JP4935449B2 - Valve unit and fluid ejection device - Google Patents
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Description
本発明は、バルブユニット及び同バルブユニットを備えた流体噴射装置に関する。 The present invention relates to a valve unit and a fluid ejecting apparatus including the valve unit.
流体噴射ヘッドから流体をターゲットに対して噴射する流体噴射装置として、例えば、インクジェット式プリンタ(以下、単に「プリンタ」と言う)が知られている。このプリンタは、インクを記録ヘッド(流体噴射ヘッド)のノズルから記録媒体に噴射することで印刷を行っている。 As a fluid ejecting apparatus that ejects fluid from a fluid ejecting head to a target, for example, an ink jet printer (hereinafter simply referred to as “printer”) is known. This printer performs printing by ejecting ink onto a recording medium from nozzles of a recording head (fluid ejecting head).
こうしたプリンタにあっては、インクを記録ヘッドに安定して供給することが望ましい。そこで、こうした要望に応えるために、インクの流動圧を調整するためのバルブユニットを備えたプリンタが提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
具体的には、特許文献1におけるプリンタに備えられたバルブユニットは、その一面に溝状流路が凹み形成された定形性を有する流路形成部材と、この流路形成部材の溝状流路を封止するフィルム部材と、フィルム部材と流路形成部材の溝状流路とで囲み形成された圧力室へのインク流入孔を開閉する弁体とを備えている。この弁体は、常時はコイルばねによってインクの流入孔を閉鎖する閉弁位置に保持されている。そして、ノズルからインクが吐出されて圧力室の流出孔からインクが記録ヘッド側に流出すると、圧力室内に負圧が生じて、フィルム部材が圧力室の内方へ変位し、このフィルム部材の変位に基づく押圧力により弁体がコイルばねの付勢力に抗して流入孔を開放することで、圧力室内に新たなインクが供給されるようになっていた。
In such a printer, it is desirable to stably supply ink to the recording head. In order to meet these demands, a printer having a valve unit for adjusting the flow pressure of ink has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1.)
Specifically, the valve unit provided in the printer in Patent Document 1 includes a channel-forming member having a regularity in which a groove-like channel is formed on one surface thereof, and a groove-like channel of the channel-forming member. And a valve body that opens and closes an ink inflow hole into a pressure chamber formed by being surrounded by the film member and the groove-shaped flow path of the flow path forming member. The valve body is normally held at a valve closing position where the ink inflow hole is closed by a coil spring. Then, when ink is ejected from the nozzle and the ink flows out from the outlet hole of the pressure chamber to the recording head side, a negative pressure is generated in the pressure chamber, and the film member is displaced inward of the pressure chamber. When the valve body opens the inflow hole against the biasing force of the coil spring by the pressing force based on the above, new ink is supplied into the pressure chamber.
そして更に、この特許文献1のバルブユニットにおいては、負圧を受けて変位するフィルム部材の面積を小さくしてバルブユニットを小型化するために、弁体とフィルム部材との間に片持ち梁からなる作動レバーを介装して、フィルム部材から弁体に付与される押圧力を倍力するようにしていた。
ところで、特許文献1のバルブユニットでは、圧力室内において作動レバーの端縁と溝状流路の開口縁との間には所定の隙間が設けられている。そのため、近年、プリンタに対する小型化要求が高まっているところ、バルブユニットにおけるこの隙間を小さくすることも課題の一つとして指摘されている。 By the way, in the valve unit of Patent Document 1, a predetermined gap is provided between the end edge of the operating lever and the opening edge of the groove-shaped flow path in the pressure chamber. Therefore, in recent years, there is an increasing demand for miniaturization of printers, and it has been pointed out as one of the problems to reduce this gap in the valve unit.
しかしながら、ただ単純に作動レバーの端縁と溝状通路の開口縁との間の隙間を小さくすると、フィルム部材の撓み代を小さくしてしまうので、フィルム部材の変位時における反力(すなわち、フィルム部材の元に戻ろうとする力)が大きくなってしまい、フィルム部材の変位に伴う作動レバーに対する押圧力を不安定にするおそれがある。したがって、その作動レバーに押圧されて開弁する弁体の動作についても不安定になるおそれがあり、バルブユニットの機能低下を招いてしまうという問題があった。 However, simply reducing the gap between the edge of the actuating lever and the opening edge of the groove-like passage reduces the bending allowance of the film member, so the reaction force when the film member is displaced (i.e., the film (Force to return the member to the original position) becomes large, and the pressing force on the operating lever accompanying the displacement of the film member may become unstable. Therefore, there is a possibility that the operation of the valve body that is pressed by the operating lever to open the valve body may become unstable, and the function of the valve unit is deteriorated.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブユニットの機能低下を招来することなく、小型化が可能なバルブユニット及び流体噴射装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a valve unit and a fluid ejecting apparatus that can be reduced in size without degrading the function of the valve unit.
上記目的を達成するために、本発明のバルブユニットは、流体を流入させるための流入孔及び流体を流出させるための流出孔と連通する溝状流路が一面に凹み形成された定形性を有する流路形成部材と、常には閉弁状態となる方向に所定の付勢力で付勢され、閉弁状態となることにより前記流入孔を閉鎖するとともに、開弁状態となることにより前記流入孔を開放する弁体と、前記溝状流路の開口を封止して該溝状流路との間に圧力室を囲み形成すると共に、その圧力室内の圧力変動に基づいて変位する可撓性部材と、該可撓性部材の前記圧力室の内方への変位に伴い該可撓性部材から押圧力を受けて傾動することで、前記弁体を前記付勢力に抗して開弁状態となる方向に押圧可能な片持ち梁状の作動レバーとを備え、該作動レバーの長手方向に沿う側端縁と前記溝状流路の開口縁との間における前記溝状流路の幅方向での隙間を前記作動レバーの固定端側での隙間の方が自由端側での隙間よりも小さくした。 In order to achieve the above object, the valve unit of the present invention has a regularity in which an inflow hole for allowing a fluid to flow in and a groove-like flow path communicating with an outflow hole for allowing the fluid to flow out are recessed on one surface. The flow path forming member is always urged with a predetermined urging force in a direction to be in a valve-closed state, and closes the inflow hole by being in a valve-closed state, and closes the inflow hole by being in a valve-open state. A flexible member that seals the opening of the valve body to be opened and the groove-shaped channel and surrounds the pressure chamber with the groove-shaped channel, and is displaced based on pressure fluctuation in the pressure chamber. And when the flexible member is tilted in response to a pressing force from the flexible member in accordance with the inward displacement of the pressure chamber, the valve body is brought into a valve open state against the biasing force. consisting direction and a depressible cantilever actuating lever, the longitudinal direction of the actuating lever Than the gap of the gap in the width direction of the groove-shaped flow paths at the free end towards the gap between the fixed end side of the actuating lever between the opening edge of the side edge and the groove-shaped flow path along the Was also made smaller.
一般に、片持ち梁状の作動レバーでは、圧力室の内方へ変位した可撓性部材から押圧力を受けて傾動する場合、その傾動に伴う固定端側での移動量は自由端側の移動量に比べて小さい。そのため、可撓性部材が変位に伴って作動レバーに付与する押圧力に影響のある可撓性部材の反力についても、作動レバーの固定端側と対応する部分では自由端側と対応する部分に比べて無視できるほど小さなものとなる。すなわち、作動レバーの長手方向に沿う側端縁と溝状流路の開口縁との間における溝状流路の幅方向での隙間については、作動レバーの固定端側と対応する部分では狭くすることも可能とされる。 In general, in the case of a cantilever operating lever, when it is tilted by receiving a pressing force from a flexible member displaced inward of the pressure chamber, the amount of movement on the fixed end side accompanying the tilting is the movement on the free end side. Small compared to the amount. Therefore, also about the reaction force of the flexible member that affects the pressing force applied to the operating lever by the displacement of the flexible member, the portion corresponding to the fixed end side of the operating lever corresponds to the free end side. It is small enough to be ignored compared to. That is, the gap in the width direction of the groove-shaped flow path between the side edge along the longitudinal direction of the operation lever and the opening edge of the groove-shaped flow path is narrowed at the portion corresponding to the fixed end side of the operation lever. It is also possible.
この点、本発明においては、作動レバーの長手方向に沿う側端縁と溝状流路の開口縁との間における溝状流路の幅方向での隙間を、作動レバーの固定端側での隙間の方が自由端側での隙間よりも小さくなるようにしている。したがって、この隙間を小さくした分だけ、溝状流路の開口幅を幅狭にすることが可能となり、バルブユニットの機能低下を招来することなく、バルブユニット及び流体噴射装置の小型化を図ることができる。 In this regard, in the present invention, the gap in the width direction of the groove-like channel between the side edge along the longitudinal direction of the actuating lever and the opening edge of the groove-like channel is defined on the fixed end side of the actuating lever. The gap is made smaller than the gap on the free end side. Therefore, the opening width of the groove-like channel can be narrowed by the amount of the gap, and the valve unit and the fluid ejecting apparatus can be reduced in size without causing a deterioration in the function of the valve unit. Can do.
本発明のバルブユニットにおいて、前記作動レバーは、その固定端側の方が自由端側に比べて幅広な形状に形成されている。
通常、バルブユニットにおいて圧力室内の圧力変動に応じて変位する可撓性部材では、その変位に伴い作動レバーを押圧するとき、該作動レバーの端縁と溝状流路の開口縁との間を二分する環状の中間線で区画される領域部分が弾性変形した作動レバーからの反力を受ける受圧部となる。そして、流路形成部材に凹み形成される溝状流路の開口面積が同じであるならば、可撓性部材における受圧部の面積の占有率を大きくした方が、作動レバーを押圧する際の押圧力は大きなものとなる。
In the valve unit of the present invention, the operating lever is formed in a shape that is wider on the fixed end side than on the free end side.
Normally, in a flexible member that is displaced in response to pressure fluctuations in the pressure chamber in the valve unit, when the operating lever is pressed along with the displacement, the gap between the end edge of the operating lever and the opening edge of the groove-shaped flow path is determined. A region portion defined by an annular intermediate line that bisects becomes a pressure receiving portion that receives a reaction force from the elastically deformed operating lever. And if the opening area of the groove-shaped flow path formed in the flow path forming member is the same, the area occupied by the pressure receiving portion in the flexible member is larger when the operating lever is pressed. The pressing force is large.
この点、本発明においては、作動レバーを、その固定端側の方が自由端側に比べて幅広な形状に形成している。そのため、可撓性部材における受圧部の面積が作動レバーの固定端側では溝状流路の開口縁に向かって拡大することになり、溝状流路の開口面積に対する可撓性部材の受圧部の面積占有率を大きくできる。換言すると、可撓性部材の変位に伴い弁体を開弁させるために必要とされる作動レバーに対する押圧力を得るための受圧部面積に変更がないとしたならば、本発明においては、溝状流路の開口面積の方を小さくすることが可能とされる。したがって、バルブユニットにおいて可撓性部材に必要とされる受圧部の面積を溝状流路の開口面積との対比において広く確保することができるので、溝状流路をより幅狭に形成しつつも、受圧部の必要面積を確保して、バルブユニットの小型化を図ることができる。 In this regard, in the present invention, the operating lever is formed in a shape that is wider on the fixed end side than on the free end side. Therefore, the area of the pressure receiving portion in the flexible member increases toward the opening edge of the groove-shaped flow path on the fixed end side of the operating lever, and the pressure receiving portion of the flexible member with respect to the opening area of the groove-shaped flow path The area occupancy rate of can be increased. In other words, in the present invention, if there is no change in the pressure receiving portion area for obtaining the pressing force against the operating lever required for opening the valve body with the displacement of the flexible member, It is possible to reduce the opening area of the channel. Therefore, since the area of the pressure receiving portion required for the flexible member in the valve unit can be ensured in comparison with the opening area of the groove-shaped flow path, the groove-shaped flow path is formed narrower. In addition, the required area of the pressure receiving portion can be secured and the valve unit can be downsized.
本発明のバルブユニットにおいて、前記作動レバーは、その固定端側の方が自由端側に比べて幅狭な形状に形成されるとともに、前記溝状流路は、前記作動レバーの固定端側と対応する一端側流路部分の方が前記作動レバーの自由端側と対応する他端側流路部分に比べて開口幅が幅狭に形成されている。 In the valve unit of the present invention, the actuating lever is formed in a shape whose width on the fixed end side is narrower than that on the free end side, and the groove-like channel is formed on the fixed end side of the actuating lever. The corresponding one end side flow passage portion is formed with a narrower opening width than the other end side flow passage portion corresponding to the free end side of the operating lever.
本発明によれば、溝状流路の開口幅を、作動レバーの幅狭な固定端側と対応する一端側流路部分において小さくすることができるので、その分だけ、バルブユニット及び流体噴射装置を小型化することができる。 According to the present invention, the opening width of the groove-shaped flow path can be reduced at the one end side flow path portion corresponding to the narrow fixed end side of the operating lever. Can be miniaturized.
本発明のバルブユニットにおいて、前記流路形成部材には前記溝状流路が並列状態で複数形成されており、隣り合う溝状流路同士は、その一端側流路部分と他端側流路部分とが並列方向に交互配置となるように形成されている。 In the valve unit of the present invention, a plurality of the groove-like flow paths are formed in parallel in the flow path forming member, and the adjacent groove-like flow paths are composed of one end side flow path portion and the other end side flow path. The portions are formed so as to be alternately arranged in the parallel direction.
本発明によれば、並列方向で隣り合う溝状流路同士が、幅狭の一端側流路部分と幅広の他端側流路部分とを入れ子状に配置されることになるため、流路形成部材上において複数の溝状流路をスペースの有効利用を図って無駄なく並列配置することができ、この点で、バルブユニットの一層の小型化を図ることができる。 According to the present invention, the groove-like flow paths adjacent in the parallel direction are arranged such that the narrow one-end flow path portion and the wide other-end flow path portion are nested. On the forming member, a plurality of groove-like flow paths can be arranged in parallel without waste to effectively use the space. In this respect, the valve unit can be further reduced in size.
本発明のバルブユニットにおいて、前記作動レバーは、該作動レバーの長手方向の中間位置よりも自由端側に重心が位置するとともに、該重心よりも固定端側の位置で前記弁体を押圧する配置構成とされている。 In the valve unit of the present invention, the operating lever is arranged such that the center of gravity is located on the free end side with respect to the intermediate position in the longitudinal direction of the operating lever, and the valve body is pressed at a position on the fixed end side with respect to the center of gravity. It is configured.
本発明によれば、作動レバーにおける可撓性部材の変位により生じる押圧力の倍力性能を向上させることができるため、より小さな可撓性部材の変位によっても、作動レバーの傾動により弁体を開弁状態となる方向に押圧することができる。したがって、可撓性部材における受圧部の面積を小さくしても、弁体を確実に作動させることができるようになるため、この点でも、溝状流路を小さくしてバルブユニットを小型化することができる。 According to the present invention, since the boosting performance of the pressing force generated by the displacement of the flexible member in the operating lever can be improved, the valve element can be moved by the tilting of the operating lever even when the displacement of the flexible member is smaller. It can be pressed in the direction of opening the valve. Therefore, even if the area of the pressure receiving portion in the flexible member is reduced, the valve element can be reliably operated. Also in this respect, the groove-like flow path is reduced and the valve unit is reduced in size. be able to.
本発明の流体噴射装置は、流体を噴射する流体噴射ヘッドと、上記構成のバルブユニットとを備えた。
本発明によれば、装置構成の一部であるバルブユニットが小型化されるため、流体噴射装置の小型化を図ることができる。
The fluid ejecting apparatus of the present invention includes a fluid ejecting head that ejects fluid and the valve unit having the above-described configuration.
According to the present invention, since the valve unit which is a part of the device configuration is reduced in size, the fluid ejection device can be reduced in size.
(第1実施形態)
以下、本発明をインクジェット式プリンタ(以下、単にプリンタという)に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an ink jet printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施形態の流体噴射装置としてのプリンタ11は、略矩形箱状をなす本体ケース12を備えるとともに、この本体ケース12内の前方下部には、プラテン13が主走査方向となる本体ケース12の長手方向(図1において左右方向)に沿って架設されている。プラテン13は、記録用紙Pを支持する支持台であって、このプラテン13上には、図示しない紙送り機構により記録用紙Pが主走査方向と直交する副走査方向に沿って給送されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a
本体ケース12内においてプラテン13の後部上方には、主走査方向に沿って棒状のガイド軸14が架設され、このガイド軸14にはキャリッジ15が移動可能に支持されている。また、本体ケース12内の後方側面においてガイド軸14の両端部と対応する位置には、駆動プーリ16及び従動プーリ17が回転自在に支持されている。駆動プーリ16にはキャリッジモータ18が連結されるとともに、一対のプーリ16,17間にはキャリッジ15を支持した無端状のタイミングベルト19が掛装されている。したがって、キャリッジ15は、キャリッジモータ18の駆動により、ガイド軸14に沿って主走査方向に往復移動可能となっている。
In the
本体ケース12内の一端側(図1では右端側)には箱形のカートリッジホルダ20が設けられている。カートリッジホルダ20には、インクカートリッジ21が流体としてのインクの色毎に複数個(本実施形態においては4個)、着脱可能に装着されている。
A box-shaped
各インクカートリッジ21はカートリッジホルダ20に装着された場合にインク供給チューブ22の上流端に接続されるようになっている。また、各インク供給チューブ22の下流端は、キャリッジ15上に搭載されたバルブユニット23の上流側と接続されるとともに、バルブユニット23の下流側はキャリッジ15の下面側に設けられた流体噴射ヘッドとしての記録ヘッド24に接続されている。そして、記録ヘッド24の下面にて構成されるノズル形成面(図示略)には、複数のノズル開口(図示略)が形成されている。
Each
なお、バルブユニット23は、インクカートリッジ21から記録ヘッド24にインクを安定して供給するために設けられた弁機構であり、常には閉弁状態となっているが、印刷などを行う際にノズル開口(図示略)から所定量のインクが記録用紙Pに向けて噴射された場合には、開弁状態となって記録ヘッド24側へインクを補給するようになっている。
The
カートリッジホルダ20とプラテン13との間、すなわち、記録用紙Pが至らない非印刷領域は、プリンタ11の電源オフ時や記録ヘッド24をメンテナンスする場合にキャリッジ15の待機場所となるホームポジションHPになっている。また、キャリッジ15がホームポジションHPに配置されたときの下方となる位置には、記録ヘッド24のメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット25がキャップ26及び吸引ポンプ(図示略)等を構成要素として備えられている。そして、記録ヘッド24のメンテナンス時などには、キャップ26が記録ヘッド24に対してノズル開口(図示略)を囲うように当接し、その状態において吸引ポンプ(図示略)が駆動されることにより、インク供給チューブ22内及び記録ヘッド24内にあるインクや気泡などが吸引排出されるようになっている。
The non-printing area between the
カートリッジホルダ20の上側には、加圧ユニット27が載置されている。加圧ユニット27は加圧ポンプ28を備え、加圧ポンプ28の駆動によって生成された加圧空気は空気供給路29を介してインクカートリッジ21内に圧送されるようになっている。なお、加圧ユニット27において、加圧ポンプ28の下流側の空気供給路29には圧力検出器30及び大気開放弁31が接続されている。
A
空気供給路29は、大気開放弁31の下流側に配設された分配器32を境にインクカートリッジ21の個数と同数に分岐されている。そして、分岐された各空気供給路29は、それぞれの下流端が各々対応するインクカートリッジ21に接続されている。
The
各インクカートリッジ21は、内部が加圧室(図示略)となっており、この加圧室の上側に空気供給路29の下流端が接続されている。また、各インクカートリッジ21の加圧室内には可撓性のフィルムによって袋状に形成されたインクパック(図示略)が収容されている。したがって、加圧ポンプ28が駆動された場合には、加圧ポンプ28から圧送された加圧空気が空気供給路29を介してインクカートリッジ21内に導入され、加圧空気の空気圧によってインクパックが押し潰されることにより、インクパック内に収容されたインクが記録ヘッド24側に供給されるようになっている。
Each
次に、バルブユニット23の構成について詳述する。
図2及び図3に示すように、バルブユニット23は、外形が略直方体形状をなす金属材料又は樹脂材料からなる定形性の流路形成部材33を備えており、この流路形成部材33の平面状をなす上面には複数(本実施形態では4つ)の平面視略長円形状をなす上面側凹部34が溝状流路を構成するべく並列状に形成されている。そして、各上面側凹部34の開口を封止するように可撓性部材としてのフィルム部材35が溶着されることにより、各上面側凹部34とフィルム部材35とによって複数(本実施形態では4つ)の圧力室36が囲み形成されている。
Next, the configuration of the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、フィルム部材35は、インク性状に化学的な影響を及ぼさないこと、更に水分透過度や、酸素や窒素透過度の低い材質で作られている。すなわち、フィルム部材35は、例えば、高密度ポリエチレンフィルム或いはポリプロピレンフィルムに、塩化ビニリデンをコーティングしたナイロンフィルムを接着ラミネートした構成のフィルムによって構成されている。
The
図3に示すように、流路形成部材33の平面状をなす下面には、各上面側凹部34の下方において後寄りの位置に、平断面円形状の下面側凹部37が各々形成されている。そして、各下面側凹部37の下端開口部には円板状の保持部材38が各々密嵌されることにより、下面側凹部37と保持部材38とによってインク供給室39が各々囲み形成されている。この場合、流路形成部材33の下面と保持部材38の下面とは面一になっている。
As shown in FIG. 3, the lower surface side
また、互いに対応する圧力室36とインク供給室39とは、流入孔としての連通孔40を介してそれぞれ連通されており、該連通孔40によりインク供給室39から圧力室36内にインクを流入させることが可能となっている。圧力室36内及びインク供給室39内には、これら両室36,39を跨ぐように弁体41が収容されている。この弁体41は、連通孔40に挿通された円柱状のバルブ軸42と、インク供給室39内においてバルブ軸42の下端部に設けられた該バルブ軸42の外径よりも大きい外径を持つ円板状の鍔部43とを備えている。
The
この場合、バルブ軸42は鍔部43の中心を貫通しており、バルブ軸42の下端部は鍔部43よりも下側に突出している。鍔部43の外径は、連通孔40の内径よりも大きく、且つインク供給室39の内径よりも小さくなっている。鍔部43の上面には、該上面の周縁に沿って円環状の可撓性材料よりなるシール部材44がバルブ軸42を囲むように固着されている。
In this case, the
インク供給室39内における弁体41の下側には、付勢部材としての円錐台状のコイルばね47が配置されている。すなわち、コイルばね47は、その上端を弁体41における鍔部43の下面に当接させると共に、その下端を保持部材38の上面に当接させることにより、弁体41を常には閉弁状態となる方向である上方に向かって付勢するようになっている。そして、この弁体41の閉弁状態では、シール部材44が連通孔40を囲んだ状態でインク供給室39内の上壁面に密着して連通孔40が閉鎖された状態、すなわち圧力室36とインク供給室39とが非連通状態になっている。
A truncated cone-shaped
また、流路形成部材33には、下面側凹部37の側面に下流端が開口するとともに、上流端がインク供給チューブ22(図1参照)の下流端に接続された流入路51が下面側凹部37毎に貫通形成されている。さらに、流路形成部材33には、上面側凹部34の下方におけるインク供給室39よりも前方側の位置に、上面側凹部34の底面に上流端が開口するとともに、下流端が記録ヘッド24に接続された流出孔としての流出路52が上面側凹部34毎に貫通形成されている。この流出路52は、圧力室36内からインクを記録ヘッド24側へ流出させるためのものである。
Further, the flow
流路形成部材33の上面における各上面側凹部34の後側には、該各上面側凹部34と隣接するように段差部53がそれぞれ設けられている。そして、各段差部53上には前後方向に長い矩形薄板状の作動レバー54がヒンジ部55を介して片持ち梁状に固定されている。この作動レバー54は、適度な弾力性を持つ金属からなっており、その後端側の基端部54aが流路形成部材33に対する固定端となり、その前端側の先端部54bが上面側凹部34内の前端側において流出路52の真上まで達した自由端となっている。
図2及び図4に示すように、作動レバー54は、その平面視形状において固定端となる基端部54a側の幅W1の方が自由端となる先端部54b側の幅W2よりも幅広な台形状をなすように形成されている。その一方、上面側凹部34は、その長手方向において作動レバー54の基端部54a側と対応する流入側流路部分(一端側流路部分)34aと作動レバー54の先端部54b側と対応する流出側流路部分(他端側流路部分)34bを含む凹部全体の短手方向の開口の幅L0が略同一幅となるように形成されている。そのため、図4に示すように、作動レバー54の長手方向に沿う側端縁と上面側凹部34の開口縁との間に形成される隙間は、作動レバー54の基端部54a側での隙間t1の方が先端部54b側での隙間t2よりも小さくなっている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the operating
また、作動レバー54は、その平面視形状が台形状をなしているため、その長手方向の中間位置Cよりも基端部54a寄りの位置に重心Gが位置している。そして、作動レバー54は、圧力室36内にあってフィルム部材35の内面に沿って前後方向に延びるように配設され、その長手方向において重心Gよりも更に基端部54a寄りの位置に弁体41のバルブ軸42の上端がコイルばね47の付勢力に基づき当接する構成とされている。
Further, since the
そして、圧力室36内の圧力が低下してフィルム部材35が圧力室36の内方(図3において下側)に撓んで変位した場合には、この変位するフィルム部材35からの押圧力を受けることにより、作動レバー54は、その基端部54aから突出したヒンジ部55を支点として下方に向かって屈曲するように弾性変形するようになっている。そして、この作動レバー54の弾性変形により、該作動レバー54によってバルブ軸42がコイルばね47の付勢力に抗して下方に押し下げられてシール部材44がインク供給室39内の上壁面から離間することで、弁体41が開弁されるようになっている。なお、弁体41が開弁状態にある場合には、連通孔40が開放された状態、すなわち圧力室36とインク供給室39とが連通状態になる。
Then, when the pressure in the
ところで、フィルム部材35には、圧力室36の内方への変位に伴って作動レバー54を押圧して弾性変形させたときに、その作動レバー54からの反力を受ける受圧部35aが存在する。すなわち、図4に二点鎖線で示すように、フィルム部材35においては上面側凹部34の開口を封止している領域内のうち作動レバー54の長手方向に沿う側端縁と上面側凹部34の開口縁との中間位置を環状に結ぶ線で囲まれた一部領域が受圧部35aとなる。なお、この受圧部35aについては、上面側凹部34の開口面積に占める受圧部35aの面積の割合が大きいほど、フィルム部材35が変位に伴い作動レバー54を押圧するときの押圧力も大きなものとなる。
By the way, the
そこで次に、以上のように構成されたバルブユニット23の作用について説明する。
さて、記録ヘッド24のノズル開口(図示略)からインクを噴射して記録用紙Pの印刷を行うと、圧力室36内のインクが流出路52を介して記録ヘッド24側に流出して減少するため、圧力室36内に負圧が生じる。圧力室36内に負圧が発生するとフィルム部材35が大気圧によって下側(圧力室36の内方)に撓むことで、作動レバー54が下方に押圧される。すると、作動レバー54は、固定端である基端部54a(具体的にはヒンジ部55)を支点、基端部54aと重心Gとの間でバルブ軸42の上端が当接している部分を作用点、自由端である先端部54bを力点とした梃子の原理により、フィルム部材35からの下方への押圧力を倍力してバルブ軸42に伝達する。
Next, the operation of the
When ink is ejected from a nozzle opening (not shown) of the
このとき、バルブユニット23においては、作動レバー54の側端縁と上面側凹部34の開口縁との間の隙間が、作動レバー54の基端部54a側の隙間t1は小さいものの、作動レバー54の先端部54b側の隙間t2は小さくなっていないため、作動レバー54の先端部54b側では変位するフィルム部材35の反力の影響も無視し得る程度となる。また、作動レバー54は、基端部54a側が先端部54b側よりも幅広の平面視台形状に形成されているため、特に、作動レバー54の基端部54a側と対応する部分でフィルム部材35における受圧部35aの面積を拡大でき、上面側凹部34の開口面積に対する受圧部35aの面積占有率を高めることができる。換言すると、弁体41を開弁させるためにフィルム部材35が変位して作動レバー54を押圧する際に必要とされる押圧力を確保し得る受圧部35aの面積に変わりはないので、上面側凹部34の開口面積に対する受圧部35aの面積占有率が高まった分だけ、上面側凹部34の開口面積を小さくすることが可能となる。
At this time, in the
以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)このバルブユニット23では、作動レバー54の端縁と上面側凹部34の開口縁との間の隙間を、作動レバー54の固定端となる基端部54a側での隙間t1を自由端となる先端部54b側での隙間t2よりも小さくしている。したがって、このように隙間を小さくした分だけ、上面側凹部34の開口幅を幅狭にすることができ、その結果、バルブユニット23の小型化を図ることができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In this
(2)このバルブユニット23では、作動レバー54の基端部54a側を先端部54bよりも幅広に形成したことで、フィルム部材35において変位時に作動レバー54を押圧する際の有効領域となる受圧部35aの面積を拡大することができる。このため、上面側凹部34の開口面積に対する受圧部35aの面積占有率が高まった分、上面側凹部34の開口面積を、作動レバーが長手方向へ同一幅に形成された場合に比して、相対的に小さくすることができ、バルブユニット23の更なる小型化を図ることができる。
(2) In this
(3)このプリンタ11では、バルブユニット23が小型化されるため、プリンタ11自体も小型化することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、図5及び図6を参照して以下説明する。
(3) In this
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
さて、本実施形態におけるバルブユニット23は、上面側凹部34と作動レバー54の各形状及び配置構成が第1実施形態とは異なっている。したがって、以下においては第1実施形態と異なる部分に着目して説明することにし、第1実施形態と同一構成については同一符号を付すことにより重複説明は省略する。
Now, the
図5及び図6に示すように、本実施形態では、流路形成部材33の上面に凹み形成される上面側凹部34の開口幅を、作動レバー54の基端部54a側と対応する流入側流路部分34aの幅L1の方が作動レバー54の先端部54b側と対応する流出側流路部分34bの幅L2よりも幅狭となる平面視台形状をなすように形成している。なお、本実施形態では、上面側凹部34を長手方向において同一幅の平面視略長方形状に形成した場合に必要となる開口の幅をL0(図4参照)、幅狭の基端部54a側の開口の幅をL1、幅広の先端部54b側の開口の幅をL2としたときに、例えば(L1+L2)/2=L0となるように上面側凹部34の開口形状が設定されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, in this embodiment, the opening width of the upper
また、作動レバー54については、固定端となる基端部54a側の幅W1の方が自由端となる先端部54b側の幅W2よりも幅狭な平面視台形状をなすように形成されている。そのため、図5に示すように、本実施形態においては、作動レバー54の重心Gが該作動レバー54の長手方向の中間位置Cよりも自由端となる先端部54b側に位置しており、その中間位置Cよりも基端部54a側の位置に弁体41のバルブ軸42の上端がコイルばね47の付勢力に基づき当接する構成とされている。そして、作動レバー54の長手方向に沿う側端縁と上面側凹部34の開口縁との間に形成される隙間については、第1実施形態の場合と同様に、作動レバー54の基端部54a側での隙間t1の方が先端部54b側での隙間t2よりも小さくなっている。
Further, the operating
さらに、図6に示すように、本実施形態では、上記のように構成された複数(図6では4つ)の上面側凹部34が流路形成部材33の上面に並列状態で形成されている。そして、その並列配置状態において、並列方向で隣り合う上面側凹部34同士は、開口幅の狭い流入側流路部分34aと開口幅の広い流出側流路部分34bが並列方向に交互配置となるように形成されている。すなわち、平面視台形状をなす複数の上面側凹部34が並列方向において入れ子状に配置されている。
Further, as shown in FIG. 6, in the present embodiment, a plurality (four in FIG. 6) of upper surface side
したがって、この第2実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)及び(3)と同様の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
(4)このバルブユニット23では、作動レバー54の先端部54b側を基端部54aよりも幅広に形成したことで、フィルム部材35において変位時に作動レバー54を押圧する際の有効領域となる受圧部35aの面積を拡大することができる。このため、上面側凹部34の開口面積に対する受圧部35aの面積占有率が高まった分、上面側凹部34の開口面積を、作動レバーが長手方向へ同一幅に形成された場合に比して、相対的に小さくすることができ、バルブユニット23の更なる小型化を図ることができる。
Therefore, according to this 2nd Embodiment, in addition to the effect similar to (1) and (3) of the said 1st Embodiment, the following effects can be acquired.
(4) In this
(5)このバルブユニット23では、並列方向で隣り合う複数の上面側凹部34同士が幅狭の流入側流路部分34aと幅広の流出側流路部分34bとを入れ子状に配置される。そのため、流路形成部材33上に複数の上面側凹部34をスペースの有効利用を図りつつ無駄なく配置することができ、バルブユニット23の一層の小型化を図ることができる。
(5) In this
(6)このバルブユニット23では、作動レバー54の重心Gが作動レバー54の長手方向の中間位置Cよりも自由端となる先端部54b側に位置すると共に、その中間位置Cよりも固定端となる基端部54a側の位置で弁体41のバルブ軸42を押圧する配置構成となっている。そのため、作動レバー54の有効長が長くなり、レバー比が大きくなることから、フィルム部材35の変位に伴い作動レバー54が弁体41を開弁方向へ押圧する際の押圧力の倍力性能を向上させることができ、フィルム部材35は受圧部35aの面積が更に小さくても必要十分な押圧力を変位に伴い生じさせることができる。したがって、上面側凹部34の開口面積を更に小さくすることも可能となり、より一層、バルブユニット23を小型化することができる。
(6) In this
なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態(別例)に変更しても良い。
・ 上記第1実施形態において、上面側凹部34の開口形状を、作動レバー54の基端部54a側と対応する流入側流路部分34aを幅狭にすると共に、作動レバー54の先端部54b側と対応する流出側流路部分34bを幅広にした平面視台形状をなすように形成してもよい。このように構成した場合、複数の上面側凹部34を流路形成部材33の上面に入れ子状に配置することが可能となり、バルブユニット23を更に一層小型化することができる。
In addition, you may change said each embodiment into another embodiment (another example) as follows.
In the first embodiment, the opening shape of the upper surface side
・ 上記第1実施形態において、作動レバー54の先端部54b側の厚さを基端部54a側よりも厚くしたり先端部54b側に錘を付けたりすることで、作動レバー54の重心Gの位置が長手方向の中間位置Cよりも先端部54b側に位置するようにしてもよい。このように構成した場合、作動レバー54のレバー比を第2実施形態の場合と同様に大きくすることが可能となり、更にバルブユニット23の小型化が可能になる。
In the first embodiment, the center of gravity G of the actuating
・ 上記第2実施形態において、作動レバー54は平面略長方形状に形成してもよい。
・ 上記各実施形態において、流体噴射装置を、記録用紙Pの搬送方向(前後方向)と交差する方向において記録ヘッド24が記録用紙Pの幅方向(左右方向)の長さに対応した全体形状をなす、いわゆるフルラインタイプ(ラインヘッド方式)のプリンタに具体化してもよい。
In the second embodiment, the operating
In each of the above embodiments, the fluid ejecting apparatus has an overall shape in which the
・ 上記各実施形態では、流体噴射装置をインクジェット式記録装置に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の流体(液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体、流体として流して噴射できる固体を含む)を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材(画素材料)などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、ゲル(例えば物理ゲル)などの流状体を噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体(粉流体)を例とする固体を噴射する粉流体噴射装置(例えばトナージェット式記録装置)であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。なお、本明細書において「流体」とは、気体のみからなる流体を含まない概念であり、流体には、例えば液体(無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)等を含む)、液状体、流状体、粉流体(粒体、粉体を含む)などが含まれる。 In each of the above embodiments, the fluid ejecting apparatus is embodied as an ink jet recording apparatus. However, the present invention is not limited to this, and fluid other than ink (liquid or liquid in which particles of functional material are dispersed or mixed in liquid) Body, a fluid such as a gel, and a solid including a solid that can be ejected as a fluid). For example, a liquid material ejecting apparatus that ejects a liquid material that is dispersed or dissolved in materials such as electrode materials and color materials (pixel materials) used in the manufacture of liquid crystal displays, EL (electroluminescence) displays, and surface-emitting displays. Further, a liquid ejecting apparatus that ejects a bio-organic matter used for biochip manufacturing, or a liquid ejecting apparatus that ejects a liquid that is used as a precision pipette and serves as a sample may be used. In addition, transparent resin liquids such as UV curable resin to form liquid injection devices that pinpoint lubricant oil onto precision machines such as watches and cameras, and micro hemispherical lenses (optical lenses) used in optical communication elements. A liquid ejecting apparatus that ejects a liquid onto the substrate, a liquid ejecting apparatus that ejects an etching solution such as acid or alkali to etch the substrate, and a fluid ejecting apparatus that ejects a fluid such as a gel (for example, a physical gel) A powder fluid ejecting apparatus (for example, a toner jet recording apparatus) that ejects a solid such as powder (powder fluid) such as toner may be used. The present invention can be applied to any one of these fluid ejecting apparatuses. In the present specification, the term “fluid” is a concept that does not include a fluid consisting only of gas. Examples of the fluid include liquid (inorganic solvent, organic solvent, solution, liquid resin, liquid metal (metal melt), etc. ), Liquids, fluids, powdered fluids (including granules and powders), and the like.
11…流体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ、23…バルブユニット、24…流体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、33…流路形成部材、34…溝状流路としての上面側凹部、34a…一端側流路部分としての流入側流路部分、34b…他端側流路部分としての流出側流路部分、35…可撓性部材としてのフィルム部材、36…圧力室、40…流入孔としての連通孔、41…弁体、52…流出孔としての流出路、54…作動レバー、54a…固定端としての基端部、54b…自由端としての先端部54b、C…中間位置、G…重心、t1,t2…隙間。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
常には閉弁状態となる方向に所定の付勢力で付勢され、閉弁状態となることにより前記流入孔を閉鎖するとともに、開弁状態となることにより前記流入孔を開放する弁体と、
前記溝状流路の開口を封止して該溝状流路との間に圧力室を囲み形成すると共に、その圧力室内の圧力変動に基づいて変位する可撓性部材と、
該可撓性部材の前記圧力室の内方への変位に伴い該可撓性部材から押圧力を受けて傾動することで、前記弁体を前記付勢力に抗して開弁状態となる方向に押圧可能な片持ち梁状の作動レバーとを備え、
該作動レバーの長手方向に沿う側端縁と前記溝状流路の開口縁との間における前記溝状流路の幅方向での隙間を前記作動レバーの固定端側での隙間の方が自由端側での隙間よりも小さくしたバルブユニット。 A flow path forming member having a regularity in which a groove-shaped flow path communicating with an inflow hole for allowing fluid to flow in and an outflow hole for allowing fluid to flow out is recessed on one surface;
A valve body that is always energized with a predetermined energizing force in a direction to be in a valve-closed state, closes the inflow hole by being in a valve-closed state, and opens the inflow hole by being in a valve-open state;
A flexible member that seals the opening of the groove-shaped channel and surrounds and forms a pressure chamber between the groove-shaped channel and is displaced based on pressure fluctuation in the pressure chamber;
A direction in which the valve body is opened against the urging force by being tilted by receiving a pressing force from the flexible member as the flexible member is displaced inward of the pressure chamber. With a cantilevered lever that can be pressed
The gap in the width direction of the groove-like channel between the side edge along the longitudinal direction of the actuating lever and the opening edge of the groove-like channel is more free on the fixed end side of the actuating lever. Valve unit that is smaller than the gap on the end side.
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