JP2007320042A

JP2007320042A - 流体吐出装置および流体吐出装置群

Info

Publication number: JP2007320042A
Application number: JP2006149363A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Yokoyama; 誠一横山; Kazutomo Seki; 和友関
Original assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Current assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-12-13
Also published as: CN101659153B; CN101659151A; KR100871424B1; CN101081562A; US7744204B2; EP1862311A1; US20070279460A1; EP1862311B1; CN100567005C; DE602007005300D1; ATE461046T1; CN101659151B; KR20070115558A; KR100838252B1; CN101659153A; KR20080022572A

Abstract

【課題】流体供給室および圧力室を繋ぐ供給流路内の流体抵抗を簡単に変化させることができる流体吐出装置を提供する。
【解決手段】流体を吐出するノズル孔１と、ノズル孔１に連通する空間からなる圧力室２と、流体供給源から流体が供給される流体供給室４と、流体供給室４および圧力室２を繋ぐ供給流路３とを有して構成される流体吐出装置Ｉにおいて、流体供給室４の内部に、供給流路３内の流体抵抗を変化させる抵抗可変手段１０を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ装置のインクジェット装置等に用いられる流体吐出装置に関し、また、複数の流体吐出装置を整列してなる流体吐出装置群に関する。

プリンタ装置のインクジェット装置は、例えば図１３に示されるように、ヘッドボディ２０７にフォトエッチング等により、流体（液状インク）を吐出するノズル孔２０１、圧力室２０２、供給流路２０３、流体供給室２０４を形成し、圧力室２０２の上部開口を覆ってダイアフラム２０５を取り付けるとともにダイアフラム２０５を上下動させるアクチュエータ２０６を設けて構成される。流体供給室２０４内には供給孔２０４ａから液状インクが供給され、これが供給流路２０３を通って圧力室２０２に供給され、圧力室２０２およびノズル孔２０１内に充満した状態となる。

このインクジェット装置によりプリントを行うときには、アクチュエータ２０６を上下振動させてダイアフラム２０５を上下動させる。これにより圧力室２０２内の流体の圧力が変動し、ダイアフラム２０５が下動して圧力室２０２内の圧力が高くなると内部流体（液状インク）がノズル孔２０１の先端開口２０１ａから吐出される。このように圧力室２０２内の圧力が高くなったときに、内部流体はノズル孔２０１から吐出されるだけでなく、同時に流体供給室２０４側に逆流する。このため、インクジェット装置においては、圧力室２０２と流体供給室２０４を繋ぐ供給流路２０３の流路断面を小さくして（絞って）上記逆流に対して流体抵抗を与えるように構成される。一般には、ノズル孔２０１内の流体抵抗と供給流路２０３内の流体抵抗とがほぼ等しくなるように設定される。

次に、アクチュエータ２０６によりダイアフラム２０５が上動されると、ダイアフラム２０５は圧力室２０２内の体積が大きくなるように作動して内部圧力が低くなる。このとき、ノズル孔２０１内の流体は圧力室２０２側に吸引されるが先端開口２０１ａにおける流体の表面張力によりメニスカスを形成して大気が圧力室２０２内に吸入されるのを抑止する。このとき同時に、流体供給室２０４内の流体を供給流路２０３を通して吸引し、圧力室２０２内に供給させる。なお、このようなインクジェット装置は、例えば、特許文献１，２に開示されている。

特開２００５−４７１６５号公報特開２００５−６７０４７号公報

ところで、近年産業用途のプリンタ装置が普及され、印刷対象物として様々な材質やサイズを選択可能になっている。このようなプリンタ装置においては、印刷対象物の材質等に応じて使用するインクの物性や吐出速度および吐出量を変化させる必要があり、これら吐出速度等を最適設定するためには供給流路２０３内の流体抵抗を変化させる必要があった。このように、特に産業用途の分野では、プリント作業の前後で供給流路２０３内の流体抵抗を簡易に設定変更可能な構造を有した流体吐出装置が求められている。また、一般にプリンタ装置には複数のインクジェット装置を整列してなるプリンタヘッド装置が搭載されるため、このようにインクジェット装置がプリンタヘッド装置を構成している状態において、装置全体が大型化されることなく上記構造を簡単に配置できることが望ましい。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、プリンタ装置のインクジェット装置等に用いられる流体吐出装置において、簡易に流体抵抗を変化させることができる構成の流体吐出装置および流体吐出装置群を提供することを目的とする。

本発明に係る流体吐出装置は、流体を吐出するノズル孔と、ノズル孔に連通する空間からなる圧力室と、流体供給源から流体が供給される流体供給室と、流体供給室および圧力室を繋ぐ供給流路とを有して構成され、圧力室内の圧力を変化させて流体供給室から圧力室に供給された流体をノズル孔から吐出させるように構成された流体吐出装置において、流体供給室の内部に、供給流路内の流体抵抗を変化させる抵抗可変手段を設けている。

なお、抵抗可変手段を、供給流路における流体供給室に対する開口部分の面積を変化させることにより、供給流路内の流体抵抗を変化させるように構成してもよい。

このとき、抵抗可変手段を、先端部が錐状に形成されて流体供給室の内部に錐軸方向に移動自在に設けられた開度設定部材から構成し、この開度設定部材を移動させて先端部の供給流路に対する挿入量を変化させることにより、供給流路の開口部分の面積を変化させるように構成してもよい。また、抵抗可変手段を、平板状に形成されて流体供給室の内部に供給流路が開口する壁面上をスライド自在に設けられた開度設定部材から構成し、開度設定部材をスライドさせて開度設定部材に形成された貫通孔を供給流路の開口に対して相対移動させることにより、供給流路の開口と貫通孔とがオーバーラップする部分の面積を変化させるように構成してもよい。また、抵抗可変手段を、それぞれ平板状に形成されて流体供給室の内部に供給流路が開口する壁面上に着脱自在に設けられ、互いに面積の異なる貫通孔が形成された複数の開度設定部材を備えて構成し、複数の開度設定部材のうちいずれかの開度設定部材を選択して設けることにより、供給流路の開口と貫通孔とがオーバーラップする部分の面積が設定変更されるように構成してもよい。また、圧力室および流体供給室を繋ぐ複数の供給流路が形成されるときには、抵抗可変手段を、平板状に形成されて流体供給室のいずれか一方の内部に供給流路が開口する壁面上をスライド自在に設けられた開度設定部材から構成し、開度設定部材をスライドさせて開度設定部材に形成された複数の貫通孔を複数の供給流路の開口に対して相対移動させることにより、複数の供給流路の開口を選択的に開閉するように構成してもよい。

なお、抵抗可変手段が移動自在の開度設定部材を設けて構成されるときには、この開度設定部材が外部で発生された磁力により駆動されるように構成してもよい。

また、本発明に係る第１の流体吐出装置群は、複数の上記流体吐出装置を整列してなる。本発明に係る第２の流体吐出装置群は、開度設定部材を設けた複数の上記流体吐出装置を整列してなるもので、複数の流体吐出装置における流体供給室を共通の一つの空間から構成し、流体供給室にそれぞれ圧力室に繋がる複数の供給流路が整列して開口し、複数の流体吐出装置のそれぞれに対して設けられた複数の開度設定部材が一体になっている。本発明に係る第３の流体吐出装置群は、開口設定部材を移動自在に設けた形態の複数の流体吐出装置を整列してなるもので、複数の流体吐出装置における流体供給室を共通の一つの空間から構成し、流体供給室にそれぞれ圧力室に繋がる複数の供給流路が整列して開口し、複数の流体吐出装置のそれぞれに対して設けられた複数の開度設定部材が一体になっており、単一の駆動装置によりこの一体の開度設定部材が駆動されるように構成される。

本発明に係る流体吐出装置によると、流体の物性に応じた流体抵抗に設定できると同時に吐出速度や吐出量を最適に設定することができるようになるため、最良の吐出特性が得られる。このとき、抵抗可変手段を流体供給室の内部に設けることにより、配置スペースの確保が容易で装置の大型化を回避することができる。なお、配置スペース確保の観点から言えば圧力室に設けてもよいが、圧力室に設ける場合と比べて圧力変動が小さいため、作動性をよくすることができる。このとき、供給流路の開口部分の面積（すなわち、開口部分の絞り量）を変化させるように構成することで、供給流路内の流体抵抗を変化させる手段が簡易な構造で実現される。なお、開度設定部材を移動させることによって供給流路の開口部分の面積を変更する形態において、この開度設定部材を外部で発生された磁力により駆動するように構成すると、開度設定部材を流体供給室に内蔵することが可能になり、シール等を考慮する必要がなくなって装置の構成を簡略化することができる。

また、上記流体吐出装置を整列してなる流体吐出装置群においても上記と同様の効果が得られる。このとき、複数の流体吐出装置の流体供給室が共通の一つの空間からなり、抵抗可変手段の開度設定部材を一体に成形することにより、一体の開度設定部材を駆動したり着脱交換するだけで、複数の供給流路の開口面積の設定変更を一斉に行うことができるようになり、装置を簡略化して構成することができる。また、開口設定部材を移動自在に設けた形態の複数の流体吐出装置を整列してなる流体吐出装置群においては、開度設定部材を駆動する駆動装置を単一にすることで、装置の構成を簡略化することができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、本発明に係る流体吐出装置は、プリンタ装置のインクジェット装置に用いるのに適しているので、以下ではインクジェット装置に適用することを前提として説明する。但し、本発明に係る流体吐出装置はインクジェット装置に限定されるものではなく、その他の流体吐出用途にも用いることができるのは無論のことである。

図１に示すように、このインクジェット装置Ｉ（Ｉ１〜Ｉ４）は、図１３に示した従来形態と類似する構成を有しており、ヘッドボディ７に、ノズル孔１、圧力室２、供給流路３および流体供給室４を形成し、圧力室２の上部開口を覆ってダイアフラム５を取り付けるとともにダイアフラム５を上下動させるピエゾ素子等からなるアクチュエータ６を設けて構成されている。なお、供給流路３は、断面円形状に成形されており、中心軸に沿って直線的に延びるように成形されている。

また、図２に示すように、複数のインクジェット装置Ｉが横方向に整列して形成されてプリンタ装置のプリンタヘッド装置Ｈ（Ｈ１〜Ｈ４）が構成されている。このプリンタヘッド装置Ｈでは、各インクジェット装置Ｉのヘッドボディ７が一体になっており、このヘッドボディ７の端部に複数のノズル孔１，１，…が横方向に整列して開口しているとともに、流体供給室４が各インクジェット装置Ｉに対して共通となる一つの空間から構成されている。図３に示すように、流体供給室４を区画する壁面４ｂの一つには、各圧力室２，２，…に繋がる複数の供給流路３，３，…が横方向に整列して開口している。

このプリンタヘッド装置Ｈ（インクジェット装置Ｉ）によりプリントを行うときには、ピエゾ素子に所定の電流を印加してアクチュエータ６を上下振動させてダイアフラム５を上下動させる。まず、図４に矢印Ｂ１で示すようにアクチュエータ６によりダイアフラム５が下動されると、圧力室２内の圧力が高くなり、その内部流体すなわち液状インクが粒状となって矢印Ｂ２で示すようにノズル孔１の先端開口１ａから吐出される。これにより、ノズル孔１に対向配置されている印刷対象物に液状インクを吹き付けてプリントが行われる。このように圧力室２内の圧力が高くなったときに、内部流体はノズル孔１から吐出されるだけでなく、同時に矢印Ｂ３で示すように供給側すなわち流体供給室４の側に供給流路３を通って逆流する（供給流路３内に逆方向流れが生じる）。

次に、図５に矢印Ｃ１で示すようにアクチュエータ６によりダイアフラム５が上動されると、ダイアフラム５は圧力室２内の体積が大きくなるように作動して内部圧力が低くなる。このときには、矢印Ｃ２で示すようにノズル孔１内の流体は圧力室２側に吸引されるが、先端開口１ａにおける流体の表面張力によりメニスカスＭを形成して大気を吸入するのを抑止する。このとき同時に、流体供給室４内の流体を供給流路３を通して吸引し、矢印Ｃ３で示すように圧力室２内に供給させる（供給流路３内に順方向流れが生じる）。

さて、このプリンタ装置が、例えば産業用途に利用される等、様々なサイズや材質の印刷対象物を扱うことができるように構成される場合には、その印刷対象物の材質や印刷された物の利用用途等に応じて、使用する液状インクの物性を変更したり、ノズル孔１からのインクの吐出速度やインク吐出量を変更する必要がある。このインクジェット装置Ｉ（プリンタヘッド装置Ｈ）には、インクの吐出速度や吐出量を設定変更する等のため、供給流路３内の流体抵抗を変化させる抵抗可変機構が設けられている。

図１，図２に示す第１構成例の抵抗可変機構１０は、それぞれ先端部１１ａが円錐状に形成された複数のロッド１１，１１，…を有して構成されている。複数のロッド１１は、横方向に整列して配置され、ヘッドボディ７の外部から先端部１１ａを流体供給室４の内部に挿入させて供給流路３の開口３ａに対向させている。なお、ヘッドボディ７においてロッド１１が挿通される部分にはＯリング等のシール部材１９が設けられ、流体供給室４から外部へのインク漏れが防がれる。複数のロッド１１，１１，…は、それぞれの基端部１１ｂ，１１ｂ，…がヘッドボディ７の外部において横方向に延びるバー１２を介して連結されている。このように、複数のロッド１１，１１，…とバー１２とが一体になって櫛状の可動部材１５が構成されている。

可動部材１５には、バー１２の横方向中央部分からロッド１１の延出方向の逆側に延びるシャフト１３が設けられている。抵抗可変機構１０には、このシャフト１３を軸方向に移動させるための駆動装置１６が備えられている。

このように構成される抵抗可変機構１０によると、駆動装置１５を作動させてシャフト１３を軸方向に移動させると、複数のロッド１１，１１，…が一斉に軸方向（先端部１１ａにおいては円錐軸方向）に移動される。この移動により、ロッド１１の先端部１１ａが開口３ａを介して供給流路３に対して出入される。左方への移動量が大きくなると先端部の供給流路３に対する挿入量が大きくなり、これに応じて供給流路３における流体供給室４側の開口面積が小さくなる。なお、先端部１１ａが供給流路３が開口する壁面に対して離間させて供給流路３が完全に開放される位置（図１実線参照）と、この抵抗可変機構１０は、先端部１１ａの外周面を供給流路３の開口縁に当接させて供給流路３が完全に閉塞される位置（図１点線参照）との間で可動部材１２が移動するように構成されている。

このように、先端部１１ａの供給流路に対する挿入量に応じて供給流路３の開口面積（開口部分の絞り量）が変化し、これに応じて供給流路３内の流体抵抗を変化させることができる。すなわち、駆動装置１６により駆動されるシャフト１３の移動量を制御することで、供給流路３内の流体抵抗を制御することができるようになる。例えばノズル孔１からの吐出量を多く確保したり、吐出速度を大きくしたい場合には、先端部１１ａの供給流路３に対する挿入量を大きくして流体抵抗を大きく設定すればよい。

本構成例のインクジェット装置Ｉ１によると、流体供給室４の内部に先端部１１ａが円錐状に形成されたロッド１１が挿入され、この先端部１１ａが供給流路３の開口３ａに対向されて供給流路３に対して出入されるようになっている。これにより、インクの吐出速度や吐出量等を最適に設定することができるようになり、最良の吐出特性が得られる。しかも、供給流路３の開口部分の絞り量を変化させて流体抵抗を変化させるようになっており、供給流路３に対しては外部となる流体供給室４に設けている。このため、抵抗可変機構１０を構成する可動部材１２（ロッド１１）を配置するスペースを容易に確保でき、インクジェット装置Ｉ１の大型化を回避することができる。なお、配置スペースの確保容易性の点から圧力室２の内部に設けてもよいが、流体供給室４に設ける方が可動部材１５に作用する圧力変動が小さくなって可動部材１５の作動性がよくなる等の点で有利である。

さらには、複数のインクジェット装置Ｉ１を整列させてヘッドボディ７が一体のプリンタヘッド装置Ｈ１が構成され、このプリンタヘッド装置Ｈ１は、ノズル孔１、圧力室２および供給流路３が各インクジェット装置Ｉ１に個別対応して設けられている一方、流体供給室４が共通の一つの空間からなる。この流体供給室４に、複数のロッド１１が一体になって配置されている。したがって、各ロッド１１の先端部１１ａと開口３ａとの対向間隔を等しく設定するだけで、各供給流路３の流体抵抗を一斉かつ一様に設定変更することができ、プリンタヘッド装置Ｈ１の構成を簡単にすることができる。そして、このように複数のロッド１１，１１，…が一体の可動部材を１５を構成しているため、各供給流路３内の流体抵抗を設定するために必要な駆動装置１６が単一でよくなり、装置の構成を簡略化することができる。

なお、ロッド１１は、先端部１１ａの外周面が先端方向に向かって緩やかに傾斜するように成形されることが好ましい。これにより、先端部１１ａの挿入量に対する供給流路３の開口面積の変化が小さくなるため、流体抵抗の可変制御をより正確に行うことができる。また、ロッド１１の先端部１１は、円錐状に限られず、錐状に成形されて先細りになっていればよい。

次に、図６〜図８を参照して第２構成例の抵抗可変機構２０について説明する。なお、同一部材には同一符号を付して重複説明を省略する。

この抵抗可変機構２０は、供給流路３の整列間隔と等間隔で横方向に整列して複数の貫通孔２１，２１，…が形成されたプレート２５を有して構成されている。このプレート２５は、流体供給室４内において供給流路３が開口する壁面４ｂ上に設けられている。プレート２５は、ヘッドボディ７の側壁から挿通されており、外部に設けられた駆動装置２６により壁面４ｂ上をスライドするように駆動される。

なお、ヘッドボディ７におけるプレート２５を挿通させる部分にはシール部材２９が設けられる。図示する例では、貫通孔２１が円形状に形成され、その径が供給流路３の開口３ａよりも小さく設定されているが、径の大小関係は逆でもよい。

図８(ａ)に示すように、プレート２５の貫通孔２１，２１，…と供給流路３の開口３ａ，３ａ，…が同軸上にあるとき、貫通孔２１と供給流路３の開口３ａとがオーバーラップする部分の面積が最大になる。このオーバーラップする部分により、供給流路３と流体供給室４とが連通される。図８(ａ)では、この部分の面積が最大であり、このインクジェット装置Ｉ２において供給流路３内の流体抵抗が最小に設定された状態になっている。

一方、図８(ｂ)に示すように、駆動装置２６によりプレート２５が横方向にスライドされたときには、貫通孔２１が供給流路３の開口３ａに対して相対移動して上記オーバーラップする部分の面積が小さくなり、供給流路３内の流体抵抗が大きくなる。このように、図８(ａ)に示す状態に対するスライド量を制御することにより、オーバーラップする部分の面積を変化させ、供給流路３内の流体抵抗を可変制御することができる。

この抵抗可変機構２０では、平板状のプレート２５を供給流路３が開口する壁面４ｂに沿わせて構成されており、流体供給室４内での占有スペースが第１構成例よりもコンパクトになって流体供給室４の大型化を回避することができる。

また、ノズル孔１、圧力室２および供給流路３が各インクジェット装置Ｉ２に個別対応して設けられている一方、流体供給室４が共通の一つの空間から構成され、各供給流路３，３，…の開口３ａ，３ａ，…が同一の壁面４ｂに整列するプリンタヘッド装置Ｈ２において、流体供給室４の内部に抵抗可変機構２０を設けている。このため、貫通孔２１，２１，…の間隔を開口３ａ，３ａ，…の整列間隔と同一に設定するだけで、１枚のプレート２５で各供給流路３の流体抵抗を一斉かつ一様に設定変更することができるようになり、プリンタヘッド装置Ｈ２の構成を簡単にすることができる。

なお、この形態では、プレート２５のスライド方向は必ずしも供給流路の開口３ａ，３ａ，…の整列方向に合わせる必要はないが、上記のように整列方向に移動させるように構成すると、例えばプレート２５の高さを壁面４ｂの高さと等しくすることでスライドの案内機構を省略することができるなど、構成をさらに簡略化することも可能である。

次に、図９を参照して第３構成例の抵抗可変機構３０について説明する。この抵抗可変機構３０は、第２構成例と同様にして複数の貫通孔が整列されて形成された複数のプレートを着脱交換して供給流路３の開口面積を設定変更するものである。プレートごとに貫通孔の径は異なっており、それぞれ貫通孔と供給流路の開口とが同軸上に位置するようにして、流体供給室４内において供給流路３が開口する壁面４ｂ上に取り付けられるようになっている。また、ヘッドボディ７は、プレートを着脱交換可能な構造になっており、例えば、外部と流体供給室４を連通する図示しない開口を有し、この開口を覆う閉塞部材が取り付けられる。また、内部でプレートが壁面に接触した状態を保持する保持機構を設けることが好ましい。

図９では、第１および第２のプレート３１，３５の２つのプレートを例示している。図９(ａ)に、貫通孔３２の径が供給流路３の開口３ａよりも大きく設定された第１のプレート３１が取り付けられた状態を示している。この状態では、貫通孔３２と供給流路３の開口３ａとがオーバーラップする部分、すなわち、供給流路３の開口３ａがそのまま供給流路３と流体供給室４とを連通させる開口部分になり、このインクジェット装置Ｉ３において供給流路３内の流体抵抗が最小に設定される状態になっている。図９(ｂ)には、貫通孔３６の径が供給流路３の開口３ａよりも小さく設定された第２のプレート３５が取り付けられた状態を示している。この状態では、上記オーバーラップする部分、すなわち、貫通孔３６がそのまま供給流路３と流体供給室４とを連通させる開口部分になり、その面積が図９（ａ）に示した状態よりも小さく、供給流路３内の流体抵抗が大きくなっている。

このように、予め、意図する吐出速度や吐出量を設定するように形成された貫通孔を有するプレートを用意して取り付けておくことにより、プリントを行う前に、供給流路３内の流体抵抗を適切に設定変更することができるようになる。

この形態も、第２構成例と同様に、大型化を招くことなくインクジェット装置Ｉ３およびプリンタヘッド装置Ｈ３を構成することができ、１枚のプレートを着脱交換するだけで複数の供給流路の開口面積を一斉かつ一様に設定変更することができる。また、本構成例では用意される複数のプレートが着脱交換可能に設けられる構成であればよく、第１、第２および後述の第４構成例で設けられるシール部材１９，２９，４９を省略することができる。

次に、図１０〜図１２を参照して第４構成例の抵抗可変機構４０について説明する。本構成例では、インクジェット装置Ｉ４の構成が異なっている。図１０に示すように、圧力室２に繋がる供給流路３が上下に並んで２つ設けられており、これらの供給流路３₁，３₂は互いの断面積が異なるように設定される（図示例では、上側供給流路３₁の断面積が大きく、下側供給流路３₂の断面積が小さい）。図１１に示すように、プリンタヘッド装置Ｈ４は、このようなインクジェット装置Ｉ４が横方向に整列して形成されて構成され、共通の一つの空間から構成される流体供給室４の壁面４ｂには、上下の供給流路３₁，３₂がそれぞれ横方向に整列して開口している。

図１２に示すように、抵抗可変機構４０は、上下に延びる長孔４１と、長孔４１の上部の左側に隣接する上部貫通孔４２と、長孔４１の下部に右側に隣接する下部貫通孔４３とを１組とする貫通孔群４４が横方向に整列して形成されたプレート４５を有して構成されている。貫通孔群４４は、長孔４１の上下方向の軸間隔が供給流路３₁，３₂の整列間隔と等しくなるように形成されている。プレート４５は、第２構成例と同様に、ヘッドボディ７の側壁から挿通されて供給流路３₁，３₂が開口する壁面４ｃに面接触されており、外部に設けられた駆動装置４６により壁面４ｂ上をスライドするように駆動される。また、ヘッドボディ７におけるプレート４５を挿通させる部分にはシール部材４９が設けられている。

図１２(ａ)に示すように、プレート４５の長孔４１の長手方向に延びる軸が供給流路３の開口３ａ₁，３ａ₂の並ぶ方向に延びる中心線と整合するときには、上下２つの供給流路３₁，３₂がいずれも流体供給室４に開放される。これにより、上下２つの供給流路３₁，３₂を介して圧力室２および流体供給室４が連通し、供給流路全体で見たときの開口断面が最大となり、流体抵抗が最小に設定される。

図１２(ｂ)には、駆動装置４６によりプレート４５が右方にスライドされて貫通孔群４４の供給流路３₁，３₂の開口３ａ₁，３ａ₂に対する相対位置が移動し、上部貫通孔４２と上側供給流路３₁の開口３ａ₁とが同軸上に位置した状態を示している。この状態では、プレート４５により下側供給流路３₂が閉塞され、上側供給流路３₁のみを介して圧力室２および流体供給室４が連通し、図１２(ａ)に示す状態に比べて流体抵抗が大きくなる。

図１２(ｃ)には、駆動装置４６によりプレート４５が左方にスライドされて貫通孔群４４の供給流路３₁，３₂の開口３ａ₁，３ａ₂に対する相対位置が移動し、下部貫通孔４３と下側供給流路３₂の開口３ａ₂とが同軸上に位置した状態を示している。この状態では、プレート４５により上側供給流路３₁が閉塞され、下側供給流路３₂のみを介して圧力室２および流体供給室４が連通する。下側供給流路３₂の断面積は上側供給流路３₁よりも小さいため、この状態では、図１２(ｂ)に示す状態に比べてさらに流体抵抗が大きくなる。

このように、本構成例の抵抗可変機構４０においては、インクジェット装置Ｉ４に２つの供給流路を有してプレート４５に貫通孔群４４を形成しており、貫通孔群４４を供給流路３の開口３ａに対して相対移動させることにより、供給流路を開閉して段階的に流体抵抗を設定変更することができるようになっている。

この本構成例においても、第２構成例と同様に大型化を招くことなくインクジェット装置Ｉ４およびプリンタヘッド装置Ｈ４を構成することができ、１枚のプレートをスライドさせるだけで複数の供給流路の開閉を一斉に行わせて連通した状態の供給流路の断面積を一様に設定変更することができるようになっている。

これまで本発明に係る流体吐出装置としてインクジェット装置Ｉを、流体吐出装置郡の例としてプリンタヘッド装置Ｈの構成例を示したが、必ずしも上記構成に限られない。例えば、第１、第２および第４構成例においては、駆動装置１６，２６，４６により開口面積を変化させるロッド１１やプレート２５，４５を駆動する形態であるが、これらの部材を流体供給室内に内蔵させておき、ヘッドボディ７外部に設けた電磁石の磁力を利用して部材の移動量を制御するように構成してもよい。この構成により、ヘッドボディ７にロッド１１やプレート２５，４５を挿通させるための孔を形成してこれにシール部材を設ける必要がなくなり、構造を簡単にすることができる。

第１構成例の抵抗可変機構を設けたインクジェット装置の正面断面図である。図１の矢印II−IIに沿って示すインクジェット装置の平面断面図である。図１の矢印III−IIIに沿って示すインクジェット装置の側面断面図である。インクジェット装置の作動を説明するための正面断面図である。インクジェット装置の作動を説明するための正面断面図である。第２構成例の抵抗可変機構を設けた流体吐出装置の正面断面図である。図６の矢印VII−VIIに沿って示すインクジェット装置の平面断面図である。図６の矢印VIII−VIIIに沿って示すインクジェット装置の側面断面図である。第３構成例の抵抗可変機構を設けた流体吐出装置の側面断面図である。第４構成例の抵抗可変機構を設けた流体吐出装置の正面断面図である。図１０の矢印XI−XIに沿って示すインクジェット装置の平面断面図である。図１０の矢印XII−XIIに沿って示すインクジェット装置の側面断面図である。従来のインクジェット装置の正面断面図である。

符号の説明

Ｉインクジェット装置（流体吐出装置）
Ｈプリンタヘッド装置（流体吐出装置群）
１ノズル孔２圧力室
３供給流路４流体供給室
５ダイアフラム６アクチュエータ
７ヘッドボディ
１０，２０，３０，４０抵抗可変機構
１１ロッド（開度設定部材）
１５可動部材（開度設定部材）
２５，３１，３５，４５プレート（開度設定部材）
１６，２６，４６駆動装置

Claims

流体を吐出するノズル孔と、前記ノズル孔に連通する空間からなる圧力室と、流体供給源から流体が供給される流体供給室と、前記流体供給室および前記圧力室を繋ぐ供給流路とを有して構成され、前記圧力室内の圧力を変化させて前記流体供給室から前記圧力室に供給された流体を前記ノズル孔から吐出させるように構成された流体吐出装置において、
前記流体供給室の内部に、前記供給流路内の流体抵抗を変化させる抵抗可変手段が設けられることを特徴とする流体吐出装置。
前記抵抗可変手段は、前記供給流路における前記流体供給室に対する開口部分の面積を変化させることにより、前記供給流路内の流体抵抗を変化させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出装置。
前記抵抗可変手段は、先端部が錐状に形成されて前記流体供給室の内部に錐軸方向に移動自在に設けられた開度設定部材から構成され、
前記開度設定部材を移動させて前記先端部の前記供給流路に対する挿入量を変化させることにより、前記供給流路の開口部分の面積を変化させるように構成されることを特徴とする請求項２に記載の流体吐出装置。
前記抵抗可変手段は、平板状に形成されて前記流体供給室の内部に前記供給流路が開口する壁面上をスライド自在に設けられた開度設定部材から構成され、
前記開度設定部材をスライドさせて前記開度設定部材に形成された貫通孔を前記供給流路の開口に対して相対移動させることにより、前記供給流路の開口と前記貫通孔とがオーバーラップする部分の面積を変化させるように構成されることを特徴とする請求項２に記載の流体吐出装置。
前記抵抗可変手段は、それぞれ平板状に形成されて前記流体供給室の内部に前記供給流路が開口する壁面上に着脱自在に設けられ、互いに面積の異なる貫通孔が形成された複数の開度設定部材を備えて構成され、
前記複数の開度設定部材のうちいずれかの開度設定部材を選択して設けることにより、前記供給流路の開口と前記貫通孔とがオーバーラップする部分の面積が設定変更されるように構成されることを特徴とする請求項２に記載の流体吐出装置。
前記圧力室および前記流体供給室を繋ぐ複数の前記供給流路が形成され、
前記抵抗可変手段は、平板状に形成されて前記流体供給室のいずれか一方の内部に前記供給流路が開口する壁面上をスライド自在に設けられた開度設定部材から構成され、
前記開度設定部材をスライドさせて前記開度設定部材に形成された複数の貫通孔を前記複数の供給流路の開口に対して相対移動させることにより、前記複数の供給流路の開口を選択的に開閉するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の流体吐出装置。
前記開度設定部材が、外部で発生された磁力により駆動されることを特徴とする請求項３，４，６のいずれかに記載の流体吐出装置。
請求項１〜７のいずれかに記載される複数の前記流体吐出装置を整列してなることを特徴とする流体吐出装置群。
請求項３〜７のいずれかに記載される複数の前記流体吐出装置を整列してなる流体吐出装置群であって、
前記複数の流体吐出装置における前記流体供給室が共通の一つの空間からなり、前記流体供給室にそれぞれ前記圧力室に繋がる複数の前記供給流路が開口しており、
前記複数の流体吐出装置のそれぞれに対して設けられた複数の前記開度設定部材が一体になっていることを特徴とする流体吐出装置群。
請求項３，４，６，７のいずれかに記載される複数の前記流体吐出装置を整列してなる流体吐出装置群であって、
前記複数の流体吐出装置における前記流体供給室が共通の一つの空間からなり、前記流体供給室にそれぞれ前記圧力室に繋がる複数の前記供給流路が開口しており、
前記複数の流体吐出装置のそれぞれに対して設けられた複数の前記開度設定部材が一体になっており、一体となった前記複数の開度設定部材が単一の駆動装置により駆動されることを特徴とする流体吐出装置群。