JP3879573B2 - 弁装置 - Google Patents
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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。第１の従来例として、特開昭６１−２９０２８４号公報に開示された電磁弁がある。この電磁弁は、電磁弁と弁との間に真空断熱層を設け、弁の一端に磁石又は磁性体を設けることにより、電磁石のオン・オフでバルブの開閉を行うものである。また、第２の従来例として、特開昭５９年−１４３６４５号公報に開示されたインクジェット印刷装置がある。この装置によれば、磁性体の弁部材と永久磁石の吸着力でバルブを閉め、電磁石のオンでバルブを開放するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第１の従来例は、永久磁石が流路中にあるため、永久磁石の材質に制約がある。また、電磁石と永久磁石との間に複数の層があるため、磁気の効率が低下してしまう。一方、第２の従来例では、装置に天秤形状があるため大型化するおそれがあった。また、弁部材が磁性体であるため、弁部材の選択に制約があった。
【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、インクが移動するインク流路内に配置されて該インク流路を開閉する弁部材の制御を、永久磁石と電磁石とにより行うことを特徴とする弁装置において、前記インク流路を封止するフィルム材と、前記弁部材を支持する支持部材とを設けるとともに、前記永久磁石と前記支持部材とが前記フィルム材を介して密接するように配置され、前記フィルム材の変形に連動して前記弁部材を開閉するようにしている。
【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、前記永久磁石と前記支持部材とが前記フィルム材に接着されている。
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の弁装置において、前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との吸着力で前記支持部材を移動させることにより、前記弁部材が前記インク流路を閉状態にする。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１又は２に記載の弁装置において、前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との反発力で前記支持部材を移動させることにより、前記弁部材が前記インク流路を閉状態にする。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の弁装置において、前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との反発力で前記支持部材を移動させることにより、前記弁部材が前記インク流路を開状態にする。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜４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おり、前記電磁石の駆動を停止させたときに、前記支持部材が前記流路を開状態にする方向に付勢力が働くように構成した。
【００１１】
請求項７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、前記支持部材の一端が流路を形成する流路形成部材側に固定される基端部を備えるとともに、前記基端部から前記永久磁石までの距離は、該基端部から前記弁部材までの距離以下である。
【００１２】
請求項８に記載の発明では、インクが移動するインク流路内に配置されて該インク流路を開閉する弁部材の制御を、永久磁石と電磁石とにより行うことを特徴とする弁装置において、前記インク流路を封止するフィルム材と、前記永久磁石と前記弁部材とが前記フィルム材を介して密接するように配置され、前記フィルム材の変形に連動して前記弁部材を開閉するようにしている。
【００１３】
請求項９に記載の発明では、請求項１又は８に記載の弁装置において、前記永久磁石と前記弁部材とが前記フィルム材に接着されている。
請求項１０に記載の発明では、請求項１、８及び９のいずれかに記載の弁装置において、前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との反発力で前記弁部材が前記インク流路を閉状態にする。
【００１４】
請求項１１に記載の発明では、請求項１、８〜１０のいずれかに記載の弁装置において、前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との吸着力で前記弁部材が前記インク流路を開状態にする。
【００１５】
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。
【００１６】
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、前記弁部材は、弾性体により構成されている。
請求項１４に記載の発明では、請求項１〜１３のいずれかに記載の弁装置において、前記フィルム材は流路を形成する流路形成部材と熱溶着されている。
【００１７】
請求項１５に記載の発明では、請求項１〜１４のいずれか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。
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、前記電磁石は流路を形成する流路形成部材外であって対向する面に配置した一対の磁性体を有する。
【００１８】
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、前記弁装置の上流側にフィルタを配置した。
請求項１８に記載の発明では、請求項１〜１７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流路を形成する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。
【００１９】
請求項１９に記載の発明では、請求項１〜１８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２０に記載の発明では、請求項１９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の上流側に配置される。
【００２０】
請求項２１に記載の発明では、請求項１９又は２０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。
【００２１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、永久磁石と電磁石により弁部材の制御がなされ、インク流路の開閉が行われる。また、永久磁石と電磁石を駆動させることにより、弁装置を小型化としても大きな駆動力を得ることができる。また、永久磁石と支持部材とがフィルム材を介して密接するように配置され、前記フィルム材の変形に連動して前記弁部材を開閉するようにされている。従って、永久磁石と支持部材とが、インク流路を封止するフィルム材と密着して連動可能となる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、永久磁石と支持部材とがフィルム材に接着されている。従って、永久磁石と支持部材とが、インク流路を封止するフィルム材とともに連動可能となる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、電磁石を駆動させたときに、電磁石と永久磁石との吸着力で支持部材を移動させることにより、弁部材がインク流路を閉状態にする。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、電磁石を駆動させたときに、電磁石と永久磁石との反発力で支持部材を移動させることにより、弁部材がインク流路を閉状態にする。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、電磁石を駆動させたときに、電磁石と永久磁石との反発力で支持部材を移動させることにより、弁部材がインク流路を開状態にする。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、支持部材が弾性体であるため、電磁石の駆動を停止させたときに、支持部材が流路を開状態にする方向に付勢力が働く。そして、支持部材が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。
【００２８】
請求項７に記載の発明によれば、基端部から永久磁石までの距離は、基端部から弁部材までの距離以下で構成されている。このため、支持部材の動作の支点となる基端部からの距離が短いほど、永久磁石の磁力を効率よく利用することができる。
【００２９】
請求項８に記載の発明によれば、永久磁石と弁部材とがフィルム材を介して密接するように配置されている。従って、永久磁石と弁部材とが、インク流路を封止するフィルム材と密着して連動可能となる。また、この発明によれば、支持部材を介在させないため、より簡易な構成の弁装置が得られる。
【００３０】
請求項９に記載の発明によれば、永久磁石と弁部材とがフィルム材に接着されている。従って、永久磁石と弁部材とが、インク流路を封止するフィルム材とともに連動可能となる。また、この発明によれば、支持部材を介在させないため、より簡易な構成の弁装置が得られる。
【００３１】
請求項１０に記載の発明によれば、電磁石を駆動させたときに、電磁石と永久磁石との反発力で弁部材がインク流路を閉状態にする。
請求項１１に記載の発明によれば、電磁石を駆動させたときに、電磁石と永久磁石との吸着力で弁部材がインク流路を開状態にする。
【００３２】
請求項１２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、電磁石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。
【００３３】
請求項１３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当接する場合は、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。
【００３４】
請求項１４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１５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。
【００３５】
請求項１６に記載の発明によれば、電磁石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、電磁石が両磁性体を介して磁気回路を構成することができる。従って、電磁石の一対の磁性体が対向する面に配置されており、支持部材又は弁部材の吸引を効率よく行うことができる。
【００３６】
請求項１７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１８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。
【００３７】
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１〜１８のいずれかに記載の作用効果を得ることができる。
【００３８】
請求項２０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、記録ヘッド内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。
【００３９】
請求項２１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。
【００４０】
【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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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）は正面図、（ｂ）は背面図であり、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。
【００４７】
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。インク室３４は、開口部から半径が収縮するテーパ状に形成されている。
【００４８】
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３７と連通している。第１のインク流路３７は、第２のインク流路３８及び第３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４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５のインク流路４５及び第６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３７、第２のインク流路３８、第３のインク流路３９、フィルタ部流路４０、インク室３４、小孔４４、第５のインク流路４５及び第６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３７よりこのインク流路に入り、第６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３７、第２のインク流路３８、第３のインク流路３９、フィルタ部流路４０及び第４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。
【００４９】
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及び小孔４４による開口部をそれぞれ封止している。特にフィルム材５１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５１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。
【００５０】
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、弾性体である板ばねであり、非磁性体である。支持部材５３とフィルム材５１とは接着されている。支持部材５３は、基端部５４が流路形成部３１の上面において、流路形成部３１とフィルム材５１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の先端部には、弁部材５７が固定されている。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。また、弁部材５７の上方には、支持部材５３、及びフィルム材５１を介して永久磁石５５が設けられている。本実施の形態では、基端部５４から永久磁石５５までの距離と、基端部５４から弁部材５７までの距離は同じである。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。
【００５１】
流路形成部３１の外周、即ちインク流路外には、電磁石としての電磁石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及び磁性体６４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）。磁性体６４は鉄芯６１と固着されており、磁力が伝達するようになっている。磁性体６４は、先端部６５が薄くなっており、永久磁石５５の上部を覆うようになっている。また、磁性体６４及び流路形成部３１により、フィルム材５１及び支持部材５３の基端部周辺は挟持されている。
【００５２】
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、磁性体６４も励磁される。ここで、電磁石６０と永久磁石５５とは、同極となり互いに反発し合うように構成されている。この結果、図４に示すように、フィルム材５１及び支持部材５３は弾性変形して下方に引き下げられ、弁部材５７の凸部５８が小孔４４周辺に当接して、インク流路が閉状態となる。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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、磁性体６４及び永久磁石５５により磁気回路が構成される。そして、電磁石６０を励磁させることによって永久磁石５５が反発し、弁部材５７により流路が開状態から閉状態となる。従って、永久磁石５５と電磁石６０を駆動させることにより、大きな駆動力を得ることができる。
【００５６】
（２）第１の実施形態では、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、小型化した圧力ダンパ１５が得られる。
【００５７】
（３）第１の実施形態では、永久磁石５５と支持部材５３とがフィルム材５１に接着されている。従って、永久磁石５５と支持部材５３とが、フィルム材５１とともに連動可能となっている。従って、永久磁石５５が磁性体６４からの磁力により移動する場合にも、支持部材５３及びフィルム材５１が連動することとなる。
【００５８】
（４）第１の実施形態では、支持部材５３が弾性体である板ばねであるため、電磁石６０の駆動を停止させたときに、支持部材５３が流路を開状態にする方向に付勢力が働く。そして、支持部材５３が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。
【００５９】
（５）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が小孔４４に当接する場合は、より確実に当接して、弁部材５７による流路のシール性を高めることができる。
【００６０】
（６）第１の実施形態では、フィルム材５０，５１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。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。
【００６１】
（７）第１の実施形態では、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。
（８）第１の実施形態では、弁部材５７に設けられたリング状の凸部５８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。
【００６２】
（９）第１の実施形態では、圧力ダンパ１５はインクジェットプリンタ１１の記録ヘッド１６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。
【００６３】
（１０）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。
【００６４】
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の実施形態を図５のように変更してもよい。即ち、電磁石６０は磁性体６４と相対向する位置に第２の磁性体６８を設けてもよい。このように構成すれば、電磁石６０が両磁性体６４，６８及び永久磁石５５を介して磁気回路を構成することができ、より安定した磁気回路を提供することができる。
【００６５】
○第１の実施形態において、支持部材５３を省略してもよい。即ち、永久磁石５５及び弁部材５７を直接フィルム材５１に接着させることとしてもよい。この場合、支持部材５３を設ける必要がなくなる。一方、このように構成すると、フィルム材５１の強度が十分でない可能性もあるが、これはフィルム材５１に耐久性のある材質を使用することで対応可能である。
【００６６】
○第１の実施形態において、基端部５４から永久磁石５５までの距離を、基端部５４から弁部材５７までの距離より短く構成してもよい。このように構成した場合、従って、基端部５４から永久磁石５５の距離が短いほどより少ない力で永久磁石５５を移動させることが可能となる。
【００６７】
（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６〜８に従って説明する。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
【００６８】
図６は、圧力ダンパ７１の説明図であって、図６（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図であり、図７及び図８は、図６（ａ）の７−７線における部分破断断面図である。
【００６９】
圧力ダンパ７１は基本的な形状は圧力ダンパ１５と同じであるが、以下の点で異なる。例えば、インク室７３はテーパ状に形成されていない点、インク室７３に連通する第７のインク流路７６及び第８のインク流路８２を経て、針接続部３３から記録ヘッド１６と連通している点等である。また、支持部材７７の形状も異なっており、磁性体６４の先端部６５のあたりで直角に折れ曲がり、さらに圧力ダンパ７１の底部周辺で直角に折れ曲がって台座部７８が形成されている。弁部材７９及び凸部８０も上方を向いており、第８のインク流路８２を閉状態にするものである。永久磁石７５は、永久磁石５５と同じ位置にあるが、永久磁石５５と比較して薄く構成されている。
【００７０】
次に、以上のように構成された圧力ダンパ７１の動作について説明する。
図７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７９は第８のインク流路８２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、磁性体６４も励磁される。ここで、電磁石６０と永久磁石７５とは、対極となり互いに吸引し合うように構成されている。この結果、図８に示すように、フィルム材５１及び支持部材５３は弾性変形して上方に引き上げられ、弁部材７９の凸部８０が第８のインク流路８２周辺に当接して、インク流路が閉状態となる。そして、電磁石６０が再度励磁されなくなると、図７の状態に戻り、インク流路が開状態となる。
【００７１】
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）〜（１０）に記載の効果と同様の効果の他、以下の効果を得ることができる。
（１１）第２の実施形態では、弁の開閉をすべき箇所である第８のインク流路８２が、圧力ダンパ７１の略中央付近で、かつ下側の狭いスペースであるため、このような構成の圧力ダンパ７１であれば、より確実に弁の開閉を行うことができる。
【００７２】
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、一つの磁性体６４について、永久磁石５５，７５は１つずつ設けられていたが、一つの磁性体６４が複数の弁の開閉を行うようにしてもよい。
【００７３】
○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。
【００７４】
【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、図２（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図。
【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】本発明の他の実施の形態の圧力ダンパの部分破断断面図。
【図６】第２の実施形態の圧力ダンパの説明図であって、図６（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図。
【図７】図６（ａ）の７−７線における圧力ダンパの部分破断断面図。
【図８】同じく図６（ａ）の７−７線における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 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
５０，５１ フィルム材
５３，７７ 支持部材
５４ 基端部
５５，７５ 永久磁石
５７，７９ 弁部材
６０ 電磁石
６４，６８ 磁性体
７４ 弾性部材としてのコイルばね
【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。第１の従来例として、特開昭６１−２９０２８４号公報に開示された電磁弁がある。この電磁弁は、電磁弁と弁との間に真空断熱層を設け、弁の一端に磁石又は磁性体を設けることにより、電磁石のオン・オフでバルブの開閉を行うものである。また、第２の従来例として、特開昭５９年−１４３６４５号公報に開示されたインクジェット印刷装置がある。この装置によれば、磁性体の弁部材と永久磁石の吸着力でバルブを閉め、電磁石のオンでバルブを開放するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第１の従来例は、永久磁石が流路中にあるため、永久磁石の材質に制約がある。また、電磁石と永久磁石との間に複数の層があるため、磁気の効率が低下してしまう。一方、第２の従来例では、装置に天秤形状があるため大型化するおそれがあった。また、弁部材が磁性体であるため、弁部材の選択に制約があった。
【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、インクが移動するインク流路内に配置されて該インク流路を開閉する弁部材の制御を、永久磁石と電磁石とにより行うことを特徴とする弁装置において、前記インク流路を封止するフィルム材と、前記弁部材を支持する支持部材とを設けるとともに、前記永久磁石と前記支持部材とが前記フィルム材を介して密接するように配置され、前記フィルム材の変形に連動して前記弁部材を開閉するようにしている。
【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、前記永久磁石と前記支持部材とが前記フィルム材に接着されている。
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の弁装置において、前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との吸着力で前記支持部材を移動させることにより、前記弁部材が前記インク流路を閉状態にする。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１又は２に記載の弁装置において、前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との反発力で前記支持部材を移動させることにより、前記弁部材が前記インク流路を閉状態にする。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の弁装置において、前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との反発力で前記支持部材を移動させることにより、前記弁部材が前記インク流路を開状態にする。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜４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おり、前記電磁石の駆動を停止させたときに、前記支持部材が前記流路を開状態にする方向に付勢力が働くように構成した。
【００１１】
請求項７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、前記支持部材の一端が流路を形成する流路形成部材側に固定される基端部を備えるとともに、前記基端部から前記永久磁石までの距離は、該基端部から前記弁部材までの距離以下である。
【００１２】
請求項８に記載の発明では、インクが移動するインク流路内に配置されて該インク流路を開閉する弁部材の制御を、永久磁石と電磁石とにより行うことを特徴とする弁装置において、前記インク流路を封止するフィルム材と、前記永久磁石と前記弁部材とが前記フィルム材を介して密接するように配置され、前記フィルム材の変形に連動して前記弁部材を開閉するようにしている。
【００１３】
請求項９に記載の発明では、請求項１又は８に記載の弁装置において、前記永久磁石と前記弁部材とが前記フィルム材に接着されている。
請求項１０に記載の発明では、請求項１、８及び９のいずれかに記載の弁装置において、前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との反発力で前記弁部材が前記インク流路を閉状態にする。
【００１４】
請求項１１に記載の発明では、請求項１、８〜１０のいずれかに記載の弁装置において、前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との吸着力で前記弁部材が前記インク流路を開状態にする。
【００１５】
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。
【００１６】
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、前記弁部材は、弾性体により構成されている。
請求項１４に記載の発明では、請求項１〜１３のいずれかに記載の弁装置において、前記フィルム材は流路を形成する流路形成部材と熱溶着されている。
【００１７】
請求項１５に記載の発明では、請求項１〜１４のいずれか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。
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、前記電磁石は流路を形成する流路形成部材外であって対向する面に配置した一対の磁性体を有する。
【００１８】
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、前記弁装置の上流側にフィルタを配置した。
請求項１８に記載の発明では、請求項１〜１７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流路を形成する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。
【００１９】
請求項１９に記載の発明では、請求項１〜１８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２０に記載の発明では、請求項１９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の上流側に配置される。
【００２０】
請求項２１に記載の発明では、請求項１９又は２０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。
【００２１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、永久磁石と電磁石により弁部材の制御がなされ、インク流路の開閉が行われる。また、永久磁石と電磁石を駆動させることにより、弁装置を小型化としても大きな駆動力を得ることができる。また、永久磁石と支持部材とがフィルム材を介して密接するように配置され、前記フィルム材の変形に連動して前記弁部材を開閉するようにされている。従って、永久磁石と支持部材とが、インク流路を封止するフィルム材と密着して連動可能となる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、永久磁石と支持部材とがフィルム材に接着されている。従って、永久磁石と支持部材とが、インク流路を封止するフィルム材とともに連動可能となる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、電磁石を駆動させたときに、電磁石と永久磁石との吸着力で支持部材を移動させることにより、弁部材がインク流路を閉状態にする。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、電磁石を駆動させたときに、電磁石と永久磁石との反発力で支持部材を移動させることにより、弁部材がインク流路を閉状態にする。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、電磁石を駆動させたときに、電磁石と永久磁石との反発力で支持部材を移動させることにより、弁部材がインク流路を開状態にする。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、支持部材が弾性体であるため、電磁石の駆動を停止させたときに、支持部材が流路を開状態にする方向に付勢力が働く。そして、支持部材が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。
【００２８】
請求項７に記載の発明によれば、基端部から永久磁石までの距離は、基端部から弁部材までの距離以下で構成されている。このため、支持部材の動作の支点となる基端部からの距離が短いほど、永久磁石の磁力を効率よく利用することができる。
【００２９】
請求項８に記載の発明によれば、永久磁石と弁部材とがフィルム材を介して密接するように配置されている。従って、永久磁石と弁部材とが、インク流路を封止するフィルム材と密着して連動可能となる。また、この発明によれば、支持部材を介在させないため、より簡易な構成の弁装置が得られる。
【００３０】
請求項９に記載の発明によれば、永久磁石と弁部材とがフィルム材に接着されている。従って、永久磁石と弁部材とが、インク流路を封止するフィルム材とともに連動可能となる。また、この発明によれば、支持部材を介在させないため、より簡易な構成の弁装置が得られる。
【００３１】
請求項１０に記載の発明によれば、電磁石を駆動させたときに、電磁石と永久磁石との反発力で弁部材がインク流路を閉状態にする。
請求項１１に記載の発明によれば、電磁石を駆動させたときに、電磁石と永久磁石との吸着力で弁部材がインク流路を開状態にする。
【００３２】
請求項１２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、電磁石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。
【００３３】
請求項１３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当接する場合は、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。
【００３４】
請求項１４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１５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。
【００３５】
請求項１６に記載の発明によれば、電磁石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、電磁石が両磁性体を介して磁気回路を構成することができる。従って、電磁石の一対の磁性体が対向する面に配置されており、支持部材又は弁部材の吸引を効率よく行うことができる。
【００３６】
請求項１７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１８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。
【００３７】
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１〜１８のいずれかに記載の作用効果を得ることができる。
【００３８】
請求項２０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、記録ヘッド内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。
【００３９】
請求項２１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。
【００４０】
【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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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）は正面図、（ｂ）は背面図であり、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。
【００４７】
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。インク室３４は、開口部から半径が収縮するテーパ状に形成されている。
【００４８】
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３７と連通している。第１のインク流路３７は、第２のインク流路３８及び第３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４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５のインク流路４５及び第６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３７、第２のインク流路３８、第３のインク流路３９、フィルタ部流路４０、インク室３４、小孔４４、第５のインク流路４５及び第６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３７よりこのインク流路に入り、第６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３７、第２のインク流路３８、第３のインク流路３９、フィルタ部流路４０及び第４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。
【００４９】
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及び小孔４４による開口部をそれぞれ封止している。特にフィルム材５１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５１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。
【００５０】
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、弾性体である板ばねであり、非磁性体である。支持部材５３とフィルム材５１とは接着されている。支持部材５３は、基端部５４が流路形成部３１の上面において、流路形成部３１とフィルム材５１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の先端部には、弁部材５７が固定されている。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。また、弁部材５７の上方には、支持部材５３、及びフィルム材５１を介して永久磁石５５が設けられている。本実施の形態では、基端部５４から永久磁石５５までの距離と、基端部５４から弁部材５７までの距離は同じである。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。
【００５１】
流路形成部３１の外周、即ちインク流路外には、電磁石としての電磁石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及び磁性体６４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）。磁性体６４は鉄芯６１と固着されており、磁力が伝達するようになっている。磁性体６４は、先端部６５が薄くなっており、永久磁石５５の上部を覆うようになっている。また、磁性体６４及び流路形成部３１により、フィルム材５１及び支持部材５３の基端部周辺は挟持されている。
【００５２】
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、磁性体６４も励磁される。ここで、電磁石６０と永久磁石５５とは、同極となり互いに反発し合うように構成されている。この結果、図４に示すように、フィルム材５１及び支持部材５３は弾性変形して下方に引き下げられ、弁部材５７の凸部５８が小孔４４周辺に当接して、インク流路が閉状態となる。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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、磁性体６４及び永久磁石５５により磁気回路が構成される。そして、電磁石６０を励磁させることによって永久磁石５５が反発し、弁部材５７により流路が開状態から閉状態となる。従って、永久磁石５５と電磁石６０を駆動させることにより、大きな駆動力を得ることができる。
【００５６】
（２）第１の実施形態では、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、小型化した圧力ダンパ１５が得られる。
【００５７】
（３）第１の実施形態では、永久磁石５５と支持部材５３とがフィルム材５１に接着されている。従って、永久磁石５５と支持部材５３とが、フィルム材５１とともに連動可能となっている。従って、永久磁石５５が磁性体６４からの磁力により移動する場合にも、支持部材５３及びフィルム材５１が連動することとなる。
【００５８】
（４）第１の実施形態では、支持部材５３が弾性体である板ばねであるため、電磁石６０の駆動を停止させたときに、支持部材５３が流路を開状態にする方向に付勢力が働く。そして、支持部材５３が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。
【００５９】
（５）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が小孔４４に当接する場合は、より確実に当接して、弁部材５７による流路のシール性を高めることができる。
【００６０】
（６）第１の実施形態では、フィルム材５０，５１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。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。
【００６１】
（７）第１の実施形態では、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。
（８）第１の実施形態では、弁部材５７に設けられたリング状の凸部５８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。
【００６２】
（９）第１の実施形態では、圧力ダンパ１５はインクジェットプリンタ１１の記録ヘッド１６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。
【００６３】
（１０）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。
【００６４】
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の実施形態を図５のように変更してもよい。即ち、電磁石６０は磁性体６４と相対向する位置に第２の磁性体６８を設けてもよい。このように構成すれば、電磁石６０が両磁性体６４，６８及び永久磁石５５を介して磁気回路を構成することができ、より安定した磁気回路を提供することができる。
【００６５】
○第１の実施形態において、支持部材５３を省略してもよい。即ち、永久磁石５５及び弁部材５７を直接フィルム材５１に接着させることとしてもよい。この場合、支持部材５３を設ける必要がなくなる。一方、このように構成すると、フィルム材５１の強度が十分でない可能性もあるが、これはフィルム材５１に耐久性のある材質を使用することで対応可能である。
【００６６】
○第１の実施形態において、基端部５４から永久磁石５５までの距離を、基端部５４から弁部材５７までの距離より短く構成してもよい。このように構成した場合、従って、基端部５４から永久磁石５５の距離が短いほどより少ない力で永久磁石５５を移動させることが可能となる。
【００６７】
（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６〜８に従って説明する。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
【００６８】
図６は、圧力ダンパ７１の説明図であって、図６（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図であり、図７及び図８は、図６（ａ）の７−７線における部分破断断面図である。
【００６９】
圧力ダンパ７１は基本的な形状は圧力ダンパ１５と同じであるが、以下の点で異なる。例えば、インク室７３はテーパ状に形成されていない点、インク室７３に連通する第７のインク流路７６及び第８のインク流路８２を経て、針接続部３３から記録ヘッド１６と連通している点等である。また、支持部材７７の形状も異なっており、磁性体６４の先端部６５のあたりで直角に折れ曲がり、さらに圧力ダンパ７１の底部周辺で直角に折れ曲がって台座部７８が形成されている。弁部材７９及び凸部８０も上方を向いており、第８のインク流路８２を閉状態にするものである。永久磁石７５は、永久磁石５５と同じ位置にあるが、永久磁石５５と比較して薄く構成されている。
【００７０】
次に、以上のように構成された圧力ダンパ７１の動作について説明する。
図７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７９は第８のインク流路８２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、磁性体６４も励磁される。ここで、電磁石６０と永久磁石７５とは、対極となり互いに吸引し合うように構成されている。この結果、図８に示すように、フィルム材５１及び支持部材５３は弾性変形して上方に引き上げられ、弁部材７９の凸部８０が第８のインク流路８２周辺に当接して、インク流路が閉状態となる。そして、電磁石６０が再度励磁されなくなると、図７の状態に戻り、インク流路が開状態となる。
【００７１】
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）〜（１０）に記載の効果と同様の効果の他、以下の効果を得ることができる。
（１１）第２の実施形態では、弁の開閉をすべき箇所である第８のインク流路８２が、圧力ダンパ７１の略中央付近で、かつ下側の狭いスペースであるため、このような構成の圧力ダンパ７１であれば、より確実に弁の開閉を行うことができる。
【００７２】
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、一つの磁性体６４について、永久磁石５５，７５は１つずつ設けられていたが、一つの磁性体６４が複数の弁の開閉を行うようにしてもよい。
【００７３】
○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。
【００７４】
【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、図２（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図。
【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】本発明の他の実施の形態の圧力ダンパの部分破断断面図。
【図６】第２の実施形態の圧力ダンパの説明図であって、図６（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図。
【図７】図６（ａ）の７−７線における圧力ダンパの部分破断断面図。
【図８】同じく図６（ａ）の７−７線における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 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
５０，５１ フィルム材
５３，７７ 支持部材
５４ 基端部
５５，７５ 永久磁石
５７，７９ 弁部材
６０ 電磁石
６４，６８ 磁性体
７４ 弾性部材としてのコイルばね
Claims (21)
- インクが移動するインク流路内に配置されて該インク流路を開閉する弁部材の制御を、永久磁石と電磁石とにより行うことを特徴とする弁装置において、
前記インク流路を封止するフィルム材と、
前記弁部材を支持する支持部材とを設けるとともに、
前記永久磁石と前記支持部材とが前記フィルム材を介して密接するように配置され、前記フィルム材の変形に連動して前記弁部材を開閉するようにしたことを特徴とする弁装置。 - 請求項１に記載の弁装置において、
前記永久磁石と前記支持部材とが前記フィルム材に接着されていることを特徴とする弁装置。 - 請求項１又は２に記載の弁装置において、
前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との吸着力で前記支持部材を移動させることにより、前記弁部材が前記インク流路を閉状態にすることを特徴とする弁装置。 - 請求項１又は２に記載の弁装置において、
前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との反発力で前記支持部材を移動させることにより、前記弁部材が前記インク流路を閉状態にすることを特徴とする弁装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の弁装置において、
前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との反発力で前記支持部材を移動させることにより、前記弁部材が前記インク流路を開状態にすることを特徴とする弁装置。 - 請求項１〜４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おり、
前記電磁石の駆動を停止させたときに、前記支持部材が前記流路を開状態にす
る方向に付勢力が働くように構成したことを特徴とする弁装置。 - 請求項１〜５のいずれかに記載の弁装置において、
前記支持部材の一端が流路を形成する流路形成部材側に固定される基端部を備えるとともに、
前記基端部から前記永久磁石までの距離は、該基端部から前記弁部材までの距離以下であることを特徴とする弁装置。 - インクが移動するインク流路内に配置されて該インク流路を開閉する弁部材の制御を、永久磁石と電磁石とにより行うことを特徴とする弁装置において、
前記インク流路を封止するフィルム材と、
前記永久磁石と前記弁部材とが前記フィルム材を介して密接するように配置され、前記フィルム材の変形に連動して前記弁部材を開閉するようにしたことを特徴とする弁装置。 - 請求項１又は８に記載の弁装置において、
前記永久磁石と前記弁部材とが前記フィルム材に接着されていることを特徴とする弁装置。 - 請求項１、８及び９のいずれかに記載の弁装置において、
前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との反発力で前記弁部材が前記インク流路を閉状態にすることを特徴とする弁装置。 - 請求項１、８〜１０のいずれかに記載の弁装置において、
前記電磁石を駆動させたときに、該電磁石と前記永久磁石との吸着力で前記弁部材が前記インク流路を開状態にすることを特徴とする弁装置。 - 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ことを特徴とする弁装置。 - 請求項１〜１２のいずれかに記載の弁装置において、
前記弁部材は、弾性体により構成されていることを特徴とする弁装置。 - 請求項１〜１３のいずれかに記載の弁装置において、
前記フィルム材は流路を形成する流路形成部材と熱溶着されていることを特徴とする弁装置。 - 請求項１〜１４のいずれか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ことを特徴とする弁装置。 - 請求項１〜１５のいずれかに記載の弁装置において、
前記電磁石は流路を形成する流路形成部材外であって対向する面に配置した一対の磁性体を有することを特徴とする弁装置。 - 請求項１〜１６のいずれかに記載の弁装置において、
前記弁装置の上流側にフィルタを配置したことを特徴とする弁装置。 - 請求項１〜１７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流路を形成する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ことを特徴とする弁装置。 - 請求項１〜１８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ことを特徴とする弁装置。 - 請求項１９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の上流側に配置されることを特徴とする弁装置。 - 請求項１９又は２０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ことを特徴とする弁装置。
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