JP2009133458A - Valve and ink cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2つの空間を区画する隔壁に設けられた孔を開閉するバルブ、及びこのバルブを備えるインクカートリッジに関する。 The present invention relates to a valve that opens and closes a hole provided in a partition partitioning two spaces, and an ink cartridge including the valve.
インクジェット記録方式の記録装置に装着されるインクカートリッジは、インクが収容されるインク室を有している。インクカートリッジが記録装置に装着されると、インク室内のインクが記録装置の記録ヘッドへ供給可能となる。記録ヘッドは、インクカートリッジから供給されたインクを記録用紙へ向けて選択的に噴出する。これにより、記録用紙の画像が記録される。従来のインクカートリッジは、インクの逆流を防止するための逆止弁を備えている(例えば特許文献1参照。)。 An ink cartridge mounted on an ink jet recording type recording apparatus has an ink chamber for containing ink. When the ink cartridge is attached to the recording apparatus, the ink in the ink chamber can be supplied to the recording head of the recording apparatus. The recording head selectively ejects the ink supplied from the ink cartridge toward the recording paper. As a result, an image on the recording sheet is recorded. A conventional ink cartridge includes a check valve for preventing backflow of ink (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載のインクカートリッジは、カートリッジ本体の側面に略筒状のインク供給体が設けられている。インク供給体の内部空間は、上記インク室と壁で区画されている。この壁には、インク室とインク供給体の内部空間とを繋ぐ貫通孔が形成されている。また、インク供給体の内部空間には、逆止弁及びカバーが配置される。逆止弁は、側面視において略傘形状に形成されており、傘部と棒状の軸部とで構成されている。カバーは、上記軸部が挿通される挿通孔と、インクが流通する流通孔とが形成されている。カバーは、上記隔壁に当接するように配置され、逆止弁は、軸部が上記挿通孔及び上記貫通孔を挿通するように配置されている。インク室内の圧力がインク供給体の内部空間の圧力よりも大きい場合、傘部がインクからの動圧を受けて逆止弁がカバーから離隔する方向へ移動する。カバーの流通孔が開放されるので、インク室からインク供給体の内部空間へインクが流れる。逆に、インク室内の圧力がインク供給体の内部空間の圧力よりも小さい場合、傘部がインクからの動圧を受けて逆止弁がカバーへ向けて移動する。これにより、カバーの貫通孔が傘部で閉塞されるので、インク供給体の内部空間からインク室へのインクの流れが遮断される。
The ink cartridge described in
特許文献1に記載のバルブは、軸部がカバーの挿通孔及び壁の貫通孔に挿通された状態で支持されているので、逆止弁の作動時に摺動抵抗が生じる。このため、インクの流れが微量である場合、すなわち、インク室とインク供給体の内部空間との圧力差が小さい場合には、逆止弁が作動しないという問題がある。
Since the valve | bulb of
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、2つの空間の間で微小な圧力差が生じただけで開閉する応答性の良いバルブ、及びそのバルブを備えるインクカートリッジを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and provides a valve with high responsiveness that opens and closes only when a minute pressure difference is generated between two spaces, and an ink cartridge including the valve. Objective.
(1) 本発明に係るバルブは、2つの空間を区画する隔壁に設けられた第1孔を開閉するバルブであって、筒体、内壁、蓋体及び第2孔を備える。筒体は、第1端が上記隔壁に密接される。内壁は、上記筒体の内部に該筒体の中心線と交差する交差方向へ延設されている。内壁は、上記中心線を含む断面が屈曲形状に形成された可撓性を有するものである。蓋体は、上記内壁の中央に配設されており、上記第1孔を閉塞可能な球状のものである。第2孔は、上記内壁に設けられており、上記空間内の流体が流通可能である。 (1) A valve according to the present invention is a valve that opens and closes a first hole provided in a partition wall that divides two spaces, and includes a cylinder, an inner wall, a lid, and a second hole. The first end of the cylinder is in close contact with the partition wall. The inner wall extends in the intersecting direction intersecting the center line of the cylinder inside the cylinder. The inner wall has flexibility in which a cross section including the center line is formed in a bent shape. The lid is disposed in the center of the inner wall and has a spherical shape capable of closing the first hole. The second hole is provided in the inner wall and allows fluid in the space to flow therethrough.
筒体は、筒状のものである。この筒体の内側に、屈曲形状(例えば蛇腹形状)に形成された内壁が設けられている。本発明のバルブは、例えば2つの空間を区画する隔壁に形成された第1孔の開閉に用いられる。バルブは、筒体の一端が上記隔壁に密着するように装着される。このため、内壁が流体から動圧を受けると、蓋体が筒体の中心線方向へ変位する。バルブが設けられている一方の空間の圧力が他方の空間の圧力よりも大きい場合には、内壁が伸びて蓋体が第1孔を塞ぐ位置まで変位する。逆に、上記一方の空間の圧力が上記他方の空間の圧力よりも小さい場合には、内壁が縮んで蓋体が第1孔を開放する位置まで変位する。本発明のバルブは、上述のように、内壁の上記断面が屈曲形状に形成されている。このため、内壁が弱い力でも伸縮するので、2つの空間の間で微小な圧力差が生じただけで、蓋体が変位する。 The cylinder is cylindrical. An inner wall formed in a bent shape (for example, a bellows shape) is provided inside the cylindrical body. The valve | bulb of this invention is used for opening and closing of the 1st hole formed in the partition which divides two spaces, for example. The valve is mounted such that one end of the cylinder is in close contact with the partition wall. For this reason, when the inner wall receives dynamic pressure from the fluid, the lid body is displaced in the direction of the center line of the cylindrical body. When the pressure in one space where the valve is provided is greater than the pressure in the other space, the inner wall extends and the lid is displaced to a position where it closes the first hole. On the other hand, when the pressure in the one space is smaller than the pressure in the other space, the inner wall shrinks and the lid body is displaced to a position where the first hole is opened. In the valve of the present invention, as described above, the cross section of the inner wall is formed in a bent shape. For this reason, since the inner wall expands and contracts even with a weak force, the lid body is displaced only by a minute pressure difference between the two spaces.
(2) 上記内壁は、弾性を有していることが好ましい。 (2) It is preferable that the inner wall has elasticity.
これにより、2つの空間の微小な圧力差で蓋体が変位するバルブが容易に形成される。 Thereby, a valve in which the lid is displaced by a minute pressure difference between the two spaces is easily formed.
(3) 上記筒体、上記内壁及び上記蓋体が着色料を含まない材料で構成されていてもよい。 (3) The cylinder, the inner wall, and the lid may be made of a material that does not contain a colorant.
(4) 本発明のバルブは、上記筒体の中心線と交差する交差面に対して非対称に形成されていてもよい。 (4) The valve of the present invention may be formed asymmetrically with respect to an intersecting surface intersecting the center line of the cylinder.
(5) 上記内壁は、上記筒体の上記第1端側に設けられていてもよい。 (5) The inner wall may be provided on the first end side of the cylindrical body.
(6) 上記内壁は、表裏面が上記交差面に対して非対称に形成されていてもよい。 (6) The inner wall may have an asymmetric front and back surface with respect to the intersecting surface.
(7) 上記筒体において上記第1端とは反対側の第2端の外周縁が挿嵌される凹陥部を有する保持具を更に備え、上記筒体は、上記第1端の外周縁に上記筒体の径方向外向きに突出する突起を備えていてもよい。 (7) The cylindrical body further includes a holder having a recessed portion into which the outer peripheral edge of the second end opposite to the first end is fitted, and the cylindrical body is formed on the outer peripheral edge of the first end. You may provide the protrusion which protrudes in the radial direction outward of the said cylinder.
筒体の第1端の外周縁に突起が設けられている。これにより、バルブは、第2端側から凹陥部に挿嵌することができ、且つ第1端側から凹陥部に挿嵌することができないように構成されている。この構成により、バルブが保持具に対して逆向きに取り付けられることが防止される。 A protrusion is provided on the outer peripheral edge of the first end of the cylindrical body. As a result, the valve can be inserted into the recessed portion from the second end side and cannot be inserted into the recessed portion from the first end side. With this configuration, the valve is prevented from being attached to the holder in the reverse direction.
(8) 上記保持具は、上記筒体の上記第2端の外周縁が上記凹陥部に嵌挿された状態で上記突起と係合する凹形状の被係合部を備えていてもよい。 (8) The holder may include a concave engaged portion that engages with the protrusion in a state where an outer peripheral edge of the second end of the cylindrical body is fitted into the concave portion.
(9) また、本発明に係るインクカートリッジは、請求項1から8のいずれかに記載のバルブを備えたインクカートリッジであって、インクが収容される第1空間を有する本体と、上記第1空間内に設けられ、上記バルブが収容される第2空間を区画する隔壁と、上記隔壁に設けられ、上記第1空間と上記第2空間とを連通する第1孔と、を備える。
(9) An ink cartridge according to the present invention is an ink cartridge including the valve according to any one of
本発明によれば、2つの空間の間で微小な圧力差が生じただけで蓋体が変位するので、バルブの開閉の応答性が向上する。 According to the present invention, since the lid body is displaced only by a slight pressure difference between the two spaces, the responsiveness of opening and closing the valve is improved.
以下、適宜図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate. In addition, this embodiment is only an example which actualized this invention, and it cannot be overemphasized that embodiment can be changed suitably in the range which does not change the summary of this invention.
まず、本発明の一実施形態に係る逆止弁30(本発明のバルブの一例、図4参照)を備えるインクカートリッジ10(本発明のインクカートリッジの一例、図1参照)の構成について説明する。 First, the configuration of an ink cartridge 10 (an example of the ink cartridge of the present invention, see FIG. 1) including the check valve 30 (an example of the valve of the present invention, see FIG. 4) according to an embodiment of the present invention will be described.
[図面の説明]
図1は、本発明の一実施形態に係るインクカートリッジ10の外観形状を示す斜視図である。図2は、カートリッジ本体20の内部構造を示す側面図である。図3は、カートリッジ本体20の分解斜視図である。図4は、バルブ収容室54付近の構造を示すカートリッジ本体20の部分断面図であり、インク供給孔91が閉塞された状態を示す。図5は、バルブ収容室54付近の構造を示すカートリッジ本体20の部分断面図であり、インク供給孔91が開放された状態を示す。図6は、弁体31の斜視図である。図7は、弁体31の縦断面図である。図8は、奥壁53付近の構造を示すカートリッジ本体20の部分断面図であり、(A)は貫通孔28が開放された状態を示し、(B)は貫通孔28が閉塞された状態を示す。なお、図3ではアーム150(図2参照)が省略されている。
[Explanation of drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external shape of an
インクジェット方式のプリンタに代表される記録装置には、インク供給装置が設けられている。インク供給装置は、記録装置の記録ヘッドへインクを供給するものである。インクカートリッジ10(図1参照)は、このインク供給装置に装着されて使用される。詳細については省略するが、インクカートリッジ10は、インク供給装置が備える不図示の収容部に着脱可能に構成されている。この収容部には、インクニードル49(図5参照)が設けられている。インクニードル49は、記録装置の記録ヘッドから導出されたインク管の先端に設けられた針状の樹脂管である。収容部にインクカートリッジ10が装着されると、後述するインク供給孔91(図4参照)にインクニードル49が挿入される。これにより、インクカートリッジ10に収容されたインクが記録装置の記録ヘッドへ供給可能となる。
An ink supply device is provided in a recording apparatus typified by an ink jet printer. The ink supply device supplies ink to the recording head of the recording device. The ink cartridge 10 (see FIG. 1) is used by being mounted on the ink supply device. Although not described in detail, the
図1に示されるように、インクカートリッジ10は、扁平形状の略六面体として構成されている。詳細には、インクカートリッジ10は、幅方向(矢印51の方向)に細く、高さ方向(矢印52の方向)及び奥行き方向(矢印57の方向)が上記幅方向よりも長い略直方体形状に形成されている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示されるように、インクカートリッジ10は、大別して、カートリッジ本体20(本発明の本体の一例、図2参照)と、第1カバー21と、第2カバー22とを備えている。インクカートリッジ10の外装は、第1カバー21及び第2カバー22で構成されている。カートリッジ本体20は、内部にインクが収容されるインク室100(本発明の2つの空間の一方の一例、本発明の第1空間の一例、図2参照)が形成されている。このカートリッジ本体20は、各カバー21,22で覆い隠されている。なお、本実施形態では、カートリッジ本体20、第1カバー21及び第2カバー22は樹脂材料により構成されている。樹脂材料としては、例えばナイロンやポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。
As shown in FIG. 1, the
インクカートリッジ10は、図1に示された起立状態、つまり、図中の下側の面を底面122とし、図中の上側の面を上面123として上記収容部に対して矢印56で示される方向(以下「挿入方向56」と称する。)へ挿入される。カートリッジ本体20は、背面102(図2及び図3参照)が第1カバー21の前壁161の裏面と対向するようにカバー21,22に保持されている。
The
第1カバー21は、カートリッジ本体20の挿入方向56の前方側の部分(以下「前方部」と称する。)を収容可能な容器形状に形成されている。第2カバー22は、カートリッジ本体20の挿入方向56の後方側の部分(以下「後方部」と称する。)を収容可能な容器形状に形成されている。これにより、カートリッジ本体20の前方側が第1カバー21によって保護され、カートリッジ本体20の後方側が第2カバー22によって保護される。前壁161の下方には、インク供給バルブ(図2参照)と対応する位置に挿通孔19が形成されている。挿通孔19には、インク供給バルブが挿通される。このため、挿通孔19は、インク供給バルブに対応する位置及び大きさに形成されている。
The
第1カバー21は、カートリッジ本体20を保持する第2カバー22に対して奥行き方向(矢印57の方向)へスライド可能に構成されている。図1(A)には、第1カバー21がカートリッジ本体20の背面102に最も近付いた第2位置にスライドされた状態が示されている。図1(B)には、第1カバー21がカートリッジ本体20の背面102から最も離隔された第1位置へスライドされた状態が示されている。第1カバー21が上記第2位置へスライドされることによって、後述の大気連通バルブ80(図2参照)のロッド84が押圧される。これに伴い、キャップ95が第1カバー21の外側へ露出される(図1(A)参照)。また、第1カバー21が上記第1位置へスライドされることによって、大気連通バルブ80のロッド84が元の状態(待機状態)に復帰する。これに伴い、キャップ95が第1カバー21内に没入する。図には示されていないが、前壁161の裏面とカートリッジ本体20の背面102との間には、圧縮コイルバネが圧縮された状態で配置されている。このため、第1カバー21は、第2位置から第1位置へ移動する方向へ弾性的に付勢されている。
The
カートリッジ本体20は、図2及び図3に示されるように、大別して、フレーム110と、大気連通バルブ80と、インク供給バルブ90と、アーム150とを備える。フレーム110は、カートリッジ本体20の筐体を構成する部材であり、カートリッジ本体20の六面101〜106を形成する。したがって、カートリッジ本体20の各面101〜106は、フレーム110の六面に一致する。以下において、カートリッジ本体20の各面に付された符号(101〜106)を用いてフレーム110の各面を示す。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
フレーム110は、透光性のある樹脂材料で構成されており、例えば、樹脂材料を射出成形することにより得られる。フレーム110は、透光性を有するものであれば如何なる樹脂で構成されていてもよく、例えば、透明或いは半透明の樹脂で構成することも可能である。樹脂材料としては、ポリアセタールやナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。フレーム110は、正面101、上面103、背面102、底面104に概ね沿って環状に形成されている。これにより、フレーム110の左面105及び右面106に開口が形成されている。
The
フレーム110の左面105、右面106それぞれに、透明な樹脂で構成された薄肉状のフィルム(不図示)が貼り付けられている。具体的には、フィルムは、フレーム110の左面105、右面106の外縁部分に超音波溶着されている。このフィルムによって左面105及び右面106の開口が閉塞される。これにより、フレーム110とフィルムとによって囲まれた空間がインク室100として区画される。このように区画されたインク室100にインクが収容される。なお、本実施形態では、フレーム110とフィルムとによってインク室100を形成することとしたが、例えば、フレーム110自体を直方体の容器状に形成することによってその内部にインク室100が形成してもかまわない。
A thin film (not shown) made of a transparent resin is attached to each of the
図2及び図3に示されるように、フレーム110の正面101にインク注入部15が形成されている。インク注入部15は、背面102からインク室100側に穿設された略円筒状の孔である。インク注入部15は、インク室100に連通している。このインク注入部15は、インクをインク室100に注入するためのものであり、インク注入部15を通じてインクがインク室100へ流入する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2及び図3に示されるように、フレーム110の背面102の中段付近に検知窓140が形成されている。検知窓140は、インク室100に収容されているインクの量を視覚的或いは光学的に検知するためのものである。検知窓140は、フレーム110と同じ材質、つまり、外部からの光を透過することができる透明の樹脂材料で構成される。なお、検知窓140には、インク供給装置に取り付けられたフォトインタラプタなどの発光素子及び受光素子からなる光センサによって検出光が照射される。そして、検知窓140を透過した検出光が上記受光素子に受光される。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
図2に示されるように、検知窓140の内部には空間142が形成されている。検知窓140のインク室100側には壁は設けられていない。このため、空間142はインク室100に連続して通じている。この空間142に、アーム150のインジケータ部152が進入或いは退出する。なお、図2には、インジケータ部152が空間142に進入した姿勢が示されている。
As shown in FIG. 2, a
アーム150(図2参照)は、インク室100に収容されたインクの液量を検知するための部材である。アーム150の一方端に、空間142に進入或いは退出されるインジケータ部152が設けられている。アーム150の他方端に、フロート部153が設けられている。このアーム150は、カートリッジ本体20に矢印61の方向へ回動可能に支持されている。フロート部153は、例えば、内部が中空状に形成されており、インクなどの液体に対して浮力を有する浮力体の役割を担っている。したがって、フロート部153は、インク量の増減に応じて上下に変位する。これにより、フロート部153の変位に応じてアーム150が回動して、インジケータ部152が空間142に進入或いは退出する。空間142におけるインジケータ部152の有無を検知窓140の外部からフォトインタラプタなどの光センサで監視することで、インク室100内のインクの液量が一定量あるかどうかを検知することができる。
The arm 150 (see FIG. 2) is a member for detecting the amount of ink stored in the
図3に示されるように、フレーム110の背面102の上部、言い換えれば、検知窓140の上方に、円形の開口82が設けられている。開口82に連続してフレーム110の内部側に円筒状のバルブ収容室55が形成されている。バルブ収容室55は、カートリッジ本体20の奥行き方向(矢印57の方向)へ延設されている。バルブ収容室55は、その奥部においてインク室100に連通している。バルブ収容室55に、大気連通バルブ80が収容されている。
As shown in FIG. 3, a
大気連通バルブ80は、開口82からインク室100の空気層に至る経路を開放又は閉塞する弁機構として構成されている。図3に示されるように、大気連通バルブ80は、圧縮コイルバネ86と、バルブ本体87と、シール部材83と、キャップ85とを有している。これらの各部材は、ポリアセタールやシリコンゴムなどの樹脂で構成されている。
The
大気連通バルブ80は、上記各要素(圧縮コイルバネ86、バルブ本体87、シール部材83、キャップ85)がそのその順序で係合されることによって構成される。上記各要素のうち、圧縮コイルバネ86、バルブ本体87がバルブ収容室55に収容される。また、シール部材83、キャップ85は、開口82の周縁に装着される。
The
バルブ本体87は、バルブ収容室55において、カートリッジ本体20の奥行き方向(矢印57の方向)へスライド可能に設けられている。バルブ本体87は、蓋体88とロッド84とを有する。ロッド84は、蓋体88の中心軸から開口82の中心を通って外側へ突出している。開口82の外縁部分にシール部材83を介してキャップ85が取り付けられている。キャップ85及びシール部材83には貫通孔が設けられている。ロッド84は、この貫通孔を通じてバルブ収容室55の外側へ突出されている。
The valve
圧縮コイルバネ86は、蓋体88をシール部材83に近付ける方向へバルブ本体87を押圧している。このため、蓋体88がシール部材83に密着している。したがって、大気連通バルブ80は、常時は、バルブ収容室55から外部に至る通路を閉塞している。上記収容部に対してインクカートリッジ10が装着される過程で、ロッド84がバルブ収容室55の奥部側へ向けて押圧される。これにより、圧縮コイルバネ86の付勢力に抗してバルブ本体87の蓋体88がシール部材83から離隔する。その結果、バルブ収容室55から外部に至る通路が開放される。この状態では、開口82を通じてインク室100内に大気が流入するので、インク室100内の空気層が大気圧と同圧になる。
The
図3に示されるように、カートリッジ本体20の背面102の下部にインク流通部99が設けられている。インク流通部99は、カートリッジ本体20の外側へ突出する円筒状に形成されており、カートリッジ本体20と一体成形されている。このインク流通部99によってバルブ収容室54(本発明の2つの空間の他方の一例、本発明の第2空間の一例、図4参照)が構成されている。後述する逆止弁30は、このバルブ収容室54に収容されている。バルブ収容室54は、図4に示されるように、インク室100側、すなわち、カートリッジ本体20の奥行き方向(矢印57の方向)へ延設されている。バルブ収容室54の奥部には奥壁53(本発明の隔壁の一例)が設けられている。奥壁53は、インク室100とバルブ収容室54とを隔てる壁であり、インク室100内に設けられている。すなわち、バルブ収容室54は、奥壁53で区画されている。奥壁53には、貫通孔28(本発明の第1孔の一例)が形成されている。貫通孔28は、奥壁53を矢印57の方向へ貫通するように形成されている。このため、インク室100とバルブ収容室54とが貫通孔28を通じて連通している。このバルブ収容室54にインク供給バルブ90(図3参照)が収容されている。
As shown in FIG. 3, an
図4に示されるように、インク流通部99の先端155に開口92が形成されている。インク供給バルブ90は、この開口92からバルブ収容室54を通じてインク室100に至る経路を開放又は閉塞する弁機構として構成されている。インク供給バルブ90は、弁体31と、弁座37(本発明の保持具の一例)と、圧縮コイルバネ96と、バルブ本体97と、シール部材93と、キャップ95とを有している。これらの各部材は、ポリアセタールやシリコンゴムなどの樹脂で構成されている。
As shown in FIG. 4, an
インク供給バルブ90は、上記各要素(弁体31、弁座37、圧縮コイルバネ96、バルブ本体97、シール部材93、キャップ95)がその順序で係合されることによって構成される。上記各要素のうち、弁体31、弁座37、圧縮コイルバネ96、バルブ本体97がバルブ収容室54に収容される。また、シール部材93とキャップ95は、インク流通部99の開口92の周縁に装着される。
The
図4に示されるように、バルブ収容室54に圧縮コイルバネ96が設けられている。圧縮コイルバネ96は、弁座37の弁体受け部39とバルブ本体97の壁78との間に収縮された状態で配置されている。このため、圧縮コイルバネ96は、弁体31の筒体33(本発明の筒体の一例、図6参照)が奥壁53に密接するように弁体受け部39を弾性的に付勢している。また、圧縮コイルバネ96は、インク経路を形成するインク供給孔91を閉塞する方向(図4における右方向)へバルブ本体97を弾性的に付勢している。したがって、常時は、バルブ本体97でインク供給孔91が閉塞されている。一方、インク供給孔91にインクニードル49(図5参照)が挿入されると、圧縮コイルバネ96の付勢力に抗してバルブ本体97がシール部材93から離隔される(図5参照)。これにより、インク供給孔91が開放される。
As shown in FIG. 4, a
シール部材93は、カートリッジ本体20の外部からバルブ収容室54にインクニードル49を挿通するものである。シール部材93は、密封性を高めるべく、弾性変形可能なゴムなどの樹脂で構成されている。シール部材93は、インク流通部99の内径、開口92の形状、及びキャップ95の内径に合わせて、円筒形状に形成されている。シール部材93は、図4に示されるように、インク流通部99の内周面に嵌め入れられる第1円柱部72と、開口92の周縁(先端155)に当接される第2円柱部73とを有する。第1円柱部72の外径寸法は、インク流通部99の内径寸法とほぼ等しく設定されている。第2円柱部73の外径寸法は、キャップ95の内径寸法とほぼ等しく設定されている。インク流通部99の先端155にシール部材93が配置された状態でキャップ95が装着されている。この状態では、キャップ95によって第2円柱部73が先端155に押し付けられる。これにより、シール部材93は、インク流通部99の先端155に液密的に密着する。
The
シール部材93には、第1円柱部72及び第2円柱部73の中心を貫通するインク供給孔91が形成されている。上述のように、このインク供給孔91にインクニードル49が挿通される。インク供給孔91は、インクニードル49の外径よりもやや小さく形成されている。したがって、インク供給孔91にインクニードル49が挿通されると、インクニードル49の外周面48(図5参照)がインク供給孔91の内面を押圧して密着する。言い換えれば、シール部材93の第1円柱部72がインクニードル49の外周面48に液密的に密着する。これにより、インクニードル49は、バルブ収容室54と外部との密封状態を維持したまま、バルブ収容室54へ挿通される。
The
バルブ収容室54内に配置されたバルブ本体97は、上述のように、圧縮コイルバネ96によってシール部材93へ近付くように付勢されている。このため、インクカートリッジ10が収容部に装着されていない状態では、シール部材93は、バルブ本体97と密着してインク流通部99の開口92を閉塞する。
As described above, the valve
[キャップ95]
開口92の外縁部分にシール部材93を介してキャップ95が取り付けられている。キャップ95は、シール部材93をインク流通部99の先端155に固定するとともにインクニードル49をバルブ収容室54へ導くものである。図4に示されるように、キャップ95は、キャップ本体113、挿通孔111、及び保持具115を有して構成されている。
[Cap 95]
A
キャップ本体113は、概ね筒状に形成されており、挿通孔111を有している。インクニードル49は、この挿通孔111を通じてインク供給孔91に対して挿抜される。このため、挿通孔111は、インクニードル49の外径寸法よりも大きく形成されている。上記収容部にインクカートリッジ10が装着されると、挿通孔111、及びインク流通孔91を通じてインク流通部99にインクニードル49が挿入される。
The
図4に示されるように、キャップ本体113の外周面に保持具115が設けられている。本実施形態では、保持具115は、キャップ本体113の中心を挟んでキャップ本体113の外周面の2箇所に設けられている。保持具115は、弾性変形部135及び鉤部136を有して構成されている。弾性変形部135は、キャップ本体113の外周面から径方向外側へ突出されてからキャップ95の後端へ向けて延出された概ねL字形状に形成されている。鉤部136は、弾性変形部135の先端からキャップ本体113の径方向の外側へ突出されている。弾性変形部135は、鉤部136がキャップ本体113の径方向の外側及び内側(図4における上下方向)へ変位するように、キャップ本体113の外周面に対して弾性変形可能に構成されている。
As shown in FIG. 4, a
図4に示されるように、カートリッジ本体20の背面102には、キャップ95の2つの鉤部136と対応する位置に被係止部107,109が設けられている。被係止部107は、インク流通部99の上部148に設けられている。被係止部109は、インク流通部99の下部149に設けられている。被係止部107は、背面102に立設された壁108からインク流通部99の外周面63へ向けて下方へ突出されている。被係止部109は、筒体129の外周面からインク流通部99の外周面63へ向けて上方へ突出されている。このように、保持具115の鉤部136が弾性変形部135からキャップ95の径方向外側へ突出され、被係止部107,109がインク流通部99の外周面63へ向けて突出されている。このため、キャップ95がインク流通部99に装着されることにより、被係止部107,109が保持具115と係合する。
As shown in FIG. 4, locked
インク流通部99にキャップ95が装着されると、インク流通部99の外周面63及びシール部材93の第2円柱部73の外周面76がキャップ本体113で覆われる。その際、シール部材93は、キャップ本体113からの押圧力を受けてインク流通部99の先端155に押し付けられる。これにより、シール部材93がインク流通部155の先端に密着する。また、シール部材93は、キャップ本体113からの押圧力によって第2円柱部73が拡径するように弾性変形する。これにより、シール部材93の第2円柱部73の外周面76がキャップ95の内面112に密着する。
When the
図4に示されるように、バルブ収容室54の奥部に逆止弁30が設けられている。逆止弁30は、貫通孔28を開閉するバルブである。インク室100内の圧力とバルブ収容室54内の圧力差が生じることによって逆止弁30が作動する。逆止弁30は、本実施形態では、弁体31と弁座37とを有して構成されている。逆止弁30は、弁体31が弁座37に保持された状態で、奥壁53に密着するようにバルブ収容室54に配置されている(図8(A)参照)。
As shown in FIG. 4, the
弁体31は、奥壁53の貫通孔28を開閉するものである。弁体31は、例えばシリコンゴムを射出成形することにより得られる。弁体31は、バルブ収容室54内に配置される小さな部材である。このため、弁体31は、本来であれば、カートリッジ本体20に対する組み付けを容易に行うために、例えば顔料で着色されることが好ましい。この着色処理には、いわゆる顔料分散剤が使用される。仮に、顔料及び顔料分散剤を使用して弁体31を形成した場合、弁体31を構成する顔料分散剤がバルブ収容室54内のインクに溶け出して、インクの物性を変化させるおそれがある。つまり、顔料分散剤が記録用紙に記録される画像に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、本実施形態では、弁体31が着色料を含まない材料で構成されている。弁体31は、シリコンゴムのみから構成されており、シリコンゴムの原色(透明或いは半透明)を呈する。この弁体31は、図6及び図7に示されるように、筒体33、突起32(本発明の突起の一例)、内壁34(本発明の内壁の一例)、蓋体35(本発明の蓋体の一例)、及び貫通孔41(本発明の第2孔の一例)を有する。
The
[筒体33]
筒体33は、その内部に配置される内壁34及び蓋体35を支持するものであり、筒状に形成されている。本実施形態では、筒体33は円筒形状に形成されている。この筒体33は、後述する凹陥部36(本発明の凹陥部の一例、図4参照)に収容されて弁体受け部39に保持される。このため、筒体33の外径寸法は、凹陥部36を構成する弁体受け部39の内径寸法よりも若干小さく設定されている。また、筒体33の裏面26(図6参照)は、筒体33が弁体受け部39の底面(凹陥部36の奥部)に隙間なく密接するように、平面に形成されている。図8に示されるように、筒体33の表面25は、奥壁53との対向面である。弁体31は、筒体33の表面25が奥壁53に当接するようにバルブ収容室54の奥部に配置される。このため、筒体33の表面25は、奥壁53に密接するように平面に形成されている。
[Cylinder 33]
The
上述のように、弁体受け部39は、バルブ収容室54の奥壁53へ向けて圧縮コイルバネ96によって弾性的に付勢されている。弁体31が弁体受け部39に保持されているので、筒体33は、弁体受け部39を介して圧縮コイルバネ96からの押圧力を受ける。この押圧力によって、筒体33の第2端44(本発明の第2端の一例)が弁体受け部39の底面に密接するとともに、第2端44とは反対側の第1端43(本発明の第1端の一例)が奥壁53に密接する。なお、筒体33の表面25は第1端43に形成された平面であり、筒体33の裏面26は第2端44に形成された平面である。
As described above, the valve
なお、筒体33の形状は概ね筒状であれば円筒形状に限定されるものではなく、凹陥部36の形状に応じて変更可能である。また、筒体33の寸法は、インク流通部99の内径寸法、凹陥部36の広さ、内壁34の広さに応じて適宜変更される。
The shape of the
図6及び図7に示されるように、筒体33の第1端43の外周縁に突起32が設けられている。本実施形態では、第1端43の外周縁に、中心線46に対して線対称となるように4つの突起32が設けられている。突起32は、筒体33の外周面29から筒体33の径方向外向き(図7では、左方向又は右方向)に突出するように設けられている。突起32は、弁体31が凹陥部36に保持された状態(例えば図8(A)参照)で、弁体受け部39の外周面よりも径方向外側へ突出しないように設けられている。言い換えれば、突起32は、インク流通部99の内面112に当接しないように設けられている。突起32は、弁体31が凹陥部36に保持された状態で、後述する係合溝47(本発明の被係合部の一例)に保持される。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
[内壁34]
筒体33の内部に内壁34が設けられている。図7に示されるように、内壁34は、筒体33の内面65における第1端43側(第1端43寄り)に設けられている。内壁34は、筒体33及び蓋体35とともに一体成形されたものである。内壁34は、筒体33の中心線46と交差する交差方向へ延設されている(図7参照)。筒体33の内部は、この内壁34で覆われている。図7に示されるように、内壁34は、第1部位23と第2部位24とを有している。第1部位23は、筒体33の内面65から筒体33の中心へ向けて裏面26側へ延びるように形成されている。言い換えれば、第1部位23は、中心線46と直交する方向(図7における左右方向)に対して裏面26側へ傾斜するように延出されている。第2部位24は、第1部位23に連続し、筒体33の中心まで表面25側へ延びるように形成されている。言い換えれば、第2部位24は、中心線46と直交する方向(図7における左右方向)に対して表面25側へ傾斜するように延出されている。第2部位24は、第1部位23に対して屈曲するように形成されている。このように、内壁34は、中心線46を含む断面が屈曲形状に形成されており、表面12と裏面14とが交差面62に対して非対称に形成されている(図7参照)。なお、内壁34は、いわゆる蛇腹形状に形成されていてもよい。
[Inner wall 34]
An
内壁34の第1部位23及び第2部位24は、本実施形態では、シリコンゴムが薄肉に形成されることによって構成されている。このため、内壁34は、可撓性及び弾性を有している。すなわち、内壁34は、インクからの動圧を受けて容易に変形し、動圧がなくなることによって元の形状(図7に示される形状)に復帰する。これにより、後述する蓋体35は、貫通孔28と接離する方向へ移動可能である(図8(A)及び(B)参照)。
The 1st site |
[蓋体35]
内壁34の中央に蓋体35が配設されている。蓋体35は、奥壁53に密着して貫通孔28を閉塞するものである。奥壁53には、貫通孔28へと延びる湾曲面50が形成されている(図8参照)。図8(A)及び(B)に示されるように、蓋体35は、湾曲面50の形状に合わせて球状に形成されている。このため、蓋体35が奥壁53に当接した場合に、蓋体35が奥壁53の湾曲面50に密着する。これにより、貫通孔28が蓋体35で閉塞される。蓋体35は、本実施形態では、断面視で楕円形状に形成されている。なお、蓋体35の大きさは、貫通孔28の大きさに応じて決定される。また、内壁34の表面12側の形状は、貫通孔28周辺の奥壁50の形状に合わせて決定される。この蓋体35は、内壁34がインクからの動圧を受けることにより、中心線46の方向(図6では上下方向)へ変位する(図8(A)及び(B)参照)。
[Cover 35]
A
[貫通孔41]
内壁34に貫通孔41(図6及び図7参照)が設けられている。貫通孔41は、内壁34における蓋体35よりも筒体33の径方向外側に設けられている。貫通孔41は、内壁34の表面12から裏面14へ貫通するように形成されている。このため、貫通孔28が開放されている状態(図8(A)参照)では、インク室100とバルブ収容室54との間でインクの流通が可能である。貫通孔41の大きさを変更することにより、インク室100とバルブ収容室54との間を流れる単位時間あたりのインクの流量を変更することができる。このため、貫通孔41の大きさは、予め設定される上記インク流量に基づいて決定される。なお、本実施形態では、内壁34に1個の貫通孔41が設けられているが、内壁34に複数の貫通孔41が設けられていてもよい。ただし、貫通孔41の数が増えることによって内壁34がインクから受ける動圧が低下する。このため、逆止弁30の応答性が低下する。したがって、貫通孔41数は、逆止弁30の応答性を考慮して適切な数に設定される。
[Through hole 41]
A through hole 41 (see FIGS. 6 and 7) is provided in the
上記構成により、弁体31は、全体として筒体33の中心線46と交差する交差面62に対して非対称である。
With the above configuration, the
弁座37(図4参照)は、弁体31を保持するものであり、例えばポリプロピレン樹脂を射出成形することにより得られる。弁座37は、弁座基部38と弁体受け部39とを備えて構成されている。
The valve seat 37 (see FIG. 4) holds the
弁座基部38は、弁体受け部39の裏面の中心部から突出された棒状の部材で構成されている。弁座基部38の外径寸法は、圧縮コイルバネ96の内径寸法よりも若干小さく設定されている。インク供給バルブ90の組み付け時には、バルブ収容室54に弁座37が収容されてから圧縮コイルバネ96が収容される。その際、弁座基部38が圧縮コイルバネ96の内孔に挿通される。これにより、圧縮コイルバネ96が弁体受け部39の裏面及び弁座基部38に支持される(図4参照)。これにより、圧縮コイルバネ96の伸縮方向がバルブ収容室54の延出方向に規制される。
The valve
弁座基部38の基端に連続して弁体受け部39が設けられている。弁体受け部39は、弁体31を保持するものである。弁体受け部39は、弁座基部38を支持する底を有する円筒形状に形成されている。弁体受け部39は、その外形寸法がインク流通部99の内径寸法よりもやや小さく設定されている。この弁体受け部39は、上記底と反対側の面が開口している。弁体受け部39は、弁体31が挿嵌される凹陥部36を有している。凹陥部36に、筒体33の第2端44の外周縁(裏面26の外周縁)が挿嵌される(図4参照)。凹陥部36は、弁体31の筒体33を収容可能な円柱形状の空間を有して構成されている。凹陥部36を構成する弁体受け部39の内径寸法は、筒体33の外形寸法よりも若干大きく設定されている。
A valve
弁体受け部39は、その側壁42に係合溝47が設けられている。係合溝47は、側壁42の一部が弁体受け部39の凹陥部36の底側へ凹むように凹形状に形成されている。弁体31は、筒体33の第2端44の外周縁が凹陥部36に嵌挿されることによって凹陥部36に収容される。すなわち、突起32が係合溝47と係合する。この状態では、筒体33の第1端43側に設けられている突起32が係合溝47に収容される。これにより、弁体受け部39に対して弁体31が回転することが防止されるとともに、弁体31が安定的に保持される。
The valve
弁体受け部39は、凹陥部36に弁体31が第2端44側から嵌め込まれた状態で、圧縮コイルバネ96の押圧力を受ける。弁体受け部39は、この押圧力によって弁体31の筒体33を奥壁53へ向けて押し付ける。これにより、筒体33の第1端43が奥壁53に密着する。なお、図には示されていないが、弁体受け部39の底には、インクが流通する貫通孔(不図示)が設けられている。このため、貫通孔41を通じて内壁34の表面25側から裏面26側へ流れたインクは、この貫通孔を通じてバルブ本体97側へ流れる。
The valve
このように逆止弁30(弁体31及び弁座37)が構成されているので、バルブ収容室54内のインクが貫通孔28を通じてインク室100へ逆流すると、逆流したインクが内壁34を押圧する。この押圧力により、内壁34が伸張して蓋体35が貫通孔28へ向けて移動する(図8(B)参照)。蓋体35が貫通孔28に当接すると、蓋体35が奥壁53の湾曲面50に密着して貫通孔28を閉塞する。すなわち、バルブ収容室54内の圧力がインク室100内の圧力よりも大きい場合に、内壁34が伸びて蓋体35が貫通孔28を塞ぐ位置まで変位する。これにより、バルブ収容室54からインク室100へのインクの逆流が防止される。
Since the check valve 30 (the
また、インク室100内のインクがバルブ収容室54へ流れる場合は、貫通孔28を通じてバルブ収容室54に流入したインクが内壁34を押圧する。この押圧力により、内壁34が収縮して蓋体35が貫通孔28から離隔する(図8(A)参照)。これにより、貫通孔28が開放される。すなわち、バルブ収容室54内の圧力がインク室100内の圧力よりも小さい場合に、内壁34が縮んで蓋体35が貫通孔28を開放する位置まで変位する。上述のように、内壁34に貫通孔41が形成され、弁体受け部39の凹陥部36の底面に貫通孔(不図示)が形成されている。このため、貫通孔28、貫通孔41、及び凹陥部36の底面の貫通孔を通じてインク流通部99の先端155側へ向けてインクが流れる。
Further, when the ink in the
[本実施形態の作用効果]
以上説明したように、逆止弁30の弁体31は、内壁34の中心線46を含む断面が屈曲形状に形成されている。このため、内壁34が弱い力でも伸縮する。したがって、インク室100とバルブ収容室54との間で微小な圧力差が生じただけで、蓋体35が中心線46方向へ変位するので、逆止弁30の応答性が向上する。
[Operational effects of this embodiment]
As described above, the
また、本実施形態では、内壁34が弾性を有しているので、インク室100とバルブ収容室54との間の微小な圧力差で蓋体35が変位する逆止弁30が容易に形成される。
In this embodiment, since the
また、本実施形態では、筒体33の第1端43の外周縁に突起32が設けられているので、弁体31は、第2端44側から凹陥部36に挿嵌することができ、且つ第1端43側から凹陥部36に操艦することができないように構成されている。このため、弁体31が弁体受け部39に対して逆向きに取り付けられることが防止される。特に、本実施形態のように、弁体31が透明或いは半透明に形成されている場合、このような逆付け防止機構が設けられていることが特に好ましい。
Moreover, in this embodiment, since the
10・・・インクカートリッジ(本発明のインクカートリッジの一例)
20・・・カートリッジ本体(本発明の本体の一例)
28・・・貫通孔(本発明の第1孔の一例)
30・・・逆止弁(本発明のバルブの一例)
32・・・突起
33・・・筒体
34・・・内壁
35・・・蓋体
36・・・凹陥部
37・・・弁座(本発明の保持具の一例)
41・・・貫通孔(本発明の第2孔の一例)
46・・・中心線
47・・・係合溝(本発明の被係合部の一例)
53・・・奥壁(本発明の隔壁の一例)
54・・・バルブ収容室(本発明の第2空間の一例)
62・・・交差面
100・・・インク室(本発明の第1空間の一例)
10: Ink cartridge (an example of the ink cartridge of the present invention)
20 ... cartridge main body (an example of the main body of the present invention)
28 ... through hole (an example of the first hole of the present invention)
30 ... Check valve (an example of the valve of the present invention)
32 ...
41 ... through hole (an example of the second hole of the present invention)
46 ...
53 .. back wall (an example of a partition wall of the present invention)
54 ... Valve housing chamber (an example of the second space of the present invention)
62: Crossing
Claims (9)
第1端が上記隔壁に密接される筒体と、
上記筒体の内部に該筒体の中心線と交差する交差方向へ延設され、上記中心線を含む断面が屈曲形状に形成された可撓性を有する内壁と、
上記内壁の中央に配設され、上記第1孔を閉塞可能な球状の蓋体と、
上記内壁に設けられ、上記空間内の流体が流通可能な第2孔と、を備えるバルブ。 A valve that opens and closes a first hole provided in a partition partitioning two spaces,
A cylinder whose first end is in close contact with the partition;
A flexible inner wall extending in an intersecting direction intersecting the center line of the cylinder inside the cylinder and having a cross section including the center line formed into a bent shape;
A spherical lid disposed in the center of the inner wall and capable of closing the first hole;
A second hole provided in the inner wall and through which the fluid in the space can flow.
上記筒体は、上記第1端の外周縁に上記筒体の径方向外向きに突出する突起を備える請求項4から6のいずれかに記載のバルブ。 A holder having a recessed portion into which the outer peripheral edge of the second end opposite to the first end is inserted in the cylindrical body;
The valve according to any one of claims 4 to 6, wherein the cylindrical body includes a protrusion protruding outward in a radial direction of the cylindrical body on an outer peripheral edge of the first end.
インクが収容される第1空間を有する本体と、
上記第1空間内に設けられ、上記バルブが収容される第2空間を区画する隔壁と、
上記隔壁に設けられ、上記第1空間と上記第2空間とを連通する第1孔と、を備えるインクカートリッジ。 An ink cartridge comprising the valve according to any one of claims 1 to 8,
A main body having a first space for containing ink;
A partition provided in the first space and defining a second space in which the valve is accommodated;
An ink cartridge, comprising: a first hole provided in the partition wall and communicating the first space and the second space.
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