專利名稱：具備閥裝置的液體噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超小型的壓力調(diào)節(jié)用的閥裝置及具備該裝置的液體噴射裝置。
背景技術(shù)：
液體噴射裝置包括噴墨式打印機(jī)(下稱“打印機(jī)”)。在打印機(jī)上安裝有可拆卸的墨水盒(下稱“墨盒”)。打印機(jī)通過從記錄頭噴射(噴出)墨盒供給的墨進(jìn)行印刷。至今為止，已知多種從墨盒向記錄頭供給墨的墨供給方式。為了使墨滴從記錄頭穩(wěn)定地噴出，需要適當(dāng)調(diào)節(jié)墨壓力。因此，打印機(jī)包括對(duì)應(yīng)墨供給方式的墨壓力調(diào)節(jié)用閥裝置(差壓調(diào)節(jié)閥或減壓閥)。
特表00/03877號(hào)公報(bào)公開了內(nèi)置于墨盒內(nèi)的差壓閥。該墨盒裝配在托架上。這種墨盒被稱為在架型(On Carriage Tape)的墨盒。
特開2001-199080號(hào)公報(bào)公開了一種具備副箱的打印機(jī)托架。該副箱式的記錄裝置，通過添置在副箱側(cè)壁上的霍爾元件等磁電轉(zhuǎn)換元件，對(duì)應(yīng)隨著浮動(dòng)構(gòu)件的上浮位置變化的永磁體的磁力線量檢測(cè)墨量。而且，檢測(cè)出的墨量減少到規(guī)定量時(shí)，墨補(bǔ)給閥打開。
特表2003/041964號(hào)公報(bào)公開了在打印機(jī)本體上具備帶盒托座的記錄裝置。在該記錄裝置中，墨盒被裝入到本體的帶盒托座中，在托架上配備有閥單元。這種墨盒被稱為下架型(Off Carriage Tape)的墨盒。
特開2005-186344號(hào)公報(bào)公開了具備將存儲(chǔ)液體的壓力室內(nèi)的液體減壓到規(guī)定壓力的減壓閥的閥裝置。該減壓閥具備彈性變形的受壓構(gòu)件、調(diào)壓彈簧及動(dòng)作桿等構(gòu)成部件。因此，閥裝置呈大型化。
現(xiàn)有的閥裝置均呈大型化。因此在開發(fā)小型的、可搬運(yùn)的便攜式打印機(jī)時(shí)，存在不能應(yīng)對(duì)打印機(jī)的小型化的問題。供給到記錄頭的墨被調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)哪珘骸Ｒ郧?，用于調(diào)節(jié)墨壓力的閥裝置因墨供給方式而異。所以很難在不同墨供給方式的記錄裝置間實(shí)現(xiàn)閥裝置的標(biāo)準(zhǔn)化。例如，如果能在記錄頭中內(nèi)置調(diào)節(jié)壓力用的閥裝置，就能夠在不同墨供給方式的記錄裝置之間實(shí)現(xiàn)閥裝置的通用。但由于現(xiàn)有的閥裝置的構(gòu)造尺寸大，記錄頭呈大型化。因此事實(shí)上沒能將閥裝置內(nèi)置到記錄頭中。
再者，因?yàn)楝F(xiàn)有的閥裝置的外殼構(gòu)件(盒等)為樹脂制，容易透氣。因此也成為導(dǎo)致墨盒內(nèi)的墨水分產(chǎn)生蒸發(fā)、或使侵入到墨盒內(nèi)的氣體在墨中形成氣泡等的原因。所以，在閥裝置中要求降低成為水分蒸發(fā)和氣泡產(chǎn)生的原因的透氣性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供能夠?qū)毫φ{(diào)節(jié)閥制成超小型的閥裝置及具備該閥裝置的液體噴射裝置。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及特征在下述實(shí)施例中進(jìn)行描述，包括本發(fā)明主旨的附圖、舉例說明。
圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的打印機(jī)的概略立體圖。
圖2是圖1所示的墨盒及托架的概略截面圖。
圖3是圖2中的記錄頭(頭單元)的概略截面圖。
圖4A是圖2中的頭芯片的概略立體圖。
圖4B是圖4A中的頭芯片的側(cè)視圖。
圖5是圖4A中的頭芯片的V-V線截面圖。
圖6是圖5的閥單元的概略分解立體圖。
圖7A是表示圖6的閥體頭部的概略立體圖。
圖7B是表示圖6的閥體的軸部及密封構(gòu)件的概略立體圖。
圖7C是圖6的閥體及密封構(gòu)件的概略側(cè)視圖。
圖8A是表示圖6的閥固定板的貫通孔的概略俯視圖。
圖8B是表示圖6的閥保持板的貫通孔的概略俯視圖。
圖9A是將圖6的閥體安裝在層疊體上的方法說明俯視圖。
圖9B是將圖6的閥體安裝在層疊體上的方法說明俯視圖。
圖10A是圖6的閥單元的制造方法立體圖。
圖10B是圖6的閥單元的制造方法立體圖。
圖10C是圖6的閥單元的制造方法立體圖。
圖10D是圖6的閥單元的制造方法立體圖。
圖11是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的閥單元的概略分解立體圖。
圖12A是圖11的閥單元的制造方法立體圖。
圖12B是圖11的閥單元的制造方法立體圖。
圖12C是圖11的閥單元的制造方法立體圖。
圖13A是圖11的閥單元的放大俯視圖。
圖13B是圖11的閥單元的放大俯視圖。
圖14是圖11的閥單元的概略截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照?qǐng)D1～圖10對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的噴墨式記錄裝置(下稱記錄裝置)10進(jìn)行說明。
圖1為第一實(shí)施方式的記錄裝置10的概略立體圖。如圖1所示，作為液體噴射裝置的記錄裝置10，具備包括底板、左右側(cè)板及背板的規(guī)定形狀的主架11。架設(shè)在主架11內(nèi)側(cè)的導(dǎo)向軸12插通托架13的插通孔13a。托架13沿著導(dǎo)向軸12在主掃描方向X上自由移動(dòng)。在托架13的背面上伸展有與導(dǎo)向軸12的軸方向平行延伸的環(huán)狀同步帶14。托架13被固定在該同步帶14的一部分上。當(dāng)配設(shè)在主架11的一端附近上的托架電動(dòng)機(jī)15正向或逆向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，托架13在主掃描方向X上往復(fù)移動(dòng)。
在托架13的下部搭載有作為液體噴射單元(液體噴射頭)的噴墨式記錄頭(下稱記錄頭16)。在記錄頭16的下面設(shè)有噴嘴形成面16a(參考圖2、圖3)。在主架11的底板上設(shè)有規(guī)定該噴嘴形成面16a與記錄紙17間隔的壓紙卷筒18。另外，在托架13的上部安裝有可拆卸的黑色墨盒19及彩色墨盒20。記錄頭16可以從噴嘴形成面16a的各個(gè)噴嘴口噴射(噴出)各個(gè)墨盒19、20供給的墨。在墨盒20中個(gè)別地裝有例如靛藍(lán)(C)、洋紅(M)、黃(Y)等3色墨。
記錄裝置10還包括設(shè)置在其背面的供紙托盤(未圖示)和供紙裝置22。在供紙托盤上可以放置多張記錄紙17。供紙裝置22僅將供紙托盤上放置的多張記錄紙17中最上面的一張記錄紙分離后進(jìn)行供紙。當(dāng)配設(shè)在主架11的一側(cè)(同圖中為右側(cè))下部的送紙電機(jī)23驅(qū)動(dòng)時(shí)，記錄紙17被送向副掃描方向Y。供紙時(shí)記錄紙17沿著副掃描方向Y被前后兩處設(shè)置的未圖示的一對(duì)傳送輥挾持。當(dāng)托架13在主掃描方向X上往復(fù)移動(dòng)時(shí)，從記錄頭16的噴嘴16b(參考圖2)向記錄紙17上噴射墨。而且，托架13不移動(dòng)時(shí)，記錄紙17向副掃描方向Y被傳送規(guī)定的距離。如此通過交互反復(fù)地進(jìn)行噴射墨和供紙的動(dòng)作在記錄紙17上進(jìn)行記錄(印刷)。在本發(fā)明中噴嘴16b起到液體噴射單元的噴射口的作用。
如圖1所示，托架13的移動(dòng)路徑上的一端(同圖中的右端)被設(shè)定為初始位置。在初始位置上配設(shè)有對(duì)記錄頭16進(jìn)行清潔的維護(hù)單元25。維護(hù)單元25具備防止記錄頭16的噴嘴中的墨干燥的大致四邊形的帽26、和用于擦拭噴嘴形成面16a的擦拭器27、以及被配置在帽26鄰接位置上的吸引泵28。當(dāng)托架13移動(dòng)到初始位置時(shí)，記錄頭16位于帽26的正上方。而且，帽26上升封住記錄頭16的噴嘴形成面16a。清潔時(shí)吸引泵28驅(qū)動(dòng)，以向被帽26封住的噴嘴形成面16a和該帽26之間的空間施加負(fù)壓。如此墨被記錄頭16的噴嘴吸出。從帽26吸出的廢墨通過未圖示的管子排出到配置在壓紙卷筒18下方的廢液罐29中。另外，吸引泵28通過例如供紙電動(dòng)機(jī)23被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
圖2為圖1中的墨盒20及托架13的概略截面圖。以彩色墨盒20為例進(jìn)行說明。如該圖所示，在托架13的上面設(shè)有中空構(gòu)造的供給針30(導(dǎo)入針)。在托架13的下面安裝有記錄頭16。供給針30具有由前端部上穿孔的導(dǎo)入孔30a和與導(dǎo)入孔30a連通的中空部分組成的流路30b。
記錄頭16包括安裝在托架13下面的盒式打印頭31和附裝在該盒式打印頭31下面的打印頭芯片32。在盒式打印頭31的上面的凹部31a中配置防止流入供給針30的流路30b內(nèi)的墨中的雜質(zhì)流進(jìn)記錄頭16的流路33的過濾器34。
在打印頭芯片32上對(duì)應(yīng)流路33的位置上設(shè)有閥單元50。流路33包括設(shè)在閥單元50和供給針30之間的上游流路33a以及設(shè)在閥單元50和噴嘴16a之間的下游流路33b。閥單元50起到將下游流路33b內(nèi)的墨的液壓保持在規(guī)定值的減壓閥的功能。閥單元50被內(nèi)置在記錄頭31中。在第一實(shí)施方式中，閥單元50將具有大氣壓(約1atm)的上游流路33a內(nèi)的墨的壓力減壓，將下游流路33b內(nèi)的墨的壓力保持在低于大氣壓的規(guī)定負(fù)壓。下游流路33b與貯存器65(圖5所示)連通。貯存器65經(jīng)過從該貯存器65起分支成和噴嘴16b的數(shù)量相同的多個(gè)分支流路，與分別安裝有壓電振蕩器35的各個(gè)墨室68(圖5所示)連通。各個(gè)墨室68又與在噴嘴形成面16a上開口的多個(gè)噴嘴16b(噴嘴口)連通。安裝在打印頭芯片32上的壓電振蕩器35通過施加驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖電壓)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，墨滴被從噴嘴16b噴射(噴出)。
墨盒20包括盒36。在盒36內(nèi)劃分的儲(chǔ)藏室36a中儲(chǔ)存墨。在盒36的上部穿孔，形成連通儲(chǔ)藏室36a和盒子36的外側(cè)大氣的通氣孔36b。因此，儲(chǔ)存在儲(chǔ)藏室36a中的墨具有與大氣壓大致相同的壓力。當(dāng)把墨盒20裝入托架13時(shí)，供給針30貫穿設(shè)在墨盒20的供給口部36c上的橡膠制的墊圈37。而且，大氣壓的墨經(jīng)過供給針30的導(dǎo)入孔30a從儲(chǔ)藏室36a內(nèi)流入流路30b，該墨再通過過濾器34被供給到流路33。
在現(xiàn)有的技術(shù)中，在內(nèi)置于墨盒中的差壓調(diào)節(jié)閥的作用下，比大氣壓還低的規(guī)定負(fù)壓的墨從墨盒供給到過濾器。以此相對(duì)，在第一實(shí)施方式中，在安裝于打印頭芯片32上的小型閥單元50的作用下，通過過濾器34后的墨被減壓。即，在第一實(shí)施方式中，具有大氣壓的墨通過過濾器34。
在墨盒20的側(cè)部設(shè)有電路板38(墨盒IC)和連接端子38a。當(dāng)把墨盒20裝入托架13時(shí)，連接端子38a與托架13的接觸端子39產(chǎn)生電連接。記錄裝置10包括起到控制部分功能的CPU(無圖示)，CPU對(duì)安裝在電路板38上的半導(dǎo)體記憶元件的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和記錄。在半導(dǎo)體記憶元件中，儲(chǔ)存有墨盒20的墨種類、序列號(hào)、墨消耗量、有效期等各種墨盒信息數(shù)據(jù)。另外，黑色墨盒19也包括儲(chǔ)藏室36a和供給口部36c，與彩色墨盒20具有同樣的構(gòu)造。
圖3為圖2中的記錄頭16的概略截面圖。圖3表示用與通過圖2中供給針30的副掃描方向Y平行的面切斷的截面。
如圖3所示，在托架13上供給針30及記錄頭16作為一個(gè)打印頭單元40被組合為一體。該打印頭單元40具有包括供給針30的針墨盒41、盒式打印頭31以及打印頭芯片32。針墨盒41和盒式打印頭31通過熔敷或嵌入接合在一起。
針墨盒41包括可以插入墨盒20的供給口部36c的具有圓形開口的凹部41a、和凸出在凹部41a的底面中央部的供給針30。在針墨盒41和盒式打印頭31之間的接合位置上，在供給針30上形成的流路30b和盒式打印頭31上形成的流路33之間配置過濾器34。再在針墨盒41和盒式打印頭31之間的接合位置上，在針墨盒41的前端(同圖中的左端)上設(shè)置FFC連接器42、和安裝該FFC連接器42的頭基板43。FFC連接器42的一部分露出到頭單元40的外側(cè)。在FFC連接器42上電連接有從設(shè)在主架11上的控制部分(無圖示)延伸的FFC(軟性扁平電纜)(未圖示)。所以，可以通過FFC在控制部分和打印頭基板43之間進(jìn)行信號(hào)和數(shù)據(jù)的收發(fā)。在打印頭基板43上，安裝有為了驅(qū)動(dòng)和控制記錄頭16所需的各種電子電路及用于獲取必要的檢測(cè)信息的各種傳感器。
從頭基板43延伸的FPC44(柔性印制電路)，與通過蓋頭(cover head)45安裝在盒式打印頭31下面的打印頭芯片32產(chǎn)生電連接。在EPC44上安裝有為了控制壓電振蕩器35的驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)器驅(qū)動(dòng)控制用打印頭IC46(驅(qū)動(dòng)IC)。打印頭IC46具備用于生成為了驅(qū)動(dòng)各個(gè)壓電振蕩器35的噴射驅(qū)動(dòng)脈沖(驅(qū)動(dòng)電壓)的驅(qū)動(dòng)電路。噴射驅(qū)動(dòng)脈沖按每個(gè)噴嘴16b生成，而供給到對(duì)應(yīng)的各個(gè)壓電振蕩器35(參考圖2)。而且，閥單元50被封裝在打印頭芯片32的上面中的、對(duì)應(yīng)在盒式打印頭31內(nèi)形成的流路33a的位置上。
圖4A為圖3中的打印頭芯片32的立體圖，圖4B為打印頭芯片32的側(cè)視圖。
打印頭芯片32包括層疊基板47和安裝在基板47上面的4個(gè)閥單元50以及4個(gè)促動(dòng)器(actuator)部48。
閥單元50包括其主體即層疊體51、和與層疊體51的上面開口連通的輸入口52、以及在輸入口52內(nèi)設(shè)置的閥53。輸入口52與盒式打印頭31內(nèi)的上游流路33a連通。通過過濾器34流入流路33a的大氣壓下的墨，從流路33a流入輸入口52。閥53包括減壓閥裝置，形成在基板47內(nèi)的下游流路33b內(nèi)的墨被減壓閥保持在規(guī)定的負(fù)壓。
促動(dòng)器部48形成為包括壓電振蕩器35的薄膜層，該壓電振蕩器35的數(shù)量與對(duì)應(yīng)墨顏色的噴嘴16b的數(shù)量(例如80～180個(gè))相同。在對(duì)應(yīng)各噴嘴16b的位置上各壓電振蕩器35排列成一列。在基板47內(nèi)部形成的下游流路33b，通過與閥單元50對(duì)應(yīng)的貯存器65以及從貯存器65分出的與噴嘴16b的數(shù)量相同的多個(gè)分支流路，與多個(gè)儲(chǔ)墨室68連通。在基板47的上面與儲(chǔ)墨室68對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)置壓電震動(dòng)器35。在第一實(shí)施方式中，閥單元50的厚度約為1mm，促動(dòng)器部48的厚度約為0.3mm。內(nèi)置于記錄頭16中的閥單元50的主體厚度優(yōu)選在2mm以下。但是，可以根據(jù)用途對(duì)閥單元50主體的厚度進(jìn)行變更。
圖5為圖4A中的打印頭芯片32的V-V線截面圖?；?7具有例如用粘合劑相互粘接及層疊的噴嘴板61、流路板62、供給板63的3層構(gòu)造。在基板47的上面形成墨供給口64，閥單元50覆蓋墨供給口64而安裝。墨供給口64與貯存器65連通。在基板47上面直立設(shè)置由絕緣材料構(gòu)成的隔層66。在隔層66上層疊作為促動(dòng)器部48的壓電振蕩器35作用的壓電層67。由隔層66和壓電層67包圍的空間形成儲(chǔ)墨室68。在基板47上形成與儲(chǔ)墨室68連通的噴嘴孔69，在噴嘴孔69中，形成在噴嘴板61中的部分被劃分為噴嘴16b。
另外，流路板62也可以具有作為從貯存器65分出的多個(gè)分支流路及該各分支流路連通的儲(chǔ)墨室分別發(fā)揮作用的多個(gè)貫通孔。該多個(gè)貫通孔可以通過蝕刻形成。即，可以在流路板62的兩面上層疊的噴嘴板61和供給板63之間形成多個(gè)分支流路及儲(chǔ)墨室。這種情況下，通過濺射法等的PVD法和CVD法在供給板的上面形成薄膜的壓電層。因此使形成精密的壓電振蕩器35成為可能。另外，壓電層最好包括壓電材料層和夾住壓電材料層的一對(duì)電極層(未圖示)。
其次，對(duì)閥單元50的構(gòu)成進(jìn)行說明。在閥單元50的層疊體51上形成流路71，該流路71連通與層疊體51的上面開口相連的輸入口52和與層疊體51的下面開口相連的輸出口72。閥單元50設(shè)置在基板47上，使輸出口72與墨供給口64連通。
層疊體51包括多個(gè)作為板構(gòu)件的層疊薄膜板73、流路板74、閥保持板75及閥固定板76。流路板74及閥保持板75由金屬或陶瓷形成。在第一實(shí)施方式中，例如使用的是玻璃基板或硅基板(硅晶片)。閥固定板76優(yōu)選由向閥體86推壓的具有彈性的金屬材料形成。在第一實(shí)施方式中使用例如SUS。
層疊薄膜板73起到本發(fā)明的第一板構(gòu)件的功能。層疊薄膜板73包括多個(gè)副板。在第一實(shí)施方式中，層疊薄膜板73包括薄膜78(第一副板)和板79(第二副板)以及板77(第三副板)。板77、79例如由SUS構(gòu)成，薄膜78由樹脂材料構(gòu)成。薄膜78優(yōu)選由樹脂材料中的特別是透氣性低的材料形成。因?yàn)闃渲牧系耐笟庑砸话愀哂谄渌牧?。所以為了降低透氣性，?7、79優(yōu)選由樹脂以外的材料，例如金屬或無機(jī)材料形成。采用金屬材料時(shí)，除了SUS之外還可以使用例如鐵、銅、鋁、鎳等金屬。但這種情況下，需要對(duì)使用的液體具有耐腐蝕性(耐化學(xué)性)。因此，使用金屬時(shí)優(yōu)選在其上面上進(jìn)行鍍覆以提高耐腐蝕性。例如可以在鐵上面上鍍鎳或鍍鋅。
閥單元50包括在層疊薄膜板73的中央部上形成的受壓板部79a。具體地說就是受壓板部79a形成在板79上，受壓板部79a的基端被板79支承。受壓板部79a的前端為自由端。閥單元50還包括用于確保受壓板部79a的變位量而大致U字形地包圍受壓板部79a的周圍的薄膜78a(參考圖6)。薄膜78a起到本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)部的功能。薄膜78a形成在薄膜78上。在閥單元50的內(nèi)部通過受壓板部79a及薄膜78a劃分出液壓室80(第一壓力室)和大氣壓室81(第二壓力室)。液壓室80起到流路71的一部分的功能。大氣壓室81通過大氣連通孔81a向閥單元50的外側(cè)(大氣)開放。所以大氣壓室81可以經(jīng)常保持大氣壓。受壓板部79a承受對(duì)應(yīng)液壓室80的液壓(墨壓)和大氣壓室81的大氣壓的壓力差的力。例如當(dāng)液壓變得小于大氣壓時(shí)，如圖5中雙點(diǎn)劃線所示受壓板部79a承受向液壓室80內(nèi)位移的力。
流路板74起到本發(fā)明的第二板構(gòu)件的功能。流路板74包括作為各個(gè)流路71的一部分作用的2個(gè)貫通孔74a、74b。在流路板74的上面配置由橡膠材料構(gòu)成的圓環(huán)狀密封構(gòu)件85(O型環(huán))，包圍與液壓室80連通的貫通孔74a的開口。閥保持板75包括閥體86及收納密封構(gòu)件85的貫通孔75a。
作為閥53的一例的閥體86，包括起到閥部功能的大致圓板狀的閥板部87、和從閥板部87的上面垂直突出設(shè)置的圓柱狀的頭部88、和從閥板部87的下面垂直突出的軸部89。軸部89在本發(fā)明中起到傳遞部的功能。軸部89相對(duì)閥體86的軸心僅偏心規(guī)定的偏移量。密封構(gòu)件85起到閥座的功能。當(dāng)閥板部87與密封構(gòu)件85的上面全部接合時(shí)閥體86閉閥。另外，在閉閥狀態(tài)下，閥體86的軸心與密封構(gòu)件85的軸心一致。
閥固定板76起到本發(fā)明的第三板構(gòu)件的功能。閥固定板76在將閥體86推向密封構(gòu)件85的方向上(閉閥方向)推壓。所以，閥體86被閥固定板76保持(固定)。具體地說，閥體86的閥板部87的上面與閥固定板76的板簧部76b接觸，在板簧部76b的彈力作用下閥體86被向下方推壓。因此，閥板部87的下面被推向密封構(gòu)件85，閥體86被保持在閉塞流路71(貫通孔74a)的閉閥狀態(tài)。另外，板簧部76b在與相對(duì)密封構(gòu)件85的軸心偏心的軸部89的反方向位置上和閥板部87接觸。閥體86的軸部89被插入貫通孔74a后突出到液壓室80內(nèi)。軸部89的下端部與受壓板部79a的基端上面接觸。
當(dāng)壓電振蕩器35驅(qū)動(dòng)時(shí)，從噴嘴16b噴出液滴。于是流路33b內(nèi)的液體量減少導(dǎo)致液壓室80內(nèi)的液壓降低。結(jié)果在液壓室80內(nèi)的液壓和大氣壓的壓差作用下，產(chǎn)生使受壓板部79a向液壓室80內(nèi)位移位，將軸部89的閥體86推向上方的力。該力大于將閥體86向下方付勢(shì)的板簧部76b的付勢(shì)力時(shí)，受壓板部79a向上方位移后將閥體86的軸部89上推。此時(shí)，如圖5中的雙點(diǎn)劃線所示，受壓板部79a以被板79支承的底部為支點(diǎn)傾動(dòng)。閥體86的軸部89與傾動(dòng)的受壓板部79a的基端(支點(diǎn)附近)上面接觸。所以，如圖5所示，軸部89在受壓板部79a發(fā)出的力作用下被推向左斜上方而傾動(dòng)。即，閥體86以與板簧部76b接觸的位置為支點(diǎn)可以傾動(dòng)規(guī)定的角度。而且，受壓板部79a向軸部89發(fā)出的力的方向(圖5中的左斜上方)與閥體86的傾動(dòng)方向?qū)?yīng)。結(jié)果在閥板部87和密封構(gòu)件85之間形成間隙，閥單元50開閥。
圖6為圖5中的閥單元50的分解立體圖。閥單元50如前所述包括層疊薄膜板73、流路板74、閥保持板75、閥固定板76、密封構(gòu)件85及閥體86。層疊薄膜板73是包括板77、78、79的3層構(gòu)造。板77、79和薄膜78被粘合劑粘接在一起。受壓板部79a及薄膜78a使用加工前的層疊薄膜板73按以下的加工順序制成。
首先在加工前的層疊薄膜板73的一面(表面)上涂布光致抗蝕劑(photo resist)。其次通過對(duì)層疊薄膜板73的上面的規(guī)定區(qū)域進(jìn)行曝光及顯影形成凹部79b及貫通孔73a的圖案。凹部79b的圖案被形成在與液壓室80對(duì)應(yīng)的區(qū)域。再在凹部79b及貫通孔73a的圖案以外的區(qū)域上涂布起到掩膜功能的光致抗蝕劑。接著在層疊薄膜板73的另外一面(背面)上涂布光致抗蝕劑。然后在層疊薄膜板73的背面的規(guī)定區(qū)域上進(jìn)行曝光及顯影處理形成大氣壓室81的圖案。再在大氣壓室81的圖案以外的區(qū)域涂布起掩膜功能的光致抗蝕劑。接著將層疊薄膜板73按規(guī)定時(shí)間浸漬于蝕刻液中，對(duì)層疊薄膜板73的兩面進(jìn)行蝕刻(第一蝕刻工序)。在第一蝕刻工序中，對(duì)板79進(jìn)行蝕刻時(shí)使凹部79b的底面厚度與受壓板部79a的厚度大致相同。再者，通過該第一蝕刻工序，板77被蝕刻成與大氣壓室81的圖案區(qū)域中的板79相同的深度。
其次，在板79上形成的規(guī)定深度的凹部79b的底面上涂布光致抗蝕劑。再對(duì)凹部79b內(nèi)的規(guī)定區(qū)域進(jìn)行曝光及顯影處理形成薄膜78a的圖案。接著在薄膜78a的圖案以外的區(qū)域涂布起掩膜功能的光致抗蝕劑。對(duì)于板77(層疊薄膜板73的背面)原樣使用在第一蝕刻工序中用過的掩膜。然后將層疊薄膜板73按規(guī)定時(shí)間浸漬于蝕刻液中，對(duì)層疊薄膜板73(板79的凹部79b及板77)進(jìn)行蝕刻(第二蝕刻工序)。通過該第二蝕刻工序，凹部79b的底面進(jìn)一步被蝕刻成大致U字形。結(jié)果形成液壓室80，薄膜78a(薄膜78)露出到液壓室80中。再者，通過第二蝕刻工序，板77僅被蝕刻為與板79相同的深度。結(jié)果形成大氣壓室81，薄膜78a(薄膜78)露出到大氣壓室81中。另外，由樹脂材料構(gòu)成的薄膜78不會(huì)被板77、79的蝕刻液所蝕刻。所以，在第二蝕刻工序中可以確保使薄膜78露出的充分的蝕刻時(shí)間。
如此，通過將凹部79b的底面蝕刻成大致U字形的第二蝕刻工序形成薄膜78a，即，在第二蝕刻工序中沒有被蝕刻的凹部79b的底面的殘余部形成受壓板部79a。另外，在貫通孔73a的圖案形成區(qū)域中僅殘留薄膜78。之后除去在第一及第二蝕刻工序中用作掩膜的光致抗蝕劑，對(duì)層疊薄膜板73進(jìn)行清洗。
其次，用噴射壓空的夾具對(duì)層疊薄膜板73的一面進(jìn)行大致密封。在此狀態(tài)下，從夾具噴射壓空使薄膜78a塑性變形。壓空的噴射在將層疊薄膜板73加熱到薄膜78的樹脂材料的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上的溫度后進(jìn)行。如此薄膜78a保持塑性變形后的撓曲形狀。通過使薄膜78a保持撓曲，可使受壓板部79a按照必要的位移量進(jìn)行位移。之后，除去殘留在貫通孔73a區(qū)域內(nèi)的薄膜78a形成貫通孔73a。當(dāng)然，如果沒有壓空的泄漏等的影響，去除殘留在貫通孔73a區(qū)域內(nèi)的薄膜78a也可以在壓空工序之前進(jìn)行。
還有，使薄膜78a保持撓曲的加工方法不局限于噴射壓空的方法。例如也可以采用將模壓夾具按壓向呈略U字形露出的薄膜78a、機(jī)械性地使薄膜78a塑性變形的方法。另外，除壓空之外也可以噴射水等液體。再者也可以采用噴射加工用的粒子的噴沙法。還可以用濺射法中使分子碰撞后產(chǎn)生的能量使薄膜78a產(chǎn)生撓曲。使薄膜78a產(chǎn)生撓曲的加工方法(壓空、粒子、夾具等)所用的力優(yōu)選僅施加于薄膜78a，但也可以將加工方法所用的力施加到包括受壓板部79a及薄膜78a的凹部79b的整體上。
在此，作為層疊薄膜板73的其它制造方法，也可以采用將事先撓曲的薄膜夾在SUS之間的制造程序。但這種情況下，難以使薄膜的撓曲部分與SUS的貫通孔的位置對(duì)準(zhǔn)。與此相對(duì)，在第一實(shí)施方式中，使用將薄膜78夾在中央層的3層構(gòu)造的薄膜板73。而且，使薄膜78露出后，使露出的薄膜78撓曲。這樣的制造程序可以使薄膜78的規(guī)定位置確實(shí)地?fù)锨?br>
另外，在第一實(shí)施方式中，也可以將流路板74和閥保持板75形成在1張板上，并將插入軸部89的貫通孔74a和收納密封構(gòu)件85及閥體86的貫通孔75a形成在1張板上。這種情況下，對(duì)1張板的兩面進(jìn)行半蝕刻形成貫通孔74a、75a。
流路板74由金屬材料或無機(jī)材料構(gòu)成。在第一實(shí)施方式中，流路板74由SUS構(gòu)成，通過對(duì)SUS板進(jìn)行蝕刻形成2個(gè)貫通孔74a、74b。貫通孔74a被形成為閥體86的軸部89與受壓板部79a的基端附近的位置接觸。另外，貫通孔74b被形成為連通貫通孔73a和凹部78b雙方的長(zhǎng)孔。
閥保持板75由金屬材料或無機(jī)材料構(gòu)成。在第一實(shí)施方式中，閥保持板75由SUS構(gòu)成，貫通孔75a形成在和貫通孔74a相對(duì)的位置上，具有大致十字形的開口。另外，流路板74和閥保持板75中的至少一方也可以由Si(硅)或玻璃構(gòu)成。
為了使板簧部76b具有規(guī)定的彈性系數(shù)，閥固定板76由金屬材料構(gòu)成。在第一實(shí)施方式中，閥固定板76由SUS構(gòu)成。貫通孔76a被形成在和貫通孔75a相對(duì)的位置上。在閥固定板76上突出設(shè)置從貫通孔76a的周圍起向內(nèi)側(cè)延伸的相互相對(duì)的一對(duì)板簧部76b。
密封構(gòu)件85具有比貫通孔74a的直徑大的內(nèi)徑，且具有比貫通孔75a的內(nèi)徑大的外徑。
閥體86具有閥板部87、頭部88及軸部89。閥板部87觸及作為閥座的密封構(gòu)件86起到閥部的功能。閥體86被板簧部76b推壓時(shí)，軸部89通過貫通孔74a可以接觸到受壓板部79a的上面。
層疊薄膜板73、流路板74、閥保持板75及閥固定板76分別4層層疊時(shí)的合計(jì)厚度約為1mm。例如層疊薄膜板73的適當(dāng)厚度應(yīng)為0.1mm～0.6mm，流路板74的適當(dāng)厚度應(yīng)為0.02mm～0.2mm，閥保持板75的適當(dāng)厚度應(yīng)為0.05mm～0.4mm，閥固定板76的適當(dāng)厚度應(yīng)為0.02mm～0.2mm。各個(gè)薄板的厚度可以根據(jù)閥體86及密封構(gòu)件85的各個(gè)尺寸、流路的厚度方向的必要長(zhǎng)度等各種條件進(jìn)行設(shè)定。
圖7A所示為圖6中的閥體86的頭部88的立體圖。圖7B所示為閥體86的軸部89及密封構(gòu)件85的立體圖。圖7C為閥體86及密封構(gòu)件85的側(cè)視圖。閥體86的頭部88具有貫穿其上面中央延伸的槽88a。槽88a中能夠插入將閥體86組裝到層疊體51上時(shí)使用的精密螺絲刀等工具的前端。閥板部87具有線對(duì)稱地對(duì)其外周面的一部分開槽形成的一對(duì)切口凹部87a、和由其外周面的剩余部分形成的突起87b。閥板部87具有從頭部88的上方起線對(duì)稱的形狀(參考圖9)。如圖7C所示，閥板部87的軸線與頭部88的軸線一致。如圖7B所示，具有閥板部87的軸部89的面與密封構(gòu)件85接觸，該面與密封構(gòu)件85緊貼時(shí)閥體86關(guān)閉流路。
軸部89的軸線相對(duì)于略圓板狀的閥板部87的軸線(圖7C中用一點(diǎn)劃線表示的密封構(gòu)件85的軸心)按規(guī)定的偏移量偏心。另一方面，如圖7C所示，突起87b相對(duì)于閥體86的軸線(密封構(gòu)件85的軸心)形成在與軸部89相反側(cè)上。板簧部76b與該突起87b接觸。所以，當(dāng)閥體86的軸部89因受壓板部79a的力被上推時(shí)，閥體86在按壓該突起87b的板簧部76b的推壓力的作用下向左斜上方傾動(dòng)。閥板部87的軸線(即閥體86的軸心)與密封構(gòu)件85的中心(環(huán)狀中心)一致。
圖8A所示為圖6中的閥固定板76的貫通孔76a的俯視圖。圖8B所示為圖6中的閥保持板75的貫通孔75a的俯視圖。如圖8A所示，一對(duì)板簧部76b在從貫通孔76a的中心(密封構(gòu)件85的中心)，以規(guī)定的偏移量向和直徑方向平行移動(dòng)的線上，從劃分貫通孔75a的內(nèi)周面朝向內(nèi)側(cè)相互相對(duì)突出。板簧部76b與切口凹部87a相對(duì)時(shí)(圖8A中的雙點(diǎn)劃線所示)，板簧部76b不與閥體86的突起部87b接觸。在這種狀態(tài)下安裝閥體86時(shí)，閥體86通過貫通孔76a被插入到貫通孔75a內(nèi)。
如圖8B所示，大致十字形的貫通孔75a，具有在圓周方向上以90度間隔向外側(cè)凹陷的4個(gè)凹部75c、和以比凹部75c更小的內(nèi)徑劃分的、連通4個(gè)凹部75c的4個(gè)內(nèi)壁面75b。閥板部87的外周徑比內(nèi)壁面75b的內(nèi)徑小一些。所以，閥板部87可以插入到貫通孔75a中。密封構(gòu)件85的外徑略大于內(nèi)壁面75b的內(nèi)徑。所以，密封構(gòu)件85可以插入到貫通孔75a的內(nèi)壁面75b中。如此，使密封構(gòu)件85的軸心與貫通孔74a的軸心保持一致而決定其在貫通孔75a內(nèi)的位置。
圖9A、圖9B為向圖6中的層疊體53上安裝閥體86的方法的說明圖。首先如圖9A所示，在切口凹部87a與板簧部76b相對(duì)的位置上，將閥體86插入貫通孔76a。安裝閥體86時(shí)，已經(jīng)將密封構(gòu)件85按壓插入到貫通孔75a中。其次，將閥體86推向密封構(gòu)件85，將閥板部87的上面按壓到比板簧部76b的下面低的下方。接著，將精密螺絲刀(一字形螺絲刀)等工具的前端插入槽88a中，將工具僅轉(zhuǎn)動(dòng)半圈。結(jié)果如圖9B所示，閥板部87的突起87b的上面與板簧部76b的下面接合。這種狀態(tài)下，閥體86在板簧部76b的彈力作用下被向下方(圖9B中與紙面垂直方向的內(nèi)側(cè))推壓。
圖10A～圖10D表示圖6中的閥單元50的制造方法。如圖10A所示，首先用粘合劑將層疊薄膜板73、流路板74及閥保持板75粘接到一起。接著將密封構(gòu)件85插入到貫通孔75a中。如圖10B所示，密封構(gòu)件85的位置由貫通孔75a的內(nèi)壁面75b決定。
接著，用粘合劑將閥固定板76粘接在閥保持板75的上面形成層疊體51。然后，將閥體86插入到層疊體51的貫通孔76a中。而且，如圖9A、B所示，用卡合于槽88a的工具使插入到貫通孔76a內(nèi)的閥體86轉(zhuǎn)動(dòng)半圈，如圖10D所示安裝閥體86。此時(shí)，也可以在層疊體51的貫通孔76a、75a中預(yù)先安裝好密封構(gòu)件85及閥體86。實(shí)際制造時(shí)，為了高效率地生產(chǎn)閥單元50，可以制造大號(hào)的母層疊體。而且，可以通過切斷母層疊體一次性制造多個(gè)層疊體51。
在第一實(shí)施方式中，由于閥單元50被形成為約1mm后的超薄型(超小型)，可以內(nèi)置于記錄頭16。因此，墨盒20內(nèi)的墨經(jīng)由過濾器34及上游流路33a到抵達(dá)閥單元50為止，墨的壓力一直保持為大氣壓。即，墨首先被記錄頭16內(nèi)的閥單元50減壓。因此墨盒20內(nèi)外幾乎沒有壓力差。其結(jié)果氮、氧等氣體很難透過形成墨盒20和打印頭單元40的樹脂材，墨中不易產(chǎn)生氣泡。再者，在從墨盒20到噴嘴16b為止的墨流路中，比過濾器34更上游的流路中的墨壓力為大氣壓。因此，墨中微小氣泡的成長(zhǎng)速度慢。也就是說即使墨中產(chǎn)生微小的氣泡，這些小氣泡也不易長(zhǎng)大。所以可以實(shí)質(zhì)上避免過濾器34中附著大氣泡而導(dǎo)致墨的動(dòng)壓的上升。其結(jié)果能夠避免比過濾器更下游的流路中的墨壓力(負(fù)壓)、特別是儲(chǔ)墨室68內(nèi)的墨壓力變得不穩(wěn)定。因此能夠穩(wěn)定地噴射適量的墨滴。
如圖5所示，當(dāng)液壓室80和大氣壓室81之間不產(chǎn)生壓力差時(shí)，受壓板部79a被保持在圖5中實(shí)線所示的位置上。所以，閥板部87和密封構(gòu)件85密接。即，閥板部87移動(dòng)到閉塞貫通孔74a(墨流路)的封閉位置。當(dāng)墨滴被噴出儲(chǔ)墨室68及貯存器65內(nèi)的墨量減少時(shí)，對(duì)應(yīng)墨的減少量液壓室80的液壓也隨之下降。其結(jié)果液壓室80和大氣壓室81之間產(chǎn)生壓力差，該壓力差的應(yīng)力作用于受壓板部79a。從該受壓板部79a傳遞到閥體86的力變得大于將閥體86按壓向閉閥方向的力(板簧部76b的付勢(shì)力及閥體86的重力)時(shí)，受壓板部79a以其底部為支點(diǎn)向上方位移傾動(dòng)。伴隨該傾動(dòng)與靠近受壓板部79a的基端位置相接的軸部89被抬起。其結(jié)果閥體86傾動(dòng)，閥板部87移動(dòng)到開放貫通孔74a(墨流路)的開放位置。
開閥時(shí)，上游流路33a內(nèi)的墨從閥板部87和密封構(gòu)件96的間隙流入到閥單元50內(nèi)。隨著墨的流入貯存器65及墨室68的墨壓上升，液壓室80和大氣壓室81之間的壓力差變小。而且，從受壓板部79a傳遞到軸部89的力，變得小于按壓閥體86的力(板簧部76b的付勢(shì)力及閥體86的重力)時(shí)，受壓板部79a復(fù)位而閥體86下降。其結(jié)果閥關(guān)閉。之后，通過閥單元50反復(fù)開閉閥。其結(jié)果貯存器65及墨室68的墨壓被穩(wěn)定地維持在規(guī)定的負(fù)壓，從而噴射出適量的墨滴。
具備第一實(shí)施方式的閥裝置(閥單元50)的記錄裝置10具有以下的優(yōu)點(diǎn)。
(1)由于在層疊體51中裝入閥體86，可以提供起到減壓閥功能的厚度為1mm左右的超薄型的閥單元50。因此，有助于實(shí)現(xiàn)打印機(jī)(例如小型可攜帶的便攜式打印機(jī))的小型化。
(2)因?yàn)殚y單元50為超小型，可以將閥單元50內(nèi)置在記錄頭16中，因此，在墨供給方式不同的記錄裝置間可以采用通用的閥裝置。所以無需分別制造、開發(fā)對(duì)應(yīng)不同墨供給方式的閥裝置。
(3)通過蝕刻法部分去除層疊薄膜板73使薄膜78的一部分露出后，對(duì)該露出部分進(jìn)行撓性加工。所以，可以比較簡(jiǎn)單地制造受壓板部79a及薄膜78a。如果在預(yù)先撓曲的薄膜上粘貼板材制作層疊薄膜板時(shí)，難以使薄膜與板材的位置保持一致。
(4)制成層疊體51后，將密封構(gòu)件85及閥體86裝入層疊體51。當(dāng)在制造層疊體51的途中進(jìn)行密封構(gòu)件85及閥體86的部件的組裝時(shí)，在裝入部件后需要進(jìn)行粘接最上層的薄板的工序。因此部件有可能被粘合劑弄臟。再者，最上層的薄板受到板簧部的反作用力(與按壓力相反方向的力)，最上層的薄板有可能發(fā)生剝離。在第一實(shí)施方式中，在完成層疊體51后對(duì)部件(85、86)進(jìn)行裝配。所以能夠高效地制造閥單元50。
(5)使與閥體86接觸的板簧部76b的位置自閥體86的軸心(密封構(gòu)件85的軸心)產(chǎn)生規(guī)定量的位移。再者，使軸部89的軸心從閥體86的軸心(密封構(gòu)件85的軸心)向和板簧部76b相反的方向產(chǎn)生規(guī)定量的位移。因此，閥體86以與閥體86接觸的板簧部76b的位置為支點(diǎn)傾動(dòng)。所以，閥體86的開閉動(dòng)作能夠順利進(jìn)行。再者，由于軸部89和受壓板部79a的基端附近接觸，來自受壓板部79a的力可以有效地傳遞到閥體86。因此，能夠確保對(duì)抗板簧部76b的推壓力的使閥體86工作所需的力。
(6)將起到把來自受壓板部79a的力傳遞到閥板部87的傳遞部功能的軸部89與閥體86形成為一體。因此可以減少閥單元50的部件數(shù)。
(7)閥體86被插入到層疊體51的貫通孔76a后，被半旋轉(zhuǎn)后安裝。因此可以簡(jiǎn)單地將閥體86安裝到層疊體51內(nèi)。再者，在閥體86的頭部形成有槽88a。因此，可以用工具簡(jiǎn)單地進(jìn)行閥體86的安裝。
(8)受壓板部79a(板79)由金屬材料構(gòu)成。因此在受壓板部79a中可以確保高彈性力，可以快速進(jìn)行受壓板部79a的彈性位移及原位復(fù)歸。其結(jié)果隨著液壓室80的墨壓力的變化，開閉閥動(dòng)作的響應(yīng)性變好，可以提高閥單元50的壓力調(diào)節(jié)的精度。再者，板簧部76b(閥固定板76)也由金屬材料構(gòu)成。因此板簧部76b中也可以保持高彈性力。即，可以容易地獲得將閥體86向閉法方向推壓所需的充分的勢(shì)能，同時(shí)開閥時(shí)可以迅速地使閥體86閉閥。這也有助于優(yōu)化閥體86的響應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)高精度的壓力調(diào)節(jié)。
(9)連通閥單元50的輸入口52和液壓室80的流路(貫通孔74a)與連通輸出口72和液壓室80的流路(長(zhǎng)孔74b)形成在液壓室80的上層的流路板74上。所以，支承受壓板部79a的薄膜78a被板77、79牢固支承。其結(jié)果可以在使其輸入口和輸出口一致的狀態(tài)下，將閥單元50層疊后裝入成為對(duì)象的部件(頭芯片32)中。
(10)將大號(hào)的薄板層疊后制造出母層疊體，可以通過切割該母層疊體來制造閥單元50的層疊體51。能夠一次制造出多個(gè)層疊體51。所以，也適宜對(duì)閥單元50進(jìn)行量產(chǎn)。
(11)超小型的閥單元50能夠內(nèi)置于記錄頭16中。因此，可以在相對(duì)過濾器34更下游的流路上配置閥單元50。能夠避免過濾器34中附著比較大的氣泡導(dǎo)致動(dòng)壓變高或儲(chǔ)墨室68的負(fù)壓變的不穩(wěn)定。所以，可以使墨室68的液壓保持穩(wěn)定。結(jié)果可以以穩(wěn)定的噴射量噴射墨滴，能夠保證高精度的印刷品質(zhì)。
(12)因?yàn)殚y單元50能夠內(nèi)置于記錄頭16中，所以可以在墨盒19、20上省去差壓調(diào)節(jié)閥。因此，可以在不改變墨填充量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)墨盒的小型化，或者在相同尺寸的墨盒內(nèi)增加墨的填充量。另外，由于墨盒19、20上需要差壓調(diào)節(jié)閥等的閥裝置，所以可以壓低作為耗材的墨盒19、20的制造成本。
(13)通過用液壓室80和大氣壓室81之間的壓力差開閉閥體86，調(diào)節(jié)比閥體86更下游的流路內(nèi)的墨壓。所以可以用大致穩(wěn)定的大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)墨壓。因此，可以穩(wěn)定地調(diào)節(jié)墨壓。
(14)在閥固定板76的板簧部76b的作用下閥體86被推壓向閉閥方向。因此，無需用螺旋彈簧等大型部件對(duì)閥體86推壓。其結(jié)果可以將閥單元50制成薄型。
(15)形成層疊體51的板材材料，可以從硅薄板、玻璃薄板、金屬薄板及包括金屬層的層疊薄板中選擇。所以層疊體51的薄膜78a被覆具有極低透氣性的無機(jī)材料或金屬材料。因此，可以提供氣體難以透過的閥單元50。
其次，按照?qǐng)D11～圖14對(duì)第二實(shí)施方式的閥單元90進(jìn)行說明。
如圖14所示，第二實(shí)施方式的閥單元90包括作為其本體的層疊體91、桿95、閥部94b及密封構(gòu)件96(O型環(huán))。桿95在本發(fā)明中起到傳遞部的功能。桿95在基于液壓室80和大氣壓室81之間的壓力差而位移的受壓板部79a的作用下上下位移。閥部94b隨著桿95的上下移動(dòng)而開閉。層疊體91的形成與第一實(shí)施方式相同，厚度約為1mm。
如圖11所示，層疊體91包括作為多個(gè)板構(gòu)件的層疊薄膜板73、流路板92、桿保持板93及閥形成板94。層疊薄膜板73的形成與第一實(shí)施方式相同，具有受壓板部79a和薄膜78a。另外，層疊薄膜板73還具有作為流路71的一部分形成的貫通孔73a。
流路板92起到本發(fā)明的第二板構(gòu)件的功能。該流路板92上形成有分別作為流路71的一部分發(fā)揮作用的貫通孔92a及長(zhǎng)孔92b。桿95插入到貫通孔92a中。長(zhǎng)孔92b與層疊薄膜板73的凹部79b及貫通孔73a連通。另外，流路板92上還形成有劃分貫通孔92a的從內(nèi)周面起向內(nèi)側(cè)突出的突起92c。突起92c作為本發(fā)明的定位部發(fā)揮作用，偏心及保持桿95。
桿保持板93具有大致十字形的貫通孔93a和長(zhǎng)孔93b，貫通孔93a具有沿圓周方向以90度間隔形成的4個(gè)凹部93d、和連接4個(gè)凹部93d之間的、用比凹部93d更小的內(nèi)徑劃分的4個(gè)內(nèi)壁面93c。長(zhǎng)孔93b形成在與流路板92的長(zhǎng)孔92b相對(duì)的位置上，長(zhǎng)孔92b、層疊薄膜板73的凹部79b以及貫通孔73a相互連通。
閥形成板94起到本發(fā)明的第三板構(gòu)件的功能。閥形成板94上形成有大致C字狀的圓弧狀孔94a。通過圓弧狀孔94a，在閥形成板94上形成舌片狀的閥部94b。閥部94b、貫通孔93a及貫通孔92a對(duì)應(yīng)受壓板部79a的基端附近的位置。桿95經(jīng)由貫通孔92a、93a被裝入層疊體91中，使之與受壓板部79a的基端上面接觸。密封構(gòu)件96被按壓插入到貫通孔93a的內(nèi)壁面93c中，在流路板92的上面上包圍貫通孔92a。閥部94b具有從桿95朝向受壓板部79a向該桿95推壓的板簧部的功能。
其次，對(duì)閥單元90的制造方法進(jìn)行說明。首先如圖12A所示，將層疊薄膜板73、流路板92及桿保持板93等3張用粘合劑進(jìn)行粘合。這種狀態(tài)下，層疊薄膜板73的凹部79b和貫通孔73a通過長(zhǎng)孔92b、93b連通。接著，向圖12A所示的貫通孔93a中依次插裝桿95及密封構(gòu)件96。
如圖13A所示，桿95被配置在從突起92c起比貫通孔92a的中心(即密封構(gòu)件96的中心)更靠近閥部94b的前端的位置上。密封構(gòu)件96通過被壓入到貫通孔93a的4個(gè)位置的內(nèi)壁面93c內(nèi)而定位。密封構(gòu)件96從層疊體的貫通孔93a的開口稍稍突出。
其次，如圖12C所示，用粘合劑將閥形成板94粘接在圖12B所示的層疊體的上面上制成閥單元90。閥部94b與密封構(gòu)件96接觸被略微上推。這種狀態(tài)下，閥部94b在其復(fù)原力的作用下，被規(guī)定的按壓力按壓向密封構(gòu)件96。因此，閥部94b與密封構(gòu)件96按壓接觸，閥單元90可以維持閉閥狀態(tài)。
如圖14所示，當(dāng)液壓室80和大氣壓室81之間不產(chǎn)生壓力差時(shí)，受壓板部79a被保持在圖14中實(shí)線表示的位置。所以，閥部94與密封構(gòu)件96密接而閉閥。墨滴被噴出而墨室68及貯存器65內(nèi)的墨量減少時(shí)，對(duì)應(yīng)減少的墨量液壓室80的液壓下降。其結(jié)果液壓室80和大氣壓室81之間出現(xiàn)壓力差，因壓力差發(fā)出的力作用于受壓板部79a。從該受壓板部79a傳遞到桿95的力變得大于將閥部94b下壓向閉閥方向的力(閥部94b的付勢(shì)力及桿95的重力)時(shí)，如圖14中雙點(diǎn)劃線所示，受壓板部79a以其底部為支點(diǎn)向上方位移傾動(dòng)。隨著該傾動(dòng)與靠近受壓板部79a的基端的位置接觸的桿95被抬起。其結(jié)果如圖14中雙點(diǎn)劃線所示，閥部94b抬起后流路開放。
開閥時(shí)，上游流路33a內(nèi)的墨從閥部94b和密封構(gòu)件96的間隙流入閥單元90內(nèi)。隨著墨的流入，貯存器65及儲(chǔ)墨室68的墨壓上升，液壓室80和大氣壓室81之間的壓力差變小。而且，從受壓板部79a傳遞到桿95的力，變得小于下壓桿95的力(閥部94b的按壓力及桿95的重力)時(shí)，受壓板部79a復(fù)位，桿95降下。其結(jié)果閥(閥部94b)關(guān)閉。之后，反復(fù)進(jìn)行閥單元90作用下的閥的開閉。其結(jié)果貯存器65及儲(chǔ)墨室68的墨壓被穩(wěn)定地維持在規(guī)定的負(fù)壓，可以噴射出適量的墨滴。
另外，在第二實(shí)施方式中，可以使桿95與靠近受壓板部79a的前端的位置接觸。這種情況下可以延長(zhǎng)桿95的移動(dòng)行程。其結(jié)果可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)閥單元90的小型化。即，通過使桿95與靠近受壓板部79a前端的位置接觸，受壓板部79a的長(zhǎng)度即使變得較短，也可以容易地向桿95移動(dòng)希望的行程。
具備第二實(shí)施方式的閥裝置(閥單元90)的記錄裝置，除了第一實(shí)施方式的(1)～(3)、(8)～(15)的效果之外，還具有以下的效果。
(16)在層疊體91的最上層的閥形成板94上形成閥部94b。因此，不再需要第一實(shí)施方式中的閥體86。即，在第二實(shí)施方式中用桿95代替了閥體86。作為將受壓板部79a的位移傳遞到閥部94b的傳遞部的桿95，省去了設(shè)置在閥體86上的頭部88(槽88a)和切口凹部87a。所以，閥構(gòu)造比第一實(shí)施方式還要簡(jiǎn)單。因此閥單元90的制造及構(gòu)造變得簡(jiǎn)單。
(17)桿95在貫通孔92a內(nèi)通過突起92c配置在比貫通孔92a的軸心(即密封構(gòu)件96的中心)更接近閥部94b的前端的位置。因此，作用于受壓板部79a的力經(jīng)由桿95被高效地傳遞到閥部94b。其結(jié)果可以用小的力高效地進(jìn)行閥的開閉。桿95通過自劃分貫通孔92a的內(nèi)周面突出的突起92c定位。因此，可以使貫通孔92a的直徑比桿95的直徑足夠大。所以能夠放大墨流路直徑。
本發(fā)明在不脫離本發(fā)明的發(fā)明主旨的范圍內(nèi)還可以進(jìn)行各種變形，該各種變形均包含于本發(fā)明，例如有如下各例。
(變形例1)閥單元不局限于內(nèi)置于記錄頭的減壓閥，也可以是內(nèi)置于墨盒的差壓閥。例如，大氣壓室81和流路33a連通，也可以形成具有與閥部(閥板部87或閥部94b)上游的液壓相等的壓力室。這種情況下，在閥部上游的壓力室的液壓和閥部下游的液壓室80的液壓之間的壓力差的作用下，閥部進(jìn)行開閉。所以閥單元50、90起到差壓調(diào)節(jié)閥的作用。再者，安裝閥裝置(閥單元)的位置，不局限于記錄頭或墨盒。閥裝置也可以配置在記錄頭和墨盒之間的流路上。例如閥裝置也可以設(shè)置在墨盒和打印機(jī)托架之間的流路上。再者，也可以在副箱方式的托架的內(nèi)部安裝閥裝置。也可以在下架型(Off Carriage Tape)的墨盒托架的內(nèi)部設(shè)置閥裝置。
(變形例2)也可以不在閥單元上設(shè)置受壓板部79a。如果薄膜78a由具有一定強(qiáng)度的材質(zhì)構(gòu)成，薄膜78a也可以直接與軸部89或桿95接觸。
(變形例3)在第一實(shí)施方式中，傳遞部也可以是代替閥體86的軸部89從受壓板部79a突出的突起。在第二實(shí)施方式中，傳遞部也可以是代替桿95從受壓板部79a突出的突起，或者是從閥部突出的突起。
(變形例4)薄膜78a也可以是在壓力差作用下伸縮的橡膠膜。薄膜78a為橡膠膜時(shí)，可以不用對(duì)薄膜進(jìn)行撓性加工。薄膜78a為樹脂薄膜時(shí)，由于樹脂的耐久性及強(qiáng)度一般高于橡膠，所以可以制成較薄的薄膜78a。
(變形例5)在第一實(shí)施方式中，閥固定板76(付勢(shì)支承薄板)的材質(zhì)不局限于SUS(單一的金屬層)。也可以是包括至少1個(gè)金屬層(SUS等)的層疊板。另外，在第二實(shí)施方式中，閥形成板94(閥形成薄板)的材質(zhì)也可以是包括至少1個(gè)金屬層(SUS和銅等)的層疊板。再者，層疊薄膜板73(驅(qū)動(dòng)支承薄板)也可以是僅由使受壓板部分變位形成的金屬層構(gòu)成的層疊板。
(變形例6)受壓板部79a也可以被基端及前端的雙方、或者3個(gè)以上的支承部所支承。這種情況下，支承部分優(yōu)選具有有助于受壓板的位移、容易撓曲的形狀(細(xì)長(zhǎng)而薄的形狀)。
(變形例7)驅(qū)動(dòng)閥部(87、94b)的驅(qū)動(dòng)部不局限于基于液壓室80和大氣壓室81之間的壓力差而驅(qū)動(dòng)閥部的差壓驅(qū)動(dòng)部(薄膜78a)。驅(qū)動(dòng)部也可以使進(jìn)行電驅(qū)動(dòng)的壓電元件。這種情況下，安裝在層疊薄膜板73上的壓電元件，通過施加驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生的電致收縮作用，使受壓板部79a發(fā)生部分位移。再者驅(qū)動(dòng)部也可以是在由施加到2個(gè)電極間的電荷產(chǎn)生的靜電吸引力的作用下，使受壓板部79a發(fā)生部分變位的靜電元件。這種靠電驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部與記錄裝置10(液體噴射單元)的液體噴射同步，按照被噴射的液量驅(qū)動(dòng)閥部。其結(jié)果可以用對(duì)應(yīng)液體的噴射時(shí)機(jī)及噴射量的開度或時(shí)間來開閉閥部。
(變形例8)閥單元也可以包括多個(gè)閥裝置。即也可以通過切斷母層疊體制造閥單元時(shí)，使之包括多個(gè)閥裝置。
(變形例9)也可以是噴射墨以外的其它液體(包括分散有功能材料粒子的液狀體)的液體噴射裝置。例如，也可以是將分散或溶解有制造液晶顯示器、EL(電致發(fā)光)顯示器以及面發(fā)光顯示器時(shí)使用的電極材料和染色材料等材料的液狀體進(jìn)行噴射的液體噴射裝置、噴射制造生物芯片時(shí)使用的生物有機(jī)體的液體噴射裝置、噴射用于精密吸液管使用的樣品液體的液體噴射裝置。而且，在這些液體噴射裝置的任何一種上都可以適用閥裝置。再者，閥裝置不局限于液體噴射裝置，可以應(yīng)用于任意的裝置。
本發(fā)明并不限于在此給出的各例，不超出本發(fā)明的主旨范圍的各種方式均包含于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種閥裝置(50、90)，其根據(jù)流路內(nèi)的壓力而開閉，其中，具備層疊體(51、91)，其包括為形成所述流路而相互層疊的多個(gè)板構(gòu)件(73～76、73、92～94)；閥部(87、94b)，其可動(dòng)作地設(shè)在所述層疊體上，開閉所述流路；驅(qū)動(dòng)部(78a)，其產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述閥部的驅(qū)動(dòng)力，所述閥部基于所述驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力而打開所述流路；傳遞部(89、95)，其設(shè)在所述閥部和所述驅(qū)動(dòng)部之間，將該驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力傳遞到所述閥部，并且，所述多個(gè)板構(gòu)件包括包括所述驅(qū)動(dòng)部的第一板構(gòu)件(73)；第二板構(gòu)件(74、92)，其包括作為所述流路的一部分發(fā)揮功能的孔(74a、92a)，所述閥部在堵住所述孔的封閉位置、和基于經(jīng)由所述傳遞部傳遞的所述驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力而打開所述孔的開放位置之間移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥裝置，其中，還具備在所述第二板構(gòu)件之上包圍所述孔而設(shè)置的密封部(85、96)，所述閥部移動(dòng)到所述封閉位置時(shí)與所述密封部接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥裝置，其中，所述多個(gè)板構(gòu)件還包括第三板構(gòu)件(76)，該第三板構(gòu)件(76)設(shè)在所述第二板構(gòu)件的上方，包括將所述閥部(87)向所述封閉位置推壓的板簧部(76b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥裝置，其中，所述多個(gè)板構(gòu)件還包括與所述閥部(94b)形成一體的第三板構(gòu)件(94)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥裝置，其中，所述閥部(94b)進(jìn)一步形成為作為將所述傳遞部(95)朝向所述驅(qū)動(dòng)部推壓的板簧部而發(fā)揮功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥裝置，其中，所述層疊體具有大約2mm以下的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)部包括有彈性的薄膜(78a)，所述層疊體(51、91)還包括作為所述流路的一部分發(fā)揮功能的第一壓力室(80)；第二壓力室(81)，其被所述薄膜從所述流路遮斷，經(jīng)由所述薄膜與所述第一壓力室鄰接配置，所述薄膜產(chǎn)生與所述第一及第二壓力室間的壓力差對(duì)應(yīng)的所述驅(qū)動(dòng)力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥裝置，其中，所述薄膜是預(yù)先撓曲地形成的樹脂薄膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥裝置，其中，所述第一板構(gòu)件(73)包括相互層疊的至少3個(gè)副板，所述至少3個(gè)副板包括包括所述薄膜的第一副板(78)；第二副板(79)，其具有與所述第二板構(gòu)件的孔(74a)連通的第一開口，與所述薄膜一起形成與所述第一開口連通的第一壓力室；第三副板(77)，其具有與大氣連通的第二開口，與所述薄膜一起形成與所述第二開口連通的第二壓力室。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥裝置，其中，所述第二壓力室是與大氣連通的大氣壓室，所述薄膜形成為當(dāng)所述第一壓力室的壓力低于大氣壓達(dá)到規(guī)定的負(fù)壓時(shí)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述閥部的所述驅(qū)動(dòng)力。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥裝置，其中，所述第一板構(gòu)件還包括受壓板部(79a)，其設(shè)在所述傳遞部和所述薄膜之間，具有根據(jù)所述壓力差而與所述薄膜一起變形的彈性。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閥裝置，其中，所述閥部(87)包括與所述板簧部(76b)相對(duì)的第一面、與所述第一面相反側(cè)的第二面、以及規(guī)定的中心，所述板簧部配置在所述閥部的第一面上與所述閥部的中心不同的位置，所述傳遞部配置在所述閥部的第二面上與所述閥部的中心不同的位置，以使所述閥部利用經(jīng)由該傳遞部傳遞的所述驅(qū)動(dòng)力而傾動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閥裝置，其中，所述第三板構(gòu)件(76)還包括貫通孔(76a)，其可以使所述閥部插入，所述板簧部從劃分該貫通孔的內(nèi)周面突出，所述閥部包括當(dāng)所述閥部插入所述貫通孔時(shí)，與所述板簧部相對(duì)的凹部(87a)；和用于由所述板簧部向所述閥部施加推壓力的突起(87b)。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥裝置，其中，所述傳遞部(95)插通所述第二板構(gòu)件的孔(92a)，所述閥部(94b)包括從所述第三板構(gòu)件(94)延伸的基端、和與該基端相反側(cè)的前端，所述第二板構(gòu)件還形成有定位部(92c)，其在劃分該第二板構(gòu)件的孔的內(nèi)周面上形成，決定所述傳遞部在所述孔內(nèi)的位置，而使所述傳遞部接觸所述閥部的前端附近。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閥裝置，其中，所述第三板構(gòu)件(76)由金屬板或至少包括1層金屬層的層疊板形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥裝置，其中，所述第一板構(gòu)件(73)包括相互層疊的多個(gè)副板(77～79)，該多個(gè)副板(77～79)包括具有所述驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)板(78)，除所述驅(qū)動(dòng)板之外的多個(gè)副板分別由硅板、玻璃板及金屬板中的任一種形成，除所述第一板構(gòu)件之外的多個(gè)板構(gòu)件分別由硅板、玻璃板及金屬板中的任一種形成。
17.一種液體噴射裝置(10)，其可卸下地安裝，與收納液體的液體容器(20)一起使用，其中，所述液體容器包括將所述收納的液體導(dǎo)向外部的第一流路，該液體噴射裝置具備包括噴射所述液體的噴射口(16b)、和將從所述液體容器供給的液體引導(dǎo)到噴射口的第二流路(33)的液體噴射單元(16)；以及閥裝置(50、90)，其設(shè)在所述第一流路上或所述第二流路上，開閉包括所述第一和所述第二流路的流路而調(diào)整所述液體的壓力，所述閥裝置包括包括為形成所述流路而相互層疊的多個(gè)板構(gòu)件(73～76、73，92～94)的層疊體(51或91)；設(shè)在所述層疊體上，開閉所述流路的閥部(87、94b)；驅(qū)動(dòng)部(78a)，其產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述閥部的驅(qū)動(dòng)力，所述閥部基于所述驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力開放所述流路；傳遞部(89、95)，其設(shè)在所述閥部和所述驅(qū)動(dòng)部之間，將該驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力傳遞到所述閥部，所述多個(gè)板構(gòu)件包括包括所述驅(qū)動(dòng)部的第一板構(gòu)件(73)；第二板構(gòu)件(74、92)，其包括作為所述流路的一部分發(fā)揮功能的孔(74a、92a)，所述閥部在堵住所述孔的封閉位置、和基于經(jīng)由所述傳遞部傳遞的所述驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力而開放所述孔的開放位置之間移動(dòng)。
18.一種液體噴射裝置(10)，其可卸下地安裝，與收納液體的液體容器(20)一起使用，其中，具備沿規(guī)定的軌道可移動(dòng)地設(shè)置的托架(13)；液體噴射單元(16)，其搭載于所述托架上，包括噴射從所述液體容器供給的液體的噴射口(16b)；閥裝置(50、90)，其設(shè)在所述液體噴射單元上，調(diào)整從所述噴射口噴射的所述液體的壓力。
全文摘要
一種用于調(diào)節(jié)液體壓力的超小型的閥裝置及液體噴射裝置。調(diào)節(jié)流體壓力的閥裝置，包括含有相互層疊的多個(gè)板構(gòu)件的層疊體。在層疊體上設(shè)置開關(guān)液體流路的閥部。驅(qū)動(dòng)部產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)閥部的驅(qū)動(dòng)力。傳遞部被設(shè)置在閥部和驅(qū)動(dòng)部之間，將該驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力傳遞到閥部。多個(gè)板構(gòu)件包括含有驅(qū)動(dòng)部的第一板構(gòu)件、和含有起到流路的一部分功能的孔的第二板構(gòu)件。閥部在閉塞孔的封閉位置、和通過傳遞部傳遞的驅(qū)動(dòng)力作用下開放孔的開放位置之間移動(dòng)。
文檔編號(hào)G05D16/08GK1975224SQ20061016319
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者藤城武 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社