液体収容容器、画像形成装置、液体収容容器の組み付け方法
【課題】サブタンクの弁座部材の内径ゆがみを低減してリークの発生を低減することができる液体収容容器を提供する。
【解決手段】インク収容する容器本体の内外を連通する連通路に配置された環状の弁座２２３及び弁座２２３を内側から押圧付勢されて封止する弁体２２４を有する弁手段と、弁座２２３の少なくとも外周面を保持する保持部材となるホルダとを備え、弁座２２３は、弾性部材であり、かつ、ホルダで保持される外周部分４０１の少なくとも一部の硬度が、弁体２２４が当接する部分４０２の硬度よりも高く形成されている。
【解決手段】インク収容する容器本体の内外を連通する連通路に配置された環状の弁座２２３及び弁座２２３を内側から押圧付勢されて封止する弁体２２４を有する弁手段と、弁座２２３の少なくとも外周面を保持する保持部材となるホルダとを備え、弁座２２３は、弾性部材であり、かつ、ホルダで保持される外周部分４０１の少なくとも一部の硬度が、弁体２２４が当接する部分４０２の硬度よりも高く形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体収容容器、画像形成装置、液体収容容器の組み付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液滴を吐出する装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。
【０００４】
このような液滴を吐出する装置を備えて画像を形成する画像形成装置においては、キャリッジ上に記録ヘッドに記録液を供給する小容量の液体収容容器であるサブ（ヘッドタンク、バッファタンクと称されるものを含む。）を搭載し、大容量のメインカートリッジ（メインタンク）を装置本体側に設置し、ヘッドタンクに装置本体側のメインカートリッジから記録液（インク）を補充供給するようにした装置、あるいは、記録ヘッドとともに交換可能に記録液収容容器であるインクカートリッジを搭載するようにした装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０４３２８９号公報
【特許文献２】特開２００２−０８６７４８号公報
【特許文献３】特開２００５−１３８４７２号公報
【特許文献４】特開２００７−２１０２３１号公報
【０００６】
ところで、一般的なサブタンクを用いる画像形成装置にあっては、メインタンクからサブタンクへインクを供給する供給チューブや、サブタンク内の圧力変動を抑制するためのダンパーとなる可撓性フィルム状部材が設けられているが、これらは、長期使用によって徐々に空気が透過し、やがてサブタンク内に空気が蓄積することになり、また、メインタンクの脱着によってもわずかながら空気が入り込み、これがインクとともにサブタンクに供給されることでサブタンク内に空気が入り込む。
【０００７】
ここで、例えば特許文献３もしくは４には、ケース（容器本体）に装着され、先端部に大気開放穴を介して容器本体の空気流路と連通する大気開放穴が形成されたホルダと、ホルダ内に設けられ、大気開放穴と空気流路とを連通する弁座と、弁座に当接または離隔するように移動する弁体であるボールと、ボールを弁座に当接するように付勢するコイルスプリングと、ホルダ内に設けられるとともに一端部が大気開放穴から外方に突出し、他端部がボールに対向する押圧ピンとを備えた大気解放機構を有し、押圧ピンを外部の駆動ユニットで作動される大気開放ピンにより押圧することで、大気開放機構を開放状態にするようにしたサブタンクが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記サブタンクの構成において、弁座を組み付ける際に、弁座は半径方向と面方向に圧縮されるため、ホルダ部材と弁座の中心が完全に合っていないと、内周側がゆがんでしまう現象が発生する。弁座の内周側にゆがみが生じると、ボールの当接が不完全になりリークの発生に伴い、タンク内の負圧が維持されず、インク吐出異常となるという課題がある。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、弁座部材の内径ゆがみを低減してリークの発生を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体収容容器は、
液体を収容する容器本体の内外を連通する連通路と、
前記連通路に配置された環状の弁座部材及びこの弁座部材を内側から押圧付勢されて封止する弁体を有する弁手段と、
前記弁座部材の少なくとも外周面を保持する保持部材と、を備え、
前記弁座部材は、弾性部材であり、かつ、前記保持部材で保持される外周部分の少なくとも一部の硬度が、前記弁体が当接する部分の硬度よりも高く形成されている
構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、弁座部材のゆがみが低減し、確実に弁体で封止することができて連通路からのリークが低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の全体構成を説明する側面概略構成図である。
【図２】同機構部の要部平面説明図である。
【図３】本発明に係る液体収容容器（サブタンク）の一例の説明に供するヘッド部分の斜視説明図である。
【図４】同じくサブタンク本体（容器本体）の側面説明図である。
【図５】同じく分解斜視説明図である。
【図６】同容器の大気解放機構の平断面説明図である。
【図７】同じく要部斜視説明図である。
【図８】同じく要部拡大説明図である。
【図９】同じく弁座組み付け時の説明に供する説明図である。
【図１０】同じくホルダの他の例を示す側面説明図である。
【図１１】同じくピン部材を用いる場合の弁座組み付け時の説明に供する説明図である。
【図１２】本発明の他の実施形態における大気開放機構部分の平断面説明図である。
【図１３】同大気開放機構の弁座の一例を説明する断面説明図である。
【図１４】同じく弁座の他の例を説明する断面説明図である。
【図１５】図１３の弁座の成型の説明に供する説明図である。
【図１６】弁座のゆがみの説明に供する断面説明図である。
【図１７】同じく弁座のゆがみの説明に供する断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００１４】
このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を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列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００１５】
記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。
【００１６】
また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット５によって各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクが補充供給される。
【００１７】
一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００１８】
そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００１９】
この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。
【００２０】
さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。
【００２１】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
【００２２】
さらに、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク１００が装置本体に対して交換可能に装着される。
【００２３】
また、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。
【００２４】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００２５】
このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００２６】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００２７】
そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。
【００２８】
次に、この画像形成装置におけるサブタンクに適用する本発明に係る液体収容容器（サブタンク）の一例について図３ないし図５を参照して説明する。なお、図３はヘッド部分の斜視説明図、図４は同じく側面説明図、図５はサブタンク本体（容器本体）の分解斜視説明図である。
【００２９】
ヘッド部分は、１つの記録ヘッド３４と、１つの記録ヘッド３４の２つのノズル列にそれぞれ異なる色のインクを供給するためサブタンク３５と、サブタンク３５と記録ヘッド３４との間に介在させたフィルタユニット１０１とで構成され、記録ヘッド３４からは記録ヘッド３４のアクチュエータ手段を駆動する信号を伝達するためのフレキシブルケーブル１０２（符号に「Ａ」、「Ｂ」を付加して図示する。）が引き出されている。
【００３０】
サブタンク３５は、容器本体（タンク本体）２０２の両側にそれぞれ液体収容部である２つのインク収容部２０１を形成し、これらのインク収容部２０１の開口には可撓性を有するフィルム状部材（可撓性フィルム状部材）２１１を接着又は溶着などで貼り付けて封止し、更にインク収容部２０１内部にはタンク本体２０２とフィルム状部材２１１との間にフィルム状部材２１１を外方に付勢するための弾性部材であるバネ（スプリング）２１２を配設し、これらのフィルム状部材２１１及び弾性部材２１２によって負圧発生機構を構成している。また、容器本体２０２にはフィルム状部材２１１の変位に応じて変位する負圧検知レバー２１３を揺動可能に装着している。
【００３１】
また、タンク本体２０２の上部にはインク収容部２０１を大気に開放するための大気開放通路２０３を形成し、この大気開放通路２０３を開閉する大気開放機構２０４を備えている。
【００３２】
また、タンク本体２０２にはインク収容部２０１にインクを供給するためのインク供給口部２０７を形成し、チューブ３６が連結部材２０８で連結される。また、容器本体２０２の上部にはインク収容部２０１内のインクを検出するための２本の検知電極２１６が設けられている。
【００３３】
ここで、タンク本体２０２の底面には、インク収容部２０１Ａ、２０１Ｂからフィルタユニット１０１に個別的にインクを供給するための供給口２１７をそれぞれインク収容部２０１の端部に形成し、また、供給口２１７を中央部分に配置するためにインク収容部２０１には他方の収容部に膨らんだ膨出部２１８を形成している。
【００３４】
次に、このサブタンク３５における大気開放機構について図６ないし図８をも参照して説明する。なお、図６は同大気解放機構部分の平断面説明図、図７は同じく要部拡大図、図８は同じく要部斜視説明図である。
この大気解放機構２０４は、容器本体２０２の上部に側方に大気連通路２０３に通じ、容器本体２０２の内外を連通する大気開放路２２０を形成した中空のホルダ取付部２２１を一体的に形成している。
【００３５】
そして、このホルダ取付部２２１の外端面には、弁座部材（以下「弁座」という。）２２３をホルダ取付部２２１に装着したホルダ２２２との間で挟み持って保持し、大気開放路２２０内には弁座２２３に押し付ける方向に加圧手段であるコイルスプリング２２５で押圧付勢した弁体としてのボール２２４を収納している。これらの弁座２２３、ボール２２４及びコイルスプリング２２５によって大気開放路２２０を開閉可能な弁手段を構成している。なお、弁座２２３の両面にはシール部材２２６を介在させている。また、図６中では、大気解放機構２０４Ａは大気開放路２２０を開放している状態、大気開放機構２０４Ｂは大気開放路２２０Ｂを閉じている状態を図示している。
【００３６】
ここで、保持部材としてのホルダ２２２は、ホルダ取付部２２１に装着するとともに弁座２２３の外周を保持する装着部２３１及び押圧部材である開放部材２４１を保持し、大気開放路２２０の出口を形成する部分である保持部２３２を有し、装着部２３１の外周部に形成した切り欠き部２２２ａをホルダ取付部２２１に設けた突起２２１ａに嵌め合わせることでホルダ取付部２２１に装着している（図３参照）。また、このホルダ２２２の装着部２３１の外周面には切り欠き部２２２ａを設けることによる強度低下を補うための補強用のリブ２３１ａを形成している。
【００３７】
そして、このホルダ２２２の保持部２３２にはボール２２４をコイルスプリング２２５の付勢力に抗して押圧することで弁手段を開放状態にし、大気開放路２２０を保持部２３２で形成される出口部分を介して大気に開放するための押圧部材である開放部材２４１を進退可能に装着している。
【００３８】
この開放部材２４１は、ホルダ２２２の保持部２３２に挿通されて弁手段を構成するボール２２４を押圧する押圧部２４２と、この開放部材２４１を外部から押圧する部材である大気開放ピン部材２５１で押圧される受け部２４３と、大気開放通路２２０の出口部分となる保持部２３２の開口部（中空部）を覆う覆い部２４４を有している。なお、この開放部材２４１の押圧部２４２は、図８に示すように、側面部２４２ａを切り欠いてホルダ２２３内周面との間に大気開放用の流路を確保している。
【００３９】
次に、開放部材２４１とホルダ２２２とは、ホルダ２２２の保持部２３２の外周面に形成した凸部２３３と、開放部材２４１の覆い部２４４に形成した凹部２４５とを嵌め合わせることで、開放部材である開放部材２３１が弁手段を構成するボール２２５を押圧する方向に移動可能で保持部２３２から外れない状態で装着されている。
【００４０】
この構成では、図７（ａ）に示すように、ホルダ２２２の保持部２３２に開放部材２４１の押圧部２４２を差し込んで矢示方向に押し込むことにより、開放部材２４１の覆い部２４４がホルダ２２２の凸部２３３に乗り上げながら押し込まれて、同図（ｂ）に示すように、ホルダ２２２の凸部２３３が開放部材２４１の凹部２４５に嵌まり込み、開放部材２４１はコイルスプリング２２５の付勢力で押されるがホルダ２２２から外れることが防止されるとともに、凹部２４５の長さ分だけ矢示方向に移動可能となって弁体であるボール２２４を押し込んで開放することができる状態になる。
【００４１】
次に、このサブタンク３５の大気開放機構２０４における弁座２２３の組み付け時のゆがみの発生について図１６及び図１７を参照して説明する。なお、図１６は弁座の中心ズレによる半径方向のつぶれの模式的説明図、図１７は同じく弁座の中心ズレによる厚み方向のつぶれの状態を示す模式的説明図である。
【００４２】
前述したように弁座２２３はホルダ２２２の中に嵌め込まれるが、ホルダ２２２の内径と弁座２２３の外径は、組付性を優先すると、ホルダ２２２の外径の方を僅かに大きくすることが好ましい。この場合、半径方向において弁座２２３のつぶれは、径の差による隙間３０１が発生するため、内径に対して均一なつぶれ方をしない。
【００４３】
つまり、弁座２２３がホルダ２２２に外周の一部で接触している場合、ホルダ２２２をホルダ取付部２２１に装着するとき、ホルダ取付部２２１によって弁座２２３は面方向で潰されるが、ホルダ２２２の内周面に接している面２２３ａは外方向へのつぶれが規制され、内周面側が内方向（矢示Ａ方向）に潰れる。他方、ホルダ２２１の内周面に接していない面２２３ｂは、外方向（矢示Ｂ方向）と内方向（矢示Ｃ方向）につぶれる。これにより、弁座２２３の内周側のゆがみが発生する。
【００４４】
また、図１７に示すように、ボール２２４の位置により、弁座２２３の内径の位置が倣おうとするため、弁座２２３の内周側が斜めになろうともして、内周側ゆがみが発生する。
【００４５】
そこで、この実施形態においては、図８に示すように、押圧部材としての開放部材２４１の押圧部２４２には、弁座２２３の内径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ２を有して弁座２２３内を進退する第１部分２４２ａと、弁座２２３の内径Ｄ１と略同じ外径Ｄ３を有する第２部分２４２ｂとを形成して、更に開放部材２４１の押圧部２４２の第２部分２４２ｂを弁座２２３内に嵌め込み可能な位置まで押し込める状態で配置している。
【００４６】
具体的には、装置の通常動作の場合、開放部材２４１は押圧ピン部材２５１で押されたとき、図６の位置Ｅから位置Ｆまでしか移動せず、ホルダ２２２の端面との間に距離Ｌだけの隙間ができるように設けている。そこで、開放部材２４１を距離Ｌの隙間部分がなくなるようにホルダ２２２に奥まで挿入することで、開放部材２４１の押圧部２４２の第２部分２４２ｂが弁座２２３内に嵌め込まれるようにしている。
【００４７】
したがって、弁座２２３を嵌め込んだホルダ２２２をホルダ取付部２２１に取り付けるとき、図９に示すように、開放部材２４１を距離Ｌの隙間部分がなくなるようにホルダ２２２に奥まで挿入して、開放部材２４１の押圧部２４２の第２部分２４２ｂが弁座２２３内に嵌め込まれた状態にする。
【００４８】
これにより、弁座２２３の内周側が押圧部２４２の第２部分２４２ｂに嵌め込まれて規制されるため、ホルダ取付部２２１によって潰されるときに、弁座２２３のつぶれは均等になろうとして、内周側のゆがみが低減する。
【００４９】
そして、ホルダ２２２をホルダ取付部２２１に取り付けた後は、開放部材２４１の押圧部２４２の第２部分２４２ｂを弁座２２３から抜き出す。これによって、前述したように通常の動作時には開放部材２４１の押圧部２４２の第１部分２４２ａだけで弁座２２３内を貫通してボール２２４を押圧するので、押圧部２４２と弁座２２３とが干渉して動作不良を生じることはない。
【００５０】
なお、開放部材２４１の押圧部２４２の第２部分２４２ｂの外径Ｄ３は弁座２２３の内径Ｄ１に対して±０．１ｍｍ以内とすることで、スムーズに弁座２２３から押圧部２４２の第２部分２４２ｂを抜くことができる。また、図６及び図８に示すように、上記構成に大気開放機構２０４においては、開放部材２４１の外周側端面とホルダ２２２の端面との距離Ｍは距離Ｌ以上であることが必要である。
【００５１】
このように、押圧部材には、弁座部材の内径よりも小さい外径を有して弁座部材内を進退する第１部分と、弁座部材の内径と略同じ外径を有する第２部分とが形成され、押圧部材は第２部分を弁座部材内に嵌め込み可能に設けられている構成としたので、弁座を半径方向と面方向に圧縮して装着するときに、押圧部材の第２部分を弁座部材内に嵌め込んだ状態で弁座部材を装着することができ、弁座部材のつぶれが一様になって、弁座部材のゆがみが低減し、確実に弁体で封止することができて連通路からのリークが低減する。
【００５２】
また、この実施形態においては、弁座２２３の側面を押さえるホルダ２２２の弁座２２３が接する面（押圧面）２２２ａをブラスト加工を施してブラスト面（粗面）とすることにより、弁座２２３とホルダ２２２の接触面積が減り、弁座２２３の移動自由度が向上し、弁座２２３がより均一につぶれるようになる。なお、この部分は、大気とのシール性に関係ない箇所であり、接触抵抗を低減する方法があればブラスト面以外の凹凸面でもよい。
【００５３】
また、図１０に示すように、弁座２２３の外周面を保持する部材であるホルダ２２２の内面に突起部（リブ）２２２ｂを少なくとも４箇所設け、さらにリブ２２２ｂが互いに直径方向に対し対面しており、リブ２２２ｂの高さを０．１ｍｍ以下とすることで、弁座２２３とホルダ２２２の位置ズレを低減しつつ、弁座２２３の外径とホルダ２２２の内径の寸法嵌合性調整が行いやすくなると共に、リブ２２２ｂが対面しているため、中心出しがしやすい。また、リブ２２２ｂの高さが０．１ｍｍ以下であれば、リブ２２２ｂによる弁座２２３の外周側のつぶし変化が内周側まで影響せず、内周側ゆがみも抑制できる。
【００５４】
また、この実施形態では、押圧部材である開閉部材２４１の押圧部２４２を進退可能に保持する保持部材となるホルダ２２２の内径Ｄ４を弁座２２３の内径Ｄ１よりも大きく形成している。したがって、ホルダ２２２に弁座２２３を嵌め込んだ状態では弁座２２３の内周面がホルダ２２２の内周面よりも内側に配置されることになる。
【００５５】
そこで、図１１に示すように、開閉部材２４１に代えて、弁座２２２の内径Ｄ１と同じ外径Ｄ１を有するピン部材２６１を用いて、弁座２２３を嵌め込んだホルダ２２２をホルダ取付部２２１に取り付けるとき、ピン部材２６１を弁座２２３内に嵌め込まれた状態にする。
【００５６】
これにより、弁座２２３の内周側がピン部材２６１に嵌め込まれて規制されるため、ホルダ取付部２２１によって潰されるときに、弁座２２３のつぶれは均等になろうとして、内周側のゆがみが低減する。そして、組み立てた後、ピン部材２６１を引き抜いて、開放部材２４１を挿入する。
【００５７】
このように、別のピン部材を用いることで、前述した距離Ｌ、Ｍのよる制限がなくなり、弁機構の小型化を図れる。なお、このようにピン部材を用いる場合には、開放部材２４１としては押圧部２４２に第１部分２４２ａと第２部分２４２ｂを有するものを用いる必要はなく、次に述べる他の実施形態と同様に押圧部２４２の外径が一定のものを用いることができる。
【００５８】
このように、押圧部材の外周面を進退可能に保持する保持部材を備え、保持部材の押圧部材を保持している内径が弁座部材の内径よりも大きい構成としたので、弁座を半径方向と面方向に圧縮して装着するときに、押圧部材に代えて、弁座部材の内径と略同じ外径を有するピン部材を挿入した状態で装着することができ、弁座部材のゆがみが低減し、確実に弁体で封止することができて連通路からのリークが低減する。
【００５９】
次に、本発明の他の実施形態における大気開放機構について図１２ないし図１４を参照して説明する。なお、図１２は同大気開放機構部分の平断面説明図、図１３は同大気開放機構の弁座の一例を説明する断面説明図、図１４は同じく弁座の他の例を説明する断面説明図である。
この大気開放機構２０４は、開放部材２４１として押圧部２４２の外径が一定のものを用いている。また、弁座２２３の内径はホルダ２２２の内径よりも大きいものを用いている。
【００６０】
そして、弁座２２３は、図１３又は図１４に示すように、異なる硬度の材質で構成し、封止部材となるボール２２４と接触する部分の硬度はそのままで、外周側の少なくとも一部の硬度を高くしている。
【００６１】
つまり、図１３に示す弁座２２３は、外周側に相対的に硬度の高い高硬度部分４０１が、弁体２２４が当接する内周側に相対的に硬度が低い低硬度部分４０２が形成されている。
【００６２】
また、図１４に示す弁座２２３は、中心軸方向で弁体２２４が当接する側と反対側に相対的に硬度の高い高硬度部分４０１が、弁体２２４が当接する側に相対的に硬度が低い低硬度部分４０２が形成され、高硬度部分４０１の厚みが低硬度部分４０２の厚みより厚く形成されている。
【００６３】
このように構成された弁座２２３をホルダ２２２に挿入して、ホルダ取付部２２１で圧接して固定する場合、外周側に硬度の高い高硬度部分４０１があると、ホルダ２２２との反発力で、弁座２２３自体がホルダ２２２の中心に落ち着こうとする。また、封止部材となるボール２２４との接触部の硬度はそのまま（低硬度部分４０２）であるため、全体が硬度の低いものとの接触状態の差は少ない。
【００６４】
なお、弁座２２３としては、ノズルからのインクの蒸発、固着や大気からノズルへの空気の流入を阻止する水蒸気透過率の低い材質が好ましく、ゴムではブチルゴム、プラスチックではポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂が好ましい。ただし、要求性能もしくは、他の空気の侵入防止回復手段などがある場合は、ゴムとして、フッ素ゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム、フロロシリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム等の選択もできる。
【００６５】
このように、弁座部材は、保持部材で保持される外周部分の少なくとも一部の硬度が、弁体が当接する部分の硬度よりも高く形成されている構成としたので、弁座部材を保持部材に嵌め込むときに弁座部材の外周が保持部材に倣い、弁座部材のゆがみが低減し、確実に弁体で封止することができて連通路からのリークが低減する。
【００６６】
これらの構成のように異なる硬度で形成された弁座２２３の成型方法について説明すると、一般に、弁座の成型方法として、コンプレッション成型（圧縮成型）方式とインジェクション成型（射出成型）方式がある。
【００６７】
コンプレッション成型方式は、上下型に分割された金型に、金型のキャビテイ（空隙間）に配合した材料を入れ、上下金型を合せて熱板間にはさみ、加圧しながら加硫して成形する方法である。
インジェクション成型方式、上下に分割した金型を合わせた状態で、成型品の空間に配合した材料を射出する方法である。
【００６８】
図１３に示す径方向に硬度が異なる弁座２２３を成型するには、インジェクション成型方式が有利である。弁座穴の中心に対して、ほぼ対象となるように射出口を複数設けて注入する。例として図１５に射出口と弁座との関係を示している。この例では、射出口４１１から高硬度材料４０１ａを、射出口４１２から低硬度材料４０２ａを射出して成型する。成型時は凸を有するシート状になっているが、図示のＣ1部及びＣ２部で型抜きを行うことで環状の最終形状が得られる。
【００６９】
また、図１４に示す中心軸方向で硬度が異なる弁座２２３は、コンプレッション成型方式が有利である。弁座穴の中心に対して、ほぼ対象となるが、穴方向に対して、材質の硬度が異なるようにしている。硬度の違う材質の厚さが均等である場合が一番成型しやすいが、キャビテイ（空隙間）に配合した材料の入れ方や上下金型の分割でそれぞれの厚さを変えることも可能である。コンプレッション成型方式の場合も成型時はインジェクション成型方式と同じように凸を有するシート状になっているが、型抜きを行うことで環状の最終形状が得られる。
【００７０】
なお、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ単機能構成のものに限らず、プリンタ／ファクシミリ／複写などの複合機能を有する画像形成装置であっても良く、したがってまた、液体収容容器もこれらの画像形成装置に適用するものであっても良い。
【符号の説明】
【００７１】
１…装置本体
２…給紙トレイ
３…排紙トレイ
３３…キャリッジ
３４…記録ヘッド
３５…サブタンク
５１…搬送ベルト
２０１…インク収容部
２０２…容器本体
２０３…大気開放通路
２０４…大気解放機構
２２０…大気開放路
２２１…ホルダ取付部
２２２…ホルダ
２２３…弁座（弁座部材）
２２４…ボール（弁体）
２４１…開放部材
２４２…押圧部
２４２ａ…第１部分
２４２ｂ…第２部分
４０１…高硬度部分
４０２…低硬度部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体収容容器、画像形成装置、液体収容容器の組み付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液滴を吐出する装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。
【０００４】
このような液滴を吐出する装置を備えて画像を形成する画像形成装置においては、キャリッジ上に記録ヘッドに記録液を供給する小容量の液体収容容器であるサブ（ヘッドタンク、バッファタンクと称されるものを含む。）を搭載し、大容量のメインカートリッジ（メインタンク）を装置本体側に設置し、ヘッドタンクに装置本体側のメインカートリッジから記録液（インク）を補充供給するようにした装置、あるいは、記録ヘッドとともに交換可能に記録液収容容器であるインクカートリッジを搭載するようにした装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０４３２８９号公報
【特許文献２】特開２００２−０８６７４８号公報
【特許文献３】特開２００５−１３８４７２号公報
【特許文献４】特開２００７−２１０２３１号公報
【０００６】
ところで、一般的なサブタンクを用いる画像形成装置にあっては、メインタンクからサブタンクへインクを供給する供給チューブや、サブタンク内の圧力変動を抑制するためのダンパーとなる可撓性フィルム状部材が設けられているが、これらは、長期使用によって徐々に空気が透過し、やがてサブタンク内に空気が蓄積することになり、また、メインタンクの脱着によってもわずかながら空気が入り込み、これがインクとともにサブタンクに供給されることでサブタンク内に空気が入り込む。
【０００７】
ここで、例えば特許文献３もしくは４には、ケース（容器本体）に装着され、先端部に大気開放穴を介して容器本体の空気流路と連通する大気開放穴が形成されたホルダと、ホルダ内に設けられ、大気開放穴と空気流路とを連通する弁座と、弁座に当接または離隔するように移動する弁体であるボールと、ボールを弁座に当接するように付勢するコイルスプリングと、ホルダ内に設けられるとともに一端部が大気開放穴から外方に突出し、他端部がボールに対向する押圧ピンとを備えた大気解放機構を有し、押圧ピンを外部の駆動ユニットで作動される大気開放ピンにより押圧することで、大気開放機構を開放状態にするようにしたサブタンクが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記サブタンクの構成において、弁座を組み付ける際に、弁座は半径方向と面方向に圧縮されるため、ホルダ部材と弁座の中心が完全に合っていないと、内周側がゆがんでしまう現象が発生する。弁座の内周側にゆがみが生じると、ボールの当接が不完全になりリークの発生に伴い、タンク内の負圧が維持されず、インク吐出異常となるという課題がある。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、弁座部材の内径ゆがみを低減してリークの発生を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体収容容器は、
液体を収容する容器本体の内外を連通する連通路と、
前記連通路に配置された環状の弁座部材及びこの弁座部材を内側から押圧付勢されて封止する弁体を有する弁手段と、
前記弁座部材の少なくとも外周面を保持する保持部材と、を備え、
前記弁座部材は、弾性部材であり、かつ、前記保持部材で保持される外周部分の少なくとも一部の硬度が、前記弁体が当接する部分の硬度よりも高く形成されている
構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、弁座部材のゆがみが低減し、確実に弁体で封止することができて連通路からのリークが低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の全体構成を説明する側面概略構成図である。
【図２】同機構部の要部平面説明図である。
【図３】本発明に係る液体収容容器（サブタンク）の一例の説明に供するヘッド部分の斜視説明図である。
【図４】同じくサブタンク本体（容器本体）の側面説明図である。
【図５】同じく分解斜視説明図である。
【図６】同容器の大気解放機構の平断面説明図である。
【図７】同じく要部斜視説明図である。
【図８】同じく要部拡大説明図である。
【図９】同じく弁座組み付け時の説明に供する説明図である。
【図１０】同じくホルダの他の例を示す側面説明図である。
【図１１】同じくピン部材を用いる場合の弁座組み付け時の説明に供する説明図である。
【図１２】本発明の他の実施形態における大気開放機構部分の平断面説明図である。
【図１３】同大気開放機構の弁座の一例を説明する断面説明図である。
【図１４】同じく弁座の他の例を説明する断面説明図である。
【図１５】図１３の弁座の成型の説明に供する説明図である。
【図１６】弁座のゆがみの説明に供する断面説明図である。
【図１７】同じく弁座のゆがみの説明に供する断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００１４】
このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を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列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００１５】
記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。
【００１６】
また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット５によって各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクが補充供給される。
【００１７】
一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００１８】
そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００１９】
この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。
【００２０】
さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。
【００２１】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
【００２２】
さらに、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク１００が装置本体に対して交換可能に装着される。
【００２３】
また、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。
【００２４】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００２５】
このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００２６】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００２７】
そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。
【００２８】
次に、この画像形成装置におけるサブタンクに適用する本発明に係る液体収容容器（サブタンク）の一例について図３ないし図５を参照して説明する。なお、図３はヘッド部分の斜視説明図、図４は同じく側面説明図、図５はサブタンク本体（容器本体）の分解斜視説明図である。
【００２９】
ヘッド部分は、１つの記録ヘッド３４と、１つの記録ヘッド３４の２つのノズル列にそれぞれ異なる色のインクを供給するためサブタンク３５と、サブタンク３５と記録ヘッド３４との間に介在させたフィルタユニット１０１とで構成され、記録ヘッド３４からは記録ヘッド３４のアクチュエータ手段を駆動する信号を伝達するためのフレキシブルケーブル１０２（符号に「Ａ」、「Ｂ」を付加して図示する。）が引き出されている。
【００３０】
サブタンク３５は、容器本体（タンク本体）２０２の両側にそれぞれ液体収容部である２つのインク収容部２０１を形成し、これらのインク収容部２０１の開口には可撓性を有するフィルム状部材（可撓性フィルム状部材）２１１を接着又は溶着などで貼り付けて封止し、更にインク収容部２０１内部にはタンク本体２０２とフィルム状部材２１１との間にフィルム状部材２１１を外方に付勢するための弾性部材であるバネ（スプリング）２１２を配設し、これらのフィルム状部材２１１及び弾性部材２１２によって負圧発生機構を構成している。また、容器本体２０２にはフィルム状部材２１１の変位に応じて変位する負圧検知レバー２１３を揺動可能に装着している。
【００３１】
また、タンク本体２０２の上部にはインク収容部２０１を大気に開放するための大気開放通路２０３を形成し、この大気開放通路２０３を開閉する大気開放機構２０４を備えている。
【００３２】
また、タンク本体２０２にはインク収容部２０１にインクを供給するためのインク供給口部２０７を形成し、チューブ３６が連結部材２０８で連結される。また、容器本体２０２の上部にはインク収容部２０１内のインクを検出するための２本の検知電極２１６が設けられている。
【００３３】
ここで、タンク本体２０２の底面には、インク収容部２０１Ａ、２０１Ｂからフィルタユニット１０１に個別的にインクを供給するための供給口２１７をそれぞれインク収容部２０１の端部に形成し、また、供給口２１７を中央部分に配置するためにインク収容部２０１には他方の収容部に膨らんだ膨出部２１８を形成している。
【００３４】
次に、このサブタンク３５における大気開放機構について図６ないし図８をも参照して説明する。なお、図６は同大気解放機構部分の平断面説明図、図７は同じく要部拡大図、図８は同じく要部斜視説明図である。
この大気解放機構２０４は、容器本体２０２の上部に側方に大気連通路２０３に通じ、容器本体２０２の内外を連通する大気開放路２２０を形成した中空のホルダ取付部２２１を一体的に形成している。
【００３５】
そして、このホルダ取付部２２１の外端面には、弁座部材（以下「弁座」という。）２２３をホルダ取付部２２１に装着したホルダ２２２との間で挟み持って保持し、大気開放路２２０内には弁座２２３に押し付ける方向に加圧手段であるコイルスプリング２２５で押圧付勢した弁体としてのボール２２４を収納している。これらの弁座２２３、ボール２２４及びコイルスプリング２２５によって大気開放路２２０を開閉可能な弁手段を構成している。なお、弁座２２３の両面にはシール部材２２６を介在させている。また、図６中では、大気解放機構２０４Ａは大気開放路２２０を開放している状態、大気開放機構２０４Ｂは大気開放路２２０Ｂを閉じている状態を図示している。
【００３６】
ここで、保持部材としてのホルダ２２２は、ホルダ取付部２２１に装着するとともに弁座２２３の外周を保持する装着部２３１及び押圧部材である開放部材２４１を保持し、大気開放路２２０の出口を形成する部分である保持部２３２を有し、装着部２３１の外周部に形成した切り欠き部２２２ａをホルダ取付部２２１に設けた突起２２１ａに嵌め合わせることでホルダ取付部２２１に装着している（図３参照）。また、このホルダ２２２の装着部２３１の外周面には切り欠き部２２２ａを設けることによる強度低下を補うための補強用のリブ２３１ａを形成している。
【００３７】
そして、このホルダ２２２の保持部２３２にはボール２２４をコイルスプリング２２５の付勢力に抗して押圧することで弁手段を開放状態にし、大気開放路２２０を保持部２３２で形成される出口部分を介して大気に開放するための押圧部材である開放部材２４１を進退可能に装着している。
【００３８】
この開放部材２４１は、ホルダ２２２の保持部２３２に挿通されて弁手段を構成するボール２２４を押圧する押圧部２４２と、この開放部材２４１を外部から押圧する部材である大気開放ピン部材２５１で押圧される受け部２４３と、大気開放通路２２０の出口部分となる保持部２３２の開口部（中空部）を覆う覆い部２４４を有している。なお、この開放部材２４１の押圧部２４２は、図８に示すように、側面部２４２ａを切り欠いてホルダ２２３内周面との間に大気開放用の流路を確保している。
【００３９】
次に、開放部材２４１とホルダ２２２とは、ホルダ２２２の保持部２３２の外周面に形成した凸部２３３と、開放部材２４１の覆い部２４４に形成した凹部２４５とを嵌め合わせることで、開放部材である開放部材２３１が弁手段を構成するボール２２５を押圧する方向に移動可能で保持部２３２から外れない状態で装着されている。
【００４０】
この構成では、図７（ａ）に示すように、ホルダ２２２の保持部２３２に開放部材２４１の押圧部２４２を差し込んで矢示方向に押し込むことにより、開放部材２４１の覆い部２４４がホルダ２２２の凸部２３３に乗り上げながら押し込まれて、同図（ｂ）に示すように、ホルダ２２２の凸部２３３が開放部材２４１の凹部２４５に嵌まり込み、開放部材２４１はコイルスプリング２２５の付勢力で押されるがホルダ２２２から外れることが防止されるとともに、凹部２４５の長さ分だけ矢示方向に移動可能となって弁体であるボール２２４を押し込んで開放することができる状態になる。
【００４１】
次に、このサブタンク３５の大気開放機構２０４における弁座２２３の組み付け時のゆがみの発生について図１６及び図１７を参照して説明する。なお、図１６は弁座の中心ズレによる半径方向のつぶれの模式的説明図、図１７は同じく弁座の中心ズレによる厚み方向のつぶれの状態を示す模式的説明図である。
【００４２】
前述したように弁座２２３はホルダ２２２の中に嵌め込まれるが、ホルダ２２２の内径と弁座２２３の外径は、組付性を優先すると、ホルダ２２２の外径の方を僅かに大きくすることが好ましい。この場合、半径方向において弁座２２３のつぶれは、径の差による隙間３０１が発生するため、内径に対して均一なつぶれ方をしない。
【００４３】
つまり、弁座２２３がホルダ２２２に外周の一部で接触している場合、ホルダ２２２をホルダ取付部２２１に装着するとき、ホルダ取付部２２１によって弁座２２３は面方向で潰されるが、ホルダ２２２の内周面に接している面２２３ａは外方向へのつぶれが規制され、内周面側が内方向（矢示Ａ方向）に潰れる。他方、ホルダ２２１の内周面に接していない面２２３ｂは、外方向（矢示Ｂ方向）と内方向（矢示Ｃ方向）につぶれる。これにより、弁座２２３の内周側のゆがみが発生する。
【００４４】
また、図１７に示すように、ボール２２４の位置により、弁座２２３の内径の位置が倣おうとするため、弁座２２３の内周側が斜めになろうともして、内周側ゆがみが発生する。
【００４５】
そこで、この実施形態においては、図８に示すように、押圧部材としての開放部材２４１の押圧部２４２には、弁座２２３の内径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ２を有して弁座２２３内を進退する第１部分２４２ａと、弁座２２３の内径Ｄ１と略同じ外径Ｄ３を有する第２部分２４２ｂとを形成して、更に開放部材２４１の押圧部２４２の第２部分２４２ｂを弁座２２３内に嵌め込み可能な位置まで押し込める状態で配置している。
【００４６】
具体的には、装置の通常動作の場合、開放部材２４１は押圧ピン部材２５１で押されたとき、図６の位置Ｅから位置Ｆまでしか移動せず、ホルダ２２２の端面との間に距離Ｌだけの隙間ができるように設けている。そこで、開放部材２４１を距離Ｌの隙間部分がなくなるようにホルダ２２２に奥まで挿入することで、開放部材２４１の押圧部２４２の第２部分２４２ｂが弁座２２３内に嵌め込まれるようにしている。
【００４７】
したがって、弁座２２３を嵌め込んだホルダ２２２をホルダ取付部２２１に取り付けるとき、図９に示すように、開放部材２４１を距離Ｌの隙間部分がなくなるようにホルダ２２２に奥まで挿入して、開放部材２４１の押圧部２４２の第２部分２４２ｂが弁座２２３内に嵌め込まれた状態にする。
【００４８】
これにより、弁座２２３の内周側が押圧部２４２の第２部分２４２ｂに嵌め込まれて規制されるため、ホルダ取付部２２１によって潰されるときに、弁座２２３のつぶれは均等になろうとして、内周側のゆがみが低減する。
【００４９】
そして、ホルダ２２２をホルダ取付部２２１に取り付けた後は、開放部材２４１の押圧部２４２の第２部分２４２ｂを弁座２２３から抜き出す。これによって、前述したように通常の動作時には開放部材２４１の押圧部２４２の第１部分２４２ａだけで弁座２２３内を貫通してボール２２４を押圧するので、押圧部２４２と弁座２２３とが干渉して動作不良を生じることはない。
【００５０】
なお、開放部材２４１の押圧部２４２の第２部分２４２ｂの外径Ｄ３は弁座２２３の内径Ｄ１に対して±０．１ｍｍ以内とすることで、スムーズに弁座２２３から押圧部２４２の第２部分２４２ｂを抜くことができる。また、図６及び図８に示すように、上記構成に大気開放機構２０４においては、開放部材２４１の外周側端面とホルダ２２２の端面との距離Ｍは距離Ｌ以上であることが必要である。
【００５１】
このように、押圧部材には、弁座部材の内径よりも小さい外径を有して弁座部材内を進退する第１部分と、弁座部材の内径と略同じ外径を有する第２部分とが形成され、押圧部材は第２部分を弁座部材内に嵌め込み可能に設けられている構成としたので、弁座を半径方向と面方向に圧縮して装着するときに、押圧部材の第２部分を弁座部材内に嵌め込んだ状態で弁座部材を装着することができ、弁座部材のつぶれが一様になって、弁座部材のゆがみが低減し、確実に弁体で封止することができて連通路からのリークが低減する。
【００５２】
また、この実施形態においては、弁座２２３の側面を押さえるホルダ２２２の弁座２２３が接する面（押圧面）２２２ａをブラスト加工を施してブラスト面（粗面）とすることにより、弁座２２３とホルダ２２２の接触面積が減り、弁座２２３の移動自由度が向上し、弁座２２３がより均一につぶれるようになる。なお、この部分は、大気とのシール性に関係ない箇所であり、接触抵抗を低減する方法があればブラスト面以外の凹凸面でもよい。
【００５３】
また、図１０に示すように、弁座２２３の外周面を保持する部材であるホルダ２２２の内面に突起部（リブ）２２２ｂを少なくとも４箇所設け、さらにリブ２２２ｂが互いに直径方向に対し対面しており、リブ２２２ｂの高さを０．１ｍｍ以下とすることで、弁座２２３とホルダ２２２の位置ズレを低減しつつ、弁座２２３の外径とホルダ２２２の内径の寸法嵌合性調整が行いやすくなると共に、リブ２２２ｂが対面しているため、中心出しがしやすい。また、リブ２２２ｂの高さが０．１ｍｍ以下であれば、リブ２２２ｂによる弁座２２３の外周側のつぶし変化が内周側まで影響せず、内周側ゆがみも抑制できる。
【００５４】
また、この実施形態では、押圧部材である開閉部材２４１の押圧部２４２を進退可能に保持する保持部材となるホルダ２２２の内径Ｄ４を弁座２２３の内径Ｄ１よりも大きく形成している。したがって、ホルダ２２２に弁座２２３を嵌め込んだ状態では弁座２２３の内周面がホルダ２２２の内周面よりも内側に配置されることになる。
【００５５】
そこで、図１１に示すように、開閉部材２４１に代えて、弁座２２２の内径Ｄ１と同じ外径Ｄ１を有するピン部材２６１を用いて、弁座２２３を嵌め込んだホルダ２２２をホルダ取付部２２１に取り付けるとき、ピン部材２６１を弁座２２３内に嵌め込まれた状態にする。
【００５６】
これにより、弁座２２３の内周側がピン部材２６１に嵌め込まれて規制されるため、ホルダ取付部２２１によって潰されるときに、弁座２２３のつぶれは均等になろうとして、内周側のゆがみが低減する。そして、組み立てた後、ピン部材２６１を引き抜いて、開放部材２４１を挿入する。
【００５７】
このように、別のピン部材を用いることで、前述した距離Ｌ、Ｍのよる制限がなくなり、弁機構の小型化を図れる。なお、このようにピン部材を用いる場合には、開放部材２４１としては押圧部２４２に第１部分２４２ａと第２部分２４２ｂを有するものを用いる必要はなく、次に述べる他の実施形態と同様に押圧部２４２の外径が一定のものを用いることができる。
【００５８】
このように、押圧部材の外周面を進退可能に保持する保持部材を備え、保持部材の押圧部材を保持している内径が弁座部材の内径よりも大きい構成としたので、弁座を半径方向と面方向に圧縮して装着するときに、押圧部材に代えて、弁座部材の内径と略同じ外径を有するピン部材を挿入した状態で装着することができ、弁座部材のゆがみが低減し、確実に弁体で封止することができて連通路からのリークが低減する。
【００５９】
次に、本発明の他の実施形態における大気開放機構について図１２ないし図１４を参照して説明する。なお、図１２は同大気開放機構部分の平断面説明図、図１３は同大気開放機構の弁座の一例を説明する断面説明図、図１４は同じく弁座の他の例を説明する断面説明図である。
この大気開放機構２０４は、開放部材２４１として押圧部２４２の外径が一定のものを用いている。また、弁座２２３の内径はホルダ２２２の内径よりも大きいものを用いている。
【００６０】
そして、弁座２２３は、図１３又は図１４に示すように、異なる硬度の材質で構成し、封止部材となるボール２２４と接触する部分の硬度はそのままで、外周側の少なくとも一部の硬度を高くしている。
【００６１】
つまり、図１３に示す弁座２２３は、外周側に相対的に硬度の高い高硬度部分４０１が、弁体２２４が当接する内周側に相対的に硬度が低い低硬度部分４０２が形成されている。
【００６２】
また、図１４に示す弁座２２３は、中心軸方向で弁体２２４が当接する側と反対側に相対的に硬度の高い高硬度部分４０１が、弁体２２４が当接する側に相対的に硬度が低い低硬度部分４０２が形成され、高硬度部分４０１の厚みが低硬度部分４０２の厚みより厚く形成されている。
【００６３】
このように構成された弁座２２３をホルダ２２２に挿入して、ホルダ取付部２２１で圧接して固定する場合、外周側に硬度の高い高硬度部分４０１があると、ホルダ２２２との反発力で、弁座２２３自体がホルダ２２２の中心に落ち着こうとする。また、封止部材となるボール２２４との接触部の硬度はそのまま（低硬度部分４０２）であるため、全体が硬度の低いものとの接触状態の差は少ない。
【００６４】
なお、弁座２２３としては、ノズルからのインクの蒸発、固着や大気からノズルへの空気の流入を阻止する水蒸気透過率の低い材質が好ましく、ゴムではブチルゴム、プラスチックではポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂が好ましい。ただし、要求性能もしくは、他の空気の侵入防止回復手段などがある場合は、ゴムとして、フッ素ゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム、フロロシリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム等の選択もできる。
【００６５】
このように、弁座部材は、保持部材で保持される外周部分の少なくとも一部の硬度が、弁体が当接する部分の硬度よりも高く形成されている構成としたので、弁座部材を保持部材に嵌め込むときに弁座部材の外周が保持部材に倣い、弁座部材のゆがみが低減し、確実に弁体で封止することができて連通路からのリークが低減する。
【００６６】
これらの構成のように異なる硬度で形成された弁座２２３の成型方法について説明すると、一般に、弁座の成型方法として、コンプレッション成型（圧縮成型）方式とインジェクション成型（射出成型）方式がある。
【００６７】
コンプレッション成型方式は、上下型に分割された金型に、金型のキャビテイ（空隙間）に配合した材料を入れ、上下金型を合せて熱板間にはさみ、加圧しながら加硫して成形する方法である。
インジェクション成型方式、上下に分割した金型を合わせた状態で、成型品の空間に配合した材料を射出する方法である。
【００６８】
図１３に示す径方向に硬度が異なる弁座２２３を成型するには、インジェクション成型方式が有利である。弁座穴の中心に対して、ほぼ対象となるように射出口を複数設けて注入する。例として図１５に射出口と弁座との関係を示している。この例では、射出口４１１から高硬度材料４０１ａを、射出口４１２から低硬度材料４０２ａを射出して成型する。成型時は凸を有するシート状になっているが、図示のＣ1部及びＣ２部で型抜きを行うことで環状の最終形状が得られる。
【００６９】
また、図１４に示す中心軸方向で硬度が異なる弁座２２３は、コンプレッション成型方式が有利である。弁座穴の中心に対して、ほぼ対象となるが、穴方向に対して、材質の硬度が異なるようにしている。硬度の違う材質の厚さが均等である場合が一番成型しやすいが、キャビテイ（空隙間）に配合した材料の入れ方や上下金型の分割でそれぞれの厚さを変えることも可能である。コンプレッション成型方式の場合も成型時はインジェクション成型方式と同じように凸を有するシート状になっているが、型抜きを行うことで環状の最終形状が得られる。
【００７０】
なお、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ単機能構成のものに限らず、プリンタ／ファクシミリ／複写などの複合機能を有する画像形成装置であっても良く、したがってまた、液体収容容器もこれらの画像形成装置に適用するものであっても良い。
【符号の説明】
【００７１】
１…装置本体
２…給紙トレイ
３…排紙トレイ
３３…キャリッジ
３４…記録ヘッド
３５…サブタンク
５１…搬送ベルト
２０１…インク収容部
２０２…容器本体
２０３…大気開放通路
２０４…大気解放機構
２２０…大気開放路
２２１…ホルダ取付部
２２２…ホルダ
２２３…弁座（弁座部材）
２２４…ボール（弁体）
２４１…開放部材
２４２…押圧部
２４２ａ…第１部分
２４２ｂ…第２部分
４０１…高硬度部分
４０２…低硬度部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する容器本体の内外を連通する連通路と、
前記連通路に配置された環状の弁座部材及びこの弁座部材を内側から押圧付勢されて封止する弁体を有する弁手段と、
前記弁座部材の少なくとも外周面を保持する保持部材と、を備え、
前記弁座部材は、弾性部材であり、かつ、前記保持部材で保持される外周部分の少なくとも一部の硬度が、前記弁体が当接する部分の硬度よりも高く形成されている
ことを特徴とする液体収容容器。
【請求項２】
前記弁座部材は、外周側に相対的に硬度の高い高硬度部分が、前記弁体が当接する内周側に相対的に硬度が低い低硬度部分が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項３】
前記弁座部材は、中心軸方向で前記弁体が当接する側と反対側に相対的に硬度の高い高硬度部分が、前記弁体が当接する側に相対的に硬度が低い低硬度部分が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項４】
前記弁座部材は、高硬度部分の厚みが低硬度部分の厚みより厚いことを特徴とする請求項３に記載の液体収容容器。
【請求項５】
前記弁座部材を保持し、前記押圧部材の外周面を進退可能に保持する保持部材を備え、前記弁座部材の外周が接触する前記保持部材の内壁に、挿入前の前記弁座部材内径と略同じ内径のリブを複数設け、さらに外リブが互いに直径方向に対し対面していることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の液体収容容器において、液滴を吐出する液体吐出ヘッドに供給する液体を収容することを特徴とする液体収容容器。
【請求項７】
請求項６に記載の液体収容容器を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
液体を収容する容器本体の内外を連通する連通路と、
前記連通路に配置された環状の弁座部材及びこの弁座部材を内側から押圧付勢されて封止する弁体を有する弁手段と、
前記弁手段の前記弁座部材内を貫通し、前記弁体を外方から押圧して開弁させる移動可能に配置された押圧部材と、
前記弁座部材を保持し、前記押圧部材の外周面を進退可能に保持する保持部材と、を備える液体収容容器の組み付け方法であって、
前記保持部材内に前記弁座部材を保持して、前記保持部材を前記容器本体に組み付けるとき、
前記弁座部材の内径と略同じ外径を有する棒状部材を、前記弁座部材内に嵌め込んだ状態で、前記保持部材を前記容器本体に組み付ける工程と、
前記棒状部材を前記弁座部材から抜き取り、前記押圧部材を前記弁座部材内に挿入する工程と、を行う
ことを特徴とする液体収容容器の組み付け方法。
【請求項１】
液体を収容する容器本体の内外を連通する連通路と、
前記連通路に配置された環状の弁座部材及びこの弁座部材を内側から押圧付勢されて封止する弁体を有する弁手段と、
前記弁座部材の少なくとも外周面を保持する保持部材と、を備え、
前記弁座部材は、弾性部材であり、かつ、前記保持部材で保持される外周部分の少なくとも一部の硬度が、前記弁体が当接する部分の硬度よりも高く形成されている
ことを特徴とする液体収容容器。
【請求項２】
前記弁座部材は、外周側に相対的に硬度の高い高硬度部分が、前記弁体が当接する内周側に相対的に硬度が低い低硬度部分が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項３】
前記弁座部材は、中心軸方向で前記弁体が当接する側と反対側に相対的に硬度の高い高硬度部分が、前記弁体が当接する側に相対的に硬度が低い低硬度部分が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項４】
前記弁座部材は、高硬度部分の厚みが低硬度部分の厚みより厚いことを特徴とする請求項３に記載の液体収容容器。
【請求項５】
前記弁座部材を保持し、前記押圧部材の外周面を進退可能に保持する保持部材を備え、前記弁座部材の外周が接触する前記保持部材の内壁に、挿入前の前記弁座部材内径と略同じ内径のリブを複数設け、さらに外リブが互いに直径方向に対し対面していることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の液体収容容器において、液滴を吐出する液体吐出ヘッドに供給する液体を収容することを特徴とする液体収容容器。
【請求項７】
請求項６に記載の液体収容容器を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
液体を収容する容器本体の内外を連通する連通路と、
前記連通路に配置された環状の弁座部材及びこの弁座部材を内側から押圧付勢されて封止する弁体を有する弁手段と、
前記弁手段の前記弁座部材内を貫通し、前記弁体を外方から押圧して開弁させる移動可能に配置された押圧部材と、
前記弁座部材を保持し、前記押圧部材の外周面を進退可能に保持する保持部材と、を備える液体収容容器の組み付け方法であって、
前記保持部材内に前記弁座部材を保持して、前記保持部材を前記容器本体に組み付けるとき、
前記弁座部材の内径と略同じ外径を有する棒状部材を、前記弁座部材内に嵌め込んだ状態で、前記保持部材を前記容器本体に組み付ける工程と、
前記棒状部材を前記弁座部材から抜き取り、前記押圧部材を前記弁座部材内に挿入する工程と、を行う
ことを特徴とする液体収容容器の組み付け方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−９１３２６（Ｐ２０１３−９１３２６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−７０５９（Ｐ２０１３−７０５９）
【出願日】平成２５年１月１８日（２０１３．１．１８）
【分割の表示】特願２００８−６８４３６（Ｐ２００８−６８４３６）の分割
【原出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年１月１８日（２０１３．１．１８）
【分割の表示】特願２００８−６８４３６（Ｐ２００８−６８４３６）の分割
【原出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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