(57)【要約】【課題】流路部材１の外形を小さくコンパクトに構成する。【解決手段】扁平な空間からなる液体貯留用のチャンバー２と、このチャンバー２に開口し、チャンバー２に液体を流入する流入路７と、チャンバー２に開口し、チャンバー２から液体を流出する流出路６とを備えている。そして、流出路６は、扁平なチャンバー２面の法線方向ｎから見る平面視でチャンバー２と重なる位置に設置した。これにより、流路部材１の幅を狭く構成した。【選択図】図１
2012016906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平な空間からなる液体貯留用のチャンバーと、
前記チャンバーに開口し、前記チャンバーに液体を流入する流入路と、
前記チャンバーに開口し、前記チャンバーから液体を流出する流出路と、を備え、
前記流出路は、前記扁平な面の法線方向から見る平面視で前記チャンバーと重なる位置に設置されている流路部材。
【請求項２】
前記チャンバーと前記流出路とはフィルムにより仕切られている請求項１に記載の流路部材。
【請求項３】
前記流出路は、前記チャンバー側とは反対側がフィルムにより構成されている請求項１又は２に記載の流路部材。
【請求項４】
前記流出路の前記チャンバーに開口する開口部は、使用時において重力に対してチャンバー内の最上位となる位置に設置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の流路部材。
【請求項５】
前記流出路は屈曲部を有し、前記屈曲部の外周側の形状が円弧形状又は隣接する辺との間の内角が１１０°を下回らない多角形状を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の流路部材。
【請求項６】
前記流出路は、前記チャンバーの扁平方向と同じ方向に扁平な形状を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の流路部材。
【請求項７】
前記チャンバーは、基体に形成された凹部から成り、
前記流出路のチャンバーに開口する開口部は前記凹部の底面に設置されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の流路部材。
【請求項８】
前記開口部近傍の前記凹部の底面は、前記開口部に向かって漸次深くなるように前記凹部の底面に対して傾斜する請求項７に記載の流路部材。
【請求項９】
前記開口部近傍の前記流出路の底面は、前記開口部から離間するに従い漸次深くなるように前記凹部の底面に対して傾斜する請求項７又は８に記載の流路部材。
【請求項１０】
前記チャンバーは、基体に形成された凹部から成り、
前記流入路のチャンバーに開口する開口部は前記凹部の底面に設置され、
前記開口部近傍の前記流入路の底面は、前記開口部に向かって漸次浅くなるように前記凹部の底面に対して傾斜する請求項１〜９のいずれか一項に記載の流路部材。
【請求項１１】
前記開口部近傍の前記流入路の底面は、前記凹部の底面に対して角度２０°〜６５°の傾斜角を有する請求項１０に記載の流路部材。
【請求項１２】
前記チャンバーは、基体に形成された凹部と、前記凹部の開口端を閉塞する可撓性フィルムにより構成される請求項１〜６のいずれか一項に記載の流路部材。
【請求項１３】
前記可撓性フィルムの外面側に、前記可撓性フィルムを覆う補強板を設置した請求項１２に記載の流路部材。
【請求項１４】
前記可撓性フィルムの内面側に、前記可撓性フィルムに係合する規制板を設置した請求項１２又は１３に記載の流路部材。
【請求項１５】
前記規制板と前記凹部の内表面との間にバネ部材を設置した請求項１４に記載の流路部材。
【請求項１６】
前記流出路のチャンバーに開口する開口部は前記凹部の底面に設置されている請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の流路部材。
【請求項１７】
前記開口部近傍の前記凹部の底面は、前記開口部に向かって漸次深くなるように前記凹部の底面に対して傾斜する請求項１６に記載の流路部材。
【請求項１８】
前記開口部近傍の前記流出路の底面は、前記開口部から離間するに従い漸次深くなるように前記凹部の底面に対して傾斜する請求項１６又は１７に記載の流路部材。
【請求項１９】
前記流入路のチャンバーに開口する開口部は前記凹部の底面に設置され、
前記開口部近傍の前記流入路の底面は、前記開口部に向かって漸次浅くなるように前記凹部の底面に対して傾斜する請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の流路部材。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載の流路部材と、
液体を前記流路部材から流入し被記録媒体に吐出する噴射部と、を備える液体噴射ヘッド。
【請求項２１】
請求項２０に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管等の流路に挿入し、流路内に液体を貯留し、または流路内の圧力変動を緩和させる流路部材、その流路部材を用いた液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出し、文字、図形を描画する、あるいは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜のパターンを形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、液体噴射ヘッドに形成した微小空間にこのインクを充填し、駆動信号に応じて微小空間の容積を瞬間的に縮小し溝に連通するノズルから液滴を吐出させる。
【０００３】
このインクジェット方式のプリンターは、記録紙とインクジェットヘッドを移動させて記録紙の任意の場所にインク滴を吐出し、パターンを形成する。インクジェットヘッドから吐出されるインクはインクタンクからインクジェットヘッドにチューブを介して供給される。そのため、インクジェットヘッドが移動するとチューブも移動し、チューブ内インクの慣性に基づく圧力変動がインク内部に発生する。インクに圧力変動が発生するとインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の吐出速度が変動し、記録紙に記録される画像等の品質が低下する。さらに、圧力変動によってノズルに形成されるメニスカスが破壊され、記録紙にインク滴が吐出されない“ドット抜け”と呼ばれる現象や、ノズルからインクが垂れて記録紙を汚してしまう現象が発生する虞がある。そこで、インクジェットヘッドの移動に伴うインクの圧力変動を緩和させるために、インク流路に圧力緩衝器からなる流路部材を設置している。
【０００４】
図１４はこの種のインクジェットヘッドに用いられる流路部材としての圧力緩衝器１００の平面図を表す（特許文献１の図４を参照）。圧力緩衝器１００は、インクジェットヘッド１０３の上部に設置されている。インクジェットヘッド１０３は移動しながら被記録媒体にインクを吐出する。インクジェットヘッド１０３が移動するとインクタンクとインクジェットヘッド１０３を結ぶインクチューブも移動する。そのため、チューブ内のインクにこの移動に伴う圧力変動が発生する。圧力緩衝器１００はこのインク内圧力変動を除去し、一定圧のインクをインクジェットヘッド１０３に供給するために設けている。
【０００５】
圧力緩衝器１００は扁平形状のチャンバ１０５を備えている。チャンバ１０５の表面は図示しない可撓性フィルムにより封止されている。インク流入口１０２から扁平な形状のチャンバ１０５にインクが流入し、上部の開口部１０１から流路１０７にインクが流出する。そしてチャンバ１０５の下部に設置したインク流出口１０８からインクジェットヘッド１０３にインクが供給される。インク流入口１０２からインク内に圧力変動が伝達されると、チャンバ１０５の表面を覆っている可撓性膜が変位し、インク内圧力変動は緩和される。そのため、インク流出口１０８からインクジェットヘッド１０３に供給されるインクにはこの圧力変動が伝達せず、一定圧のインクを供給することができる。
【０００６】
特許文献１に示される圧力緩衝器１００は、チャンバ１０５と同じ面内に並列してインク流路１０７が形成されている。チャンバ１０５の最上部に開口部１０１が設けられ、この開口部１０１から流出したインクがインク流路１０７を介してインク流出口１０８に導かれる。
【０００７】
特許文献２には、同様の構造を有する圧力緩衝器が記載されている。圧力緩衝器は液滴噴射式記録ヘッドに近接して設置され、インクを貯留するチャンバの下部からインクを流入し、チャンバの最上部からインクを流出する。そして、圧力緩衝器を流出したインクは、その上部に設けた接続流路からインクチューブを介して液滴噴射式記録ヘッドに供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１１０５９９号公報
【特許文献２】特開２００５−１４３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、液体噴射ヘッドや液体噴射装置の小型化、高密度記録化が進んでいる。そのため、液体噴射ヘッドやこれを用いた装置に用いられる流路部材も小型化の要求が強い。例えば、特許文献１の流路部材である圧力緩衝器では、液体を貯留するチャンバ１０５の扁平面と同一面内に隔壁１０９に分離され側壁１０６に囲まれたインク流路１０７が形成されている。圧力緩衝器１００を小型化するためにチャンバ１０５の幅を狭くすると、圧力緩衝効果が低下してインクジェットヘッド１０３から吐出されるインクの吐出速度がばらつき、印刷品質が低下した。さらに、この圧力緩衝器はインクジェットヘッドのドット抜け、インク垂れなどの現象を満足に防止することができているとは言えない。
【００１０】
また、特許文献２に記載されるように、圧力緩衝器から液滴噴射式記録ヘッドにインクチューブを介して供給する構成にすると、圧力緩衝器と液滴噴射式記録ヘッドとの間にインクチューブを介在させる必要があり、液滴噴射式記録ヘッドの周りをコンパクトにまとめることができず、また、製造工数が増える、という課題があった。
【００１１】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、小型の流路部材を提供し、液体噴射ヘッドやこれを用いた液体噴射装置をコンパクトに構成することができる、というものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による流路部材は、扁平な空間からなる液体貯留用のチャンバーと、前記チャンバーに開口し、前記チャンバーに液体を流入する流入路と、前記チャンバーに開口し、前記チャンバーから液体を流出する流出路と、を備え、前記流出路は、前記扁平な面の法線方向から見る平面視で前記チャンバーと重なる位置に設置した。
【００１３】
また、前記チャンバーと前記流出路とはフィルムにより仕切らることとした。
【００１４】
また、前記流出路は、前記チャンバー側とは反対側がフィルムにより構成されることとした。
【００１５】
また、前記流出路の前記チャンバーに開口する開口部は、使用時において重力に対してチャンバー内の最上位となる位置に設置されることとした。
【００１６】
また、前記流出路は屈曲部を有し、前記屈曲部の外周側の形状が円弧形状又は隣接する辺との間の内角が１１０°を下回らない多角形状を有することとした。
【００１７】
また、前記流出路は、前記チャンバーの扁平方向と同じ方向に扁平な形状を有することとした。
【００１８】
また、前記チャンバーは、基体に形成された凹部から成り、前記流出路のチャンバーに開口する開口部は前記凹部の底面に設置されることとした。
【００１９】
また、前記開口部近傍の前記凹部の底面は、前記開口部に向かって漸次深くなるように前記凹部の底面に対して傾斜することとした。
【００２０】
また、前記開口部近傍の前記流出路の底面は、前記開口部から離間するに従い漸次深くなるように前記凹部の底面に対して傾斜することとした。
【００２１】
また、前記チャンバーは、基体に形成された凹部から成り、前記流入路のチャンバーに開口する開口部は前記凹部の底面に設置され、前記開口部近傍の前記流入路の底面は、前記開口部に向かって漸次浅くなるように前記凹部の底面に対して傾斜することとした。
【００２２】
また、前記開口部近傍の前記流入路の底面は、前記凹部の底面に対して角度２０°〜６５°の傾斜角を有することとした。
【００２３】
また、前記チャンバーは、基体に形成された凹部と、前記凹部の開口端を閉塞する可撓性フィルムにより構成されることとした。
【００２４】
また、前記可撓性フィルムの外面側に、前記可撓性フィルムを覆う補強板を設置した。
【００２５】
また、前記可撓性フィルムの内面側に、前記可撓性フィルムに係合する規制板を設置した。
【００２６】
また、前記規制板と前記凹部の内表面との間にバネ部材を設置した。
【００２７】
また、前記流出路のチャンバーに開口する開口部は前記凹部の底面に設置されることとした。
【００２８】
また、前記開口部近傍の前記凹部の底面は、前記開口部に向かって漸次深くなるように前記凹部の底面に対して傾斜することとした。
【００２９】
また、前記開口部近傍の前記流出路の底面は、前記開口部から離間するに従い漸次深くなることとした。
【００３０】
また、前記流入路のチャンバーに開口する開口部は前記凹部の底面に設置され、前記開口部近傍の前記流入路の底面は、前記開口部に向かって漸次浅くなるように前記凹部の底面に対して傾斜することとした。
【００３１】
本発明による液体噴射ヘッドは、上記いずれかに記載の流路部材と、液体を前記流路部材から流入し被記録媒体に吐出する噴射部と、を備える。
【００３２】
本発明による液体噴射装置は、上記液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の流路部材は、扁平な空間からなる液体貯留用のチャンバーと、このチャンバーに開口し、液体を流入する流入路と、このチャンバーに開口し、液体を流出する流出路と、を備え、上記流出路は、扁平な面の法線方向から見る平面視でチャンバーと重なる位置に設置されている。そのため、チャンバーの外形を大きく変えることなく流路部材の幅を縮小することができる、或いは流路部材の幅を大きく変えることなくチャンバーの外形を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る流路部材の説明図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る流路部材の縦断面模式図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る流路部材の縦断面模式図である。
【図４】本発明の第四実施形態に係る流路部材の説明図である。
【図５】本発明の第五実施形態に係る流路部材の縦断面模式図である。
【図６】本発明の第六実施形態に係る流路部材の縦断面模式図である。
【図７】本発明の第七実施形態に係る流路部材の縦断面模式図である。
【図８】本発明の第八実施形態に係る流路部材の縦断面模式図である。
【図９】本発明の第九実施形態に係る流路部材の平面模式図である。
【図１０】本発明の第十実施形態に係る流路部材の分解斜視図である。
【図１１】本発明の第十実施形態に係る流路部材の縦断面模式図である。
【図１２】本発明の第十一実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な斜視図である。
【図１３】本発明の第十二実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図１４】従来公知のインクジェットヘッドの平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の流路部材は、扁平な空間からなる液体貯留用のチャンバーと、このチャンバーに開口し、このチャンバーに液体を流入するための流入路と、このチャンバーに開口し、このチャンバーから液体を流出する流出路とを備えている。そして、上記流出路は、チャンバーの扁平面の法線方向から見たときに、チャンバーと重なる位置に設置されている。流出路とチャンバーを重なるように配置したので、従来の流路部材と比較して、流路部材を流出路の幅分狭く構成することができる。
【００３６】
また、チャンバーと流出路とを薄いフィルムにより仕切るようにすれば流路部材をより薄く構成することができる。また、流出路のチャンバー側とは反対側を薄いフィルムにより封止すれば、流路部材を更に薄く構成することができる。また、チャンバーに開口する流出路の開口部を、使用時において重力に対してチャンバー内の最上位に設置すれば、チャンバー内に気泡を残すことなく液体を充填することができる。また、流出路の屈曲部において、この屈曲部の外周側の形状を円弧状又は隣接する辺との間の内角が１１０°を下回らない多角形状とすれば、流路内の液溜まりを減少させ、かつ気泡の残存量も減少させて、チャンバーや流路内のクリーニングや液体の置換が容易になる。また、流出路をチャンバーの扁平面に平行な扁平形状とすれば、流路部材の全体の厚さを薄く構成することができる。
【００３７】
また、チャンバーを、基体の表面に形成した凹部と、この凹部の開口端を閉塞する可撓性フィルムにより構成すれば、流路部材は圧力緩衝効果を奏する圧力緩衝器として機能する。この場合に、可撓性フィルムの外面側に可撓性フィルムを覆うように補強板を設置すれば、チャンバー内が高い陽圧となって可撓性フィルムが外側に膨らむ場合に、この膨らみを規制し可撓性フィルムが破裂することを防止することができる。また、可撓性フィルムの内面側に規制板を設置し、更にこの規制板と凹部の内表面との間にバネ部材を設置することができる。これにより、チャンバー内が大気圧よりも低い負圧となって可撓性フィルムが凹部の内面側に引っ張られ、凹部に開口する流入路や流出路の開口部を塞いで液体の流入出が不能となることを防止することができる。
【００３８】
また、液体の流出路又は流入路のチャンバーに開口する開口部を凹部底面に設置したときに、この開口部の底面が液体の流出方向に沿って漸次深くなるように、また開口部の底面が液体の流入方向に沿って漸次浅くなるようにすれば、扁平面方向に液体を流動させるのでチャンバーの全体に亘って液体を流動させるので、滞留部が減少し、液体の置換率を高めることができる。以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る流路部材１を説明する説明図であり、（ａ）は流路部材１の模式的な分解斜視図であり、（ｂ）は部分ＡＡの縦断面模式図である。流路部材１は、表面に凹部１２からなるチャンバー２を備える基体４と、凹部１２の開口端を閉塞する閉塞部材５と、チャンバー２に例えばインク等の液体を流入する流入連結部１８とチャンバー２から液体を流出する流出連結部１９を備えている。基体４は、チャンバー２に開口し、チャンバー２に液体を流入する流入路７と、チャンバー２に開口し、チャンバー２から液体を流出する流出路６を備えている。凹部１２の＋ｙ方向の側面（左側面）と＋ｘ方向の側面（上側面）の角部の底面１６に流出口６ａが開口し（流出口６ａは流出路６がチャンバー２に開口する開口部である。以下同じ。）、基体４の裏面、即ちチャンバー２の背面側に設置した流出路６を介して流出連結部１９に連通する。凹部１２の−ｙ方向の側面（右側面）と上側面の角部の底面１６に流入口７ａが開口し（流入口７ａは流入路７がチャンバー２に開口する開口部である。以下同じ。）、チャンバー２の＋ｘ方向（上部方向）に設置した流入路７を介して流入連結部１８に連通する。
【００４０】
従って、図１（ｂ）に示すように、流出路６を設置した領域は、流出路６とチャンバー２が仕切部材８により仕切られた２階建ての構造を有する。基体４や閉塞部材５としてプラスチックや金属からなる板材を使用することができる。閉塞部材５の取付穴にナットを通して基体４に固定し、凹部１２を密閉すれば、液体を貯留するための貯留タンクとして利用することができる。この場合、−ｘ方向が重力方向となるように流路部材１を立設すれば、流出口６ａはチャンバー２内の最上位となる。そのため、流入口７ａから液体を流入したときにチャンバー２内に空気が残らないように液体を充填することができる。また、後に詳細に説明するが、閉塞部材５として可撓性フィルムなどの可撓性膜を使用すれば、圧力緩衝器として利用することができる。
【００４１】
なお、流出路６は流路部材１の両側面に平行とすることに限定されない。例えば、略四角形の対角方向に設置し流出連結部１９を流路部材１の−ｘ方向の側面（下側面）の中央部や右側面側に近接させてもよい。また、流入口７ａを底面１６の上側面と右側面の角部に設けることに限定されず、例えば凹部１２の上側壁面に流入口７ａを形成してもよいし、下側面に近接する底面１６に設けてもよい。
【００４２】
以上、流出路６を扁平なチャンバー２の背面側、即ち、扁平なチャンバー２の扁平面の法線方向ｎから見た平面視でチャンバー２と流出路６が重なるように設置した。これにより、流路部材１の左右の幅を狭く構成することができる。例えば流路部材１の左右の幅を略３ｃｍ、上下の高さを略４ｃｍ、凹部１２の深さを略３ｍｍの扁平な形状に構成することができる。また、流路部材１の平面形状を従来と同じ大きさとすれば、チャンバーの大きさを大きく形成することができる。
【００４３】
（第二実施形態）
図２は本発明の第二実施形態に係る流路部材１の流出口６ａの縦断面模式図である。図１の部分ＡＡの流出口６ａに相当する。第一実施形態と異なる部分は、流出口６ａの流路形状であり、その他の部分は第一実施形態と同様である。以下、第一実施形態と異なる部分について説明する。
【００４４】
図２（ａ）は図１（ｂ）の部分Ｄに相当する流出口６ａの拡大図である。流出口６ａの流出路６は、凹部１２の底面１６を形成する仕切部材８の板面に垂直方向から仕切部材８の板面方向に屈曲する屈曲部Ｋを有している。この屈曲部Ｋの流出路６の外周面Ｇは円弧形状の滑らかな表面を有する。屈曲部Ｋの外周面Ｇを滑らかな円弧形状としたので、この屈曲部Ｋから液溜まりを無くし、流路のクリーニングや液置換を容易にした。さらに、この構成を採用したことによって、初期充填時の気泡の残留を防止することができる。残留した気泡は、後に詳細に説明する圧力緩衝器において、流路抵抗や加圧耐久性の劣化の原因になるため、この構成は非常に有効な解決手段となる。図２（ｂ）は、屈曲部Ｋの流出路６の外周面Ｇを隣接辺の内角θ１、θ２が１１０°を下回らない多角形状とした。内角θを１１０°よりも小さくすると液溜まりが生じやすなり、流路のクリーニングや液置換に不便となる。
【００４５】
なお、図２に示した例は流出口６ａ近傍に屈曲部Ｋが構成される場合であるが、流出口６ａ近傍以外の流出路６や流入路７に屈曲部が存在する場合は、その外周側の形状を円弧形状又は隣接する辺との間の内角が１１０°を下回らない多角形状とすれば、同様の効果を得ることができる。また、屈曲部Ｋの外周形状を円弧形状にすることに限定されず、楕円形状や双曲線形状としてもよい。
【００４６】
（第三実施形態）
図３は本発明の第三実施形態に係る流路部材１の縦断面模式図である。図１の部分ＡＡに相当する。第一実施形態と異なる部分は、流出口６ａ近傍の凹部１２の底面１６が流出口６ａに向かって漸次深くなる傾斜面Ｔとしている点であり、その他は第一実施形態と同様である。流出口６ａ近傍の底面１６に傾斜を形成したことにより、チャンバー２内の液体の流れに方向性を付与することができる。そのために、扁平なチャンバー２内に液滞留部を減少させ、液置換率を高めることができる。また、チャンバー２内のクリーニングや液体の置換を流出連結部１９側から吸引して行う場合に、チャンバー２内に液体の流れを形成し、クリーニングや液置換を短時間で容易に行うことができる。
【００４７】
なお、図３では流出路６の上部の仕切部材８の流出口６ａ近傍を傾斜面Ｔとしているが、これに限定されない。流出路６以外の領域の底面１６を傾斜面Ｔとしてもよいことは言うまでもない。
【００４８】
（第四実施形態）
図４は本発明の第四実施形態に係る流路部材１の流出口６ａの説明図であり、図４（ａ）は図１の領域Ｖを拡大して表した図であり、図４（ｂ）は部分ＷＷの縦断面模式図である。流出口６ａは、流出路６が凹部１２の底面に開口する開口部である。流出口６ａ近傍の流出路６の底面は、チャンバー２の底面１６に対して傾斜する円弧状の傾斜面Ｔとし、チャンバー２から流出する液体の流れに沿って、即ち開口部である流出口６ａから離間する方向に漸次深くなる。これにより、流出口６ａ近傍の液溜まりが縮小し、流路のクリーニングや液置換を容易に行うことができる。
【００４９】
より具体的に説明する。流出口６ａは凹部１２の左側面と上側面の角部の底面１６に位置する。流出路６は、液体がｙ方向に流れる流出路６ｙと液体が−ｘ方向に流れる流出路６ｘを含む。流出路６ｘは凹部１２の深さ方向に形成した壁面１８の底部に開口して流出路６ｙに連通している。流出路６ｙの底面は、ｙ方向に、即ち液体が流れる方向に漸次深くなる。つまり凹部１２の底面１６に対して傾斜する傾斜面Ｔをなしている。また、流出路６ｙと流出路６ｘは、ｘｙ平面において流路がｙ方向からｘ方向に屈曲する屈曲部を構成している。そして、この屈曲部の外周側は円弧形状を有している。従って、第二実施形態においてすでに説明したとおり、屈曲部の外周側の形状を円弧形状とし、加えて流出口６ａ近傍の流出路６ｙの底面を液体の流れに沿って漸次深くなるように形成したので液溜まりが減少し、流路抵抗も低下してクリーニングや液置換時の加圧又は減圧に対する耐久性を向上させることができる。なお、傾斜面Ｔは、円弧形状の斜面の他に滑らかな傾斜曲線、傾斜する平面、或いは隣接辺の内角が１１０°を下回らない多角形状の傾斜面としてもよい。また、第三実施形態で説明したように、流出口６ａ近傍の凹部１２の底面１６を傾斜面とすれば、上記本発明の効果をより一層発揮することができる。
【００５０】
（第五実施形態）
図５は第五実施形態に係る流路部材１の縦断面模式図であり、図１に示す部分ＢＢに相当する。流路部材１は、表面に凹部１２を形成した基体４と、当該凹部を密閉してチャンバー２を構成する閉塞部材５と、液体を流入する流入連結部１８などを備えている。凹部１２の底面１６には流入口７ａが開口し、この流入口７ａと流入連結部１８は流入路７を介し連通している。そして流入口７ａ近傍の底面１６は、液体が流入する流れに沿って、即ち開口部である流入口７ａに向かって漸次浅くなるように傾斜面Ｔとした。これにより、チャンバー２内に流入液体の流れが生じ、チャンバー２内に液体の滞留部を減少させ、液置換率を高くすることができる。また、チャンバー２内のクリーニングや液体置換を流入連結部１８側から加圧充填して行う場合にチャンバー２全体に流れを発生させて液体置換やクリーニングを短時間で行うことができる。
【００５１】
この傾斜面Ｔの凹部１２の底面１６に対する傾斜角φは、好ましくは２０°〜６５°に設定する。傾斜角φが２０°を下回ると、傾斜面Ｔの長さが長くなり、小型の流路部材１に適当でなく、傾斜角φが６５°を超えると流入液体は閉塞部材５に当たってチャンバー２全体に流れ難くなり、滞留部が発生しやすくなる。
【００５２】
（第六実施形態）
図６は本発明の第六実施形態に係る流路部材１の縦断面模式図であり、図１に示す部分ＣＣに相当する。本実施形態においては、流出路６の流路に直交する断面形状がチャンバー２の扁平方向と同じ方向に扁平な形状を有している。その他の部分は第一実施形態と同様である。流出路６の断面形状を扁平形状としたことにより、流路部材１の厚さを薄く形成することができる。
【００５３】
（第七実施形態）
図７は本発明の第七実施形態に係る流路部材１の縦断面模式図であり、図１に示す部分ＡＡに相当する。本実施形態においては、チャンバー２と流出路６との間を仕切フィルム８’とした。仕切部材８としてプラスチック材料や金属材料を型成形した場合や切削加工した場合は厚さが概ね０．２ｍｍ以上となるが、ポリエチレンやポリアミド等からなる仕切フィルム８’とすれば、厚さを０．１ｍｍ〜０．０１ｍｍと薄く形成することができる。これにより、流路部材１をより一層薄く形成することができる。
【００５４】
（第八実施形態）
図８は本発明の第八実施形態に係る流路部材１の縦断面模式図であり、図１の部分ＡＡに相当する。本実施形態においては、流出路６はチャンバー２側とは何体側が背面フィルム９により構成した。背面部材として型成形によるプラスチック材料や金属材料を使用した場合は厚さが概ね０．２ｍｍ以上となるが、ポリエチレンやポリアミド等から成る背面フィルム９を使用すれば、厚さを０．１ｍｍ〜０．０１ｍｍと薄く形成することができ、流路部材１全体の厚さをより一層薄く形成することができる。
【００５５】
（第九実施形態）
図９は本発明の第九実施形態に係る流路部材１の平面模式図である。流路部材１はｘ方向に立設し、−ｘ方向が重力方向である。図９に示すように、流路部材１は、基体４に形成した凹部１２と図示しない閉塞部材からなるチャンバー２と、液体を流入する流入路７と、液体を流出する流出路６を備えている。流出路６は凹部１２の背面側に平面視でチャンバー２と重なるように設置した。そのため、流路部材１の幅を狭く、又はチャンバー２の容積を大きく構成することができる。基体４の上部には流入路７に連通する流入連結部１８を、基体４の下部には流出路６に連通する流出連結部１９をそれぞれ設置している。流出口６ａは、流出路６がチャンバー２に開口する開口部であり、重力方向に対してチャンバー２の最下位から高さｈ１の最上位に位置する。
【００５６】
流出口６ａは、流出路６が凹部１２の底面に開口する開口部であり、第二実施形態において説明したと同様に、凹部１２の底面１６に垂直方向から流出路６の長手方向に屈曲する屈曲部を有している。この屈曲部における流出路６の外周面は円弧形状の滑らかな表面とした。また、流入口７ａは、流入路７が凹部１２の底面に開口する開口部であり、その底面は凹部１２の底面に向かって漸次浅くなる傾斜面をなしている。流入口７ａはチャンバー２の最下位の位置から高さｈ２に位置し、この高さｈ２はｈ１よりも低い。
【００５７】
この構成により、流入路７から流入した液体はチャンバー２の下方から充填され、最上部に流出口６ａが位置するのでチャンバー２に気泡が残らないように液体を充填することができる。更に、流出口６ａ近傍の屈曲部はその外周面を円弧形状として液溜まりを無くした。また、流入口７ａの流入路７の底面を傾斜面としたので液体がチャンバー２に滑り込むようにしてチャンバー２の右辺に沿って流入する。そして、流入した液体はチャンバー２の右辺、下辺、左辺のように流れるのでチャンバー２内に液体の流れが生ずる。これにより、チャンバー２内に滞留部が生じ難く、液置換性を向上させることができる。また、液体は上部に設置した流入連結部１８から供給し、下部の流出連結部１９から排出する。従って、流路部材１の下部に排出液体の供給を受ける他の機器、例えば液体噴射ヘッドが位置する場合は、液体供給用の配管を簡素化することができる。
【００５８】
以上に説明したとおり、第七実施形態および第八実施形態にて、部材の薄肉化を図ることができる。もちろん、第七実施形態および第八実施形態を同時に採用すると、さらに薄肉な部材を構成することができる。また、第二実施形態から第九実施形態を適宜組み合わせることにより、液溜まりが減少し、流路抵抗も低下してクリーニングや液体置換時の加圧又は減圧に対する耐久性を向上させた小型かつ薄型の流路部材１を構成することができる。
【００５９】
（第十実施形態）
図１０及び図１１は本発明の第十実施形態に係る流路部材１の説明図である。図１０が流路部材１の分解斜視図であり、図１１が部分ＥＥの縦断面模式図である。本実施形態は、流入する液体の圧力変動を緩和して流出する液体にその圧力変動を伝達しない圧力緩衝機能を付与した流路部材１である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００６０】
流路部材１は、表面に凹部１２を備える基体４と、凹部１２の開口端を閉塞しチャンバー２を構成する閉塞部材としての可撓性フィルム５’と、可撓性フィルム５’の外面側を覆い、内部に凹部Ｕを備える補強板１３と、チャンバー２に液体を流入する流入連結部１８と、チャンバー２から液体を流出する流出連結部１９を備えている。流路部材１は、更に、可撓性フィルム５’と凹部１２の底面１６に形成した窪み１１との間であり、可撓性フィルム５’に係合する規制板１４と、規制板１４と窪み１１の間に設置したバネ部材１５を備えている。なお、可撓性フィルム５’として、厚さ０．１ｍｍ〜０．０１ｍｍのポリエチレンやポリアミド等から成るフィルムを使用することができる。
【００６１】
基体４は液体を流入するための流入路７と、液体を流出するための流出路６を備えている。凹部１２の左側面と上側面の角部の底面１６に開口する流出口６ａは、凹部１２の背後に設置した流出路６を介して流出連結部１９に連通する。凹部１２の上側面と右側面の角部の底面１６に開口する流入口７ａは、流入路７を介して流入連結部１８に連通する。可撓性フィルム５’は基体４の上面に熱溶着により接合し、凹部１２からなるチャンバー２を構成している。規制板１４はバネ部材１５により付勢されて可撓性フィルム５’に係合している。補強板１３は、可撓性フィルム５’に熱融着により接合し、更に周辺部に設けた固定用穴にビスを通して基体４に強固に固定した。補強板１３の凹部Ｕは、可撓性フィルム５’との間に隙間１０を形成している。この隙間１０は図示しない空気穴を介して外気と連通し、可撓性フィルム５’の外側への撓みを容易にしている。
【００６２】
流路部材１は、流入連結部１８から流入した液体を流出連結部１９から流出するとともに、流入液体に圧力変動が印加されている場合は、可撓性フィルム５’の位置がその圧力変動に伴って変位してその圧力変動を緩和する。そのために、流出連結部１９から流出する液体にはその圧力変動が印加されない。なお、補強板１３の内面に外側に膨らむ凹部Ｕを設けたので可撓性フィルム５’は外側に位置変化できるとともに、流路に液体を加圧充填する際に可撓性フィルム５’の外側への撓みを規制し、可撓性フィルム５’が破壊することを防止する。また、チャンバー２内部に容易に規制板１４とバネ部材１５を設けたので、チャンバー２が負圧のときに可撓性フィルム５’が凹部１２の底面１６側に撓むことができるとともに、クリーニングの際に流路を吸引して負圧としたときに、可撓性フィルム５’が流出口６ａや流入口７ａに貼りついて液体の流出や流入が妨げられるのを防止する。
【００６３】
図１１に示すように、流出路６を設置した領域は、流出路６とチャンバー２が仕切部材８により仕切られた２階建ての構造を有している。つまり、流出路６は、扁平なチャンバー２に対してその扁平な面の法線方向から見る平面視で重なる構造を有している。そのために、流路部材１の左右の幅を縮小することができる。例えば、流路部材１の左右の幅を略３ｃｍ、上下の高さを略４ｃｍ、凹部１２の深さを略３ｍｍの扁平な形状とすることができる。また、流路部材１の平面形状を従来と同じにすれば、チャンバー２の平面形状をより大きく形成できるので、圧力緩衝性能を向上させることができる。
【００６４】
なお、流出口６ａは、重力に対してチャンバー２内の最上位となるように設置することが好ましい。このほうがチャンバー２内に残留空気をなくして液体を充填することができるからである。また、バネ部材１５は規制板１４と窪み１１との間に設けたコイルバネに限定されず、規制板１４と凹部１２の内面との間に設置した板バネや、他の弾性部材を使用することができる。また、流入口７ａの位置は凹部１２の上側面と右側面の角部に限定されず、下側面と右側面の角部の底面１６であっても、他の位置であってもよい。
【００６５】
また、本実施形態に、すでに説明した第二〜第十実施形態の構造を適用することができる。即ち、流出路６や流入路７に屈曲部が存在する場合は、屈曲部の外周側形状を円弧形状或いは隣接する辺との間の内角が１１０°を下回らない多角形状とすれば、流路内に液溜まり減少させ、流路のクリーニングや液置換が容易となる。また、凹部１２の底面１６に設置した流出口６ａ近傍の底面１６を流出口６ａに向かって漸次深くなるように凹部１２の底面１６に対して傾斜させる、また、流出口６ａ近傍の流出路６の底面を液体の流れに沿って漸次深くなるように傾斜面とすれば、扁平なチャンバー２内に液滞留部を減少させ、液置換率を高めることができる。また、流入口７ａ近傍の流入路７の底面を凹部１２の底面１６に対して傾斜させ、液体の流れに沿って漸次浅くなるように形成すれば、チャンバー２内に流入液体の流れが生じ、チャンバー２内に液体の滞留部を減少させ、液置換率を高くすることができる。また、チャンバー２と流出路６との間の仕切部材８や、流出路６の凹部１２とは反対側を仕切フィルム８’や背面フィルム９とすれば、流路部材１の厚さを一層薄く形成することができる。
【００６６】
（第十一実施形態）
図１２は本発明の第十一実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の模式的な斜視図であり、例えば第十実施形態に示す流路部材１を液体噴射ヘッド２０に設置した状態を示す。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００６７】
図１２に示すように、液体噴射ヘッド２０は、ベース２１と、図示しない被記録媒体に液滴を吐出する噴射部２２と、噴射部２２に液体を供給する流路部材１と、噴射部２２を制御する制御回路を搭載した図示しない制御回路基板を備えている。噴射部２２は、駆動信号に応じて液滴を吐出するアクチュエータと、アクチュエータに液体を供給する流路部材と、アクチュエータと制御回路基板の間を電気的に接続するフレキシブル回路基板を備えている。ベース２１は、衝立の形状を有し、底部に噴射部２２を搭載し、側面に図示しない制御回路基板と流路部材１を固定している。流路部材１は、補強板１３を外側に、基体４をベース２４側に向けてベース２１に固定されている。
【００６８】
液体は、供給管から流入連結部１８を介して流路部材１のチャンバー２に流入し、流出連結部１９を介して噴射部２２に流入する。噴射部２２のアクチュエータは制御回路からの駆動信号に応じて下部の図示しないノズルから被記録媒体に液滴を吐出する。このように、流路部材１を、流出路とチャンバーとがチャンバーの扁平面の法線方向から見て重なるように構成したので、液体噴射ヘッド２０をコンパクトに構成することができる。
【００６９】
（第十二実施形態）
図１３は本発明の第十二実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。
液体噴射装置３０は、上記本発明に係る流路部材１を搭載した液体噴射ヘッド２０、２０’を往復移動させる移動機構４３と、液体噴射ヘッド２０、２０’に液体を供給する液体供給管３３、３３’と、液体供給管３３、３３’に液体を供給する液体タンク３１、３１’を備えている。各液体噴射ヘッド２０、２０’は本発明に係る第一〜第十実施形態のいずれかに示した流路部材１を搭載している。
【００７０】
具体的に説明する。液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体３４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体３４に液体を吐出する液体噴射ヘッド２０、２０’と、液体タンク３１、３１’に貯留した液体を液体供給管３３、３３’に押圧して供給するポンプ３２、３２’と、液体噴射ヘッド１を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４３等を備えている。
【００７１】
一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体３４を主走査方向に搬送する。移動機構４３は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット３８と、キャリッジユニット３８を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３９と、この無端ベルト３９を図示しないプーリを介して周回させるモータ４０を備えている。
【００７２】
キャリッジユニット３８は、複数の液体噴射ヘッド２０、２０’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク３１、３１’は対応する色の液体を貯留し、ポンプ３２、３２’、液体供給管３３、３３’を介して液体噴射ヘッド２０、２０’に供給する。各液体噴射ヘッド２０、２０’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド２０、２０’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット３８を駆動するモータ４０の回転及び被記録媒体３４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体３４上に任意のパターンを記録することできる。
【００７３】
なお、第十実施形態における圧力緩衝機能を有する流路部材１を液体噴射ヘッド２０、２０’に搭載した場合は、液体噴射ヘッド２０、２０’へ液体を充填するいかなる方法においても使用することができる。例えば吸引充填方法として、図１３における液体噴射ヘッド２０、２０’の噴射部２２の図面下側に図示しない吸引キャップと吸引ポンプを設け、液体を吸引充填する方法も使用可能である。この場合は吸引によって、流路部材１の内部が負圧となるが、前述した規制板１４とバネ部材１５によって、可撓性フィルム５’の過剰な変形を防止することができる。
【００７４】
同様に、図１３にて説明する液体を液体供給管３３、３３’に押圧して供給するポンプ３２、３２’を用いた加圧充填方法の場合でも、流路部材１の内部が正圧となるが、前述した補強板１３が外側に位置するため、可撓性フィルム５’の過剰な変形を防止することができる。この充填方法は、液体噴射装置３０の構成によって、適宜選択すればよい。
【００７５】
この構成により、液体噴射ヘッド２０を小型に構成することができるので、高密度記録が可能な液体噴射装置を構成することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  流路部材
２  チャンバー
４  基体
５  閉塞部材
５’  可撓性フィルム
６  流出路
７  流入路
８  仕切り部材
９  背面フィルム
１２  凹部
１３  補強板
１４  規制板
１５  バネ部材
１６  底面
１８  流入連結部
１９  流出連結部
２０  液体噴射ヘッド
３０  液体噴射装置
【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】
2012016906.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2012016906.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2012016906.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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