(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一部材であるユニット基部材と、
第１の液体流路の一部を構成すると共に、前記ユニット基部材の一側に設けられた第１の弁室と、
前記ユニット基部材の他側に設けられ前記第１の弁室と連通する第１の圧力室と、
第２の液体流路の一部を構成すると共に、前記ユニット基部材の前記他側に設けられた第２の弁室と、
前記ユニット基部材の前記一側に設けられ前記第２の弁室と連通する第２の圧力室と、
前記第１の弁室内に設けられ、前記第１の圧力室内の圧力により前記第１の弁室と前記第１の圧力室の連通を制御する第１の開閉弁と、
前記第２の弁室内に設けられ、前記第２の圧力室内の圧力により前記第２の弁室と前記第２の圧力室の連通を制御する第２の開閉弁と、
を備え、
前記第１の弁室と前記第２の弁室、及び、前記第１の圧力室と前記第２の圧力室は、前記ユニット基部材の板厚方向に見て、相互にずれた位置関係で配置されており、
前記第１の弁室と前記第１の圧力室とは、それぞれ前記ユニット基部材の板厚方向から見て同心の円形であり、
前記第２の弁室と前記第２の圧力室とは、それぞれ前記ユニット基部材の板厚方向から見て同心の円形であり、
前記第１の弁室より前記第１の圧力室の方が大きく、
前記第２の弁室より前記第２の圧力室の方が大きく、
前記第１の圧力室と前記第２の圧力室とは、前記ユニット基部材の板厚方向に見て、部分的に重複する位置関係で配置されている
ことを特徴とする圧力制御弁ユニット。
【請求項２】
前記第１の液体流路の前記第１の弁室よりも下流側には、第１の下流側フィルタが収容された第１の下流側フィルタ収容室が設けられており、
前記第２の液体流路の前記第２の弁室よりも下流側には、第２の下流側フィルタが収容された第２の下流側フィルタ収容室が設けられており、
前記第１の下流側フィルタ及び前記第２の下流側フィルタは、いずれも、前記ユニット基部材の下端近傍に位置している
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁ユニット。
【請求項３】
前記第１の液体流路の前記第１の弁室よりも上流側には、第１の上流側フィルタが収容された第１の上流側フィルタ収容室が設けられており、
前記第２の液体流路の前記第２の弁室よりも上流側には、第２の上流側フィルタが収容された第２の上流側フィルタ収容室が設けられており、
前記第１の上流側フィルタ及び前記第２の上流側フィルタは、いずれも、前記ユニット基部材の上端近傍に位置している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧力制御弁ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体供給源からの液体を所定圧力に制御しながら液体噴射ヘッドに供給する圧力制御弁ユニット、及び、当該圧力制御弁ユニットを備えた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体供給源からの液体を液体噴射ヘッドに供給する液体噴射装置は、種々な液体を対象にして用いられている。代表的なものとして、インクジェット式記録装置をあげることができる。そこで、従来の技術をインクジェット式記録装置を例にとって説明する。【０００３】
図１７に示すように、インクジェット式記録装置１１１は、静止部材である本体ケース１１２、プラテン１１３、ガイド軸１１４、移動部材であるキャリッジ１１５、タイミングベルト１１６、キャリッジモータ１１７、液体噴射ヘッドである記録ヘッド１２０、を備えている。【０００４】
さらに、インクジェット式記録装置１１１は、圧力ダンパユニット１２１、液体供給源であるインクカートリッジ１２３、加圧ポンプ１２５、キャッピング装置１２６、を備えている。圧力ダンパユニット１２１は、インクカートリッジ１２３から記録ヘッド１２０に至るインクの圧力変動を抑制する機能を有している。【０００５】
本体ケース１１２は、略直方体形状の箱体である。本体ケース１１２の図１７に示す右側端部には、カートリッジホルダ１１２ａが形成されている。プラテン１１３は、本体ケース１１２内において、記録ヘッド１２０の往復動作方向である主走査方向に沿って架設されている。プラテン１１３は、紙送り手段（図示していない）を介して送出される被記録媒体（図示していない）を支持する機能を有している。【０００６】
ガイド軸１１４は、棒状の部材によって形成され、プラテン１１３と平行、すなわち、主走査方向に沿って、本体ケース１１２内に架設されている。キャリッジ１１５は、ガイド軸１１４によって相対移動可能に貫挿されており、プラテン１１３と対向しながら主走査方向に往復移動可能に支持されている。【０００７】
そして、キャリッジ１１５は、タイミングベルト１１６を介してキャリッジモータ１１７に接続されている。キャリッジモータ１１７は、本体ケース１１２に支持されている。キャリッジモータ１１７が駆動されることにより、タイミングベルト１１６を介してキャリッジ１１５が駆動される。この結果、キャリッジ１１５はガイド軸１１４に沿って往復移動される。【０００８】
記録ヘッド１２０は、キャリッジ１１５のプラテン１１３と対向する面に設けられている。当該記録ヘッド１２０は、プラテン１１３側に向って液体としてのインクを吐出させるための複数のノズル開口（後述する）を備えている。【０００９】
上記圧力ダンパユニット１２１は、キャリッジ１１５上に搭載されており、インクを一時貯留すると共に、一時貯留した当該インクをその圧力変動を抑制した状態で上記記録ヘッド１２０へ供給するようになっている。図示の例では、２つの圧力ダンパユニット１２１がキャリッジ１１５に搭載されている。圧力ダンパユニット１２１の設置個数は、インクの色の数等に応じて増加され得る。【００１０】
インクカートリッジ１２３は、静止部材であるカートリッジホルダ１１２ａに対して着脱可能に収容されている。図示の例では、４色のインク色に対応して４個のインクカートリッジ１２３が取り付けられている。図１７Ｂには、４個のインクカートリッジ１２３のうちの１つの断面が示されている。【００１１】
図１７Ｂに示すように、インクカートリッジ１２３は、インクケース１３１とインクパック１３２とを備えている。この例では、インクケース１３１は略直方体状に形成されている。また、インクパック１３２は、２枚の可撓性部材としてのフィルム１３２ａ、１３２ｂを重ね合わせて形成されている。インクパック１３２の内部に、インクが封入されている。また、インクパック１３２は、インク排出口１３２ｃを備えている。インクパック１３２は、インクケース１３１内に、このインク排出口１３２ｃのみがインクケース１３１から露出した状態となるように、収納されている。インクパック１３２のインク排出口１３２ｃ以外の部分は、インクケース１３１内において気密状態を形成している。また、インクケース１３１とインクパック１３２との間には、隙間１３３が形成されている。【００１２】
また、インクケース１３１には、上記隙間１３３に連通する連通穴（図示していない）が設けられている。この連通穴を介して空気を導入させることにより、隙間１３３における圧力を上昇させ、インクパック１３２を押し潰すような力を発生させることが可能となっている。【００１３】
インクパック１３２のインク排出口１３２ｃは、図１７Ａに示すように、インクの色毎に、インク供給チューブ１３５を介して上記圧力ダンパユニット１２１に対して接続されている。インク供給チューブ１３５は、液体供給流路を構成する。したがって、インクケース１３１内の隙間１３３に空気を導入することにより、インクパック１３２内のインクはインク供給チューブ１３５を介して圧力ダンパユニット１２１に対して供給される。【００１４】
加圧ポンプ１２５は、インクカートリッジ１２３の上側に配置されて、本体ケース１１２に固定されている。加圧ポンプ１２５は、大気を吸引して加圧空気として排出することが可能である。加圧ポンプ１２５から排出される加圧空気は、加圧チューブ１３７を介して、圧力検出器１３８に供給される。【００１５】
上記圧力検出器１３８では、加圧ポンプ１２５から供給される加圧空気の圧力が検出される。そして、圧力検出器１３８において検出された圧力に基づいて、加圧ポンプ１２５の駆動が調整される。したがって、加圧ポンプ１２５から供給される空気は、圧力検出器１３８によって、所定範囲内の圧力となるように調整される。【００１６】
圧力検出器１３８は、４本の空気供給チューブ１３９を介して、各インクカートリッジ１２３の連通穴に対して接続されている。これにより、各インクカートリッジ１２３の上記隙間１３３に、所定範囲内の圧力となるように調整された空気が導入される。【００１７】
以上により、各インクカートリッジ１２３のインクパック１３２が加圧ポンプ１２５から供給される加圧空気によって加圧され、当該インクパック１３２内のインクが上記圧力ダンパユニット１２１に対して供給される。そして、圧力ダンパユニット１２１においてインクは一時貯留され、一時貯留された当該インクは、その圧力変動が抑制された状態で、記録ヘッド１２０へ供給される。【００１８】
このとき、画像データに基づいて、紙送り手段（不図示）によって被記録媒体が副走査方向に移動されながらキャリッジモータ１１７によってキャリッジ１１５が主走査方向に移動される間に、記録ヘッド１２０からインク滴が吐出される。これにより、被記録媒体上に印刷が行われる。【００１９】
キャッピング装置１２６は、キャリッジ１１５の往復経路上における非印刷領域（ホームポジション）に設けられている。そして、キャッピンク装置１２６の上面には、記録ヘッド１２０のノズル形成面に密着してこれを封止し得るエラストマ等の弾性材料により形成されたキャップ１２６ａが配置されている。一方、キャッピング装置１２６には、キャップ１２６ａの印字領域側に隣接して、ゴム等の弾性素材により短冊状に形成されたワイピング部材１２６ｆが設けられている。【００２０】
図１８は、接続部材１４０を介して記録ヘッド１２０と複数の圧力ダンパユニット１２１とが一体化されている状態を示す断面図である。図１７は、２つの圧力ダンパユニット１２１が搭載された例を示しているが、図１８は、圧力ダンパユニット１２１が８色のインク色に対応して８つ配置された例を示している。なお、図１８では、符号を記載するために、２つの圧力ダンパユニット１２１の外形が２点鎖線で図示されている。【００２１】
圧力ダンパユニット１２１について詳細に説明する。厚板状の部材からなるユニット基部材１２１ａの一側面が窪まされて、ダンパ室１２１ｂが形成される。そして、ユニット基部材１２１ａの当該一側面に、弾性シート１２１ｃが熱溶着等の方法で接合される。図１８には図示されていないが、図１７に示されたインク供給チューブ１３５が圧力ダンパユニット１２１に接続され、インク供給チューブ１３５からダンパ室１２１ｂ内へインクが流入するようになっている。また、ユニット基部材１２１ａにおいて、一端がダンパ室１２１ｂに開口し、他端がユニット基部材１２１ａの下端部に開口する流出路１２１ｄが設けられる。そして、ユニット基部材１２１ａの下端部には、下向きの接続筒１２１ｅが形成されている。【００２２】
接続部材１４０の上面には、各インク色に対応する８個の受入凹部１６５が設けられている。各受入凹部１６５の底部には、膜状または板状のフィルタ１６６が略水平方向の姿勢で取り付けられている。当該フィルタ１６６の上側に、インク供給針１６７が起立するように設けられている。すなわち、８枚のフィルタ１６６が、接続部材１４０の上面に配列され、各インク供給針１６７の軸心は各フィルタ１６６に対して略垂直である。そして、フィルタ１６６のろ過面積を所定の大きさに設定するために、インク供給針１６７の下部はなだらかに拡開して大径部１６７ａとなっている。【００２３】
圧力ダンパユニット１２１の接続筒１２１ｅは、受入凹部１６５内に挿入される。このとき、インク供給針１６７と接続筒１２１ｅの内面との間に弾性シールリング１６８を介在させることによって、接続部材１４０に対する圧力ダンパユニット１２１の起立状態が維持される。【００２４】
接続部材１４０には、各フィルタ１６６から記録ヘッド１２０の各インク導入口１６９に向って延びる８つの流通路１７０が形成されている。これらの流通路１７０の長さは、各フィルタ１６６から各インク導入口１６９までの距離に依存して、互いに異なっている。【００２５】
ヘッドケース１０５の上面には、記録ヘッド１２０に動作信号を供給するための制御基板１７１が接合されている。制御基板１７１上には、エラストマ材等で構成されたインクシール用のパッキン部材１７２が積層されている。接合部材１４０の流通路１７０からのインクは、図１９に示すように、パッキン部材１７２に設けられた通孔１７２ａと制御基板１７１に設けられた通孔１７１ａとを通って、インク導入口１６９に流入するようになっている。【００２６】
図１９は、上記接続部材１４０に結合された記録ヘッド１２０の内部構造を簡素化した状態で示す断面図である。以下、図１９にしたがって、記録ヘッド１２０の内部構造が説明される。【００２７】
記録ヘッド（インク噴射ヘッド）１２０は、ノズル開口１０１と圧力発生室１０２とが形成された流路ユニット１０３と、圧力発生手段である圧電振動子１０４が収容されたヘッドケース１０５と、が接合されて構成されている。【００２８】
流路ユニット１０３は、ノズル開口１０１が穿設されたノズル形成面１０６ａを有するノズルプレート１０６と、圧力発生室１０２と共通インク室１０７と圧力発生室１０２及び共通インク室１０７を連通させるインク供給路１０８とに対応する空間が形成された流路形成板１０９と、圧力発生室１０２の上壁となる振動板１１０と、が積層されて形成されている。上記ノズル形成面１０６ａは平面とされている。【００２９】
圧電振動子１０４は、入力される駆動信号に応じて、充電状態では長手方向に収縮し、充電状態から放電する過程では長手方向に伸長する。すなわち、圧電振動子１０４は、いわゆる縦振動モードの振動子である。圧電振動子１０４の先端は、圧力発生室１０２の上壁を形成する振動板１１０の島部１１０ａに固着されている。圧電振動子１０４の基端は、基台１１８に固定されている。【００３０】
また、ヘッドケース１０５には、共通インク室１０７に対応する部分に、共通インク室１０７にインクカートリッジ１２３からのインクを導入するためのヘッド流路１１９が形成されている。ヘッド流路１１９の入口部分が、上記インク導入口１６９である。上記ヘッド流路１１９の開口縁には、環状突起１２２が形成されている。【００３１】
記録ヘッド１２０では、圧電振動子１０４の収縮・伸長によって、圧力発生室１０２が拡張・収縮する。これにより、圧力発生室１０２内でのインクの圧力変動が生じて、インクメニスカスの吸引とインク滴の吐出とが行なわれる。図１９に示すように、圧電振動子１０４に駆動信号を入力するためのフレキシブルケーブル１２４が、制御基板１７１から圧電振動子１０４に延びている。制御基板１７１の端部には、コネクタ１７３が設けられている。インクジェット式記録装置１１１全体を制御するコンピュータ装置からの制御信号は、上記コネクタ１７３に入力されるようになっている。【００３２】
記録ヘッド１２０では、図１９の紙面に垂直な方向に、圧電振動子１０４、圧力発生室１０２、ノズル開口１０１が列設されている。すなわち、ノズルプレート１０６には、２列の直線上のノズル列１０１ａが形成されている。そして、図１７に示したプラテン１１３により被記録媒体（記録紙）が支持され、記録ヘッド１２０のノズル形成面１０６ａは、所定の間隔をおいて被記録媒体と対面するようになっている。
【発明の要旨】
【００３３】
上述の従来技術において、各圧力ダンパユニット１２１には１種類のインクだけが流通する。従って、圧力ダンパユニット１２１の個数を低減させることは不可能で、各インク毎に各圧力ダンパユニット１２１を配置しなければならない。
【００３４】
また、圧力ダンパユニット１２１自体の構造を改良して、圧力ダンパユニット１２１自体をコンパクト化することも望まれる。
【００３５】
さらには、圧力ダンパユニット１２１と記録ヘッド１２０との結合構造部をコンパクト化することも望まれる。
【００３６】
また、上記の例では、接続部材１４０の各受入凹部１６５の底部に配置された複数のフィルタ１６６が、接続部材１４０の上面の面方向に配列されている。そして、各フィルタ１６６の濾過面積は、所定のフィルタ機能を発揮させたりインクの流通抵抗を低くしたりする等のために、流出路１２１ｄの開口面積を大幅に上回っている。このようにろ過面積の大きなフィルタ１６６が配列されるので、図１８に示すように、接続部材１４０の左右方向の長さ（主走査方向の長さ）は、記録ヘッド１２０の左右方向の長さよりも著しく長くなる。したがって、記録ヘッド１２０と接続部材１４０と圧力ダンパユニット１２１とが一体化されたユニットをコンパクトにまとめることが困難で、装置全体の小型化が図れなかった。
【００３７】
また、前記の例では、接続部材１４０に配置される流通路１７０は斜め方向に形成されている。そして、接続部材１４０の端部に配置されたフィルタ１６６から記録ヘッド１２０のインク導入口１６９に至る流通路１７０が、大きな傾斜角度を有し、最も長い。他方、接続部材１４０の中央部に配置されたフィルタ１６６から記録ヘッド１２０のインク導入口１６９に至る流通路１７０は、傾斜角度がほとんどなくて、最も短い。このような流路の差は、各フィルタ１６６から記録ヘッド１２０に向う流路の流路抵抗のばらつきを意味し、記録ヘッド１２０の各圧力発生室１０２におけるインクの圧力を不均一にして、安定したインク滴の吐出に支障を来すおそれがある。
【００３８】
また、インク供給針１６７は、大径部１６７ａに滑らかに連なる管状の針部を有しており、その内径を比較的大きく設定して、インク流を円滑に拡散させてフィルタ１６６の全面にわたってできるだけ均一にインクを流通するようにしたり、インク供給針１６７に合体した圧力ダンパユニット１２１の支持剛性を高めたりするようになっている。そのような関係で、インク供給針１６７を受け入れる接続筒１２１ｅの内径も設計的に大きくせざるを得ない。接続筒１２１ｅの内径が大きいと、圧力ダンパユニット１２１の厚さ方向の寸法を小さくすることが行いにくい。この点においても、ユニットとしてのコンパクト化に支障を来している。
【００３９】
さらに、記録ヘッド１２０を主走査方向に往復運動させる際において、被被動ユニットの質量を極力軽量化して、できるだけ短い移動区間で所定の運動速度に達するようにすることが、装置全体の小型化や消費電力等の面から、重要である。上述のように、記録ヘッド１２０と接続部材１４０と圧力ダンパユニット１２１とを含む一体化ユニットが大型であると、その質量も著しく大きくなる。これは、上記のような小型化や消費電力の低減等にとって、極めて不都合である。上記のような問題は、印刷時間を短縮するために高速化された往復運動速度において、一層重要視される。
【００４０】
本発明は、装置全体の小型化、液体の噴射状態の安定化等をより一層図ることができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
【００４１】
本発明の液体噴射装置は、以下のような特徴を有する圧力制御弁ユニットを備えることにより、前記目的を達成する。
【００４２】
本発明の圧力制御弁ユニットは、ユニット基部材と、第１の液体流路の一部を構成すると共に、前記ユニット基部材の一側に設けられた第１の弁室と、第２の液体流路の一部を構成すると共に、前記ユニット基部材の他側に設けられた第２の弁室と、前記第１の弁室内に設けられた第１の開閉弁と、前記第２の弁室内に設けられた第２の開閉弁と、を備え、前記第１の液体流路と前記第２の液体流路とは、相互に独立に形成されており、それらの内部を通過する液体の圧力を独立に所定圧力に制御できるようになっていることを特徴とする圧力制御弁ユニットである。
【００４３】
本発明によれば、１つの圧力制御弁ユニットで、２種類以上の液体の圧力を独立に所定圧力に制御できるため、圧力制御弁ユニットの設置個数を減らすことができる。これにより、圧力制御弁ユニットと液体噴射ヘッドとの一体化ユニットの小型化が実現する。これにより、液体噴射装置を小型化することが可能となる。
【００４４】
さらに、２つの弁室がユニット基部材の両側に設けられているので、ユニット基部材の素材部分を有効に活用して２つの液体流路を配置することが可能となり、圧力制御弁ユニット自体の小型化を図ることができ、特に圧力制御弁ユニットの厚さを薄くすることができる。圧力制御弁ユニットの厚さを薄くすると、圧力制御弁ユニットを液体噴射ヘッドに対して直接的に接合することが可能となる。これにより、従来技術のような接続部材が不要となり、圧力制御弁ユニットの液体の出口部から液体噴射ヘッドの流入箇所までの各流路の長さが短くなり、かつ、各流路の長さが略均一となる。したがって、各流路の液体の流路抵抗等が略均一となり、それにともなって液体噴射の噴射圧力も略均一化されて、噴射特性の安定化が実現する。
【００４５】
好ましくは、前記第１の弁室は、前記ユニット基部材の一側面とシート部材とによって区画されており、前記第２の弁室は、前記ユニット基部材の他側面とシート部材とによって区画されている。
【００４６】
また、好ましくは、前記ユニット基部材は、扁平な略直方体状に形成されている。この場合、個々の圧力制御弁ユニットに要する占有空間を小さくして、圧力制御弁ユニットと液体噴射ヘッドとの一体化ユニットを小型化できる。
【００４７】
また、好ましくは、前記第１の弁室と前記第２の弁室とは、前記ユニット基部材の板厚方向に見て、相互に斜めにずれた位置関係で配置されている。この場合、ユニット基部材の縦方向や横方向の寸法を小さくすることができ、圧力制御弁ユニットの小型化が促進される。
【００４８】
また、前記第１の液体流路の前記第１の弁室よりも下流側には、第１の下流側フィルタが収容された第１の下流側フィルタ収容室が設けられており、前記第２の液体流路の前記第２の弁室よりも下流側には、第２の下流側フィルタが収容された第２の下流側フィルタ収容室が設けられており、前記第１の下流側フィルタ及び前記第２の下流側フィルタは、いずれも、前記ユニット基部材の下端近傍に位置していることが好ましい。この場合、圧力損失の高い下流側フィルタと液体噴射ヘッドの噴射部との間の流路長さを、各開閉弁が設けられた流路毎に一定にすることができ、各流路間の噴射特性を均一にできる。
【００４９】
また、好ましくは、圧力制御弁ユニットは、前記第１の液体流路の前記第１の弁室よりも下流側の一部を構成すると共に、前記ユニット基部材の他側に設けられた第１の圧力室と、前記第２の液体流路の前記第２の弁室よりも下流側の一部を構成すると共に、前記ユニット基部材の一側に設けられた第２の圧力室と、を更に備え、前記第１の圧力室は、前記第１の開閉弁を介して前記第１の弁室に連通されており、前記第１の開閉弁を介して前記第１の弁室から導入される液体の圧力を所定圧力に制御するようになっており、前記第２の圧力室は、前記第２の開閉弁を介して前記第２の弁室に連通されており、前記第２の開閉弁を介して前記第２の弁室から導入される液体の圧力を所定圧力に制御するようになっている。
【００５０】
この場合、各弁室に設けられた開閉弁は、各弁室とは反対のユニット基部材の側に形成された圧力室側からの駆動動作で開閉され得る。圧力室側からの駆動動作は開閉弁に忠実に作用し、圧力室内の液体圧力を所定圧力に制御し得る。すなわち、圧力制御弁としての動作が確実に行われ得る。また、弁室と圧力室とがユニット基部材の両側に対向した状態で配置されているので、圧力制御弁がコンパクト化されている。
【００５１】
好ましくは、前記第１の圧力室は、前記ユニット基部材の他側面とシート部材とによって区画されており、前記第２の圧力室は、前記ユニット基部材の一側面とシート部材とによって区画されている。
【００５２】
また、前記第１の弁室の中心部と前記第１の圧力室の中心部とは、前記ユニット基部材の板厚方向に見て、相互に一致した位置関係で配置されており、前記第２の弁室の中心部と前記第２の圧力室の中心部とは、前記ユニット基部材の板厚方向に見て、相互に一致した位置関係で配置されていることが好ましい。
【００５３】
この場合、ユニット基部材に弁室と圧力室とをまとまりよく配置することができる、すなわち、弁室と圧力室とをコンパクトに配置することができる。また、この場合、圧力室側からの駆動力を弁室の開閉弁に伝達することが容易である。
【００５４】
また、前記第１の弁室の中心部と前記第１の圧力室の中心部とは、第１の連通穴によって連通されており、前記第１の連通穴には、第１の弁体が挿入されており、当該第１の弁体が、前記第１の開閉弁として機能するようになっており、前記第２の弁室の中心部と前記第２の圧力室の中心部とは、第２の連通穴によって連通されており、前記第２の連通穴には、第２の弁体が挿入されており、当該第２の弁体が、前記第２の開閉弁として機能するようになっていることが好ましい。
【００５５】
この場合、連通穴、弁体、弁室、圧力室等が同心状に配置されるため、弁体の開閉動作がより安定した状態で行われ得る。
【００５６】
なお、前記第１の弁体は、前記第１の弁室に設けられた板ばねによって支持されており、前記第２の弁体は、前記第２の弁室に設けられた板ばねによって支持されていることが好ましい。各弁室において各弁体を板ばねによって支持することにより、各弁室の厚みを薄くすることができる。従前、弁体は弁室においてコイルばねによって支持されていた。
【００５７】
また、前記第１の圧力室と前記第２の圧力室とは、前記ユニット基部材の板厚方向に見て、部分的に重複する位置関係で配置されていることが好ましい。このような配置を選択することによって、圧力制御弁ユニットの一層のコンパクト化を図ることができる。
【００５８】
また、前記第１の液体流路の前記第１の弁室よりも上流側には、第１の上流側フィルタが収容された第１の上流側フィルタ収容室が設けられており、前記第２の液体流路の前記第２の弁室よりも上流側には、第２の上流側フィルタが収容された第２の上流側フィルタ収容室が設けられており、前記第１の上流側フィルタ及び前記第２の上流側フィルタは、いずれも、前記ユニット基部材の上端近傍に位置していることが好ましい。この場合、液体中の不純物が除去されて、開閉弁の弁機能が正常に維持され得る。また、液体噴射ヘッドへ不純物が流下することを防止できる。
【００５９】
また、前記ユニット基部材の上端に、前記第１の液体流路の入口部及び前記第２の液体流路の入口部が設けられ、前記ユニット基部材の下端に、前記第１の液体流路の出口部及び前記第２の液体流路の出口部が設けられていることが好ましい。この場合、各液体流路の入口部に液体供給源からの液体供給チューブ等を接続すること、及び、各液体流路の出口部に液体噴射ヘッドの液体導入口等を接続すること、が容易である。
【００６０】
特に、前記ユニット基部材の正面、背面、左面及び右面がいずれも全体に平坦であれば、圧力制御弁ユニットを液体噴射ヘッドに対して起立させた状態で配置することが極めて容易である。
【００６１】
以上のような特徴を有する圧力制御弁ユニットと、当該圧力制御弁ユニットに液体を導入する液体供給源と、当該圧力制御弁ユニットによって所定圧力に制御された液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、を備えた液体噴射装置が、本発明の目的を達成する液体噴射装置である。
【００６２】
前記圧力制御弁ユニットと、前記圧力制御弁ユニットに液体を導入する液体収容部と、を備えたことを特徴とする液体カートリッジも、本件の保護対象である。
【００６３】
また、前記圧力制御弁ユニットと、前記圧力制御弁ユニットに液体を導入する外付けタンクと、を備えたことを特徴とする外付けタンク付き液体カートリッジも、本件の保護対象である。
【００６４】
その他、本件発明の実施の形態を検討する際に創作された以下の発明も、本件の保護対象である。すなわち、ユニット基部材と、液体流路の一部を構成すると共に、前記ユニット基部材の一側に設けられた弁室と、前記弁室内に設けられた開閉弁と、前記液体流路の前記弁室よりも下流側の一部を構成すると共に、前記ユニット基部材の他側に設けられた圧力室と、を備え、前記圧力室は、前記開閉弁を介して前記弁室に連通されており、前記開閉弁を介して前記弁室から導入される液体の圧力を所定圧力に制御するようになっており、前記弁室の中心部と前記圧力室の中心部とは、前記ユニット基部材の板厚方向に見て、相互に一致した位置関係で配置されており、前記弁室の中心部と前記圧力室の中心部とは、連通穴によって連通されており、前記連通穴には、弁体が挿入されており、当該弁体が、前記開閉弁として機能するようになっており、前記弁体は、前記弁室に設けられた板ばねによって支持されていることを特徴とする圧力制御弁ユニットも、本件の保護対象である。弁室において弁体を板ばねによって支持することにより、弁室の厚みを薄くすることができる。従前、弁体は弁室においてコイルばねによって支持されていた。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１Ａは、本発明の一実施の形態におけるインクジェット式記録装置の平面図である。図１Ｂは、図１Ａのインクカートリッジの断面図である。
【図２】図２Ａ乃至図２Ｃは、圧力制御弁ユニットの作用を説明するための断面図である。図２Ｄは、連通穴と弁体との関係を示す断面図である。
【図３】図３Ａは、本発明の一実施の形態における圧力制御弁ユニットの断面図である。図３Ｂは、図３Ａの圧力制御弁ユニットの模式図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の他の実施の形態における圧力制御弁ユニットの表裏を示す側面図である。図４Ｃは、図４Ａ及び図４Ｂの圧力制御弁ユニットの正面図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂと略同様の図である。図５Ｃは、図４Ｃと略同様の図である。
【図６】図６は、図４Ａ乃至図４Ｃに示す圧力制御弁ユニットの分解斜視図である。
【図７】図７は、図４Ａ乃至図４Ｃに示す圧力制御弁ユニットの分解斜視図である。
【図８】図８Ａは、本発明の一実施の形態におけるインク噴射ユニットの断面図である。図８Ｂは、図８Ａのインク噴射ユニットの接合部の拡大部分断面図である。
【図９】図９は、図８Ａのインク噴射ユニットの斜視図である。
【図１０】図１０は、図８Ａのインク噴射ユニットのノズル形成面の側から見た斜視図である。
【図１１】図１１Ａは、図８Ａのインク噴射ユニットの分解斜視図である。図１１Ｂは、カバーボックスの内側壁のガイド手段を説明するための概略横断面図である。
【図１２】図１２Ａは、図８Ａのインク噴射ユニットのノズル形成面の側から見た分解斜視図である。図１２Ｂは、フランジとカバーボックスとの接合状態を説明するための概略断面図である。
【図１３】図１３Ａは、複数のインク噴射ユニットが一体化されたものの斜視図である。図１３Ｂ及びＣは、複数のインク噴射ユニットが一体化されたものの側面図である。
【図１４】図１４は、複数のインク噴射ユニットが一体化された構造体の斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施の形態におけるインクカートリッジの模式図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施の形態における外付けタンク付きインクカートリッジの模式図である。
【図１７】図１７Ａは、従来技術のインクジェット式記録装置の平面図である。図１７Ｂは、図１７Ａのインクカートリッジの断面図である。
【図１８】図１８は、圧力ダンパユニットと記録ヘッドとが一体化された従来の構造例を示す断面図である。
【図１９】図１９は、記録ヘッドの内部構造を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
本発明の液体噴射装置は、種々の液体の噴射に適用することができる。ここでは、本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１Ａ乃至図１４は、本発明の液体噴射装置の一実施の形態であるインクジェット式記録装置１１を示す。【００６７】
図１に示すように、インクジェット式記録装置１１は、静止部材である本体ケース１２、プラテン１３、ガイド軸１４、移動部材であるキャリッジ１５、タイミングベルト１６、キャリッジモータ１７、液体噴射ヘッドである記録ヘッド２０、を備えている。【００６８】
さらに、インクジェット式記録装置１１は、圧力制御弁ユニット３６、液体供給源であるインクカートリッジ２３、加圧ポンプ２５、キャッピング装置２６、を備えている。圧力制御弁ユニット３６は、インクカートリッジ２３から記録ヘッド２０に至るインクの圧力変動を抑制する機能を有している。【００６９】
本体ケース１２は、略直方体形状の箱体である。本体ケース１２の図１に示す右側端部には、カートリッジホルダ１２ａが形成されている。プラテン１３は、本体ケース１２内において、記録ヘッド２０の往復動作方向である主走査方向に沿って架設されている。プラテン１３は、紙送り手段（図示していない）を介して送出される被記録媒体（図示していない）を支持する機能を有している。【００７０】
ガイド軸１４は、棒状の部材によって形成され、プラテン１３と平行、すなわち、主走査方向に沿って、本体ケース１２内に架設されている。キャリッジ１５は、ガイド軸１４によって相対移動可能に貫挿されており、プラテン１３と対向しながら主走査方向に往復移動可能に支持されている。【００７１】
そして、キャリッジ１５は、タイミングベルト１６を介してキャリッジモータ１７に接続されている。キャリッジモータ１７は、本体ケース１２に支持されている。キャリッジモータ１７が駆動されることにより、タイミングベルト１６を介してキャリッジ１５が駆動される。この結果、キャリッジ１５はガイド軸１４に沿って往復移動される。【００７２】
記録ヘッド２０は、キャリッジ１５のプラテン１３と対向する面に設けられている。当該記録ヘッド２０は、プラテン１３側に向って液体としてのインクを吐出させるための複数のノズル開口（後述する）を備えている。【００７３】
上記圧力制御弁ユニット３６は、キャリッジ１５上に搭載されており、インクを一時貯留すると共に、一時貯留した当該インクをその圧力変動を抑制した状態で上記記録ヘッド２０へ供給するようになっている。図示の例では、後述するように、２０個の圧力制御弁ユニット３６がキャリッジ１５に搭載されている。圧力制御弁ユニット３６の設置個数は、インクの色の数等に応じて決定される。【００７４】
インクカートリッジ２３は、静止部材であるカートリッジホルダ１２ａに対して着脱可能に収容されている。図示の例では、８色のインク色に対応して８個のインクカートリッジ２３が取り付けられている（図には４個のみ示されている）。図１Ｂには、８個のインクカートリッジ２３のうちの１つの断面が示されている。【００７５】
図１Ｂに示すように、インクカートリッジ２３は、インクケース３１とインクパック３２とを備えている。この例では、インクケース３１は略直方体状に形成されている。また、インクパック３２は、２枚の可撓性部材としてのフィルム３２ａ、３２ｂを重ね合わせて形成されている。インクパック３２の内部に、インクが封入されている。また、インクパック３２は、インク排出口３２ｃを備えている。インクパック３２は、インクケース３１内に、このインク排出口３２ｃのみがインクケース３１から露出した状態となるように、収納されている。インクパック３２のインク排出口３２ｃ以外の部分は、インクケース３１内において気密状態を形成している。また、インクケース３１とインクパック３２との間には、隙間３３が形成されている。【００７６】
また、インクケース３１には、上記隙間３３に連通する連通穴（図示していない）が設けられている。この連通穴を介して空気を導入させることにより、隙間３３における圧力を上昇させ、インクパック３２を押し潰すような力を発生させることが可能となっている。【００７７】
インクパック３２のインク排出口３２ｃは、図１Ａに示すように、インクの色毎に、インク供給チューブ３５を介して上記圧力制御弁ユニット３６に対して接続されている。インク供給チューブ３５は、液体供給流路を構成する。したがって、インクケース３１内の隙間３３に空気を導入することにより、インクパック３２内のインクはインク供給チューブ３５を介して圧力制御弁ユニット３６に対して供給される。【００７８】
加圧ポンプ２５は、インクカートリッジ２３の上側に配置されて、本体ケース１２に固定されている。加圧ポンプ２５は、大気を吸引して加圧空気として排出することが可能である。加圧ポンプ２５から排出される加圧空気は、加圧チューブ３７を介して、圧力検出器３８に供給される。【００７９】
上記圧力検出器３８では、加圧ポンプ２５から供給される加圧空気の圧力が検出される。そして、圧力検出器３８において検出された圧力に基づいて、加圧ポンプ２５の駆動が調整される。したがって、加圧ポンプ２５から供給される空気は、圧力検出器３８によって、所定範囲内の圧力となるように調整される。【００８０】
圧力検出器３８は、８本（図示は４本）の空気供給チューブ３９を介して、各インクカートリッジ２３の連通穴に対して接続されている。これにより、各インクカートリッジ２３の上記隙間３３に、所定範囲内の圧力となるように調整された空気が導入される。【００８１】
以上により、各インクカートリッジ２３のインクパック３２が加圧ポンプ２５から供給される加圧空気によって加圧され、当該インクパック３２内のインクが上記圧力制御弁ユニット３６に対して供給される。そして、圧力制御弁ユニット３６においてインクは一時貯留され、一時貯留された当該インクは、その圧力変動が抑制された状態で、記録ヘッド２０へ供給される。【００８２】
このとき、画像データに基づいて、紙送り手段（不図示）によって被記録媒体が副走査方向に移動されながらキャリッジモータ１７によってキャリッジ１５が主走査方向に移動される間に、記録ヘッド２０からインク滴が吐出される。これにより、被記録媒体上に印刷が行われる。【００８３】
キャッピング装置２６は、キャリッジ１５の往復経路上における非印刷領域（ホームポジション）に設けられている。そして、キャッピンク装置２６の上面には、記録ヘッド２０のノズル形成面に密着してこれを封止し得るエラストマ等の弾性材料により形成されたキャップ２６ａが配置されている。一方、キャッピング装置２６には、キャップ２６ａの印字領域側に隣接して、ゴム等の弾性素材により短冊状に形成されたワイピング部材２６ｆが設けられている。【００８４】
次に、図２Ａ乃至図２Ｃを参照しながら、圧力制御弁ユニット３６の基本構造が説明される。本発明における圧力制御弁ユニット３６は、インクの圧力制御、ろ過、または、圧力制御とろ過との複合、のために用いられ得る。さらには、圧力ダンパとして機能させることもできる。この実施の形態では、圧力制御弁ユニット３６は、圧力制御とろ過との複合機能を有する。【００８５】
圧力制御弁ユニット３６は、厚板状の部材からなるユニット基部材４１を備えている。該ユニット基部材４１の外形形状は、略直方体状である。ユニット基部材４１の一側面が窪まされて、弁室４２が形成される。他方、ユニット基部材４１の他面側が窪まされて、圧力室４３が形成されている。図２Ａ乃至図４Ｃに示すように、弁室４２と圧力室４３とは、ユニット基部材４１の板厚方向から見て円形の形状である。また、弁室４２と圧力室４３とは、同軸位置に配置されている、すなわち、弁室４２の中心と圧力室４３の中心とがユニット基部材４１の板厚方向から見て一致した位置関係で配置されている。【００８６】
弁室４２と圧力室４３とは、それらの中心部に設けられた連通穴４４によって互いに連通されている。上記連通穴４４には、弁軸４５が貫通され、上記弁軸４５の端部には、支持板４６が結合されている。そして、この支持板４６に、エラストマのような弾性材料からなる環状の弁体４７が固定されている。弁体４７には、隆起した環状の着座部４８が設けられている。この着座部４８が、弁室４２の底面に形成された着座面４９すなわち弁座に着座するようになっている。着座部４８の直径は、連通穴４４の直径よりも大きく設定されている。これにより、弁体４７が着座面４９に着座したりはなれたりすることにより、連通穴４４が開閉されるようになっている。一方、弁軸４５の直径は、連通穴４４の内径よりも小さく設定されている。これにより、この径差によって、インクの流通路が形成されている。弁軸４５には、その軸方向に、ガイド凸条５０が設けられている。このガイド凸条５０の外周面が連通穴４４の内面を摺動するようになっている。【００８７】
上記のように、弁体４７および着座面４９によって開閉弁５１が構成され、この開閉弁５１が弁室４２内に収容されている。【００８８】
他方、圧力室４３内に位置する弁軸４５の端部には、円盤状の受け板５２が固定されている。この受け板５２と圧力室４３の底面５３との間に、圧縮コイルスプリング５４が挿入されている。圧縮コイルスプリング５４のばね力は、弁体４７が着座面４９に着座する方向に作用している。【００８９】
なお、この実施の形態においては、弁室４２内に板ばね６２が配置されている。この板ばね６２は、インクが流通できる構造を有する。具体的には、例えば、円形のばね板に、渦巻き状のスリットが設けられたり、Ｓ字型のスリット（図６、図７参照）が設けられたりして形成され得る。板ばね６２により、圧縮コイルスプリング５４と同方向のばね力が開閉弁５１に作用している。【００９０】
ユニット基部材４１の圧力室４３が開口している面に、ガスバリア性の高い可撓性のある弾性材料、例えばポリフェニレンサルファイドフィルムまたはポリイミドフィルム等の合成樹脂製フィルム、で構成されたシート部材６１が熱溶着または接着剤で接合されている。シート部材６１において圧力室４３の開口部分を覆っている円形の部分が、後述の圧力制御弁７７の一部を構成する弾性隔壁５５である。この弾性隔壁５５に作用する大気圧によって得られる押圧力が、後述するように、開閉弁５１を開閉させる。【００９１】
ユニット基部材４１の上部には、インク供給チューブ３５から送られてくるインクを受け入れる流入管５６が設けられている。この流入管５６には、流入口５７が設けられている。弁室４２と同じ側のユニット基部材４１の側面を窪ませてフィルタ収容室５８が形成され、このフィルタ収容室５８に上記流入口５７が連通している。フィルタ収容室５８内には、シート状のフィルタ５９が取り付けられている。上記フィルタ５９は、ユニット基部材４１の平坦な側面に沿った状態（姿勢）で配置されている。フィルタ５９の下流側のフィルタ収容室５８の部分と弁室４２とは、連通溝６０によって連通されている。上記のような構成により、フィルタ５９は、弁室４２の上流側に配置されている。【００９２】
弁室４２、連通溝６０およびフィルタ収容室５８を閉塞するために、前記シート部材６１が、ユニット基部材４１の弁室４２が開口している側面にも、熱溶着あるいは接着で接合されている。すなわち、弁室４２側に位置しているシート部材６１は、圧力室４３側に配置されているシート材６１と同様なポリフェニレンサルファイドフィルムまたはポリイミドフィルム等の合成樹脂製フィルムで構成されている。【００９３】
一方、ユニット基部材４１の下部には、圧力室４３から送出されるインクをろ過するためのフィルタを収容するフィルタ収容室６３が設けられている。フィルタ収容室６３の内部にはフィルタ６４が設けられている。フィルタ収容室６３は、圧力室４３と同じ側のユニット基部材４１の側面を窪ませて形成されている。フィルタ６４は、上記フィルタ５９と同様に、シート状で、ユニット基部材４１の平坦な側面に沿った状態（姿勢）で配置されている。ユニット基部材４１の下部には、流出管７４が設けられ、この流出管７４には流出口７５が設けられている。フィルタ６４の下流側のフィルタ収容室６３の部分は、流出口７５に連通している。なお、圧力室４３と（フィルタ６４の上流側の）フィルタ収容室６３とは、ユニット基部材４１の側面に形成された連通溝７６によって連通されている。上記のような構成により、フィルタ６４は、圧力室４３の下流側に配置されている。【００９４】
以上の説明において、弁室４２の上流側に配置されたフィルタ５９が上流側フィルタであり、圧力室４３の下流側に配置されたフィルタ６４が下流側フィルタである。【００９５】
以上の説明において、圧力制御弁ユニット３６の一部を構成する圧力制御弁７７は、ユニット基部材４１の一側面に形成されてインクカートリッジ２３からのインクを受け入れる弁室４２と、ユニット基部材４１の他側面に形成され上記弁室４２内の開閉弁５１を通過したインクを所定圧力に制御する圧力室４３と、大気圧を受けて開閉弁５１を開閉させる弾性隔壁５と、を含んで構成されている。【００９６】
圧力制御弁ユニット３６を通過するインクは、流入口５７、フィルタ収容室５８、弁室４２、開閉弁５１、連通穴４４、圧力室４３、連通溝７６、フィルタ収容室６３、及び、流出口７５を通過する。【００９７】
なお、弁室４２、圧力室４３、連通穴４４、フィルタ収容室５８、６３、流入管５６、流出管７４等は、合成樹脂材料のインジェクション成形で製作するのが好適である。【００９８】
次に、圧力制御弁ユニット３６の動作は次のとおりである。【００９９】
図２Ａの圧力制御弁ユニット３６は、インクが消費されていない状態にある。この状態では、圧縮コイルスプリング５４および板ばね６２の力によって、弁体４７の着座部４８が着座面４９に着座して連通穴４４が閉じている。【０１００】
この状態から、印刷動作が開始されて記録ヘッド２０からインクが吐出されると、このインク消費にしたがって圧力室４３内のインクの圧力が低下する。このインクの圧力が所定値以下になると、大気圧が弾性隔壁５５に作用しているために、圧縮コイルスプリング５４が縮められるとともに板ばね６２も図２の右方に変形されて、着座部４８が着座面４９から離れる。これにより、連通穴４４が開通状態となる、すなわち、開閉弁５１が開弁した状態になる（図２Ｂ参照）。【０１０１】
インク消費が進行して圧力室４３内のインクの圧力が更に低下すると、図２Ｃに示すように、開閉弁５１は全開状態になる。これにより、加圧ポンプ２５から圧送されてくるインクは弁室４２及び連通穴４４を経て圧力室４３内に流入する。それによって圧力室４３内の圧力が上昇すると、圧縮コイルスプリング５４及び板ばね６２の力により、着座部４８が着座面４９に再び着座して、連通穴４４が再び閉弁状態となる。【０１０２】
圧縮コイルスプリング５４及び板ばね６２のばね定数や弾性隔壁５５の受圧面積等は、インク消費に伴う圧力室４３の内圧の変化量が小幅な範囲内で反復されるように、調整されている。したがって、記録ヘッド２０に供給されるインクの圧力の変化量は、小幅な範囲内に制御される。これにより、インク滴の吐出状態が安定する。【０１０３】
弁室４２の上流側に配置されているフィルタ５９は、インクカートリッジ２３から弁室４２に至る流路中の不純物をろ過して、開閉弁５１の着座性を正常に維持している。また、圧力室４３の下流側に配置されているフィルタ６４は、例えばガイド凸条５０と連通穴４４との摺動部で発生され得るユニット基部材４１の素材片等の不純物をろ過して、記録ヘッド２０の正常な動作を確保している。【０１０４】
図２Ａ乃至図２Ｃに基づいた説明は、単一の圧力制御弁７７についてなされている。しかし、本発明の主たる特徴の一つは、図３Ａ乃至図７に示すように、２つの圧力制御弁７７が１つのユニット基部材４１に設けられている点である。以下の説明において、圧力制御弁７７自体およびその上流側のフィルタと下流側のフィルタは、図２Ａ乃至図２Ｃに示したものと同じ構造を有するが、一方の圧力制御弁７７の各部の符号には「ａ」が付され、もう一方の圧力制御弁７７の各部の符号には「ｂ」が付されている。なお、図３Ａは、本実施の形態における圧力制御弁ユニットの断面図であり、図３Ｂは、圧力制御弁７７ａ、７７ｂと各フィルタの配置及び流路状態を模式的に示した図である。【０１０５】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、圧力制御弁７７ａの弁室４２ａは、ユニット基部材４１の一側面に形成され、圧力制御弁７７ｂの弁室４２ｂは、ユニット基部材４１の他側面に形成されている。また、圧力室４３ａは、ユニット基部材４１の上記他側面に形成され、圧力室４３ｂは、上記一側面に形成されている。このように、ユニット基部材４１の両側面に、それぞれ、弁室４２ａ、４２ｂと圧力室４３ａ、４３ｂとが形成されている。同様に、フィルタ収容室５８ａ、５８ｂ、６３ａ、６３ｂも、ユニット基部材４１の両側面にそれぞれ設けられている。【０１０６】
圧力制御弁７７ａは、圧力制御弁７７ｂよりも斜め下側に位置するように配置されている。すなわち、ユニット基部材４１の一側面に設けられた弁室４２ａと他側面に設けられた弁室４２ｂとは、相互に斜めにずれた位置関係で配置されている。また、圧力室４３ａの外周円と圧力室４３ｂの外周円とは、図３Ｂに示すように、ユニット基部材４１の板厚方向から見て重複するようになっている。これにより、２つの圧力制御弁７７ａ、７７ｂがより接近して配置され得て、圧力制御弁ユニット３６のコンパクト化が可能となる。【０１０７】
圧力室４３ａ、４３ｂの下流側には、それぞれ、フィルタ６４ａ、６４ｂが下流側フィルタとして配置されている。各フィルタ（下流側フィルタ）６４ａ、６４ｂは、圧力制御弁ユニット３６の下流端近傍に配置されている。すなわち、ユニット基部材４１の下部に、図３Ｂに示すように、フィルタ収容室６３ａ、６３ｂおよびフィルタ６４ａ、６４ｂが並べて配置されている。【０１０８】
上記の構成により、流入管５６ａから導入されるインクは、フィルタ（上流側フィルタ）５９ａ、弁室４２ａ、開閉弁５１ａ、圧力室４３ａ、フィルタ（下流側フィルタ）６４ａ、流出口７５ａ、を含む流路系統を流れ、一方、流入管５６ｂから導入されるインクは、フィルタ（上流側フィルタ）５９ｂ、弁室４２ｂ、開閉弁５１ｂ、圧力室４３ｂ、フィルタ（下流側フィルタ）６４ｂ、流出口７５ｂ、を含む流路系統を独立して流れる。なお、この実施の形態は２つの流路系統を有しているが、３つ以上の流路系統を有することも可能である。【０１０９】
図４Ａ乃至図４Ｃおよび図５Ａ乃至図５Ｃは、本発明の他の実施の形態の圧力制御弁ユニット３６’を示している。圧力制御弁ユニット３６’においても、ユニット基部材４１の両側面に弁室４２ａ、４２ｂ及び圧力室４３ａ、４３ｂ等が配置されており、インクの流路系統は図３Ａ及び図３Ｂに示した実施の形態と同じである。圧力制御弁ユニット３６’においては、圧力制御弁７７ａ、７７ｂ及びフィルタ５９ａ、５９ｂ等の具体的な配置位置が変更されている。【０１１０】
図４Ａは、圧力制御弁ユニット３６’を表側（一側）から見た側面図であり、図４Ｂは裏側（他側）から見た側面図である。また、これらの側面図は、ユニット基部材４１の表側と裏側にそれぞれ接合されているシート部材６１が透明もしくは半透明であると仮定し、各流路を図示している。各図において、ハッチングが施されている部分が、インクが存在している部分を示している。【０１１１】
図４Ａに示すように、流入管５６ａから導入されるインクは、鎖線で図示された連通溝６０ａとハッチングが施された連通溝６０ａとを流通して、貫通穴７８ａから図４Ｂに示す裏面側のフィルタ収容室５８ａ（フィルタ５９ａ）に流入し、さらに裏面側の弁室４２ａに流入する。そして、裏面側の弁室４２ａから開閉弁５１（図４では図示していない）を通過して再び表面側の圧力室４３ａに流入し、その後、フィルタ収容室６３ａ（下流側フィルタ６４ａ）を経て流出管７４ａから圧力制御弁ユニット３６外へ流出する。【０１１２】
図５Ａは、図４Ａと同様に、圧力制御弁ユニット３６’を表側（一側）から見た側面図であり、図５Ｂは、図４Ｂと同様に、裏側（他側）から見た側面図である。また、これらの側面図は、ユニット基部材４１の表側と裏側にそれぞれ接合されているシート部材６１が透明もしくは半透明であると仮定し、各流路を図示している。各図において、ハッチングが施されている部分が、インクが存在している部分を示している。【０１１３】
図５Ｂに示すように、流入管５６ｂから導入されるインクは、ハッチングが施された裏面側の流路（流入口）５７ｂから貫通穴７８ｂを通って図５Ａに示す表面側のフィルタ収容室５８ｂ（フィルタ５９ｂ）に流入し、さらに表面側の弁室４２ｂに流入する。そして、表面側の弁室４２ｂから開閉弁５１（図５では図示していない）を通過して再び裏面側の圧力室４３ｂに流入し、その後、連通溝７６ｂを経てフィルタ収容室６３ｂ（下流側フィルタ６４ｂ）を経て流出管７４ｂから圧力制御弁ユニット３６外へ流出する。【０１１４】
フィルタ収容室６３ａ、６３ｂおよびフィルタ（下流側フィルタ）６４ａ、６４ｂは、図３に示された実施の形態と同様に、圧力制御弁ユニット３６’の下流端近傍に配置されている。すなわち、ユニット基部材４１の下部に、図４Ａ乃至図４Ｃおよび図５Ａ乃至図５Ｃに示すように、フィルタ収容室６３ａ、フィルタ（下流側フィルタ）６４ａおよびフィルタ収容室６３ｂ、フィルタ（下流側フィルタ）６４ｂが並べて配置されている。フィルタ収容室６３ａ、６３ｂは、それぞれ、ユニット基部材４１の表側と裏側とに窪ませた状態で形成され、図４Ａ乃至図４Ｃ及び図５Ａ乃至図５Ｃに示されているように、ユニット基部材４１の板厚方向から見て、フィルタ収容室６３ａとフィルタ（下流側フィルタ）６４ａおよびフィルタ収容室６３ｂとフィルタ（下流側フィルタ）６４ｂが重複している。【０１１５】
このように、ユニット基部材４１の板厚方向から見てフィルタ収容室６３ａ、フィルタ（下流側フィルタ）６４ａおよびフィルタ収容室６３ｂ、フィルタ（下流側フィルタ）６４ｂが重複した状態に配置されていることにより、フィルタ収容室６３ａ、６３ｂに連通する流出管７４ａ、７４ｂを互いに接近させて配置することができる。これにより、圧力制御弁ユニット３６’を記録ヘッド２０のインク導入口と接続することが行いやすくなる。【０１１６】
図４Ａ乃至図４Ｃおよび図５Ａ乃至図５Ｃに示された圧力制御弁７７ａ、７７ｂは、図３に示されたものと同様に、斜め方向にずれた位置関係で配置されている。したがって、ユニット基部材４１の裏面側に設けられた弁室４２ａと表面側に設けられた弁室４２ｂとは、相互に斜めにずれた位置関係で配置されている。また、圧力室４３ａの外周円と圧力室４３ｂの外周円とは、図４Ａ乃至図４Ｃおよび図５Ａ乃至図５Ｃに示すように、ユニット基部材４１の板厚方向から見て重複するようになっている。これにより、２つの圧力制御弁７７ａ、７７ｂがより接近して配置され得て、圧力制御弁ユニット３６のコンパクト化が可能となる。【０１１７】
図６および図７は、図４Ａ乃至図４Ｃおよび図５Ａ乃至図５Ｃに示した圧力制御弁ユニット３６’を立体的に分解して示した図である。【０１１８】
つぎに、図８Ａ乃至図１２Ｂを参照して、上記圧力制御弁ユニット３６が記録ヘッド２０に対して直接的に接合されたインク噴射ユニットを説明する。このインク噴射ユニットは、符号８３で示されている。なお、図８Ａは、上記インク噴射ユニット８３の断面図、図８Ｂは、図８Ａのインク噴射ユニット８３の接合部の拡大部分断面図、図９は、図８Ａのインク噴射ユニット８３の斜視図、図１０は、図８Ａのインク噴射ユニット８３のノズル形成面６ａの側から見た斜視図、図１１Ａは、図８Ａのインク噴射ユニット８３の分解斜視図、図１１Ｂは、カバーボックス７９の内側壁のガイド手段８１を説明するための概略横断面図、図１２Ａは、図８Ａのインク噴射ユニット８３のノズル形成面６ａの側から見た分解斜視図、図１２Ｂは、フランジ５ａとカバーボックス７９との接合状態を説明するための概略断面図である。【０１１９】
記録ヘッド２０の内部構造は、図１９に示した従来の記録ヘッド１２０の内部構造と同じである。また、各圧力制御弁ユニット３６の内部構造は、図２Ａ乃至図２Ｃ及び図３Ａ乃至図３Ｂで説明したのと同じであり、同じ機能を果たす部位には、同一の符号が記載してある。【０１２０】
各圧力制御弁ユニット３６の外形形状は、偏平な略直方体である。５つの上記圧力制御弁ユニット３６が、起立した状態で、記録ヘッド２０の上面部２０ａに接合されている。記録ヘッド２０の上面部２０ａは、記録ヘッド２０のノズル形成面６ａと反対側に位置している。図８Ｂは、接合箇所の詳細な構造を示している。図８Ｂに示すように、記録ヘッド２０のヘッドケース５の上面部２０ａには、制御基板７１が接合されており、ヘッドケース５から突出する導入管６９ａは、制御基板７１の通孔７１ａを貫通して制御基板７１上にわずかに突き出ている。そして、導入管６９ａと流出管７４ａ、７４ｂとの接合部分にインクをシールするパッキン部材７２が取り付けられている。【０１２１】
図８Ｂに示すように、圧力制御弁ユニット３６が記録ヘッド２０と直接的に接合された状態では、圧力制御弁ユニット３６の流出口７５ａ、７５ｂとパッキン部材７２の通孔７２ａとヘッド流路１９のインク導入口６９とが略同軸の位置関係で配置されている。そして、記録ヘッド２０の上面部２０ａに起立している圧力制御弁ユニット３６は、図８Ａ及び図９に示すように、上面部２０ａの広さ（面積）の範囲内で接合されている。すなわち、ノズル形成面６ａの縦横寸法によって決まる領域内に、圧力制御弁ユニット３６が起立した状態で配置され得る。【０１２２】
圧力制御弁ユニット３６と記録ヘッド２０との接合を安定にする方法として、圧力制御弁ユニット３６とヘッドケース５との間に結合金具が架設される。あるいは、結合金具の代わりに、種々の構造が採用できる。図８Ａの例では、略直方体の外形形状を有するカバーボックス７９が、ヘッドケース５に取り付けられている。これにより、上記接合の安定が確保されている。カバーボックス７９の下部は開放されている一方、上部には上板７９ａが設けられている。この上板７９ａをユニット基部材４１の上部から突出している流入管５６ａ、５６ｂが貫通している。流入管５６ａ、５６ｂが貫通する穴７９ｂが、図１１Ａに示されている。上記穴７９ｂから突出する流入管５６ａ、５６ｂに、インク供給チューブ３５が接続されるようになっている。【０１２３】
カバーボックス７９をヘッドケース５に結合するため、例えば、カバーボックス７９の開放された下部の内側にヘッドケース５が強く嵌入される。あるいは、他の種々の結合方法が採用され得る。この例では、図９および図１２Ｂに示すように、ヘッドケース５の上部に幅の狭いフランジ５ａが設けられ、その上面に枠状の嵌入溝５ｂが形成され、この嵌入溝５ｂにカバーボックス７９の開放縁がはめ込まれている。フランジ５ａの幅は、ヘッドケース５の最大外周寸法をできるだけ小さくするために、できるだけ狭く設定されている。【０１２４】
フレキシブルケーブル２４の一端が制御基板７１に接続され、フレキシブルケーブル２４はカバーボックス７９の内面に沿って上方に延びている。同ケーブル２４の他端は、上板７９ａに設けられたスリット穴７９ｃから外部に突き出ている。この突き出たフレキシブルケーブル２４に、接続用の結線コネクタ８０が接合されるようになっている。【０１２５】
図１１Ｂに示すように、カバーボックス７９内に圧力制御弁ユニット３６が挿入された状態において、圧力制御弁ユニット３６とカバーボックス７９との相対位置が容易に狂わないようにするために、カバーボックス７９の内側壁にガイド手段８１が設けられている。このガイド手段８１は、具体的には、カバーボックス７９の内側壁に平行に設けたガイド溝である。圧力制御弁ユニット３６の端部は、このガイド溝８１内を相対的に摺動する。これにより、圧力制御弁ユニット３６はカバーボックス７９内の所定位置に取付けられる。【０１２６】
各圧力制御弁ユニット３６には、２つの圧力制御弁７７が組み込まている。そして、５つの圧力制御弁ユニット３６が記録ヘッド２０に接合されている。これにより、１０種類のインクを記録ヘッド２０に供給することができるようになっている。本実施例では、８種類のインクが用いられる。従って、余りの２本の流入管５６ａまたは５６ｂには、図８Ａや図１１Ａに示すように、キャップ８２が取り付けられる。これにより、圧力制御弁ユニット３６内に塵埃等の不純物が入ることが防止されている。【０１２７】
図１３Ａ乃至図１３Ｃおよび図１４は、上述のようにして形成されたインク噴射ユニット８３が、複数個組み合わされた構造体を示している。平坦な略長方形の板部材８４の周囲に壁板８５が設けられて、結合部材８６が形成されている。この結合部材８６に、図１３Ｃに示すように、各々ヘッドケース５の本体部がはめ込まれる４つの取付開口８７が設けられている。複数の（４つの）インク噴射ユニット８３が上記取付開口８７にはめ込まれると、各ヘッドケース５のフランジ５ａの下面で構成されている衝合面が、結合部材８６の上面と密接する。これにより、各ノズル形成面６ａが、図１３Ｂに示すように、同一面内に整列した状態になる。【０１２８】
さらに、上記フランジ５ａには、図１０及び図１２Ａに示すように、下向きの位置決めピン８８が設けられている。そして、このピン８８を受け入れるための位置決め穴８９が、結合部材８６に設けられている。図１３Ｃに示すように、上記位置決めピン８８が位置決め穴８９にはめ込まれることにより、各ノズル形成面６ａが所定の相対位置関係に位置決めされるようになっている。【０１２９】
すなわち、図１４に示すように、各ノズル形成面６ａに設けられているノズル列１ａが所定の整列状態となる。これにより、矢印線９０で示されている主走査方向に印刷動作がなされるときに、広い幅Ｌの範囲にわたって印刷動作が可能となる。【０１３０】
図１３Ａ及び図１４に示されている複数のインク噴射ユニット８３を有する組み立てユニットを装置本体に搭載するために、図１３Ｂに示すような構造が採用される。すなわち、結合部材８６に固定されたアーム部材９１の端部に、頭部９２が一体的に設けられ、この頭部９２にガイド穴９３が設けられる。上記ガイド穴９３が、図１に示した上記ガイド軸１４によって摺動自在な状態で貫通される。これにより、４つのインク噴射ユニット８３と結合部材８６とを有する組み立てユニットが、図１に示すように、インクジェット式記録装置本体に組み付けられる。【０１３１】
次に、前記実施の形態による作用効果が説明される。【０１３２】
上記のように、圧力制御弁ユニット３６には、少なくとも２種類以上のインクを独立に流通させることができる。従って、圧力制御弁ユニット３６の数を少なくすることができる。したがって、少ない個数の（上記例では５個の）圧力制御弁ユニット３６と記録ヘッド２０との一体化ユニット（上記例のインク噴射ユニット８３）の小型化が実現する。これにともなって、インクジェット式記録装置を小型サイズにすることが達成できる。【０１３３】
さらに、開閉弁５１ａ、５１ｂが設けられる弁室４２ａ、４２ｂがユニット基部材４１の両側面にそれぞれ設けられるので、ユニット基部材４１の両側面から弁室４２ａ、４２ｂを含む構造物を形成できる。すなわち、ユニット基部材４１の素材部分を有効に活用して複数の弁室４２ａ、４２ｂ及び開閉弁５１ａ、５１ｂを配置することが可能となる。これは、圧力制御弁ユニット３６の小型化にとって有効である。そして、ユニット基部材４１の両側面側から弁室４２ａ、４２ｂを形成することにより、圧力制御弁ユニット３６の厚さを薄くすることもできる。このような圧力制御弁ユニット３６自体の小型化は、圧力制御弁ユニット３６と記録ヘッド２０との一体化ユニット（インク噴射ユニット８３）をコンパクト化する上で、きわめて効果的である。【０１３４】
さらに、圧力制御弁ユニット３６の厚さを薄型とすることにより、圧力制御弁ユニット３６を記録ヘッド２０に対して直接的に接合することが可能となる。これにより、従来技術のような接続部材（図１８に示した接続部材４０）が不要となる。これにより、圧力制御弁ユニット３６のインクの流出箇所すなわち流出口７５ａ、７５ｂから記録ヘッド２０のインクの流入箇所すなわちインク導入口６９までの各流路の長さが短くなる。また、圧力制御弁ユニット３６が複数であっても、各流路の長さが略均一に設定できる。したがって、インクの各流路の流路抵抗等が略均一となり、それにともなってインク滴吐出の吐出圧力も略均一化されて、吐出特性の安定化が実現する。【０１３５】
上記ユニット基部材４１は偏平な略直方体状に形成され、上記弁室４２ａ、４２ｂはユニット基部材４１の両側面それぞれに設けられているので、偏平な薄型の圧力制御弁ユニット３６に少なくとも２種類のインクを流すことができる。このため、個々の圧力制御弁ユニット３６に要する占有空間を小さくでき、圧力制御弁ユニット３６と記録ヘッド２０との一体化ユニット（８３）を小型化できる。【０１３６】
前記のように、ユニット基部材４１の一側面に設けられた弁室４２ａ（ユニット基部材４１の側面方向にスペースを要する）と他側面に設けられた弁室４２ｂ（同様にユニット基部材４１の側面方向にスペースを要する）とが、相互に斜めにずれた位置関係で配置されている。これにより、ユニット基部材４１の縦方向や横方向の寸法を小さくすることができ、圧力制御弁ユニット３６の小型化が促進される。【０１３７】
また、圧力損失の高い下流側フィルタ６４ａ、６４ｂが、それぞれ圧力制御弁ユニット３６における下流端近傍に配置されているので、下流側フィルタ６４ａ、６４ｂと記録ヘッド２０の吐出部との間の流路長さを流路毎に一定にすることができる。これにより、各流路間の吐出特性を均一にできる。【０１３８】
また、弁室４２ａ、４２ｂに設けられた開閉弁５１ａ、５１ｂは、弁室４２ａ、４２ｂとは反対側のユニット基部材４１の側面に形成された圧力室４３ａ、４３ｂ側からの駆動動作で開閉され、圧力室４３ａ、４３ｂ側からの当該駆動動作は開閉弁５１ａ、５１ｂに忠実に作用し、圧力室４３ａ、４３ｂ内のインク圧力は所定圧力に好適に制御される。すなわち、圧力制御弁７７ａ、７７ｂとしての動作は、確実に行われる。また、上記弁室４２ａ、４２ｂと圧力室４３ａ、４３ｂとはユニット基部材４１の両側面に対向した状態で配置されているので、圧力制御弁７７ａ、７７ｂはコンパクト化されている。【０１３９】
また、円形の弁室４２ａ、４２ｂの中心と円形の圧力室４３ａ、４３ｂの中心とが同軸の位置関係で配置されていることにより、ユニット基部材４１に弁室４２ａ、４２ｂと圧力室４３ａ、４３ｂとをまとまりよく配置することができる。それにともなって、複数対の弁室と圧力室との配置が容易にしかもコンパクトに行える。また、圧力室４３ａ、４３ｂ側からの駆動力を弁室４２ａ、４２ｂの開閉弁５１ａ、５１ｂに伝達することが容易である。【０１４０】
一対の弁室４２ａと圧力室４３ａあるいは一対の弁室４２ｂと圧力室４３ｂは、その中心部に設けられた連通穴４４によって連通され、当該連通穴４４は弁体４７によって開閉されるように構成されている。すなわち、連通穴４４、弁体４７、弁室４２ａ（４２ｂ）、圧力室４３ａ（４３ｂ）等は、同心状に配置されている。これにより、弁体４７の開閉動作が安定した状態で行われ得る。【０１４１】
また、ユニット基部材４１の上方にインクの流入管５６ａ、５６ｂが設けられ、ユニット基部材４１の下方にインクの流出管７４ａ、７４ｂが設けられていることにより、上記流入管５６ａ、５６ｂにインクカートリッジ２３からのインク供給チューブ３５を接続し、上記流出管７４ａ、７４ｂを記録ヘッド２０のインク導入口６９に接続することが容易である。特に、圧力制御弁ユニット３６が記録ヘッド２０に対して起立した状態で配置される場合には、ユニット基部材４１の上下に流入管５６ａ、５６ｂと流出管７４ａ、７４ｂとが設けられていることは、インク供給チューブ３５及び記録ヘッド２０のインク導入口６９との接続にとって極めて好適である。これは、インクジェット式記録装置の小型化にとっても有効である。【０１４２】
また、上流側フィルタ５９ａ、５９ｂが設けられていることにより、インク中の不純物が除去されて、開閉弁５１ａ、５１ｂの弁機能が正常に維持され得る。また、記録ヘッド２０へ不純物が流下することも防止できる。【０１４３】
また、弁室４２ａ、４２ｂとその上流側のフィルタ５９ａ、５９ｂはユニット基部材４１の同じ側面に配置され、また、圧力室４３ａ、４３ｂとその下流側のフィルタ６４ａ、６４ｂは弁室４２ａ、４２ｂとは反対側のユニット基部材４１の同じ側面に配置されている。これにより、流路構造が簡素化されて無駄な流路配置が回避されている。また、ユニット基部材４１の両側面が活用されているので、構造の一層の薄型化が達成され得る。【０１４４】
上記の実施の形態においては、圧電振動子として縦振動モードのものが説明されているが、たわみ振動モードの圧電振動子を利用することも可能である。また、ヘッドケース５にフランジ５ａが設けられているが、フランジ５ａの無い他の構造を採用することも可能である。【０１４５】
上記の圧力弁制御ユニット３６は、記録ヘッド２０と一体化されるのではなく、図１５に示すようにインク収容部２３２を有するインクカートリッジ２３１として一体化されることもあり得る。図１５に示すような圧力弁制御ユニット３６を有するインクカートリッジ２３１も、本件の保護対象である。そのようなインクカートリッジ２３１は、２色のインク毎に纏められたインクカートリッジである。【０１４６】
更に、上記の圧力弁制御ユニット３６は、図１６に示すように、インク収容部３３２と接続チューブ３３３と外付けタンク３３４とを有するインクカートリッジ３３１に一体化されることもあり得る。図１６に示すようなインクカートリッジ３３１も、本件の保護対象である。そのようなインクカートリッジ３３１も、２色のインク毎に纏められたインクカートリッジである。また、インク収容部３３２が設けられず、圧力弁制御ユニット３６が接続チューブ３３３に直接接続されたインクカートリッジも、本件の保護対象である。【０１４７】
なお、以上の説明はインクジェット記録装置についてなされているが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、回路形成のための導電性液体（液体金属）等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造用装置、有機ＥＬディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射装置、等にも適用され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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