JP2005297330A - 弁体、弁装置、液体噴射装置及び液体噴射装置のクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化を実現することができる弁体、弁装置及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】 プリンタは、加圧ポンプを停止させて第１及び第２のインクカートリッジのインクの供給を停止し、第１及び第２の弁装置を非連通状態とする。次に、キャップ部材によって各ノズルを封止した後に、吸引ポンプを駆動させて、同ノズルに負圧をかける。この負圧は自己封止弁を介して、各バルブ室３１の第２の流路３６にまで到達する。そしてプリンタは、記録ヘッド、自己封止弁及び第２の流路３６に至るまでに負圧が蓄積されると、インクの供給を再開する。第１及び第２の弁装置の各バルブ室３１に導入されたインクは、第２の流路３６にまで到達した負圧によって吸引されて自己封止弁を介して記録ヘッドに向けて一気に流動する。これによって、自己封止弁内又は記録ヘッド内に侵入した気泡は、このインクの流動に伴ってノズルからキャップ部材に排出される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、弁体、弁装置、液体噴射装置及び液体噴射装置のクリーニング方法に関する。

従来、液体噴射装置としてインクジェット式記録装置が広く知られている。このインクジェット式記録装置では、インク収容体から供給されるインクを、キャリッジに設けられた記録ヘッドのノズルからインク滴として吐出する。そして、このキャリッジを移動させながら記録媒体に向けてインク滴を吐出しドットを形成することによって記録を行うようになっていた。

このようなインクジェット式記録装置の中には、インク収容体から記録ヘッドに供給されるインクが、同インク供給体側に逆流することを抑制するために逆止弁を設けたものがある。（例えば、特許文献１。）。

特許文献１に記載のインクジェット式記録装置では、キャリッジにインク供給ポンプが備えられていた。このインク供給ポンプは、インク収容体からインクを受けて記録ヘッドに供給する。このインク供給ポンプの本体ケース内には、移動部材が、同本体ケース内を摺動可能となるように嵌挿されていて、同移動部材には、逆止弁が設けられている。この逆止弁は、本体ケースのインク導入口から導入されるインクが、同本体ケースのインク導出口に向けて流動するときのみに開状態となってその流動を許容し、反対にインク導出口からインク導入口に流動（逆流）するときには閉状態となってその逆流を抑制するようになっていた。

さらに、インク供給ポンプでは、この移動部材を、本体ケース内にてインク導入口側からインク導出側に向けて摺動させることにより、同インク導入口側に負圧を発生させて、インク収容体からインクを吸引して同本体ケース内に導入するようになっている。そして、記録媒体の記録の際に移動するキャリッジの振動に伴って、同移動体を本体ケース内にて摺動させることでインクを吸引し記録ヘッドに供給するようになっていた。
特開２００３−２２０７１１号公報

ところで、一般に、インクジェット式記録装置に用いられるインクは、揮発性を有するインク溶媒に着色成分を溶かすことによって構成されている。従って、ノズルから記録ヘッド内に気泡が浸入すると、同記録ヘッド内にてインク溶媒が蒸発し、インクが増粘してしまうことがあった。これは、ノズルの目詰まりを引き起こし、ドット抜け等の記録ヘッドの吐出不良を引き起こす原因となっていた。このため、記録ヘッドに浸入した気泡を排出させる必要があった。

そして、このような問題を解決する方法として、ノズル側から負圧をかけることで、強制的に同ノズルからインクを排出させるいわゆるクリーニングが提案されている。このクリーニングでは、インク収容体からのインクの供給を電磁ソレノイドバルブ等のバルブ装置にて遮断するとともに、記録ヘッドのノズル側から負圧をかける。そして、ノズルにかかる負圧が蓄積された時点で、バルブ装置による遮断を解除することで、ノズルから気泡とともに増粘したインクを一気に吐出させ排出ていた。

しかしながら、特許文献１に記載のインクジェット式記録装置のように、インク供給ポンプを備えているものに、さらに電磁ソレノイドバルブ等のバルブ弁装置を備えることは、駆動電源等の部品点数が増加し同インクジェット式記録装置が大型化する虞があった。これは、近年要望されているインクジェット式記録装置の小型化への弊害となっていた。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、小型化を実現することができる弁体、弁装置及び液体噴射装置を提供することにある。

本発明の弁体は、本体ケースに形成した凹部をフィルム材にて被覆して流体を収容する流体収容室と、前記流体収容室に流体を導入する導入部と、前記流体収容室から流体を導出する導出部と、前記導入部及び前記導出部に形成した流路の少なくとも一方を開閉することで、同導入部と同導出部との間の流体の流量を調整する開閉手段とを備え、前記フィルム材を介して前記開閉手段を付勢して、前記流路の少なくとも一方を閉路するとともに、前記導入部から前記流体収容室内に導入された流体の圧力が、前記フィルム材に付与されると、同付勢を緩和し、前記流路を開路する付勢手段を備えた。

これによれば、弁体は、導入部から流体を導入することによって連通状態となる。また、反対に、この流体の導入を停止することによって、非連通状態となる。即ち、弁体の連通状態及び非連通状態は、この流体の導入によって制御することができる。これによって、弁体は、電磁ソレノイドバルブ等のように駆動電源等を必要としない。この結果、部品点数を低減し小型化を実現することができる。さらに、弁体の製造コストを低減することができる。

本発明の弁装置は、本体ケースの凹部をフィルム材にて被覆して流体を収容する流体収容室と、前記流体収容室に流体を導入する導入部と、前記流体収容室から流体を導出する導出部と、前記導入部及び前記導出部に形成した流路の少なくとも一方を開閉することで、同導入部と同導出部との間の流体の流量を調整する開閉手段と、前記フィルム材を介して前記開閉手段を付勢して、前記流路の少なくとも一方を閉路させる付勢手段とを備えた弁体を、少なくとも２つ以上重ね合わせることによって形成される弁装置であって、前記本体ケースは、前記弁体を重ね合わせた際に、隣接する弁体の付勢手段を支持する。

これによれば、弁体は、弁装置を形成した際に、隣接する弁体の付勢手段を支持することができる。これによって、付勢手段を支持するために部品を新たに設ける必要がないので、形成される弁装置の部品点数を低減することができる。この結果、弁装置の小型化及び製造コストの低減を実現することができる。また、この弁装置は、弁体を２つ以上重ねあわせることで形成される。このように、弁装置を、同様に構成された弁体から形成することによって、弁装置の製造コストを低減することができる。

この弁装置の前記付勢手段は、バネ部材であって、前記本体ケースには、同バネ部材を支持するバネ座が形成されている。
これによれば、バネ部材は、隣接する弁体の本体ケースに形成されたバネ座によって支持される。これによって、弁装置を形成する各弁体は、それぞれ隣接する弁体の本体ケースにバネ部材を支持させて、フィルム材を介して開閉手段を付勢し流体の流量を調整することができる。

この弁装置の前記開閉手段は、前記フィルム材に固着された可撓性を有するシール部材であって、同シール部材は、前記導入部及び前記導出部に形成した前記流路の少なくとも一方を開閉して、前記流体の流量を調整する。

これによれば、シール部材は、フィルム材を介して付勢手段によって付勢されて、導入部及び導出部に形成した流路の少なくとも一方を開閉することができる。このシール部材は、可撓性を有するので、例えば導入部又は導出部により当接し流路を封止することができる。この結果、シール部材は、より安易に流路を閉路することができる。

この弁装置の前記フィルム材の表又は裏の少なくとも一方には、前記バネ部材を受け止める受圧板を設けた。
これによれば、このフィルム材には、受圧板を介してバネ部材からの付勢力がより付与される。これによって、フィルム材に固着されたシール部材は、より安易に流路を閉路することができる。この結果、シール部材は、より流体の流量を調整することができる。

この弁装置の前記バネ部材は、コイルバネであって、前記本体ケースには、隣接する前記弁体の本体ケースとの間に前記コイルバネを取着するための間隔を保持する間隔保持手段を設けた。

これによれば、コイルバネは、各弁体の本体ケース間に形成される間隔に取着される。そして、本体ケースのバネ座に支持されながら、フィルム材を介して、開閉手段を付勢することができる。

この弁装置は、前記弁体を重ね合わせる際に、各弁体の位置決めをする位置決め手段を設けた。
これによれば、弁装置を形成するときには、各弁体はこの位置決め手段によって位置決めされるので、容易に重ね合わせることができる。この結果、前記弁装置を形成する際の作業性を向上させることができる。

この弁装置の前記位置決め手段は、前記本体ケースに設けられた第１の接続部及び第２の接続部であって、同第１の接続部は隣接する弁体の第２の接続部に接続される。
これによれば、隣接する弁体同士は、互いの第１及び第２の接続部を接続することによってそれぞれ位置決めすることができる。

この弁装置は、前記弁体を重ね合わせた状態で包括して連結する連結部材を備え、同連結部材は、前記弁装置の端部に位置する弁体の付勢手段を支持する。
これによれば、重ね合わされた弁体は、この連結部材によって連結されることで弁装置を形成する。さらに、この弁装置の端部に位置する弁体の付勢手段は、この連結部材によって支持されることによって、フィルム材を介して開閉手段を付勢することができる。

この弁装置の前記付勢手段は、バネ部材であって、前記連結部材には、前記バネ部材を支持するバネ座が形成されている。
これによれば、弁装置の端部に位置する弁体のバネ部材は、連結部材に形成されたバネ座によって支持される。これによって、この端部に位置する弁体は、連結部材にバネ部材を支持させて、フィルム材を介して開閉手段を付勢し、正確に流体の流量を調整することができる。

この弁装置の前記バネ部材は、コイルバネであって、前記連結部材には、同連結部材と、前記弁体との間に前記コイルバネを取着するための間隔を保持する間隔保持手段を設けた。

これによれば、コイルバネは、連結部材と、弁装置の端部に位置する弁体の本体ケースとの間に形成される間隔に取着される。そして、コイルバネは、連結部材のバネ座に支持されながら、フィルム材を介して開閉手段を付勢することができる。

本発明の弁装置を備えた液体噴射装置であって、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体を貯留するとともに、前記弁装置を介して前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体収容体とを備えた。

これによれば、液体噴射装置は、液体収容体からの液体の供給を停止することで、前記弁装置を非連通状態とすることができる。また、反対に液体収容体からの液体の供給を再開することで、前記弁装置を連通状態とすることができる。即ち、弁装置の連通状態及び非連通状態は、この液体収容体からの液体の供給によって制御することができる。これによって、液体噴射装置は、この弁装置の制御のために、電磁ソレノイドバルブ等のように駆動電源等を必要としないので、部品点数を低減することができる。この結果、液体噴射装置の小型化を実現することができるとともに、製造コストの低減を実現することができる。さらに、液体噴射ヘッドに供給される液体は、弁装置を非連通状態とすることによって、同液体噴射ヘッドから同液体収容体側に向けて逆流することを抑制することができる。これによって、液体噴射ヘッド内から液体が流出し、同液体噴射ヘッド内が乾燥することを低減することができる。

本発明の液体噴射装置のクリーニング方法は、本発明の弁装置を備え、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体を貯留するとともに、前記弁装置を介して前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体収容体と、前記液体噴射ヘッドに負圧をかけて同液体噴射ヘッドから前記液体を吸引する吸引手段とを備えた液体噴射装置のクリーニング方法であって、前記液体収容体からの前記液体の供給を停止し、前記弁装置を非連通状態とする第１のステップと、前記第１のステップから前記吸引手段によって液体噴射ヘッドに対して負圧をかけて、同液体噴射ヘッドに同負圧を蓄積する第２のステップと、前記第２のステップから前記液体収容体からの前記液体の供給を再開し、前記弁装置を連通状態として同液体噴射ヘッドから前記液体を噴射させる第３のステップとからなる。

これによれば、例えば、この液体噴射ヘッドに気泡が浸入している場合であっても、この気泡を、第１から第３のステップによって同液体噴射ヘッドから噴射される液体とともに同液体噴射ヘッド内から排出させることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１は、本実施形態におけるプリンタの概略を説明するための斜視図である。図２は、同プリンタの記録ヘッドへのインクの供給系を説明するためのブロック図である。

図１に示すように、液体噴射装置としてのプリンタ１は、略直方形状のフレーム２を備えている。このフレーム２の上面には、給紙トレイ３が設けられ、さらに、フレーム２の前面には、排紙トレイ４が設けられている。この給紙トレイ３及び排紙トレイ４は、図示しないヒンジ構造によってフレーム２に対して折り畳み収容可能となるように構成されている。

このフレーム２内には、その長手方向にプラテン５が配設され、このプラテン５上には、図示しない紙送り機構によって、給紙トレイ３からフレーム２内に挿入された記録用紙が給送されるようになっている。そして、この給送された記録用紙は、排紙トレイ４からフレーム２外へ排出されるようになっている。

前記フレーム２内には、プラテン５と平行となるようにガイド部材６が架設されている。このガイド部材６には、同ガイド部材６に沿って移動可能なキャリッジ７が挿通支持されている。また、前記フレーム２には、キャリッジモータ（図示しない）が取着され、こ
のキャリッジモータは、一対のプーリ（図示しない）に掛け装されたタイミングベルト（図示しない）を介してキャリッジ７が駆動連結されている。このように構成することによって、キャリッジモータが駆動すると、その駆動力はタイミングベルトを介してキャリッジ７に伝達される。この駆動力を受けてキャリッジ７は、ガイド部材６に案内されプラテン５と平行（主走査方向）に往復移動するようになっている。

一方、前記キャリッジ７の下面（プラテン５と対向する面）には、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド８が設けられている。この記録ヘッド８は、前記記録用紙に対向するようにノズル形成面を有し、このノズル形成面には、１列あたりｎ個（ｎは自然数）のノズルからなるノズル列（いずれも図示せず）が６列形成されている。本実施例では、説明の便宜上１列あたりｎ個のノズルからなるノズル列を６列形成したが、この限りではなく１列あたりのノズルの数及びノズル列の数は、適宜変更しても良い。

このキャリッジ７は、フレーム２内に設置された第１の弁装置９に対してチューブＴ１を介して接続されていて、同第１の弁装置９は、フレーム２内に装着された第１のインクカートリッジ１０に対してチューブＴ２を介して接続されている。さらに、キャリッジ７は、フレーム２内に設置された第２の弁装置１１に対してチューブＴ３を介して接続されていて、同第２の弁装置１１は、フレーム２内に装着された第２のインクカートリッジ１２に対してチューブＴ４を介して接続されている。

図２に示すように、この第１のインクカートリッジ１０は、チューブＴ２を介して第１の弁装置９にインクを供給するようになっている。第１の弁装置９に供給されたインクはチューブＴ１を介してキャリッジ７に設けた自己封止弁１３に供給された後に、同自己封止弁１３から記録ヘッド８に供給されるようになっている。また同様に、第２のインクカートリッジ１２は、チューブＴ４を介して第２の弁装置１１にインクを供給するようになっている。第２の弁装置１１に供給されたインクはチューブＴ３を介してキャリッジ７の自己封止弁１３に供給された後に、同自己封止弁１３から記録ヘッド８に供給されるようになっている。

この自己封止弁１３は、記録ヘッド８に適宜インクを供給するためのものであって、同記録ヘッド８からインクが吐出されて同記録ヘッド８内に負圧が発生すると、開状態となって同記録ヘッド８内にインクを導入するようになっている。また反対に、記録ヘッド８内にインクがあって、前記負圧が発生していないときには、閉状態となって同記録ヘッド８内に導入されるインクの量を制限して、インクの過剰導入による各ノズルのインクの漏洩を抑制するようになっている。

尚、本実施形態の第１のインクカートリッジ１０は、ブラック、シアン、マゼンダをそれぞれ貯留するインクパック（図示しない）を備え、又第２のインクカートリッジ１２は、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンダをそれぞれ貯留するインクパック（図示しない）を備えている。そして、これら各インクパックは、フレーム２内に設けられた加圧ポンプ（図示しない）から、第１及び第２のインクカートリッジ１０，１２内に供給される加圧空気によって押圧されて、それぞれチューブＴ２，Ｔ４にインクを圧送するようになっている。即ち、第１のインクカートリッジ１０からは、ブラック、シアン、マゼンダが、又第２のインクカートリッジ１２からは、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンダが、それぞれ第１及び第２の弁装置９，１１を介して記録ヘッド８に供給されるようになっている。そして、記録ヘッド８に流入したインクは、圧電素子（図示しない）によって加圧されて各ノズルからインク滴としてそれぞれ吐出されることによって、ドットを形成するようになっている。

前記プリンタ１では、キャリッジ７を往復移動させながらインク滴を記録用紙に吐出さ
せ印刷するための領域を印刷領域としている。さらに、プリンタ１には、非印刷時にキャリッジ７を退避させてノズルをクリーニングするための非印刷領域が設けられ、この非印刷領域には、図１に示すように、キャップホルダ１４が設けられている。

キャップホルダ１４には、記録ヘッド８のノズル形成面と対向するように、キャップ部材１５が設けられている。このキャップ部材１５は、記録ヘッド８のノズルから吐出されるインクを受け止めるためのものである。そして、キャップホルダ１４は、図示しない駆動機構を介してキャップ部材１５を移動させて、同キャップ部材１５の可撓性を有する当接部（図示しない）を記録ヘッド８のノズル形成面に密着させることによって、各ノズルを封止するようになっている。このキャップ部材１５には、図示しないが、同キャップ部材１５内と連通する連通孔を備えた接続部が形成されていて、同接続部には、チューブＴ５を介して吸引ポンプ１６の吸引口が接続されている。この吸引ポンプ１６は、チューブＴ５を介してキャップ部材１５内に負圧をかけるためのものであって、駆動することで記録ヘッド８の各ノズルから同キャップ部材１５内に吐出されたインクを吸引するようになっている。吸引ポンプ１６の排出口（図示しない）には、チューブＴ６を介して廃インクタンク１７が接続されている。この廃インクタンク１７は、キャップ部材１５から吸引されたインクを貯留するためのタンクである。

このように構成することによって、キャップ部材１５によるノズルの封止の際に吸引ポンプ１６が駆動すると、同ノズルには、キャップ部材１５を介して負圧がかかりインクが吸引される。そして、吸引されたインクは、キャップ部材１５からチューブＴ５、吸引ポンプ１６、チューブＴ６を順に流動した後に、廃インクタンク１７内に流入し廃インクとして貯留される。

次に、上記した第１及び第２の弁装置９，１１の構成を図３〜図７に従って説明する。
図３は、本実施形態の弁装置の構成を説明するための斜視図である。図４は、図３のＡ−Ａ線方向の断面図である。図５は、同弁装置の構成を説明するための分解斜視図である。図６及び図７は、それぞれ図３のＡ−Ａ線方向の部分断面図である。尚、本実施形態の第２の弁装置１１は、第１の弁装置９に比べてその構造に差異がなく同様に構成されているため、説明の便宜上、ここでは第１の弁装置９についてのみ説明をして第２の弁装置１１については省略する。

図３及び図４に示すように、第１の弁装置９は、第１〜第３の逆止弁２０〜２２と、これら第１〜第３の逆止弁２０〜２２を連結固定する連結部材２３とを備えている。この第１〜第３の逆止弁２０〜２２は、それぞれ同様の構造となっていて、それぞれ略直方形状の本体ケース２４、フィルム２５、受圧板２６、シール部２７、コイルバネ２８を備えている。

この本体ケース２４には、円環状の凹部２９が凹設されていて、同凹部２９には、その開口部に沿って円環状の溶着部３０が立設されている。そして、溶着部３０には、フィルム２５が凹部２９側に撓むように溶着されていて、同凹部２９の開口部を被覆し封止することによってバルブ室３１を形成している。このフィルム２５は、樹脂等のガスバリア性及び可撓性を有する材料から構成されていて、溶着されることで、同フィルム２５の中心部が、凹部２９の底面２９ａに対して往復移動が可能となっている。そして、このフィルム２５の中心部であって、バルブ室３１側には、受圧板２６が固着されていて、同受圧板２６には、シール部２７が固着されている。このシール部２７は、ゴム等の可撓性を有する材料から構成されている。そして、このシール部２７は、円環状の凹部２９に囲まれた内側に円筒状に突出形成された凸部３２と相対向するようになっていて、フィルム２５がバルブ室３１側に撓んでいるときに、同凸部３２の上端部と当接するようになっている。

一方、本体ケース２４には、図３及び図５に示すように、前記チューブＴ２を接続するための円筒状のインク導入部３３及び前記チューブＴ１を接続するための円筒状のインク導出部３４が延出形成されている。このインク導入部３３及びインク導出部３４は、それぞれの軸心を貫通する連通孔３３ａ，３４ａ（図５参照）を備えている。連通孔３３ａは、図４に示すように、本体ケース２４の凹部２９の底面２９ａに貫通するように形成された第１の流路３５と連通し、同第１の流路３５を介してバルブ室３１に連通するようになっている。また、連通孔３４ａは、前記凸部３２の軸心を貫通するように形成された第２の流路３６と連通し、同第２の流路３６を介してバルブ室３１に連通するようになっている。

このように構成することによって、第１のインクカートリッジ１０から供給されるインクは、チューブＴ２、インク導入部３３の連通孔３３ａ、第１の流路３５を順に流動した後、バルブ室３１に導入される。そして、バルブ室３１に導入されたインクは、凸部３２に形成された第２の流路３６から、インク導出部３４の連通孔３４ａ、チューブＴ１、自己封止弁１３を順に流動した後、記録ヘッド８に供給されるようになっている。

また、前記シール部２７が凸部３２と当接しているときでは、前記第２の流路３６は、同シール部２７によって封止されて、このインクの流動は遮断された状態（非連通状態）となる。また、シール部２７が、凸部３２から離間しているときでは、このインクは流動可能な状態（連通状態）となる。

そして、本実実施形態では、このように構成された本体ケース２４を、第１〜第３の逆止弁２０〜２２として３つを重ね合わせることで、第１の弁装置９を構成するようになっている。詳しくは、図５に示すように、本体ケース２４の底部２４ａの４隅には、四角柱状の脚部３７が延出形成されている。この脚部３７は、本体ケース２４を重ね合わせた際に、隣接する本体ケース２４との間隔Ｄを形成するためのものである。さらに、この４つの脚部３７の内２つには、図５における下方向に円柱状の係合部３８が突出形成されている。この係合部３８は、隣接する本体ケース２４の上面２４ｂに凹設された嵌合溝３９に嵌挿されるようになっている。即ち、第１の逆止弁２０の係合部３８は、第２の逆止弁２１の嵌合溝３９に嵌挿され、同第２の逆止弁２１の係合部３８は、第３の逆止弁２２の嵌合溝３９に嵌挿される。これによって、第１の逆止弁２０の本体ケース２４は、第２の逆止弁２１の本体ケース２４と間隔Ｄをあけて重なり合って、同第２の逆止弁２１のフィルム２５を覆うように位置する。同様に、第２の逆止弁２１の本体ケース２４は、第３の逆止弁２２の本体ケース２４と間隔Ｄをあけて重なり合って、同第３の逆止弁２２のフィルム２５を覆うように位置する。

他方、前記連結部材２３は、蓋部４０を備えていて、同蓋部４０の両端からは図５における下方向にアーム４１，４２が延出形成されている。このアーム４１，４２の長さは、前記第１〜第３の逆止弁２０〜２２を重ね合わせた状態で包括することができるように設定されている。そして、その先端部には、それぞれ爪部４１ａ，４２ａが形成されていている。さらに、蓋部４０の底部４０ａの４隅には、第１の逆止弁２０の本体ケース２４と間隔Ｄを形成するための四角柱状の脚部４３が延出形成されていて、同脚部４３のうち２つには、図５における下方向に円柱状の係合部４４が突出形成されている。この係合部４４は、第１の逆止弁２０の嵌合溝３９に嵌挿されるようになっている。そして、連結部材２３は、第１〜第３の逆止弁２０〜２２を重ねた状態から、第１の逆止弁２０のフィルム２５を覆うとともに、アーム４１，４２の爪部４１ａ，４２ａを第３の逆止弁２２の底部２４ａに係合させることによって、同第１〜第３の逆止弁を一体に連結固定する。

また、図４に示すように、連結部材２３の蓋部４０の底部４０ａには円環状のバネ座４５が突出形成されている。さらに、第１及び第２の逆止弁２０，２１の底部２４ａには、
同じく円環状のバネ座４６がそれぞれ突出形成されている。このバネ座４５，４６は、コイルバネ２８の上端部を支持するためのものであって、前記フィルム２５の中心に固着された受圧板２６と対向するようになっている。そして、バネ座４５，４６にそれぞれ取着されたコイルバネ２８の下端部は、フィルム２５を介して受圧板２６に支持されるようになっている。これによって、連結部材２３の蓋部４０と第１の逆止弁２０のフィルム２５との間には、コイルバネ２８が取着される。さらに、第１の逆止弁２０の本体ケース２４と第２の逆止弁２１のフィルム２５との間、及び第２の逆止弁２１の本体ケース２４と第３の逆止弁２２のフィルム２５との間においても、それぞれコイルバネ２８が取着される。

これによって、第１〜第３の逆止弁２０〜２２の各受圧板２６には、それぞれフィルム２５を介してコイルバネ２８からの付勢力が加わってバルブ室３１側に付勢されるようになっている。そして、この付勢によって受圧板２６に固着されているシール部２７は、前記凸部３２に密着し第２の流路３６を封止することで、バルブ室３１を非連通状態とすることができる。また、コイルバネ２８の付勢力は、シール部２７を凸部３２に当接させることができるように、受圧板２６をバルブ室３１側（図５における下方向）に付勢する程度に設定されていて、同バルブ室３１側から上方向に所定の力が加わるとフィルム２５が撓むように設定されている。尚、本実施形態における所定の力とは、第１及び第２のインクカートリッジ１０，１２からバルブ室３１に導入されるインクの圧力である。

つまり、図６に示すように、バルブ室３１内にインクが導入されたことによって、同インクによりフィルム２５（受圧板２６）が上方向に押圧されると、これに応じてコイルバネ２８は撓むので、シール部２７は、凸部３２から離間してバルブ室３１を連通状態とする。一方、図７に示すように、このバルブ室３１内のインクが、第２の流路３６から導出されて同インクによる受圧板２６の押圧が消失されると、シール部２７は、凸部３２に当接してバルブ室３１を非連通状態とする。

つまり、第１〜第３の逆止弁２０〜２２、即ち第１の弁装置９は、前記加圧ポンプの加圧によって第１のインクカートリッジ１０からインクが供給されて、各バルブ室３１にインクが導入されると、連通状態となって記録ヘッド８に向けてインクを供給する。この記録ヘッド８に導入されるインクは、上述したように、自己封止弁１３によって制限される。従って、加圧ポンプの加圧が継続し、インクの供給が継続されている間は、各バルブ室３１にはインクが導入されている状態となっているので、第１の弁装置９は、この連通状態を維持する。

反対に、この連通状態から加圧ポンプの加圧が停止し、第１のインクカートリッジ１０からのインクの供給が停止されると、各バルブ室３１内のインクは、チューブＴ２を介して第１のインクカートリッジ１０側に若干逆流する。これによって、各バルブ室３１内の各受圧板２６の押圧が消失するので、第１の弁装置９は非連通状態となる。また、非連通状態となっている際に、第２の流路３６を介して記録ヘッド８側からバルブ室３１に逆流しようとするインクの圧力は前記所定の力より小さいので、コイルバネ２８はこの圧力に抗して縮まない。これによって、シール部２７は凸部３２との当接状態を維持できるので、記録ヘッド８側からバルブ室３１へのインクの逆流は抑制されるようになっている。

また、上述したように、吸引ポンプ１６により記録ヘッド８のノズルに負圧をかけた場合、記録ヘッド８内のインクは吸引されて前記キャリッジ７内の自己封止弁１３は開状態となる。その結果、この第１〜第３の逆止弁２０〜２２の各バルブ室３１内には、その第２の流路３６を介してこの負圧がかかる。このとき、シール部２７は、この第２の流路３６からの負圧によって凸部３２に引き付けられて当接するので、第１の弁装置９は非連通状態を維持することができる。

次に、上記のように構成した第１及び第２の弁装置９，１１を備えたプリンタ１のクリーニング方法としてのクリーニング操作について説明する。
プリンタ１は、ノズルのクリーニングを行う際には、加圧ポンプを停止させて第１及び第２のインクカートリッジ１０，１２から第１及び第２の弁装置９，１１へのインクの供給を停止する。これに応じて、第１及び第２の弁装置９，１１の各バルブ室３１には、インクが導入されないので同第１及び第２の弁装置９，１１は非連通状態となる（第１のステップ）。

次に、プリンタ１は、キャップ部材１５の当接部を記録ヘッド８のノズル形成面に当接させて各ノズルを封止した後に、吸引ポンプ１６を駆動させて、記録ヘッド８のノズルに負圧をかける。このとき、自己封止弁１３は、記録ヘッド８内に負圧がかかったことに応じて連通状態となる。これによって、この負圧は自己封止弁１３を介して、第１及び第２の弁装置９，１１の各第２の流路３６にまで到達する。

そして、所定の時間が経過すると、記録ヘッド８内から自己封止弁１３内及び第２の流路３６に至るまでに負圧が蓄積される（第２のステップ）。プリンタ１は、加圧ポンプを再び駆動して第１及び第２のインクカートリッジ１０，１２からインクの供給を再開する。これによって、第１及び第２の弁装置９，１１の各バルブ室３１には、インクが導入されるので、同第１及び第２の弁装置９，１１は連通状態となる。このとき、各バルブ室３１に導入されるインクは、各第２の流路３６にまで到達した負圧によって吸引されて、同第２の流路３６、自己封止弁１３を介して記録ヘッド８に向けて一気に流動した後、記録ヘッド８のノズルから吐出されてキャップ部材１５に受け止められる（第３のステップ）。これによって、プリンタ１は、前記第１〜第３のステップに従ってクリーニング操作を行うことによって、記録ヘッド８内に気泡が侵入している場合であっても、同気泡を、ノズルから吐出されるインクとともにキャップ部材１５に排出することができる。

そして、プリンタ１は、所定の時間が経過すると吸引ポンプ１６を停止させた後に、記録ヘッド８からキャップ部材１５を離間させノズルの封止を解除してクリーニングを終了する。尚、本実施形態における所定の時間とは、上述したクリーニングを好適に行えるように予め設定された時間である。

以上、上記した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態では、第１の弁装置９を第１のインクカートリッジ１０からインクの供給があると連通状態となり、この供給が停止されると非連通状態となるように構成した。さらに、第２の弁装置１１も、第１の弁装置９と同様に、第２のインクカートリッジ１２からのインクの供給があると連通状態となり、この供給が停止されると非連通状態となるように構成した。つまり、この第１及び第２の弁装置９，１１の連通状態又は非連通状態を第１及び第２のインクカートリッジ１０，１２からのインクの供給によって、制御するようにした。

従って、第１及び第２の弁装置９，１１を電磁ソレノイドバルブから構成した場合に比べて、駆動電源等の部品点数を低減することができる。この結果、プリンタ１は、小型化及び製造コストの低減を実現することができる。

さらに、第１及び第２の弁装置９，１１は、駆動電源を必要としないので、例えば、プリンタ１の未使用時に第１及び第２のインクカートリッジ１０，１２の交換を行う場合であっても、記録ヘッド８内及び自己封止弁１３内のインクが、第１及び第２のインクカートリッジ１０，１２側に逆流することを低減することができる。従って、記録ヘッド８内及び自己封止弁１３内にてインクが乾燥し固化することを抑制することができ、このイン
クの固化に起因するノズルの目詰まり等を抑制することができる。この結果、プリンタ１はノズルから正確にインクを吐出することができる。
（２）本実施形態では、第１の弁装置９を、第１〜第３の逆止弁２０〜２２として、それぞれ本体ケース２４、フィルム２５、受圧板２６、シール部２７、コイルバネ２８から構成した。さらに、第２の弁装置１１を、第１の弁装置９と同様に構成した。このように同部材から構成することによって、第１及び第２の弁装置９，１１の製造コストを低減することができる。
（３）本実施形態では、本体ケース２４の底部２４ａにバネ座４５を一体形成した。これによって、新たに部品を設ける必要がなく、隣接する本体ケース２４のコイルバネ２８の上端部を支持することができる。この結果、第１及び第２の弁装置９，１１の部品点数を低減することができるので、同第１及び第２の弁装置９，１１の小型化及び製造コストの低減を実現することができる。
（４）本実施形態の連結部材２３は、その蓋部４０の底部４０ａに、第１〜第３の逆止弁２０〜２２を係止した際に第１の逆止弁２０のコイルバネ２８を支持するバネ座４６を形成した。これによって、連結部材２３は、新たに部品を設ける必要がなく第１の逆止弁２０のコイルバネ２８の上端部を支持することができる。この結果、第１〜第３の逆止弁２０〜２２及び連結部材２３から構成される第１の弁装置９と、同第１の弁装置９と同様に構成される第２の弁装置１１は、その部品点数を低減することができ、小型化及び製造コストの低減を実現することができる。
（５）本実施形態の第１〜第３の逆止弁２０〜２２では、各本体ケース２４の底部２４ａに脚部３７を形成し、さらに、連結部材２３の蓋部４０の底部４０ａに脚部４３を形成した。これによって、第１〜第３の逆止弁２０〜２２及び連結部材２３は。互いに間隔Ｄを開けて重なり合うことができる。これによって、この間隔Ｄ内にコイルバネ２８を配設することができ、第１〜第３の逆止弁２０〜２２のレイアウトの自由度を向上させることができる。この結果、第１〜第３の逆止弁２０〜２２及び連結部材２３を備える第１の弁装置９の小型化を実現することができる。さらに、第１の弁装置９と同様に構成された第２の弁装置１１の小型化を実現することができる。
（６）本実施形態では、第１〜第３の逆止弁２０〜２２の脚部３７に係合部３８を形成し、また連結部材２３の脚部４３に係合部４４を形成した。さらに、第１〜第３の逆止弁２０〜２２の各本体ケース２４の上面２４ｂに、嵌合溝３９を凹設して、係合部３８，４４とそれぞれ係合できるように構成した。これによって、第１〜第３の逆止弁２０〜２２及び連結部材２３を互いに重ね合わせて係合することができ、さらに位置決めすることができるので、第１の弁装置９を形成する際の作業性を向上させることができる。また、第１の弁装置９と、同様に構成される第２の弁装置１１を形成する際の作業性も向上させることができる。

尚、発明の実施の形態は、上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、フィルム２５のバルブ室３１側に受圧板２６を固着し、コイルバネ２８の下端部を、同フィルム２５を介して支持するように構成したが、この限りではなく、フィルム２５の上面に固着してコイルバネ２８の下端部を直接支持するように構成してもよい。

・上記実施形態では、フィルム２５に受圧板２６を介してシール部２７を固着したが、この限りではなく、同受圧板２６を設けないで、同フィルム２５にシール部２７を直接固着してもよい。また、受圧板２６及びシール部２７を設けなくてもよい。このとき、フィルム２５を、第２の流路３６を封止することができるように適宜変更することが望ましい。

・上記実施形態では、第１〜第３の逆止弁２０〜２２を連結部材２３によって、一体に
係止することで第１の弁装置９を構成し、第２の弁装置１１も同様に構成したが、この限りではなく、第１及び第２の弁装置９，１１を一体となるように構成してもよい。このとき、連結部材２３の構成を適宜変更することが望ましい。

・上記実施形態では、本体ケース２４の脚部３７に係合部３８を形成し、同本体ケース２４の嵌合溝３９と係合するように構成したが、この限りではなく、例えば、脚部３７に嵌合溝３９を形成し、同本体ケース２４に係合部３８を形成して係合可能となるように構成してもよい。

・上記実施形態では、連結部材２３の脚部４３に係合部４４を形成し、第１の逆止弁２０の本体ケース２４の嵌合溝３９と係合するように構成したが、この限りではなく、例えば、脚部４３に嵌合溝３９を形成し、同本体ケース２４に係合部３８を形成して係合可能となるように構成してもよい。

・上記実施形態の第１〜第３の逆止弁２０〜２２では、凸部３２にシール部２７を当接させることによって、第２の流路３６を封止しバルブ室３１を非連通状態とするように構成したが、この限りではなく、シール部２７によって第１の流路３５を封止することで同バルブ室３１を非連通状態とすることができるように構成してもよい。このとき、第１〜第３の逆止弁２０〜２２の構成を適宜変更することが望ましい。

・上記各実施形態では、液体噴射装置をプリンタ１に具体化したが、この限りではなく、他の液体を噴射する液体噴射装置に具体化するようにしてもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ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などの液体を噴射する液体噴射装置、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の試料噴射装置であってもよい。

本実施形態におけるプリンタの概略を説明するための斜視図。 同プリンタの記録ヘッドへのインクの供給系を説明するためのブロック図。 同実施形態の弁装置の構成を説明するための斜視図。 同図３のＡ−Ａ線方向の断面図。 同弁装置の構成を説明するための分解斜視図。 同図３のＡ−Ａ線方向の部分断面図。 同図３のＡ−Ａ線方向の部分断面図。

符号の説明

１…液体噴射装置としてのプリンタ、９…弁装置としての第１の弁装置、１１…弁装置としての第２の弁装置、１０…液体収容体としての第１のインクカートリッジ、１２…液体収容体としての第２のインクカートリッジ、１６…吸引手段としての吸引ポンプ、２０〜２２…弁体としての第１〜第３の逆止弁、２３…連結部材、２４…本体ケース、２５…フィルム材、２６…受圧板、２７…開閉手段及びシール部材としてのシール部、２８…付勢手段及びバネ部材としてのコイルバネ、２９…凹部、３１…流体収容室としてのバルブ室、３３ａ…導入部としての第１の流路、３４ｂ…導出部としての第２の流路、３７…本体ケースに設けられた間隔保持手段としての脚部、３８…位置決め手段及び第１の接続部としての係合部、３９…位置決め手段及び第２の接続部としての嵌合溝、４３…連結部材に設けられた間隔保持手段としての脚部、４５…連結部材に形成されるバネ座、４６…本体ケースに形成されるバネ座、Ｄ…間隔。

Claims (13)

1. 本体ケースに形成した凹部をフィルム材にて被覆して流体を収容する流体収容室と、
   前記流体収容室に流体を導入する導入部と、
   前記流体収容室から流体を導出する導出部と、
   前記導入部及び前記導出部に形成した流路の少なくとも一方を開閉することで、同導入部と同導出部との間の流体の流量を調整する開閉手段とを備え、
   前記フィルム材を介して前記開閉手段を付勢して、前記流路の少なくとも一方を閉路するとともに、
   前記導入部から前記流体収容室内に導入された流体の圧力が、前記フィルム材に付与されると、同付勢を緩和し、前記流路を開路する付勢手段を備えたことを特徴とする弁体。
2. 本体ケースの凹部をフィルム材にて被覆して流体を収容する流体収容室と、
   前記流体収容室に流体を導入する導入部と、
   前記流体収容室から流体を導出する導出部と、
   前記導入部及び前記導出部に形成した流路の少なくとも一方を開閉することで、同導入部と同導出部との間の流体の流量を調整する開閉手段と、
   前記フィルム材を介して前記開閉手段を付勢して、前記流路の少なくとも一方を閉路させる付勢手段とを備えた弁体を、少なくとも２つ以上重ね合わせることによって形成される弁装置であって、
   前記本体ケースは、前記弁体を重ね合わせた際に、隣接する弁体の付勢手段を支持することを特徴とする弁装置。
3. 請求項２に記載の弁装置において、
   前記付勢手段は、バネ部材であって、前記本体ケースには、同バネ部材を支持するバネ座が形成されていることを特徴とする弁装置。
4. 請求項２又は３に記載の弁装置において、
   前記開閉手段は、前記フィルム材に固着された可撓性を有するシール部材であって、同シール部材は、前記導入部及び前記導出部に形成した前記流路の少なくとも一方を開閉して、前記流体の流量を調整することを特徴とする弁装置。
5. 請求項４に記載の弁装置において、
   前記フィルム材の表又は裏の少なくとも一方には、前記バネ部材を受け止める受圧板を設けたことを特徴とする弁装置。
6. 請求項３乃至５のいずれか１つに記載の弁装置において、
   前記バネ部材は、コイルバネであって、前記本体ケースには、隣接する前記弁体の本体ケースとの間に前記コイルバネを取着するための間隔を保持する間隔保持手段を設けたことを特徴とする弁装置。
7. 請求項２乃至６のいずれか１つに記載の弁装置において、
   前記弁体を重ね合わせる際に、各弁体の位置決めをする位置決め手段を設けたことを特徴とする弁装置。
8. 請求項７に記載の弁装置において、
   前記位置決め手段は、前記本体ケースに設けられた第１の接続部及び第２の接続部であって、同第１の接続部は隣接する弁体の第２の接続部に接続されることを特徴とする弁装置。
9. 請求項２乃至８のいずれか１つに記載の弁装置において、
   前記弁体を重ね合わせた状態で包括して連結する連結部材を備え、
   同連結部材は、前記弁装置の端部に位置する弁体の付勢手段を支持することを特徴とする弁装置。
10. 請求項９に記載の弁装置において、
    前記付勢手段は、バネ部材であって、前記連結部材には、前記バネ部材を支持するバネ座が形成されていることを特徴とする弁装置。
11. 請求項１０に記載の弁装置において、
    前記バネ部材は、コイルバネであって、
    前記連結部材には、同連結部材と、前記弁体との間に前記コイルバネを取着するための間隔を保持する間隔保持手段を設けたことを特徴とする弁装置。
12. 請求項２乃至１１のいずれか１つに記載の弁装置を備えた液体噴射装置であって、
    液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
    前記液体を貯留するとともに、前記弁装置を介して前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体収容体とを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
13. 請求項２乃至１１のいずれか１つに記載の弁装置を備え、
    液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
    前記液体を貯留するとともに、前記弁装置を介して前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体収容体と、
    前記液体噴射ヘッドに負圧をかけて同液体噴射ヘッドから前記液体を吸引する吸引手段とを備えた液体噴射装置のクリーニング方法であって、
    前記液体収容体からの前記液体の供給を停止し、前記弁装置を非連通状態とする第１のステップと、
    前記第１のステップから前記吸引手段によって液体噴射ヘッドに対して負圧をかけて、同液体噴射ヘッドに同負圧を蓄積する第２のステップと、
    前記第２のステップから前記液体収容体からの前記液体の供給を再開し、前記弁装置を連通状態として同液体噴射ヘッドから前記液体を噴射させる第３のステップと
    からなることを特徴とする液体噴射装置のクリーニング方法。

Images