JP2016132190A - Pressure regulating valve, liquid spray head and liquid spray device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流路の途中に設けられて当該流路を開閉する圧力調整弁、圧力調整弁を具備する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a pressure adjusting valve provided in the middle of a flow path to open and close the flow path, a liquid ejecting head including the pressure adjusting valve, and a liquid ejecting apparatus.
被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置には、例えば、液体としてインクを噴射させて被噴射媒体である紙や記録シート等に印刷を行うインクジェット式記録装置が知られている。 As a liquid ejecting apparatus that ejects a liquid onto an ejected medium, for example, an ink jet recording apparatus that ejects ink as a liquid and performs printing on a paper, a recording sheet, or the like as an ejected medium is known.
このようなインクジェット式記録装置には、インクタンクなどの液体貯留手段からチューブ等の供給管を介してインクジェット式記録ヘッドにインクが供給され、インクタンクから供給されたインクをインクジェット式記録ヘッドのノズル開口からインク滴として噴射するものがある。また、液体貯留手段から供給されたインクがインクジェット式記録ヘッドに所定の圧力で供給されるように、流路の途中に圧力調整弁が設けられたものが提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。 In such an ink jet recording apparatus, ink is supplied from a liquid storage means such as an ink tank to an ink jet recording head via a supply pipe such as a tube, and the ink supplied from the ink tank is used as a nozzle of the ink jet recording head. Some ejected as ink droplets from the opening. Further, there has been proposed an apparatus in which a pressure adjusting valve is provided in the middle of the flow path so that ink supplied from the liquid storage means is supplied to the ink jet recording head at a predetermined pressure (for example, Patent Document 1). And 2).
圧力調整弁は、弁座と、弁体と、を具備し、弁体が弁座に当接することにより流路を閉弁し、弁体が弁座から離反することで流路を開弁するようになっている。このような弁座と弁体との開閉は、下流側の流路の圧力によって行われる。 The pressure regulating valve includes a valve seat and a valve body, and closes the flow path when the valve body comes into contact with the valve seat, and opens the flow path when the valve body is separated from the valve seat. It is like that. Such opening and closing of the valve seat and the valve body is performed by the pressure in the downstream flow path.
しかしながら、圧力調整弁の弁体と弁座とが繰り返し当接することによって、液体に含まれる成分が堆積し、堆積物によって弁体と弁座との当接不良による閉塞不良が発生するという問題がある。 However, when the valve body and the valve seat of the pressure regulating valve repeatedly come into contact with each other, a component contained in the liquid accumulates, and the problem of blockage due to poor contact between the valve body and the valve seat due to the deposit occurs. is there.
特に液体噴射ヘッドにおいて、圧力調整弁の閉塞不良が発生すると、液体がリークすることによってノズル開口から液体垂れが生じ、被噴射媒体を汚してしまうことや、液体噴射装置を汚してしまうという問題がある。 In particular, in the liquid ejecting head, when the pressure regulating valve is closed badly, the liquid leaks to cause liquid dripping from the nozzle opening, which contaminates the ejected medium or the liquid ejecting apparatus. is there.
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに用いられる圧力調整弁に限定されず、その他のデバイスに用いられる圧力調整弁においても同様に存在する。 Such a problem is not limited to a pressure regulating valve used in a liquid jet head typified by an ink jet recording head, and similarly exists in pressure regulating valves used in other devices.
本発明はこのような事情に鑑み、液体の成分の堆積を抑制して液体のリークを抑制することができる圧力調整弁、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a pressure adjusting valve, a liquid ejecting head, and a liquid ejecting apparatus that can suppress liquid leakage by suppressing deposition of liquid components.
上記課題を解決する本発明の態様は、ハウジング内の1次室と、前記ハウジング内に前記1次室と隔壁によって隔てられた2次室と、前記隔壁を貫通して設けられた連通流路と、前記連通流路内に挿入された軸状の弁体と、前記2次室の開口を封止すると共に前記弁体を大気圧基準で軸方向に移動させる受圧膜体と、を具備し、前記弁体は、内部に設けられた供給路と、前記軸方向の前記1次室側に設けられて前記供給路と外部とを連通する流入孔と、前記軸方向の前記2次室側に設けられて前記供給路と外部とを連通する流出孔と、を具備し、前記弁体が前記連通流路内を軸方向に移動することで、前記流入孔を前記1次室に開口させると共に前記流出孔を前記2次室に開口させて前記1次室と前記2次室とを前記供給路を介して連通する開弁状態と、前記流入孔及び前記流出孔の両方を前記1次室又は前記2次室に開口させて前記供給路を塞ぐ閉弁状態と、を切り替え可能となっていることを特徴とする圧力調整弁にある。
かかる態様では、弁体とハウジングとが繰り返し当接することなく、軸状の弁体を軸方向に移動させることで、流入孔及び流出孔の開口位置を変更することで、開閉することができるため、液体が凝集することによる堆積物を減少させることができる。また、凝集した液体が堆積したとしても、弁体の移動によって堆積物をそぎ落とすことができる。
An aspect of the present invention that solves the above problems includes a primary chamber in a housing, a secondary chamber separated from the primary chamber by a partition in the housing, and a communication channel provided through the partition. And a shaft-shaped valve body inserted into the communication channel, and a pressure-receiving film body that seals the opening of the secondary chamber and moves the valve body in the axial direction with reference to atmospheric pressure. The valve body includes a supply passage provided inside, an inflow hole provided on the primary chamber side in the axial direction to communicate the supply passage with the outside, and the secondary chamber side in the axial direction. And an outflow hole that communicates the supply path with the outside, and the valve body moves in the communication channel in the axial direction, thereby opening the inflow hole into the primary chamber. In addition, the outflow hole is opened in the secondary chamber, and the primary chamber and the secondary chamber communicate with each other through the supply path. A pressure characterized by being able to switch between a valve state and a closed state in which both the inflow hole and the outflow hole are opened in the primary chamber or the secondary chamber to block the supply path. It is in the regulating valve.
In this aspect, the valve body and the housing can be opened and closed by changing the opening positions of the inflow hole and the outflow hole by moving the axial valve body in the axial direction without repeatedly contacting the valve body and the housing. , Deposits due to liquid agglomeration can be reduced. Moreover, even if the condensed liquid accumulates, the deposit can be scraped off by the movement of the valve element.
ここで、前記連通流路内には、前記弁体に当接する弾性部材が設けられていることが好ましい。これによれば、弾性部材によって弁体と連通流路とが密着し、液体のリークを抑制することができる。 Here, it is preferable that an elastic member in contact with the valve body is provided in the communication channel. According to this, the valve body and the communication channel are brought into close contact with each other by the elastic member, and liquid leakage can be suppressed.
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の圧力調整弁と、当該圧力調整弁から供給された液体を噴射するヘッド本体と、を具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、液体の成分の堆積を抑制して液体のリークを抑制することができ、液体による汚染を抑制した液体噴射ヘッドを実現できる。
According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting head including the pressure regulating valve according to the above aspect and a head body that ejects the liquid supplied from the pressure regulating valve.
According to this aspect, it is possible to suppress the liquid leakage by suppressing the deposition of the liquid component, and it is possible to realize a liquid ejecting head that suppresses the contamination by the liquid.
また、本発明の他の態様は、上記態様の圧力調整弁を具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、液体の成分の堆積を抑制して液体のリークを抑制することができ、液体による汚染を抑制した液体噴射装置を実現できる。
According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the pressure regulating valve according to the above aspect.
In such an aspect, it is possible to suppress the liquid leakage by suppressing the deposition of the liquid component, and it is possible to realize a liquid ejecting apparatus that suppresses the contamination by the liquid.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の平面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view of an ink jet recording apparatus which is an example of a liquid ejecting apparatus according to
図1に示すように、インクジェット式記録装置1は平面視矩形状をなす本体フレーム2を備えている。この本体フレーム2内には被噴射媒体(図示略)を支持する媒体支持部材3が主走査方向となる第1の方向Xに沿って延設されている。媒体支持部材3上には、図示しない紙送り機構により紙などの被噴射媒体が副走査方向となる第1の方向Xに直交する第2の方向Yに沿って給送されるようになっている。また、本体フレーム2内における媒体支持部材3の上方には、媒体支持部材3の第1の方向Xと平行に延びる棒状のガイド軸4が架設されている。
As shown in FIG. 1, the ink
ガイド軸4には、キャリッジ5がガイド軸4に沿って第1の方向Xに往復移動可能な状態で支持されている。キャリッジ5は、本体フレーム2に設けられた一対のプーリー6a間に掛装された無端状のタイミングベルト6を介して本体フレーム2に設けられたキャリッジモーター7に連結されている。これにより、キャリッジ5は、キャリッジモーター7の駆動によってガイド軸4に沿って往復移動される。
A carriage 5 is supported on the
キャリッジ5は、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド15(以下、単に記録ヘッド15とも言う)を保持する。本実施形態の記録ヘッド15は、ヘッド本体20と、液体貯留手段であるインクタンク8からのインクをヘッド本体20に供給する圧力調整弁50と、を具備する。
The carriage 5 holds an ink jet recording head 15 (hereinafter also simply referred to as a recording head 15), which is an example of the liquid ejecting head of the present embodiment. The
詳しくは後述するが、ヘッド本体20の媒体支持部材3に相対向する面には、複数のノズル開口が設けられており、ヘッド本体20内に設けられた図示しない圧力発生手段を駆動することにより、各ノズル開口から媒体支持部材3上に給送された被噴射媒体にインク滴が噴射されることでインク滴によるドットの着弾、すなわち、印刷が行われるようになっている。
As will be described in detail later, a plurality of nozzle openings are provided on the surface of the head
本体フレーム2の第1の方向Xの一端側にはタンクホルダー9が設けられており、タンクホルダー9には液体貯留手段である複数のインクタンク8がそれぞれ着脱可能に装着されている。本実施形態ではインクタンク8は、2個設けられている。各インクタンク8には、互いに種類(色)の異なるインクが収容されている。
A
タンクホルダー9に装着された各インクタンク8は、チューブ等の供給管10を介して本実施形態の圧力調整弁50に接続されている。圧力調整弁50は、各インクタンク8から各供給管10を介して供給される各色のインクをそれぞれ一時貯留するようになっており、個別に一時貯留した各色のインクはそれぞれヘッド本体20に供給される。
Each
本体フレーム2内における第1の方向Xの一端部寄りの位置であって、キャリッジ5のホームポジション領域には、ヘッド本体20のクリーニング等のメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット11が設けられている。このメンテナンスユニット11は、ヘッド本体20の各ノズル開口を囲うように該ヘッド本体20に当接したり各ノズル開口からフラッシングによって吐出されるインクを受容したりするためのキャップ12と、キャップ12内を吸引可能な吸引ポンプ(図示略)とを備えている。
A
そして、ヘッド本体20の各ノズル開口を囲うようにヘッド本体20にキャップ12を当接した状態でキャップ12内を吸引ポンプ(図示略)によって吸引することで、各ノズル開口から増粘したインクや気泡などをキャップ12内に強制的に排出させる、いわゆるクリーニングが行われるようになっている。
Then, with the
このようなインクジェット式記録装置1に搭載される記録ヘッド15について図2及び図3を参照して説明する。なお、図2は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図であり、図3は、ヘッド本体の要部断面図である。
A
図2に示すように、本実施形態の記録ヘッド15を構成するヘッド本体20は、インク滴を噴射する吐出部30と、吐出部30にインクを供給する流路部材40と、を具備する。
As shown in FIG. 2, the head
吐出部30は、図3に示すように、アクチュエーターユニット31と、アクチュエーターユニット31を内部に収容可能なケース32と、ケース32の一方面に接合された流路ユニット33と、ケース32の他方面に固定された配線基板34と、を具備する。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態のアクチュエーターユニット31は、複数の圧電アクチュエーター310がノズル開口334の並設方向に沿って並設された圧電アクチュエーター形成部材311と、圧電アクチュエーター形成部材311の先端部(一端部)側が自由端となるようにその基端部(他端部)側が固定端として接合される固定板312とを有する。
In the
圧電アクチュエーター形成部材311は、圧電材料313と、電極形成材料314及び315とを交互に挟んで積層することにより形成されている。
The piezoelectric
この圧電アクチュエーター形成部材311には、例えば、ワイヤーソー等によって複数のスリット316が形成され、その先端部側が櫛歯状に切り分けられて圧電アクチュエーター310が並設されている。本実施形態では、圧電アクチュエーター310の並設方向は、ノズル開口334の並設方向であって、上述したインクジェット式記録装置1に搭載された際に、第1の方向Xとなるように配置される。したがって、以降、ノズル開口334の並設方向を第1の方向Xと称し、第1の方向Xに直交する方向をインクジェット式記録装置1と同様に第2の方向Yと称する。もちろん、ヘッド本体20は、インクジェット式記録装置1に搭載された際に、ノズル開口334の並設方向が第1の方向Xと一致する方向ではなくてもよく、特に限定されるものではない。また、本実施形態では、第1の方向X及び第2の方向Yの両方に直交する方向を第3の方向Zと称する。
In the piezoelectric
ここで、圧電アクチュエーター310の固定板312に接合される領域は、振動に寄与しない不活性領域となっており、圧電アクチュエーター310を構成する電極形成材料314及び315間に電圧を印加すると、固定板312に接合されていない先端部側の領域のみが振動する。そして、圧電アクチュエーター310の先端面が、後述する振動板331に固定される。
Here, the region joined to the fixed
また、アクチュエーターユニット31の各圧電アクチュエーター310には、当該圧電アクチュエーター310を駆動するための駆動IC等の駆動回路317が搭載されたCOF等の回路基板318が接続されている。
Each
流路ユニット33は、流路形成基板330、振動板331及びノズルプレート332を具備する。
The
流路形成基板330には、複数の圧力発生室333が並設され、流路形成基板330の両側は、各圧力発生室333に対応してノズル開口334を有するノズルプレート332と、振動板331とにより封止されている。本実施形態では、圧力発生室333が並設された列が2列設けられている。また、流路形成基板330には、圧力発生室333毎にそれぞれインク供給路335を介して連通されて列毎に複数の圧力発生室333の共通のインク室となるマニホールド336が形成されている。すなわち、本実施形態では、圧力発生室333の列毎にマニホールド336が形成されている。
A plurality of
そして、流路形成基板330の振動板の各圧力発生室333に対向する領域にそれぞれ圧電アクチュエーター310の先端が固定されている。
In addition, the tip of the
また、振動板331のマニホールド336に対応する領域は、コンプライアンス部337が設けられている。なお、このコンプライアンス部337は、マニホールド336内に圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部337が変形することによって圧力変化を吸収し、マニホールド336内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。
A
ケース32は、流路ユニット33に接合されて、インクタンク8に接続された圧力調整弁50からのインクをマニホールド336に供給するインク導入路321が設けられている。本実施形態では、マニホールド336の各々に対して1つずつ、合計2つのインク導入路321が設けられている。そして、インクタンク8から圧力調整弁50を介してインク導入路321に供給されたインクは、マニホールド336に供給され、インク供給路335を介して各圧力発生室333に分配される。
The
また、ケース32には、圧力発生室333の列に対応して、収容部322が設けられている。すなわち、本実施形態では、2つの収容部322が設けられており、各収容部322内にアクチュエーターユニット31がそれぞれ固定されている。
The
さらに、ケース32の流路ユニット33とは反対側には、配線基板34が設けられており、アクチュエーターユニット31に一端が接続された回路基板318の他端部が配線基板34に接続されている。
Further, a
このような吐出部30では、圧電アクチュエーター310及び振動板331の変形によって各圧力発生室333の容積を変化させて所定のノズル開口334からインク滴を吐出させるようになっている。
In such a
また、流路部材40は、図2に示すように、一方面に圧力調整弁50が固定されて、他方面に固定された吐出部30に圧力調整弁50からのインクを供給するものである。
Further, as shown in FIG. 2, the
具体的には、流路部材40には、インク連通路41が設けられており、インク連通路41が開口する一方面には、インクに含まれるゴミや気泡などの異物を除去するフィルター42と、フィルター42上に設けられた供給針43とが設けられている。
Specifically, the
供給針43は、詳しくは後述する圧力調整弁50に挿入されるものである。圧力調整弁50からのインクは、供給針43の内部を通過してフィルター42で異物が除去された後、インク連通路41を介して吐出部30に供給される。
The
このような流路部材40に接続されてインクタンクからのインクを記録ヘッドに供給する圧力調整弁50についてさらに図4及び図5を参照して説明する。なお、図4及び図5は、圧力調整弁の要部を拡大した断面図である。
The
本実施形態では、図2に示すように、1つのヘッド本体20に対して種類の異なる2つのインクが供給されるため、流路部材40には、2つの圧力調整弁50が固定されている。なお、本実施形態では、流路部材40の各方向について、インクジェット式記録装置1に搭載された際の方向、すなわち、第1の方向X、第2の方向Y及び第3の方向Zに基づいて説明する。もちろん、流路部材40のインクジェット式記録装置1内の配置は以下に示すものに限定されるものではない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, since two different types of ink are supplied to one
図2、図4及び図5に示すように、各圧力調整弁50は、インクが流れる流路の途中に設けられて当該流路を開閉するバルブである。具体的には、本実施形態の圧力調整弁50は、ハウジング51と、ハウジング51内に設けられた弁体55と、を具備する。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, each
ハウジング51内には、液体貯留手段であるインクタンク8に供給管10を介して連通してインクタンク8からインクが供給される1次室511と、ヘッド本体20のインク連通路41に連通する2次室512と、が設けられている。これら1次室511と2次室512とが隔壁513によって隔てられている。そして1次室511と2次室512とは、隔壁513を貫通して設けられた連通路514を介して連通している。
The
1次室511は、ハウジング51の一方面に形成された凹部を蓋部材515で封止することで形成されている。また、1次室511には、流入路516の一端が連通して設けられている。この流入路516の他端には、供給管10を介してインクタンク8が接続されている。
The
2次室512は、ハウジング51の1次室511とは反対側の側面に開口する凹形状を有する。また、ハウジング51の2次室512が開口する面には、受圧膜体であるフィルム517が貼付されており、2次室512の開口はフィルム517によって封止されている。また、2次室512には、流出路518の一端が連通しており、流出路518の2次室512と連通する一端部とは反対側の他端部には第1シール部材519が設けられている。なお、流路部材40の供給針43は、第1シール部材519に挿入されて流出路518と接続されている。
The
ここで、受圧膜体であるフィルム517は、2次室512に供給される液体(インク)に対して耐性を有する可撓性材料を用いることができる。また、フィルム517としては、水分透過率や液酸素や窒素等のガス透過率の低い材料を用いるのが好ましい。フィルム517の材料としては、例えば、高密度ポリエチレンフィルムあるいはポリプロピレン(PP)フィルムに、塩化ビニリデン(サラン)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が挙げられる。また、他の材料として、ポリエチレンテレフタレート(PET)などを使用してもよい。また、フィルム517の接合方法は、特に限定されず、熱溶着、振動溶着、接着剤による接着などを用いることができる。
Here, the
このようなフィルム517の2次室512の壁面の一部を構成する部分は、ダイヤフラム517aとなっている。また、ダイヤフラム517aの2次室512側の面には、受圧板520が設けられている。本実施形態の受圧板520は、ダイヤフラム517aよりも小さな外形の円盤形状を有する。このような受圧板520は、連通路514を開閉する弁体55が直接フィルム517に当接するのを避けるために設けられたものであり、フィルム517よりもよりも剛性の高い材料、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。本実施形態では、受圧板520をダイヤフラム517aよりも小さな外形としたが、特にこれに限定されず、受圧板520の一端が、2次室512の外側においてフィルム517とハウジング51との間に固定されていてもよい。
The part which comprises a part of wall surface of the
2次室512の底面、すなわち、ハウジング51のダイヤフラム517aに相対向する隔壁513には、1次室511と2次室512とを区画する方向である厚さ方向に貫通して2次室512と1次室511とを連通する連通路514が設けられている。
The
このようなハウジング51は、1次室511、2次室512、連通路514等を有する複雑な形状を有するため、樹脂材料を成形することにより容易に且つ低コストで形成することができる。もちろん、ハウジング51の材料は樹脂材料に限定されず、例えば、金属材料やセラミック材料等を用いることもできる。また、ハウジング51は、フィルム517に比べて剛性が高い材料で形成されている。ちなみに、ハウジング51の剛性が低いと、例えば2次室512の形状が安定せずに、2次室512内のインク圧力とフィルム517の外側の大気圧との圧力差が安定せず、弁体55による連通路514の開閉動作を安定して行うことができなくなってしまう虞がある。また、連通路514の形状が安定せずに連通路514の閉弁が正常に行えなくなってしまう虞がある。したがって、ハウジング51は、ある程度の剛性を有する材料で形成するのが好適である。
Since such a
このようなハウジング51の連通路514の内面には、第2シール部材57が設けられている。第2シール部材57は、ゴムやエラストマー等の弾性材料で形成されており、連通路514の内面の周方向に亘って連続して設けられた環形状を有する。また、第2シール部材57は、連通路514の径方向における断面が半円形状を有し、連通路514の中心側が曲面となるように配置されている。
A
このような連通路514には、弁体55が挿通されている。弁体55は、連通路514に挿通された軸部551と、軸部551の1次室511内の端面に設けられたフランジ部552と、を具備する。
The
弁体55の軸部551は、連通路514よりも若干小さな外径を有し、第2シール部材57の内径よりも若干大きな外径を有する。したがって、軸部551は、第2シール部材57の内面に圧接すると共に、連通路514内を軸方向である第1の方向Xに移動可能となっている。つまり、軸部551と連通路514の第2シール部材57とは、連通路514の径方向に圧力が印加された状態で密接している。
The
このような軸部551には、内部に軸方向に延設された供給路553が設けられている。また、軸部551の側面には、1次室511側、すなわち、フランジ部552側に設けられて供給路553と外部とを連通する流入孔554と、2次室側、すなわちフィルム517側に設けられて供給路553と外部とを連通する流出孔555と、が設けられている。流入孔554及び流出孔555は、それぞれ1つずつ設けられていてもよく、また、軸部551の周方向に所定の間隔で複数設けられていてもよい。本実施形態では、流入孔554及び流出孔555をそれぞれ複数設けるようにした。また、流入孔554及び流出孔555が軸部551の側面に開口しているとは、軸部551の連通路514に対向する面に設けられていることを言う。
Such a
このような軸部551の2次室512内の一端が受圧板520の略中央部に当接する。また、軸部551の1次室511内の他端には、フランジ部552が固定されている。フランジ部552は、円形の板状部材からなり、軸部551とは反対面側で、コイルバネ56が当接するバネ受けとして機能する。コイルバネ56は、フランジ部552と1次室511を画成する蓋部材515との間に介装されており、コイルバネ56の付勢力によって弁体55は軸部551の軸方向を移動軸方向として2次室512側に付勢されている。
One end of the
ここで弁体55に働く力には、フィルム517の反力と、2次室512のインク圧を受けて受圧板520とダイヤフラム517aとに働く力と、コイルバネ56の付勢力と、インクの供給圧を受けて弁体55に働く力と、がある。
Here, the force acting on the
フィルム517の反力とは、撓み変形したダイヤフラム517aが元の形状に復元しようとする力である。ダイヤフラム517aの変形量、すなわち、撓み量が大きいほど、フィルム517の反力は大きくなる。このようなフィルム517の反力は受圧板520を介して軸部551に伝達される。
The reaction force of the
2次室512のインク圧を受けて受圧板520とダイヤフラム517aとに働く力とは、インク圧を受ける受圧板520とダイヤフラム517aとの受圧面積とインク圧との積で表される。2次室512内の液体が流出路518から下流に流されて、2次室512内のインクが減少すると、インク圧と大気圧との差圧が大きくなり、受圧板520とダイヤフラム517aとに働く力は大きくなる。この受圧板520とダイヤフラム517aとに働く力は、軸部551を介して弁体55に開弁方向の力として働く。
The force acting on the
コイルバネ56の付勢力は、弁体55を閉弁方向に付勢する力である。このように、本実施形態では、弁体55は、コイルバネ56によって、2次室512のインクの圧力によって受圧板520とダイヤフラム517aとに働く力とは反対向きの力を受圧板520に与えるので、受圧板520を弁体55が開弁位置に達するまで変位させるためには、コイルバネ56の付勢力に相当する分だけ、2次室512内のインクをより低い圧力まで減圧させる必要がある(動作圧)。
The biasing force of the
このような圧力調整弁50では、図5(a)に示すように、2次室512内のインクが下流に流されて2次室512内が大気圧よりも負圧に減圧されることで、ダイヤフラム517aが2次室512の底面側に移動し、受圧板520が弁体55をコイルバネ56の付勢力に抗して押圧することで弁体55を1次室511側に移動させて、連通路514と軸部551とを密着させる第2シール部材57が軸部551の流入孔554と流出孔555との間に配置される。これにより、軸部551の流入孔554が1次室511に開口すると共に流出孔555が2次室512に開口し、1次室511と2次室512とは、供給路553を介して連通、すなわち開弁する(開弁状態)。
In such a
また、この開弁によって1次室511から供給路553を介して2次室512内にインクが供給されることで、2次室512内の減圧が解消されると、図4に示すように、ダイヤフラム517aがコイルバネ56の付勢力によって元の位置に戻り、第2シール部材57が流入孔554とフランジ部552との間に配置される。これにより、軸部551の流入孔554及び流出孔555の両方が2次室512に開口することで、1次室511と2次室512とが連通しない、すなわち閉弁する(閉弁状態)。
Further, when the ink is supplied from the
すなわち、シール部材と弁体55の軸部551とは、常に同じ場所が当接することで弁を開閉するのではなく、開弁する際に当接する場所と閉弁する際に当接する場所とが異なる場所とすることができる。
That is, the seal member and the
ここで、インクに含まれる顔料粒子は、弁体と弁座とが当接した際に形成される微少空間に溜まり、圧縮脱水されることにより凝集して、凝集したインクが弁体及び弁座に付着、堆積する。このように凝集したインクが弁体及び弁座に堆積すると、閉弁が確実に行われずにインクのリークが発生する。しかしながら、本実施形態では、弁体と弁座とが離反及び当接を繰り返すことで開閉するものではなく、軸部551の移動によって流入孔554及び流出孔555の開口位置を変更することで開閉する。したがって、繰り返し当接することによるインクの凝集及び堆積を減少させることができる。また、図6(a)に示すように、第2シール部材57と軸部551の表面とが当接する部分で凝集したインクが堆積したとしても、図6(b)及び図6(c)に示すように、開閉するために軸部551を移動させることで、第2シール部材57が軸部551の表面に摺接するため、軸部551に付着した堆積物60を第2シール部材57によってそぎ落とすことができる。したがって、堆積物によってインクのリークが発生するのを抑制することができる。
Here, the pigment particles contained in the ink accumulate in a minute space formed when the valve body and the valve seat come into contact with each other, and are aggregated by being compressed and dehydrated. Adhering to and depositing. When the agglomerated ink accumulates on the valve body and the valve seat in this way, the valve is not reliably closed and ink leakage occurs. However, in this embodiment, the valve body and the valve seat are not opened and closed by repeatedly separating and contacting, but are opened and closed by changing the opening positions of the
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
(Other embodiments)
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above.
例えば、上述した実施形態1では、流出孔555を軸部551の側面に設けるように下が、特にこれに限定されない。例えば、図7に示すように、軸部551の受圧板520に当接する端面に流出孔555が開口するようにしてもよい。
For example, in
また、軸部551は、円柱状のものや、断面が円柱状に設けられたものに限定されず、例えば、四角柱状等の多角形の柱状のものを用いるようにしてもよい。ただし、軸部551を円柱状とすることで、第2シール部材57と軸部551との密着圧力を周方向に亘って均一化することができ、インクのリークを抑制することができる。
In addition, the
さらに、上述した実施形態1では、弁体55には、バネ受けであるフランジ部552を設けるようにしたが、フランジ部552は必ずしも必要ではなく、軸部551の端面がバネ受けとなっていてもよい。
Furthermore, in
さらに、上述した実施形態1では、連通路514と軸部551との間に弾性部材からなる第2シール部材57を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、フッ素樹脂や皮革等のシール部材であってもよい。また、シール部材として液状のものを用いても良い。
Furthermore, in the first embodiment described above, the
また、上述した実施形態1では、ハウジング51の連通路514側に第2シール部材57を固定するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、軸部551の外周に第2シール部材57を固定し、第2シール部材57と連通路514の内面とが摺接するようにしてもよい。このような場合であっても、連通路514の内面に凝集したインクが堆積したとしても、軸部551の外周に固定されたシール部材によって堆積物をそぎ落とすことが可能である。
In the first embodiment described above, the
さらに、上述した実施形態1では、流入孔554及び流出孔555の両方を2次室512に開口させることで閉弁させるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流入孔554及び流出孔555の両方を1次室511に開口させることで閉弁するようにしてもよい。
Furthermore, in
さらに、上述した各実施形態では、圧力発生室333に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、圧電材料313と電極形成材料314、315とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる圧電アクチュエーター310を用いて説明したが、圧力発生手段としては、特にこれに限定されず、例えば、電極及び圧電材料を成膜及びリソグラフィー法により積層形成した薄膜型、グリーンシートを添付する等の方法により形成される厚膜型などの撓み振動型の圧電アクチュエーターを用いることができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
Further, in each of the above-described embodiments, the
また、上述したインクジェット式記録装置1では、記録ヘッド15がキャリッジ5に搭載されて第1の方向Xに移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、記録ヘッド15が固定されて、被噴射媒体を第2の方向Yに移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
In the ink
また、上述した例では、インクジェット式記録装置1は、液体貯留手段であるインクタンク8が本体フレーム2のタンクホルダー9に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、液体貯留手段であるインクカートリッジがキャリッジ5に搭載されていてもよい。また、圧力調整弁50は、キャリッジ5に搭載されたものに限定されず、圧力調整弁50と記録ヘッド15とがチューブ等の供給管を介して接続されていてもよい。
In the above-described example, the ink
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を具備する液体噴射装置に用いることが可能である。 Furthermore, the present invention is intended for a wide range of liquid ejecting apparatuses having a wide liquid ejecting head. For example, recording heads such as various ink jet recording heads used in image recording apparatuses such as printers, liquid crystal displays, and the like Liquid comprising a color material ejecting head used for manufacturing a color filter, an electrode material ejecting head used for forming an electrode such as an organic EL display and an FED (field emission display), a bioorganic matter ejecting head used for biochip manufacturing, etc. It can be used for an injection device.
また、本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に用いられる圧力調整弁に限定されず、他のデバイスに用いられる圧力調整弁にも用いることが可能である。 Further, the present invention is not limited to the pressure regulating valve used for the liquid ejecting head and the liquid ejecting apparatus, and can be used for a pressure regulating valve used for other devices.
1 インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、 2 本体フレーム、 3 媒体支持部材、 4 ガイド軸、 5 キャリッジ、 6 タイミングベルト、 7 キャリッジモーター、 8 インクタンク(液体貯留手段)、 9 タンクホルダー、 10 供給管、 11 メンテナンスユニット、 12 キャップ、 15 インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、 20 ヘッド本体、 30 吐出部、 31 アクチュエーターユニット、 32 ケース、 33 流路ユニット、 34 配線基板、 40 流路部材、 50 圧力調整弁、 51 ハウジング、 55 弁体、 56 コイルバネ、 57 第2シール部材、 60 堆積物、 310 圧電アクチュエーター(圧力発生手段)、 321 インク導入路、 331 振動板、 332 ノズルプレート、 333 圧力発生室、 334 ノズル開口、 335 インク供給路、 336 マニホールド、 511 1次室、 512 2次室、 513 隔壁、 514 連通路、 515 蓋部材、 516 流入路、 517 フィルム(受圧膜体)、 517a ダイヤフラム、 518 流出路、 519 第1シール部材、 520 受圧板、 551 軸部、 552 フランジ部、 553 供給路、 554 流入孔、 555 流出孔
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ハウジング内に前記1次室と隔壁によって隔てられた2次室と、
前記隔壁を貫通して設けられた連通流路と、
前記連通流路内に挿入された軸状の弁体と、
前記2次室の開口を封止すると共に前記弁体を大気圧基準で軸方向に移動させる受圧膜体と、を具備し、
前記弁体は、
内部に設けられた供給路と、
前記軸方向の前記1次室側に設けられて前記供給路と外部とを連通する流入孔と、
前記軸方向の前記2次室側に設けられて前記供給路と外部とを連通する流出孔と、
を具備し、
前記弁体が前記連通流路内を軸方向に移動することで、前記流入孔を前記1次室に開口させると共に前記流出孔を前記2次室に開口させて前記1次室と前記2次室とを前記供給路を介して連通する開弁状態と、前記流入孔及び前記流出孔の両方を前記1次室又は前記2次室に開口させて前記供給路を塞ぐ閉弁状態と、を切り替え可能となっていることを特徴とする圧力調整弁。 A primary chamber in the housing;
A secondary chamber separated from the primary chamber by a partition in the housing;
A communication channel provided through the partition;
An axial valve element inserted into the communication channel;
A pressure-receiving membrane body that seals the opening of the secondary chamber and moves the valve body in the axial direction on the basis of atmospheric pressure,
The valve body is
A supply path provided inside,
An inflow hole that is provided on the primary chamber side in the axial direction and communicates the supply path with the outside;
An outflow hole that is provided on the secondary chamber side in the axial direction and communicates the supply path with the outside;
Comprising
When the valve body moves in the communication channel in the axial direction, the inflow hole is opened in the primary chamber and the outflow hole is opened in the secondary chamber, so that the primary chamber and the secondary chamber are opened. A valve open state in which a chamber communicates with the supply path, and a valve closed state in which both the inflow hole and the outflow hole are opened in the primary chamber or the secondary chamber to block the supply path. A pressure regulating valve characterized by being switchable.
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