４上で撓ませた状態でフィルム用基材１０２を盤面に形成された本体２１の盤面に溶着する。この場合に、フィルム用基材１０２は、具体的には位置決めされた状態で本体２１の流路及び圧力室３４を区画する壁面及び突起４８に設けられた製造リブ１０６上に載置されている。従って、加熱部材１０５が接触することで、この製造リブ１０６は溶融されて短くなり（リブ５１となる）、製造リブ１０６が溶融されることでフィルム用基材１０２が本体２１と強固に接着され、流路が封止される。このようにフィルム用基材１０２が本体２１に溶着されることで、延設部５０、突起４８とフィルム用基材１０２により受圧板４７の軸受けが形成される。
【００４４】
また、このように押圧部材１０４でフィルム用基材１０２を押圧して撓ませた状態でフィルム用基材１０２を本体に溶着することで、フィルム２０を圧力室３４において撓ませることができ、圧力発生時にフィルム２０が作動しやすくなり、作動圧のばらつきを抑制することができる。
【００４５】
その後、押圧部材１０４、加熱部材１０５を除去し、フィルム用基材１０２からミシン目で囲まれている領域以外の領域を除去して、治具１００から本体２１にフィルム２０が固着され、流路が封止された流路ユニット１０を取り出す。そして、この製造された流路ユニット１０の液体流路を、ヘッド流路と連通するように記録ヘッド４に設置する。
【００４６】
上述した実施形態においては、フィルム２０と受圧板４７とが固着されていないものを示したが、これに限定されない。フィルム２０と受圧板４７とが固着されていてもよい。この場合、押圧部材１０４を熱伝導率のよい材料から構成することで、溶着時においてフィルム２０を撓ませながら受圧板４７とフィルム２０とを固着することができる。
【００４７】
本発明の実施形態は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態では、板状部材を設けたが、これに限定されない。軸部４７ｃが浮き上がるのを抑制することができるように構成されていればよく、例えば図１０に示すように、受圧板４７に切り欠き部４７ｄを設けずに、壁面３４ａと突起４８とを接続するように延設部５０Ａを設けても良い。この場合の延設部５０Ａは、軸部４７ｃの両端に近接して設けられている。このように設けられていることで、図１１に示すように軸部４７ｃの両端でフィルム２０Ａが延設部５０Ａに固着しているので、フィルム２０Ａと軸部４７ｃとの距離、特にフィルム２０Ａと軸部４７ｃの両端部における距離が延設部５０Ａを設けない場合に比べて（図中点線で示している）短くなっている。これにより、軸部４７ｃの浮き上がりを抑制して作動圧のばらつきを抑制することができる。
【００４８】
なお、この場合においてさらに切り欠き部４７ｄを設けて延設部５０Ａを設けても良い。このように設けることで、さらに軸部４７ｃの浮き上がりを規制することが可能である。
【００４９】
受圧部材の形状は、上述した実施形態における受圧板の形状に限定されない。片持ち構造となるように軸部と受圧部とを備えていればよい。
【００５０】
上述した実施形態においては、位置決め工程後、フィルム用基材１０２を撓ませながら本体２１の盤面に溶着、即ちフィルム変形工程と溶着工程とを同時に行ったがこれに限定されない。例えば、位置決めをし（位置決め工程）、位置決めを保持した状態でフィルム用基材１０２を撓ませ（フィルム変形工程）、その後、位置決めを保持した状態で本体２１にフィルム用基材１０２を溶着してもよい（溶着工程）。
【００５１】
上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【符号の説明】
【００５２】
１ インクジェット式記録装置、 ２ インクカートリッジ、 ４ 記録ヘッド、 １０ 流路ユニット、 ２０ フィルム、 ２１ 本体、 ２４ 主流路、 ２５ 入口部、 ２６ 出口部、 ２７ 第一のフィルター、 ２８ 排出孔、 ３０ インク流路、 ３１ インク導入孔、 ３２ 第二のフィルター、 ３４ 圧力室、 ３５ 弁体、 ４７ 受圧板、 ４７ａ 受圧部、 ４７ｃ 軸部、 ４８ 突起
【技術分野】
【０００１】
本発明は流路ユニット、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表例として、例えば圧電素子の変位により圧力室内のインクに作用する圧力を利用してノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドがある。インクジェット式記録ヘッドでは、インクが充填されたインクカートリッジ等の液体源から供給されたインクを圧電素子や発熱素子等の圧力発生手段を駆動させることによりノズルから吐出させている。例えば、インクカートリッジにインク供給針を挿入することでインク供給針の導入孔からインクカートリッジ内のインクを液体噴射ヘッドの共通の液体室であるリザーバーに導入している。
【０００３】
この種のインクジェット式記録ヘッドの中には、インクカートリッジ等の液体供給源からインクジェット式記録ヘッドにインクを供給する流路の途中に設けた流路ユニットと組み合わせてインクジェット式記録ヘッドユニットを構成したものが知られている（特許文献１参照）。かかるインクジェット式記録ヘッドユニットの流路ユニットは、ノズル開口からインク滴が吐出されることによりリザーバーの内部が負圧になったとき弁体を開いてインクカートリッジからのインクをインクジェット式記録ヘッドのリザーバーに供給する。このため、流路ユニットは、弁体が配設された流路の一部であり、且つ前記負圧が作用する圧力室を、インクの流路が形成された流路ユニット本体に形成している。ここで、圧力室はその開口部をフィルムで覆うことにより形成してある。かくして、圧力室内に作用する負圧によりフィルムが圧力室側に撓むことにより弁体を押圧し、この押圧力により弁体が移動して流路を開くようになっている。
【０００４】
また、圧力室に設置される弁体としては、圧力室内に配された受圧板とフィルムとが熱溶着され、フィルムと受圧板とが作動することで、弁体が作動するものが知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１８４２０２号公報
【特許文献２】特開２００８−２３０１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に示す弁体では、受圧板とフィルムとが溶着されていて、受圧板がこのフィルムと受圧板の後方のバネでのみ支持されていたため、フィルムの変形時において、受圧板の姿勢、即ち受圧板の変位状態が安定しなかった。これにより、弁体が開状態となるときの圧力である作動圧が各流路ユニットにおいて異なってしまう。
【０００７】
特に、特許文献１に示すように弁体が設置された圧力室の形状が円形ではない場合には、負圧時におけるフィルムの変形が不均一であるので、これにより受圧板の姿勢がより安定しないという問題がある。また、このような各流路ユニットの作動圧のばらつきは、これを用いた液体噴射ヘッドのインク吐出速度や吐出された液滴の重量ばらつきの原因となる問題がある。
【０００８】
なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドユニットに限らず、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドユニットにおいても同様に存在する。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、所望の作動圧で弁体を作動できる流路ユニット、これを用いた液体吐出速度や吐出された液滴の重量ばらつきが抑制された液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の流路ユニットは、液体が流通する液体流路と、該液体流路に設けられた圧力室と、該圧力室を区画する壁面に固着されて該圧力室を封止するフィルムと、該圧力室と前記液体流路との接続部に設けられ、該液体流路を開放又は閉鎖する弁体と、前記圧力室に設けられ、該弁体に対向して設けられた受圧部材とを備え、前記圧力室に作用する負圧に基づいて前記フィルムが前記圧力室側に変位して前記受圧部材を押圧することで、該受圧部材と対向する前記弁体が押圧されて前記液体流路を開放し液体が前記圧力室から前記液体流路へ流通する流路ユニットであって、前記受圧部材は、前記弁体を押圧する受圧部と、該受圧部材の回動軸となる軸部と、該受圧部と該軸部とを接続し、該軸部の長手方向において、軸部の幅及び受圧部の幅よりも短い接続部とを有し、前記圧力室には、該接続部の前記軸部の長手方向における両端に対向してそれぞれ設けられた第１突起部と、前記軸部の長手方向において、前記圧力室を区画する壁面よりも内側に設けられた第２突起部とが設けられ、該第１突起部と該第２突起部とに前記フィルムが固着されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、受圧部材が軸部で軸支されていわゆる片持ち構造とされていることから、受圧板とフィルムとが固着されていなくても受圧板が支持されて姿勢が安定する所望の作動圧で弁体を作動できる。かつ、第１突起部と第２突起部とにフィルムが固着されていることで、軸部の端部における軸部とフィルムとの距離が短いため、軸部の浮き上がりも抑制できるので、より所望の作動圧で弁体を作動させることができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態としては、前記軸部のその長手方向における両端に前記第２突起部がそれぞれ設けられていることか、その長手方向の中央に切り欠き部が設けられており、該切り欠き部に前記第２突起部が設けられていることが挙げられる。
【００１３】
本発明の液体噴射ヘッドユニットは、前記したいずれかの流路ユニット、及び、液体を噴射するノズル開口と、該ノズル開口に連通すると共に、前記流路ユニットの液体流路と連通する流路内の圧力室に圧力変化を生じさせて、前記ノズル開口から液体を噴射させる圧力発生手段とを備えた液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする。作動圧のばらつきを抑制した流路ユニットを有することで、本発明の液体噴射ヘッドユニットは、液体吐出速度や吐出された液滴の重量ばらつきが抑制されている。
【００１４】
本発明の液体噴射装置は、液体噴射ヘッドユニットを備えたことを特徴とする。液体吐出速度や吐出された液滴の重量ばらつきが抑制された液体噴射ヘッドユニットを有することで、本発明の液体噴射装置は、液体噴射特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】インクジェット式記録装置の概略構成図である。
【図２】流路ユニット及びヘッドの正面図である。
【図３】流路ユニットの外観図である。
【図４】図２の平面図である。
【図５】図２中のＶ−Ｖ線矢視図である。
【図６】受圧板部分の概略一部拡大図である。
【図７】弁体が（１）閉状態時（２）開状態時の図６Ａ−Ａ線での一部概略断面図。
【図８】受圧板とフィルムとの関係を説明するための説明図である。
【図９】製造工程を説明するための一部概略断面図である。
【図１０】別の実施形態にかかる受圧板部分の概略一部拡大図である。
【図１１】別の実施形態の受圧板とフィルムとの関係を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１には本発明の一実施形態例に係るインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置の概略構成、図２には流路ユニット及びヘッドの正面視、図３には流路ユニットの外観、図４には図２の平面視、図５には図２中のＶ−Ｖ線矢視を示してある。
【００１７】
図１に基づいてインクジェット式記録装置を説明する。同図に示すように、液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１は液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、ヘッドという）４を有している。ヘッド４は、インクカートリッジ２が搭載されるキャリッジ３に固定されている。キャリッジ３は上部に開放する箱型をなし、記録紙Ｓと対面する面（下面）に記録ヘッド４のノズル面が露呈するよう取り付けられると共に、インクカートリッジ２が収容されるようになっている。そして、このインクカートリッジ２からのインクが図示しない流路ユニットを介してヘッド４に供給される。
【００１８】
キャリッジ３はタイミングベルト５を介してステッピングモーター６に接続され、記録紙Ｓの紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。これにより、キャリッジ３を移動させながら記録紙Ｓの上面にインク滴を吐出させて記録紙Ｓに画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。
【００１９】
図示したヘッド４には、インクカートリッジ２からインクをヘッド４に供給するための流路が形成された流路形成部材を兼用する流路ユニット（図１には図示せず）が備えられている。なお、図１の例では、キャリッジ３に液体源としてのインクカートリッジ２が収容される例を挙げて説明したが、インクカートリッジ２がキャリッジ３とは別の場所に収容され、供給管を介してインクがヘッド４の流路形成部材に圧送される構成のインクジェット式記録装置であっても本発明を適用することが可能である。
【００２０】
次に、図２に基づいてヘッド４を説明する。ヘッド４の上部には、詳しくは後述する流路ユニット１０が設けられ、また、ヘッド４の下部には、ノズルプレート８が設けられている。ヘッド４には、図示しないヘッド流路が形成されており、ヘッド流路は、インクを貯留するリザーバー室と、圧力発生手段により圧力が発生する圧力室とを備え、圧力室は、ヘッド４の下部にノズルプレート８に形成されたノズル開口に連通している。流路ユニット１０からのインクがヘッド流路に供給されてヘッド流路に満たされて圧電素子等の圧力発生手段により圧力を発生させることにより圧力室内のインクがノズル開口からインク滴を吐出するようになっている。本実施形態において液体噴射ヘッドユニット９は、このヘッド４と流路ユニット１０とからなる。そして、流路ユニット１０にはインクカートリッジ２からインクが供給されるようになっている。例えば、供給管やインク供給針を介してインクカートリッジ２から流路ユニット１０にインクが供給される。
【００２１】
図２〜図８に基づいて流路ユニット１０を具体的に説明する。これらの図に示すように、流路ユニット１０は矩形状の盤面を有する直方体ブロック形状とされ、樹脂製のフィルム２０（図２、図３では流路ユニット１０の説明のため透明としてある）を樹脂製の本体２１の両方の盤面に熱溶着して封止することで各盤面に盤面インク流路１１が形成されている。即ち、本体２１の各盤面には、盤面インク流路１１が壁面部１２により画成され形成されている。盤面インク流路１１は、後述するように各盤面で互いに対称となるように形成されており、それぞれ主流路２４を有する。主流路２４は、入口部２５から出口部２６に向けて（インクの流れ方向に向けて）幅広状態とされ（幅広部）、出口部２６には第一のフィルター２７が備えられている。第一のフィルター２７は、幅広状態の出口部２６を包含する面積で盤面の広い部分に配され、大面積が確保されている。第一のフィルター２７では、主に、後述する弁体３５を流通したインクに含まれる異物がトラップされる。
【００２２】
第一のフィルター２７はインクの流れ方向に沿った面（盤面と平行な面）を有し、主流路２４を流通したインクは盤面の外側から第一のフィルター２７を通って本体２１の内側の下部に送られ、２つの排出孔２８からヘッド４（図２参照）に送られる。主流路２４に送られたインクは、狭い流路から広い流路に広がって（出口部の幅方向に広がって）端部の排出孔２８からヘッド４（図２参照）の一つのリザーバー室に送られる。つまり、それぞれの主流路２４に対して一つのリザーバー室につながる２つの排出孔２８が設けられ、一つの流路ユニット１０には４つの排出孔２８が設けられている（図４参照）。
【００２３】
流路ユニット１０の上部の端部にはインク導入孔３１がそれぞれ設けられ、インク導入孔３１にはインクカートリッジ２（図１参照）からインクがそれぞれ供給される。一方（図４中左側）のインク導入孔３１に供給されたインクは、インク流路３０を経由して図２に示した主流路２４の入口部２５に送られ、他方（図４中右側）のインク導入孔３１に供給されたインクは、インク流路３０を経由して図２の紙面の裏側に設けられた主流路２４の入口部２５に送られる。即ち、本実施形態の流路ユニット１０においては、対称な二つのインク流路３０が設けられている。
【００２４】
インク導入孔３１につながるインク流路３０は、図４中矢印Ａで示すように、一方（図４中左側）のインク導入孔３１に供給されたインクが、図４、図５中上側に流通した後下側に向かい、フィルター室３３に設けられた第二のフィルター３２を流通して図２に示した圧力室３４に送られるように形成されている。また、インク流路３０は、図４中矢印Ｂで示すように、他方（図４中右側）のインク導入孔３１に供給されたインクが、図４、図５中下側に流通した後、図２に示したフィルター室３３に設けられた第二のフィルター３２を流通して図４、図５中上側に向かい、図２の紙面の裏側に存在する圧力室３４に送られるように形成されている。第二のフィルター３２は盤面と平行な面を有し、第一のフィルター２７と平行な状態で配されている。
【００２５】
インク導入孔３１と圧力室３４の間のインク流路３０には詳しくは弁体３５がそれぞれ設けられ、ヘッド４（図２参照）のリザーバー室の圧力が低下した際に、即ち、インクが吐出されて主流路２４側の圧力が相対的に低下した際に弁体３５がインクの流通を許容するように作動する。
【００２６】
すなわち、所定の圧力でインクがインク導入孔３１から供給される状態にある場合に、ヘッド４（図２参照）のリザーバー室にインクが貯留されている際、弁体３５は閉状態にされ、インクの吐出により後流側の圧力が低下すると、これに伴い発生する負圧力により弁体３５が開状態にされてインクが供給される。
【００２７】
具体的には、図６、７を用いて説明する。弁体３５は、図７に示すように、弁体軸部４０と、弁体軸部４０の一端側に弁体軸部４０と一体となって形成された円板部４１とからなり、弁体軸部４０が、圧力室３４に形成された貫通孔４２に挿通されている。円板部４１の弁体軸部４０とは逆側、即ち背面には、バネ４４の一端が接続されており、バネ４４の他端は、図示しないバネ座に接続されている。バネ座は、図に示すフィルター室３３に固定されている。このようなバネ４４は、バネ座がフィルター室３３（図５参照）に固定されていることから、弁体３５を圧力室３４側のフィルム２０側に付勢する。この場合には、円板部４１と圧力室３４の底面とにより、弁体３５が閉状態となる。なお、フィルム２０は詳しくは後述するように圧力室３４上においては撓んだ状態となるように本体２１の盤面に固着されている。
【００２８】
また、圧力室３４には、受圧板（受圧部材）４７が設けられており、受圧板４７は、弁体軸部４０と当接するように設けられている。受圧板４７は、本実施形態では、フィルム２０には固着されていない。即ち、本実施形態では、受圧板４７は、フィルム２０が圧力室３４側に変位した場合にフィルム２０が受圧板４７に当接することにより、フィルム２０と同時に圧力室３４側に変位するものであり、受圧板４７が変位することで弁体３５に当接して弁体３５を移動させる。
【００２９】
本実施形態では、受圧板４７はフィルム２０に固着されていないことから、受圧板４７を安定して変位させるために、受圧板４７は、本実施形態では片持ち構造となっている。具体的に説明する。図６に示すように、受圧板４７は、本実施形態においては、正面視において略円形の受圧部４７ａと、受圧部４７ａの基端側で接続部４７ｂを介して受圧部４７ａに接続された軸部４７ｃとからなる。接続部４７ｂの長手方向における長さは、受圧部４７ａの直径よりも、また、軸部４７ｃの長手方向における長さよりも短い。この接続部４７ｂに、接続部４７ｂの長手方向において接続部４７ｂに対向するように、圧力室３４の底面からフィルム２０側へ突出された一対の突起（第１突起部）４８が設けられている。即ち、一対の突起４８は、受圧板４７の接続部４７ｂの長手方向の両側を挟むように設けられている。なお、突起４８は圧力室３４と一体となって形成されている。突起４８は、断面視において受圧板４７よりも高くなるように構成され、その上面でフィルム２０が溶融され固着されている。この突起４８とフィルム２０とから軸受部が構成されており、受圧板４７は、この軸受部から外れずに軸支されて、軸部４７ｃを軸中心としてその先端部、即ち受圧部４７ａが揺動する。即ち、受圧板４７は、この軸受部により軸支されて上述したように軸部４７ｃを軸中心として先端部が揺動可能な片持ち構造となっている。
【００３０】
また、本実施形態では、圧力室３４上のフィルム２０は、撓んで、フィルム２０と壁面部１２との接合面よりも下流側に凸となっており、圧力室３４の壁面部１２上に溶着されている。即ち、圧力室３４上のフィルム２０は、本実施形態においては、負圧が作用していない場合に曲面状である。フィルム２０が撓んだ弛緩状態でなく、フィルムにテンションがかかった緊張状態であると、負圧が作用するとフィルム２０が下流側に引っ張られることでテンションに抗するのでフィルム２０に反力が発生する。しかしながら、本実施形態においては、フィルム２０は撓んだ状態であるので、負圧が作用して下流側に引っ張られたとしても反力が発生しにくい。
【００３１】
このような流路ユニット１０においては、フィルム２０は、インクの吐出により後流側の圧力が低下して圧力室３４内の圧力が流路ユニットの外気圧よりも低い圧力に、つまり圧力室３４内に負圧が作用すると、圧力室３４側に変位し、この変位を受圧板４７を介して弁体３５に伝達する。この場合に、図７（ｂ）に示すように、受圧板４７は、フィルム２０の変位を受圧部４７ａで受けて（即ち、フィルム２０により受圧部４７ａが押圧されて）軸部４７ｃを軸中心として貫通孔４２側に変位する。そして、この変位が弁体３５の軸部４０に伝達される。そして、弁体３５に作用するバネ４４の付勢力に抗し、受圧板４７を介して弁体３５を移動させることによりインク流路と圧力室３４との間を開状態とする。
【００３２】
さらに、本実施形態においては、負圧が作用しない状態では受圧板４７とフィルム２０とが離間されて設けられており、両者は固着されていない。従って、よりフィルム２０が負圧に応じて自由に動くことができ、作動圧のばらつき要因を排除でき、より安定した作動圧を得ることができる。即ち、より作動圧のばらつきを抑制して所望の作動圧で弁体３５を作動させることが可能であり、これによりヘッド４は、より安定して液体を噴射することができる。
【００３３】
ところで、このように受圧板４７とフィルム２０とが固着されていない場合には、フィルム２０が受圧部４７ａを押圧して軸部４７ｃを軸中心として受圧板４７が揺動した場合に、フィルム２０の貫通孔４２側への変位が大きいと軸部４７ｃが浮き上がってしまうことが考えられる。このように軸部４７ｃが浮き上がってしまった場合に軸部４７ｃがフィルム２０と接触することがあると、フィルム２０の作動を阻害することにより、作動圧にばらつきが生じてしまうことが考えられるので、これを抑制する必要がある。
【００３４】
そこで、本実施形態では、延設部５０（第２突起部）を設けることにより、軸部４７ｃの浮き上がりを抑制して、フィルム２０の作動を阻害して作動圧にばらつきが生じることを抑制している。
【００３５】
具体的に説明すると、受圧板４７の軸部４７ｃから接続部４７ｂにかけて切り欠き部４７ｄを設けられ、この切り欠き部４７ｄに嵌合するように圧力室３４を構成する壁面３４ａから延設部５０が延設されて形成されている。壁面３４ａ及び延設部５０には、リブ（固定部）５１が形成されており、このリブ５１にフィルム２０が固着されている。この場合に、図８（１）に示すように、仮に延設部５０がないとすれば、フィルム２０は、軸部４７ｃの長手方向における圧力室３４の壁面のみに固着されているので、軸部４７ｃの上部において撓んでいる。このように撓んでいることで、軸部４７ｃが動くことができる領域が多くなり、その結果、受圧部４７ａ（図７参照）が揺動した場合に軸部４７ｃが浮き上がってしまい、この浮き上がりによりフィルム２０に軸部４７ｃが接触すると、フィルム２０の作動を阻害してしまう。
【００３６】
これに対し、本実施形態では、図６のＢ−Ｂ線断面図である図８（２）に示すように、延設部５０を設けて、この延設部５０のリブ５１にフィルム２０を固着させることで、受圧板４７の軸部４７ｃの各端部でフィルム２０と軸部４７ｃとの距離が短くなるようにしている。これにより軸部４７ｃの動きが規制されるので、軸部４７ｃの浮き上がりが抑制でき、作動圧のばらつきをより抑制することができる。なお、このように軸部４７ｃの浮き上がりが抑制されてもフィルム２０に軸部４７ｃが接触はするかもしれない。しかし、軸部４７ｃの浮き上がりのような軸部４７ｃの大幅な移動はフィルム２０の作動を阻害してしまうことになるが、軸部４７ｃが本実施形態のように浮き上がるほどでなければフィルム２０に軸部４７ｃが接触したとしてもフィルム２０の作動を阻害することはない。
【００３７】
また、このように受圧板４７とフィルム２０とが固着されていないことにより、フィルム２０が負圧開放時に戻りやすい。即ち、受圧板４７とフィルムとが固着されているとしわが不均一に寄ってしまってフィルムが一方向に変形しにくいことがあり、フィルムの作動が規制されてしまう。これにより負圧時に第二のフィルター３２側に変位したフィルムが負圧開放時に戻りにくくなってしまうことがある。特に、本実施形態のように受圧板４７を片持ち構造とする場合には、先端部側にフィルムの作動が規制された領域があると、所望の負圧で弁体が作動できないことも考えられる。しかし、本実施形態では上述のように受圧板４７とフィルム２０とが固着されていないので、フィルム２０にしわが寄らず、これによりフィルム２０が自由に動くことができ、負圧開放時においても作動圧のばらつき要因を排除でき、安定した作動圧を得ることができる。
【００３８】
なお、このように受圧板４７とフィルム２０とが固着されていないと、受圧板は作動時において同一圧力に対して同一軌跡を描いて作動しにくいが、本実施形態においては、受圧板４７は片持ち構造とされていることから、受圧板４７はフィルム２０と固着されていなくても作動時に姿勢が安定する。
【００３９】
このように、本実施形態においては、負圧が作用しない状態でフィルム２０が撓んでいることから、負圧が作用してフィルム２０が下流側に引っ張られたとしても反力が発生しにくい。この結果、本実施形態の流路ユニット１０では、より作動圧のばらつきを抑制できる。
【００４０】
また、本実施形態例の流路ユニット１０の主流路２４にはインクの搬送方向（図２中上下方向）に延びる段差部としての棚部３６が形成されている。棚部３６は主流路２４の端部（幅広部の両側端部）に形成され、深さが浅くされた状態になっている。主流路２４の端部に棚部３６を設けたことにより、主流路２４に気泡が混入した際に、入口部２５寄りの狭い流路に気泡が浮遊して深さが浅くされた棚部３６に気泡が侵入することが阻止される。このため、主流路２４に気泡が混入しても、インクは棚部３６を流通してヘッド４（図２参照）に供給される。
【００４１】
かかる本実施形態における流路ユニットの製造方法について説明する。
【００４２】
はじめに、樹脂からなる本体２１を成型により形成後、図９に示すように本体２１を治具１００に収容する。治具１００は、ブロック状であり、本体２１を収容する収容部１０１を有する。そして、この状態で収容部１０１の開口よりも大きいフィルム用基材１０２を治具１００上に載置する（載置工程）。フィルム用基材１０２には、本体２１の盤面と略同一の形状で図示しないミシン目が形成され、このミシン目により囲まれた領域が本体２１の盤面に一致するように、図示しない位置決めピンによりフィルム用基材１０２を治具上で位置決めされる。
【００４３】
その後、図９に示すように圧力室３４上のフィルム用基材１０２を撓ませて変形させ（フィルム変形工程）、この状態でフィルム用基材１０２を盤面に形成された本体２１の盤面に溶着（固着）する（溶着工程）。即ち、設置時に圧力室３４側に凸となり、フィルム用基材１０２を押圧して撓ませる押圧部材１０４と、溶着する領域を覆ってフィルム用基材１０２を加熱して盤面に溶着させる加熱部材１０５とにより、フィルム用基材１０２を圧力室３４上で撓ませた状態でフィルム用基材１０２を盤面に形成された本体２１の盤面に溶着する。この場合に、フィルム用基材１０２は、具体的には位置決めされた状態で本体２１の流路及び圧力室３４を区画する壁面及び突起４８に設けられた製造リブ１０６上に載置されている。従って、加熱部材１０５が接触することで、この製造リブ１０６は溶融されて短くなり（リブ５１となる）、製造リブ１０６が溶融されることでフィルム用基材１０２が本体２１と強固に接着され、流路が封止される。このようにフィルム用基材１０２が本体２１に溶着されることで、延設部５０、突起４８とフィルム用基材１０２により受圧板４７の軸受けが形成される。
【００４４】
また、このように押圧部材１０４でフィルム用基材１０２を押圧して撓ませた状態でフィルム用基材１０２を本体に溶着することで、フィルム２０を圧力室３４において撓ませることができ、圧力発生時にフィルム２０が作動しやすくなり、作動圧のばらつきを抑制することができる。
【００４５】
その後、押圧部材１０４、加熱部材１０５を除去し、フィルム用基材１０２からミシン目で囲まれている領域以外の領域を除去して、治具１００から本体２１にフィルム２０が固着され、流路が封止された流路ユニット１０を取り出す。そして、この製造された流路ユニット１０の液体流路を、ヘッド流路と連通するように記録ヘッド４に設置する。
【００４６】
上述した実施形態においては、フィルム２０と受圧板４７とが固着されていないものを示したが、これに限定されない。フィルム２０と受圧板４７とが固着されていてもよい。この場合、押圧部材１０４を熱伝導率のよい材料から構成することで、溶着時においてフィルム２０を撓ませながら受圧板４７とフィルム２０とを固着することができる。
【００４７】
本発明の実施形態は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態では、板状部材を設けたが、これに限定されない。軸部４７ｃが浮き上がるのを抑制することができるように構成されていればよく、例えば図１０に示すように、受圧板４７に切り欠き部４７ｄを設けずに、壁面３４ａと突起４８とを接続するように延設部５０Ａを設けても良い。この場合の延設部５０Ａは、軸部４７ｃの両端に近接して設けられている。このように設けられていることで、図１１に示すように軸部４７ｃの両端でフィルム２０Ａが延設部５０Ａに固着しているので、フィルム２０Ａと軸部４７ｃとの距離、特にフィルム２０Ａと軸部４７ｃの両端部における距離が延設部５０Ａを設けない場合に比べて（図中点線で示している）短くなっている。これにより、軸部４７ｃの浮き上がりを抑制して作動圧のばらつきを抑制することができる。
【００４８】
なお、この場合においてさらに切り欠き部４７ｄを設けて延設部５０Ａを設けても良い。このように設けることで、さらに軸部４７ｃの浮き上がりを規制することが可能である。
【００４９】
受圧部材の形状は、上述した実施形態における受圧板の形状に限定されない。片持ち構造となるように軸部と受圧部とを備えていればよい。
【００５０】
上述した実施形態においては、位置決め工程後、フィルム用基材１０２を撓ませながら本体２１の盤面に溶着、即ちフィルム変形工程と溶着工程とを同時に行ったがこれに限定されない。例えば、位置決めをし（位置決め工程）、位置決めを保持した状態でフィルム用基材１０２を撓ませ（フィルム変形工程）、その後、位置決めを保持した状態で本体２１にフィルム用基材１０２を溶着してもよい（溶着工程）。
【００５１】
上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【符号の説明】
【００５２】
１ インクジェット式記録装置、 ２ インクカートリッジ、 ４ 記録ヘッド、 １０ 流路ユニット、 ２０ フィルム、 ２１ 本体、 ２４ 主流路、 ２５ 入口部、 ２６ 出口部、 ２７ 第一のフィルター、 ２８ 排出孔、 ３０ インク流路、 ３１ インク導入孔、 ３２ 第二のフィルター、 ３４ 圧力室、 ３５ 弁体、 ４７ 受圧板、 ４７ａ 受圧部、 ４７ｃ 軸部、 ４８ 突起
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流通する液体流路と、該液体流路に設けられた圧力室と、該圧力室を区画する壁面に固着されて該圧力室を封止するフィルムと、該圧力室と前記液体流路との接続部に設けられ、該液体流路を開放又は閉鎖する弁体と、前記圧力室に設けられ、該弁体に対向して設けられた受圧部材とを備え、
前記圧力室に作用する負圧に基づいて前記フィルムが前記圧力室側に変位して前記受圧部材を押圧することで、該受圧部材と対向する前記弁体が押圧されて前記液体流路を開放し液体が前記圧力室から前記液体流路へ流通する流路ユニットであって、
前記受圧部材は、前記弁体を押圧する受圧部と、該受圧部材の回動軸となる軸部と、該受圧部と該軸部とを接続し、該軸部の長手方向において、軸部の幅及び受圧部の幅よりも短い接続部とを有し、
前記圧力室には、該接続部の前記軸部の長手方向における両端に対向してそれぞれ設けられた第１突起部と、前記軸部の長手方向において、前記圧力室を区画する壁面よりも内側に設けられた第２突起部とが設けられ、
該第１突起部と該第２突起部とに前記フィルムが固着されていることを特徴とする流路ユニット。
【請求項２】
前記軸部のその長手方向における両端に前記第２突起部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の流路ユニット。
【請求項３】
前記軸部には、その長手方向の中央に切り欠き部が設けられており、該切り欠き部に前記第２突起部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流路ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の流路ユニット、及び、液体を噴射するノズル開口と、該ノズル開口に連通すると共に、前記流路ユニットの液体流路と連通する流路内の圧力室に圧力変化を生じさせて、前記ノズル開口から液体を噴射させる圧力発生手段とを備えた液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の液体噴射ヘッドユニットを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１】
液体が流通する液体流路と、該液体流路に設けられた圧力室と、該圧力室を区画する壁面に固着されて該圧力室を封止するフィルムと、該圧力室と前記液体流路との接続部に設けられ、該液体流路を開放又は閉鎖する弁体と、前記圧力室に設けられ、該弁体に対向して設けられた受圧部材とを備え、
前記圧力室に作用する負圧に基づいて前記フィルムが前記圧力室側に変位して前記受圧部材を押圧することで、該受圧部材と対向する前記弁体が押圧されて前記液体流路を開放し液体が前記圧力室から前記液体流路へ流通する流路ユニットであって、
前記受圧部材は、前記弁体を押圧する受圧部と、該受圧部材の回動軸となる軸部と、該受圧部と該軸部とを接続し、該軸部の長手方向において、軸部の幅及び受圧部の幅よりも短い接続部とを有し、
前記圧力室には、該接続部の前記軸部の長手方向における両端に対向してそれぞれ設けられた第１突起部と、前記軸部の長手方向において、前記圧力室を区画する壁面よりも内側に設けられた第２突起部とが設けられ、
該第１突起部と該第２突起部とに前記フィルムが固着されていることを特徴とする流路ユニット。
【請求項２】
前記軸部のその長手方向における両端に前記第２突起部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の流路ユニット。
【請求項３】
前記軸部には、その長手方向の中央に切り欠き部が設けられており、該切り欠き部に前記第２突起部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流路ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の流路ユニット、及び、液体を噴射するノズル開口と、該ノズル開口に連通すると共に、前記流路ユニットの液体流路と連通する流路内の圧力室に圧力変化を生じさせて、前記ノズル開口から液体を噴射させる圧力発生手段とを備えた液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の液体噴射ヘッドユニットを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１７９８６８（Ｐ２０１２−１７９８６８Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４５７３７（Ｐ２０１１−４５７３７）
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【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２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【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 ]