JP4535203B2 - 液体カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、差圧弁ユニット、液体カートリッジおよび液体カートリッジ組立方法に関す
る。特に本発明は、液体噴射装置へ装着されることにより前記液体噴射装置へ液体を供給
する液体カートリッジの差圧弁ユニット、液体カートリッジおよび液体カートリッジ組立
方法に関する。

インクジェット式記録装置において、インクを収容したインクカートリッジが、インク
ジェット式記録装置のホルダに装着されることにより、記録ヘッドへインクが供給される
。ここで、インク、インクジェット式記録装置およびインクカートリッジは、それぞれ液
体、液体噴射装置および液体カートリッジの一例である。

インクカートリッジにおいて、例えば、インクを収容したインク収容部と、インク収容
部側と記録ヘッド側との間の圧力差に基づいて動作する弁部材と、インク収容部を大気と
接続するための大気弁とが設けられる。このインクカートリッジがインクジェット式記録
装置のホルダに装着されることにより、大気弁は、インク収容部を大気に接続する。さら
に、インクカートリッジがホルダに装着されている状態において、記録ヘッドがインクを
消費することにより弁部材に圧力差が発生し、この圧力差により弁部材の中心部が弾性変
形して、インク収容部から記録ヘッドへインクが供給される（例えば、特許文献１）。

特開平１１−１７０５５８号公報（第３頁、第２図）

上記インクカートリッジにおいて、弁部材は中心部に比べて弾性変形しにくい周縁部を
有し、この周縁部が超音波溶着によりインクカートリッジに取り付けられていた。よって
、超音波溶着により生じるゴミがインクの中に混入する不具合があった。

そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる差圧弁ユニット、液体カートリッ
ジおよび液体カートリッジ組立方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の
範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の
更なる有利な具体例を規定する。

本発明の液体カートリッジは、液体を外部に供給する液体供給部を備えたカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体に形成された凹部に収容される弁部材と、前記弁部材を保持する弁蓋と、を備える液体カートリッジで、前記弁部材は、円筒形状の周縁部と、屈曲部と、を有し、前記弁蓋は、略円筒形状の膜弁保持部と、前記膜弁保持部を囲み、前記弁部材の前記周縁部の外径よりも大きい内径を有する略円周形状で前記凹部の壁面に当接する壁面当接部と、を有し、前記弁部材の前記周縁部は、前記膜弁保持部と前記壁面当接部の間に挿入され、前記膜弁保持部は前記屈曲部と前記周縁部の間で前記弁部材を保持することを特徴とする。

インクカートリッジ１００の正面斜視図である。 フィルム１１０が貼り付けられる前のインクカートリッジ１００の背面斜視図である。 フィルム１１０が貼り付けられた後のインクカートリッジ１００の背面斜視図である。 インクカートリッジ１００の分解斜視図である。 インクカートリッジ１００の分解斜視図である。 フィルム１３０が貼り付けられる前のインクカートリッジ１００の正面図である。 フィルム１３０が貼り付けられた後のインクカートリッジ１００の正面図である。 フィルム１１０が貼り付けられる前のインクカートリッジ１００の背面図である。 インク供給制御手段１５０の分解斜視図である。 インクカートリッジ１００のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 インク供給制御手段１５０の周囲を拡大した拡大断面図である。 （ａ）はインク供給制御手段１５０の閉弁状態の模式図であり、（ｂ）はインク供給制御手段１５０の開弁状態の模式図である。 他の例の膜弁４５０を示す断面図である。 他の例の膜弁９００’を示す断面図である。 他の例の膜弁９００’を示す断面図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範
囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合
わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、液体噴射装置の液体噴射ヘッドに液体を供給するのに適した液体カートリッジ
の一例を、インクジェット式記録装置用のインクカートリッジ１００に例を採り、その構
造を斜め上方からみた状態で示す正面斜視図である。

なお、本発明でいう液体噴射装置とは、インクジェット式記録装置の液体噴射ヘッドだ
けではなく、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置の色
剤噴射ヘッドや、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成
する電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、さらにはバイオチップを製造するバイオチップ
製造装置の生体有機物噴射ヘッド及び精密ピペットしての試料噴射ヘッドなどを含む。

図２及び図３は、図１のインクカートリッジ１００を斜め下方からみた背面斜視図で、
図２は、インクカートリッジ１００の表面にフィルム１１０が貼り付けられる前の状態を
示す図であり、図３は、インクカートリッジ１００にフィルム１１０が貼り付けられた状
態を示す図である。さらに図４、図５は、インクカートリッジ１００を構成する部材を分
解して示す組み立て斜視図である。図６及び図７は、図１のインクカートリッジ１００の
正面図であり、図６は、インクカートリッジ１００の開口部１２２にフィルム１３０が貼
り付けられる前の状態を示す図であり、図７は、インクカートリッジ１００の開口部１２
２にフィルム１３０が貼り付けられた状態を示す図である。なお、図７において、ハッチ
ングで示された領域にフィルム１３０が貼り付けられる。

図４に示すように、インクカートリッジ１００は、開口部１２２を有する有底の略筐体
形状のカートリッジ本体（容器本体）１２０、この開口部１２２のほぼ全面を覆うフィル
ム１３０、および、このフィルム１３０の外側を覆う蓋体１４０を備える。カートリッジ
本体１２０の内部は、後述のようにリブや壁により区画される。フィルム１３０は、カー
トリッジ本体１２０の開口部１２２のほぼ全面を、その内部が密閉状態となるように封止
する。蓋体１４０は、さらにフィルム１３０の外側を非密閉状態で被覆するようにカート
リッジ本体１２０に固定される。

カートリッジ本体１２０は、インクを収容するインク収容部１１１と、インク収容部１
１１からインク供給部１６０までのインク流路部と、インク収容部１１１を大気に連通さ
せるインク側通路、大気弁収容部及び大気側通路からなる大気連通部とを備え、例えばプ
ロピレン（ＰＰ）により一体成形されている。

インクカートリッジ１００はさらに、インク供給制御手段１５０と、インク供給部１６
０と、記憶手段１７０と、係合レバー１８０とを有する。インク供給部１６０は、カート
リッジ本体１２０の下面に配され、インクカートリッジ１００が装着されるホルダのイン
ク供給針が挿入されて、インク収容部１１１に収容されたインクをインクジェット式記録
装置の記録ヘッドへ供給する。記憶手段１７０は、取付部１９０にかしめられ、この取付
部１９０は、カートリッジ本体１２０の側面の下方にかしめられて取り付けられる。記憶
手段１７０は、インクカートリッジ１００の種類の情報、インクカートリッジ１００が保
持するインクの色の情報、および、インクの現存量等の情報を記憶し、表面に露出した複
数の端子１７１により装置本体との間でこれらの情報を受け渡す。係合レバー１８０は、
カートリッジ本体１２０における取付部１９０と対向する側面の上部に成形され、インク
ジェット式記録装置のホルダと係合する。

インク供給制御手段１５０は、インクの消費に伴って発生するインク収容部１１１とイ
ンク供給部１６０との圧力差により、インク収容部１１１のインクをインク供給部１６０
へ供給する。インク供給制御手段１５０は、弾性変形可能であって、カートリッジ本体１
２０の差圧弁ユニット収容部４９５に挿入される弁部材の一例である膜弁９００と、差圧
弁ユニット収容部４９５を覆う弁蓋１５１と、膜弁９００および弁蓋１５１の間に配され
る付勢部材の一例としてのコイルバネ９０７とを有する。これら膜弁９００、弁蓋１５１
およびコイルバネ９０７は、本発明のインク供給制御手段１５０を構成する差圧弁ユニッ
トの一例である。差圧弁ユニットの組み立て方法および動作については、後述する。

インク収容部１１１は、図６、７に示したように水平方向に延びる壁２７２により、上
部と下部とに大きく分割され、下部には連通孔２４２により大気と連通可能な大気側収容
部２７０が、また上部には大気から遮断された２つの第１インク収容部２９２及び第２イ
ンク収容部２９４からなる供給側収容部２９０が形成されている。供給側収容部２９０は
、壁２７２の近傍（下部領域）に連通部２７６を有する斜めの壁２７１により、第１、及
び第２インク収容部２９２、２９４の２つに分割され、また第２インク収容部２９４に周
りを囲まれるように配された流路部２９６が形成されている。流路部２９６は下部の連通
部２７８を介して、第２インク収容部２９４と接続されるとともに、通路２９８、３００
及び通孔９１８を介してインク供給制御手段１５０に接続されている。
また、インク供給制御手段１５０の下流側は、インク供給制御手段１５０と連通する通
孔９１０、通孔９１０と連通する連通部３０２および流路３２１、流路３２１の一端に形
成され、表面側に向けて形成された通孔３２３、および、通孔３２３と一端が連通した連
通部３０４を介して、インク供給部１６０と連通するよう構成されている。

大気側収容部２７０と第１インク収容部２９２とは垂直に延びる連通路２９５により連
通されていて、インク供給部１６０からのインクの消費に対応して大気側収容部２７０の
インクを第１インク収容部２９２に吸い上げ、ここから第２インク収容部２９４、流路部
２９６等を介してインク供給制御手段１５０に流れ込ませるように構成されている。イン
ク収容部１１１の大気側収容部２７０からインク供給制御手段１５０へは、連通部２７４
、第２のインク注入口１６２、連通路２９５、連通部２７６、２７８、流路部２９６、通
路２９８、３００、通孔９１８をこの順に通ってインクが流れ込む。

一方、大気弁部２５０は、大気弁２５４が収容される大気弁収容部である中空部２３２
を有し、中空部２３２の下方の壁面には、大気弁２５４の軸部２６４の径より若干径が大
きく大気の連通流路をも兼ねる連通孔２３９を有し、ここに大気弁２５４の軸部２６４が
バネ２５５により常時、インクカートリッジ１００の底面に向かって付勢されて摺動自在
に挿入されて、インクカートリッジ１００がインクジェット式記録装置のホルダに装着さ
れていない場合に大気弁２５４によって連通孔２３９を封止している。

図８は、図１のインクカートリッジ１００においてフィルム１１０が貼り付けられる前
の状態を示す背面図である。上述した連通孔２３９を境として大気と連通する側である大
気側通路は、開口２１２、蛇行した通路２１４、フィルタ収容部２１６、連通孔２１８お
よび連通部２２２、連通部２２２の底面に形成された連通孔２５３、連通部２２４により
構成されている。
詳細には、図８に示すように、カートリッジ本体１２０の表側に形成された迷路状に蛇
行した１本の通路２１４の一端は開口２１２として大気に開放され、他端は撥インク性と
通気性の機能を備えたフィルタ２１５(図４、図５)が収容されたフィルタ収容部２１６に
接続されている。フィルタ収容部２１６は、カートリッジ本体１２０の表側から裏側に貫
通する連通孔２１８と連通する。連通孔２１８は、カートリッジ本体１２０の裏側におい
て連通部２２２、連通部２２２を区画する部屋の底部に形成された連通孔２５３を介して
連通部２２４と接続している。通路２１４の途中には、凹部からなるチャンバ９３０が設
けられている。

図２に示すように連通部２２４は、カートリッジ本体１２０の底面に凹部２５７として
形成され、大気弁２５４の作動棹である軸部２６４を露出させ、かつ大気弁２５４を収容
する中空部２３２との連通が可能な連通孔２３９と、連通部２２２に連通する連通孔２５
３が凹部２５７内に形成され、凹部２５７の外面を第１のインク注入口１６１、第２のイ
ンク注入口１６２を封止するフィルム１３２により封止して形成されている。このフィル
ム１３２は、ホルダから突出する突起の押圧力により弾性変形可能なものが選択されてい
る。

一方、図６に示すように上述した連通孔２３９を境として大気側収容部２７０と連通す
るインク側通路は、中空部２３２、通孔２３４ａ、連通室２３４ｂ、連通部２３４ｃ、連
通室２３４ｄ、連通部２３６、連通室２３７および連通孔２３８、連通溝２４０、連通孔
２４２とで形成されている。詳細には、中空部２３２の上部の壁には通孔２３４ａが形成
されており、この通孔２３４ａを介して連通室２３４ｂ、連通室２３４ｂの上部の壁の切
り欠きによって形成された連通部２３４ｃ、連通部２３４ｃの上部に設けられた連通室２
３４ｄ、連通室２３４ｄの上部の壁の切り欠きによって形成された連通部２３６、下方に
連通孔２３８が形成された連通室２３７と順に連通する大気通路が形成されている。
カートリッジ本体１２０の裏側から表側に貫通する連通孔２３８は、連通孔２３８と連
通する連通溝２４０、連通溝２４０と連通すると共にカートリッジ本体１２０の表側から
裏側に貫通する連通孔２４２を介して大気側収容部２７０と連通する。
これら、大気側収容部２７０、供給側収容部２９０、大気弁部２５０、及び大気側通路
、インク側通路は、それぞれを区画する壁にフィルム１３０、１１０を熱溶着などの方法
で貼着することにより大気と隔離された領域となる。

インク供給部１６０は、ホルダに設けられたインク供給針が挿入される挿入口２６を有
するエラストマ等から形成されたシール部材１２と、シール部材１２の挿入口２６を塞ぐ
供給弁１３と、供給弁１３をシール部材１２に向けて付勢するコイルスプリング等からな
る付勢部材１４とを有する。なお、シール部材１２の挿入口２６には、工場出荷時におい
て、フィルム６０４が貼り付けられている。
インクカートリッジ１００がインクジェット式記録装置のホルダに装着されると、ホル
ダに設けられた凸部がフィルム１３２を介して大気弁２５４の軸部２６４を上方に押し上
げるとともに、ホルダのインク供給針がインク供給部１６０の供給弁１３を上方に押し上
げる。これにより、連通孔２３９は、中空部２３２から連通孔２４２までの大気流路を大
気と連通する。また、インク供給部１６０における供給弁１３より上流は、インク供給針
と連通する。なお、インクカートリッジ１００が工場出荷後に初めてホルダに装着される
場合には、ホルダのインク供給針がインクカートリッジ１００の挿入口２６に貼り付けら
れたフィルム６０４を破いて、挿入口２６に進入する。

連通孔２４２が大気と連通している状態において、インクジェット式記録装置が記録を
始めると、インク供給部１６０からインク供給針を通して記録ヘッドへインクが供給され
る。インク供給部１６０からインクが供給されると、インク収容部１１１からインク供給
部１６０へは、インクが、図６に示す矢印ａ、通孔９１８の順に流れたインクが、インク
供給制御手段１５０を経由して図６に示す矢印ｂ、ｃ、ｄの順に流れて、インク供給部１
６０に流れ込み、インク供給部１６０に挿入されたインク供給針に供給される。

このインクの流れにあわせてインク収容部１１１においては、大気側収容部２７０のイ
ンクが供給側収容部２９０に供給される。大気側収容部２７０のインクの消費に伴って空
気が、図６における矢印ｆ、底面の連通部２２４、および矢印ｇの経路をこの順に通って
、連通孔２４２から大気側収容部２７０へ流入する。インク供給部１６０から記録ヘッド
へインクが供給されて大気側収容部２７０の液面が下がるが、大気側収容部２７０と供給
側収容部２９０とを接続する流路は、大気側収容部２７０の最も下部に連通口があるので
、大気側収容部２７０の全てのインクが供給側収容部２９０へ移動するまで、供給側収容
部２９０には空気が流入しない。

大気側収容部２７０のインクがすべて消費された後に、供給側収容部２９０の第１イン
ク収容部２９２および第２インク収容部２９４のインクがこの順に消費される。この間、
供給側収容部２９０と大気側収容部２７０とを連通する第２のインク注入口１６２に形成
されるインクのメニスカスによる表面張力により、供給側収容部２９０のインクが大気側
収容部２７０に逆流することが防止される。

第１インク収容部２９２のインクが消費され始めると、第１インク収容部２９２に空気
が流入する。これにより、第１インク収容部２９２の液面が下がるが、第１インク収容部
２９２と第２インク収容部２９４とは、下部のみが連通部２７６により連通しているので
、まず、第１インク収容部２９２のインクが消費される。第１インク収容部２９２のイン
クが消費されて、液面が連通部２７６に到達すると、第２インク収容部２９４のインクが
消費されるのにあわせて、空気は第２インク収容部２９４にも流入する。第２インク収容
部２９４のインクが消費される間、連通部２７６にインクのメニスカスによる表面張力が
生じるため、第２インク収容部２９４のインクが第１インク収容部２９２に逆流すること
が防止される。

上述のように大気側収容部２７０、第１インク収容部２９２および第２インク収容部２
９４のインクはこの順に消費されるが、インクの液面がいずれの収容部にあっても、イン
クは、インク収容部１１１を上下に略二分する壁２７２の近傍に配された連通部２７８か
ら連通部３００を経由して通孔９１８を通ってインク供給部１６０へ供給される。

図９は、インク供給制御手段１５０の分解斜視図である。図１０（ａ）は、図６のイン
クカートリッジ１００におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。図１０（ｂ）は、図１０
（ａ）のインク供給制御手段１５０付近を拡大した部分拡大断面図である。インク供給制
御手段１５０を構成する膜弁９００、コイルバネ９０７および弁蓋１５１が、差圧弁ユニ
ットとして、カートリッジ本体１２０とは別体で組み立てられる。

膜弁９００は、円筒形状を有する周縁部４４２と、周縁部４４２の近傍に配される肉厚
部４４４と、肉厚部４４４に囲まれ、弾性変形する本体部４４６と、本体部４４６の中央
、すなわち、本体部４４６においてコイルバネ９０７が当接する位置に弁蓋１５１に向け
て突起する弁蓋側凸部９０２と、差圧弁ユニット収容部４９５の壁面４９４の通孔９１０
に向けて突起する本体側凸部９１３及び屈曲部９１４とを有する。膜弁９００は、カート
リッジ本体１２０よりも柔らかく、弾性を有する材料、例えばエラストマを用いて一体成
形される。弁蓋側凸部９０２は略円筒形状を有し、断面の外径は、弁蓋側凸部９０２をコ
イルバネ９０７に組み付ける前の状態において、コイルバネ９０７の内径よりも僅かに大
きい。よって、弁蓋側凸部９０２がコイルバネ９０７の一端に挿入されることにより、膜
弁９００に対してコイルバネ９０７が正確に位置決めされ保持される。なお、弁蓋側凸部
９０２の断面の外径は、一部のみがコイルバネ９０７の内径よりも大きく、他の部分が小
さくてもよい。

弁蓋１５１は、略円筒形状を有し弁部材保持部の一例である膜弁保持部４２２と、膜弁
保持部４２２の周りに配される略円筒形状の壁面当接部４２４と、円筒形状の中心におい
て膜弁９００に向けて突起するバネ嵌合部４２６とを有し、例えばカートリッジ本体１２
０と同じくポリプロピレン（ＰＰ）を用いて一体成形される。

弁蓋１５１のバネ嵌合部４２６は略円筒形状を有し、その内径がコイルバネ９０７の外
径と略同一である。よって、コイルバネ９０７の一端が弁蓋１５１に対して正確に位置決
めされて保持される。バネ嵌合部４２６は、膜弁９００が配される側から切り欠かれた複
数（図９に示す実施形態においては４つ）の切り欠き４２７を有する。この切り欠きは、
膜弁９００の開弁状態において、膜弁９００の弁蓋側凸部９０２が弁蓋１５１のバネ嵌合
部４２６に入り込む位置まで移動して貼りついた場合に、バネ嵌合部４２６は、その内部
と外部とをインクが流動可能な切り欠き４２７を有するので、バネ嵌合部４２６の中の流
路が閉塞することを防ぐことができる。なお、これら切り欠き４２７により形成された複
数の突片の面方向における長さは、コイルバネ９０７の内径よりも大きい。よって、コイ
ルバネ９０７をバネ嵌合部４２６の中に取り付ける場合に、バネ嵌合部４２６の突片がコ
イルバネ９０７の中に誤って入り込むことを防止することができる。

弁蓋１５１における膜弁保持部４２２の略円筒形状の外径は、膜弁９００の周縁部４４
２が組み付けられる前の状態において、膜弁９００の周縁部４４２の内径よりも僅かに大
きい。また、弁蓋１５１における壁面当接部４２４の内径は、膜弁９００の周縁部４４２
の外径よりも大きい。よって、弁蓋１５１と膜弁９００との間にコイルバネ９０７が挟ま
れた状態で、膜弁９００の周縁部４４２が弁蓋１５１の膜弁保持部４２２と壁面当接部４
２４との間に挿入されることにより、膜弁保持部４２２は、周縁部４４２を内側から広げ
る向きに付勢し、膜弁９００が弁蓋１５１に保持される。これにより、差圧弁ユニットが
形成される。なお、弁蓋１５１の膜弁保持部４２２の外径は、膜弁９００の周縁部４４２
が膜弁保持部４２２に組み込まれる前の状態において、一部のみが周縁部４４２の内径よ
りも大きく、他の部分が小さくてもよい。

弁蓋１５１はさらに、膜弁９００が取り付けられる側からフィルム１１０が貼られる側
まで貫通する連通部３０６を有する。これにより、弁蓋１５１が膜弁９００と共にカート
リッジ本体１２０に取り付けられた場合に、弁蓋１５１と膜弁９００とにより構成される
膜弁室３０８が、連通部３０６を介して連通部３０４およびインク供給部１６０と連通す
る。なお、連通部３０４は、通孔９１０のすぐ下流に配された連通部３０２とも連通する
。

カートリッジ本体１２０の差圧弁ユニット収容部４９５の壁面４９４には、差圧弁ユニ
ット収容部４９５の側から（図１０（ｂ）における右から）みた場合に、通孔９１０、９
１８を囲む外周に沿って円環形状の環状突起４９２が設けられる。環状突起４９２は、膜
弁９００が取り付けられる方向へ突出し、図１０（ｂ）に示す断面において、膜弁９００
が取り付けられる方向へ先細りする楔形状を有する。また、環状突起４９２よりも膜弁９
００の肉厚部４４４は柔らかい。よって、差圧弁ユニットが、差圧弁ユニット収容部４９
５の壁面４９４に近い方から膜弁９００および弁蓋１５１の順となる向きで差圧弁ユニッ
ト収容部４９５へ挿入されると、環状突起４９２の先端が膜弁９００の肉厚部４４４に圧
接されて食い込む。これにより、壁面４９４、環状突起４９２および膜弁９００により通
孔９１８と連通した連通路４９６が形成される。

環状突起４９２は、膜弁９００の肉厚部４４４を挟んで、弁蓋１５１の膜弁保持部４２
２と対向して配される。これにより、弁蓋１５１の膜弁保持部４２２は、肉厚部４４４と
当接して肉厚部４４４を環状突起４９２に押し付ける。膜弁９００が連通路４９６の周り
を確実に密封することができる。すなわち、膜弁保持部４２２は、本発明における弁部材
当接部としての機能も兼ねる。

差圧弁ユニット収容部４９５を形成する内周壁４９８と弁蓋１５１の壁面当接部４２４
の外周とは略同一形状を有する。また、弁蓋１５１の壁面当接部４２４が壁面４９４に当
接した場合の弁蓋１５１の膜弁保持部４２２と壁面４９４との距離は、壁面４９４から環
状突起４９２の先端までの高さと膜弁９００の肉厚部４４４の厚さとの和よりもわずかに
小さい。よって、弁蓋１５１の外側の面４２８が、弁蓋１５１の周囲におけるカートリッ
ジ本体１２０の壁面よりも僅かに突出する。この弁蓋１５１の外側の面４２８およびカー
トリッジ本体１２０の壁面を覆い、弁蓋１５１の外側の面を付勢するフィルム１１０が貼
られる。これにより、フィルム１１０が、弁蓋１５１を差圧弁ユニット収容部４９５側に
付勢する。よって、弁蓋１５１がより確実に差圧弁ユニット収容部４９５に取り付けられ
ると共に、環状突起４９２と膜弁９００との密封性を高めることができる。また、超音波
溶着する必要がないので、これによって発生するごみが生じず、ごみの千畳をする必要性
がなく、またインク中にごみが混入することも防ぐことができる。また、膜弁９００は弁
蓋１５１に保持されるので、膜弁９００の外周部分を本体部よりも堅い材料にするために
２色成形をする必要もない。

カートリッジ本体１２０の通孔９１０の周囲には、膜弁９００側に突出し、膜弁９００
の本体側凸部９１３と当接する通孔凸部９１０ｂが設けられる。これにより、インクを供
給しない場合において膜弁９００の本体側凸部９１３が通孔凸部９１０ｂに当接して通孔
９１０を確実に塞ぐことができる。

カートリッジ本体１２０の連通部３００には、フィルタ３１０が配される。フィルタ３
１０は、連通部３００を通ってインクジェット式記録装置へ供給されるインクの中に含ま
れる異物を漉す。フィルタ３１０がインク供給制御手段１５０の直近上流に設けられるの
で、フィルタ３１０を通過したインクは直接、インク供給制御手段１５０に流れ込む。

以上のように、膜弁９００およびコイルバネ９０７が弁蓋１５１に保持されて差圧弁ユ
ニットを形成するので、コイルバネ９０７をカートリッジ本体１２０に取り付けるための
冶具が不要となり、これらを簡便に取り付けることができる。
さらに、膜弁９００が弁蓋１５１に保持された状態で、弁蓋１５１と差圧弁ユニット収
容部４９５とが位置決めされるので、差圧弁ユニット収容部４９５に対して膜弁９００も
高い精度で位置決めすることができる。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示したインク
カートリッジ１００のインク供給制御手段１５０の構造を簡素化した模式図である。図１
１（ａ）および図１１（ｂ）は、それぞれ上述のインク供給制御手段１５０の構造を、簡
素化して、閉弁状態、及び開弁状態で示し、図１０（ａ）および図１０（ｂ）と同一の構
成には同一の符号を付した。

図１１（ａ）に示すように、閉弁状態では、膜弁９００の本体側凸部９１３がコイルバ
ネ９０７の付勢力により通孔９１０の通孔凸部９１０ｂに当接して通孔９１０を閉鎖して
いるので、インク収容部１１１のインクがインク供給部１６０へ流れ出すことが阻止され
ている。

インクカートリッジ１００が装着されたインクジェット式記録装置の記録ヘッドにより
、インク供給部１６０からインクが消費されると、インク供給部１６０側のインクの圧力
が低下し、連通部３０４、３０６を経由して膜弁室３０８の圧力が低下する。よって、膜
弁９００における膜弁室３０８側のほぼ全面の圧力が低下する。一方、膜弁９００におけ
る連通路４９６側の面において、連通部３０２を介して通孔９１０の近傍の圧力が低下す
るが、通孔９１０の周辺の圧力は低下しない。よって、膜弁９００の表裏に発生した圧力
差による力が、コイルバネ９０７による膜弁９００に与えられる付勢力よりも大きくなる
と、図１１（ｂ）に示したように、膜弁９００の本体側凸部９１３が通孔凸部９１０ｂか
ら離れ、通孔９１０が開放される。これにより、インクが、連通部３００、通孔９１８、
連通路４９６、連通部３０２、３０４の順に流れ、インク供給部１６０から記録ヘッドに
供給される（図１１（ｂ）における矢印ｂ）。

このとき、インクは、膜弁９００の連通路４９６側のみを経由して流れるから、連通部
３００に停滞していた気泡が引き込まれても、インクの流れに乗って記録ヘッドにそのま
ま流れ込む。よって、この気泡は、膜弁室３０８に入り込まない。これによりインク供給
部１６０側のインクの圧力変化が膜弁９００に確実に作用し、インク収容部１１１のイン
クを記録ヘッドに確実に供給することができる。なお、記録ヘッドに気泡が流れ込んでも
、記録ヘッドに負圧を作用させてインクを強制的に排出させることにより、気泡を簡単に
排除することができる。

また、図１０（ｂ）に示すように、通孔９１０は連通部３０２に向かって漸次、広がる
拡張部９１０ａを有する。これにより、通孔９１０を通って通孔９１０よりも断面積の大
きい連通部３０２に流れ込むインクの流路抵抗が小さくなる。
一方、膜弁９００に通孔を設けた場合には、膜弁９００が薄く、通孔に拡張部を設ける
ことが困難なので、通孔を流れたインクの流路抵抗を下げることができない。よって、膜
弁９００側に通孔を設けた場合と比べて、当実施形態は、通孔９１０を流れるインクの流
路抵抗を下げることができる。

開弁状態においてインクが連通部３０２を介して膜弁室３０８およびインク供給部１６
０に供給されることにより、膜弁室３０８と連通部３００との圧力差が解消される。これ
により、コイルバネ９０７の付勢力で押し戻されて、膜弁９００の本体側凸部９１３が通
孔９１０を閉鎖して、連通路４９６との間を遮断する。以上の動作を繰り返すことにより
、インク収容部１１１に収容されたインクがインクジェット式記録装置へ供給される。

上記インク供給制御手段１５０において、膜弁９００の弁蓋側凸部９０２は円筒形状を
有し、断面の外形はコイルバネ９０７の内径よりも僅かに大きい。しかしながら、弁蓋側
凸部９０２の構成はこれに限られない。他の例として、膜弁９００が、中央部において弁
蓋１５１に向けて突出し、コイルバネ９０７の外径よりも少なくとも一部が小さい内径を
有する円筒形状の弁蓋側円筒部を有してもよい。この場合、コイルバネ９０７が弁蓋側円
筒部の中に挿入されることにより、コイルバネ９０７が膜弁９００に係合する。これによ
り、膜弁９００に対してコイルバネ９０７を正確に位置決めして係合することができる。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示す膜弁９００は、コイルバネ９０７と反対側に突
出する本体側凸部９１３により、コイルバネ９０７の付勢力を用いて通孔９１０を閉鎖す
る。しかしながら、通孔９１０を閉鎖する構成はこれに限られない。

図１２は、他の例の膜弁４５０を示す、図１０（ｂ）に対応する断面図である。図１２
において図１０（ｂ）と同じ構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。図１２に示
す膜弁４５０は、コイルバネ９０７と反対側に突出するシール部４５２を有する。シール
部４５２は、コイルバネ９０７により付勢される位置と対応し、かつ、通孔９１０を囲む
ように環状に設けられる。これにより、コイルバネ９０７から受ける付勢力を確実に、通
孔９１０を閉鎖する力として用いることができる。

以上、本実施形態によれば、カートリッジ本体１２０の環状突起４９２が膜弁９００に
圧接されるので、膜弁９００をカートリッジ本体１２０に超音波溶着等する場合に生じる
ごみを出すことなく、膜弁９００をカートリッジ本体１２０に取り付けることができる。
また、本実施形態によれば、膜弁９００およびコイルバネ９０７が弁蓋１５１に保持され
て差圧弁ユニットを形成するので、これらの互いの位置決めが容易となる。また、コイル
バネ９０７が膜弁９００および弁蓋１５１に挟まれて保持されるので、コイルバネ９０７
をカートリッジ本体１２０に取り付けるための冶具が不要となる。よって、これらを簡便
に取り付けることができる。

また上述の実施例においては、差圧弁ユニット収容部４９５の壁面４９４における中央
部に通孔９１０が形成され、インク供給制御手段１５０の膜弁９００がインク供給部１６
０側の圧力に応動してこの通孔９１０を開閉する。しかしながら、膜弁９００の形態はこ
れに限られない。
図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、インク供給制御手段１５０の膜弁の別例を示す断
面図である。図１３（ａ）および図１３（ｂ）において、図１０（ｂ）に示すインクカー
トリッジ１００と同一の構成には同一の参照番号を付し、説明を省略する。
図１３（ａ）に示すように、差圧弁ユニット収容部４９５の壁面４９４における中央領
域以外の領域に１つの通孔９１８が設けられ、また中央部に凸部９９０が設けられる。イ
ンク供給制御手段１５０の膜弁９００’の中央には、凸部９９０に弾接する連通孔９９２
が形成される。これにより、膜弁９００における弁蓋１５１側の面は、インク供給部１６
０と連通する膜弁室３０８と導通するとともに、膜弁９００’における壁面４９４側の面
は、通孔９１８を通じてインク収容部１１１と連通する。常時は、膜弁９００’がコイル
バネ９０７により差圧弁ユニット収容部４９５の凸部９９０に押圧されて、膜弁９００’
の連通孔９９２が封止されている。記録ヘッドからインクが吐出される等によりインクが
消費されることによりインク供給部１６０側の圧力が低下した時点で、図１３（ｂ）に示
したように、膜弁９００がコイルバネ９０７に抗して凸部９９０から離反し、図中の矢印
ｂ’で示す流路に沿って膜弁９００の連通孔９９２を介してインクが供給される。以上、
図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示す実施形態においても、図１０（ｂ）に示した実施
形態と同様の作用を奏する。

上記実施例においては、カートリッジ本体１２０の外表面に差圧弁ユニット収容部４９
５を形成した例を用いて説明したが、インク供給部１６０に差圧弁ユニットを収容する凹
部である差圧弁ユニット収容部を形成したカートリッジに適用することも可能である。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態
に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが
できる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、
特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００…インクカートリッジ、１１１…インク収容部、１５０…インク供給制御手段、
１５１…弁蓋、１６０…インク供給部、４９４…壁面、４９５…差圧弁ユニット収容部、
９００…膜弁、９０２…弁蓋側凸部、９０７…コイルバネ。

Claims (2)

1. 液体を外部に供給する液体供給部を備えたカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体に形成された凹部に収容される弁部材と、前記弁部材を保持する弁蓋と、を備える液体カートリッジで、
   前記弁部材は、円筒形状の周縁部と、屈曲部と、を有し、
   前記弁蓋は、略円筒形状の膜弁保持部と、前記膜弁保持部を囲み、前記弁部材の前記周縁部の外径よりも大きい内径を有する略円周形状で前記凹部の壁面に当接する壁面当接部と、を有し、
   前記弁部材の前記周縁部は、前記膜弁保持部と前記壁面当接部の間に挿入され、
   前記膜弁保持部は前記屈曲部と前記周縁部の間で前記弁部材を保持することを特徴とする液体カートリッジ。
2. 請求項１に記載の液体カートリッジであって、前記弁部材は、弾性を有する材料で一体成形される、ことを特徴とする液体カートリッジ。

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