(57)【要約】【課題】構成要素である可撓性膜４の耐久性を向上させ、信頼性の高い圧力緩衝器１を提供する。【解決手段】基体２に形成した凹部３と、凹部３の上端面ＴＳに接合し、凹部３の開口端を閉塞する可撓性膜４と、凹部３の内面に開口し、外部領域と連通する連通口（流入口６や流出口８）とを備える圧力緩衝器１であり、凹部３の上端面ＴＳと可撓性膜４とが接合する面を接合面とし、当該接合面と凹部３の内側面１４とが交差する交差部を第一交差部Ｐ１として、この第一交差部Ｐ１に近接する凹部３の内側面１４を当該接合面に対して傾斜させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に形成した凹部と、
前記凹部の上端面に接合し、前記凹部の開口端を閉塞する可撓性膜と、
前記凹部の内面に開口し、外部領域と連通する連通口と、を備え、
前記凹部の上端面と前記可撓性膜とが接合する面を接合面とし、前記接合面と前記凹部の内側面とが交差する交差部を第一交差部として、
前記第一交差部に近接する前記凹部の内側面は、前記接合面に対して傾斜している圧力緩衝器。
【請求項２】
前記接合面の延長と前記第一交差部に近接する前記凹部の内側面とが挟む角度を第一外角として、前記第一外角は２０°〜６０°の範囲である請求項１に記載の圧力緩衝器。
【請求項３】
中央が凸状に膨らむ膨出部を有し、前記膨出部を囲む下端面が前記可撓性膜に当接する抑制板を更に備え、
前記抑制板の下端面と前記可撓性膜とが当接する面を当接面とし、前記当接面と前記膨出部の内側面とが交差する交差部を第二交差部として、
前記第二交差部に近接する前記膨出部の内側面は、前記当接面に対して傾斜している請求項１又は２に記載の圧力緩衝器。
【請求項４】
前記当接面の延長と前記第二交差部に近接する前記膨出部の内側面とが挟む角度を第二外角として、前記第二外角は２０°〜６０°の範囲である請求項３に記載の圧力緩衝器。
【請求項５】
前記第一交差部と前記第二交差部とは前記上端面の法線方向から見た平面視で略重なる請求項３又は４に記載の圧力緩衝器。
【請求項６】
前記膨出部の内側面は、前記第二交差部から前記抑制板の中央部に向けて階段状の段差を有する請求項３〜５のいずれか１項に記載の圧力緩衝器。
【請求項７】
前記第二交差部に近接する前記膨出部の内側面は、前記膨出部の内側に凸の円弧形状を有する請求項３〜５のいずれか１項に記載の圧力緩衝器。
【請求項８】
前記凹部の内側面は、前記第一交差部から前記凹部の底面にかけて階段状の段差を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧力緩衝器。
【請求項９】
前記凹部の内側面は、前記第一交差部から前記凹部の底面にかけて前記凹部の内側に凸の円弧形状を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧力緩衝器。
【請求項１０】
前記第一交差部に近接する前記凹部の内側面は、前記凹部の底面側の領域においては前記接合面に対して略垂直である請求項１〜９のいずれか一項に記載の圧力緩衝器。
【請求項１１】
前記第二交差部に近接する前記膨出部の内側面は、前記膨出部の内上面側の領域においては前記下端面に対して略垂直である請求項３〜１０のいずれか１項に記載の圧力緩衝器。
【請求項１２】
前記可撓性膜の前記凹部側に、前記可撓性膜に係合する規制板を設置した請求項１〜１１のいずれか１項に記載の圧力緩衝器。
【請求項１３】
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１２に記載の圧力緩衝器。
【請求項１４】
前記抑制板は、前記膨出部の内空間と外気とを連通する空気穴を有する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の圧力緩衝器。
【請求項１５】
基体に形成した凹部と、
前記凹部の上端面に接合し、前記凹部の開口端を閉塞する可撓性膜と、
前記凹部の内面に開口し、外部領域と連通する連通口と、を備え、
前記凹部の上端面と前記凹部の内側面との角部が円弧形状を有する圧力緩衝器。
【請求項１６】
中央が凸状に膨らむ膨出部を有し、前記膨出部を囲む下端面が前記可撓性膜に当接する抑制板を更に備え、
前記抑制板の下端面と前記膨出部の内側面との角部が円弧形状を有する請求項１５に記載の圧力緩衝器。
【請求項１７】
基体に形成した凹部と、
前記凹部の上端面に当接し、前記凹部の開口端を閉塞する可撓性膜と、
前記凹部の内面に開口し、外部領域と連通する連通口と、
中央が凸状に膨らむ膨出部を有し、前記膨出部を囲む下端面が前記可撓性膜に当接する抑制板と、を備え、
前記抑制板の下端面と前記膨出部の内側面との角部が円弧形状を有する圧力緩衝器。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の圧力緩衝器と、
液体を前記圧力緩衝器から供給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１９】
請求項１８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の平面図を表し、図１５は部分ｈｈ’の縦断面図を表す（特許文献１の図４、図５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は側壁１０６に囲まれる扁平形状のチャンバ１０５を備えている。チャンバ１０５の表面は可撓膜１１０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膜１１０が変位し、インク内の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、一定圧のインクが供給される。
【０００６】
特許文献１に示される圧力緩衝器１００は、チャンバ１０５にインクが右辺下部から流入し、左辺上部の開口部１０１からインクが流出する。チャンバ１０５の左辺には隔壁１０９によりチャンバ１０５と分離されるインク流路１０７が設けられ、開口部１０１から流出したインクはインク流路１０７を介してインク流出口１０８に導かれる。なお、インクジェットヘッド１０３のノズルにはメニスカス１０４が形成されるようにインク圧が調整されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１０５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１５に示すように、チャンバ１０５の上部は可撓膜１１０で閉塞される。チャンバ１０５内に充填されたインクの圧力が変動すると、可撓膜１１０が矢印に示すように上下に変位する。インク圧力が頻繁に変動すると、そのたびに可撓膜１１０は上下に変位し、本体１１１のチャンバ１０５を構成する側壁１０６の上面と側面の角部Ｘ、Ｘ’では可撓膜１１０に応力が集中し、かつ頻繁に伸縮が繰り返される。そのために可撓膜１１０はその角部Ｘ、Ｘ’において疲労破壊することがあった。また、インクを充填又は交換する際に、流路内をインク流入口１０２側から大きな負圧で吸引する場合がある。これにより、チャンバ１０５内が負圧となって可撓膜１１０が凹部の内側に強く引っ張られる。そのため上記角部Ｘ、Ｘ’の可撓膜１１０に大きな引っ張り応力が印加されて可撓膜１１０が破損した。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、チャンバの内圧が頻繁に変動しても、或いは正負の大きな圧力が印加されても、可撓膜が破損することのない圧力緩衝器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による圧力緩衝器は、基体に形成した凹部と、前記凹部の上端面に接合し、前記凹部の開口端を閉塞する可撓性膜と、前記凹部の内面に開口し、外部領域と連通する連通口と、を備え、前記凹部の上端面と前記可撓性膜とが接合する面を接合面とし、前記接合面と前記凹部の内側面とが交差する交差部を第一交差部として、前記第一交差部に近接する前記凹部の内側面は、前記接合面に対して傾斜することとした。
【００１１】
また、前記接合面の延長と前記第一交差部に近接する前記凹部の内側面とが挟む角度を第一外角として、前記第一外角は２０°〜６０°の範囲であることとした。
【００１２】
また、中央が凸状に膨らむ膨出部を有し、前記膨出部を囲む下端面が前記可撓性膜に当接する抑制板を更に備え、前記抑制板の下端面と前記可撓性膜とが当接する面を当接面とし、前記当接面と前記膨出部の内側面とが交差する交差部を第二交差部として、前記第二交差部に近接する前記膨出部の内側面は、前記当接面に対して傾斜することとした。
【００１３】
また、前記当接面の延長と前記第二交差部に近接する前記膨出部の内側面とが挟む角度を第二外角として、前記第二外角は２０°〜６０°の範囲であることとした。
【００１４】
また、前記第一交差部と前記第二交差部とは前記上端面の法線方向から見た平面視で略重なる
こととした。
【００１５】
また、前記膨出部の内側面は、前記第二交差部から前記抑制板の中央部に向けて階段状の段差を有することとした。
【００１６】
また、前記第二交差部に近接する前記膨出部の内側面は、前記膨出部の内側に凸の円弧形状を有することとした。
【００１７】
また、前記凹部の内側面は、前記第一交差部から前記凹部の底面にかけて階段状の段差を有することとした。
【００１８】
また、前記凹部の内側面は、前記第一交差部から前記凹部の底面にかけて前記凹部の内側に凸の円弧形状を有することとした。
【００１９】
また、前記第一交差部に近接する前記凹部の内側面は、前記凹部の底面側の領域においては前記接合面に対して略垂直であることとした。
【００２０】
また、前記第二交差部に近接する前記膨出部の内側面は、前記膨出部の内上面側の領域においては前記下端面に対して略垂直であることとした。
【００２１】
また、前記可撓性膜の前記凹部側に、前記可撓性膜に係合する規制板を設置することとした。
【００２２】
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することとした。
【００２３】
また、前記抑制板は、前記膨出部の内空間と外気とを連通する空気穴を有することとした。
【００２４】
本発明による他の圧力緩衝器は、基体に形成した凹部と、前記凹部の上端面に接合し、前記凹部の開口端を閉塞する可撓性膜と、前記凹部の内面に開口し、外部領域と連通する連通口と、を備え、前記凹部の上端面と前記凹部の内側面との角部が円弧形状を有する。
【００２５】
また、中央が凸状に膨らむ膨出部を有し、前記膨出部を囲む下端面が前記可撓性膜に当接する抑制板を更に備え、前記抑制板の下端面と前記膨出部の内側面との角部が円弧形状を有することとした。
【００２６】
本発明による他の圧力緩衝器は、基体に形成した凹部と、前記凹部の上端面に当接し、前記凹部の開口端を閉塞する可撓性膜と、前記凹部の内面に開口し、外部領域と連通する連通口と、中央が凸状に膨らむ膨出部を有し、前記膨出部を囲む下端面が前記可撓性膜に当接する抑制板と、を備え、前記抑制板の下端面と前記膨出部の内側面との角部が円弧形状を有する。
【００２７】
本発明による液体噴射ヘッドは、上記いずれかに記載の圧力緩衝器と、液体を前記圧力緩衝器から供給し被記録媒体に吐出する噴射部と、を備える。
【００２８】
本発明による液体噴射装置は、上記液体吐出ヘッドと、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】
【００２９】
本発明の圧力緩衝器は、基体に形成した凹部と、その凹部の上端面に接合し、凹部の開口端を閉塞する可撓性膜と、凹部の内面に開口し、外部領域と連通する連通口とを備え、凹部の上端面と可撓性膜とが接合する面を接合面とし、この接合面と凹部の内側面とが交差する交差部を第一交差部として、第一交差部に近接する凹部の内側面は、前記接合面に対して傾斜するように構成した。これにより、上記第一交差部の可撓性膜に印加される応力集中を低減し、凹部内が大きな負圧となっても可撓性膜に過大な引っ張り応力が印加されず、可撓性膜の破壊が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る圧力緩衝器の模式的な分解斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る圧力緩衝器の縦断面模式図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る圧力緩衝器の模式的な分解斜視図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る圧力緩衝器の縦断面模式図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る圧力緩衝器の縦断面模式図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係る圧力緩衝器の縦断面模式図である。
【図７】本発明の第五実施形態に係る圧力緩衝器の部分断面模式図である。
【図８】本発明の第六実施形態に係る圧力緩衝器の部分断面模式図である。
【図９】本発明の第七実施形態に係る圧力緩衝器の部分断面模式図である。
【図１０】本発明の第八実施形態に係る圧力緩衝器の部分断面模式図である。
【図１１】本発明の第九実施形態に係る圧力緩衝器の模式的な分解斜視図である。
【図１２】本発明の第十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】本発明の第十一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】従来公知の圧力緩衝器の平面図である。
【図１５】従来公知の圧力緩衝器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の圧力緩衝器は、基体に形成した凹部と、その凹部の上端面に接合して当該凹部を閉塞する可撓性膜と、この凹部の内面に開口し、外部領域と連通する連通口を備えている。ここで、凹部の上端面と可撓性膜とが接合する面を接合面とし、この接合面と凹部の内側面とが交差する交差部を第一交差部とする。この場合に、第一交差部に近接する凹部の内側面は接合面に対して傾斜するように構成した。例えば、接合面の延長と第一交差部に近接する凹部の内側面とが挟む角度を第一外角として、この第一外角を２０°〜６０°の角度とする。
【００３２】
これにより、連通口を介して凹部内の圧力が変動した場合に、第一交差部に近接する可撓性膜はその変位量が傾斜面により制限されるので、凹部の上端面と内側面とが直交する場合と比較して第一交差部の可撓性膜に印加される応力集中が緩和され、可撓性膜の耐久性が向上する。また、液体の交換や充填の際に連通口を介して凹部内を大きな負圧とする場合でも、第一交差部に近接する可撓性膜の変位量は傾斜面により制限されるので、第一交差部の可撓性膜に印加される引っ張り応力は低減し、可撓性膜が破損することも避けられる。
【００３３】
なお、圧力緩衝器を流路部材として使用する場合には、外部領域と連通する連通口は、凹部内に液体を流入するための流入口と凹部内から液体を流出する流出口とすることができる。基体としてはプラスチック材料や金属材料を使用することができる。液体吐出ヘッドに使用する圧力緩衝器としては、外形が２ｃｍ□〜１０ｃｍ□の大きさである。可撓性膜として、例えば厚さが１０μｍ〜０．１ｍｍのポリエチレンやポリアミドからなるプラスチックフィルム、あるいは金属フィルムを使用することができる。
【００３４】
また、可撓性膜の上部に、中央が凸状に膨らむ膨出部を有し、その膨出部を囲む下端面が可撓性膜に接合する抑制板を設置することができる。抑制板は、可撓性膜の外部への膨らみを制限し、可撓性膜が破壊されるのを防止する。ここで、抑制板の下端面と可撓性膜とが接合する面を当接面とし、この当接面と膨出部の内側面とが交差する交差部を第二交差部とする。この場合に、第二交差部に近接する膨出部の内側面は、当接面に対して傾斜するように構成することができる。例えば、当接面の延長と第二交差部に近接する膨出部の内側面とが挟む角度を第二外角として、この第二外角を２０°〜６０°とすることができる。
【００３５】
これにより、連通口を介して凹部内の圧力が変動した場合に、第二交差部に近接する可撓性膜はその変位量が抑制板に形成した傾斜面により制限される。そのため、抑制板の下端面と膨出部の内側面とが直交する形状の場合と比較して第二交差部の可撓性膜に印加される応力集中が緩和され、可撓性膜の耐久性が向上する。また、液体の交換や充填の際に、連通口を介して凹部内を大きな正圧とする場合でも、第二交差部に近接する可撓性膜の変位量は抑制板に形成した傾斜面により制限されるので、第二交差部の可撓性膜に印加される引っ張り応力が低減し、可撓性膜が破壊されることを防止することができる。
【００３６】
また、凹部の内側面は第一交差部から凹部の底面にかけて階段状の段差形状とすることができる。この場合も、凹部の上端面と段差部の間、段差部と底面との間は上端面や底面に対して傾斜面とする。また、凹部の内側面は、第一交差部から凹部の底面にかけて凹部の内側に凸の円弧形状を有する傾斜面とすることができる。同様に、抑制板の内側面は第二交差部から抑制板の中央部の内上面に向けて階段状の段差形状とすることができる。そして、抑制板の下端面と段差部の間、段差部と抑制板の中央部の内上面との間は下端面や内上面に対して傾斜面とする。また、第二交差部に近接する膨出部の内側面は、膨出部の内側に凸の円弧形状とすることができる。これにより、第一交差部や第二交差部の可撓性膜に印加される応力を更に低減することができるので、可撓性膜の耐久性を向上させ、破壊をより効果的に防止することができる。
【００３７】
また、凹部の上端面と凹部の内側面との間の角部を円弧形状とすることができる。同様に、抑制板の下端面と膨出部の内側面との間の角部を円弧形状とすることができる。これにより、上記と同様に角部の可撓性膜に印加される応力集中が低減し、可撓性膜の破壊を防止することができる。以下、本発明について実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３８】
（第一実施形態）
図１及び図２は本発明の第一実施形態に係る圧力緩衝器１を説明するための図であり、図１は圧力緩衝器１の模式的な分解斜視図であり、図２は部分ＡＡの縦断面模式図である。圧力緩衝器１は、表面に凹部３を形成した基体２と、この凹部３の開口端を閉塞する可撓性膜４を備えている。凹部３とその開口端を閉塞する可撓性膜４によりチャンバー１０を構成している。基体２の表面に形成した凹部３の内側面１４は、凹部３の上端面ＴＳに対して傾斜している。凹部３の底面７には外部から液体を流入するための流入口６が開口し、基体２の上辺端部に設置した流入連結部１１と連通する。凹部３の上辺と右辺の角部には液体を流出するための流出口８が開口し、基体２の右辺側の表面に形成した凹部から成る流路９を介して基体２の下辺端部に設置した流出連結部１２に連通する。従って、流入口６や流出口８が外部領域と連通する連通口として機能する。なお、基体２の表面に形成した流路９を構成する凹部の内壁面も上端面ＴＳに対して傾斜させた。
【００３９】
図２に示すように、凹部３の上端面ＴＳに可撓性膜４が接合して凹部３の開口端を閉塞する。凹部３の上端面ＴＳに対して凹部３の内側面１４は傾斜している。ここで、凹部３の上端面ＴＳと可撓性膜４が接合する面を接合面１３とし、この接合面１３と凹部３の内側面１４が交差する交差部を第一交差部Ｐ１として、接合面１３の延長と第一交差部Ｐ１に近接する凹部３の内側面１４とが挟む角度を第一外角θ１とする（以下、他の実施形態においても同様である。）。
【００４０】
凹部３と可撓性膜４により囲まれるチャンバー１０には液体が充填される。流入口６を介して流入した液体に圧力変動が伝達されると可撓性膜４が上下に変位して液体内の圧力変動が緩和される。可撓性膜４の上下運動により第一交差部Ｐ１の可撓性膜４には他の領域より強く応力が集中する。しかし、凹部３の内側面１４を接合面１３に対して傾斜させたことにより、第一交差部Ｐ１の可撓性膜４の変位が制限されて応力集中が緩和し、可撓性膜４の耐久性が向上する。内側面１４と接合面１３との間の第一外角θ１は２０°〜６０°の範囲が好ましい。第一外角θ１を２０°より小さくすると、チャンバー１０の容積が減少して液体内の圧力変動を緩和させる緩衝効果が低下し、第一外角θ１を６０°より大きくすると、第一交差部Ｐ１の可撓性膜４に働く応力集中が大きくなって可撓性膜４の耐久性が低下する。
【００４１】
内側面１４を上端面ＴＳに対して傾斜面とすることは、チャンバー１０内に液体を吸引充填する際に可撓性膜４が破損することを防止するのに特に有効である。液体を吸引充填するときは流出口８側の液体に大きな負圧を印加する。そのため、可撓性膜４は凹部３の内面側に強い力で押圧され、第一交差部Ｐ１の可撓性膜４に局所的に強い引っ張り応力が加わる。しかし、内側面１４を傾斜面とすることでこの引っ張り応力を低減し、可撓性膜４の破損を防止することができる。なお、流入口６、流入連結部１１、流出連結部１２等は図１に示す設置位置に限定されない。
【００４２】
（第二実施形態）
図３及び図４は本発明の第二実施形態に係る圧力緩衝器１を説明するための図であり、図３は圧力緩衝器１の模式的な分解斜視図であり、図４は部分ＢＢの縦断面模式図である。圧力緩衝器１は、表面に凹部３を形成した基体２と、この凹部３の開口端を閉塞する可撓性膜４と、中央が凸状に膨らむ膨出部１８を有する抑制板５を備えている。基体２と可撓性膜４は第一実施形態と同様なので、この部分の説明は省略する。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た（以下同様である）。
【００４３】
図４に示すように、抑制板５は、周辺部の下端面ＵＳに対して中央部の内上面２１が上部に膨らみ、間隙１７を形成している。抑制板５は、図示しないボルトにより可撓性膜４を介して凹部３の上端面ＴＳに固定されており、このため、膨出部１８を囲む下端面ＵＳが可撓性膜４の上面に当接する。また、膨出部１８には図示しない空気孔を形成し、膨出部１８と可撓性膜４により形成される間隙１７と外気とを連通させている。これにより、可撓性膜４が膨出部１８側に移動可能となり、液体の正圧を緩和させることができる。抑制板５の下端面ＵＳに対し膨出部１８の内側面１６を傾斜させた。ここで、膨出部１８を囲う下端面ＵＳと可撓性膜４が当接する面を当接面１５とし、この当接面１５と膨出部１８の内側面１６が交差する交差部を第二交差部Ｐ２として、当接面１５の延長と第二交差部Ｐ２に近接する内側面１６とが挟む角度を第二外角θ２とする（以下、他の実施形態においても同様とする。）。なお、圧力緩衝器１が後に説明する液体吐出ヘッドに使用される場合、圧力緩衝器１の外形は概ね２ｃｍ□〜１０ｃｍ□であり、凹部３の深さは２ｍｍ〜５ｍｍ、膨出部１８の間隙１７の厚さは概ね１ｍｍ〜３ｍｍの範囲である。
【００４４】
可撓性膜４は凹部３内に充填された液体の内圧変動に伴って上下運動する。そのため、第二交差部Ｐ２の可撓性膜４には他の領域よりも応力が集中する。しかし、膨出部１８の内側面１６を当接面１５に対して傾斜させたことにより、第二交差部Ｐ２の可撓性膜４の変位が制限されて応力集中が緩和し、可撓性膜４の耐久性が向上する。内側面１６と当接面１５との間の第二外角θ２は２０°〜６０°の範囲が好ましい。第二外角θ２を２０°より小さくすると、膨出部１８の内容積が減少し、可撓性膜４により緩和される液体圧力の範囲が狭くなって緩和能力が低下し、第二外角θ２を６０°より大きくすると、第二交差部Ｐ２の可撓性膜４に働く応力集中が大きくなって可撓性膜４の耐久性が低下する。
【００４５】
内側面１６を下端面ＵＳに対して傾斜面とすることは、チャンバー１０内に液体を加圧充填する際に可撓性膜４が破損することを防止するのに特に有効である。液体を加圧充填するときは液体に大きな正圧を印加する。そのため、可撓性膜４が抑制板５の膨出部１８側に強い力で押圧され、第二交差部Ｐ２の可撓性膜４に強い引っ張り応力が加わる。しかし、下端面ＵＳと内側面１６の間を傾斜面とすることによりこの引っ張り応力が低減し、可撓性膜４が破損すること防止することができる。
【００４６】
更に、第一交差部Ｐ１と第二交差部Ｐ２が接合面１３の法線方向ｎから見た平面視でほぼ重なるように構成した。可撓性膜４をほぼ同じ位置で挟むので、可撓性膜４が上下に移動しても接合面１３や当接面１５が剥離し難い構造となる。そのため、接合部又は当接部の気密性を維持することができ、信頼性を向上させることができる。
【００４７】
なお、可撓性膜４に対して抑制板５をその下端面ＵＳにおいて当接する当接面１５としたが、可撓性膜４と下端面ＵＳとが接着材を介して接合する接合面とする場合を含む。当接面であっても接着材を介した接合面であっても本発明の効果を奏する。また、第一実施形態及び第二実施形態において流路９の内側面も上端面ＴＳに対して傾斜する傾斜面としたが、流路９の内側面を上端面ＴＳに対して垂直面としてもよい。流路９の幅はチャンバー１０に比べて狭いので、可撓性膜４の上下運動による応力集中が小さいことと、流出口８から流出する液体はそもそも圧力変動が小さいからである。
【００４８】
（第三実施形態）
図５は本発明の第三実施形態に係る圧力緩衝器１の縦断面模式図である。圧力緩衝器１は、凹部３を形成した基体２と、凹部３の上端面ＴＳに接合し、凹部３の開口端を閉塞する可撓性膜４と、中央部が凸状に膨らむ膨出部１８を有し、膨出部１８を囲む下端面ＵＳが可撓性膜４に当接する抑制板５を備えている。抑制板５は、周辺部の下端面ＵＳに対して中央部の内上面２１が上部に膨らみ、間隙１７を形成している。
【００４９】
凹部３の内側面１４は第一交差部Ｐ１から底面７にかけて、階段状の段差１９を有する。そして、段差１９と接合面１３との間、及び、段差１９と底面７の間の内側面１４、１４’は接合面１３に対して傾斜する。この構成により、可撓性膜４が凹部３の内面側に押圧されたときに第一交差部Ｐ１の可撓性膜４に印加される応力集中や引っ張り応力が低減し、可撓性膜４が破壊することを防止することができる。
【００５０】
なお、図５では、抑制板５の膨出部１８の内側面１６も下端面ＵＳに対して傾斜する構成として可撓性膜４の耐久性を一層向上させているが、抑制板５を設けない場合や、内側面１６が傾斜していない場合でも、凹部３の内側面１４、１４’を傾斜させたことにより、可撓性膜４の耐久性を向上させる効果は失われない。また、段差１９は１個に限らず、複数個設けることができる。この場合に、少なくとも第一交差部Ｐ１とこれに近接する段差１９の間の内側面１４を傾斜面とする。なお、複数の段差１９の底面７側の内側面１４は接合面１３に対して傾斜する傾斜面とすれば、可撓性膜４の耐久性をより向上させることができる。
【００５１】
（第四実施形態）
図６は本発明の第四実施形態に係る圧力緩衝器１の縦断面模式図である。圧力緩衝器１は、凹部３を形成した基体２と、凹部３の上端面ＴＳに接合し、凹部３の開口端を閉塞する可撓性膜４と、中央部が凸状に膨らむ膨出部１８を有し、膨出部１８を囲む下端面ＵＳが可撓性膜４に当接する抑制板５を備えている。
【００５２】
膨出部１８の内側面１６は第二交差部Ｐ２から膨出部１８の内上面２１にかけて段差１９’を有する。そして、段差１９’と当接面１５との間、及び、段差１９’と内上面２１との間の内側面１６、１６’は当接面１５に対して傾斜する。この構成により、可撓性膜４が膨出部１８の内表面に押圧されたときに第二交差部Ｐ２の可撓性膜４に印加される応力集中や引っ張り応力が低減し、可撓性膜４が破壊すること防止することができる。なお、段差１９’は、１個に限らず複数個設けることができる。この場合に、少なくとも第二交差部Ｐ２とこれに近接する段差１９’の間の内側面１６を傾斜面とする。また、複数の段差１９’の内上面２１側の内側面１６は当接面１５に対して傾斜する傾斜面とすれば、可撓性膜４の耐久性をより向上させることができる。また、第三実施形態のように、凹部３の内側面１４を段差形状とすることにより可撓性膜４が下方に位置変化する場合にも応力集中や引っ張り応力が低減するので可撓性膜４の信頼性をより一層向上させることができる。
【００５３】
（第五実施形態）
図７は、本発明の第五実施形態に係る圧力緩衝器１の部分断面模式図である。圧力緩衝器１は、凹部３を形成した基体２と、凹部３の上端面ＴＳに接合し、凹部３の開口端を閉塞する可撓性膜４と、中央部が凸状に膨らむ膨出部１８を有し、膨出部１８を囲む下端面ＵＳが可撓性膜４に当接する抑制板５を備えている。
【００５４】
凹部３の内側面１４は、接合面１３に対して全体として傾斜するとともに、凹部３の内側に凸の円弧形状を有する。内側面１４を円弧形状としたことにより、可撓性膜４が下方に変形したときに第一交差部Ｐ１の可撓性膜４に印加される応力集中や引っ張り応力が大幅に低減する。これにより、可撓性膜４の信頼性を一層向上させることができる。なお、第一交差部Ｐ１と第二交差部Ｐ２とは当接面１５の法線方向ｎから見た平面視でほぼ重なる。この構成により、可撓性膜４を接合面１３や当接面１５から引き剥がす力が働かず、接合部や当接部の気密性を維持し、信頼性を向上させることができる。
【００５５】
（第六実施形態）
図８は、本発明の第六実施形態に係る圧力緩衝器１の部分断面模式図である。圧力緩衝器１は、凹部３を形成した基体２と、凹部３の上端面ＴＳに接合し、凹部３の開口端を閉塞する可撓性膜４と、中央部が凸状に膨らむ膨出部１８を有し、膨出部１８を囲む下端面ＵＳが可撓性膜４に当接する抑制板５を備えている。
【００５６】
膨出部１８の内側面１６は、当接面１５に対して全体として傾斜するとともに、膨出部１８の内側に凸の円弧形状を有する。内側面１６を円弧形状としので、可撓性膜４が上方に変形したときに第二交差部Ｐ２の可撓性膜４に印加される応力集中や引っ張り応力が大幅に緩和される。その結果、可撓性膜４の信頼性を一層向上させることができる。凹部３の内側面１４を段差形状にする、或いは内側面１４を内側に凸状とする第三又は第五実施形態と組み合わせることにより、可撓性膜４の信頼性を更に向上させることができる。なお、第一交差部Ｐ１と第二交差部Ｐ２とを当接面１５の法線方向ｎから見た平面視でほぼ重なるように構成したので、接合部又は当接部の気密性が維持され、信頼性を向上させることができる。
【００５７】
（第七実施形態）
図９は、本発明の第七実施形態に係る圧力緩衝器１の部分断面模式図である。圧力緩衝器１は、凹部３を形成した基体２と、凹部３の上端面ＴＳに接合し、凹部３の開口端を閉塞する可撓性膜４と、中央部が凸状に膨らむ膨出部１８を有し、膨出部１８を囲む下端面ＵＳが可撓性膜４に当接する抑制板５を備えている。
【００５８】
凹部３の内側面１４は、第一交差部Ｐ１に近接する第一交差部Ｐ１側の領域においては接合面１３に対して傾斜し、凹部３の底面側の領域においては接合面１３に略垂直である。内側面１４の傾斜面と垂直面が交差する点を交点Ｑ１とする。可撓性膜４が凹部３の底面７側に押圧された場合に、第一交差部Ｐ１の可撓性膜４に印加される応力集中や引っ張り応力は接合面１３と内側面１４が直交する場合よりも低減するので可撓性膜４の耐久性が向上する。チャンバー１０内が強い負圧となって可撓性膜４が交点Ｑ１に押圧される場合でも、交点Ｑ１の可撓性膜４に印加される引っ張り応力は、接合面１３と内側面１４が直交する場合よりも低減する。つまり、可撓性膜４が底面７側に押圧された場合に、可撓性膜４に印加される応力集中が分散し、又引っ張り応力が低減するので、可撓性膜４の破壊が防止される。
【００５９】
また、膨出部１８の内側面１６は、第二交差部Ｐ２に近接する第二交差部Ｐ２側の領域においては下端面ＵＳに対して傾斜し、内上面２１側の領域においては下端面ＵＳに略垂直である。内側面１６の傾斜面と垂直面が交差する点を交点Ｑ２とする。この場合も上記凹部３の内側面１４と同様に、可撓性膜４が膨出部１８側に押圧された場合に、可撓性膜４に印加される応力集中が第二交差部Ｐ２や交点Ｑ２に分散し、又や引っ張り応力が低減するので、可撓性膜４の耐久性が向上し、破壊が防止される。なお、第一交差部Ｐ１と第二交差部Ｐ２とを当接面１５の法線方向ｎから見た平面視でほぼ重なるように構成したので、接合部又は当接部の気密性が維持され、信頼性を向上させることができる。さらに、本実施形態においては凹部３の内側面１４と膨出部１８の内側面１６の両方において、第一交差部Ｐ１と第二交差部Ｐ２の近接する領域に傾斜形状を設けたが、第一交差部Ｐ１と第二交差部Ｐ２の近接する領域の一方にのみ傾斜形状を設けるようにしても、十分な効果が得られる。
【００６０】
（第八実施形態）
図１０は、本発明の第八実施形態に係る圧力緩衝器１の部分断面模式図である。圧力緩衝器１は、凹部３を形成した基体２と、凹部３の上端面ＴＳに接合し、凹部３の開口端を閉塞する可撓性膜４と、中央部が凸状に膨らむ膨出部１８を有し、膨出部１８を囲む下端面ＵＳが可撓性膜４に当接する抑制板５を備えている。
【００６１】
凹部３の内側面１４と凹部３の上端面ＴＳが交差する角部を円弧形状とした。同様に、膨出部１８の内側面１６と膨出部１８の下端面ＵＳが交差する角部を円弧形状とした。各円弧形状の半径Ｒ、Ｒ’は０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上とする。このように、角部を円弧形状とすることにより、角部が直角の場合と比較して可撓性膜４が上下に移動したときに可撓性膜４に印加される応力集中が緩和される。その結果、可撓性膜４の耐久性を向上させ、可撓性膜４が破壊することを防止することができる。なお、凹部３の上端面ＴＳが円弧形状となる開始点をＰ１とし、膨出部１８の下端面ＵＳが円弧形状となる開始点をＰ２とした場合に、上端面ＴＳの法線方向ｎから見て開始点Ｐ１とＰ２が略重なる。これにより、可撓性膜４が上下に移動しても、可撓性膜４と上端面ＴＳとの接合部や可撓性膜４と下端面ＵＳとの当接部において可撓性膜４が剥がれ難くなり、接合部又は当接部の気密性が保持され、信頼性を向上させることができる。さらに、本実施形態においては、凹部３の内側面１４と膨出部１８の内側面１６の両方において、第一交差部Ｐ１と第二交差部Ｐ２の近接する領域に円弧形状を設けたが、第一交差部Ｐ１と第二交差部Ｐ２の近接する領域の一方にのみ円弧形状を設けるようにしても、十分効果が得られる。
【００６２】
（第九実施形態）
図１１は、本発明の第九実施形態に係る圧力緩衝器１の模式的な分解斜視図である。第二実施形態と異なる点は基体２の凹部３の底面７と可撓性膜４との間に規制板ＣＰとばねＳＰを設けた点であり、その他の部分は第二実施形態と同様である。
【００６３】
圧力緩衝器１は、内表面に凹部３を形成した基体２と、可撓性膜４と、内表面に膨出部１８と図示しない空気孔を形成した抑制板５を備え、基体２と抑制板５により可撓性膜４を挟む構造を有している。基体２の凹部３と可撓性膜４との間にチャンバー１０を構成する。凹部３の底面７に流入口６が開口し、液体を流入するための流入連結部１１に連通している。凹部３の上辺側の側壁面と右辺側の側壁面の角部に流出口８が開口し、液体を流出するための流出連結部１２に流路９を介して連通している。更に、凹部３の内側面１４は、凹部３の上端面ＴＳと可撓性膜４が接合する接合面に対して傾斜している。また、膨出部１８の内側面１６は、膨出部１８の下端面ＵＳが可撓性膜４に当接する当接面に対して傾斜している。
【００６４】
可撓性膜４と凹部３の底面７との間にアンテナ状の規制板ＣＰとコイル状のばねＳＰを設置した。これは、凹部３が形成するチャンバー１０が負圧となった時に可撓性膜４が流入口６や流出口８の開口部に貼りついて液体の流入出が阻害されることを防止するためである。ばねＳＰの下端部は凹部３の底面７中央部のばね受部ＳＯに係合し、上端部はばね規制板ＣＰの下面に形成した図示しないばね受けに係合している。これにより、チャンバー１０が負圧となる場合でも可撓性膜４が凹部３の底面７や流入口６及び流出口８の開口端に貼りつくことを防止する。なお、規制板ＣＰやばねＳＰはこのような形状に限定されるものではなく、四角板や円板状の規制板であってもよいし、板状のばねであってもよい。
【００６５】
また、凹部３の内側面１４や膨出部１８の内側面１６として、すでに説明した第三〜第八実施形態において説明した内側面１４や内側面１６を適用することができる。これにより、可撓性膜４の耐久性を向上させ、可撓性膜４の破壊を防止した信頼性の高い圧力緩衝器１を提供することができる。
【００６６】
（第十実施形態）
図１２は本発明の第十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る。圧力緩衝器１を液体噴射ヘッドに設置した状態を示す。
【００６７】
図１２に示すように、液体噴射ヘッド２０は、ベース２５と、図示しない被記録媒体に液滴を吐出する噴射部２７と、噴射部２７に液体を供給する圧力緩衝器１と、噴射部２７を制御する制御回路を搭載した制御回路基板２８を備えている。噴射部２７は、駆動信号に応じて液滴を吐出するアクチュエータ２６と、アクチュエータ２６に液体を供給する流路部材２２と、アクチュエータ２６と制御回路基板２８の間を電気的に接続する図示しないフレキシブル回路基板を備えている。ベース２５は衝立の形状を有し、底部にアクチュエータ２６を搭載し、側面に制御回路基板２８と圧力緩衝器１を固定している。圧力緩衝器１は、抑制板５を外側に、基体２をベース２５側に向けてベース２５に固定されている。
【００６８】
圧力緩衝器１は、第九実施形態と同様に、凹部３の内側面１４は凹部３の上端面ＴＳと可撓性膜４とが接合する接合面に対して傾斜し、また、抑制板５の膨出部１８の内側面１６は抑制板５の下端面ＵＳと可撓性膜４とが当接する当接面に対して傾斜している。
【００６９】
液体は、配管２８及び流入連結部１１を介して圧力緩衝器１の基体２に流入し、流出連結部１２を介して流路部材２２に、更にアクチュエータ２６に流入する。アクチュエータ２６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。
【００７０】
このように、圧力緩衝器１の凹部３の内側面１４や膨出部１８の内側面１６を傾斜面とし、或いは、第三〜際八実施形態の形状とすることにより、可撓性膜４の耐久性を向上させ、可撓性膜４の破壊を防止した信頼性の高い液体噴射ヘッド２０を提供することができる。
【００７１】
（第十一実施形態）
図１３は本発明の第十一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、上記本発明に係る圧力緩衝器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〜第八実施形態のいずれか又はこれらを組み合わせた圧力緩衝器１を搭載している。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
なお、第二〜第八実施形態における圧力緩衝機能を有する圧力緩衝器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１２における液体噴射ヘッド２０の噴射部２７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、圧力緩衝器１の内部が負圧となるが、前述した規制板ＣＰとばねＳＰによって、可撓性膜４の過剰な変形を防止することができる。更に、凹部３の内側面１４を凹部３の上端面ＴＳに対して傾斜する傾斜面としたので、凹部３の上端面ＴＳと内側面１４の角部の可撓性膜４に印加される応力集中や引っ張り応力が減少し、可撓性膜４の耐久性を向上させた液体噴射装置を提供することができる。
【００７６】
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、圧力緩衝器１の内部が正圧となるが、前述した抑制板５が外側に位置するため、可撓性フィルム４の過剰な変形を防止することができる。更に、膨出部１８の内側面１６を膨出部１８の下端面ＵＳに対して傾斜する傾斜面とすれば、膨出部１８の下端面ＵＳと内側面１６の角部の可撓性膜４に印加される応力集中や引っ張り応力が減少し、可撓性膜４の耐久性を向上させた液体噴射装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  圧力緩衝器
２  基体
３  凹部
４  可撓性膜
５  抑制板
６  流入口
７  底面
８  流出口
９  流路
１０  チャンバー
１１  流入連結部
１２  流出連結部
１３  接合面
１４  内側面
１５  当接面
１６  内側面
１８  膨出部
２０  液体噴射ヘッド
３０  液体噴射装置
【図１】
2012035565.tif 000003
【図２】
2012035565.tif 000004
【図３】
2012035565.tif 000005
【図４】
2012035565.tif 000006
【図５】
2012035565.tif 000007
【図６】
2012035565.tif 000008
【図７】
2012035565.tif 000009
【図８】
2012035565.tif 000010
【図９】
2012035565.tif 000011
【図１０】
2012035565.tif 000012
【図１１】
2012035565.tif 000013
【図１２】
2012035565.tif 000014
【図１３】
2012035565.tif 000015
【図１４】
2012035565.tif 000016
【図１５】
2012035565.tif 000017