(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録体に対して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドが設けられ、液体供給源からの液体が液体供給流路を介して前記液滴吐出ヘッドに供給される液滴吐出装置であって、
前記液体供給流路の途中には、その流路内の液体の圧力を緩和するためのダンパー室が設けられており、
前記ダンパー室は、基材に対して可撓性部材を接合して形成される内部空間であり、
前記可撓性部材は、前記基材に接合される接合面と、前記接合面に形成された開口と、前記開口の周縁から立体的に膨出して前記ダンパー室を形成する膨出部とを有し、
前記基材は、前記可撓性部材の接合面に接合して前記開口を塞いだ状態で、前記ダンパー室と前記液体供給流路と連通させる連通口を有し、
前記可撓性部材は、前記膨出部が重力方向に向けて膨出するように配されて、
前記可撓性部材は、薄膜状の可撓性フィルムからなり、前記可撓性フィルムは、マッチモールド法により熱間成形されており、前記基材に対して熱溶着により接合されており、
前記液滴吐出ヘッド及び前記ダンパー室は、被記録体に対して走査方向に往復走査されるキャリッジ上に配置されており、
前記膨出部は、その前記基材に対向する開口の縁部から前記基材に対して離反する方向に突出して互いに対向する一対の主平面と、前記一対の主平面を互いに接続する前記主平面よりも面積の小さい副面とを有しており、
前記主平面は、前記走査方向に沿うように配置され、前記副面は、前記走査方向に交差するように配置されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記液体供給流路は、前記液体供給源に接続される液体供給チューブにより形成される流路と、前記液体供給チューブに接続される前記基材に形成された流路とを有している請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記液体供給流路の１つの流路中に前記ダンパー室が複数配置されている請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記ダンパー室は、大ダンパー室と、その大ダンパー室よりも容積が小さい小ダンパー室とを有し、
前記液体供給流路の１つの流路中に、前記大ダンパー室と前記小ダンパー室とが配置されており、
前記液体供給源からの液体は、前記大ダンパー室を通ってから前記小ダンパー室を通り、前記液滴吐出ヘッドに供給される請求項３に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記液体供給流路が複数設けられ、それら複数の液体供給流路ごとに前記大ダンパー室及び前記小ダンパー室が配置されており、
複数の前記大ダンパー室は、前記走査方向と直交する方向に並設され、複数の前記小ダンパー室は、前記走査方向に並設されている請求項４に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記可撓性フィルムは単層からなる請求項１乃至５のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記副面には、前記主平面に直交する断面が山状又は谷状である山部又は谷部が設けられている請求項１乃至６のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
前記基材には、前記膨出部の開口が対向する位置に気液分離膜が設けられている請求項１乃至７のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項９】
前記基材には、前記膨出部内の前記ダンパー室に突出する突起部が形成されている請求項１乃至８のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項１０】
前記突起部は、前記膨出部が大気圧中にある状態において前記膨出部と非接触となるように配置されている請求項９に記載の液滴吐出装置。
【請求項１１】
前記基材には、前記膨出部が対向する位置に前記連通口となる流入口及び流出口が形成されており、
前記突起部は、前記流入口と前記流出口との間に配置されている請求項９又は１０に記載の液滴吐出装置。
【請求項１２】
前記開口は、平面視で長辺と短辺を有する形状であり、
前記流入口は、前記開口の長辺方向の一端部に対応する位置に配置され、
前記流出口は、前記開口の長辺方向の他端部に対応する位置に配置されている請求項１１に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ等のような液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクカートリッジから可撓性を有するインク供給チューブを介して供給されるインクをキャリッジ上のバッファタンクで一時貯留し、該バッファタンクからインクジェットヘッドにインクを適宜供給し、該インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して用紙等に画像を記録させるチューブ供給方式のインクジェットプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このインクジェットプリンタでは、往復移動するキャリッジの加減速によりインク供給チューブ内のインクに慣性力による加速度が付与される。そうすると、インクジェットヘッド内のインクに圧力波が伝播して、インクジェットヘッドのノズルに形成されているメニスカスに悪影響を及ぼし、印刷品質が低下することとなる。そのため、インクジェットヘッドの上流側のバッファタンクに可撓性膜で封止されたダンパー室を設け、インクにかかる動圧を吸収するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−２７１５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年はインクジェットプリンタの小型化の要請に伴って、キャリッジ及びその搭載部品が小型化される傾向にあり、ダンパー室も小さくならざるを得ない。そして、ダンパー室が小さくなって可撓性膜の面積が小さくなると、圧力変動を吸収する性能は低下してしまうこととなる。
【０００５】
そこで本発明は、装置のコンパクト化を図りつつ、ダンパー性能を効果的に向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る液滴吐出装置は、被記録体に対して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドが設けられ、液体供給源からの液体が液体供給流路を介して前記液滴吐出ヘッドに供給される液滴吐出装置であって、前記液体供給流路の途中には、その流路内の液体の圧力を緩和するためのダンパー室が設けられており、前記ダンパー室は、基材に対して可撓性部材を接合して形成される内部空間であり、前記可撓性部材は、前記基材に接合される接合面と、前記接合面に形成された開口と、前記開口の周縁から立体的に膨出して前記ダンパー室を形成する膨出部とを有し、前記基材は、前記可撓性部材の接合面に接合して前記開口を塞いだ状態で、前記ダンパー室と前記液体供給流路と連通させる連通口を有し、前記可撓性部材は、前記膨出部が重力方向に向けて膨出するように配されて、前記可撓性部材は、薄膜状の可撓性フィルムからなり、前記可撓性フィルムは、マッチモールド法により熱間成形されており、前記基材に対して熱溶着により接合されており、前記液滴吐出ヘッド及び前記ダンパー室は、被記録体に対して走査方向に往復走査されるキャリッジ上に配置されており、前記膨出部は、その前記基材に対向する開口の縁部から前記基材に対して離反する方向に突出して互いに対向する一対の主平面と、前記一対の主平面を互いに接続する前記主平面よりも面積の小さい副面とを有しており、前記主平面は、前記走査方向に沿うように配置され、前記副面は、前記走査方向に交差するように配置されていることを特徴とする。
【０００７】
前記構成によれば、可撓性部材は膨出部により立体的に形成されているため、従来の平面状のダンパー壁に比べて変形可能量が大きくなる。そうすると、平面視におけるダンパー面積が小さくても、大きな圧力変動吸収効果が得られる。よって、装置のコンパクト化を図りつつも、圧力変動を十分に吸収することが可能となる。さらに、膨出部は重力方向に向けて膨出しており、液体が自重により膨出部内の凹空間に溜まるので、膨出部がしぼんで密着してしまうことを防止することもできる。また、可撓性フィルムの厚みが全体にわたって均一に成形されるので、製品間におけるフィルム剛性の差や、同一フィルムに生じた局所的な剛性の差に起因する、圧力変動吸収効果のバラツキを防止することができる。また、可撓性フィルムは熱溶着により接合されているので、基材と可撓性フィルムとの間に形成されるダンパー室のシール性が向上する。そして、キャリッジの走査による慣性力で液体供給流路に圧力変動が生じても、ダンパー室において、面積の大きい主平面が撓んで、膨出部内の凹空間に大きな容積変化が生じうるので、平面視における膨出部の面積が小さくても、大きな圧力変動吸収効果を得ることができる。
【０００８】
なお、本発明における液体供給流路は、液体供給源と液滴吐出ヘッドとを常時連通させるものには限られず、必要に応じて液体供給源と液滴吐出ヘッドとを連通させるような液体供給流路も含むものである。
【０００９】
前記液体供給流路は、前記液体供給源に接続される液体供給チューブにより形成される流路と、前記液体供給チューブに接続される前記基材に形成された流路とを有していてもよい。
【００１０】
前記構成によれば、液体供給源や液体供給チューブから圧力変動が伝わっても、ダンパー室により十分に圧力変動吸収することができる。
【００１１】
前記液体供給流路の１つの流路中に前記ダンパー室が複数配置されていてもよい。
【００１２】
前記構成によれば、１つの液体供給流路を流れる液体は、複数のダンパー室により上流から下流にかけて順次その圧力変動が吸収されていくので、効果的かつ確実に圧力変動吸収を行うことができる。
【００１３】
前記ダンパー室は、大ダンパー室と、その大ダンパー室よりも容積が小さい小ダンパー室とを有し、前記液体供給流路の１つの流路中に、前記大ダンパー室と前記小ダンパー室とが配置されており、前記液体供給源からの液体は、前記大ダンパー室を通ってから前記小ダンパー室を通り、前記液滴吐出ヘッドに供給される構成としてもよい。
【００１４】
前記液体供給流路が複数設けられ、それら複数の液体供給流路ごとに前記大ダンパー室及び前記小ダンパー室が配置されており、複数の前記大ダンパー室は、前記走査方向と直交する方向に並設され、複数の前記小ダンパー室は、前記走査方向に並設されていてもよい。
【００１５】
前記可撓性フィルムは単層からなってもよい。
【００１６】
前記構成によれば、可撓性フィルムが単層フィルムであることにより、膨出部を深く成形してもフィルム厚さを均一に保つことができる。
【００１７】
前記副面には、前記主平面に直交する断面が山状又は谷状である山部又は谷部が設けられていてもよい。
【００１８】
前記構成によれば、副面に設けられた山部又は谷部による蛇腹効果で主平面がその法線方向に大きく移動しうるため、平面視における膨出部の面積が小さくても、より大きな圧力変動吸収効果を得ることができる。
【００１９】
前記基材には、前記膨出部の開口が対向する位置に気液分離膜が設けられていてもよい。
【００２０】
前記構成によれば、上流からダンパー室に気泡が流れてきた場合でも、膨出部の開口に対向する気液分離膜を介して気泡が液体から分離してトラップされるので、気泡が液滴吐出ヘッドまで到達してしまうのを防止することができる。
【００２１】
前記基材には、前記膨出部内の前記ダンパー室に突出する突起部が形成されていてもよい。
【００２２】
前記構成によれば、可撓性を有する膨出部が不意に倒れようとしても突起部が支持するので、製造時において膨出部が潰れた状態で可撓性部材が基材に接合されるのを防止することができる。
【００２３】
前記突起部は、前記膨出部が大気圧中にある状態において前記膨出部と非接触となるように配置されていてもよい。
【００２４】
前記構成によれば、通常は突起部が膨出部に当たらないので、製造時などに可撓性部材が損傷するのを防ぐことができる。
【００２５】
前記基材には、前記膨出部が対向する位置に前記連通口となる流入口及び流出口が形成されており、前記突起部は、前記流入口と前記流出口との間に配置されていてもよい。
【００２６】
前記構成によれば、突起部が、流入口から流出口へ向かう液体の流れを阻害するので、膨出部内のダンパー室で時間をかけて液体の圧力変動を十分に緩衝することができる。
【００２７】
前記開口は、平面視で長辺と短辺を有する形状であり、前記流入口は、前記開口の長辺方向の一端部に対応する位置に配置され、前記流出口は、前記開口の長辺方向の他端部に対応する位置に配置されていてもよい。
【００２８】
前記構成によれば、流入口が膨出部の開口の一端部側にあることで、流入口から膨出部内のダンパー室に導入された直後の高い圧力は、容積拡張に対する反力の大きい膨出部の端部領域を利用して速やかに圧力変動吸収することができる。また、流出口は長辺方向において流入口と反対側の他端部側に設けられており、流入口と流出口との間の距離が長くなるので、十分に圧力変動吸収したうえで流出口から液体を流出させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、可撓性部材は膨出部により立体的に形成されているため、装置のコンパクト化を図りつつ圧力変動を十分に吸収することが可能となる。さらに、膨出部は重力方向に向けて膨出しており、液体が自重により膨出部内の凹空間に溜まるので、膨出部がしぼんで密着してしまうことも防止できる。また、可撓性フィルムの厚みが全体にわたって均一に成形されるので、製品間におけるフィルム剛性の差や、同一フィルムに生じた局所的な剛性の差に起因する、圧力変動吸収効果のバラツキを防止することができる。また、可撓性フィルムは熱溶着により接合されているので、基材と可撓性フィルムとの間に形成されるダンパー室のシール性が向上する。そして、キャリッジの走査による慣性力で液体供給流路に圧力変動が生じても、ダンパー室において、面積の大きい主平面が撓んで、膨出部内の凹空間に大きな容積変化が生じうるので、平面視における膨出部の面積が小さくても、大きな圧力変動吸収効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明ではインクジェットヘッドからインクを吐出する方向を下方とし、その反対側を上方とする。
【００３１】
図１は本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタ１の要部を示す概略斜視図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１（液滴吐出装置）は、一対のガイドレール２，３が略平行に配設されており、そのガイドレール２，３にヘッドユニット４が走査方向にスライド可能に支持されている。ヘッドユニット４は、一対のプーリー５，６に巻き掛けられたタイミングベルト７に接合されており、タイミングベルト７はガイドレール３の延在方向と略平行に配設されている。一方のプーリー６には正逆回転駆動するモータ（図示せず）が設けられており、そのプーリー６が正逆回転駆動されることでタイミングベルト７が往復移動し、ヘッドユニット４がガイドレール２，３に沿って一方向に往復走査される。
【００３２】
ヘッドユニット４には、４つのインクカートリッジ８（液体供給源）からの４色のインク（ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）を夫々供給する４本の可撓性を有するインク供給チューブ９（液体供給管）が接続されている。ヘッドユニット４には、インクジェットヘッド３３（図４参照）が搭載されており、その下方で走査方向と直角する方向（紙送り方向）に搬送される被記録体（例えば、記録用紙）に向けてインクジェットヘッド３３からインク（液体）が吐出される構成となっている。
【００３３】
また、ヘッドユニット４には、冷却液往路を形成するための可撓性を有する往路チューブ１０と、冷却液復路を形成するための可撓性を有する復路チューブ１１とが接続されており、往路チューブ１０と復路チューブ１１とはラジエータタンク１２で連結されて互いに循環可能となっている。さらに、ヘッドユニット４には、ヘッドユニット４の流路内にトラップされたエアを抜き出すための可撓性を有する負圧吸引チューブ１３の一端が接続されており、その負圧吸引チューブ１３の他端は負圧ポンプ１４に接続されている。
【００３４】
図２は図１に示すインクジェットプリンタ１のヘッドユニット４の斜視図である。図３は図１に示すインクジェットプリンタ１のヘッドユニット４の平面図である。図４は図１に示すインクジェットプリンタ１のヘッドユニット４の分解斜視図である。なお、図４では基材２２の上面に溶着されるフィルムの図示が省略されている。図２乃至図４に示すように、ヘッドユニット４は、ジョイント２０，２１、基材２２、逆止弁２３〜２５，ネジ２６、気液分離膜２７，２９、フラットフィルム２８、可撓性フィルム３０、弾性シール部材３１、キャリッジ３２及びインクジェットヘッド３３を備えている。
【００３５】
インク用のジョイント２０は、基材２２の上面に取り付けられる基部２０ａと、基部２０ａからキャリッジ３２の走査方向の一方側（図２中左側）に導出された４本のインク継手管部２０ｂとを有している。インク継手管部２０ｂには、インク供給チューブ９が接続されている。ジョイント２０は硬質な樹脂（例えば、ポリプロピレン等）からなり、インク供給チューブ９は軟質な樹脂（例えば、ナイロン等）からなり、ジョイント２０はインク供給チューブ９よりも硬度が大きくなっている。よって、インク供給チューブ９におけるインク継手管部２０ｂとの接続部分付近は、キャリッジ３２の走査方向の一方側（図２中左側）に導出された状態が保たれている。
【００３６】
冷却液用及び負圧吸引用のジョイント２１は、基材２２の上面に取り付けられる基部２１ａと、基部２１ａからキャリッジ３２の走査方向の他方側（図２中右側）に導出された４本の継手管部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅとを有している。４本の継手管部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅのうち２本は、冷却液用の冷却液継手管部２１ｂ，２１ｃであり、うち１本は負圧吸引用の負圧継手管部２１ｄであり、残りの１本は不使用の継手管部２１ｅである（部品共用化を図るべくジョイント２１はジョイント２０と同一構造であるため、使用しない継手管部２１ｅが存在する）。
【００３７】
冷却液継手管部２１ｂには往路チューブ１０が接続され、冷却液継手管部２１ｃには復路チューブ１１が接続され、負圧用継手管部２１ｄには負圧吸引チューブ１３が接続されている。ジョイント２１は硬質な樹脂（例えば、ポリプロピレン等）からなり、往路チューブ１０、復路チューブ１１及び負圧吸引チューブ１３は軟質な樹脂（例えば、ナイロン等）からなり、ジョイント２１は往路チューブ１０、復路チューブ１１及び負圧吸引チューブ１３よりも硬度が大きくなっている。よって、往路チューブ１０、復路チューブ１１及び負圧吸引チューブ１３における冷却液継手管部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄとの接続部分付近は、キャリッジ３２の走査方向の他方側（図２中右側）に導出された状態が保たれている。
【００３８】
基材２２は、略平板状であり、その上下面に複数の溝が形成されており、その溝を封止するように上下面にフィルムを熱溶着することで複数の流路が設けられている。具体的には、基材２２には、紙送り方向の下流側かつ走査方向の他方側の上面に４つのインク流入口２２ａが設けられている。また、基材２２には、紙送り方向の下流側かつ走査方向の一方側の上面に、冷却液流入口２２ｂ、冷却液流出口２２ｃ及び負圧吸引口２２ｄが設けられている。そして、基材２２には、インク流入口２２ａに連通するキャリッジ側インク流路４２と、冷却液流入口２２ｂ及び冷却液流出口２２ｃに連通する冷却液流路４３と、負圧吸引口２２ｄに連通するエア排出流路４４とが設けられている。
【００３９】
さらに、冷却液流路４３の途中には３つの逆止弁２３〜２５が配置されている。これら逆止弁２３〜２５は、冷却液流入口２２ｂから冷却液流出口２２ｃに向けた冷却液の流れを許容する一方、冷却液流出口２２ｃから冷却液流入口２２ｂに向けた冷却液の流れを阻止するものである。より具体的には、冷却液流入口２２ｂから冷却液流出口２２ｃに向けた冷却液の流れが基材２２の下面から上面へ向かう箇所において、冷却液流路４３に、下方側の小径流路と、前記小径流路の上方側に連続する大径流路とが設けられており、前記大径流路に止水フィルムが逆止弁２３〜２５として配置されている。前記逆止弁２３〜２５は、前記小径流路より大径で前記大径流路よりも小径であり、冷却液よりも比重が大きく浮動自在となっている。これにより、冷却液が冷却液流入口２２ｂから冷却液流出口２２ｃに向かうと逆止弁２３〜２５が浮いて前記小径流路と前記大径流路とを連通させる一方、冷却液が冷却液流出口２２ｃから冷却液流入口２２ｂに向かうと逆止弁２３〜２５が沈んで前記小径流路を塞ぐようになっている。また、基材２２の所要箇所には、ネジ２６を挿入する貫通孔２２ｈが設けられている。
【００４０】
図５は図４に示すヘッドユニット４の基材２２及び可撓性フィルム３０の下方から見た斜視図である。図５に示すように、基材２２の下面に形成された溝をフラットフィルム２８で封止して各種流路が形成されている。基材２２の下面には周状リブ２２ｊが下方に向けて突出している。その周状リブ２２ｊの内側には、マッチモールド法により立体的に熱間成形された薄膜樹脂からなる可撓性フィルム３０が熱溶着されている。そして、基材２２の下面と可撓性フィルム３０との間で、インク流路の一部分でありインクの圧力変動を緩和する大インクダンパー室４０及び小インクダンパー室４１が形成されている。
【００４１】
図６は図５に示す基材２２の下方から見た要部拡大斜視図である。図６に示すように、基材２２の下面における周状リブ２２ｊの内側には、可撓性フィルム３０が溶着される大周状隆起部２２ｋが設けられており、その大周状隆起部２２ｋは、４種類のインク毎に平面視で略長方形状の大インクダンパー室４０（図５参照）を区画するように基材２２の長手方向（紙送り方向）に並設されている。また、大周状隆起部２２ｋに隣接して小周状隆起部２２ｓが設けられており、４種類のインク毎に平面視で略長方形状の小インクダンパー室４１（図５参照）を区画するように基材２２の幅方向（走査方向）に並設されている。
【００４２】
基材２２の下面における大周状隆起部２２ｋの内側には、その長辺方向（走査方向）の両側に流入口２２ｍ及び流出口２２ｎが形成されている。流入口２２ｍ及び流出口２２ｎは、基材２２の上面のキャリッジ側インク流路４２と連通する孔である。流入口２２ｍと流出口２２ｎとの間には、可撓性フィルム３０の後述する大膨出部３０ｂ〜ｅ内の大インクダンパー室４０に向けて突出する突起部２２ｐ，２２ｑが設けられている。これら突起部２２ｐ，２２ｑは、後述する大膨出部３０ｂ〜ｅが大気圧中にある状態において大膨出部３０ｂ〜ｅと非接触となるように設けられている。突起部２２ｐと突起部２２ｑとの間には、気液分離膜２９（半透膜）が取り付けられる膜取付部２２ｒが平面視で略長方形状に凹設されている。気液分離膜２９は、気体を透過させ、液体を透過させないものである。膜取付部２２ｒに取り付けられた気液分離膜２９は、後述する大膨出部３０ｂ〜ｅの開口３０ｘに対向する。膜取付部２２ｒには、基材２２の上面のエア排出流路４４と連通する孔２２ｘ（図９参照）が設けられている。
【００４３】
基材２２の下面における小周状隆起部２２ｓの内側には、その長辺方向（紙送り方向）の両側に流入口２２ｔ及び流出口２２ｕが形成されている。流入口２２ｔ及び流出口２２ｕは、基材２２の上面のキャリッジ側インク流路４２と連通する孔である。基材２２の周状リブ２２ｊには、その流出口２２ｕに基材２２の上面側で連通した４つのインク通路２２ｊ１が上下方向に形成されている。そして、基材２２の上面には、インク通路２２ｊ１及び流出口２２ｕに対応する位置を覆う気液分離膜２７が取り付けられている。気液分離膜２７は、気体を透過させ、液体を透過させないものである。
【００４４】
また、基材２２の周状リブ２２ｊの紙送り方向の下流側には、冷却液流路４３からの冷却液が下方へ流れる冷却液通路２２ｊ２が形成されている。基材２２の周状リブ２２ｊの紙送り方向の奥側における走査方向の両側には、後述する冷却液ダンパー室４９からの冷却液が上方へ流れる一対の冷却液通路２２ｊ３が形成されている。基材２２の周状リブ２２ｊの外側における冷却液通路２２ｊ３の近傍には、冷却液が下方に流れる一対の冷却液通路筒部２２ｖが形成されている。基材２２の周状リブ２２ｊの外側における紙送り方向の下流側には、後述するＩＣチップ冷却通路５１からの冷却液が上方に流れる一対の冷却液通路筒部２２ｗが形成されている。また、基材２２の周状リブ２２ｊには、内側の２つのインク通路２２ｊ１の間に、後述する冷却液ダンパー室４９を気液分離膜２７に連通させる冷却液通路２２ｊ４が上下方向に形成されている。
【００４５】
図７は図５に示す可撓性フィルム３０の上方から見た斜視図である。図７に示すように、可撓性フィルム３０は、基材２２の大周状隆起部２２ｋ及び小周状隆起部２２ｓ（図６参照）に接合される接合面３０ａと、接合面３０ａに形成されて大周状隆起部２２ｋ及び小周状隆起部２２ｓ（図６参照）より若干小さい略長方形状の開口３０ｘ，３０ｙと、開口３０ｘ，３０ｙの周縁から基材２２（図５参照）から離反する重力方向に向けて立体的に膨出する大膨出部３０ｂ〜ｅ及び小膨出部３０ｆ〜ｉとを有している。よって、可撓性フィルム３０の接合面３０ａを基材２２に接合して開口３０ｘ，３０ｙを塞ぐことで、４つの大膨出部３０ｂ〜ｅの内部空間が４種類のインク流路の一部分である大インクダンパー室４０を形成し、４つの小膨出部３０ｆ〜ｉの内部空間が４種類のインク流路の一部分である小インクダンパー室４１を形成する。即ち、１種類のインクにつき上流側に大インクダンパー室４０が配置され、下流側に小インクダンパー室４１が配置され、１つのキャリッジ側インク流路４２中にインクダンパー室４０，４１が複数配置されている。
【００４６】
大膨出部３０ｂ〜ｅは、開口３０ｘの長辺の縁部から重力方向に突出して互いに対向する一対の主平面３０ｊ，３０ｋ，３０ｑ，３０ｒと、開口３０ｘの短辺の縁部から重力方向に突出して互いに対向する一対の副面３０ｍ，３０ｎ，３０ｓ，３０ｔと、主平面３０ｊ，３０ｋ，３０ｑ，３０ｒと副面３０ｍ，３０ｎ，３０ｓ，３０ｔとを互いに接続する副面３０ｐ，３０ｕとを有している。つまり、面積の大きい主平面３０ｊ，３０ｋ，３０ｑ，３０ｒが撓んで大膨出部３０ｂ〜ｅ内の空間に大きな容積変化が生じうるようにすることで、上方から見た平面視における大膨出部３０ｂ〜ｅの面積が小さくても大きな圧力変動吸収効果を得ることができるようになっている。
【００４７】
大膨出部３０ｂと大膨出部３０ｃとは、互いに重力方向の長さが異なるだけで略同一形状である。大膨出部３０ｄ及び大膨出部３０ｅの副面３０ｓ，３０ｔには、主平面３０ｑ，３０ｒに直交する断面が谷状である谷部３０ｖ，３０ｗが設けられている。また、大膨出部３０ｄ及び大膨出部３０ｅの副面３０ｕは、主平面３０ｑ，３０ｒに直交する断面が山状である山部となっている。つまり、谷状又は山状の副面３０ｓ，３０ｔ，３０ｕによる蛇腹効果で主平面３０ｑ，３０ｒがその法線方向に移動しうるため、平面視における膨出部３０ｄ，３０ｅの面積が小さくても、より大きな圧力変動吸収効果を得ることができるようになっている。また、小膨出部３０ｆ〜ｉは、大膨出部３０ｂ，３０ｃよりも小さいだけで形状は略同一であるため詳細な説明は省略する。なお、谷部又は山部は、全ての大膨出部３０ｂ〜ｅの副面に設けてもよいし、全く設けなくてもよい。
【００４８】
再び図４に戻ると、弾性シール部材３１は、ゴム等の弾性材からなり、平面視で略長方形状の平板部３１ａを有している。平板部３１ａの上面中央部分には、可撓性フィルム３０の大膨出部３０ｂ〜ｅ及び小膨出部３０ｆ〜ｉに対応するように平面視で長方形状の凹部３１ｂが形成されて薄肉となっている。平板部３１ａの走査方向の両側端面には、後述するＩＣチップ３７に向けて突出する押圧部３１ｈが設けられている。
【００４９】
平板部３１ａの紙送り方向（長手方向）の上流側には、基材２２の４つのインク通路２２ｊ１（図６参照）に液密的に連通する４つのインク孔３１ｃが形成されている。平板部３１ａの紙送り方向の下流側には、基材２２の冷却液通路２２ｊ２（図６参照）に液密的に連通する冷却液孔３１ｄが形成されている。平板部３１ａのインク孔３１ｃの走査方向の両側には、基材２２の一対の冷却液通路２２ｊ３（図６参照）に液密的に連通する一対の冷却液孔３１ｅが形成されている。平板部３１ａの４つのインク孔３１ｃのうち内側の２つのインク孔の間には、基材２２の冷却液通路２２ｊ４（図６参照）に液密的に連通する冷却液孔３１ｆが形成されている。
【００５０】
平板部３１ａの走査方向の両側上方には、平板部３１ａと一体的に連続する棒状部３１ｊ，３１ｋが平板部３１ａの長手方向に沿って延在している。棒状部３１ｊ，３１ｋの下面には、後述するキャリッジ３２の冷却液が流れる溝部３２ｆに上方から圧入して封止する帯状突起部３１ｍ，３１ｎが形成されている。棒状部３１ｊ，３１ｋの紙送り方向の上流側には、基材２２の一対の冷却液通路筒部２２ｖ（図６参照）に液密的に連通する一対の冷却液通路筒部３１ｐが形成されている。棒状部３１ｊ，３１ｋの紙送り方向の下流側には、基材２２の一対の冷却液通路筒部２２ｗ（図６参照）に液密的に連通する一対の冷却液通路筒部３１ｑが形成されている。
【００５１】
キャリッジ３２は、樹脂からなり、凹状部３２ａと、その凹状部３２ａの紙送り方向（長手方向）の両側上端からフランジ状に突出してガイドレール２，３（図１参照）に案内されるレールガイド部３２ｂとを有している。レールガイド部３２ｂには、ネジ２６が締結されるネジ穴３２ｈが設けられている。凹状部３２ａは、その底壁部３２ｃの紙送り方向（長手方向）の上流側に、弾性シール部材３１のインク孔３１ｃと液密的に連通するインク孔３２ｇが形成されている。凹状部３２ａの走査方向の両側は、外壁部３２ｄ及び内壁部３２ｅを有する二重壁構造となっている。外壁部３２ｄと内壁部３２ｅとの間には、ＩＣチップ冷却通路５１となる溝部３２ｆが形成されている。また、内壁部３２ｅ及びレールガイド部３２ｂには、アルミニウム等の金属からなるヒートシンク４５，４６がインサート成形により埋設されている。さらに、内壁部３２ｅよりも内側において底壁部３２ｃには、基材２２の周状リブ２２ｊに対応する位置にシール台部３２ｊが上方に突出している。そのシール台部３２ｊと内壁部３２ｅとの間には、後述するフレキシブルフラット配線材３６の延出部３６ａ，３６ｂを下方から上方に挿通させるためのスリット部３２ｋが底壁部３２ｃに設けられている。
【００５２】
インクジェットヘッド３３は、キャリッジ３２の底壁部３２ｃの下面に取り付けられている。インクジェットヘッド３３は、インクを４つのインク流入口３４ａから多数のノズル（図示せず）まで導く複数のインク室を有する流路ユニット３４と、その流路ユニット３４の上面に積層されて流路ユニット３４内のインクにノズルに向かう吐出圧力を選択的に付与する圧電駆動式のアクチュエータ３５とを有している。流路ユニット３４のインク流入口３４ａはフィルタ３８で覆われている。インク流入口３４ａは、キャリッジ３２のインク孔３２ｇと液密的に連通している。
【００５３】
アクチュエータ３５の上面には、フレキシブルフラット配線材３６が接合されている。フレキシブルフラット配線材３６は、アクチュエータ３５の上面より走査方向の両側に向けて延出する一対の延出部３６ａ，３６ｂを有しており、一対の延出部３６ａ，３６ｂの下面側（一対の延出部３６ａ，３６ｂを上方に向けた状態では外面側）にアクチュエータ駆動用のＩＣチップ３７が設けられている。
【００５４】
図８は図２のV−V線断面図である。図９は図２のVI−VI線断面図である。図８及び図９に示すように、弾性シール部材３１の平板部３１ａが、基材２２の周状リブ２２ｊとキャリッジ３２のシール台部３２ｊとの間で挟持されている。そして、弾性シール部材３１の下面と、キャリッジ３２の底壁部３２ｃの上面と、キャリッジ３２のシール台部３２ｊの内周面とで区画された空間に冷却液ダンパー室４９が形成されている。この冷却液ダンパー室４９は、冷却液流路４３の一部をなし、インクジェットヘッド３３のアクチュエータ３５に対応する位置に設けられており、アクチュエータ３５と底壁部３２ｃを介して隣接している。即ち、冷却液ダンパー室４９は、アクチュエータ３５を冷却するアクチュエータ冷却通路を兼ねている。また、弾性シール部材３１の平板部３１ａの上面と、可撓性フィルム３０の外面と、基材２２の周状リブ２２ｊの内周面とで区画された密封空間に空気層４８が形成されている。
【００５５】
インクダンパー室４０，４１と冷却液ダンパー室４９とは、可撓性フィルム３０の膨出部３０ｂ〜ｉ、弾性シール部材３１の平板部３１ａ及び空気層４８により仕切られている。即ち、膨出部３０ｂ〜ｉ、平板部３１ａ及び空気層４８により、インクダンパー室４０，４１と冷却液ダンパー室４９とが相互に圧力伝達可能とする圧力伝達手段５０が形成されている。
【００５６】
図９に示すように、可撓性フィルム３０の膨出部３０ｄ内の大インクダンパー室４０には、突起部２２ｐ，２２ｑが膨出部３０ｄと非接触状態で突出している。流入口２２ｍから大インクダンパー室４０に流入したインクは、突起部２２ｐを避けるように迂回して大インクダンパー室４０の中央部に流れる。この大インクダンパー室４０の中央部にあるインクに含まれる気泡は、浮力で上昇し、気液分離膜２９を介してエア排出流路４４に導かれる。そして、この大インクダンパー室４０の中央部にあるインクは、突起部２２ｑを避けるように迂回して流出口２２ｎへと流れる。
【００５７】
また、キャリッジ３２の外壁部３２ｄと内壁部３２ｅとの間に形成された溝部３２ｆには、弾性シール部材３１の棒状部３１ｊの帯状突起部３１ｍ，３１ｎが上方から圧入され、ＩＣチップ冷却通路５１を形成している。このＩＣチップ冷却通路５１は、冷却液流路４３及び冷却液ダンパー室４９に連通している。ヒートシンク４５は、冷却液流路５１に露出するように内壁部３２ｅにインサート成形されることで内壁部を兼ねている。キャリッジ３２の内壁部３２ｅと弾性シール部材３１の平板部３１ａとの間には、フレキシブルフラット配線材３６の延出部３６ａ，３６ｂが上方に向けて通過しており、ＩＣチップ３７が弾性シール部材３１の押圧部３１ｈにより内壁部３２ｅに押し付けられている。つまり、ＩＣチップ３７は、キャリッジ３２の内壁部３２ｅのヒートシンク４５を被覆する薄肉の樹脂部分である被覆部３２ｍの外面３２ｑ側に当接している。
【００５８】
図１０は図４に示すヘッドユニット４に形成された４つのキャリッジ側インク流路４２のうち１つを表した斜視図である。図２及び図１０に示すように、キャリッジ側インク流路４２は、ヘッドユニット４から走査方向の一方側に導出された導出部５４を有している。この導出部５４は、ジョイント２０のインク継手管部２０ｂの内部流路と、インク供給チューブ９のインク継手管部２０ｂに接続された部分付近の内部流路とで形成されている。なお、インクカートリッジ８からインクジェットヘッド３３までのインク供給流路６０（液体供給流路）は、インク供給チューブ９内の流路及びキャリッジ側インク流路４２により構成されている。
【００５９】
図１１は図４に示すヘッドユニット４に形成された冷却液流路４４の斜視図である。図２、図４及び図１１に示すように、冷却液流路４３は、冷却液流入口２２ｂに接続された冷却液往路５５と、冷却液流出口２２ｃに接続された冷却液復路５６とに連通している。冷却液往路５５は、ジョイント２１の冷却液継手管部２１ｂの内部流路と、往路チューブ１０の内部流路とで形成されている。冷却液復路５６は、ジョイント２１の冷却液継手管部２１ｃの内部流路と、復路チューブ１１の内部流路とで形成されている。
【００６０】
冷却液復路５６の内径は、冷却液往路５５の内径よりも大とすることで、冷却液復路５６の流路抵抗が冷却液往路５５の流路抵抗よりも小となっている。また、往路チューブ１０及び復路チューブ１１の内径はインク供給チューブ９の内径よりも大であり、往路チューブ１０及び復路チューブ１１の硬度は、インク供給チューブ９の硬度よりも小となっている。
【００６１】
そして、冷却液往路５５及び冷却液復路５６は、ヘッドユニット４から走査方向の他方側に導出された導出部５７，５８を有している。この導出部５７，５８は、ジョイント２１の冷却液継手管部２１ｂ，２１ｃの内部流路と、往路チューブ１０及び復路チューブ１１の冷却液継手管部２１ｂ，２１ｃに接続された部分付近の内部流路とで形成されている。冷却液ダンパー室４９の上流側で且つ導出部５７の下流側には逆止弁２３が設けられており、冷却液ダンパー室４９の下流側で且つ導出部５８の上流側には逆止弁２４，２５が設けられている。なお、ラジエータタンク１２内の流路、往路チューブ１０内の流路、ジョイント２１内の流路、冷却液流路４３、復路チューブ１１内の流路により冷却液循環流路６１が形成されている。
【００６２】
図１２は図２に示すヘッドユニット４の右端（他端）におけるターン時を表した模式図である。図１２に示すように、ヘッドユニット４が走査方向の右端でターンするとき、ヘッドユニット４が所定の減速度で減速されて右端で停止状態となった後、所定の加速度で加速しながら右方に移動していく。従って、キャリッジ側インク流路４２の導出部５４にあるインクの慣性力によりキャリッジ側インク流路４２に正圧が加わる一方、冷却液復路５６の導出部５８の冷却液の慣性力により冷却液流路４３には負圧が加わる。つまり、冷却液流路４３からの冷却液は、逆止弁２３により冷却液往路５５には逆流しないものの、逆止弁２４，２５を通過して冷却液復路５６へと流出し、冷却液流路４３に負圧が生じる。そして、冷却液往路５５の導出部５７の冷却液にかかる走査方向の右方向への慣性力が無くなると、冷却液流路４３の前記負圧により、冷却液往路５５の冷却液が逆止弁２３を通過して冷却液流路４３へと流入する。
【００６３】
図１３は図２に示すヘッドユニット４の左端におけるターン時を表した模式図である。図１３に示すように、ヘッドユニット４が走査方向の左端でターンするとき、キャリッジ側インク流路４２の導出部５４にあるインクの慣性力によりキャリッジ側インク流路４２に負圧が加わる一方、冷却液往路５５の導出部５７の冷却液の慣性力により冷却液流路４３には正圧が加わる。つまり、冷却液往路５５からの冷却液は、逆止弁２３を通過して冷却液流路４３へと流入するが、冷却液流路４３からの冷却液は、逆止弁２４，２５により冷却液復路５６には流出せず、冷却液流路４３の正圧が増加する。そして、冷却液復路５６の導出部５８の冷却液にかかる走査方向の左方向への慣性力が無くなると、冷却液流路４３の前記正圧により、冷却液流路４３の冷却液が逆止弁２４，２５を通過して冷却液復路５６へと流出する。即ち、冷却液は、電動のポンプ等を使用することなく、ヘッドユニット４の往復移動により冷却液にかかる慣性力を利用して循環するようになっている。
【００６４】
以上に説明した構成によれば、可撓性フィルム３０は膨出部３０ｂ〜ｉにより立体的に形成されているため、従来の平面状のダンパー壁に比べて変形可能量が大きくなる。そうすると、平面視におけるダンパー面積が小さくても、大きな圧力変動吸収効果が得られる。よって、インクジェットプリンタ１のコンパクト化を図りつつも、圧力変動を十分に吸収することが可能となる。さらに、膨出部３０ｂ〜ｉは重力方向に向けて膨出しており、インクが自重により膨出部３０ｂ〜ｉ内のダンパー室４０，４１に溜まるので、膨出部３０ｂ〜ｉがしぼんで密着してしまうことを防止することもできる。
【００６５】
また、可撓性フィルム３０はマッチモールド法により熱間成形されており、フィルム厚さが全体にわたって均一に成形されるので、製品間におけるフィルム剛性の差や、同一フィルムに生じた局所的な剛性の差に起因する、圧力変動吸収効果のバラツキを防止することができる。また、可撓性フィルム３０は熱溶着により基材２２に接合されているので、基材２２と可撓性フィルム３０との間に形成されるダンパー室４０，４１のシール性が向上する。さらに、可撓性フィルム３０が単層フィルムであることにより、膨出部３０ｂ〜ｉを深く成形してもフィルム厚さを均一に保つことができる。
【００６６】
また、膨出部３０ｂ〜ｉは、主平面３０ｊ，３０ｋ，３０ｑ，３０ｒと副面３０ｍ，３０ｎ，３０ｓ，３０ｔ，３０ｐ，３０ｕとを有し、面積の大きい主平面３０ｊ，３０ｋ，３０ｑ，３０ｒが撓むことで、ダンパー室４０，４１に大きな容積変化が生じうるので、平面視における膨出部３０ｂ〜ｉの面積が小さくても、大きな圧力変動吸収効果を得ることができる。さらに、膨出部３０ｂ〜ｉは、副面３０ｓ，３０ｔ，３０ｕに設けられた谷部３０ｖ，３０ｗ及び山部３０ｕによる蛇腹効果で主平面３０ｑ，３０ｒがその法線方向に大きく移動しうるため、平面視における膨出部３０ｄの面積が小さくても、より大きな圧力変動吸収効果を得ることができる。
【００６７】
また、基材２２には、膨出部３０ｂ〜ｉの開口３０ｘ，３０ｙに対向する上方位置に気液分離膜２７，２９が設けられており、ダンパー室４０，４１に気泡が流れてきた場合でも、気液分離膜２７，２９を介して気泡がインクから分離してトラップされるので、気泡がインクジェットヘッド３３まで到達してしまうのを防止することができる。
【００６８】
さらに、インク供給流路６０の１つの流路中にダンパー室４０，４１が複数配置されているので、色の異なる夫々のインクは、複数のダンパー室４０，４１により上流から下流にかけて順次その圧力変動が吸収されていくので、効果的かつ確実に圧力変動吸収を行うことができる。
【００６９】
また、基材２２には、大膨出部３０ｂ〜ｅ内のダンパー室４０に突出する突起部２２ｐ，２２ｑが形成されているので、可撓性を有する大膨出部３０ｂ〜ｅが不意に倒れようとしても突起部２２ｐ，２２ｑが支持するので、製造時において大膨出部３０ｂ〜ｅが潰れた状態で可撓性フィルム３０が基材２２に接合されるのを防止することができる。さらに、突起部２２ｐ，２２ｑは、大膨出部３０ｂ〜ｅが大気圧中にある状態において大膨出部３０ｂ〜ｅと非接触となるように配置されているので、通常は突起部２２ｐ，２２ｑが大膨出部３０ｂ〜ｅに当たらないので、製造時などに可撓性フィルム３０が損傷するのを防ぐことができる。
【００７０】
また、基材２２には、大膨出部３０ｂ〜ｅが対向する位置に流入口２２ｍ及び流出口２２ｎが形成され、突起部２２ｐ，２２ｑは、流入口２２ｍと流出口２２ｎとの間に配置されており、突起部２２ｐ，２２ｑが、流入口２２ｍから流出口２２ｎへ向かうインクの流れを阻害するので、ダンパー室４０で時間をかけてインクの圧力変動を十分に緩衝することができる。さらに、流入口２２ｍ，２２ｔが膨出部３０ｂ〜ｉの開口３０ｘ，３０ｙの長辺方向の一端部側にあることで、流入口２２ｍ，２２ｔからダンパー室４０，４１に導入された直後の高い圧力は、容積拡張に対する反力の大きい膨出部３０ｂ〜ｉの端部領域を利用して速やかに圧力変動吸収することができる。また、流出口２２ｎ，２２ｕは長辺方向において流入口２２ｍ，２２ｔと反対側の他端部側に設けられており、流入口２２ｍ，２２ｔと流出口２２ｎ，２２ｕとの間の距離が長くなるので、十分に圧力変動吸収したうえで流出口２２，２２ｕからインクを流出させることができる。
【００７１】
なお、本実施形態におけるインク供給流路６０は、インクカートリッジ８とインクジェットヘッド３３とを常時連通されているものであるが、それに限られず、必要に応じてインクカートリッジ８とインクカートリッジ３３とが連通されるものであってもよい。また、その場合には、連通／非連通がダンパー室４０，４１とインクカートリッジ８との間でなされ、ダンパー室４０，４１とインクジェットヘッド３３とは常時連通していることが望ましい。また、前述した実施形態は本発明をインクジェットプリンタに適用したものであるが、インク以外の液体、例えば着色液を吐出して液晶表示装置のカラーフィルタを製造する装置、導電液を吐出して電気配線を形成する装置などに使用する液滴吐出装置に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明に係る液滴吐出装置は、装置のコンパクト化を図りつつ圧力変動を十分に吸収することができる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できるインクジェットプリンタ等に広く適用すると有益である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの要部を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェットプリンタのヘッドユニットの平面図である。
【図３】図１に示すインクジェットプリンタのヘッドユニットの斜視図である。
【図４】図１に示すインクジェットプリンタのヘッドユニットの分解斜視図である。
【図５】図４に示すヘッドユニットの基材及び可撓性フィルムの下方から見た斜視図である。
【図６】図５に示す基材の下方から見た要部拡大斜視図である。
【図７】図５に示す可撓性フィルムの上方から見た斜視図である。
【図８】図２のV−V線断面図である。
【図９】図２のVI−VI線断面図である。
【図１０】図４に示すヘッドユニットに形成された４つのインク流路のうち１つを表した斜視図である。
【図１１】図４に示すヘッドユニットに形成された冷却液流路の斜視図である。
【図１２】図２に示すヘッドユニットの右端におけるターン時を表した模式図である。
【図１３】図２に示すヘッドユニットの左端におけるターン時を表した模式図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ インクジェットプリンタ（液滴吐出装置）
８ インクカートリッジ（液体供給源）
９ インク供給チューブ（液体供給チューブ）
２２ 基材
２２ｍ 流入口
２２ｎ 流出口
２２ｐ，２２ｑ 突起部
２７，２９ 気液分離膜
３０ 可撓性フィルム
３０ａ 接合面
３０ｘ，３０ｙ 開口
３０ｂ〜ｅ 大膨出部
３０ｆ〜ｉ 小膨出部
３０ｊ，３０ｋ，３０ｑ，３０ｒ 主平面
３０ｍ，３０ｎ，３０ｓ，３０ｔ，３０ｐ 副面
３０ｕ 副面（山部）
３０ｖ，３０ｗ 谷部
３２ キャリッジ
３３ インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）
４０，４１ ダンパー室
４２ キャリッジ側インク流路
６０ インク供給流路（液体供給流路）
【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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