JP3876750B2

JP3876750B2 - Valve device

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Publication number: JP3876750B2
Application number: JP2002110696A
Authority: JP
Inventors: 仁俊木村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2022-04-12
Also published as: JP2003301964A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流路を開閉制御する弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流体が移動する流路の開閉制御を行う弁装置として、電磁石を利用したものが知られている。その一例として、特開２０００−８１１６２号公報に開示された弁装置がある。この弁装置では、流体が移動するバルブ本体の流路の開閉制御を行う弁体（弁部材）が設けられており、この弁体は磁性体から構成されている。この弁体は、バルブ本体に移動可能に支持される膜状部材に連結されている。そして、バルブ本体の流路の外周には励磁コイルが巻回されており、同コイルを励磁することにより、電磁石が構成される。この弁装置では、励磁コイルを励磁させると、磁性体である弁体が吸引又は反発して、流路が開状態又は閉状態にされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の弁装置では、弁体及び流路の一部が磁性体でなければならない。このため、電磁石の磁力を弁体に伝達するために、弁体の直近に電磁石を配置しなければならない。従って、この弁装置では、弁部材の材質が限られたものとなるため、弁部材の選択に自由度がなく、弁装置の設計の自由度にも制限があった。また、この弁装置では、バルブ本体の流路の外周に励磁コイルを巻回させて電磁石を構成しなければならず、装置の構造が複雑化及び大型化するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、弁部材の選択及び弁装置の設計の自由度が得られる弁装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、装置の構造を簡略化し、小型化することができる弁装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、流体が移動する流路内に配置されて該流路を開閉する弁部材と、前記流路内に配置されて前記弁部材を支持する磁性体からなる支持部材と、前記支持部材を磁力により吸引させる電磁駆動手段とを備えた弁装置であって、前記流路は流路形成部材によって形成されるとともに、前記電磁駆動手段は前記流路形成部材外に配置される一対の磁性体を有し、該一対の磁性体は、それら両磁性体間に前記支持部材を介在させることによって該支持部材と共に磁気回路を構成するように、前記流路形成部材外において互いに対向する面に各々配置され、前記弁部材は前記支持部材の吸引に伴って前記流路の開閉動作のいずれかを行う。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の弁装置において、前記流路を封止するフィルム材を設けるとともに、前記支持部材は、先端部及び基端部のうち少なくとも基端部が前記流路形成部材側に固定され、前記支持部材の基端部と前記電磁駆動手段の一方の磁性体とが前記フィルム材を介して近接するように配置した。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の弁装置において、前記フィルム材は前記流路形成部材と熱溶着されている。
請求項４に記載の発明では、請求項２又は３に記載の弁装置において、前記フィルム材は耐ガスバリア性の高い材質によって構成されている。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項２〜４のいずれかに記載の弁装置において、前記支持部材はその所定箇所であって前記電磁駆動手段による吸引力を受ける吸引部を有しており、前記支持部材の基端部から前記吸引部までの距離は、該基端部から前記弁部材までの距離よりも短くした。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の弁装置において、前記弁装置の上流側にフィルタを配置した。
請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の弁装置において、前記弁部材が前記電磁駆動手段を駆動させたときに前記流路を閉状態とし、前記電磁駆動手段を駆動させないときに前記流路を開状態とするようにした。
【００１１】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜７のいずれかに記載の弁装置において、前記支持部材は、弾性体により構成されている。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の弁装置において、前記弾性体は、板ばねである。
【００１２】
請求項１０に記載の発明では、請求項１〜９のいずれかに記載の弁装置において、前記弁部材が前記流路を閉状態とすると、該流路を開状態にする方向に付勢力が働く弾性部材を設けた。
【００１３】
請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の弁装置において、前記弾性部材は、コイルばねである。
請求項１２に記載の発明では、請求項１〜１１のいずれかに記載の弁装置において、前記弁部材は、弾性体により構成されている。
【００１４】
請求項１３に記載の発明では、請求項１〜１２のいずれかに記載の弁装置において、前記弁部材の端部に設けられたリング状の凸部を前記流路形成部材に当接させることにより、前記流路が閉状態とされる。
【００１５】
請求項１４に記載の発明では、請求項１〜１２のいずれかに記載の弁装置において、前記弁部材を前記流路形成部材に設けられた小孔の外周縁に形成された凸部に当接させることにより、前記流路が閉状態とされる。
【００１６】
請求項１５に記載の発明では、請求項１４に記載の弁装置において、前記凸部は、弾性体により構成されている。
請求項１６に記載の発明では、請求項１〜１５のいずれかに記載の弁装置において、前記流体は、インクである。
【００１７】
請求項１７に記載の発明では、請求項１〜１６のいずれかに記載の弁装置において、前記弁装置はインクジェット式記録装置に使用される。
請求項１８に記載の発明では、請求項１６に記載の弁装置において、前記弁装置はインクジェット式記録装置の記録ヘッドのフィルタ上流側に配置される。
【００１８】
請求項１９に記載の発明では、請求項１６又は１７に記載の弁装置において、前記弁装置は、インクジェット式記録装置のチョーククリーニング又は選択クリーニングに使用される。
【００１９】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、電磁駆動手段と支持部材により磁気回路が構成される。そして、電磁駆動手段を励磁させることによって磁性体の支持部材が吸引され、流路の開閉のいずれかが行われる。特に、支持部材が磁性体により構成されるため、弁部材自体を磁性体で構成する必要がなくなる。また、弁部材の直近に電磁駆動手段を設ける必要がなくなる。また、電磁駆動手段を流路外に配置したため、流路の外周に直接電磁駆動手段を設ける必要がなくなる。このため、構造が簡略化、小型化した弁装置が得られる。
【００２０】
また、電磁駆動手段は流路形成部材外に配置した一対の磁性体を有するため、電磁駆動手段が両磁性体を介して支持部材とともに磁気回路を構成することができる。従って、電磁駆動手段の一対の磁性体が流路形成部材外で互いに対向する面に各々配置されており、両磁性体間に支持部材が介在するため、支持部材の吸引を効率よく行うことができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、基端部と電磁駆動手段の磁性体とがフィルム材を介して近接するように配置されているため、基端部と電磁駆動手段の磁性体との距離を短くすることができ、電磁駆動手段の負荷を小さくしても比較的大きな吸引力を得ることができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、フィルム材は流路形成部材と熱溶着されているため、簡易な構成により流路を封止することができる。
請求項４に記載の発明によれば、フィルム材は耐ガスバリア性の高い材質によって構成されているため、流路内へのガスの流入をより確実に防止することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、支持部材の基端部から吸引部までの距離は、基端部から弁部材までの距離よりも短く構成されている。このため、吸引部における吸引の距離を短くさせることができ、電磁駆動手段の負荷を小さくすることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、弁装置の上流側にフィルタを配置したため、異物の流入を防止でき、弁装置の開閉をより確実に行うことができる。
請求項７に記載の発明によれば、弁部材が電磁駆動手段を駆動させたときに流路が閉状態となり、駆動させないときに流路が開状態となる。このため、電磁駆動手段を駆動させない動作状態において、流路を閉状態に制御する弁装置を得ることができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、支持部材が弾性体であるため、支持部材が磁力により吸引される場合に弾性変形して流路の開閉を行うことができる。また、支持部材が弾性体であるため、支持部材が吸引される場合に別途弾性部材等を設ける必要がなくなる。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、板ばねである支持部材が磁力により吸引される場合に、弾性変形して流路の開閉を行うことができる。
請求項１０に記載の発明によれば、弾性部材により、流路が閉状態となった際に、流路を開状態にする方向に付勢力が働く。このため、電磁駆動手段が非励磁状態となった場合に、弾性部材により流路を開状態にできる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明によれば、コイルばねの付勢力により、電磁駆動手段が非励磁状態となった場合に、弾性部材により流路を開状態にできる。
請求項１２に記載の発明によれば、弁部材は弾性体であるため、弁部材が流路側又は流路形成部材により確実に当接して、弁部材による流路のシール性を高めることができる。
【００２８】
請求項１３に記載の発明によれば、弁部材の端部に設けられたリング状の凸部を流路形成部材に当接させることにより、弁部材による流路のシール性を高めることができる。
【００２９】
請求項１４に記載の発明によれば、弁部材が凸部に当接することにより、流路が閉状態とされる。このため、凸部により流路のシール性を高めることができる。
【００３０】
請求項１５に記載の発明によれば、凸部が弾性体であるため、凸部が弁部材により確実に当接して、弁部材による流路のシール性を高めることができる。
請求項１６に記載の発明によれば、流体はインクであるため、インク流路の開閉の制御において、請求項１〜１５のいずれかの作用効果を得ることができる。
【００３１】
請求項１７に記載の発明によれば、弁装置はインクジェット式記録装置に使用されるため、インクジェット式記録装置において、請求項１４の作用効果を得ることができる。
【００３２】
請求項１８に記載の発明によれば、弁装置はインクジェット式記録装置の記録ヘッドのフィルタの上流側に配置される。このため、記録ヘッドのフィルタ上に溜まった気泡を排出させるためのクリーニングの際に、この弁装置を効果的に利用することができる。
【００３３】
請求項１９に記載の発明によれば、弁装置は、インクジェット式記録装置のチョーククリーニング又は選択クリーニングに使用される。このため、弁部材を閉じた状態で、記録ヘッドのノズル側から吸引を行い、高負圧状態でバルブを開けるチョーククリーニング、又は複数色の色ノズルのうち必要なもののみクリーニングを行う選択クリーニングの際に、この弁装置を効果的に利用することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の弁装置をインクジェット式記録装置の圧力ダンパに具体化した第１の実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００３５】
図１は、インクジェット式記録装置としてのインクジェットプリンタの概念図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１１は、インクカートリッジ１２のインクを、インク供給チューブ１３及びキャリッジ１４に設けられた圧力ダンパ１５を介して、記録ヘッド１６へ供給するものである。記録ヘッド１６は、インク滴を吐出するノズル開口を備えており、記録紙等の印刷媒体にインク滴を吐出することにより画像や文字等の印刷データの記録を行う。インクジェットプリンタ１１は、Ａ０判等の大判の記録紙に印刷可能なプリンタであって、インク消費量が多いために多量のインクを貯留しておく必要があるものである。従って、多量のインクを貯留したインクカートリッジをキャリッジ上に搭載させると、キャリッジが重くなり、キャリッジ駆動モータに過大な負荷が係ってしまうことになる。このため、インクジェットプリンタ１１では、インクカートリッジ１２をキャリッジ１４上に搭載させない構成となっている。
【００３６】
インクカートリッジ１２は、インクジェットプリンタ１１の本体側に配置されたインクカートリッジホルダ１７内に収容されている。インクカートリッジ１２の内部には、インクパック１８が設けられており、インクパック１８内にはインクが充填されている。インクパック１８の一端には針装着部１９が形成されており、インクカートリッジホルダ１７に設けられた針２０が針装着部１９に装着するように構成されている。針２０はインク供給チューブ１３の一端と接続されており、圧力ダンパ１５に対してインクを供給可能となっている。インク供給チューブ１３は、例えばポリエチレン等の可撓性部材により形成されている。また、インク供給チューブ１３は、耐薬品性に優れたポリエチレン系樹脂等の可撓性部材による内装に、気密遮断性に優れた塩化ビニルや金属膜等を外装として覆った二重構造であってもよい。
【００３７】
キャリッジ１４は、記録紙の幅方向（主操作方向）と同方向に配置されたガイド部材（図示せず）に沿って、往復動可能に取り付けられている。キャリッジ１４は、樹脂製材料によって成型される。キャリッジ１４の内部には、弁装置としての圧力ダンパ１５が取り付けられている。圧力ダンパ１５は、キャリッジ１４の往復動に伴うインク圧力の変動を抑制するものである。圧力ダンパ１５の詳細については、後述する。キャリッジ１４の下面には記録ヘッド１６が設けられており、圧力ダンパ１５から記録ヘッド１６にインクが供給されるようにインク流路が接続されている。記録ヘッド１６は、図示しないフィルタ、インク供給管、圧電振動子、流路ユニット及びノズル開口等を備えている。記録ヘッド１６は、圧電振動子によって圧力室を膨張・収縮させることにより、ノズル開口からインク滴を吐出させるものである。
【００３８】
図１において、記録ヘッド１６の下方には、キャップ２２が設けられている。キャップ２２は、有底状に形成されており、その開口部が記録ヘッド１６をキャッピングするようになっている。キャップ２２は、インクジェットプリンタ１１の非印刷領域に配置されており、非記録時に記録ヘッド１６のノズル開口を閉じることにより、インクの水分蒸発を防止するとともに、記録ヘッド１６のインクを吸引するクリーニング動作を行う。キャップ２２の底部は、吸引チューブ２３に連通されており、吸引チューブ２３の途中に配設された吸引ポンプ２４によって、記録ヘッド１６からキャップ２２側へインクを強制的に吸引するようになっている。吸引ポンプ２４により吸引されたインクは、廃液回収ボックス２５に回収される。廃液回収ボックス２５内には、複数層のスポンジ２６が設けられており、回収されたインクを貯蔵する。
【００３９】
なお、図１では１色のインクについてのみの構成を示しているが、インクジェットプリンタ１１は、例えば、シアン、マゼンタ、イエロ、ブラック等の複数のインクに対応した構成となっている。従って、インクカートリッジ１２、インク供給チューブ１３、圧力ダンパ１５及び記録ヘッド１６等はインク数毎に設けられている。
【００４０】
次に、図２〜図４により、圧力ダンパ１５について説明する。
図２は、圧力ダンパ１５の説明図であって、図２（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図であり、図３及び図４は、図２（ａ）の３−３線における部分破断断面図である。
【００４１】
圧力ダンパ１５は、流路形成部材としての流路形成部３１、インク流入路３２及び針接続部３３等を有している。流路形成部３１は、例えばポリプロピレン又はポリエチレン等の樹脂製材料によって成型されている。流路形成部３１には、インク室３４が形成されている。流路形成部３１は、有底状に形成され、圧力ダンパ１５の底面側において開口する開口部を有している。
【００４２】
インク流入路３２は、インク供給チューブ１３に接続される接続部３６を有しており、接続部３６は、第１のインク流路３８と連通している。第１のインク流路３８は、第２のインク流路３９を介して、環状のフィルタ部流路４０に連通している。フィルタ部流路４０付近にはフィルタ４１が配設されており、インクの中のゴミ等の異物の流入を防止するようになっている。フィルタ４１は、第３のインク流路４２を介してインク室３４に連通されている。インク室３４には、圧力ダンパ１５の上面に貫通する略直方体状の貫通孔４３が設けられる。インク室３４にはその略中央にインク室３４に連通する小孔４４が設けられる。小孔４４は、第４のインク流路４５及び第５のインク流路４６を介して、針接続部３３に連通している。針接続部３３は、記録ヘッド１６に設けられたインク供給針（図示せず）と嵌合可能に形成されている。従って、圧力ダンパ１５内には、第１のインク流路３８、第２のインク流路３９、フィルタ部流路４０、第３のインク流路４２、インク室３４、小孔４４、第４のインク流路４５及び第５のインク流路４６により、一連のインク流路が形成される。そして、インクはインク供給チューブ１３から第１のインク流路３８よりこのインク流路に入り、第５のインク流路４６から記録ヘッド１６へと供給される。なお、本実施の形態では、一連のインク流路のうち、第１のインク流路３８、第２のインク流路３９、フィルタ部流路４０及び第３のインク流路４２によって構成される部分を弁装置である圧力ダンパ１５の上流側とする。
【００４３】
圧力ダンパ１５の底面と上面には、フィルム材５０，５１がそれぞれ設けられている。フィルム材５０，５１は、ともに複数の材質からなる層によって形成されており、例えばポリエチレン層、ガスバリア層及びナイロン層から形成されている。従って、フィルム材５０，５１は、耐ガスバリア性の高い材質が使用されている。なお、フィルム材５０，５１は、その厚さが例えば０．１ｍｍ程度に形成されており、磁気抵抗を極力小さくしている。また、フィルム材５０，５１は、流路形成部３１に対して熱溶着されており、流路形成部３１に設けられたインク室３４及び貫通孔４３による開口部をそれぞれ封止している。特にフィルム材５０は、インク室３４を収縮させる方向と膨張させる方向とに変形可能であり、フィルム材５０の弾性変形によるコンプライアンスによって、インク室３４内におけるインクの圧力変動が吸収される。
【００４４】
インク流路を構成するインク室３４内には、支持部材５３及び弁部材５７が設けられている。支持部材５３は、磁性体及び弾性体である板ばねを構成しており、例えばＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ６３１といった材質が使用される。支持部材５３は、基端部５４が流路形成部３１の下面において、流路形成部３１とフィルム材５０により挟持固定されている。また、基端部５４は、支持部材５３の移動の支点となっている。支持部材５３は、略中央部において折り曲げ形成されてフィルム材５１側に突出するように構成されている。この部分が支持部材５３の吸引部５５を形成している。支持部材５３の先端部５６には、弁部材５７が支持固定されている。弁部材５７は、支持部材５３が移動した場合に、図４に示すように小孔４４を閉じる位置に配置されている。従って、基端部５４から吸引部５５までの距離は、基端部５４から弁部材５７までの距離よりも短くなっている。弁部材５７の先端にはリング状の凸部５８が設けられており、この凸部５８が小孔４４の周辺に当接することにより、流路である小孔４４を閉状態にする。弁部材５７は弾性体により構成されている。弾性体としては、フッ素ゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、エラストマー、ＣＲゴム、ＮＢＲゴム又はウレタンゴム等が使用可能である。
【００４５】
流路形成部３１の外周、即ちインク流路外には、電磁駆動手段としての電磁石６０が配置されている。電磁石６０は、鉄芯６１、枠体６２、励磁コイル６３及び第１及び第２の磁性体６４，６５を備えている。枠体６２は、略円筒状に切削されており、中央に鉄芯６１が配置される。枠体６２の材料は、例えばポリブチレンテレフタレート等の樹脂材料が使用される。また、枠体６２には、励磁コイル６３が巻回されている。励磁コイル６３は、銅線材料が使用されており、励磁コイル６３の外周には、ポリエチレン及びウレタンの絶縁被覆層を有している。また、励磁コイル６３は、リード線を介して弁装置駆動回路に電気的に接続されている（ともに図示せず）。第１及び第２の磁性体６４，６５はともに鉄芯６１と固着されており、磁力が伝達するようになっている。第１の磁性体６４の先端は、支持部材５３の基端部５４周辺と近接しており、基端部５４は流路形成部３１とフィルム材５０及び第１の磁性体６４により挟持されている。そして、第１の磁性体６４と基端部５４は、フィルム材５０を介して磁力を伝達可能に構成されている。また、第２の磁性体６５の先端は、支持部材５３の吸引部５５及び貫通孔４３付近に設けられており、磁力により吸引部５５を吸引可能に構成されている。なお、フィルム材５１は、吸引部５５と第２の磁性体６５が対峙する面に形成されている。
【００４６】
次に、以上のように構成された圧力ダンパ１５の動作について説明する。
図３に示すように、電磁石６０が励磁されていない状態では、弁部材５７は小孔４４とは離れた位置にあり、インク流路を開状態にしている。そして、電磁石６０が励磁されると、第１及び第２の磁性体６４，６５及び支持部材５３も励磁されて、吸引部５５が第２の磁性体６５方向に吸引される。この結果、図４に示すように、支持部材５３は弾性変形するとともに、吸引部５５がフィルム材５１を介して第２の磁性体６５に近接する。また、支持部材５３が吸引される結果、弁部材５７も従動し、小孔４４を閉状態にする。そして、電磁石６０が再度励磁されなくなると、図３の状態に戻り、インク流路が開状態となる。
【００４７】
なお、以上のような圧力ダンパ１５の動作は、記録ヘッド１６のインクを吸引するクリーニング動作に適している。通常のインクジェットプリンタ１１では、記録ヘッド１６のメンテナンスとしては、吸引によるクリーニングが行われる。このクリーニングでは、記録ヘッド１６内のインクに溜まった気泡を吸引するため、吸引ポンプ２４によりインクの吸引を行う。しかし、この通常のクリーニングでは、十分に排出できない気泡がある。特に記録ヘッド１６のフィルタ（図示せず）上には気泡の残りが大きく、ノズル抜けや印字品質の劣化の原因となることがあった。このような気泡を排出する方法として、いわゆるチョーククリーニングが効果的である。このチョーククリーニングでは、インク流路の上流側の弁を閉じた状態（チョーク状態）とし、ノズル側から吸引ポンプ２４により吸引する。そして、記録ヘッド１６内を負圧にして気泡を膨張させ、記録ヘッド１６のフィルタより下流に気泡を引き込む。この状態で、弁を開いて気泡を排出させるものである。本実施の形態の圧力ダンパ１５によれば、弁部材５７によりインク流路を開閉することにより、このチョーククリーニングの実施が可能である。
【００４８】
また、本実施の形態の圧力ダンパ１５の動作は、複数の記録ヘッド１６のうち一色のインクについてのみクリーニングを行う、いわゆる選択クリーニングに適している。近年のインクジェットプリンタは、高速化の要請に伴うヘッドの多ノズル化（又はハイバンド化ともいう）、及びカラー高画質化の要請に伴う多色化により、消費インク量が増加する傾向にある。このため、吸引によるクリーニングで発生する廃液を減少させて、消費インク量を極力減少させる要請がある。これを達成する方法として、クリーニングの必要な色のノズル開口のみを吸引する選択クリーニングを実施することが望ましい。本実施の形態によれば、クリーニングを行う色のインクだけインク流路を開状態とし、他の色のインクについてはインク流路を閉状態とすることにより、この選択クリーニングの実施が可能である。
【００４９】
上記第１の実施形態の圧力ダンパ１５によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１の実施形態では、電磁石６０が、第１及び第２の磁性体６４，６５を介して支持部材５３とともに磁気回路を構成することができる。そして、電磁石６０を励磁させることによって支持部材５３の吸引部５５が吸引され、弁部材５７により流路が開状態から閉状態となる。従って、第１及び第２の磁性体６４，６５が対向する面に配置されており、第１及び第２の磁性体６４，６５間に支持部材５３が介在するため、支持部材５３の吸引を効率よく行うことができる。
【００５０】
（２）第１の実施形態では、支持部材５３が磁性体により構成されるため、弁部材５７自体を磁性体で構成する必要がなくなる。また、弁部材５７の直近に電磁石６０を設ける必要がなくなるので、インク流路の外周に直接励磁コイルを巻回して電磁石を設ける必要がなくなる。また、電磁石６０を流路外に配置したため、流路を介して電磁石を設ける必要がなくなる。このため、構造が簡略化、小型化した弁装置が得られる。
【００５１】
（３）第１の実施形態では、基端部５４と第１の磁性体６４とがフィルム材５０を介して近接するように配置されている。このため、基端部５４と第１の磁性体６４との距離を短くすることができ、電磁石６０の負荷を小さくしても比較的大きな吸引力を得ることができる。
【００５２】
（４）第１の実施形態では、フィルム材５０，５１により、インク流路が封止されている。特にフィルム材５０，５１は、薄い素材を使用することで、磁力により吸引力を受ける部分において磁気抵抗を小さくできる。従って、より効率的な磁気回路を実現することができる。
【００５３】
（５）第１の実施形態では、フィルム材５０，５１は流路形成部３１と熱溶着されているため、簡易な構成により流路を封止することができる。また、フィルム材５０，５１は耐ガスバリア性の高い材質によって構成されているため、流路内へのガスの流入をより確実に防止することができる。
【００５４】
（６）第１の実施形態では、基端部５４から吸引部５５までの距離は、基端部５４から弁部材５７までの距離よりも短くなっている。このため、吸引部５５における吸引の距離を短くさせることができ、電磁石６０の負荷を小さくすることができる。また、吸引部５５が第２の磁性体６５側に折り曲げ形成されているため、吸引部５５と第２の磁性体６５との距離をより短くすることができる。
【００５５】
（７）第１の実施形態では、弁装置である圧力ダンパ１５の上流側にフィルタ４１を配置したため、異物の流入を防止でき、弁部材５７の開閉をより確実に行うことができる。
【００５６】
（８）第１の実施形態では、弁部材５７が電磁石６０を駆動させたときにインク流路が閉状態となり、駆動させないときにインク流路が開状態となる。このため、電磁石６０を駆動させない動作状態において、インク流路を閉状態に制御する弁装置を得ることができる。従って、チョーククリーニング又はクリーニングを行う選択クリーニングを行う場合には、クリーニング動作の時にのみ電磁石６０を励磁させればよいため、インクジェットプリンタ１１全体の負荷を少なくすることができる。
【００５７】
（９）第１の実施形態では、支持部材５３が弾性体としての板ばねであるため、支持部材５３が磁力により吸引される場合に弾性変形することで、インク流路の開閉を行うことができる。また、支持部材５３が弾性体であるため、支持部材５３が吸引される場合に別途弾性部材等を設ける必要がなくなる。
【００５８】
（１０）第１の実施形態では、弁部材５７は弾性体であるため、弁部材５７が流路形成部３１に対してより確実に当接する。特に弁部材５７の先端はリング状の凸部５８であり、弁部材５７によるインク流路のシール性をより高めることができる。
【００５９】
（１１）第１の実施形態では、弁装置はインクジェットプリンタ１１の記録ヘッド１６の上流側に配置される。このため、記録ヘッド１６のフィルタ上に溜まった気泡を排出させるためのクリーニングの際に、この弁装置を効果的に利用することができる。
【００６０】
なお、第１の実施形態は以下のように変更してもよい。
○第１の実施形態では、支持部材５３の吸引部５５の形状を図３等に示すように形成したが、その形状は特に限定されない。また、電磁石６０の生成する磁力に応じて、吸引部と第２の磁性体６５との距離を適宜変更してもよい。さらに、強力な磁力が生成される場合は、吸引部を設けなくてもよい。
【００６１】
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態の圧力ダンパを図５に従って説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の弁部材及び支持部材を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００６２】
圧力ダンパ７１は、支持部材７２と小孔４４との間に弾性部材としてのコイルばね７４が介装されている。コイルばねの付勢力により、インク流路が閉状態となった際に、インク流路を開状態にする方向に付勢力が働く。このため、支持部材７２の先端部７３は、コイルばね７４を当接させるためのスペースが設けられている。
【００６３】
従って、第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態の（１）〜（１１）に記載の効果と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（１２）第２の実施形態では、コイルばね７４の付勢力により、インク流路が閉状態となった際に、インク流路を開状態にする方向に付勢力が働く。このため、電磁石６０が非励磁状態となった場合に、コイルばね７４により流路を開状態にできる。
【００６４】
なお、第２の実施形態は以下のように変更してもよい。
○第２の実施形態では、弾性部材としてコイルばね７４を１つのみ使用したが、弁部材５７の周辺にコイルばねを複数個設けてもよい。
【００６５】
○第２の実施形態では、弾性部材としてコイルばね７４を使用したが、その他の弾性部材を用いてもよい。
○第２の実施形態では、支持部材７２は弾性体として構成したが、弾性体以外のものを用いてもよい。これは、コイルばね７４を使用したため、支持部材７２に自身を弾性体にする必要がないからである。
【００６６】
（第３の実施形態）
次に、本発明を具体化した第３の実施形態の圧力ダンパを図６に従って説明する。なお、第３の実施形態は、第１の実施形態の弁部材及び支持部材を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００６７】
圧力ダンパ８１は、支持部材８２を設けているが、その先端に弁部材５７が設けられておらず、支持部材８２の先端部８３自体が弁部材を兼ねている。その一方で、小孔４４の周辺外周縁には、凸部８４が形成されている。凸部８４は弾性部材により構成されている。弾性部材としては、フッ素ゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、エラストマー、ＣＲゴム、ＮＢＲゴム又はウレタンゴム等が使用可能である。本実施形態では、電磁石６０が励磁されたときに、弁部材である先端部８３を小孔４４の凸部８４が当接して、インク流路が閉状態とされる。
【００６８】
従って、第３の実施形態によれば、上記第１の実施形態の（１）〜（９）及び（１１）に記載の効果と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。（１２）上記実施形態では、弁部材である先端部８３が凸部８４に当接することにより、インク流路が閉状態とされる。特に、凸部８４は弾性体であるため、先端部８３と凸部８４とがより確実に当接する。
【００６９】
なお、第３の実施形態は以下のように変更してもよい。
○第３の実施形態に、さらに第１の実施形態の弁部材５７を設けてもよい。また、第３の実施形態に、さらに第２の実施形態のコイルばね７４を設けてもよい。また、第３の実施形態に、弁部材５７及びコイルばね７４を設けてもよい。このように構成することで、インク流路のシール性をさらに高めることができる。
【００７０】
（第４の実施形態）
次に、本発明を具体化した第４の実施形態の圧力ダンパを図７に従って説明する。なお、第４の実施形態は、第１の実施形態の支持部材を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００７１】
圧力ダンパ９１は、支持部材９２を設けているが、その基端部５４及び先端部９３ともに、流路形成部３１とフィルム材５０とにより挟持されている。そして、電磁石６０が励磁されて、支持部材９２が吸引部５５から吸引される場合は、支持部材９２全体が弾性変形して、弁部材５７が閉状態とされる。
【００７２】
従って、第４の実施形態によれば、上記第１の実施形態の（１）〜（９）及び（１１）に記載の効果と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。（１３）上記実施形態では、弁部材である先端部８３が凸部８４に当接することにより、インク流路が閉状態とされる。特に、凸部８４は弾性体であるため、先端部８３と凸部８４とがより確実に当接する。
【００７３】
○第４の実施形態に、さらに第２の実施形態のコイルばね７４を設けてもよい。また、第４の実施形態に、さらに第３の実施形態の凸部８４を設けてもよい。また、第３の実施形態に、コイルばね７４及び凸部８４を設けてもよい。このように構成することで、インク流路のシール性をさらに高めることができる。
【００７４】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記各実施形態では、弁部材が電磁石６０を駆動させたときにインク流路が閉状態となり、駆動させないときにインク流路が開状態となる。これとは逆に、弁部材が電磁石６０を駆動させたときにインク流路が開状態となり、駆動させないときにインク流路が閉状態となるように構成してもよい。このように構成するためには、例えば第１及び第２の磁性体６４，６５の長さを逆にして、吸引部５５を第１の磁性体６４方向に折り曲げ部を設ける。また、電磁石６０を励磁させていない状態で弁部材が小孔４４を閉状態にするように支持部材を構成する必要がある。このように構成することで、上記（７）に記載の効果を得ることができないが、他の弁装置の制御目的に資することができる。
【００７５】
○上記各実施形態では、弁装置をインクジェットプリンタに応用したが、これに限られず、他の弁装置に応用してもよい。また、流体もインクに限られず、他の流体に応用してもよい。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、弁部材の選択及び弁装置の設計の自由度がある弁装置が実現できる。また、本発明によれば、装置の構造を簡略化し、小型化することができる弁装置ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のインクジェットプリンタの概念図。
【図２】第１の実施形態の圧力ダンパの説明図であって、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図。
【図３】図２（ａ）の３−３線における圧力ダンパの部分破断断面図。
【図４】同じく図２（ａ）の３−３線における圧力ダンパの部分破断断面図。
【図５】第２の実施形態の圧力ダンパの部分破断断面図。
【図６】第３の実施形態の圧力ダンパの部分破断断面図。
【図７】第４の実施形態の圧力ダンパの部分破断断面図。
【符号の説明】
１１インクジェット式記録装置としてのインクジェットプリンタ
１５，７１，８１，９１弁装置としての圧力ダンパ
１６記録ヘッド
３１流路形成部材としての流路形成部
４１フィルタ
４４小孔
５０，５１フィルム材
５３，７２，８２，９２支持部材
５４基端部
５５吸引部
５７弁部材
６０電磁駆動手段としての電磁石
６４，６５第１及び第２の磁性体
７４弾性部材としてのコイルばね
５８，８４弾性体としての凸部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve device that controls opening and closing of a flow path.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a valve device that uses an electromagnet is known as a valve device that controls opening and closing of a flow path through which a fluid moves. As an example, there is a valve device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-81162. In this valve device, a valve body (valve member) that performs opening / closing control of the flow path of the valve main body through which the fluid moves is provided, and the valve body is made of a magnetic material. The valve body is connected to a film-like member that is movably supported by the valve body. An exciting coil is wound around the outer periphery of the flow path of the valve body, and an electromagnet is configured by exciting the coil. In this valve device, when the exciting coil is excited, the valve body, which is a magnetic body, is attracted or repelled, and the flow path is opened or closed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional valve device described above, a part of the valve body and the flow path must be magnetic. For this reason, in order to transmit the magnetic force of an electromagnet to a valve body, you have to arrange | position an electromagnet in the immediate vicinity of a valve body. Therefore, in this valve device, since the material of the valve member is limited, there is no degree of freedom in selecting the valve member, and the degree of freedom in designing the valve device is also limited. Further, in this valve device, an electromagnet has to be formed by winding an exciting coil around the outer periphery of the flow path of the valve body, resulting in a problem that the structure of the device becomes complicated and large.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a valve device capable of obtaining a degree of freedom in selecting a valve member and designing a valve device. Another object of the present invention is to provide a valve device capable of simplifying the structure of the device and reducing the size thereof.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, in the invention according to claim 1, a valve member that is disposed in a flow path in which a fluid moves and opens and closes the flow path, and a valve member that is disposed in the flow path and is provided in the flow path. A valve device comprising: a support member made of a magnetic material that supports a magnetic member; and an electromagnetic drive unit that attracts the support member by magnetic force, wherein the flow path is formed by a flow path forming member, and the electromagnetic drive unit Has a pair of magnetic bodies arranged outside the flow path forming member, and the pair of magnetic bodies forms a magnetic circuit together with the support member by interposing the support member between the two magnetic bodies. In addition, the valve members are arranged on the surfaces facing each other outside the flow path forming member, and the valve member performs any one of opening and closing operations of the flow path in accordance with suction of the support member.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the valve device according to the first aspect, a film material for sealing the flow path is provided, and the support member has at least a base end portion of a front end portion and a base end portion. It is fixed to the flow path forming member side, and is arranged so that the base end portion of the support member and one magnetic body of the electromagnetic driving means are close to each other through the film material.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the valve device according to the second aspect, the film material is thermally welded to the flow path forming member.
According to a fourth aspect of the present invention, in the valve device according to the second or third aspect, the film material is made of a material having a high gas barrier resistance.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, in the valve device according to any of the second to fourth aspects, the support member has a suction portion that receives a suction force by the electromagnetic driving means at a predetermined location. The distance from the base end portion of the support member to the suction portion is shorter than the distance from the base end portion to the valve member.
[0010]
In invention of Claim 6, in the valve apparatus in any one of Claims 1-5, the filter was arrange | positioned to the upstream of the said valve apparatus.
According to a seventh aspect of the present invention, in the valve device according to any one of the first to sixth aspects, when the valve member drives the electromagnetic driving means, the flow path is closed, and the electromagnetic driving means The flow path was opened when the was not driven.
[0011]
According to an eighth aspect of the present invention, in the valve device according to any one of the first to seventh aspects, the support member is made of an elastic body.
According to a ninth aspect of the present invention, in the valve device according to the eighth aspect, the elastic body is a leaf spring.
[0012]
In invention of Claim 10, in the valve apparatus in any one of Claims 1-9, when the said valve member makes the said flow path closed state, urging | biasing force is the direction which makes this flow path open. A working elastic member was provided.
[0013]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the valve device according to the tenth aspect, the elastic member is a coil spring.
In invention of Claim 12, in the valve apparatus in any one of Claims 1-11, the said valve member is comprised by the elastic body.
[0014]
In invention of Claim 13, in the valve apparatus in any one of Claims 1-12, the ring-shaped convex part provided in the edge part of the said valve member is made to contact | abut to the said flow-path formation member. Thus, the flow path is closed.
[0015]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the valve device according to any one of the first to twelfth aspects, the valve member is contacted with a convex portion formed on an outer peripheral edge of a small hole provided in the flow path forming member. By making contact, the flow path is closed.
[0016]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the valve device according to the fourteenth aspect, the convex portion is constituted by an elastic body.
In a sixteenth aspect of the present invention, in the valve device according to any one of the first to fifteenth aspects, the fluid is ink.
[0017]
The invention according to claim 17 is the valve device according to any one of claims 1 to 16, wherein the valve device is used in an ink jet recording apparatus.
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the valve device according to the sixteenth aspect, the valve device is arranged on the upstream side of the filter of the recording head of the ink jet recording apparatus.
[0018]
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the valve device according to the sixteenth or seventeenth aspect, the valve device is used for choke cleaning or selective cleaning of an ink jet recording apparatus.
[0019]
(Function)
According to invention of Claim 1, a magnetic circuit is comprised by an electromagnetic drive means and a supporting member. Then, by exciting the electromagnetic driving means, the magnetic support member is attracted and the flow path is opened or closed. In particular, since the support member is made of a magnetic material, the valve member itself need not be made of a magnetic material. Further, it is not necessary to provide electromagnetic drive means in the immediate vicinity of the valve member. Further, since the electromagnetic driving means is disposed outside the flow path, it is not necessary to provide the electromagnetic driving means directly on the outer periphery of the flow path. For this reason, a valve device with a simplified structure and a reduced size can be obtained.
[0020]
Further, since the electromagnetic drive means has a pair of magnetic bodies arranged outside the flow path forming member, the electromagnetic drive means can constitute a magnetic circuit together with the support member via both magnetic bodies. Accordingly, the pair of magnetic bodies of the electromagnetic driving means are respectively arranged on the surfaces facing each other outside the flow path forming member, and the support member is interposed between both magnetic bodies, so that the support member can be efficiently attracted. it can.
[0021]
According to the second aspect of the present invention, since the base end portion and the magnetic body of the electromagnetic driving means are disposed so as to be close to each other through the film material, the base end portion and the magnetic body of the electromagnetic driving means are The distance can be shortened, and a relatively large attractive force can be obtained even if the load of the electromagnetic driving means is reduced.
[0022]
According to the invention described in claim 3, since the film material is thermally welded to the flow path forming member, the flow path can be sealed with a simple configuration.
According to the invention described in claim 4, since the film material is made of a material having a high gas barrier property, it is possible to more reliably prevent the gas from flowing into the flow path.
[0023]
According to the fifth aspect of the present invention, the distance from the base end portion of the support member to the suction portion is configured to be shorter than the distance from the base end portion to the valve member. For this reason, the distance of attraction | suction in an attraction | suction part can be shortened, and the load of an electromagnetic drive means can be made small.
[0024]
According to the sixth aspect of the present invention, since the filter is disposed on the upstream side of the valve device, the inflow of foreign matter can be prevented, and the valve device can be more reliably opened and closed.
According to the seventh aspect of the present invention, the flow path is closed when the valve member drives the electromagnetic driving means, and the flow path is opened when the valve member is not driven. For this reason, the valve apparatus which controls a flow path to a closed state in the operation state which does not drive an electromagnetic drive means can be obtained.
[0025]
According to the eighth aspect of the present invention, since the support member is an elastic body, when the support member is attracted by a magnetic force, the flow path can be opened and closed by elastic deformation. In addition, since the support member is an elastic body, it is not necessary to separately provide an elastic member or the like when the support member is sucked.
[0026]
According to the ninth aspect of the present invention, when the support member that is a leaf spring is attracted by a magnetic force, the flow path can be opened and closed by elastic deformation.
According to the invention described in claim 10, when the flow path is closed by the elastic member, the urging force acts in the direction of opening the flow path. For this reason, when an electromagnetic drive means will be in a non-excitation state, a flow path can be opened by an elastic member.
[0027]
According to the eleventh aspect of the present invention, when the electromagnetic driving means is in a non-excited state due to the biasing force of the coil spring, the flow path can be opened by the elastic member.
According to the twelfth aspect of the present invention, since the valve member is an elastic body, the valve member can be surely brought into contact with the flow path side or the flow path forming member, and the sealing performance of the flow path by the valve member can be improved. .
[0028]
According to the invention described in claim 13, by making the ring-shaped convex portion provided at the end portion of the valve member abut on the flow path forming member, the sealing performance of the flow path by the valve member can be enhanced. .
[0029]
According to the fourteenth aspect of the present invention, the valve member is brought into contact with the convex portion, whereby the flow path is closed. For this reason, the sealing property of a flow path can be improved by a convex part.
[0030]
According to the fifteenth aspect of the present invention, since the convex portion is an elastic body, the convex portion can be reliably brought into contact with the valve member, and the sealing performance of the flow path by the valve member can be improved.
According to the sixteenth aspect, since the fluid is ink, the effect of any one of the first to fifteenth aspects can be obtained in controlling the opening and closing of the ink flow path.
[0031]
According to the invention described in claim 17, since the valve device is used in the ink jet recording apparatus, the effect of claim 14 can be obtained in the ink jet recording apparatus.
[0032]
According to the invention described in claim 18, the valve device is arranged on the upstream side of the filter of the recording head of the ink jet recording apparatus. For this reason, this valve device can be effectively used in cleaning for discharging bubbles accumulated on the filter of the recording head.
[0033]
According to the nineteenth aspect of the present invention, the valve device is used for choke cleaning or selective cleaning of the ink jet recording apparatus. For this reason, suction is performed from the nozzle side of the recording head with the valve member closed, and choke cleaning is performed to open the valve in a high negative pressure state, or selective cleaning in which only necessary ones of the color nozzles are cleaned. In this case, the valve device can be used effectively.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the valve device of the present invention is embodied in a pressure damper of an ink jet recording apparatus will be described with reference to FIGS.
[0035]
FIG. 1 is a conceptual diagram of an ink jet printer as an ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 1, the ink jet printer 11 supplies ink from an ink cartridge 12 to a recording head 16 via an ink supply tube 13 and a pressure damper 15 provided on a carriage 14. The recording head 16 includes a nozzle opening that ejects ink droplets, and records print data such as images and characters by ejecting ink droplets onto a printing medium such as recording paper. The ink jet printer 11 is a printer capable of printing on large-sized recording paper such as A0 size, and since it consumes a large amount of ink, it needs to store a large amount of ink. Accordingly, when an ink cartridge storing a large amount of ink is mounted on the carriage, the carriage becomes heavy and an excessive load is applied to the carriage drive motor. For this reason, the ink jet printer 11 is configured such that the ink cartridge 12 is not mounted on the carriage 14.
[0036]
The ink cartridge 12 is accommodated in an ink cartridge holder 17 disposed on the main body side of the inkjet printer 11. An ink pack 18 is provided inside the ink cartridge 12, and the ink pack 18 is filled with ink. A needle mounting portion 19 is formed at one end of the ink pack 18, and a needle 20 provided in the ink cartridge holder 17 is configured to be mounted on the needle mounting portion 19. The needle 20 is connected to one end of the ink supply tube 13 and can supply ink to the pressure damper 15. The ink supply tube 13 is formed of a flexible member such as polyethylene. Further, the ink supply tube 13 has a double structure in which an interior made of a flexible member such as a polyethylene resin having excellent chemical resistance is covered with a vinyl chloride or metal film having an excellent hermetic barrier property as an exterior. Also good.
[0037]
The carriage 14 is attached so as to be able to reciprocate along a guide member (not shown) arranged in the same direction as the width direction (main operation direction) of the recording paper. The carriage 14 is molded from a resin material. A pressure damper 15 as a valve device is attached inside the carriage 14. The pressure damper 15 suppresses fluctuations in ink pressure caused by the reciprocating movement of the carriage 14. Details of the pressure damper 15 will be described later. A recording head 16 is provided on the lower surface of the carriage 14, and an ink flow path is connected so that ink is supplied from the pressure damper 15 to the recording head 16. The recording head 16 includes a filter, an ink supply pipe, a piezoelectric vibrator, a flow path unit, a nozzle opening, and the like (not shown). The recording head 16 causes ink droplets to be ejected from the nozzle openings by expanding and contracting the pressure chamber with a piezoelectric vibrator.
[0038]
In FIG. 1, a cap 22 is provided below the recording head 16. The cap 22 is formed in a bottomed shape, and an opening thereof caps the recording head 16. The cap 22 is disposed in a non-printing area of the ink jet printer 11 and closes the nozzle opening of the recording head 16 during non-recording, thereby preventing ink from evaporating and cleaning the ink of the recording head 16. I do. The bottom portion of the cap 22 communicates with the suction tube 23, and ink is forcibly sucked from the recording head 16 toward the cap 22 by a suction pump 24 disposed in the middle of the suction tube 23. . The ink sucked by the suction pump 24 is collected in the waste liquid collection box 25. A plurality of layers of sponges 26 are provided in the waste liquid recovery box 25 to store the recovered ink.
[0039]
Although FIG. 1 shows a configuration for only one color ink, the inkjet printer 11 has a configuration corresponding to a plurality of inks such as cyan, magenta, yellow, and black. Accordingly, the ink cartridge 12, the ink supply tube 13, the pressure damper 15, the recording head 16, and the like are provided for each number of inks.
[0040]
Next, the pressure damper 15 will be described with reference to FIGS.
2A and 2B are explanatory views of the pressure damper 15. FIG. 2A is a rear view, FIG. 2B is a side view, FIG. 2C is a front view, and FIG. 3 and FIG. It is a partially broken sectional view in line 3-3.
[0041]
The pressure damper 15 includes a flow path forming part 31 as a flow path forming member, an ink inflow path 32, a needle connecting part 33, and the like. The flow path forming portion 31 is molded from a resin material such as polypropylene or polyethylene. An ink chamber 34 is formed in the flow path forming unit 31. The flow path forming portion 31 is formed in a bottomed shape and has an opening that opens on the bottom surface side of the pressure damper 15.
[0042]
The ink inflow path 32 has a connection portion 36 connected to the ink supply tube 13, and the connection portion 36 communicates with the first ink flow path 38. The first ink flow path 38 communicates with the annular filter section flow path 40 via the second ink flow path 39. A filter 41 is disposed in the vicinity of the filter section flow path 40 to prevent inflow of foreign matters such as dust in the ink. The filter 41 is communicated with the ink chamber 34 via the third ink flow path 42. The ink chamber 34 is provided with a substantially rectangular parallelepiped through-hole 43 that penetrates the upper surface of the pressure damper 15. The ink chamber 34 is provided with a small hole 44 communicating with the ink chamber 34 at substantially the center thereof. The small hole 44 communicates with the needle connecting portion 33 via the fourth ink channel 45 and the fifth ink channel 46. The needle connecting portion 33 is formed so as to be able to fit with an ink supply needle (not shown) provided in the recording head 16. Accordingly, in the pressure damper 15, the first ink channel 38, the second ink channel 39, the filter unit channel 40, the third ink channel 42, the ink chamber 34, the small hole 44, the fourth hole A series of ink channels is formed by the ink channel 45 and the fifth ink channel 46. Then, the ink enters the ink flow path from the ink supply tube 13 through the first ink flow path 38, and is supplied from the fifth ink flow path 46 to the recording head 16. In the present embodiment, of the series of ink channels, a portion constituted by the first ink channel 38, the second ink channel 39, the filter unit channel 40, and the third ink channel 42. Is the upstream side of the pressure damper 15 which is a valve device.
[0043]
Film materials 50 and 51 are provided on the bottom and top surfaces of the pressure damper 15, respectively. The film materials 50 and 51 are both formed of layers made of a plurality of materials, for example, a polyethylene layer, a gas barrier layer, and a nylon layer. Accordingly, the film materials 50 and 51 are made of a material having a high gas barrier resistance. The film materials 50 and 51 are formed to have a thickness of, for example, about 0.1 mm, and the magnetic resistance is made as small as possible. Further, the film materials 50 and 51 are thermally welded to the flow path forming portion 31 and seal the opening portions by the ink chambers 34 and the through holes 43 provided in the flow path forming portion 31, respectively. In particular, the film material 50 can be deformed in the direction in which the ink chamber 34 is contracted and the direction in which the ink chamber 34 is expanded, and the ink pressure fluctuation in the ink chamber 34 is absorbed by the compliance due to the elastic deformation of the film material 50.
[0044]
A support member 53 and a valve member 57 are provided in the ink chamber 34 constituting the ink flow path. The support member 53 constitutes a leaf spring that is a magnetic body and an elastic body, and materials such as SUS420J2 and SUS631 are used, for example. The support member 53 has a base end portion 54 sandwiched and fixed between the flow path forming portion 31 and the film material 50 on the lower surface of the flow path forming portion 31. Further, the base end portion 54 serves as a fulcrum for movement of the support member 53. The support member 53 is configured to be bent at a substantially central portion and protrude toward the film material 51 side. This portion forms the suction portion 55 of the support member 53. A valve member 57 is supported and fixed to the distal end portion 56 of the support member 53. The valve member 57 is disposed at a position where the small hole 44 is closed as shown in FIG. 4 when the support member 53 moves. Therefore, the distance from the base end portion 54 to the suction portion 55 is shorter than the distance from the base end portion 54 to the valve member 57. A ring-shaped convex portion 58 is provided at the tip of the valve member 57, and the convex portion 58 abuts on the periphery of the small hole 44, thereby closing the small hole 44 that is a flow path. The valve member 57 is made of an elastic body. As the elastic body, fluorine rubber, silicon rubber, butyl rubber, elastomer, CR rubber, NBR rubber, urethane rubber, or the like can be used.
[0045]
An electromagnet 60 as electromagnetic driving means is disposed on the outer periphery of the flow path forming portion 31, that is, outside the ink flow path. The electromagnet 60 includes an iron core 61, a frame body 62, an excitation coil 63, and first and second magnetic bodies 64 and 65. The frame body 62 is cut into a substantially cylindrical shape, and the iron core 61 is disposed at the center. As the material of the frame 62, for example, a resin material such as polybutylene terephthalate is used. An exciting coil 63 is wound around the frame body 62. The exciting coil 63 is made of a copper wire material, and has an insulating coating layer of polyethylene and urethane on the outer periphery of the exciting coil 63. The exciting coil 63 is electrically connected to the valve device drive circuit via a lead wire (both not shown). Both the first and second magnetic bodies 64 and 65 are fixed to the iron core 61 so that magnetic force is transmitted. The distal end of the first magnetic body 64 is close to the vicinity of the proximal end portion 54 of the support member 53, and the proximal end portion 54 is sandwiched between the flow path forming portion 31, the film material 50, and the first magnetic body 64. Yes. The first magnetic body 64 and the base end portion 54 are configured to be able to transmit magnetic force through the film material 50. The tip of the second magnetic body 65 is provided in the vicinity of the suction portion 55 and the through hole 43 of the support member 53, and is configured to be able to attract the suction portion 55 by magnetic force. The film material 51 is formed on the surface where the suction portion 55 and the second magnetic body 65 face each other.
[0046]
Next, the operation of the pressure damper 15 configured as described above will be described.
As shown in FIG. 3, in a state where the electromagnet 60 is not excited, the valve member 57 is at a position away from the small hole 44 and opens the ink flow path. When the electromagnet 60 is excited, the first and second magnetic bodies 64 and 65 and the support member 53 are also excited, and the attracting portion 55 is attracted toward the second magnetic body 65. As a result, as shown in FIG. 4, the support member 53 is elastically deformed, and the suction portion 55 comes close to the second magnetic body 65 via the film material 51. Further, as a result of the support member 53 being sucked, the valve member 57 is also driven to close the small hole 44. Then, when the electromagnet 60 is not excited again, the state returns to the state shown in FIG. 3 and the ink flow path is opened.
[0047]
The operation of the pressure damper 15 as described above is suitable for a cleaning operation for sucking ink of the recording head 16. In a normal inkjet printer 11, cleaning by suction is performed as maintenance of the recording head 16. In this cleaning, ink is sucked by the suction pump 24 in order to suck bubbles accumulated in the ink in the recording head 16. However, there are bubbles that cannot be sufficiently discharged by this normal cleaning. In particular, a large amount of bubbles remain on the filter (not shown) of the recording head 16, which may cause nozzle omission and deterioration of printing quality. As a method for discharging such bubbles, so-called choke cleaning is effective. In this choke cleaning, the valve on the upstream side of the ink flow path is closed (choke state), and suction is performed from the nozzle side by the suction pump 24. Then, the inside of the recording head 16 is set to a negative pressure to expand the bubbles, and the bubbles are drawn downstream from the filter of the recording head 16. In this state, the valve is opened to discharge the bubbles. According to the pressure damper 15 of the present embodiment, this choke cleaning can be performed by opening and closing the ink flow path by the valve member 57.
[0048]
The operation of the pressure damper 15 according to the present embodiment is suitable for so-called selective cleaning in which only one color of the plurality of recording heads 16 is cleaned. In recent inkjet printers, the amount of ink consumed tends to increase due to the increase in the number of nozzles of the head (also referred to as a high band) that accompanies a request for higher speeds and the increase in the number of colors that accompanies a request for higher color image quality. For this reason, there is a demand to reduce the amount of ink consumed as much as possible by reducing the waste liquid generated by cleaning by suction. As a method for achieving this, it is desirable to perform selective cleaning in which only the nozzle openings of the colors that need to be cleaned are sucked. According to the present embodiment, this selective cleaning can be performed by opening the ink flow path for only the color ink to be cleaned and closing the ink flow path for the other color inks. .
[0049]
According to the pressure damper 15 of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the first embodiment, the electromagnet 60 can form a magnetic circuit together with the support member 53 via the first and second magnetic bodies 64 and 65. When the electromagnet 60 is excited, the suction portion 55 of the support member 53 is attracted, and the valve member 57 changes the flow path from the open state to the closed state. Accordingly, since the first and second magnetic bodies 64 and 65 are disposed on the opposing surfaces, and the support member 53 is interposed between the first and second magnetic bodies 64 and 65, the support member 53 is attracted. It can be done efficiently.
[0050]
(2) In the first embodiment, since the support member 53 is made of a magnetic material, the valve member 57 itself need not be made of a magnetic material. Further, since it is not necessary to provide the electromagnet 60 in the immediate vicinity of the valve member 57, it is not necessary to provide an electromagnet by winding an exciting coil directly around the outer periphery of the ink flow path. Moreover, since the electromagnet 60 is disposed outside the flow path, there is no need to provide an electromagnet via the flow path. For this reason, a valve device with a simplified structure and a reduced size can be obtained.
[0051]
(3) In the first embodiment, the base end portion 54 and the first magnetic body 64 are arranged so as to be close to each other via the film material 50. For this reason, the distance between the base end portion 54 and the first magnetic body 64 can be shortened, and a relatively large attractive force can be obtained even if the load of the electromagnet 60 is reduced.
[0052]
(4) In the first embodiment, the ink flow path is sealed by the film materials 50 and 51. In particular, by using a thin material for the film materials 50 and 51, the magnetic resistance can be reduced in a portion that receives an attractive force by a magnetic force. Therefore, a more efficient magnetic circuit can be realized.
[0053]
(5) In the first embodiment, since the film materials 50 and 51 are thermally welded to the flow path forming portion 31, the flow path can be sealed with a simple configuration. In addition, since the film materials 50 and 51 are made of a material having a high gas barrier resistance, it is possible to more reliably prevent gas from flowing into the flow path.
[0054]
(6) In the first embodiment, the distance from the base end portion 54 to the suction portion 55 is shorter than the distance from the base end portion 54 to the valve member 57. For this reason, the distance of attraction | suction in the attracting | sucking part 55 can be shortened, and the load of the electromagnet 60 can be made small. Further, since the attracting portion 55 is formed to be bent toward the second magnetic body 65, the distance between the attracting portion 55 and the second magnetic body 65 can be further shortened.
[0055]
(7) In the first embodiment, since the filter 41 is disposed on the upstream side of the pressure damper 15 that is a valve device, the inflow of foreign matter can be prevented and the valve member 57 can be opened and closed more reliably.
[0056]
(8) In the first embodiment, the ink flow path is closed when the valve member 57 drives the electromagnet 60, and the ink flow path is opened when the electromagnet 60 is not driven. Therefore, it is possible to obtain a valve device that controls the ink flow path to be closed in an operation state in which the electromagnet 60 is not driven. Therefore, when performing the choke cleaning or the selective cleaning in which the cleaning is performed, it is only necessary to excite the electromagnet 60 only at the time of the cleaning operation.
[0057]
(9) In the first embodiment, since the support member 53 is a leaf spring as an elastic body, the ink flow path can be opened and closed by elastic deformation when the support member 53 is attracted by a magnetic force. it can. Further, since the support member 53 is an elastic body, it is not necessary to provide a separate elastic member or the like when the support member 53 is sucked.
[0058]
(10) In the first embodiment, since the valve member 57 is an elastic body, the valve member 57 comes into contact with the flow path forming portion 31 more reliably. In particular, the tip of the valve member 57 is a ring-shaped convex portion 58, and the sealing performance of the ink flow path by the valve member 57 can be further enhanced.
[0059]
(11) In the first embodiment, the valve device is disposed on the upstream side of the recording head 16 of the inkjet printer 11. For this reason, the valve device can be effectively used in cleaning for discharging bubbles accumulated on the filter of the recording head 16.
[0060]
Note that the first embodiment may be modified as follows.
In the first embodiment, the shape of the suction portion 55 of the support member 53 is formed as shown in FIG. 3 and the like, but the shape is not particularly limited. Further, the distance between the attraction unit and the second magnetic body 65 may be changed as appropriate according to the magnetic force generated by the electromagnet 60. Furthermore, when a strong magnetic force is generated, it is not necessary to provide a suction part.
[0061]
(Second Embodiment)
Next, a pressure damper according to a second embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG. In addition, since 2nd Embodiment is a structure which only changed the valve member and support member of 1st Embodiment, the detailed description is abbreviate | omitted about the same part.
[0062]
In the pressure damper 71, a coil spring 74 as an elastic member is interposed between the support member 72 and the small hole 44. When the ink flow path is closed by the biasing force of the coil spring, the biasing force acts in a direction to open the ink flow path. For this reason, the tip 73 of the support member 72 is provided with a space for contacting the coil spring 74.
[0063]
Therefore, according to the second embodiment, in addition to the same effects as the effects described in (1) to (11) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(12) In the second embodiment, when the ink flow path is closed by the biasing force of the coil spring 74, the biasing force acts in the direction of opening the ink flow path. For this reason, when the electromagnet 60 is in a non-excited state, the flow path can be opened by the coil spring 74.
[0064]
Note that the second embodiment may be modified as follows.
In the second embodiment, only one coil spring 74 is used as the elastic member, but a plurality of coil springs may be provided around the valve member 57.
[0065]
In the second embodiment, the coil spring 74 is used as the elastic member, but other elastic members may be used.
In the second embodiment, the support member 72 is configured as an elastic body, but a member other than the elastic body may be used. This is because since the coil spring 74 is used, it is not necessary for the support member 72 to be an elastic body.
[0066]
(Third embodiment)
Next, a pressure damper according to a third embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG. In addition, since 3rd Embodiment is a structure which changed only the valve member and support member of 1st Embodiment, the detailed description is abbreviate | omitted about the same part.
[0067]
Although the pressure damper 81 is provided with the support member 82, the valve member 57 is not provided at the tip thereof, and the tip portion 83 itself of the support member 82 also serves as the valve member. On the other hand, a convex portion 84 is formed on the outer peripheral edge of the small hole 44. The convex portion 84 is made of an elastic member. As the elastic member, fluorine rubber, silicon rubber, butyl rubber, elastomer, CR rubber, NBR rubber, urethane rubber, or the like can be used. In the present embodiment, when the electromagnet 60 is excited, the convex portion 84 of the small hole 44 comes into contact with the tip 83 that is a valve member, and the ink flow path is closed.
[0068]
Therefore, according to the third embodiment, in addition to the same effects as those described in (1) to (9) and (11) of the first embodiment, the following effects can be obtained. (12) In the above-described embodiment, the ink flow path is closed when the distal end portion 83 that is a valve member contacts the convex portion 84. In particular, since the convex portion 84 is an elastic body, the tip portion 83 and the convex portion 84 abut more reliably.
[0069]
Note that the third embodiment may be modified as follows.
In the third embodiment, the valve member 57 of the first embodiment may be further provided. In addition, the coil spring 74 of the second embodiment may be further provided in the third embodiment. Moreover, you may provide the valve member 57 and the coil spring 74 in 3rd Embodiment. With this configuration, the sealing performance of the ink flow path can be further improved.
[0070]
(Fourth embodiment)
Next, a pressure damper according to a fourth embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG. In addition, since 4th Embodiment is a structure which changed only the support member of 1st Embodiment, the detailed description is abbreviate | omitted about the same part.
[0071]
The pressure damper 91 is provided with a support member 92, and both the base end portion 54 and the tip end portion 93 are sandwiched between the flow path forming portion 31 and the film material 50. And when the electromagnet 60 is excited and the support member 92 is attracted | sucked from the attraction | suction part 55, the support member 92 whole is elastically deformed and the valve member 57 is made into a closed state.
[0072]
Therefore, according to the fourth embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects similar to the effects described in (1) to (9) and (11) of the first embodiment. (13) In the above-described embodiment, the ink flow path is closed by the tip 83 serving as a valve member coming into contact with the convex 84. In particular, since the convex portion 84 is an elastic body, the tip portion 83 and the convex portion 84 abut more reliably.
[0073]
In the fourth embodiment, the coil spring 74 of the second embodiment may be further provided. Moreover, you may provide the convex part 84 of 3rd Embodiment in 4th Embodiment further. Moreover, you may provide the coil spring 74 and the convex part 84 in 3rd Embodiment. With this configuration, the sealing performance of the ink flow path can be further improved.
[0074]
In addition, you may change each said embodiment as follows.
In each of the above embodiments, the ink flow path is closed when the valve member drives the electromagnet 60, and the ink flow path is opened when the electromagnet 60 is not driven. On the contrary, the ink flow path may be opened when the valve member drives the electromagnet 60, and the ink flow path may be closed when not driven. In order to configure in this way, for example, the lengths of the first and second magnetic bodies 64 and 65 are reversed, and the suction portion 55 is bent in the direction of the first magnetic body 64. Further, it is necessary to configure the support member so that the valve member closes the small hole 44 in a state where the electromagnet 60 is not excited. With this configuration, the effect described in (7) above cannot be obtained, but it can contribute to the control purpose of other valve devices.
[0075]
In each of the above embodiments, the valve device is applied to an ink jet printer. However, the present invention is not limited to this and may be applied to other valve devices. The fluid is not limited to ink, and may be applied to other fluids.
[0076]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the valve apparatus with the freedom of selection of a valve member and design of a valve apparatus is realizable. Further, according to the present invention, a valve device that can simplify the structure of the device and reduce the size thereof can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of an ink jet printer according to a first embodiment of the present invention.
2A and 2B are explanatory views of a pressure damper according to the first embodiment, wherein FIG. 2A is a rear view, FIG. 2B is a side view, and FIG.
FIG. 3 is a partially broken cross-sectional view of the pressure damper taken along line 3-3 in FIG.
4 is a partially broken cross-sectional view of the pressure damper taken along line 3-3 in FIG. 2 (a).
FIG. 5 is a partially broken sectional view of a pressure damper according to a second embodiment.
FIG. 6 is a partially cutaway cross-sectional view of a pressure damper according to a third embodiment.
FIG. 7 is a partially broken cross-sectional view of a pressure damper according to a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
11 Inkjet printer as inkjet recording device
15, 71, 81, 91 Pressure damper as a valve device
16 Recording head
31 Channel forming part as channel forming member
41 Filter
44 small holes
50, 51 Film material
53, 72, 82, 92 Support member
54 Base end
55 Suction unit
57 Valve member
60 Electromagnet as electromagnetic driving means
64, 65 first and second magnetic bodies
74 Coil spring as an elastic member
58,84 Convex part as elastic body

Claims

A valve member disposed in a flow path through which the fluid moves to open and close the flow path;
A support member made of a magnetic material disposed in the flow path to support the valve member;
A valve device comprising electromagnetic driving means for attracting the support member by magnetic force,
The flow path is formed by a flow path forming member,
The electromagnetic driving means has a pair of magnetic bodies arranged outside the flow path forming member,
The pair of magnetic bodies are respectively arranged on surfaces facing each other outside the flow path forming member so as to form a magnetic circuit together with the support member by interposing the support member between the two magnetic bodies.
The valve member performs any one of opening and closing operations of the flow path in accordance with suction of the support member.

The valve device according to claim 1,
While providing a film material for sealing the flow path,
The support member has at least a base end portion fixed to the flow path forming member side among a front end portion and a base end portion,
A valve device, wherein a base end portion of the support member and one magnetic body of the electromagnetic driving means are arranged so as to be close to each other through the film material.

The valve device according to claim 2,
The valve device, wherein the film material is thermally welded to the flow path forming member.

The valve device according to claim 2 or 3,
The said film material is comprised by the material with high gas-barrier resistance, The valve apparatus characterized by the above-mentioned.

In the valve apparatus in any one of Claims 2-4,
The support member has a suction portion that receives the suction force by the electromagnetic driving means at the predetermined location;
The valve device, wherein a distance from the base end portion of the support member to the suction portion is shorter than a distance from the base end portion to the valve member.

In the valve apparatus in any one of Claims 1-5,
A valve device characterized in that a filter is disposed upstream of the valve device.

In the valve apparatus in any one of Claims 1-6,
A valve device characterized in that when the valve member drives the electromagnetic driving means, the flow path is closed, and when the electromagnetic driving means is not driven, the flow path is opened.

In the valve apparatus in any one of Claims 1-7,
The said support member is comprised with the elastic body, The valve apparatus characterized by the above-mentioned.

The valve device according to claim 8,
The valve device, wherein the elastic body is a leaf spring.

In the valve apparatus in any one of Claims 1-9,
When the valve member closes the flow path, an elastic member is provided that exerts a biasing force in a direction to open the flow path.

The valve device according to claim 10,
The valve device, wherein the elastic member is a coil spring.

In the valve apparatus in any one of Claims 1-11,
The said valve member is comprised by the elastic body, The valve apparatus characterized by the above-mentioned.

In the valve apparatus in any one of Claims 1-12,
A valve device characterized in that the flow path is closed by bringing a ring-shaped convex portion provided at an end of the valve member into contact with the flow path forming member.

In the valve apparatus in any one of Claims 1-12,
A valve device characterized in that the flow path is closed by bringing the valve member into contact with a convex portion formed on an outer peripheral edge of a small hole provided in the flow path forming member.

The valve device according to claim 14,
The said convex part is comprised by the elastic body, The valve apparatus characterized by the above-mentioned.

In the valve apparatus in any one of Claims 1-15,
The valve device, wherein the fluid is ink.

In the valve apparatus in any one of Claims 1-16,
The valve device is used in an ink jet recording apparatus.

The valve device according to claim 17,
The valve device is arranged on the upstream side of a filter of a recording head of an ink jet recording apparatus.

The valve device according to claim 17 or 18,
The valve device is used for choke cleaning or selective cleaning of an ink jet recording apparatus.