JP2009072940A

JP2009072940A - ばね部材及びこれを備えた液体カートリッジ並びに記録装置

Info

Publication number: JP2009072940A
Application number: JP2007241902A
Authority: JP
Inventors: Kenji Matsuyama; 賢司松山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2027-09-19
Also published as: US20090084314A1; CN101391528A; CN101391528B; JP5003374B2

Abstract

【課題】簡略化された作業工程により製造され、取り付け時に誤りの発生することないば
ね部材、このばね部材を用いた液体カートリッジ及びこの液体カートリッジが装着された
記録装置を提供する。
【解決手段】ばね部材１の特定部材を弾性部材側に開口する開口部と、先端にシール面３
ａとが形成されたキャップ体３として構成し、前記開口部の縁部を上記弾性部材２と一体
化し、キャップ体３の開口部の縁部から弾性部材２方向に対して突出する突片３９を備え
る。
【選択図】図１

Description

本発明は、ばね部材及び該ばね部材を備えた液体カートリッジ並びに該液体カートリッ
ジを備えた記録装置に関する。特に本発明は、内部に液体が収容され記録装置に装着され
ることにより記録装置に液体を供給する液体カートリッジの液体供給口において、組み立
てが容易で、安定して液体を供給することが可能なばね部材に関する。

従来、例えばインクジェット式記録装置においては、ベルト等の駆動機構により、主走
査方向に往復移動するキャリッジのホルダ機構にインクカートリッジを装着することによ
り、記録ヘッド側へインクを供給し、記録ヘッドから吐出されるインクによって記録媒体
への記録が行われる。
具体的には、キャリッジに設けられたインク供給針を、インクカートリッジに設けられた
インク供給口へ差し込むことにより内部に取り付けられたインク供給弁を押し上げ、イン
クを記録ヘッド側へ供給する。

上記インク供給弁は、コイルばねと該コイルばねの先端に嵌めこまれる弁蓋とからなる
。コイルばねは、インク供給口の延長方向に沿って内部に介挿されるばね製弾性部材であ
り、一端が後述の圧力制御機構の供給孔近傍に係止され、他端には弁蓋を備える。
弁蓋は、円柱状の筒体として形成され、筒の一端は、前述のコイルばねに嵌りこむ先細り
の円錐形状として構成される。インク供給口の開口部近傍には、開口の周縁に沿って円環
状のパッキンが配設され、コイルばねによってインク供給口の開口方向に附勢された弁蓋
と、前記パッキンが当接することにより、インク供給口の開口を閉鎖し、インクカートリ
ッジに収容されたインクが漏れるのを防ぐ。そして、キャリッジに設けられたインク供給
針が差し込まれてインク供給弁のコイルばねに抗して弁蓋を押し上げると、弁蓋が前記シ
ール部材と離間し液体供給口の開口が開放され、インクカートリッジ側のインク流路とイ
ンク供給針内部に形成された記録ヘッド側の流路とが連通する状態となる。
この状態において、インクカートリッジ内の収容室に収容されたインクは、インクカート
リッジ内に形成されたインクカートリッジ及び記録ヘッド内部の圧力差によって動作する
圧力制御弁を通過して記録ヘッド側に供給される。
特開２００ｌ−１４４８１８

しかしながら、上記インクカートリッジのインク供給口内部に介挿されるインク供給弁
は、別部材のコイルばねと弁蓋とを互いに組み付けてなる構成であるため、まず作業者は
、インクカートリッジ組み立て時において、弁蓋の表裏や嵌め込み位置に細心の注意を払
いインク供給弁を組み立て、その後に完成したインク供給弁をインク供給口に組み付ける
ことが必要であった。このため、弁蓋の表裏や、嵌め込み位置を誤るとインク供給口の開
口部近傍に設けられたパッキンとのシール性が低下ないしは不能となり、インク供給口か
ら収容部に収容されたインクが漏れ出す虞がある。また、インク供給口に対してキャリッ
ジに設けられたインク供給針が差し込まれた場合、弁蓋が不均衡に傾斜して押し上げられ
る場合があり、インクを安定してインクヘッド側に供給することができず、その後インク
供給針が抜かれた状態においても弁蓋が傾斜しながらコイルばねに附勢されることにより
パッキンとの密着性が低下し、内部のインクが漏れ出す虞があった。

そこで本発明は、上記課題を解決することができるばね部材、該ばね部材を備えた液体
カートリッジ及び該液体カートリッジを備えた記録装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、一定方向への弾性を有し、一端側又は両端側に特定部材が設
けられる弾性部材を備えたばね部材において、上記弾性部材と上記特定部材が一体化され
た構成とした。本構成からなるばね部材によれば、弾性部材に特定部材が一体化されてい
るので、液体カートリッジに取り付ける際等には弾性部材に配慮して取り付けるだけで良
いので、従来のコイルばねと弁蓋を組み付ける作業を不要とすることができて、作業工程
を簡略化することが可能となり、しかも特定部材が反対向きに取り付けられることがない
ので、製品の信頼性を高めることができる。
また、上記構成からなるばね部材の特定部材を弾性部材側に開口する開口部と、先端にシ
ール面とが形成されたキャップ体として構成し、前記開口部の縁部を上記弾性部材と一体
化された構成とした。本構成からなるばね部材によれば、上記第一の構成からなるばね部
材の効果に加えて、より簡略化された作業工程により一体部品としてのばね部材を作成す
ることが可能となる。
また、上記構成からなるキャップ体の開口部の縁部から弾性部材方向に対して突出する
突片を備えたことにより、上記第２、第３の構成からなるばね部材の効果に加えてキャッ
プ体に対して弾性部材が収縮、傾斜する方向に負荷が加わった場合でもキャップ体が傾斜
するのを防ぐことが可能となる。
また、上記構成からなるばね部材の弾性部材を細幅の金属板が巻回された螺旋体として
形成したことにより、より簡略化された作業工程により一体部品としてのばね部材を作成
することが可能となる。
また、上記構成からなるばね部材の弾性部材を細幅の金属板を複数回長さ方向に折曲す
ることにより作成したことによりさらに簡略された作業工程により一体部品としてのばね
部材を作成することができる。
また、キャップ体を弾性部材と一体となった金属板をプレス加工又は絞り加工により成
形し一体化したことによりキャップ体と弾性部材とを接合する作業を不要とできて、より
簡略化された作業工程により一体部品としてのばね部材を作成することが可能となる。
また、上記構成からなるばね部材を液体カートリッジの液体供給口に設け、上記弾性部
材が、キャップ体を液体供給口の閉成方向に附勢して液体供給口を塞ぐ構成の液体カーリ
ッジとした。本構成からなる液体カートリッジによれば、液体カートリッジに組み付ける
際に従来のように弁蓋とコイルばねとを組み付ける作業が不要となるばかりでなく、液体
供給針が差し込まれてもキャップ体が傾斜することなく弾性部材が収縮するため、液体供
給針が抜かれた状態においても液体供給口を適切に塞ぐことができる。
また、上記液体カートリッジを備えた記録装置によれば、液体噴射機構に安定して液体
を供給することができて高品質の記録装置を得ることができる。

図１（ａ）ないし（ｄ）は、本発明に係るばね部材の概略構成を示す図である。
図１（ａ）に示す実施例において、ばね部材１Ａは、弾性部材２と、該弾性部材２の先端
部２ｃと一体成形された特定部材としてのキャップ体３とから構成される。
弾性部材２及びキャップ体３は、後述の製造方法によってアルミニウム，ステンレス，銅
等の金属板を加工することにより、大径部２ａと小径部２ｂとを有する中空構造の蛇腹状
に形成される。
このような蛇腹状の弾性部材２とキャップ体３との一体化部品を製造する一例を図２を
用いて説明する。図２（ａ）に示す如く、金属板よりなる矩形板１０と該矩形板１０の端
部１０ａの中央と接合部１０ｍを介して一体化された円形板１１を用意する。図２（ｂ）
に示す如く矩形板１０を筒状に成形して側縁１０ｂ同士を溶接等で接合することにより両
端開口の円管１２を作成する。
そして、同図（ｂ）に示す如く円管１２を公知の蛇腹体作成型である型枠Ｈを円管１２
の外周側に軸方向に沿って適宜の間隔をもって積層する。型枠Ｈは両端開口を蓋部材によ
って閉鎖し、円管１２の内部に高圧の流体を注入することにより内部に圧力を加え、型枠
が当接していない面を軸方向と直交する方向へ膨出させることにより、型枠Ｈの内周噛面
に沿うように成形することで大径部２ａと小径部２ｂとを有する蛇腹状の弾性部材２を成
形する。なお、弾性部材２の成形方法としては、円管１２と、円管１２の内外面に当接す
る図外のダイスとを共に回転させることにより大径部２ａと小径部２ｂとを成形する絞り
加工によって成形しても良い。

一方、図２（ｃ）に示す如く円形板１１は、絞り加工又はプレス加工により弾性部材２
側に開口部１０ｆを有し、反対側の先端にシール面３ａが形成されたキャップ体３として
成形され、図２（ｄ）に示す如くキャップ体３を弾性部材２方向に直角に折曲することに
より完成する。なお、接合部１０ｍ以外の円形板１１の周縁１１ａと、キャップ体３の端
部１０ａとが溶接等の手段により一体化されてもよい。このように型枠Ｈを用いることで
弾性部材２と、キャップ体３とが一体となったばね部材１Ａを容易に製造できる。また、
予め絞り加工によって、キャップ体３が設けられた円管１２を作成し、その後に上記方法
により蛇腹状の弾性部材２を作成しても良い。
図１（ｂ）は他の実施例のばね部材１Ｂを示す。このばね部材１Ｂは、細幅のアルミニウ
ム等の金属板を例えば丸棒に一定方向に螺旋状に巻回することにより成形される弾性部材
４と、該弾性部材４の下端側４ｃに接合されることにより、弾性部材４と一体に成形され
かつ先端にシール面５ａを有するキャップ体５とを備える。弾性部材４は、螺旋状に巻回
する場合、金属板を次に巻く金属板で重ねて巻いて互いに重ね合わせるようにして弾性を
持たせているが、図１（ｃ）に示すように隣の金属板同士を互いに離間するように巻回す
るようにしてもよい。即ち、図２（ｃ）において、ばね部材１Ｃは、金属板を幅狭とし、
丸棒等に所定の間隔ｇを空けて一定方向に巻回することにより成形される略螺旋状の弾性
部材６と、該弾性部材６の下端６ａに接合され弾性部材６と一体に成形され、かつ先端に
シール面７ａを有する上端開口のキャップ体７とを備える。
他のばね部材１Ｄとして、図１（ｄ）に示す如く、細幅を有するアルミニウム等の金属板
を長さ方向に連続して、くの字状に折曲することにより成形される弾性部材８と、該弾性
部材８の下端部８ａの一部に一体に成形され、かつ先端にシール面９ａを有する上端開口
のキャップ体９とを備える。

上記構成からなるばね部材１Ａ乃至１Ｄによれば、弾性部材と特定部材としてのキャッ
プ体とが簡略な組み立て工程により弾性部材先端部と一体化されて、単一の部材として構
成されたことにより、特定部材としてのキャップ体を弾性部材に対して組み付ける作業が
不要となる。また、後述のインクカートリッジの組み立て作業において特定部材の取り付
け方向に配慮せずに液体供給口に対して容易にばね部材１Ａ乃至１Ｄを組み付けることが
可能となる。なお、弾性部材とキャップ体とを一体とするには、プレス加工及び絞り加工
等の加工法を用いることにより容易に作成できる。
また、上記ばね部材１Ａ乃至１Ｄは、本願発明の概略を例示するものであり、本発明は上
記実施例に限定されるものではない。
以下、本発明に係るばね部材の構成をさらに具体化し、これを適用したインクカートリッ
ジ及び記録装置について詳説する。

図３（ａ），（ｂ），（ｃ），図４は、本発明に係るばね部材の一例を示す図であり、
特に図１（ａ）に示すばね部材Ａの変形例を示す。本例における変形例としてのばね部材
１Ｅは、例えばアルミニウム等の単一の金属板をプレス加工、絞り加工等の方法により一
端開口の柱状体として形成される中空構造の弾性部材１３と、弾性部材１３の先端部に設
けられる特定部材としてのキャップ体１４とからなる。
弾性部材１３及びキャップ体１４は、図４に示すように矩形の金属板Ｐを打ち抜くことに
よって、上下及び幅方向に一定の間隔をもって小開口１５ａ乃至１５ｄと大開口１６とを
開設し、該複数の開口の両側部に位置する弾性片１７（ａ）乃至１７（ｆ）と、該複数の
開口の上下部に位置する周壁１８からなる網状体を形成し、これを折曲することにより例
えば断面八角形の柱状体として構成される（図３参照）。

以下、打ち抜き後の最上段にあたるＡ段を例として図４を用いて具体的構成を説明する
。
Ａ段における小開口１５ａは例えば上下２ミリ、幅１ミリの矩形の開口として形成され、
互いに隣り合う小開口１５ａと１５ｂ及び１５ｃと１５ｄとは同一面積の開口である。大
開口１６は、金属板Ｐの幅方向略中央に開設され、小開口１５ａ乃至１５ｄよりも幅広な
開口として開設される。
また、上記小開口１５ａ乃至１５ｄ及び大開口１６によって隔てられる６つの弾性片１
７（ａ）乃至（ｆ）のうち弾性片１７ｂは隣り合う弾性片１７ａ及び１７ｃよりも幅広で
あり、弾性片１７ａと弾性片１７ｃとは互いに等しい幅に設定される。また、弾性片１７
ｄ乃至弾性片１７ｆは仮想線Ｌを中心として弾性片１７ａ乃至１７ｃと左右対称となるよ
うに設定される。よって、弾性片１７ｂと弾性片１７ｅとの幅は等しく、弾性片１７ａ，
弾性片１７ｃ，弾性片１７ｄ及び弾性片１７ｆの幅は其々等しく設定される。

図３（ｂ）に示す如く、周壁１８は、上記Ａ列の弾性片１７ａ乃至１７ｆの上下に位置
して、直下のＢ段の弾性片１７ａ乃至１７ｆとを結び、幅方向に延長する面として構成さ
れる。
また、周壁１８の上下方向の長さｌは、最も上段及び下段に位置する周壁１８Ａ及び１８
Ｂを除いてそれぞれ等しく設定され、周壁１８Ａ及び周壁１８Ｂは他の周壁よりも上下方
向に長く設定される。幅方向の長さｑは、例えば全ての周壁１８においてそれぞれ等しく
設定される。

図３（ａ），（ｂ）は、上記構成からなる金属パネルＰを各周壁１８の折曲線ｐで折り
曲げて筒状とし、図４における周壁１８の左右端部Ｒ同士を溶接等により接合した状態を
示す図である。なお、本例では周壁１８上に７つの折曲部ｐを設けることにより、図３（
ｃ）に示すように断面八角形の柱状体となるように構成したが、筒体の形状はこれに限定
されるものではなく、例えば断面三角形或いは更に多数の角を有する柱状体としてもよい
。
本図が示すように、各段Ａ乃至Ｈに設けられた弾性片１７ａ乃至１７ｆは、折曲線Ｓを
中心として筒体の半径方向内側に向かって、くの字状に折曲されてなる。

よって、本構成からなる弾性部材１３によれば、上端の周壁１８Ａを固定側とし、後述
するキャップ体１４を負荷側として、キャップ体１４に対して周壁１８Ａ方向へ押し込む
負荷を生じさせた場合、各段Ａ乃至Ｈに設けられた各弾性片１７ａ乃至１７ｆが折曲線Ｓ
を中心として柱状体の半径方向内側に向かって更に変形し、弾性部材１３が全体として周
壁１８Ａ方向へ収縮する。そして、負荷が解除されると変形したくの字状の弾性片１７ａ
乃至１７ｆが、負荷を与える以前の角度へと復帰し、自然長へと復帰する弾性部材１３を
得ることができる。なお、上記例では、Ａ段からＨ段までの八段として弾性部材１３を構
成したが、ばね部材の必要長さに応じて段数や周壁１８の上下長さを適宜変更することが
可能である。

キャップ体１４は、弾性部材１３最下段の周壁１８Ｂの周縁１９から下方に延長して一
体に成形され、首部１４ａとシール体１４ｂとを備える。
首部１４ａは、周壁１８Ｂの周縁１９から下方に延長しつつ柱状体の半径方向内側に徐々
に窄まるＲ面２０を備え、下端が柱状体の半径方向外側に拡径する形状である。シール体
１４ｂは、柱状体の軸芯と同軸上に形成され、Ｒ面２０の下端から垂下する側面２１を備
える。またシール体１４ｂの底面は、側面２１の下端周縁２１ａから一定の曲率をもって
下方に膨出するシール面２２として形成される。

図５は、本発明に係るばね部材の他の一例を示す図であり、特に図１（ｂ）に示すばね
部材１Ｂの変形例を示す。本例におけるばね部材１Ｆは、例えば、アルミニウム等の単一
の金属板を螺旋形状に巻回することにより形成される中空構造の弾性部材３０と、弾性部
材３０の先端部に設けられるキャップ体３１とからなる。
弾性部材３０は、矩形の板状プレートを複数回巻回することにより、後述の複数段からな
る螺旋構造体として形成される。複数の段部の内、最上段に位置する上段部３０ａの巻き
回し径はその直下に位置する中段部３０ｂの巻回径よりも大径である。
また、中段部３０ｂの巻回径はその直下に位置する中段部３０ｃの巻回径よりも大径であ
る。また、中段部３０ｃの巻回径はその直下に位置する下段部３０ｄの巻回径よりも大径
である。例えば、上段部３０ａの巻回径をφ３．９に設定した場合、中段部３０ｂをφ３
．６、中段部３０ｃをφ３．３、下段部３０ｄを３．０等となるように設定するのが望ま
しい。

上記構成からなる弾性部材３０によれば、上段部３０ａを固定側とし、後述するキャッ
プ体３１を負荷側として、キャップ体３１に上段部３０ａ方向へ押し込む負荷を生じさせ
た場合、下段部３０ｄの外周面の一部が直上の中段部３０ｃ部の巻回径内に入り込み、中
段部３０ｃ外周面の一部が直上の中段部３０ｂの巻回径内に入り込み、中段部３０ｂの外
周面の一部が直上の上段部３０ａの巻回径内に入り込み、弾性部材３０が全体として上段
部３０ａ方向に収縮する。そして、負荷が解除されると直上の巻回径内に入り込んでいた
３０ｄ，３０ｃ，３０ｂの外周面の一部が再び露出し、負荷を与える以前の自然長へと復
帰する弾性部材３０を得ることができる。なお、上記例では、段部を３０ａ乃至３０ｄか
らなる四段構成としたがばね部材の必要長さに応じて段数や巻回径を増減することにより
適宜設計変更が可能である。

キャップ体３１は、下段部３０ｄから下方に延長する板状となった金属板の端面３３を
プレス加工又は絞り加工等により成形することによって上記弾性部材３０と一体に形成さ
れる部材であって、細幅の首部３４と、カップ状のシール体３５とを備える。首部３４は
下段部３０ｄから下方に延長する金属板を直上の下段部３０ｄの巻き回し径よりも大径と
なるように弾性部材３０の半径方向外側から内側に向かって折り返すように巻回すること
により成形される。

具体的には、端面３３の上側縁３３ａを半径方向外側から点線で示す弾性部材３０の軸
芯に近接する位置まで延長し、端面３３の下側縁３３ｂを半径方向外側から点線で示す弾
性部材３０の軸芯を越える位置まで延長する。上側縁３３ａは、軸芯近傍にて軸芯に沿っ
て垂下する鉛直縁３３ｃと湾曲縁３３ｄとを備える。下側縁３３ｂは、軸芯を越えた位置
から半径方向外側に湾曲する湾曲縁３３ｅを備える。即ち、首部３４は、弾性部材３０を
軸芯に沿って略半割形状とした周壁３６として形成される。

シール体３５は、略円形の底部３５ａと、該底部３５ａの周縁から立ち上がる周壁３５
ｂと、周壁３５ｂの稜線３５ｃによって形成される開口部３５ｄを有するカップ形状であ
る。底部３５ａは、周壁３５ｂの周縁から下方に一定の曲率をもって膨出するシール面３
７として形成される。周壁３５ｂは、湾曲縁３３ｄ及び湾曲縁３３ｅと連続して、孤状に
形成される稜線３５ｃと底部３５ａの周縁とを結ぶ面として構成される。
また、上記周壁３５ｂは、首部３４の周壁３６と対向する位置に突片３９を備える。突片
３９は、稜線３５ｃが周壁３６と対向する位置において弾性部材３０側に弓形に突出する
ことにより形成される。
この突片３９が形成されたことにより、軸芯よりも突片３９側の底部３５ａに上段部３
０ａ方向へ押し込む負荷が生じ、弾性部材３０が収縮した場合であっても突片３９が直上
の下段部３０ｄの縁部３８近傍に当接するため、首部３４が折れ曲がることがなく、キャ
ップ体３１が傾斜することを防止することができる。
以下、上記構成からなるばね部材を液体カートリッジ及び記録装置に適用した実施例につ
いて詳説する。

図６は、液体カートリッジを備えたインクジェットプリンタ６０の外観構成を示す図で
ある。ここで、インクジェットプリンタは記録装置の一例でありその他の記録方式を採用
するプリンタにも本発明に係るばね部材及び液体カートリッジを適用することができる。
また、液体とは、顔料系インク、染料系インク、超浸透性インク、緩浸透性インク等種々
の特性を有するインク及びこれらのインクを組み合わせた複合インク等を含む。

インクジェットプリンタ６０は、複数の液体カートリッジ７０が搭載されるキャリッジ
６１と、キャリッジ６１の下面に配設された記録ヘッド８０とを有する。
キャリッジ６１は、ガイドロッドに軸支されて記録媒体６３の幅方向に沿って往復移動可
能に取り付けられる。キャリッジ６１は、遊星プーリ６４及び駆動プーリ６５に架け渡さ
れたタイミングベルト６６に接続され、駆動プーリ６５に接続される図外のパルスモータ
のモータ軸が駆動されると主走査方向に移動可能である。

キャリッジ６１は、内部に複数の液体カートリッジ７０を収納可能とする例えば６つの
ホルダ機構６１Ａ乃至６１Ｆを備えており各ホルダ機構６１Ａ乃至６１Ｆはリブによって
それぞれ区画され、記録ヘッド８０側に連通する後述の液体供給針１００を備える。上記
ホルダ機構６１Ａ乃至６１Ｆ内には例えば、ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー等の
色のインクを収容した液体カートリッジ７０が複数個装着され、各液体カートリッジ７０
の液体供給口９０内部に液体供給針１００が差し込まれる。

図７ないし図１０は、本発明に係るばね部材１Ａが液体供給口９０内部に組みつけられ
た液体カートリッジ７０の概略構成を示す図である。各図において液体カートリッジ７０
は、開口を有する略箱型に成形されたケース本体７１と蓋体７１ａとからなる。
ケース本体７１の内部は、液体を貯留する上下２つの液体収容室７２：７３と、該液体収
容室７２，７３から後述の液体供給口９０に至る図外の液体流路と、圧力制御機構７４な
どがプロピレン等により一体成形される。

液体収容室７２：７３は、ケース本体７１の上下に配設される内壁板７２ａ：７３ａと
、ケース本体７１を上下方向に隔てる中央壁板７２ｂと、中央壁板７２ｂの端部から角部
７２ｃまで延長して液体収容室７２，７３を斜めに隔てる傾斜板７２ｄと、その他複数の
仕切り板によって区画されて形成される。
圧力制御機構７４は、ケース本体７１の背面に形成される凹部に収容される円形の弁座７
５と弁蓋７６とにより構成される。
弁座７５と弁蓋７６は附勢部材としてのコイルばね７７を介して一体化され、凹部内に収
容される。

圧力制御機構７４は、後述の記録ヘッド８０からの負圧によって弁座７５と弁蓋７６が
開閉動作することにより、インク収容室７２：７３に収容された液体が後述の液体供給口
９０から吐出される。ケース本体７１と蓋体７１ａとの間には、フィルム７１ｂがケース
本体７１の開口の略全面に貼着され、ケース本体７１を密閉する。蓋体７１ａは、上記ケ
ース本体７１の開口を塞ぐ矩形の板部材として形成され、前記フィルム７１ｂと非密閉状
態で接着材等によりケース本体と一体化される。さらに、液体カートリッジ７０は側面に
係止レバー７９を備える。係止レバー７９は液体カートリッジ７０側面から突出する弾性
板状部材であり、キャリッジ６１のホルダ機構６１Ａ乃至６１Ｆ内に設けられた図外の係
止機構１０３ａと係合する（図９参照）。

液体供給口９０とキャリッジ６１に突設された液体供給針１００とを示す拡大断面図を
図９及び図１０に示す。
液体供給口９０は、キャリッジ６１の液体供給針１００が差し込まれる嵌挿体９１と、嵌
挿体９１の外周に設けられたガイドリブ９２と、嵌挿体９１内部に介挿されるパッキン９
３と、液体供給弁の一例としてのばね部材１Ａとを備える。

嵌挿体９１は、後端が液体カートリッジ７０内部の圧力制御機構７４の吐出孔７４ａと
連通し、先端が液体カートリッジ７０の底面Ｍから液体供給針１００先端まで延長して突
出する略円柱状の部材として構成される。嵌挿体９１は、圧力制御機構７４の吐出孔７４
ａから吐出されたインクを液体供給針１００まで供給する流路を構成する。
嵌挿体９１は、内部に形成された段差により上下の係止機構９１ａ，９１ｂを備え、該係
止機構９１ａ，９１ｂ間にエラストマ等から形成された弾性を有する円環状のパッキン９
３が嵌めこまれる。ガイドリブ９２は、嵌挿体９１の外周面から径方向外側に突出して一
体成形される部材であり、液体カートリッジ７０の底面Ｍから液体供給針１００の先端側
に延長する。ガイドリブ９２の下端部は、キャリッジ６１のホルダ機構６１Ａ乃至６１Ｆ
に形成された係止機構１０３ａと係合する係止機構９２ａが形成され、液体カートリッジ
７０がインク供給針１００に対して垂直に嵌合するようにガイドし、ホルダ機構１０３ａ
に固定される。また、嵌挿体９１の下方には、後述の液体供給針１００が差し込まれる差
込口となる開口９４が設けられ、開口９４は、液体供給針１００が差し込まれていない状
態においてフィルム９５により密閉される。

液体供給弁としてのばね部材１Ａは、嵌挿体９１内部に介挿される部材であって、弾性
部材２の後端ｎは嵌挿体９１内部に設けられた図外の係止片に固定される。
キャップ体３のシール面３ａ側が、パッキン９３側に向けられ、パッキン９３の上面９３
ａとキャップ体３のシール面３ａとが当接する。なお、シール面３ａは、対向するパッキ
ン９３の上面９３ａの有する曲率と略同一の曲率を有する曲面として形成することにより
上面９３ａとの密着性が増す。
即ち、本例における液体供給弁としてのばね部材１Ａは、パッキン９３の上面９３ａと
対向するシール面３ａを有する弁体としてのキャップ体３を備え、該キャップ体３を弾性
部材２が嵌挿体９１の下方に附勢することによって、シール面３ａとパッキン９３の上面
９３ａとが当接し、流路としての嵌挿体９１の上流側を閉鎖する構成である。

液体供給針１００は、例えばエポキシ樹脂等により成形される中空針状構造であって、
先端部１０１が略円錐状に尖った形状に成形される。先端部１０１には、インクを導入す
るための導入孔１０１ａが円錐の周方向に沿って複数設けられ、内部には上記導入孔１０
１ａと連通する液体流路１０２が後述のホルダ内流路１１０の開口に至るまで延長して形
成される。
液体供給針１００は根元部分に針台座１０３が設けられ、キャリッジ６１内部に設けら
れた針ホルダ１０９に着座し、溶着、接着等の手段により固定される。
針ホルダ１０９は、液体供給針１００の針台座１０３側に向かって漏斗状に拡径したホ
ルダ内流路１１０を備え、該ホルダ内流路１１０の開口には、インクを濾過してインク内
の空気や異物を取り除く図７に示すフィルタ１１１が配設される。
ホルダ内流路１１０の開口の下流側には、パッキン１１２が配設され、該パッキン１１
２を介してホルダ内流路１１０と後述の記録ヘッド側の流路とが連通される。

記録ヘッドの概略構成を図７に示す。図７において、記録ヘッド８０は、キャリッジ６
１の下方に装着され、液体供給針１００のホルダ内流路１１０と連通するヘッド側流路８
１と、ヘッド側流路８１を経て供給された液体を圧力変化によって記録媒体６３に吐出す
る液体噴射ユニット８５とを備える。

液体噴射ユニット８５は、例えば、エポキシ樹脂等によって成形され区画された内部収
容空間を有し、略箱型に成形されるケース本体８６と、ケース本体８６内部に収容される
接合板８７と、上記接合板８７に固定される圧電振動子８８と、圧電振動子８８に駆動信
号を供給するフレキシブルケーブル８９とを備える

圧力振動子８８は、例えば圧電体層と電極体層とが交互に積層され、駆動信号の供給によ
り積層方向と直交する方向に伸縮可能な積層体として構成される。接合板８７は、ケース
本体８６の内部収容空間に固定される例えば厚さが１ミリ程度の矩形部材であり、上記圧
力振動子８８を固定するとともに圧力振動子８８の反力を受け止める。
フレキシブルケーブル８９は、例えばフィルム状に形成された可塑性を有する部材であっ
て、一端が上記圧力振動子の表面に半田付けにより固定され、他端がケース本体上部に取
り付けられた図外の基板に半田付けされる。

ヘッド側流路８１は、上端部が液体供給針１００の下端部とパッキン１１２を介して液密
状態で連通され、下端部が流路形成板８２と後述の積層体８３とで形成される液体貯留室
８４を備え、液体カートリッジ７０の液体供給口９０からヘッド側に供給される液体を後
述の圧力発生室１２０及びノズル開口１２１ａを経て吐出させるまでの流路として構成さ
れる。
ヘッド側流路８１は、板状の流路形成板８２及び積層体８３との間に形成される空間であ
って、流路内にインクを貯留する液体貯留室８４や液体貯留室８４から圧力発生室１２０
へ連通する供給孔８４ａ及びノズル開口１２１を備える。

流路形成板８２は、ケース本体８６の下部に積層体８３を介して取り付けられる。流路
形成板８２は、上記積層体８３との間に液体貯留室８４を確保するための段差面が設けら
れ、液体貯留室８４、供給孔８４ａ、圧力発生室１２０、ノズル開口１２１ａへと至る流
路の底面として構成される。流路形成板８２における積層体との接合面との反対面には、
複数のノズル開口１２１ａが設けられたノズル面１２１が接合される。

積層体８３は、例えばステンレスからなる支持板８３ａと、該支持板８３ａの下面に配
設される弾性膜８３ｂとが積層されてなり、島部Ｄを除く他の支持板８３ａは上面がケー
ス本体８６の下面と接合される。島部Ｄは支持板８３ａをエッチング加工などにより部分
的に除去することにより作成され、上面が圧電振動子８８の自由端面と接合される。
弾性膜８３ｂは、上記支持板８３ａの下面にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰ
Ｉ（ポリイミド）等をラミネートすることにより形成される。

上記構成からなる記録ヘッド８０によれば、図外の制御部から圧電振動子８８にフレキ
シブルケーブル８９を介して駆動信号等を供給し、圧電振動子８８を上下方向に伸縮させ
ることにより、該圧電振動子８８の自由端面に接合された島部Ｄが上下に伸縮変形し、そ
れに伴って弾性膜８３ｂも伸縮することから圧力発生室１２０の容積が増減し、内部圧力
を変動させることが可能となり、圧力発生室１２０内部の液体をノズル開口１２１ａから
吐出することができる。

具体的には、圧電振動子８８を充電して自由端面を長手方向に収縮させると島部Ｄは上
方に引っ張られ、圧電振動子８８の放電状態のときと比べて、圧力発生室１２０の容積を
増大させることができる。また、これとは逆に充電状態の圧力振動子８８を放電して自由
端面を長手方向に伸長させると島部Ｄが圧力発生室１２０の側に押し込まれ、圧電振動子
８８の充電状態のときと比べて、圧力発生室１２０の容積を減少させることができる。
なお、上記例では所謂撓み振動モードの圧電振動子８８を用いたが、これに限るものでは
なく、所謂伸縮振動モード等の振動素子を用いることも可能である。

図９及び図１０を参照し、液体カートリッジ７０をキャリッジ６１のホルダ機構６１Ａ
に装着した場合における液体供給口９０と液体供給針１００との関係について説明する。
図９に示す状態から、液体カートリッジ７０を矢印Ａに示す液体供給針１００の側に押
し下げると、先端部１０１が開口９４に貼着されたフィルム９５を突き破り、液体カート
リッジ７０の嵌挿体９１内部にはめ込まれる。
そして、液体カートリッジ７０を更に下方へ押し下げることによって、図１０に示す如
く、ホルダ機構６１Ａ内に設けられた係止機構１０３ａとガイドリブ９２の係止機構９２
ａとが互いに嵌め合わされ、液体カートリッジ７０が、ホルダ機構６１Ａに対して略垂直
に装着された状態となる。

図１０は、上記のように液体カートリッジ７０がホルダ機構６１Ａの係止機構１０３ａ
に装着されたときの液体供給針１００と液体供給口９０の差込状態を示す。
具体的には、液体供給針１００の先端部１０１は、開口９４内に挿入され嵌挿体９１内に
介挿された液体供給弁としてのばね部材１Ａのシール面３ａに当接する。
そして、液体カートリッジ７０が矢印方向に押し込まれることにより、先端部１０１が
、弁蓋としてのキャップ体３を弾性部材２に抗して流路としての嵌挿体９１の上流側に押
し上げる。キャップ体３が押し上げられることによって、パッキン９３の上面９３ａとシ
ール面３ａとが互いに離間し、圧力制御機構７４の吐出口７４ａから吐出された液体が流
路としての嵌挿体９１の下流側に流れ出すことが可能な状態となる。
同時に流路の下流側と液体供給針１００に形成された液体流路１０２とが導入孔１０１ａ
を介して液密状態に連通し、液体は、液体供給口９０から外部に漏れ出すことなく当該液
体流路１０２を通ってインクヘッド側に供給される。

上記液体供給弁の弁蓋としてのキャップ体３と、該キャップ体３を附勢する弾性部材２と
が一体に形成されたばね部材１Ａを液体カートリッジ７０の液体供給口９０内部に介挿さ
れる液体供給弁として適用したことにより、液体カートリッジ７０組み立て時において、
作業者は、キャップ体３と弾性部材２とを組み付ける作業が不要となり、弁体と別体に形
成された弾性体からなる液体供給弁を液体カートリッジ７０内に組み付ける場合に比べ、
作業ミスに起因するシール不良を防止することができて、高品質な液体カートリッジ７０
を得ることができる。

図１１は、前述したばね部材１Ｅを液体供給弁として液体カートリッジ７０に組み込み、
該液体カートリッジ７０をホルダ機構６１Ａ内に設けられた係止機構１０３ａに装着した
状態を示す。
この状態において、液体供給針１００の先端部１０１は、液体供給弁としてのばね部材１
Ｅのシール面２２に当接し、弁蓋としてのキャップ体１４を弾性部材１３に抗して流路と
しての嵌挿体９１の上流側に押し上げる。キャップ体１４が押し上げられることによって
、パッキン９３の上面９３ａとシール面２２とが互いに離間し、圧力制御機構７４の吐出
口７４ａから吐出された液体が流路としての嵌挿体９１の下流側に流れ出すことが可能な
状態となる。
同時に流路の下流側と液体供給針１００に形成された液体流路１０２とが導入孔１０１ａ
を介して液密状態に連通し、液体は、液体供給口９０から外部に漏れ出すことなく当該液
体流路１０２を通ってインクヘッド側に供給される。

上記液体供給弁の弁蓋としてのキャップ体１４と、該キャップ体１４を附勢する弾性部材
１３とが一体に形成されたばね部材１Ｅを液体カートリッジ７０の液体供給口９０内部に
介挿される液体供給弁として適用したことにより、上記ばね部材１Ａにより生じる効果に
加えて、複数段からなる断面八角形の柱状体の弾性部材１３を有するばね部材１Ｅは嵌挿
体９１内において途中で湾曲することなく垂直方向に収縮する。
よって、キャップ体１４は液体供給針１００に押し上げられた状態において嵌挿体９１
内で傾斜することはなく、水平姿勢を維持したままパッキン９３の上面９３ａから離間し
、液体供給弁１００が抜き取られた状態では水平姿勢を維持したままシール面２２が上面
９３ａに当接し、液体カートリッジ７０の不適正な着脱に起因するシール不良を防止する
ことができる。

図１２は、前述したばね部材１Ｆを液体供給弁として液体カートリッジ７０に組み込み、
該液体カートリッジ７０をホルダ機構６１Ａ内に設けられた係止機構１０３ａに装着した
状態を示す。
この状態において、液体供給針１００の先端部１０１は、液体供給弁としてのばね部材１
Ｅのシール面３７に当接し、弁蓋としてのキャップ体３１を弾性部材３０に抗して流路と
しての嵌挿体９１の上流側に押し上げる。突片３９は、直上の下段部３０ｄの縁部３８近
傍に当接する。
キャップ体３１が押し上げられることによって、パッキン９３の上面９３ａとシール面３
７とが互いに離間し、圧力制御機構７４の吐出口７４ａから吐出された液体が流路として
の嵌挿体９１の下流側に流れ出すことが可能な状態となる。
同時に流路の下流側と液体供給針１００に形成された液体流路１０２とが導入孔１０１ａ
を介して液密状態に連通し、液体は、液体供給口９０から外部に漏れ出すことなく当該液
体流路１０２を通ってインクヘッド側に供給される。

上記液体供給弁の弁蓋としてのキャップ体３１と、該キャップ体３１を附勢する弾性部材
３０とが一体に形成されたばね部材１Ｆを液体カートリッジ７０の液体供給口９０内部に
介挿される液体供給弁として適用したことにより、上記ばね部材１Ａにより生じる効果に
加えて、ばね部材１Ｆは突片３９が直上の下段部３０ｄの縁部３８に当接した状態で収縮
するため、突片３９と対向する首部３４が折れ曲がることがない。
よって、キャップ体３１は液体供給針１００に押し上げられた状態において嵌挿体９１内
で傾斜することはなく、水平姿勢を維持したままパッキン９３の上面９３ａから離間し、
液体供給弁１００が抜き取られた状態では水平姿勢を維持したままシール面２２が上面９
３ａに当接し、液体カートリッジ７０の不適正な着脱に起因するシール不良を防止するこ
とができる。なお、図示は省略するが上記ばね部材１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを液体供給弁として
適用した場合でも、ばね部材１Ａを適用した場合と同一の作用、効果を生じることは言う
までも無い。

以上の通り、本発明を実施の形態に基いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記複数の
実施例に限定されるものではない。また、本発明に係るばね部材は実施例で示す他、ステ
ンレス鋼板の表面にニッケル層を形成したものや銅合金等種々の素材によって作成するこ
とが可能である。

本発明に係るばね部材１Ａ，１Ｂ，１Ｃ及び１Ｄの概略構成を示す斜視図である。本発明に係るばね部材１Ａの製造工程を示す図である。本発明に係るばね部材１Ｅの正面図、斜視図及び断面図である。本発明に係るばね部材１Ｅの展開図である。本発明に係るばね部材１Ｆの斜視図及び部分拡大図である。本発明に係る記録装置の概略構成を示す斜視図である。記録ヘッドの概略構成を示す断面図である。本発明に係るばね部材１Ａが組み込まれた液体カートリッジを示す分解斜視図である。本発明に係るばね部材１Ａが組み込まれた液体カートリッジと液体供給針を示す断面図である。本発明に係るばね部材１Ａが組み込まれた液体カートリッジに液体供給針が差し込まれた状態を示す断面図である。本発明に係るばね部材１Ｅが組み込まれた液体カートリッジに液体供給針が差し込まれた状態を示す断面図である。本発明に係るばね部材１Ｆが組み込まれた液体カートリッジに液体供給針が差し込まれた状態を示す断面図である。

符号の説明

１Ａ乃至１Ｆばね部材、２，４，６，８弾性部材
３，５，７，９，１４，３１キャップ体、１７ａ乃至１７ｆ弾性片、
１８周壁、３９突片、６０インクジェットプリンタ、６１キャリッジ、
７０液体カートリッジ、８０記録ヘッド、８８圧電振動子、
９０液体供給口、９１嵌挿体、９３パッキン、１００液体供給針、
１２０圧力発生室、ノズル開口１２１ａ。

Claims

一定方向への弾性を有し、一端部又は両端部に特定部材が設けられる弾性部材を備えた
ばね部材において、上記弾性部材と上記特定部材が一体化されたことを特徴とするばね部
材。
上記特定部材は、弾性部材側に開口する開口部と、先端にシール面とが形成されたキャ
ップ体であって、前記開口部の縁部が上記弾性部材と一体化されたことを特徴とする請求
項１に記載のばね部材。
上記キャップ体は、上記開口部の縁部から弾性部材方向に突出する突片とを備え、上記
弾性部材収縮時に突片が弾性部材に当接し、キャップ体の傾斜を阻止すること特徴とする
請求項２記載のばね部材。
上記弾性部材は、細幅の金属板が巻回された螺旋体として形成され、該螺旋体の先端部
と上記キャップ体の縁部とが一体化されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載
のばね部材。
上記弾性部材は、細幅の金属板が複数回長さ方向に折曲されてなり、該金属板の先端部
と上記キャップ体の縁部とが一体化されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載
のばね部材。
上記キャップ体は、弾性部材と一体となった金属板をプレス加工又は絞り加工により成
形されてなる請求項２乃至請求項５に記載のばね部材。
記録装置に設けられた液体供給針に装着される液体カートリッジにおいて、前記液体カ
ートリッジは、液体収容部と前記液体供給針が嵌挿される液体供給口とを備え、液体供給
口は上記請求項１乃至請求項６いずれか一項に記載のばね部材を備え、上記弾性部材が、
上記キャップ体を液体供給口の閉成方向に附勢して液体供給口を塞ぐことを特徴とする液
体カートリッジ。
上記請求項７に記載の液体カートリッジを備えたことを特徴とする記録装置。