JP7043880B2 - 管路開閉部材及び液体を吐出する装置 - Google Patents

Description

本発明は、管路開閉部材及び液体を吐出する装置に関する。

取り回しのし易さなどから、流体を搬送する部材として弾性を有し変形可能なチューブなどの管路を用いることがある。この管路を開閉する場合、管路を閉じる方向に押圧部材などによって力を加えて潰して閉状態とし、開く場合には、押圧部材による力を解除し、管路の弾性による復元力で開状態とするものが多い（例えば特許文献１）。

従来構成では、変形可能な流路を閉じる場合、閉方向への力が管路に作用するが、管路を開く場合、開方向への力がないため、管路の復元が不十分な場合、開閉不良の要因に成り兼ねない。
本発明は、変形可能な管路の確実な開閉を可能とする新たな構成を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る管路開閉部材は、変形可能な管路に対して管路を閉じる方向へ力を加える第１部材と、管路に対して管路を開く方向へ力を加える第２部材を備え、前記管路部材に対して前記第２部材から加わる力は、前記管路部材に対する前記第１部材から加わる力と異なる方向から加えられ、前記第１部材と前記第２部材は互いに連動して回動可能であり、前記第１部材は、前記第１部材が前記流路を閉じる閉位置にあるとき前記管路部材を押圧し、前記閉位置から前記流路を開く開位置へと回動するに従い前記流路に対する押圧を解除し、前記第２部材は、前記管路部材が前記第１部材に押圧されて変形して延びる方向に間隔を置いて配置され、前記延びた管路部材に対して前記延びる方向から当接可能な当接面を有し、前記第２部材は、前記第１部材が前記閉位置にあるときには、前記管路部材に対して前記流路を開く方向へ加える力が作用せず、前記第１部材が前記閉位置から前記開位置へ向かって回動するのに伴い、前記管路部材に対して前記流路を開く方向へ力を加えることを特徴としている。

本発明によれば、変形可能な管路に対して閉じる方向と開く方向へ第１部材と第２部材によって力が加えられるので、弾性を有する流路の確実な開閉を行える。

本発明に係る流体を吐出する装置の一形態である画像形成装置を示す概略図。 図１の画像形成装置を主走査方向から見たときの構成図。 本発明に係る管路開閉部材が適用されたインク供給系の一構成を示す図。 インク供給の制御系の一構成を示すブロック図。 容器であるサブタンク４内のインクの充填状態を示す図であり、（ａ）は、半分程度溜まった状態を示し、（ｂ）は満タン状態を示す。 インクの初期充填動作制御の一形態を示すフローチャート。 サブタンクからの空気抜き動作制御の一形態を示すフローチャート。 本発明の第１、第２実施形態に係る管路開閉部材の概略構成を示す斜視図。 管路開閉部材の構成と動作を示す図であり、（ａ）は流路の閉じ状態を示し、（ｂ）は流路の開状態時と矯正状態を示す図。 従来の管路開閉部材の構成と動作を示す図であり、（ａ）は流路の閉じ状態を示し、（ｂ）は流路の開状態時と矯正状態を示す図。 第１、第２実施形態に係る管路開閉部材の第１部材と第２部材の位置と流路の開閉状態を説明する図。 第３実施形態に係る管路開閉部材の第１部材と第２部材の位置と流路の開閉状態を説明する図。 管路開閉部材の別な形態の概略構成を示す斜視図。 本発明に係る管路開閉部材が適用されたインク供給系の別な構成を示す図。 流体を吐出する装置の一形態である画像形成装置の別な形態を示す概略図。

以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。実施形態において、同一の機能や構成を有するものには同一の符号を付し、重複説明は適宜省略する。図面は一部構成の理解を助けるために、部分的に省略又は模式的に示す場合もある。
図１、図２を参照して、本発明の実施対象となる液体を吐出する装置の一例である画像形成装置の全体とその要部の構成と動作を説明する。図中矢印で示した上下方向Ｚに直交する、これも図中矢印で示した前後方向Ｘにおいて、図１における装置本体１の左側が前面１Ｆ（正面）側であり、右側が後（奥）側である。上下方向Ｚ及び前後方向Ｘに直交するとともに図２の紙面を貫通する方向が主走査方向Ｙであり、シート幅方向（用紙幅方向）に相当する。
画像形成装置は、画像形成部３を備えている。画像形成部３は、インクジェット記録方式で画像形成を行う構成である。図２に示すように、画像形成部３は、シリアル型インクジェット記録部である。
画像形成装置は、装置本体１の内部にスプール軸受台１０１ａを上下に備える。スプール軸受台１０１ａは、長尺の記録材である用紙を巻き回した複数のシートロール紙４ａ、４ｂからなる被記録媒体としての用紙１０をそれぞれ繰り出し可能に支持するシートロール支持部としての機能・構成を有している。なお、図示の例ではシートロールは２巻を上下方向Ｚに装着できるようになっているが、本発明では１巻のみ、あるいは３巻以上等であっても差し支えない。

画像形成部３に対応して装置本体１の内部には、主走査方向Ｙに延びるガイドロッド１８及びガイドレール１９が側板に掛け渡してある。これらガイドロッド１８及びガイドレール１９にはキャリッジ２０が主走査方向Ｙに摺動可能に保持されている。キャリッジ２０には、ブラック（Ｋ）、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の液体であるインク滴を吐出する複数のヘッドを備えた液体吐出ヘッドであるヘッド部２０２が搭載されている。ヘッド部２０２には、各ヘッドに液体であるインク２９（図３産参照）を供給するサブタンク４（ヘッドタンクと称することもある）を一体的に備え、液体吐出ユニット２０１を構成している。すなわち、液体吐出ユニット２０１のヘッド部２０２は、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、ヘッド部２０２は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着されている。
キャリッジ２０を主走査方向Ｙに移動走査する主走査移動機構は、主走査方向Ｙの一方側（図１において左斜め上方）に配置された駆動源である駆動モータ２１と、この駆動モータ２１の出力軸に連結して駆動モータ２１によって回転駆動される駆動プーリ２３Ａと、主走査方向Ｙの他方側（図１において右斜め下方）に配置した従動プーリ２３Ｂと、駆動プーリ２２Ａと従動プーリ２３Ｂとの間に巻き掛けベルト部材２４とを備えている。従動プーリ２３Ｂは、周知のテンションスプリングによって外方、すなわち駆動プーリ２２Ａから離れる方向にテンションが掛けられている。ベルト部材２４は、キャリッジ２０の背面側に設けられたベルト固定部にその一部分が固定保持され、それによってキャリッジ２０を主走査方向Ｙに牽引するようになっている。

キャリッジ２０には、キャリッジ２０の主走査位置を検知するための周知のエンコーダシートが主走査方向Ｙに沿って配置されている。本実施形態では、エンコーダセンサによって、エンコーダシートを読み取ることで、このキャリッジ２０における主走査領域のうち、記録領域では上段のシートロール紙４ａまたは下段ロール紙４ｂから繰り出されて搬送されてきた用紙１０が、搬送手段により記録領域へ搬送され、キャリッジ２０の移動方向である主走査方向Ｙと直交する副走査方向（図１の前後方向Ｘのうちの前方向Ｘａである）に間欠的に搬送される。搬送手段とは、例えばローラ対９ａ、９ｂ、丸棒状の軸状部材であるレジストローラ３４、及びレジストローラ３４の軸線方向で複数に分割した形態で配置してあるレジスト加圧ローラ３５などである。
用紙１０は、図２に示すように、キャリッジ２０と対向するプラテン３６により案内される。プラテン３６の下方には吸引ファン３７が設けてあり、プラテン３６に形成した吸引孔により用紙１０が吸着される。

主走査領域のうちの一方の端部側領域（図１において右斜め下方側）には、キャリッジ２０内の各ヘッドの維持回復を行う維持回復機構２５が配置されるとともに、各ヘッドのサブタンク４に供給する各色の液体であるインクを収容したメインタンク（インクカートリッジ）２６が装着されている。メインタンク２６は、装置本体１に対して着脱自在なものでも固定式のものであってもよい。メインタンク２６には、容器としての廃液タンク２８が配管やホースなどによって接続されていて、メインタンク２６で余ったインキが回収可能に構成されている。
つまり、キャリッジ２０は、印字ヘッドを実装し、印字や必要な場合を除いて、ホームポジションで待機している。図１では、装置本体１内右側の破線で示した箱形状をしたヘッドメンテユニット上部が、ホームポジションである。
ヘッドメンテナンスユニットである維持回復機構２５によるメンテナンスにて発生した廃液は、廃液タンク２８にて回収される。廃液タンク２８は、その内部に回収した廃液が許容量になると、交換や廃液を捨てる必要があることから、装置本体１に対して着脱可能に装着されている。

画像形成装置は、図２に示すように、画像形成部３で画像が記録された用紙１０を所定の長さに切断するシート切断手段としてのカッタ２７を備えている。カッタ２７は、複数のプーリ（そのうちの１つのプーリはカッタ駆動モータに連結されている）間に掛け渡されたワイヤやタイミングベルトに固定され、カッタ駆動モータによりプーリを介してワイヤやタイミングベルトが主走査方向Ｙに移動することで用紙１０を所定の長さに切断するように構成されている。

次に、図３を用いて、実施形態における画像形成装置のインク供給系の概略構成について説明する。液体吐出ユニット２０１が備える液滴を吐出するヘッド部２０２は、液滴を吐出する複数のノズル１１と、各ノズル１１が連通する液室１２と、各液室１２にインク２９を供給する共通液室１３と、共通液室１３にインク２９を供給される供給口部（インク供給ポート）１４と、共通液室１３からインク２９を排出する排出口部（インク排出ポート）１５などを備えている。この排出口部１５には、インク供給経路の空気を、ヘッド部２０２を介して排出するための空気抜きチューブ２０８と空気抜きポートに設けられた開閉弁２０９が接続されている。

サブタンク４は、タンクケース２１内にヘッド部２０２に供給するインク２９を収容するインク収容部２２と、インク収容部２２からインク２９をヘッド部２０２の供給口部（インク供給ポート）１４に供給するインク供給経路２０４と、供給ポート２４とが設けられている。インク収容部２２には、メインタンク２６の交換時や、長期放置によってメインタンク２６とサブタンク４を接続する弾性を有する液体供給経路としてのチューブ５０やインク供給経路の部品から進入した空気が蓄積されることがある。この空気を排出するために、インク収容部２２の天面あるいは、インク供給経路２０４よりも高い部位のいずれかには排気流路となる空気抜き経路２０５が設けられていて、この空気抜き経路２０５とインク供給経路２０４とを排気経路２０６で連通している。また、空気抜き経路２０５の流体抵抗は、インク供給経路２０４の流体抵抗よりも小さく形成されている。インク供給経路２０４と排気経路２０６とはタンクケース２１内に、同ケースと一体成型されて構成されている。空気抜き経路２０５は、サブタンク４の外方に位置している。
なお、サブタンク４のタンクケース２１は一方が開口した部材であり、開口部には弾性変形可能な部材としてのフィルム部材が溶着または接着にて貼り付けられて圧力変動を吸収する構成となっている。また、インク収容部２２の内部には、ヘッド部２０２に対する負圧を形成するためのばね２５が設けられている。

装置本体１側には、サブタンク４にインク２９を補充供給する交換可能なメインタンク（インクカートリッジ）２６が配置されている。そして、メインタンク２６内のインク２９は、メインタンク２６からのインク供給経路であり、チューブ５０を通じてインク供給用ポンプ５２によりサブタンク４に９送液（搬送）される。また、メインタンク２６とインク供給用ポンプ５２の間に位置するインク経路には電気制御式の開閉弁となるバルブ５４が、インク供給用ポンプ５２とサブタンク４との間のインク経路にはフィルタ５５がそれぞれ介装されている。

図４は、インク供給系の動作を制御する制御系の構成を説明するブロック図である。
画像形成装置は制御部２００を備えている。制御部２００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等を備えたコンピュータで構成されている。制御部２００の入力側には、各種情報の信号が入力される。制御部２００の出力側には、インク供給用ポンプ５２、バルブ５４、開閉弁２０９が信号線を介して接続されている。
図５（ａ）、図５（ｂ）はインク初期充填中のサブタンク４内のインク２９の充填状態を示した模式図である。図５（ａ）は、インク２９がサブタンク４内に半分程度溜まった状態を示し、図５（ｂ）はサブタンク４内がインク２９でいっぱいになった満タン状態を示す。

このようなインク供給系において、ヘッド部２０２へインク２９を充填する動作について図６に示すフローチャートを参照して説明する。この動作は、制御部２００によって制御されて実行される。
ステップＳＴ１では、全ての（各色の）サブタンク４の開閉弁２０７をそれぞれ開く。開閉弁２０７を開く動作は、開閉弁２０７が手動式であれば作業者が行い、開閉弁２０７が駆動源を備えている場合には制御部２００によって作動する。制御部２００は、ステップＳＴ２において、図１に示した維持回復機構２５でヘッド部２０２のノズル１１からインクを吸引し、サブタンク４やヘッド部２０２に予め入れられている保存液（ない場合は空気）をノズル１１から排出する。制御部２００は、この動作をステップＳＴ３において所定時間経過するまで実行し、所定時間経過するとステップＳＴ４に進んでノズル吸引を停止する。
制御部２００は、ステップＳＴ５においてバルブ５４を開き、ステップＳＴ６においてインク供給用ポンプ５２を作動して、チューブ５０を通じてメインタンク２６からサブタンク４へインク２９を送液する。このインク２９は、サブタンク４のインク収容部２２へ流れ込み、インク供給経路２０４を通じヘッド部２０２へ送液される。制御部２０は所定時間経過するまでインク送液を実行し（ステップＳＴ７）し、所定時間経過すると、インク供給用ポンプ５２を停止し（ステップＳＴ８）し、バルブ５４を閉じる（ステップＳＴ９）。
制御部２００は、インク供給回数が所定回数に達するまではインク充填を行い（ステップＳＴ１０）、所定回数に達すると、ステップＳＴ１１において、維持回復機構２５でヘッド面へのワイピングを実行し、ステップＳＴ１２において空気抜き動作を実行する。

サブタンク４の開閉弁２０７を開かない場合、図５（ａ）に示すように、インク収容部２２のインク液面がインク供給経路２０４と同じ高さになるまで充填されると、その後、インク収容部２２に充填されるインク２９はインク供給経路２０４から排出されるためインク収容部２２の上部に溜まった空気２２ａを排出することができない。しかし、ステップＳＴ１２においてサブタンク４の開閉弁２０７を開くことで、図５（ｂ）のようにサブタンク４内のインク収容部２２内の空気２２ａは、空気抜き経路２０５を通して、ヘッド部２０２へ送られるので、排気経路２０６からはインク２９と空気２２ａが同時にヘッド部２０２へ排出されることになる。
また、ヘッド部２０２へ送液されたインク２９と空気２２ａは、供給口部（インク供給ポート）１４を通じて共通液室１３へ送液される。共通液室１３へ流れ込んだ空気２２ａの一部は、各ノズル１１から排出されるが、空気２２ａは比重が軽いため基本的には共通液室１３の上部に残り、インク２９が優先的にノズル１１から排出されることになる。つまり、サブタンク４は、管路部材で構成されていて、サブタンク４内の空気２２ａをサブタンク外へ案内する排気流路となる空気抜き経路２０５を備えている。なお、空気抜き経路２０５（排気流路）は、空気２２ａ（気泡）をサブタンク４から直接外部へ案内していて排出するようにした構成であってもよい。

次に、共通液室１３の上部に残った空気２２ａを排出するための空気排出動作について図７に示すフローチャートを参照して説明する。この動作は、制御部２００によって制御されて実行される。この空気排出動作はインク初期充填の他にも、印刷などにより使用されたインク２９を補給するために行うメインタンク（インクカートリッジ）２６の交換時やノズル１１等から、何らかの原因で各インク流路及びインク収容部２２に気泡が混入し、ノズル１１からの滴吐出に支障が生じた場合、これを解消するために行うものである。
制御部２００は、ステップＳＴ２１において、空気を抜く対象となるサブタンク４の開閉弁２０７が開いているか否かを判定する。開閉弁２０７が駆動源を持っているタイプの場合、その駆動信号の有無で判定し、開閉弁２０７が手動式の場合には、開閉弁２０７の開状態をセンサ等で検知し、その検知信号の有無で判定すればよい。

開閉弁２０７が開いている（開状態）の場合には、ステップＳＴ２３に進み、開いていない場合にはステップＳＴ２２において、空気を抜く対象となるサブタンク４の開閉弁２０７を開く。例えば初期充填時は全てのサブタンク４の開閉弁２０７を開き、初期充填以外の場合は吐出不良が発生し空気抜きが必要なヘッドに対応したサブタンク４の開閉弁２０７を開ければよい。
制御部２００は、ステップＳＴ２３において、対象サブタンク４に対応したバルブ５４を開き、ステップＳＴ２４においてインク供給用ポンプ５２を作動してサブタンク４へノズル１１からインク２９が溢れ出ない範囲でインク２９を送ることによってヘッド部２０２の負圧を解消した状態にする。

制御部２００は、ステップＳＴ２５において所定時間経過すると、ステップＳＴ２６に進み、空気抜きが必要なヘッド部２０２に対応した空気抜きポートの開閉弁２０９を開いた状態で、再度、バルブ５４を開いてインク供給用ポンプ５２を作動する（ステップＳＴ２７，２８）。これら一連の動作によってサブタンク４の空気やヘッド部２０２の共通液室１３の上部に溜まった空気２２ａがインク２９と共に、排出口部（インク排出ポート）１５、空気抜きチューブ２０８を経て開閉弁２０９からヘッド部２０２の外部へと排出される。
制御部２００は、ステップＳＴ２９において所定時間経過したら、ステップＳＴ３０において開閉弁２０９を閉じ、ステップＳＴ３１においてインク供給用ポンプ５２を停止し、ステップＳＴ３２においてバルブ５４を閉じる。その後ステップＳＴ３３において開閉弁２０７を閉じる。この場合も、開閉弁２０７か駆動源を備えている場合には制御部２００によって駆動源を閉方向に作動し、手動の場合には、作業者が操作して閉じればよい。
その後、制御部２００は、フローチャートの記載からは省略したが、ヘッド部２０２への負圧形成のための適切な動作を実行し、さらにステップＳＴ３４においてノズル表面をワイピングし、ノズル面に垂れたインク２９をかき取り、ステップＳＴ３５でヘッド空吐出を実行し、ステップＳＴ３６においてノズル１１のメニスカスを形成させてキャッピングし、初期充填および空気抜きを完了させる。

なお、開閉弁２０９とインク供給用ポンプ５２を停止する順番は逆でも構わない。さらに、本説明では空気排出時に消費してしまうインク排出量は、インク供給用ポンプ５２の稼動時間に応じて決まる。このため、空気抜きチューブ２０８の経路内に、例えば電極ピンなどの気液検知手段を設けて空気２２ａが完全に排出されたことを検知するようにし、この検知結果に応じてインク供給用ポンプ５２を停止することで、無駄なインク消費を防ぐことができる。
また、空気排出動作を色の薄いものから濃いインクに対応したサブタンクの順番に実施することで、混色が発生するリスクを最小限にすることができる。例えば、イエロ（Ｙ）のように色の薄いインクが先にノズル１３から溢れ出て、次にブラック（Ｂ）のような色の濃いインクの空気抜きを実施するときに、ノズル面に付着したイエロ（Ｙ）のインクがブラック（Ｂ）のノズルに入ったとしても混色が目立ちにくく、空気抜き終了後の空吐出だけで混色が発生してもその被害を最小限にとどめることができるので好ましい。

次に空気抜き経路２０５を開閉する管路開閉部材としての開閉弁２０７の構成について説明する。
図８はサブタンク４の開閉弁２０７を設置したチューブバルブ部の斜視説明図である。図９は本発明に係る開閉弁２０７の構成を示し、図１０は従来構成を示す。図８において空気抜き経路２０５の一部は、サブタンク４の外側に這い回されていて、弾性変形可能な管路としてのチューブ３００で形成されている。開閉弁２０７はこのチューブ３００の部分に配置されている。チューブ３００内は流路３００ａとして機能する。
図９、図１０において、（ａ）は、チューブ３００（開閉弁２０７）の閉状態を示し、（ｂ）はチューブ３００（開閉弁２０７）の開状態を示す。各図において、Ａは、サブタンク４を横（Ａ方向）から見たとき図、Ｂは、上（Ｂ方向）から見たときの図、Ｃは、チューブ３００の断面（Ｃ方向）から見た図である。
インク供給系における空気排出を実施するためのサブタンク４用の管路開閉部材は、空気抜きチューブ２０８に設けられる開閉弁２０９などとは異なり、インク流路の途中の経路（チューブ３００）を外部から加圧したり脱圧することでチューブ３００内の流路３００ａを開閉するため、一般的には高機能な部品を数多く用いることで形成されるため、高コストになってしまう。この管路開閉部材を低コストに実現する方法の一つとして図８に示すようなチューブバルブ方式が挙げられる。
従来構成の管路開閉部材となる開閉弁２０７０は、図１０に示すように、押圧部材となる押圧コロ２０７１が揺動可能に設けられていて、サブタンク４の外側において、押圧コロ２０７１を図１０（ｂ）に示す開状態の位置から図１０に（ａ）で示す閉状態の位置へと揺動させ、チューブ３００を押圧して図１０（ａ）の（Ｃ１）に示すように潰すことでチューブ３００の流路３００ａ（空気抜き経路２０５）を閉状態としている。しかし、このような構成の場合、放置期間中、常にチューブ３００を押し潰しているため、長期間放置されると、チューブ同士の貼付が生じ、図１０（ｂ）に示すように押圧コロ２０７１を開位置に戻しても、図１０（ｂ）の（Ｃ２）に示すように元の断面積となるまで変形が復元せず、図１０（ｂ）の（Ｃ３）に示すように、潰された状態が継続したまま流路３００ａが開放されない、もしくはチューブ３００の素材自身の復元力で流路３００ａが開放されるまでに時間を要してしまうという課題が懸念される。

そこで、本実施形態に係る管路開閉部材としての開閉弁２０７は、図９に示すように、弾性を有する経路となるチューブ３００に対して流路３００ａを矢印Ｄで示す閉じる方向（以下「閉じる方向Ｄ」と記す）へ力を加える第１部材としての押圧コロ２０７１と、チューブ３００に対して流路３００ａを矢印Ｅ１、Ｅ２で示す開く方向（以下「開く方向Ｅ１、Ｅ２」と記す）へ力を加える第２部材として矯正コロ２０７２を備える構成とした。
このため、弾性を有する経路であるチューブ３００に対して閉じる方向Ｄと開く方向Ｅ１、Ｅ２へ押圧コロ２０７１と矯正コロ２０７２によって力が加えられるので、チューブ同士の貼付が生じたり、復元力が低下した場合でも、チューブ３００を開く方向Ｅ１、Ｅ２（復元方向）へのアシスト力（矯正力／戻し方向への力）が矯正コロ２０７２によってチューブ３００に与えられるため、チューブ３００（流路３００ａ／空気抜き経路２０５）の確実な開閉を行える。

以下、開閉弁２０７の構成について詳細に説明する。
図９に示すように、押圧コロ２０７１と矯正コロ２０７２は一体化されてチューブ３００を押圧可能な位置に設けられている。押圧コロ２０７１と矯正コロ２０７２とは、空気抜き経路２０５に対して交差する方向（チューブ伸び方向Ｗ）に延びる共通の軸２０７３で互いに一体回動可能に支持されている。押圧コロ２０７１と矯正コロ２０７２とは回動方向において９０度、位相が異なるように設けられている。開閉弁２０７は、図９（ａ）に示すように押圧コロ２０７１でチューブ３００を押圧しているときには、矯正コロ２０７２はチューブ３００を押圧しない位置を占め、図９（ｂ）に示すように矯正コロ２０７２でチューブ３００を押圧コロ２０７１と異なる方向から押圧しているときには、押圧コロ２０７１はチューブ３００を押圧しない位置を占めるように構成されている。押圧コロ２０７１は、図９（ａ）に示す閉位置を占めたときに、チューブ３００を完全につぶして内部の流路３００ａが閉塞する長さに設定されている。
すなわち、押圧コロ２０７１は、押圧コロ２０７１が流路３００ａを閉じる閉位置にあるときチューブ３００を押圧し、閉位置から流路３００ａを開く開位置へと回動するに従い流路３００ａに対する押圧を解除するように構成されている。

矯正コロ２０７２は、押圧コロ２０７１によって押し潰されて閉じる方向（押圧方向）Ｄと交差するチューブ伸び方向Ｗに延びたチューブ３００を、チューブ伸び方向Ｗから挟み込んでつぶれたチューブ３００の断面を開く方向Ｅ１、Ｅ２（復元する方向）に押圧して矯正するものである。
矯正コロ２０７２は、チューブ伸び方向Ｗに間隔Ｗ１をあけて配置された当接面２０７２ａ、２０７２ｂを備えている。当接面２０７２ａ、２０７２ｂは、押圧コロ２０７１が閉位置（図９（ａ））を占めている場合には互いの間隔Ｗ１が最大値Ｗ１Ａであり、押圧コロ２０７１が開位置（図９（ｂ））を占めている場合には互いの間隔Ｗ１が最小値Ｗ１Ｂとなるように連続した傾斜面として形成されている。
最大値Ｗ１Ａは、図９（ｃ４）に示すようにチューブ３００がチューブ伸び方向Ｗにのびた最大値と同一か幾分大きな寸法に設定することで、押圧コロ２０７１によるチューブ３００の変形が阻害されることを防止できるので好ましい。最小値Ｗ１Ｂは、押圧コロ２０７１が開位置を占めたときに、図９（ｃ５）に示すように、チューブ３００のチューブ伸び方向Ｗの変形が少なく、チューブ内の流路３００ａが解放可能な大きさである。

すなわち、矯正コロ２０７２は、押圧コロ２０７１が閉位置にあるときには、チューブ３００に対して流路３００ａを開く方向Ｅ１、Ｅ２へ加える力が作用せず、押圧コロ２０７１が閉位置から開位置へ向かって回動するのに伴い、チューブ３００に対して流路３００ａを開く方向Ｅ１、Ｅ２へ力を加えるように構成されている。
また、当接面２０７２ａ、２０７２ｂは、押圧コロ２０７１が閉位置から開位置に向かって回動するのに伴い、チャーブ３００に対して流路３００ａを開く方向Ｅ１、Ｅ２への力が大きくなるようにそれぞれ形成されている。
つまり、押圧コロ２０７１は、軸２０７３の回転中心Оから空気抜き経路２０５に当接する面２０７１ａまでの距離Ｌが回転中心Оから変形前の空気抜き経路２０５の外周面３００ｂまでの距離Ｌ１よりも長く形成されていて、流路３００ａを閉じる閉位置を占めたときに空気抜き経路２０５押圧するように形成されている。
また、矯正コロ２０７２は、回転中心Оからその先端２０７２ｃまでの距離Ｌ２が回転中心Оから変形前の空気抜き経路２０５の外周面３００ｂまでの距離よりも長く形成されていて、交差する方向において互いに対向する当接面２０７２ａ、２０７２ｂを有している。そして当接面２０７２ａ、２０７２ｂの間には空間部２０７４が形成されていて、空間部２０７４の幅（間隔W1B）は、押圧コロ２０７１によって変形された空気抜き経路２０５の幅（Ｗ１Ａ）よりも狭く形成されている。

このように矯正コロ２０７２は、押圧コロ２０７１が閉状態から開状態へと移動されるに従い、その間隔Ｗ１が狭くなるように形成された当接面２０７２ａ、２０７２ｂを備えているので、押圧コロ２０７１の開位置への回動にともない、その間隔Ｗ１が徐々に狭められる。このため、チューブ３００自身の復元に追従するようにチューブ３００に対してアシスト力を付与することができるので、無理なくチューブ３００を流路３００ａが解放される方向（開き方向Ｅ１、Ｅ２）に矯正することができるため、チューブ３００（流路３００ａ／空気抜き経路２０５）の確実な開閉を行える。

図１１、図１２は、図９のチューブ３００（流路３００ａ）が閉じている状態を０°、チューブ３００（流路３００ａ）が開らいている状態を９０°としたときの押圧コロ２０７１と矯正コロ２０７２との位置関係を示すものである。同図において実線は、押圧コロ２０７１の位相とチューブ３００の変形（流路３００ａの開閉状態）を示し、一転鎖線は、矯正コロ２０７２の位相とチューブ３００の変形（流路３００ａの開閉状態）をそれぞれ示す。
流路３００ａ（空気抜き経路２０５）を開けるために、押圧コロ２０７１を閉位置から９０°回転すると、矯正コロ２０７２も連動して移動して貼付が発生したチューブ３００を強制的に矯正することができる。図９の一点鎖線は、第１実施形態による矯正コロ２０７２によるチューブ３００の矯正を示す。第１実施形態では、押圧コロ２０７１が完全に開放される回転角度１５°からチューブ３００の矯正を開始し、回転角度４５°以降は常にチューブ３００を矯正している構成である。

なお、第１実施形態においては、押圧コロ２０７１の回動を規制するストッパ部材３０３で回転角度９０°以上回転しない構造になっている。また、チューブ３００はその材質により内部の流路３００ａを開閉する閾値が異なるが、押圧コロ２０７１で潰す位置はこの閾値よりもチューブ３００を押し潰す方向に設定され、確実に流路３００ａを閉じる構造となっている。
一方、矯正コロ２０７２で矯正する位置は、流路３００ａを開閉する閾値よりもチューブ３００を押し潰さない方向に設定され、チューブ３００の貼り付きが矯正される位置では流路３００ａが必ず開放される構造となっている。

図１１に示す点線は、本発明の第２実施形態による開閉の特性を示すものである。第２実施形態は、矯正コロ２０７２の当接面２０７２ａ、２０７２ｂの形状（傾斜角度）を第１実施形態と異なるように形成したものである。第２実施形態では、回転角度９０°（開状態）において押圧コロ２０７１、矯正コロ２０７２のどちらもチューブ３００に触れていない構造となっている。矯正コロ２０７２で矯正した状態において、流路３００ａは開放されているが、チューブ３００が完全に開放された状態に比べると、矯正コロ２０７２によって流路断面が狭くなっているため、より確実に空気を排出する経路を確保する目的で回転角度７５°から矯正をしない形状としている。

図１２に示す一点鎖線と破線は、本発明の第３実施形態による管路開閉部材となる開閉弁２０７Ａの開閉の特性を示すものである。第３実施形態にかかる開閉弁２０７Ａは、図１３に示すように、押圧コロ２０７１による開閉特性は第１実施形態と同様であるが、第２部材として２つの矯正コロ２０７２Ｃ、２０７２Ｄを備えている点で、第１、第２実施形態と異なっている。矯正コロ２０７２Ｃ、２０７２Ｄは、矯正コロ２０７２同様、互いに間隔をあけて形成した当接面２０７２ａ、２０７２ｂをそれぞれ備えている。第３実施形態にかかる開閉弁２０７Ａは、図１３に示すように、１つのサブタンク４（タンクケース２１）の表裏に２つのインク収容部２２、空気抜き経路２０５を有する構成に対応するもので、一つの押圧コロ２０７１で２本のチューブ３００を押し潰し、２つの矯正コロ２０７２Ｃ、２０７２Ｄが異なる回転角度でそれぞれ１本のチューブ３００を矯正するように構成されている。図１２の一転鎖線は一方の矯正コロ２０７２Ｃ、破線は他方の矯正コロ２０７２Ｄによる特性をそれぞれ示す。
このように、流路３００ａを有するチューブ３００を複数備えた構成の場合、少なくとも第２部材をチューブ３００の数と同数となるように設けることで、各チューブ３００に対して個別に矯正力（復元時のアシスト力）を与えることができ、チューブ３００をそれぞれ個別に矯正して、複数のチューブ３００（流路３００ａ／空気抜き経路２０５）の確実な開閉を行える。

各実施形態においては、画像形成装置として複数のメインタンク（インクカートリッジ）２６を備えたものに、管路開閉部材となる開閉弁２０７、２０７Ａを適用した例を説明したが、図１４に示すように、１つの（一種類）のメインタンク（インクカートリッジ）２６を備えた画像形成装置においても、チューブ３００（空気抜き経路２０５）がある場合には、上記実施形態で説明した開閉弁２０７、２０７Ａを適用することで、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

上記実施形態では、サブタンク４を備えた液体吐出ユニット２０１に対して流体（液体）であるインクを外部から供給する外部補給型のメインタンク（インクカートリッジ）２６に対するインク供給系の空気抜き経路２０５（流路３００ａ／チューブ３００）の開閉に開閉弁２０７、２０７Ａを用いたが、このような形態に限定するものでない。
例えば、図１４に示すように、サブタンク４を備えずメインタンク（インクカートリッジ）２６からインクを直接、液体吐出ヘッド（ヘッド部２０２）に供給する形態に適用してもよい。この場合、電気制御式のバルブ５４に替えて開閉弁２０７、２０７Ａを用いることができる。この場合、の開閉弁２０７、２０７Ａは作業者などの手動操作によって回動させる形態でなく、モータなどの駆動源を用いて開閉弁２０７、２０７Ａの第１部材と第２部材を回動動作するようにすればよい。
すなわち、本発明に係る管路開閉部材は、押圧されることで変形させた管路を復元させる際に、復元方向への力を管路部材に付与することで、管路部材の復元（開放）が可能なものに適宜適用可能である。
また、開閉弁２０７、２０７Ａにおいて、第１部材と第２部材は一体形成したものを例示したが、第１部材の回動動作に連動して第２部材も別な位相で回動動作できれば良い。このため、第１部材と第２部材は一体成型されたものではなく、個別に形成したものを一体化したものであってもよい。

本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。また、「液体吐出ヘッド」とは、液体吐出ヘッドに他の機能部品、機構が一体化したものであり、液体を吐出する機能に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ２０、供給機構、維持回復機構２５、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッド（ヘッド部２０２）と組み合わせたものなどが含まれる。
発明の実施の形態においては、ヘッド部２０２とヘッドタンクとなるサブタンクとを一体化して構成されたものを例示したが、ヘッド部２０２とキャリッジ２０、ヘッド部２０２と主走査移動機構、ヘッド部２０２とキャリッジ２０と主走査移動機構、ヘッド部２０２とキャリッジ２０と維持回復機構２５、ヘッド部２０２と供給機構を組み合わせたものであってもよい。
「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。

ヘッド部２０２として説明した「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。
例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。このような構成の液体吐出ユニットに本発明に係る回路開閉部材（開閉弁２０７，２０７Ａ）を適用するものとできる。

本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

上記実施形態において、液体を吐出する装置として電子写真方式の画像形成装置を例示したが、液体を吐出する装置としては、画像形成装置に限定されるものではない。例えば、「液体を吐出する装置」としては、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置／３Ｄプリンタ）であってもよい。この場合、ヘッド部２０２に対して液状の樹脂材を供給する管路に、本発明に係る管路開閉部材（開閉弁２０７，２０７Ａ）を設けて開閉可能とすればよい。
「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

すなわち、本実施形態に係る端子移動手段４００を備えた情報読取装置３００は、これら「液体を吐出する装置」、「液体吐出ユニット」、「液体吐出ヘッド」の少なくとも１つが、内容物に関する情報が記憶されたあるいは記憶可能な情報記憶部が装着された容器を備え、情報記憶部に記憶された情報を少なくとも端子を接触させて通信して読み書きするものに適用することができる。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

４ サブタンク
１１ ノズル
２６ メインタンク
２９ 液体（インク）
５０ 液体供給経路
２０２ 液体吐出ヘッド
２０５ 排気流路
２０７、２０７Ａ 管路開閉部材、開閉弁
３００ 変形可能な管路部材
３００ａ 流路
３００ｂ 外周面
２０７１ 第１部材（押圧コロ）
２０７２、２０７２Ｃ、２０７２Ｄ 第２部材（矯正コロ）
２０７２ａ、２０７２ｂ 当接面
２０７４ 空間部
Ｄ 閉じる方向
Ｅ１、Ｅ２ 開く方向、異なる方向
О 回転中心
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２ 距離
Ｗ 延びる方向
Ｗ１ 延びる方向の間隔
Ｗ１Ａ、Ｗ１Ｂ 間隔

特許第４７０４１３４号公報

Claims (5)

1. 変形可能な管路部材に対し、前記管路部材に形成される流路を閉じる方向へ力を加える第１部材と、
   前記管路部材に対して前記流路を開く方向へ力を加える第２部材と、を備え、
   前記管路部材に対して前記第２部材から加わる力は、前記管路部材に対する前記第１部材から加わる力と異なる方向から加えられ、
   前記第１部材と前記第２部材は互いに連動して回動可能であり、
   前記第１部材は、前記第１部材が前記流路を閉じる閉位置にあるとき前記管路部材を押圧し、前記閉位置から前記流路を開く開位置へと回動するに従い前記流路に対する押圧を解除し、
   前記第２部材は、前記管路部材が前記第１部材に押圧されて変形して延びる方向に間隔を置いて配置され、前記延びた管路部材に対して前記延びる方向から当接可能な当接面を有し、
   前記第２部材は、前記第１部材が前記閉位置にあるときには、前記管路部材に対して前記流路を開く方向へ加える力が作用せず、前記第１部材が前記閉位置から前記開位置へ向かって回動するのに伴い、前記管路部材に対して前記流路を開く方向へ力を加えることを特徴とする管路開閉部材。
2. 前記当接面は、前記第１部材が前記閉位置から前記開位置に向かって回動するのに伴い、前記管路部材に対して前記流路を開く方向への力が大きくなるようにそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載の管路開閉部材。
3. 変形可能な管路部材に対し、前記管路部材に形成される流路を閉じる方向へ力を加える第１部材と、
   前記管路部材に対して前記流路を開く方向へ力を加える第２部材と、を備え、
   前記第１部材と前記第２部材とは、前記管路部材に対して交差する方向に延びる共通の軸で互いに一体回動可能に支持されていて、
   前記第１部材は、前記軸の回転中心から前記管路部材に当接する面までの距離が前記回転中心から変形前の前記管路部材の外周面までの距離よりも長く形成されていて、前記流路を閉じる閉位置を占めたときに前記管路部材を押圧し、
   前記第２部材は、前記回転中心からその先端までの距離が前記回転中心から変形前の前記管路部材の外周面までの距離よりも長く形成されていて、前記交差する方向において互いに対向する当接面を有し、前記当接面の間には空間部が形成されていて、前記空間部の幅は、前記第１部材によって変形された前記管路部材の幅よりも狭く形成されていることを特徴とする管路開閉部材。
4. ノズルを有し、前記ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
   液体を収容したメインタンクと、
   前記メインタンクから前記液体吐出ヘッドに前記液体を供給し、前記管路部材で構成された液体供給経路と、
   前記液体供給経路を前記管路部材で開閉する開閉弁を有し、
   前記開閉弁が、請求項１乃至３の何れか１項に記載の管路開閉部材で構成された液体を吐出する装置。
5. ノズルを有し、前記ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
   液体を収容したメインタンクと、
   前記メインタンクから液体供給経路を介して前記液体を貯留し、前記液体吐出ヘッドに前記液体を供給するサブタンクと、を備え、
   前記サブタンクは、前記管路部材で構成されていて、前記サブタンク内の空気を前記サブタンク外へ案内する排気流路と、
   前記排気流路を前記管路部材で開閉する開閉弁を有し、
   前記開閉弁が、請求項１乃至３の何れか１項に記載の管路開閉部材で構成された液体を吐出する装置。

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