液体流路ユニット
【課題】外気の流入、内気の流出、内部液体の漏出の無い接合部を持つ液体流路ユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】液体流路ユニットは、複数部材の接合によって構成され、その接合箇所に任意の気密性を有し、ユニット内部に液体を保持する機能が要求されており、ユニット構成部材接合部の全部ないし一部が液体に接液しており、購成部材接合部の表面が任意の擾液性もしくは親液性またはその両方を有する。
【解決手段】液体流路ユニットは、複数部材の接合によって構成され、その接合箇所に任意の気密性を有し、ユニット内部に液体を保持する機能が要求されており、ユニット構成部材接合部の全部ないし一部が液体に接液しており、購成部材接合部の表面が任意の擾液性もしくは親液性またはその両方を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体経路の気密を保持し、液体の経路外への流出を防止する液体経路を有する液体流路ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液体を密閉するように収容するタンク等の容器は、複数の構成部材を水密に貼り合わせて構成される。
例えば、特許文献１には、液体を受ける下側の受け皿形状の部材を一体形成し、上面に蓋となる部材を接着や溶着等の手段を用いて、接合する構成が開示されている。
【０００３】
また、特許文献１の構成とは逆に、例えば、特許文献２には、側面と天面が一体となったキャップ形状の部材を一体形成し、下面に底となる部材を接着や溶着等の手段を用いて接合する構成も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４８９０６号公報
【特許文献２】特開２０００−１５８６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１の構成において、接合箇所に接液せず、受け皿形状の構成部材と、蓋となる構成部材とが不完全な接合であった場合、その不完全な接合箇所を通じて外気の流入や内気の流出が生じる。その結果、ユニットは、内部に所定量の液体を保持できず、経路下流への液体流出や、上流からの液体流入によるユニット内オーバーフローなどの機能不全が発生する。
【０００６】
一方、特許文献２の構成において、キャップ形状の部材と底となる部材の接合が不完全な場合、不完全接合部から内部液体の漏出や、接合部から外気が流入することによる経路下流への液体流出などの機能不全が発生する。これらの構成においては、不完全接合によって気密が保たれないことが直接の原因となっており、通常の接着や熱溶着などの接合により気密を保つ精密な接合を安定して行うことは困難である。また、高い気密性を有していることを検査するためには、高精度な検査装置を使用し、長時間の測定が必要になることから、検査のコストアップも避けられない。
【０００７】
そこで本発明は、外気の流入、内気の流出、内部液体の漏出の無い接合部を持つ液体流路ユニット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】
【０００８】
本発明に従う実施形態に係る液体流路ユニットは、液体が流通する流路上に設けられ、少なくとも１つは前記液体を貯留するための貯留空間を有する形状を成し、それぞれに接合面を有する複数の構成部材が、該接合面どうしを水平方向で対向させて接合して構成される液体流路ユニットであって、それぞれの前記構成部材における接合面に、撥液性又は、親液性又は、これらの両方、のいずれかの性質を付与し、前記構成部材の同じ性質の２つの接合面を対向させて接合した際に、不完全接合により前記接合面の間に生じた間隙に前記液体によるメニスカスを形成して塞ぎ、前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外気の流入、内気の流出及び内部液体の漏出の無い接合部を有する液体流路ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る液体流路ユニットの構成を示す図である。
【図２】図２は第１の実施形態の液体流路ユニットが設けられたインク循環経路を含む画像記録装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、第２の実施形態に係る液体流路ユニットの構成を示す図である。
【図４】図４は、第３の実施形態に係る液体流路ユニットの構成を示す図である。
【図５】図５は、第４の実施形態に係る液体流路ユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本発明の液体流路ユニットは、液体が流れる流路上に設けられて、一時的に液体を貯留するタンクとして機能し、且つ複数の構成部材が接合されて形成されたユニットである。その接合の際に、適正に接合できなかった不完全接合箇所が発生した場合に、不完全接合箇所における液体漏れや外気の流入を防止する技術的特徴を有している。
【００１２】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の液体流路ユニットを、インクジェットプリンタ（以下、プリンタと称する）のインク循環経路に適用した構成例を示す概略図である。図２は、第１の実施形態に係る液体流路ユニットの断面構成を示す図である。本実施形態における液体流路ユニットは、インク経路の途中に設けられ、記録ヘッドに供給するインクを一時的に貯留するサブインクタンクを例として説明する。
【００１３】
まず、プリンタ１の構成について説明する。
このプリンタ１は、主として、複数の記録ヘッド１７を備える画像記録部２と、各記録ヘッド１７に対してインク２０を循環させるインク流路となるインク循環経路１０と、各記録ヘッド１７にインク２０を供給する液体流路ユニット（第１タンク）４と、各記録ヘッド１７から使用されずに排出されたインク２０を収容する第２タンク３と、画像記録を行うために第２タンク内の圧力を調整する圧力調整機構９と、インク循環経路にインク２０を補充するインク補充部７と、で構成される。
【００１４】
さらに、装置全体を制御する制御部５０を有し、その制御部５０内には、インク循環を制御するためのインク循環制御部５１を含んでいる。また、第２タンク３内には、液面検出部１９が設けられ、インクの液面を検出して、インク循環経路におけるインク残量を検出し、その結果に応じて、インク補充を行う。
【００１５】
本実施形態では、インクの自重により、記録ヘッドヘのインク供給及び第２タンクへの収容に対して、インク移動を助長するように、重力方向において、高い位置から液体流路ユニット４、記録ヘッド１７、第２タンク３の順に配置されている。また、第２タンク３が気密状態の場合に、ポンプ５の駆動及び圧力調整機構９により第２タンク内の圧力を加減調整されると、後述する液体流路ユニット４内の圧力も加減変化する。
【００１６】
インク循環経路１０のうち、液体流路ユニット４から記録ヘッド１７にインク２０を供給する供給流路を第１インク経路１１とする。第１のインク経路１１上には、各記録ヘッド１７にインク２０を分配するインク分配部１５が配置されている。また、記録ヘッド１７から第２タンク３にノズルから吐出されなかったインク２０を排出する排出流路を第２インク経路１２とする。第２インク経路１２上には、各記録ヘッド１７から排出されたインク２０を纏めるインク回収部１６が配置されている。
【００１７】
さらに、第２タンク３から記録ヘッド１７にインク２０を帰還させる帰還流路を第３インク経路１３とする。この第３インク経路１３上には、インク２０を第１のタンクに汲み上げるポンプ５と、インク２０に含まれる異物等を除去するためのフィルタ６が配置されている。また、画像記録により消費されたインクは、インク補充部７から第４インク経路１４上に設けられた補給弁６の開閉により、第２タンク３にインクが補充される。
【００１８】
圧力調整機構９は、タンク共通気室９ａ、ベローズ９ｂ、錘９ｃ、及びベローズ昇降機構９ｄで構成される。ベローズ５１は、錘及びベローズ昇降機構により伸長及び短縮されて、伸長時に第２タンク３を減圧して大気圧より低い負圧とし、短縮時に第２タンク３を加圧して大気圧より高い正圧とする。タンク共通気室は、他のインク色のインク循環経路における第２タンクを同時に圧力変化させるために設けられている。
【００１９】
尚、図１には示されていないが、プリンタ１は、他にも、記録媒体を供給する供給部、該供給部から供給された記録媒体を搬送する搬送部、画像形成された記録媒体を搬送部から排出するための排出部、記録ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス部、及びユーザの入力指示等を行うための入力部等の通常のプリンタが備えている構成部位を有しているものとする。
【００２０】
次に、第１の実施形態のプリンタ１におけるインク循環について説明する。
インク循環経路１０において、液体流路ユニット４から第１経路１１を経て、画像記録部１３にインク２０が供給される。記録ヘッド１７の複数のノズル（図示せず）からインク滴１８として吐出されなかったインク２０は、記録ヘッド１７から排出されて、第２インク経路１２を経て、第２タンク３へ収容される。第２タンク３からポンプ５に汲み出されたインク２０は、第３インク経路１３を流れて、フィルタ６で異物や固形化が除去された後、液体流路ユニット４に帰還する。
【００２１】
本実施形態の液体流路ユニット４について説明する。
図２に示すように、液体流路ユニット４は、天板と側壁が一体となったキャップ形状を成す貯留空間（インクタンク）を有するユニット構成部材２１と、蓋形状を成すユニット構成部材２２とが接合されている。さらに、液体流路ユニット４には、第３インク経路１３に接続されるインクの流入口２０ａ及び、第１の経路１１に接続される流出口２０ｂが設けられている。ユニット構成部材２１とユニット構成部材２２の接合方法としては、接着剤等を用いた接着又は、熱による溶着などが利用できる。
【００２２】
図１において、通常は、ユニット構成部材２１とユニット構成部材２２とは、接合箇所Ａに示すように、インクが漏れ出る又は空気が入り込まないように密閉するように適正に接合されている。しかし、接合作業の不良又は、製造ばらつき等の何らかの原因により、適正に接合されなかった場合には、不完全接合箇所Ｂ、即ち、間隙２５が生じる。図２には、２つの不完全接合箇所Ｂが生じている例である。これらの不完全接合部Ｂは、貼り合わせ箇所２１ａ（２１ｂ）と２２ａ（２２ｂ）の接合面の具合によって確率的に発生するものであり、精密に接合された場合には、発生確率は低くなる。
【００２３】
この液体流路ユニット４は、画像記録時等のインク循環中においては、外圧（大気圧：第２の圧力）に対し、ユニット内の圧力（内圧：第１の圧力）の方が大きくなり、インクが外部に押し出されるように流出口より流出する。つまり、ユニット内圧が、外圧＜内圧の関係となる。
【００２４】
また反対に、画像記録を実行していない待機時の循環停止中においては、内圧よりも外圧の方が大きくなり、インクが流出停止又は流入する。つまり、外圧（大気圧）に対し、ユニット内圧が外圧＞内圧の関係となる。このように、液体流路ユニット４は、ユニット内圧とユニット外圧（一定値）の関係が一意に定まらない仕様となっている。即ち、記録動作に応じて、ポンプ駆動や圧力調整機構９の圧力調整を行うため、液体流路ユニット４の内圧値が変動する。
【００２５】
本実施形態において、図２に示すユニット構成部材２１における貼り合わせ箇所２１ａの接合面には、全周面に渡り、内側に親液性を有している親液面２３ａと、外側に撥液性を有している撥液面２４ａとが設けられている。同様に、ユニット構成部材２２における貼り合わせ箇所２２ａの接合面には、全周面に渡り、内側に親液性を有している親液面２３ａと、外側に撥液性を有している撥液面２４ａとが設けられている。また、本実施形態においては、撥液面２４ａ及び２４ｂと親液面２３ａ及び２３ｂとは、それぞれに対向し、且つ撥液面２４ａ及び２４ｂは、親液面２３ａ及び２３ｂよりも必ず外側に存在する。
【００２６】
一般に、親液性及び撥液性の評価には、対象面と対象液体との接触角が用いられる。
ユニット内外の圧力差と不完全接合部箇所Ｂの隙間距離、及び親液性・撥液性による接触角には以下のような関係が与えられる。ここでは、親液面２３ａと撥液面２４ａとを例とする。
【００２７】
・親液面２３ａの親液牲（内部液体（インク２０）と親液面２３ａの接触角）は、
最大圧力差×不完全接合部２５の隙間距離≦２×内部液体の表面張力×ＣＯＳ（接触角）。
・撥液面２４ａの撥液性（内部液体（インク２０）と撥液面２４ａの接触角）は、
最大圧力差×不完全接合部２５の隙間距離≦−２×内部液体の表面張力×ＣＯＳ（接触角）。
【００２８】
部材表面に撥液性ないし親液性を与える方法は、一般に広く知られており、その中でも水に対する撥液性又は親液性を与える方法を以下に説明する。
１）第１の方法は、部材素材の持つ撥液・親液性を組み合わせて利用する方法がある。フッ素樹脂には撥液性があり、ナイロン（登録商標）樹脂には親液特性があることが一般に知られている。
【００２９】
２）第２の方法は、撥液・親液性を持つ素材の膜を組み合わせて母材表面に形成又は、コーティングする方法がある。例えば、前述したフッ素樹脂コートでは、撥液性が得られ、二酸化チタンコートや二酸化珪素コートによって親液性が得られる。
３）第３の方法は、形成した撥液性を有する樹脂表面の一部に、微細な凹凸を形成することにより親液性を与える方法がある。樹脂表面の一部に、コロナ放電で凹凸を形成する方法や、成型金型表面にナノメートルオーダーの凹凸（ナノ構造体）を形成し、成型転写にて部材ヘナノ構造体を転写する方法により、任意の親液性を与えることができる。
【００３０】
前述した不完全接合箇所Ｂである間隙２５により、液体流路ユニット４の貯留空間と外部が連通しており、充填された内部液体、即ちインク２０が間隙２５部分へ流入する。
つまり、インク２０の貯留空間側（内側）の圧力（内圧）が、外側の圧力（外圧：大気圧）より小さい場合、外圧に押されてメニスカス２６は、中央付近が凹んだ形状で貯留空間側方向に撥液面２４ａ，２４ｂと、親液面２３ａ，２３ｂとの境界まで移動される。この時、メニスカス２６は、親液面２３ａ及び親液面２３ｂを渡るように形成される。
【００３１】
このとき、親液面２３ａ及び親液面２３ｂ表面の親液性により、それぞれの親液面に付着したインクは、界面張力による濡れ広がり方向へ力が発生する。メニスカス２６の両端にも同様の界面張力が発生し、メニスカス２６は、間隙２５の外側方向へ押し戻される。その結果、メニスカス２６は間隙２５内に留まり、液体流路ユニット４内の貯留空間の気密（水密）状態は保持される。
【００３２】
反対に、貯留空間側（内側）の圧力（内圧）が、外側の圧力（外圧：大気圧）より大きい場合には、メニスカス２６は、間隙２６の外側方向へ押し出されるように移動して、撥液面／親液面の境界より外側まで移動しようとする。しかし、メニスカス２６は、撥液面２４ａ及び撥液面２４ｂの撥液性と界面張力とによって働く力により、内側方向へ押し戻される。その結果、メニスカス２６は、間隙２５内に留まり、液体流路ユニット４内の貯留空間の気密（水密）状態は保持される。
【００３３】
尚、本実施形態では、液体流路ユニットをプリンタに搭載した構成例であるため、液体をインクとしているが、液体は搭載されるシステムに応じて、インク以外の液体に対しても同等に適用することができる。図１に示すプリンタ１においては、インク１色のインク循環経路を示しているが、実際のカラー画像を記録する構成においては、少なくとも４色のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）のインク色毎に独立したインク循環経路を有している。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、不完全接合箇所Ｂの間隙２５内に流入したインク２０は、対向する接合面２１ａ（２１ｂ），２２ａ（２２ｂ）の間で、親液面２３ａ及び親液面２３ｂとの界面を渡るメニスカス２６が形成される。このメニスカス２６によって不完全接合箇所Ｂの間隙２５は塞がれることとなり、間隙２５を通じて外気の流入及び貯留するインクの流出が防止される。
【００３５】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について詳細に説明する。
図３は、第２の実施形態に係る液体流路ユニットの概略的な構成を示す断面図である。本実施形態は、外側の圧力（外圧：大気圧）に対して、液体流路ユニットの貯留空間側（内側）の圧力（内圧）が常に大きい状態を維持する場合に適用される例である。尚、本実施形態の構成部位において、前述した第１の実施形態における構成部位（図１）と同等の部位には、同じ参照符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３６】
本実施形態では、液体流路ユニット４における接合箇所（接合箇所Ａ及び不完全接合箇所Ｂ）の接合面の構成が異なっている。
液体流路ユニット４は、不完全接合箇所Ｂの間隙２５において、間隙２５内で、内圧が外圧に対して、常に内圧＞外圧の関係を保つ場合には、対向する撥液面のみで構成する。即ち、ユニット構成部材２１の接合箇所２１ａには、撥液性を有する撥液面２４ａのみを形成する。同様に、ユニット構成部材２２の接合箇所２２ａには、撥液性を有する撥液面２４ｂのみを形成する。
【００３７】
圧力が内圧＞外圧の関係下で、撥液面２４ａと撥液面２４ｂが対向する配置により、メニスカス２６は、図３に示すように外部に向かって中央部分が膨らむ形状で、不完全接合部Ｂの間隙２５内に留まり、不完全接合部Ｂ２１から内部液体３の漏出は発生しない。
【００３８】
従って、本実施形態では、不完全接合箇所Ｂの間隙２５内に流入したインク２０は、対向する撥液面２４ａと撥液面２４ｂの間で、両液面に掛かるようにメニスカス２６が形成される。このメニスカス２６によって不完全接合箇所Ｂの間隙２５は塞がれることとなり、間隙２５を通じて外気の流入及び貯留するインクの流出が防止される。
【００３９】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について詳細に説明する。
図４は、第３の実施形態に係る液体流路ユニットの概略的な構成を示す断面図である。本実施形態は、液体流路ユニットの貯留空間側（内側）の圧力（内圧）に対して、外側の圧力（外圧：大気圧）が常に大きい状態を維持する場合に適用される例である。
【００４０】
尚、本実施形態の構成部位において、前述した第１の実施形態における構成部位（図１）と同等の部位には、同じ参照符号を付して、詳細な説明は省略する。本実施形態では、液体流路ユニット４における不完全接合部Ｂの接合面の構成が異なっている。
【００４１】
液体流路ユニット４は、前述した第２実施形態とは反対に、不完全接合箇所Ｂの間隙２５において、間隙２５内で、外圧が内圧に対して、常に外圧＞内圧の関係を保つ場合には、対向する親液面のみで構成する。即ち、ユニット構成部材２１の接合箇所２１ａには、親液性を有する親液面２３ａのみを形成する。同様に、ユニット構成部材２２の接合箇所２２ａには、親液性を有する親液面２３ｂのみを形成する。
【００４２】
圧力が外圧＞内圧の関係下で、親液面２３ａと親液面２３ｂが対向する配置により、メニスカス２６は、図４に示すように、外部に向かって中央部分が凹む形状で不完全接合部Ｂの間隙２５内に留まり、不完全接合部Ｂ２１から内部液体３の漏出は発生しない。
【００４３】
従って、本実施形態では、不完全接合箇所Ｂの間隙２５内に流入したインク２０は、対向する親液面２３ａと親液面２３ｂの間で、両液面に掛かるようにメニスカス２６が形成される。このメニスカス２６によって不完全接合箇所Ｂの間隙２５は塞がれることとなり、間隙２５を通じて外気の流入及び貯留するインクの流出が防止される。
【００４４】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について詳細に説明する。
図５は、第４の実施形態に係る液体流路ユニットの概略的な構成を示す断面図である。本実施形態は、２つのユニット構成部材の接合箇所の接合方向が縦方向（重力方向）に接合された例である。尚、本実施形態の構成部位において、前述した第１の実施形態における構成部位（図１）と同等の部位には、同じ参照符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００４５】
本実施形態の液体流路ユニット３１は、天板と側壁が一体となったキャップ形状を成す貯留空間（インクタンク）をそれぞれに有する、ユニット構成部材３２とユニット構成部材３３とが縦方向に接合された構成である。つまり、インクの液面に対して垂直に接合面が配置される。
【００４６】
この構成において、貯留空間に収容されたインクの液面より上方に生じた不完全接合箇所Ｂの間隙３４は、接液していないが、接合箇所の親液面３０ａ及び３０ｂとインク２０に生じる界面張力により毛細管現象が発生し、間隙３４をインク２０が吸い上げられ、間隙３４内に栓をするようにメニスカスを形成している。
【００４７】
一方、インク２０の液面より下方に生じた不完全接合箇所Ｃの間隙３５では、親液面３０ａ及び３０ｂにインク２０が接液して、間隙３５内にインク２０が入り込み、界面張力により毛細管現象が発生して、メニスカス２６が形成されている。尚、本実施形態では、液体流路ユニット３１，３２が共にインクを貯留する貯留空間を有する構造であったが、いずれか一方が前述した平板状の構成部位であってもよい。
【００４８】
従って、本実施形態においては、収容されたインク２０の液面と垂直となる方向で液面下の位置で生じた不完全接合箇所Ｃの間隙３５であっても、界面張力により毛細管現象が発生して間隙をインクで塞ぎ、また、液面上の位置で生じた不完全接合箇所Ｂの間隙３４であっても、形成されたメニスカス２６によって塞がる。
よって、不完全接合箇所Ｂの間隙３４は、塞がれることとなり、間隙３４を通じて外気の流入及び貯留するインク２０の流出が防止できる。
【００４９】
以上説明した実施形態においては、以下の発明の要旨を含んでいる。
（１）液体が流通する流路上に設けられ、複数の部材による接合部によって構成されるユニットであって、
接合部に任意の気密性が要求されており、ユニット内部に液体を保持する機能が要求されており、ユニット構成部材接合部の全部ないし一部が液体に接液しており、構成部材の接合部の表面が任意の撥液性もしくは、親液性又は、その両方を有することを特徴とする液体流路ユニット。
【００５０】
（２）前記ユニット接合部内側の圧力が接合部外側の圧力に対して一定の大小関係を持たない場合、構成部材接合部の表面内側が親液性を有しており、構成部材接合部の表面外側が撥液性を有していることを特徴とする前記（１）項に記載の液体流路ユニット。
（３）前記ユニット接合部内側の圧力が接合部外側の圧力に対して常に内圧＞外圧の関係を保つ場合、構成部材接合部の表面が撥液性を有していることを特徴とする前記（１）項に記載の液体流路ユニット。
（４）前記ユニット接合部内側の圧力が接合部外側の圧力に対して常に内圧＜外圧の関係を保つ場合、構成部材接合部の表面が親液性を有していることを特徴とする前記（１）項に記載の液体流路ユニット。
【符号の説明】
【００５１】
１…インクジェットプリンタ（プリンタ）、２…画像記録部、３…第２タンク、４…液体流路ユニット（第１タンク）、５…ポンプ、６…フィルタ、７…インク補充部、９…圧力調整機構、１０…インク循環経路、１１…第１インク経路、１２…第２インク経路、１３…第３インク経路、１４…第４インク経路、１５…インク分配部、１６…インク回収部、１７…記録ヘッド、１８…インク滴、１９…、２０…インク、２０ａ…流入口、２０ｂ…流出口、２１，２２，３２，３３…ユニット構成部材、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ…貼り合わせ箇所、２３ａ，２３ｂ…親液面、２４ａ，２４ｂ…撥液面、２５，３４…間隙、５０…制御部、５１…インク循環制御部、Ａ…接合箇所、Ｂ…不完全接合箇所。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体経路の気密を保持し、液体の経路外への流出を防止する液体経路を有する液体流路ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液体を密閉するように収容するタンク等の容器は、複数の構成部材を水密に貼り合わせて構成される。
例えば、特許文献１には、液体を受ける下側の受け皿形状の部材を一体形成し、上面に蓋となる部材を接着や溶着等の手段を用いて、接合する構成が開示されている。
【０００３】
また、特許文献１の構成とは逆に、例えば、特許文献２には、側面と天面が一体となったキャップ形状の部材を一体形成し、下面に底となる部材を接着や溶着等の手段を用いて接合する構成も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４８９０６号公報
【特許文献２】特開２０００−１５８６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１の構成において、接合箇所に接液せず、受け皿形状の構成部材と、蓋となる構成部材とが不完全な接合であった場合、その不完全な接合箇所を通じて外気の流入や内気の流出が生じる。その結果、ユニットは、内部に所定量の液体を保持できず、経路下流への液体流出や、上流からの液体流入によるユニット内オーバーフローなどの機能不全が発生する。
【０００６】
一方、特許文献２の構成において、キャップ形状の部材と底となる部材の接合が不完全な場合、不完全接合部から内部液体の漏出や、接合部から外気が流入することによる経路下流への液体流出などの機能不全が発生する。これらの構成においては、不完全接合によって気密が保たれないことが直接の原因となっており、通常の接着や熱溶着などの接合により気密を保つ精密な接合を安定して行うことは困難である。また、高い気密性を有していることを検査するためには、高精度な検査装置を使用し、長時間の測定が必要になることから、検査のコストアップも避けられない。
【０００７】
そこで本発明は、外気の流入、内気の流出、内部液体の漏出の無い接合部を持つ液体流路ユニット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】
【０００８】
本発明に従う実施形態に係る液体流路ユニットは、液体が流通する流路上に設けられ、少なくとも１つは前記液体を貯留するための貯留空間を有する形状を成し、それぞれに接合面を有する複数の構成部材が、該接合面どうしを水平方向で対向させて接合して構成される液体流路ユニットであって、それぞれの前記構成部材における接合面に、撥液性又は、親液性又は、これらの両方、のいずれかの性質を付与し、前記構成部材の同じ性質の２つの接合面を対向させて接合した際に、不完全接合により前記接合面の間に生じた間隙に前記液体によるメニスカスを形成して塞ぎ、前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外気の流入、内気の流出及び内部液体の漏出の無い接合部を有する液体流路ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る液体流路ユニットの構成を示す図である。
【図２】図２は第１の実施形態の液体流路ユニットが設けられたインク循環経路を含む画像記録装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、第２の実施形態に係る液体流路ユニットの構成を示す図である。
【図４】図４は、第３の実施形態に係る液体流路ユニットの構成を示す図である。
【図５】図５は、第４の実施形態に係る液体流路ユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本発明の液体流路ユニットは、液体が流れる流路上に設けられて、一時的に液体を貯留するタンクとして機能し、且つ複数の構成部材が接合されて形成されたユニットである。その接合の際に、適正に接合できなかった不完全接合箇所が発生した場合に、不完全接合箇所における液体漏れや外気の流入を防止する技術的特徴を有している。
【００１２】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の液体流路ユニットを、インクジェットプリンタ（以下、プリンタと称する）のインク循環経路に適用した構成例を示す概略図である。図２は、第１の実施形態に係る液体流路ユニットの断面構成を示す図である。本実施形態における液体流路ユニットは、インク経路の途中に設けられ、記録ヘッドに供給するインクを一時的に貯留するサブインクタンクを例として説明する。
【００１３】
まず、プリンタ１の構成について説明する。
このプリンタ１は、主として、複数の記録ヘッド１７を備える画像記録部２と、各記録ヘッド１７に対してインク２０を循環させるインク流路となるインク循環経路１０と、各記録ヘッド１７にインク２０を供給する液体流路ユニット（第１タンク）４と、各記録ヘッド１７から使用されずに排出されたインク２０を収容する第２タンク３と、画像記録を行うために第２タンク内の圧力を調整する圧力調整機構９と、インク循環経路にインク２０を補充するインク補充部７と、で構成される。
【００１４】
さらに、装置全体を制御する制御部５０を有し、その制御部５０内には、インク循環を制御するためのインク循環制御部５１を含んでいる。また、第２タンク３内には、液面検出部１９が設けられ、インクの液面を検出して、インク循環経路におけるインク残量を検出し、その結果に応じて、インク補充を行う。
【００１５】
本実施形態では、インクの自重により、記録ヘッドヘのインク供給及び第２タンクへの収容に対して、インク移動を助長するように、重力方向において、高い位置から液体流路ユニット４、記録ヘッド１７、第２タンク３の順に配置されている。また、第２タンク３が気密状態の場合に、ポンプ５の駆動及び圧力調整機構９により第２タンク内の圧力を加減調整されると、後述する液体流路ユニット４内の圧力も加減変化する。
【００１６】
インク循環経路１０のうち、液体流路ユニット４から記録ヘッド１７にインク２０を供給する供給流路を第１インク経路１１とする。第１のインク経路１１上には、各記録ヘッド１７にインク２０を分配するインク分配部１５が配置されている。また、記録ヘッド１７から第２タンク３にノズルから吐出されなかったインク２０を排出する排出流路を第２インク経路１２とする。第２インク経路１２上には、各記録ヘッド１７から排出されたインク２０を纏めるインク回収部１６が配置されている。
【００１７】
さらに、第２タンク３から記録ヘッド１７にインク２０を帰還させる帰還流路を第３インク経路１３とする。この第３インク経路１３上には、インク２０を第１のタンクに汲み上げるポンプ５と、インク２０に含まれる異物等を除去するためのフィルタ６が配置されている。また、画像記録により消費されたインクは、インク補充部７から第４インク経路１４上に設けられた補給弁６の開閉により、第２タンク３にインクが補充される。
【００１８】
圧力調整機構９は、タンク共通気室９ａ、ベローズ９ｂ、錘９ｃ、及びベローズ昇降機構９ｄで構成される。ベローズ５１は、錘及びベローズ昇降機構により伸長及び短縮されて、伸長時に第２タンク３を減圧して大気圧より低い負圧とし、短縮時に第２タンク３を加圧して大気圧より高い正圧とする。タンク共通気室は、他のインク色のインク循環経路における第２タンクを同時に圧力変化させるために設けられている。
【００１９】
尚、図１には示されていないが、プリンタ１は、他にも、記録媒体を供給する供給部、該供給部から供給された記録媒体を搬送する搬送部、画像形成された記録媒体を搬送部から排出するための排出部、記録ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス部、及びユーザの入力指示等を行うための入力部等の通常のプリンタが備えている構成部位を有しているものとする。
【００２０】
次に、第１の実施形態のプリンタ１におけるインク循環について説明する。
インク循環経路１０において、液体流路ユニット４から第１経路１１を経て、画像記録部１３にインク２０が供給される。記録ヘッド１７の複数のノズル（図示せず）からインク滴１８として吐出されなかったインク２０は、記録ヘッド１７から排出されて、第２インク経路１２を経て、第２タンク３へ収容される。第２タンク３からポンプ５に汲み出されたインク２０は、第３インク経路１３を流れて、フィルタ６で異物や固形化が除去された後、液体流路ユニット４に帰還する。
【００２１】
本実施形態の液体流路ユニット４について説明する。
図２に示すように、液体流路ユニット４は、天板と側壁が一体となったキャップ形状を成す貯留空間（インクタンク）を有するユニット構成部材２１と、蓋形状を成すユニット構成部材２２とが接合されている。さらに、液体流路ユニット４には、第３インク経路１３に接続されるインクの流入口２０ａ及び、第１の経路１１に接続される流出口２０ｂが設けられている。ユニット構成部材２１とユニット構成部材２２の接合方法としては、接着剤等を用いた接着又は、熱による溶着などが利用できる。
【００２２】
図１において、通常は、ユニット構成部材２１とユニット構成部材２２とは、接合箇所Ａに示すように、インクが漏れ出る又は空気が入り込まないように密閉するように適正に接合されている。しかし、接合作業の不良又は、製造ばらつき等の何らかの原因により、適正に接合されなかった場合には、不完全接合箇所Ｂ、即ち、間隙２５が生じる。図２には、２つの不完全接合箇所Ｂが生じている例である。これらの不完全接合部Ｂは、貼り合わせ箇所２１ａ（２１ｂ）と２２ａ（２２ｂ）の接合面の具合によって確率的に発生するものであり、精密に接合された場合には、発生確率は低くなる。
【００２３】
この液体流路ユニット４は、画像記録時等のインク循環中においては、外圧（大気圧：第２の圧力）に対し、ユニット内の圧力（内圧：第１の圧力）の方が大きくなり、インクが外部に押し出されるように流出口より流出する。つまり、ユニット内圧が、外圧＜内圧の関係となる。
【００２４】
また反対に、画像記録を実行していない待機時の循環停止中においては、内圧よりも外圧の方が大きくなり、インクが流出停止又は流入する。つまり、外圧（大気圧）に対し、ユニット内圧が外圧＞内圧の関係となる。このように、液体流路ユニット４は、ユニット内圧とユニット外圧（一定値）の関係が一意に定まらない仕様となっている。即ち、記録動作に応じて、ポンプ駆動や圧力調整機構９の圧力調整を行うため、液体流路ユニット４の内圧値が変動する。
【００２５】
本実施形態において、図２に示すユニット構成部材２１における貼り合わせ箇所２１ａの接合面には、全周面に渡り、内側に親液性を有している親液面２３ａと、外側に撥液性を有している撥液面２４ａとが設けられている。同様に、ユニット構成部材２２における貼り合わせ箇所２２ａの接合面には、全周面に渡り、内側に親液性を有している親液面２３ａと、外側に撥液性を有している撥液面２４ａとが設けられている。また、本実施形態においては、撥液面２４ａ及び２４ｂと親液面２３ａ及び２３ｂとは、それぞれに対向し、且つ撥液面２４ａ及び２４ｂは、親液面２３ａ及び２３ｂよりも必ず外側に存在する。
【００２６】
一般に、親液性及び撥液性の評価には、対象面と対象液体との接触角が用いられる。
ユニット内外の圧力差と不完全接合部箇所Ｂの隙間距離、及び親液性・撥液性による接触角には以下のような関係が与えられる。ここでは、親液面２３ａと撥液面２４ａとを例とする。
【００２７】
・親液面２３ａの親液牲（内部液体（インク２０）と親液面２３ａの接触角）は、
最大圧力差×不完全接合部２５の隙間距離≦２×内部液体の表面張力×ＣＯＳ（接触角）。
・撥液面２４ａの撥液性（内部液体（インク２０）と撥液面２４ａの接触角）は、
最大圧力差×不完全接合部２５の隙間距離≦−２×内部液体の表面張力×ＣＯＳ（接触角）。
【００２８】
部材表面に撥液性ないし親液性を与える方法は、一般に広く知られており、その中でも水に対する撥液性又は親液性を与える方法を以下に説明する。
１）第１の方法は、部材素材の持つ撥液・親液性を組み合わせて利用する方法がある。フッ素樹脂には撥液性があり、ナイロン（登録商標）樹脂には親液特性があることが一般に知られている。
【００２９】
２）第２の方法は、撥液・親液性を持つ素材の膜を組み合わせて母材表面に形成又は、コーティングする方法がある。例えば、前述したフッ素樹脂コートでは、撥液性が得られ、二酸化チタンコートや二酸化珪素コートによって親液性が得られる。
３）第３の方法は、形成した撥液性を有する樹脂表面の一部に、微細な凹凸を形成することにより親液性を与える方法がある。樹脂表面の一部に、コロナ放電で凹凸を形成する方法や、成型金型表面にナノメートルオーダーの凹凸（ナノ構造体）を形成し、成型転写にて部材ヘナノ構造体を転写する方法により、任意の親液性を与えることができる。
【００３０】
前述した不完全接合箇所Ｂである間隙２５により、液体流路ユニット４の貯留空間と外部が連通しており、充填された内部液体、即ちインク２０が間隙２５部分へ流入する。
つまり、インク２０の貯留空間側（内側）の圧力（内圧）が、外側の圧力（外圧：大気圧）より小さい場合、外圧に押されてメニスカス２６は、中央付近が凹んだ形状で貯留空間側方向に撥液面２４ａ，２４ｂと、親液面２３ａ，２３ｂとの境界まで移動される。この時、メニスカス２６は、親液面２３ａ及び親液面２３ｂを渡るように形成される。
【００３１】
このとき、親液面２３ａ及び親液面２３ｂ表面の親液性により、それぞれの親液面に付着したインクは、界面張力による濡れ広がり方向へ力が発生する。メニスカス２６の両端にも同様の界面張力が発生し、メニスカス２６は、間隙２５の外側方向へ押し戻される。その結果、メニスカス２６は間隙２５内に留まり、液体流路ユニット４内の貯留空間の気密（水密）状態は保持される。
【００３２】
反対に、貯留空間側（内側）の圧力（内圧）が、外側の圧力（外圧：大気圧）より大きい場合には、メニスカス２６は、間隙２６の外側方向へ押し出されるように移動して、撥液面／親液面の境界より外側まで移動しようとする。しかし、メニスカス２６は、撥液面２４ａ及び撥液面２４ｂの撥液性と界面張力とによって働く力により、内側方向へ押し戻される。その結果、メニスカス２６は、間隙２５内に留まり、液体流路ユニット４内の貯留空間の気密（水密）状態は保持される。
【００３３】
尚、本実施形態では、液体流路ユニットをプリンタに搭載した構成例であるため、液体をインクとしているが、液体は搭載されるシステムに応じて、インク以外の液体に対しても同等に適用することができる。図１に示すプリンタ１においては、インク１色のインク循環経路を示しているが、実際のカラー画像を記録する構成においては、少なくとも４色のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）のインク色毎に独立したインク循環経路を有している。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、不完全接合箇所Ｂの間隙２５内に流入したインク２０は、対向する接合面２１ａ（２１ｂ），２２ａ（２２ｂ）の間で、親液面２３ａ及び親液面２３ｂとの界面を渡るメニスカス２６が形成される。このメニスカス２６によって不完全接合箇所Ｂの間隙２５は塞がれることとなり、間隙２５を通じて外気の流入及び貯留するインクの流出が防止される。
【００３５】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について詳細に説明する。
図３は、第２の実施形態に係る液体流路ユニットの概略的な構成を示す断面図である。本実施形態は、外側の圧力（外圧：大気圧）に対して、液体流路ユニットの貯留空間側（内側）の圧力（内圧）が常に大きい状態を維持する場合に適用される例である。尚、本実施形態の構成部位において、前述した第１の実施形態における構成部位（図１）と同等の部位には、同じ参照符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３６】
本実施形態では、液体流路ユニット４における接合箇所（接合箇所Ａ及び不完全接合箇所Ｂ）の接合面の構成が異なっている。
液体流路ユニット４は、不完全接合箇所Ｂの間隙２５において、間隙２５内で、内圧が外圧に対して、常に内圧＞外圧の関係を保つ場合には、対向する撥液面のみで構成する。即ち、ユニット構成部材２１の接合箇所２１ａには、撥液性を有する撥液面２４ａのみを形成する。同様に、ユニット構成部材２２の接合箇所２２ａには、撥液性を有する撥液面２４ｂのみを形成する。
【００３７】
圧力が内圧＞外圧の関係下で、撥液面２４ａと撥液面２４ｂが対向する配置により、メニスカス２６は、図３に示すように外部に向かって中央部分が膨らむ形状で、不完全接合部Ｂの間隙２５内に留まり、不完全接合部Ｂ２１から内部液体３の漏出は発生しない。
【００３８】
従って、本実施形態では、不完全接合箇所Ｂの間隙２５内に流入したインク２０は、対向する撥液面２４ａと撥液面２４ｂの間で、両液面に掛かるようにメニスカス２６が形成される。このメニスカス２６によって不完全接合箇所Ｂの間隙２５は塞がれることとなり、間隙２５を通じて外気の流入及び貯留するインクの流出が防止される。
【００３９】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について詳細に説明する。
図４は、第３の実施形態に係る液体流路ユニットの概略的な構成を示す断面図である。本実施形態は、液体流路ユニットの貯留空間側（内側）の圧力（内圧）に対して、外側の圧力（外圧：大気圧）が常に大きい状態を維持する場合に適用される例である。
【００４０】
尚、本実施形態の構成部位において、前述した第１の実施形態における構成部位（図１）と同等の部位には、同じ参照符号を付して、詳細な説明は省略する。本実施形態では、液体流路ユニット４における不完全接合部Ｂの接合面の構成が異なっている。
【００４１】
液体流路ユニット４は、前述した第２実施形態とは反対に、不完全接合箇所Ｂの間隙２５において、間隙２５内で、外圧が内圧に対して、常に外圧＞内圧の関係を保つ場合には、対向する親液面のみで構成する。即ち、ユニット構成部材２１の接合箇所２１ａには、親液性を有する親液面２３ａのみを形成する。同様に、ユニット構成部材２２の接合箇所２２ａには、親液性を有する親液面２３ｂのみを形成する。
【００４２】
圧力が外圧＞内圧の関係下で、親液面２３ａと親液面２３ｂが対向する配置により、メニスカス２６は、図４に示すように、外部に向かって中央部分が凹む形状で不完全接合部Ｂの間隙２５内に留まり、不完全接合部Ｂ２１から内部液体３の漏出は発生しない。
【００４３】
従って、本実施形態では、不完全接合箇所Ｂの間隙２５内に流入したインク２０は、対向する親液面２３ａと親液面２３ｂの間で、両液面に掛かるようにメニスカス２６が形成される。このメニスカス２６によって不完全接合箇所Ｂの間隙２５は塞がれることとなり、間隙２５を通じて外気の流入及び貯留するインクの流出が防止される。
【００４４】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について詳細に説明する。
図５は、第４の実施形態に係る液体流路ユニットの概略的な構成を示す断面図である。本実施形態は、２つのユニット構成部材の接合箇所の接合方向が縦方向（重力方向）に接合された例である。尚、本実施形態の構成部位において、前述した第１の実施形態における構成部位（図１）と同等の部位には、同じ参照符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００４５】
本実施形態の液体流路ユニット３１は、天板と側壁が一体となったキャップ形状を成す貯留空間（インクタンク）をそれぞれに有する、ユニット構成部材３２とユニット構成部材３３とが縦方向に接合された構成である。つまり、インクの液面に対して垂直に接合面が配置される。
【００４６】
この構成において、貯留空間に収容されたインクの液面より上方に生じた不完全接合箇所Ｂの間隙３４は、接液していないが、接合箇所の親液面３０ａ及び３０ｂとインク２０に生じる界面張力により毛細管現象が発生し、間隙３４をインク２０が吸い上げられ、間隙３４内に栓をするようにメニスカスを形成している。
【００４７】
一方、インク２０の液面より下方に生じた不完全接合箇所Ｃの間隙３５では、親液面３０ａ及び３０ｂにインク２０が接液して、間隙３５内にインク２０が入り込み、界面張力により毛細管現象が発生して、メニスカス２６が形成されている。尚、本実施形態では、液体流路ユニット３１，３２が共にインクを貯留する貯留空間を有する構造であったが、いずれか一方が前述した平板状の構成部位であってもよい。
【００４８】
従って、本実施形態においては、収容されたインク２０の液面と垂直となる方向で液面下の位置で生じた不完全接合箇所Ｃの間隙３５であっても、界面張力により毛細管現象が発生して間隙をインクで塞ぎ、また、液面上の位置で生じた不完全接合箇所Ｂの間隙３４であっても、形成されたメニスカス２６によって塞がる。
よって、不完全接合箇所Ｂの間隙３４は、塞がれることとなり、間隙３４を通じて外気の流入及び貯留するインク２０の流出が防止できる。
【００４９】
以上説明した実施形態においては、以下の発明の要旨を含んでいる。
（１）液体が流通する流路上に設けられ、複数の部材による接合部によって構成されるユニットであって、
接合部に任意の気密性が要求されており、ユニット内部に液体を保持する機能が要求されており、ユニット構成部材接合部の全部ないし一部が液体に接液しており、構成部材の接合部の表面が任意の撥液性もしくは、親液性又は、その両方を有することを特徴とする液体流路ユニット。
【００５０】
（２）前記ユニット接合部内側の圧力が接合部外側の圧力に対して一定の大小関係を持たない場合、構成部材接合部の表面内側が親液性を有しており、構成部材接合部の表面外側が撥液性を有していることを特徴とする前記（１）項に記載の液体流路ユニット。
（３）前記ユニット接合部内側の圧力が接合部外側の圧力に対して常に内圧＞外圧の関係を保つ場合、構成部材接合部の表面が撥液性を有していることを特徴とする前記（１）項に記載の液体流路ユニット。
（４）前記ユニット接合部内側の圧力が接合部外側の圧力に対して常に内圧＜外圧の関係を保つ場合、構成部材接合部の表面が親液性を有していることを特徴とする前記（１）項に記載の液体流路ユニット。
【符号の説明】
【００５１】
１…インクジェットプリンタ（プリンタ）、２…画像記録部、３…第２タンク、４…液体流路ユニット（第１タンク）、５…ポンプ、６…フィルタ、７…インク補充部、９…圧力調整機構、１０…インク循環経路、１１…第１インク経路、１２…第２インク経路、１３…第３インク経路、１４…第４インク経路、１５…インク分配部、１６…インク回収部、１７…記録ヘッド、１８…インク滴、１９…、２０…インク、２０ａ…流入口、２０ｂ…流出口、２１，２２，３２，３３…ユニット構成部材、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ…貼り合わせ箇所、２３ａ，２３ｂ…親液面、２４ａ，２４ｂ…撥液面、２５，３４…間隙、５０…制御部、５１…インク循環制御部、Ａ…接合箇所、Ｂ…不完全接合箇所。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流通する流路上に設けられ、少なくとも１つは前記液体を貯留するための貯留空間を有する形状を成し、それぞれに接合面を有する複数の構成部材が、該接合面どうしを水平方向で対向させて接合して構成される液体流路ユニットであって、
それぞれの前記構成部材における接合面に、撥液性又は、親液性又は、これらの両方、のいずれかの性質を付与し、
前記構成部材の同じ性質の２つの接合面を対向させて接合した際に、不完全接合により前記接合面の間に生じた不完全接合箇所の間隙に前記液体によるメニスカスを形成して塞ぎ、前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止することを特徴とする液体流路ユニット。
【請求項２】
前記液体流路ユニットにおいて、
前記貯留空間内の第１の圧力が変化して、前記液体流路ユニット外側の第２の圧力とは、一定の大小関係を持たない場合に、
対向するそれぞれの前記接合面において、前記貯留空間側と前記外側に区分し、前記貯留空間側に親液性の性質がそれぞれに付与され、前記外側に撥液性の性質がそれぞれに付与され、前記接合面の間に生じた間隙で前記区分する位置に前記液体によるメニスカスを形成して塞ぎ、前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止することを特徴とする請求項１に記載の液体流路ユニット。
【請求項３】
前記液体流路ユニットにおいて、
前記液体流路ユニット外側の前記第２の圧力に対して、常に、前記貯留空間内の前記第１の圧力が大きく、前記第１の圧力＞前記第２の圧力の関係が維持される場合に、
対向するそれぞれの前記接合面に撥液性の性質がそれぞれに付与され、
前記接合面の間に生じた間隙で前記区分する位置に前記液体によるメニスカスを形成して塞ぎ、前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止することを特徴とする請求項１に記載の液体流路ユニット。
【請求項４】
前記液体流路ユニットにおいて、
前記貯留空間内の前記第１の圧力に対して、常に、前記液体流路ユニット外側の前記第２の圧力が大きく、前記第１の圧力＜前記第２の圧力の関係が維持される場合に、
対向するそれぞれの前記接合面に親液性の性質が付与され、
前記接合面の間に生じた間隙で前記区分する位置に前記液体によるメニスカスを形成して塞ぎ、前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止することを特徴とする請求項１に記載の液体流路ユニット。
【請求項５】
液体が流通する流路上に設けられ、少なくとも１つは前記液体を貯留するための貯留空間を有する形状を成し、それぞれに接合面を有する複数の構成部材が、該接合面どうしを垂直方向で対向させて接合して構成される液体流路ユニットであって、
対向するそれぞれの前記接合面に親液性の性質が付与され、
前記構成部材の同じ性質の２つの接合面を対向させて接合した際に、不完全接合により前記接合面の間に生じた間隙において、
前記液体が非接液の対向する接合面接の親液面間に、界面張力による毛細管現象で前記液体が吸い上げられ、前記間隙内に液体からなる栓を形成して塞ぎ、
前記液体が接液の対向する接合面接の親液面間に、界面張力による毛細管現象で前記液体が吸引されて、前記間隙内に液体からなるメニスカスを形成して塞ぎ、
前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止することを特徴とする請求項１に記載の液体流路ユニット。
【請求項１】
液体が流通する流路上に設けられ、少なくとも１つは前記液体を貯留するための貯留空間を有する形状を成し、それぞれに接合面を有する複数の構成部材が、該接合面どうしを水平方向で対向させて接合して構成される液体流路ユニットであって、
それぞれの前記構成部材における接合面に、撥液性又は、親液性又は、これらの両方、のいずれかの性質を付与し、
前記構成部材の同じ性質の２つの接合面を対向させて接合した際に、不完全接合により前記接合面の間に生じた不完全接合箇所の間隙に前記液体によるメニスカスを形成して塞ぎ、前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止することを特徴とする液体流路ユニット。
【請求項２】
前記液体流路ユニットにおいて、
前記貯留空間内の第１の圧力が変化して、前記液体流路ユニット外側の第２の圧力とは、一定の大小関係を持たない場合に、
対向するそれぞれの前記接合面において、前記貯留空間側と前記外側に区分し、前記貯留空間側に親液性の性質がそれぞれに付与され、前記外側に撥液性の性質がそれぞれに付与され、前記接合面の間に生じた間隙で前記区分する位置に前記液体によるメニスカスを形成して塞ぎ、前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止することを特徴とする請求項１に記載の液体流路ユニット。
【請求項３】
前記液体流路ユニットにおいて、
前記液体流路ユニット外側の前記第２の圧力に対して、常に、前記貯留空間内の前記第１の圧力が大きく、前記第１の圧力＞前記第２の圧力の関係が維持される場合に、
対向するそれぞれの前記接合面に撥液性の性質がそれぞれに付与され、
前記接合面の間に生じた間隙で前記区分する位置に前記液体によるメニスカスを形成して塞ぎ、前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止することを特徴とする請求項１に記載の液体流路ユニット。
【請求項４】
前記液体流路ユニットにおいて、
前記貯留空間内の前記第１の圧力に対して、常に、前記液体流路ユニット外側の前記第２の圧力が大きく、前記第１の圧力＜前記第２の圧力の関係が維持される場合に、
対向するそれぞれの前記接合面に親液性の性質が付与され、
前記接合面の間に生じた間隙で前記区分する位置に前記液体によるメニスカスを形成して塞ぎ、前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止することを特徴とする請求項１に記載の液体流路ユニット。
【請求項５】
液体が流通する流路上に設けられ、少なくとも１つは前記液体を貯留するための貯留空間を有する形状を成し、それぞれに接合面を有する複数の構成部材が、該接合面どうしを垂直方向で対向させて接合して構成される液体流路ユニットであって、
対向するそれぞれの前記接合面に親液性の性質が付与され、
前記構成部材の同じ性質の２つの接合面を対向させて接合した際に、不完全接合により前記接合面の間に生じた間隙において、
前記液体が非接液の対向する接合面接の親液面間に、界面張力による毛細管現象で前記液体が吸い上げられ、前記間隙内に液体からなる栓を形成して塞ぎ、
前記液体が接液の対向する接合面接の親液面間に、界面張力による毛細管現象で前記液体が吸引されて、前記間隙内に液体からなるメニスカスを形成して塞ぎ、
前記貯留空間と外部との間で外気の流入及び貯留する液体の流出を抑止することを特徴とする請求項１に記載の液体流路ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２１８４２９（Ｐ２０１２−２１８４２９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９０３０４（Ｐ２０１１−９０３０４）
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
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