JP2022191561A - カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】気液交換を円滑に行うことができるカートリッジを提供すること。【解決手段】液体を収容するための液体収容部と、液体収容部と連通する供給部流路を有する液体供給部であって、中心軸を有する液体供給部と、供給部流路内に配置される弁機構と、を備え、弁機構は、液体導入部が挿入される挿入口を有する弁座と、弁座と当接することで挿入口を塞ぐ閉塞面を有する弁体であって、液体を供給する際の供給部流路の液体の流通方向において弁座よりも上流側に位置する弁体と、弁体を弁座に向かって付勢する付勢部材と、を有し、弁機構は、液体導入部に押されて弁体が弁座から離れることで開弁し、閉塞面は、平面部と、平面部の周囲に形成された斜面部であって、閉塞面の縁に近づくほど、流通方向における上流側に位置するように傾斜する傾斜部を有し、装着状態において、斜面部の少なくとも一部は、導入部流路と対向する、カートリッジ。【選択図】図７

Description

本開示は、カートリッジに関する。

従来、液体射出装置に装着されるカートリッジにおいて、液体収容室と連通する液体供給口を開閉する供給弁を備える構成が知られている（例えば、特許文献１）。液体射出装置が備える液体導入部に供給弁が押されることにより、供給弁が開弁し、液体収容室に収容されている液体が、液体導入部を介して液体射出装置に供給される。特許文献１に記載のカートリッジは、さらに、大気弁を備え、液体射出装置に液体を供給する際には大気弁から空気を取り込むことにより、液体収容室における気液交換が行われる。

特開２００６－６２３７７号公報

特許文献１に記載のカートリッジでは、液体収容室からの液体供給は、液体供給口を通じて行われ、液体収容室への気液交換のための空気流入は、大気弁を通じて行われる。これとは別に、液体供給と、空気流入との両方が、液体供給口を通じて行われる構成が考えられる。この構成の場合、液体供給口と液体収容室とを連通する流路に流入空気である気泡が留まると、液体の供給が滞るおそれがある。

本開示の第１形態によれば、導入部流路を有する液体導入部を備える液体噴射装置に着脱可能に装着されるカートリッジが提供される。このカートリッジは、液体を収容するための液体収容部と、前記液体収容部と連通する供給部流路を有する液体供給部であって、中心軸を有する液体供給部と、前記供給部流路内に配置され、前記液体噴射装置に装着されていない非装着状態では閉弁することで前記供給部流路を非連通状態とし、前記液体噴射装置に装着された装着状態では開弁することで前記供給部流路を連通状態とする弁機構と、を備える。前記弁機構は、前記液体導入部が挿入される挿入口を有する弁座と、前記弁座と当接することで前記挿入口を塞ぐ閉塞面を有する弁体であって、前記液体を供給する際の前記供給部流路の前記液体の流通方向において前記弁座よりも上流側に位置する弁体と、前記弁体を前記弁座に向かって付勢する付勢部材と、を有する。前記弁機構は、前記液体導入部に押されて前記弁体が前記弁座から離れることで開弁し、前記閉塞面は、平面部と、前記平面部の周囲に形成された斜面部であって、前記閉塞面の縁に近づくほど、前記流通方向における上流側に位置するように傾斜する傾斜部を有し、前記装着状態において、前記斜面部の少なくとも一部は、前記導入部流路と対向する。

印刷システムの構成を示す斜視図。 装着状態におけるカートリッジの断面図。 カートリッジの斜視図。 カートリッジの装着過程を説明する図。 非装着状態における液体供給部および液体導入部の斜視図。 非装着状態における液体供給部の拡大断面図。 装着状態における液体供給部の拡大断面図。 図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図。

Ａ．実施形態：
Ａ－１．印刷システムの構成：
図１は、本開示の実施形態としての印刷システム１の構成を示す斜視図である。図１には、互いに直交する３つの空間軸であるＸＹＺ軸が描かれている。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の矢印が向いている方向は、それぞれＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に沿った正の方向を示している。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に沿った正の方向を、それぞれ＋Ｘ方向，＋Ｙ方向，＋Ｚ方向とする。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の矢印が向いている方向と逆の方向が、それぞれＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に沿った負の方向である。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に沿った負の方向を、それぞれ－Ｘ方向，－Ｙ方向，－Ｚ方向とする。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に沿った方向で正負を問わないものを、それぞれＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向とよぶ。これ以降に示す図及び説明についても同様である。

印刷システム１は、液体噴射装置としての印刷装置１０と、印刷装置１０に液体であるインクを供給する複数のカートリッジ４とを備える。本実施形態の印刷装置１０は、液体としてのインクを吐出ヘッド２２から吐出するインクジェットプリンターである。この印刷装置１０は、ポスター等の大判の用紙に印刷を行う大型のプリンターである。印刷装置１０は、カートリッジ装着部６と、キャリッジ２０と、吐出ヘッド２２と、駆動機構３０とを備える。カートリッジ装着部６には、収納しているインクの色が互いに異なる複数のカートリッジ４がそれぞれ着脱可能に装着される。

印刷装置１０は、＋Ｙ方向側の前面に交換用カバー１３を有する。交換用カバー１３の＋Ｚ方向側を＋Ｙ方向側である手前側に倒すと、カートリッジ装着部６の開口が現れて、カートリッジ４の着脱が可能となる。カートリッジ装着部６にカートリッジ４が装着されると、液体流通管としてのチューブ２４を介してキャリッジ２０に設けられた吐出ヘッド２２にインクが供給可能となる。本実施形態では、水頭差を利用してカートリッジ４から吐出ヘッド２２にインクが供給される。具体的には、液体貯留部６９９内のインクの液面と吐出ヘッド２２との水頭差によってインクが吐出ヘッド２２に供給される。なお、他の実施形態では、印刷装置１０の図示しないポンプ機構によって、カートリッジ４内のインクを吸引することで、インクが吐出ヘッド２２に供給されてもよい。なお、チューブ２４は、インクの種類毎に設けられている。なお、カートリッジ４がカートリッジ装着部６に装着されて、液体としてのインクが印刷装置１０に供給できる状態を装着状態とも呼ぶ。

吐出ヘッド２２には、インクの種類毎にノズルが設けられている。吐出ヘッド２２は、ノズルから印刷用紙２に向かってインクを吐出して文字や画像等のデータを印刷する。吐出ヘッド２２はキャリッジ２０に取り付けられている。なお、本実施形態では、印刷装置１０は、カートリッジ装着部６がキャリッジ２０の動きとは連動しない、いわゆる「オフキャリッジタイプ」と呼ばれるプリンターである。キャリッジ２０にカートリッジ装着部６が設けられ、キャリッジ２０と共にカートリッジ装着部６が移動する、いわゆる「オンキャリッジタイプ」と呼ばれるプリンターにも本開示は適用できる。

駆動機構３０は、制御部からの制御信号に基づいてキャリッジ２０を往復動させる。駆動機構３０は、タイミングベルト３２と、駆動モーター３４とを備える。タイミングベルト３２を介して駆動モーター３４の動力をキャリッジ２０に伝達することによって、キャリッジ２０がＸ方向に沿った方向である主走査方向に往復移動する。また、印刷装置１０は、印刷用紙２を＋Ｙ方向である副走査方向に移動させるための搬送機構を備える。印刷が行なわれる際には、搬送機構によって印刷用紙２が副走査方向に移動し、前面カバー１１上に印刷完了後の印刷用紙２が出力される。

カートリッジ４は、印刷装置１０に着脱可能に装着される。カートリッジ４は、カートリッジ装着部６の挿抜開口部６７４から－Ｙ方向に向かって挿入され、カートリッジ装着部６に収納される。

本実施形態では、印刷システム１の使用状態において、印刷用紙２を搬送する副走査方向に沿った軸をＹ軸とし、重力方向に沿った軸をＺ軸とし、キャリッジ２０の移動方向に沿った軸をＸ軸とする。ここで、「印刷システム１の使用状態」とは、水平な面に印刷システム１が設置された状態をいう。また、本実施形態では、副走査方向を＋Ｙ方向、その逆方向を－Ｙ方向とし、重力方向を－Ｚ方向、反重力方向を＋Ｚ方向とする。Ｘ方向とＹ方向は水平方向に沿った方向である。また、印刷システム１を前面側から見たときに、右側から左側に向かう方向を＋Ｘ方向とし、その逆方向を－Ｘ方向とする。また本実施形態では、装着のためにカートリッジ装着部６にカートリッジ４が挿入される挿入方向が－Ｙ方向であり、カートリッジ４がカートリッジ装着部６から取り外される方向が＋Ｙ方向である。よって、カートリッジ装着部６のうち、－Ｙ方向側を奥側とも呼び、＋Ｙ方向側を手前側とも呼ぶ。また、本実施形態では、複数のカートリッジ４の配列方向がＸ方向となる。

Ａ－２．装着状態におけるカートリッジ装着部とカートリッジとの説明：
図２は、装着状態における、液体導入部６４２の中心軸を通るＹＺ面を切断面とするカートリッジ４とカートリッジ装着部６との断面図である。図２に示すように、装着状態において、カートリッジ４は、カートリッジ装着部６の上方に配置された収容室６１に収容される。

カートリッジ装着部６は、収容室６１の下方に配置された液体貯留部６９９と、液体導入部６４２とを有する。収容室６１の収容室底壁を形成する支持部材６１０は、カートリッジ４を下側から支持する。カートリッジ４の装着状態では、支持部材６１０の底部を形成する主壁６１３は、Ｙ方向に対して傾斜する。具体的には、支持部材６１０の主壁６１３は、＋Ｙ軸方向に向かうに従って下側である－Ｚ方向側に位置するように傾斜する。この主壁６１３は、カートリッジ４が装着されていないカートリッジ装着部６の初期配置状態では、Ｙ方向に平行である。

液体貯留部６９９は、図１に示すチューブ２４を介して吐出ヘッド２２と連通すると共に、液体導入部６４２と連通する。液体貯留部６９９には、大気を取り込むための、図示しない大気導入口が形成されている。液体導入部６４２は、筒状の部材であり、内部に液体を流通させる導入部流路６８２を有する。カートリッジ４がカートリッジ装着部６の収容室６１に装着された装着状態では、カートリッジ４の液体供給部４４２と、カートリッジ装着部６の液体導入部６４２とが接続される。

カートリッジ装着部６は、上記構成の他に、カートリッジ４の位置決めに用いられる装置側供給部位置決め部６４４を有する。装置側供給部位置決め部６４４は、略直方体形状である。カートリッジ４が有する凹形状の供給部位置決め部４４８に、カートリッジ装着部６が有する突起である装置側供給部位置決め部６４４が入り込むことで、液体供給部４４２による液体供給部４４２の中心軸ＣＡ２と交差する動きが規制される。これにより、液体供給部４４２の液体導入部６４２に対する位置決めが行われる。

カートリッジ４がカートリッジ装着部６に装着された装着状態では、カートリッジ４の液体供給部４４２と、カートリッジ装着部６の液体導入部６４２とが接続される。これにより、カートリッジ４の液体収容部４５０に収容されたインクが、液体供給部４４２を介して液体導入部６４２に供給される。また、本実施形態では、液体供給部４４２から液体導入部６４２にインクが供給される一方で、液体貯留部６９９に収容された空気が気泡となって液体導入部６４２、液体供給部４４２を流通して液体収容部４５０に流通する。これにより、液体収容部４５０の気液交換が行われる。

液体導入部６４２の中心軸ＣＡ１は、装着状態における液体供給部４４２の中心軸ＣＡ２と平行であり、Ｚ方向に対して傾斜している。また、液体供給部４４２の中心軸ＣＡ２とは、液体供給部４４２が延びる方向に沿った方向である。

Ａ－３．カートリッジの説明：
図３は、カートリッジ４の斜視図である。カートリッジ４の外形は、略直方体形状である。カートリッジ４について、Ｙ方向は奥行方向、Ｚ方向が高さ方向、Ｘ方向が幅方向である。カートリッジ４の外形について、Ｙ方向の寸法が最も大きく、Ｚ方向の寸法、Ｘ方向の寸法の順に小さい。カートリッジ４は、液体収容体４０１と、アダプター４０２とを備える。アダプター４０２は、液体収容体４０１に嵌合によって取り付けられる。

カートリッジ４は、前壁４２と、後壁４７と、上壁４３と、底壁４４と、第１側壁４５と、第２側壁４６と、コーナー部８９とを有する。前壁４２と後壁４７とは、Ｙ方向において対向する。上壁４３と底壁４４とは、Ｚ方向において対向する。Ｚ方向は、液体供給部４４２の延びる方向に沿った中心軸ＣＡ２と平行である。第１側壁４５と第２側壁４６とはＸ方向において対向する。上壁４３は、＋Ｚ方向側に位置し、前壁４２と後壁４７とに交差する。底壁４４は、装着状態において重力方向側である－Ｚ方向側に位置する。底壁４４は、前壁４２と後壁４７とに交差する。コーナー部８９は、前壁４２と底壁４４とが交差するコーナー部分に設けられている。

液体収容体４０１は、液体収容部４５０と、液体供給部４４２とを有する。液体収容部４５０は、液体収容体４０１の内部空間であり、液体を収容するために設けられている。液体収容部４５０と連通する液体供給部４４２は、液体収容体４０１の底壁４４からアダプター４０２側に突出する筒状部材である。

アダプター４０２は、供給部位置決め部４４８と、開口部４４６とを有する。供給部位置決め部４４８は、第２側壁４６から上壁４３へ向かって延びる穴である。開口部４４６は、液体供給部４４２を挿通するために底壁４４に形成された開口である。底壁４４側からカートリッジ４を視た場合に、開口部４４６と液体供給部４４２とは重なる位置関係にある。本実施形態では、液体供給部４４２の中心軸ＣＡ２が、開口部４４６を通るように液体供給部４４２は配置される。

Ａ－４．カートリッジの装着方法の説明：
図４は、カートリッジ４のカートリッジ装着部６への装着過程を説明する図である。カートリッジ４がカートリッジ装着部６に装着される際には、まずカートリッジ４は、カートリッジ装着部６の挿抜開口部６７４から収容室６１内に挿入される。これにより、図４に示すように、カートリッジ４の前壁４２が位置決めされる。次に、カートリッジ４の後壁４７側が、回転支点６９８を支点として矢印に示す接続方向ＣＤ２に回転移動される。これにより、カートリッジ４の液体供給部４４２と、カートリッジ装着部６の液体導入部６４２とが接続される。回転支点６９８は、カートリッジ装着部６の第２装置壁６２側に設けられている。なお、カートリッジ４が、カートリッジ装着部６から取り外れる場合には、上記の手順が逆行して行われる。すなわち、カートリッジ４は、回転支点６９８を支点として矢印に示す接続方向ＣＤ３に回転移動された後、収容室６１から引き出される。図２に示す状態のように、カートリッジ４の液体供給部４４２と、カートリッジ装着部６の液体導入部６４２とが接続される状態を装着状態とも呼ぶ。対して、図４に示す状態や、単体でのカートリッジ４のように、カートリッジ４の液体供給部４４２と、カートリッジ装着部６の液体導入部６４２とが接続されていない状態を非装着状態とも呼ぶ。図４に示す状態のように、カートリッジ４が収容室６１内に挿入された状態を挿入状態とも呼ぶ。

Ａ－５．カートリッジ装着部とカートリッジとの詳細説明：
図５は、非装着状態における液体供給部４４２および液体導入部６４２の一部断面で示す斜視図である。図６は、カートリッジ４が収容室６１に挿入された後、回転移動される前の、非装着状態における液体供給部４４２および液体導入部６４２の拡大断面図である。図７は、装着状態における、液体供給部４４２および液体導入部６４２の拡大断面図である。図６および図７は、中心軸ＣＡ１および中心軸ＣＡ２を通るＹＺ平面を切断面とする断面図である。図８は、図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。

図６に示すように、液体供給部４４２は、液体収容部４５０と連通する供給部流路４８２を有する。図５に示すように、液体供給部４４２は、液体収容部４５０の底壁である収容体底壁４３１に形成された流入開口部４３２に挿通されている。液体供給部４４２の形状は、中心軸ＣＡ２を有する概ね円筒形状である。液体供給部４４２は、ハウジング４８０と、ガイド部４８１と、リブ４８３とを有する。ハウジング４８０は、円筒形状を有する。ハウジング４８０の液体収容部４５０内に収納される部分には、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向に延びるスリット４４１が、周方向に間隔をあけて複数本、形成されている。このスリット４４１を介して液体収容部４５０の液体が供給部流路４８２に流入する。

供給部流路４８２を形成する内壁４８０ａには、内壁４８０ａから内方側に突出し、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向に延びるリブ４８３が形成されている。リブ４８３は、内壁４８０ａの中心軸ＣＡ２に沿った軸方向における端部に形成されている。図８に示すように、本実施形態では、リブ４８３は、周方向に間隔をあけて８個、形成されている。図６に示すように、非装着状態では、中心軸ＣＡ２と直交する直交方向から視た側面視で、後述するカートリッジ側弁体４８６の最外壁４９２とリブ４８３とが重なる。つまり、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向において、リブ４８３と最外壁４９２とは同じ位置範囲に配置されている。これにより、後に詳述するように、衝撃によるカートリッジ側弁体４８６の揺動を抑制し、液体の漏れを抑制することができる。一方、図７に示すように、装着状態において、側面視で、カートリッジ側弁体４８６の最外壁４９２とリブ４８３とは重ならない。つまり、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向において、リブ４８３と最外壁４９２とは異なる位置範囲に配置されている。これにより、供給部流路４８２の流路断面積を確保することができる。

図５に示すように、ガイド部４８１は、内壁４８０ａよりも内方側に位置し、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向に延びる。ガイド部４８１は、カートリッジ側弁体４８６の軸方向における移動を案内する。ガイド部４８１と、ハウジング４８０とは、軸方向の液体収容部４５０側の端部で互いに連結されている。

図６に示すように、液体供給部４４２は、供給部流路４８２内に、弁機構としてのカートリッジ側弁機構４８４を備える。カートリッジ側弁機構４８４は、非装着状態では閉弁することで供給部流路４８２を非連通状態とし、装着状態では開弁することで供給部流路４８２を連通状態とする。カートリッジ側弁機構４８４は、弁座としてのカートリッジ側弁座４８５と、弁体としてのカートリッジ側弁体４８６と、付勢部材としてのカートリッジ側付勢部材４８７とを有する。

カートリッジ側弁座４８５は、供給開口４４２ｅ１近傍に配置されている。カートリッジ側弁座４８５は、円環状の部材である。カートリッジ側弁座４８５は、例えば、合成ゴムやエラストマーなどの弾性部材によって形成されている。カートリッジ側弁座４８５の外周面は、液体供給部４４２の内周面に対して気密に取り付けられている。カートリッジ側弁座４８５には、中心軸ＣＡ２に沿った方向に貫通する挿入口４８５ａが形成されている。装着時には、挿入口４８５ａに液体導入部６４２が挿入される。

カートリッジ側弁体４８６は、液体供給部４４２に中心軸ＣＡ２に沿った軸方向に摺動可能に取り付けられている。図５に示すように、カートリッジ側弁体４８６は、中心軸ＣＡ２に沿った方向に延びる棒状の部材である。カートリッジ側弁体４８６は、液体を供給する際の供給流路の液体の流通方向においてカートリッジ側弁座４８５よりも上流側に位置する。図６に示すように、カートリッジ側弁体４８６は、閉塞面４８８と、凸部４８９と、調心部４９０と、円筒部４９１と、最外壁４９２とを有する。

閉塞面４８８は、カートリッジ側弁体４８６の先端に位置する。閉塞面４８８の中心軸ＣＡ２に沿った軸方向から視た形状は、円形である。閉塞面４８８は、カートリッジ側弁座４８５と当接することで挿入口４８５ａを塞ぐ。カートリッジ側弁体４８６は、平面部４９５と、平面部４９５の周囲に形成された斜面部４９６を有する。平面部４９５の中心軸ＣＡ２に沿った軸方向から視た形状は、円形である。斜面部４９６の中心軸ＣＡ２に沿った軸方向から視た形状は、円環形状である。斜面部４９６は、閉塞面４８８の縁に近づくほど、液体の流通方向における上流側に位置するように傾斜する。本実施形態では、カートリッジ４がカートリッジ装着部６に挿入された挿入状態や装着状態では、液体供給部４４２において、上流側に向かうほど反重力方向側に位置する。つまり、挿入状態や装着状態において、斜面部４９６は、閉塞面４８８の縁に近づくほど上側に位置するように傾斜する。図７に示すように、装着状態において、斜面部４９６の少なくとも一部は、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向において、導入部流路６８２と対向する。これにより、後に詳述するように、液体供給時における気液交換を円滑に行うことができる。

図６に示すように、閉塞面４８８の中心には、供給開口４４２ｅ１側に向かって突出する凸部４８９が形成されている。凸部４８９は円柱形状である。凸部４８９は、中心軸ＣＡ２を通る位置に配置される。凸部４８９は、カートリッジ側弁機構４８４が閉状態の場合には、カートリッジ側弁座４８５の挿入口４８５ａ内に位置する。図７に示すように、カートリッジ側弁体４８６の凸部４８９は、装着状態において、液体導入部６４２内に配置された装置側弁体６８５を押して開弁させる。円筒部４９１は、円筒形状を有し、調心部４９０の周囲に形成されている。装着状態において、調心部４９０と円筒部４９１との間に、ガイド部４８１の先端が入る。最外壁４９２は、閉塞面４８８の縁から中心軸ＣＡ２に沿った軸方向に延びる部分である。最外壁４９２は、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向と直交する直交方向において、最外にある。調心部４９０は、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向に沿って延びる円筒形状を有する。調心部４９０は、ガイド部４８１の内側に配置される。調心部４９０とガイド部４８１とが係合することによって、カートリッジ側弁体４８６は、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向と直交する方向の動きが規制される。

カートリッジ側付勢部材４８７は、カートリッジ側弁体４８６をカートリッジ側弁座４８５に向かう方向に付勢する。カートリッジ側付勢部材４８７は、例えば、圧縮コイルばねである。カートリッジ側付勢部材４８７において、一端はカートリッジ側弁体４８６に当接し、他端は液体供給部４４２に当接する。

内壁４８０ａおよびカートリッジ側弁座４８５と、ガイド部４８１およびカートリッジ側弁体４８６との間の空間が、供給部流路４８２である。

液体導入部６４２は、カートリッジ４の装着状態において、液体供給部４４２に接続されて液体供給部４４２からの液体を受け入れる。液体導入部６４２は、液体供給部４４２から供給された液体が流通する導入部流路６８２を有する。図６に示すように、液体導入部６４２は中心軸ＣＡ１を有する。中心軸ＣＡ１は、重力方向に対して傾斜している。

液体導入部６４２は、導入部本体６８０と、装置側弁機構６８１とを備える。導入部本体６８０は、中空であり、先端部分は円筒形状である。導入部本体６８０の内部に導入部流路６８２が形成されている。

装置側弁機構６８１は、導入部流路６８２内に配置され、導入部流路６８２を開閉する。装置側弁機構６８１は、導入部本体６８０によって形成された装置側弁座６８７と、装置側弁体６８５と、装置側付勢部材６８３とを有する。装置側弁座６８７は、導入部本体６８０のうちで中心軸ＣＡ１に対して直交する方向に延びる部分である。装置側弁座６８７は、導入部流路６８２の一部である装置側弁孔６８９を有する。

装置側弁体６８５は、中心軸ＣＡ１に沿った方向に延びる棒状の部材である。装置側弁体６８５は、導入部流路６８２内に位置し、導入部流路６８２を開閉する。装置側弁体６８５には、配置部６８６が形成されている。配置部６８６は、装置側弁体６８５の本体のうちで中心軸ＣＡ１と直交する方向の大きさが他の部分よりも大きい部分である。配置部６８６は、装置側弁座６８７と向かい合う。配置部６８６には、円環状の弾性部材であるシール部材６８８が取り付けられている。シール部材６８８は、エラストマーやゴムによって形成されている。液体導入部６４２と液体供給部４４２とが接続されていない状態では、シール部材６８８が装置側弁座６８７に気密に当接することで、装置側弁体６８５によって装置側弁座６８７の装置側弁孔６８９を塞ぐ。これにより、装置側弁体６８５は閉弁状態となる。

装置側付勢部材６８３は、装置側弁体６８５を装置側弁座６８７に向かう方向に付勢する。装置側付勢部材６８３は、例えば、圧縮コイルばねである。装置側付勢部材６８３において、一端は配置部６８６に当接し、他端は台座６８４に当接する。台座６８４は、液体導入部６４２の基端６４２ａを形成する部材であり、導入部本体６８０に取り付けられている。

図７に示すように、カートリッジ４が装着されると、カートリッジ側弁機構４８４は、液体導入部６４２に押されてカートリッジ側弁体４８６がカートリッジ側弁座４８５から離れることで開弁する。一方で、カートリッジ４が装着されると、装置側弁体６８５が、導入部本体６８０の装置側弁座６８７から離れることで開弁状態となる。そして、供給部流路４８２と導入部流路６８２とが接続される。装着状態において、液体収容部４５０に収容されている液体は、スリット４４１を通じて、供給部流路４８２へ流入する。そして、液体は、供給部流路４８２から、導入部流路６８２へ流れ、液体貯留部６９９へ供給される。

上記のように、本実施形態では、供給部流路４８２と導入部流路６８２とを通じて、液体供給部４４２から液体導入部６４２にインクが供給される。一方で、液体貯留部６９９に収容された空気が気泡となって、導入部流路６８２と供給部流路４８２とを通じて、液体収容部４５０に流入する。これにより、液体収容部４５０の気液交換が行われる。カートリッジ４は、液体の流通方向が略重力方向となる向きで、かつ、カートリッジ４の供給部流路４８２が導入部流路６８２の上になる装着姿勢で印刷装置１０に装着される。本実施形態におけるカートリッジ４には、以下に記載のように、気液交換を円滑に行うための工夫が施されている。

図７に示すように、装着状態において、斜面部４９６の少なくとも一部は、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向において、導入部流路６８２と対向する。これにより、気液交換を円滑に行うことができる。発明者らは、供給部流路４８２を形成する供給部流路形成面の導入部流路６８２と対向する部分が水平方向に延びていると、水平方向に延びている部分に気泡が留まり、気液交換が円滑に行われないという課題を見出した。さらに、発明者らは、導入部流路６８２を形成する供給部流路形成面の導入部流路６８２と対向する部分の少なくとも一部を水平方向に対して傾斜させることで、気泡は傾斜面に沿って、浮力により上方へ移動することができるため、上記課題が解決できることを見出した。そこで、本実施形態では、装着状態において、カートリッジ側弁体４８６は、斜面部４９６の少なくとも一部が導入部流路６８２と対向する構成を有する。具体的には、斜面部４９６の内径Ｄ１は、導入部流路６８２の外径Ｄ２よりも小さい。ここで、斜面部４９６の内径Ｄ１とは、平面部４９５と斜面部４９６との境界の円の直径である。装着状態において、液体導入部６４２の中心軸ＣＡ１と液体供給部４４２の中心軸ＣＡ２は略同一直線上にある。よって、内径Ｄ１が外径Ｄ２よりも小さい構成とすることで、閉塞面４８８のうち、導入部流路６８２と対向する部分から、閉塞面４８８の縁に至るまで斜面部４９６が形成される構成が実現されている。装着状態において、導入部流路６８２と対向する閉塞面４８８に斜面部４９６が設けられていることにより、上がってくる気泡は、斜面部４９６に沿って閉塞面４８８の縁まで円滑に移動する。閉塞面４８８の縁まで到達した気泡は、供給部流路４８２を上昇して液体収容部４５０に流入する。このように、気液交換を円滑に行うことができるため、液体の供給速度を安定させることができる。なお、閉塞面４８８に平面部４９５および凸部４８９が設けられていることにより、液体供給部４４２と液体導入部６４２との接続時に、カートリッジ側弁体４８６は、装置側弁体６８５による押力を中心軸ＣＡ２方向に沿って均等に受けることができる。

調心部４９０は、供給部流路４８２を形成する内壁４８０ａとは離れた位置に形成されている。これにより、図８に示すように、供給部流路４８２を、液体供給部４４２の周方向に亘って形成することができる。よって、供給部流路４８２の流路断面積を広く確保することができ、気液交換をさらに円滑に行うことができる。一般に、一つの流路における流路断面積が小さい場合、円滑な気液交換が行われにくく、一つの流路における流路断面積を大きくすると、円滑な気液交換が行われ易い。流路断面積が大きいと、気泡の流路を十分に確保でき、気泡の流通と液体の流通とが行われ易くなるためである。なお、例えば、流路が隔壁により複数に分割されている場合には、合計の流路断面積が大きくても、個別の流路断面積が小さいため、円滑な気液交換が行われにくい。また、本実施形態とは異なる調心部の構成として、ハウジング４８０をガイド部として機能させ、ハウジング４８０の内壁４８０ａと係合する調心部をカートリッジ側弁体４８６に設ける構成が考えられる。しかし、この構成の場合、カートリッジ側弁体４８６の軸方向と直交する方向の動きを規制するために、ハウジング４８０の内壁４８０ａと、調心部の外周面との係合面積を大きくしようとするほど、ハウジング４８０の内壁４８０ａを外周とする供給部流路４８２の流路断面積は小さくなってしまう。そこで、本実施形態では、調心部４９０は、供給部流路４８２を形成する内壁４８０ａとは離れた位置に形成され、調心部４９０と係合するガイド部４８１はハウジング４８０の内側に設けられている。これにより、ハウジング４８０の内壁４８０ａと、ガイド部４８１の外壁との間に、供給部流路４８２を形成することができる。よって、供給部流路４８２を液体供給部４４２の周方向に亘って形成することができる。供給部流路４８２の流路断面積を広く確保することができ、気液交換をさらに円滑に行うことができる。

図６に示すように、非装着状態において、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向と直交する直交方向から視た側面視で、カートリッジ側弁体４８６の最外壁４９２とリブ４８３とが重なる。これにより、衝撃によるカートリッジ側弁体４８６の揺動を抑制し、液体の漏れを抑制することができる。印刷装置１０に装着されていない、単体のカートリッジ４は、落下などにより衝撃を受ける場合がある。この場合、カートリッジ側弁体４８６とハウジング４８０との隙間が大きいと、カートリッジ側弁体４８６が揺動し、カートリッジ側弁座４８５との気密状態が一時的に解除され、液体供給部４４２内の液体が外部へ漏れる場合がある。そこで、本実施形態では、カートリッジ側弁体４８６とハウジング４８０との隙間を埋めるようにリブ４８３が形成されている。これにより、カートリッジ側弁体４８６の最外壁４９２とリブ４８３との隙間は小さいため、カートリッジ側弁体４８６の軸方向と直交する方向の動きが制限される。よって、衝撃によるカートリッジ側弁体４８６の揺動が抑制され、液体の漏れを抑制することができる。一方、図７に示すように、装着状態において、側面視で、カートリッジ側弁体４８６の最外壁４９２とリブ４８３とは重ならない。具体的には、装着状態において、リブ４８３は、最外壁４９２よりも流通方向における下流側に位置する。このため、装着状態においては、リブ４８３と最外壁４９２との間に十分な空間を確保することができ、供給部流路４８２の流路断面積を確保することができる。

上記実施形態によれば、カートリッジ側弁体４８６が有する閉塞面４８８は、平面部４９５と、斜面部４９６を有する。斜面部４９６は、閉塞面４８８の縁に近づくほど、流通方向における上流側に位置するように傾斜する。そして、装着状態において、斜面部４９６の少なくとも一部は、導入部流路６８２と対向する。これにより、液体供給において、気泡は斜面部４９６に沿って、上方へ移動することができるため、気液交換を円滑に行うことができる。また上記形態によれば、斜面部４９６の内径Ｄ１は、導入部流路６８２の外径Ｄ２よりも小さい。これにより、装着状態において、斜面部４９６の少なくとも一部が導入部流路６８２と対向する構成を実現することができる。

また上記形態によれば、液体供給部４４２は、内壁４８０ａよりも内方側に位置し、中心軸ＣＡ２に沿った軸方向に延びるガイド部４８１を有する。そして、カートリッジ側弁体４８６は、軸方向に延び、ガイド部４８１によって軸方向と直交する方向の動きが規制される調心部４９０を有する。これにより、供給部流路４８２を、内壁４８０ａとガイド部４８１との間に形成することができる。よって、供給部流路４８２の流路断面積を広く確保することができ、気液交換をさらに円滑に行うことができる。

また上記形態によれば、供給部流路４８２は、内壁４８０ａとガイド部４８１との間に位置し、液体供給部４４２の周方向に亘って形成されている。これにより、供給部流路４８２の流路断面積を広く確保することができ、気液交換をさらに円滑に行うことができる。

また上記形態によれば、中心軸ＣＡ２と直交する直交方向から視た側面視で、非装着状態では、カートリッジ側弁体４８６の最外壁４９２の少なくとも一部とリブ４８３とが重なり、装着状態において、最外壁４９２とリブ４８３とが重ならない。これにより、非装着状態では、衝撃によるカートリッジ側弁体４８６の揺動を抑制し、液体の漏れを抑制することができる。一方、装着状態においては、リブ４８３と最外壁４９２との間に十分な空間を確保することができ、供給部流路４８２の流路断面積を確保することができる。

Ｂ．他の実施形態：
Ｂ－１．他の実施形態１：
上記実施形態では、非装着状態において、側面視で、カートリッジ側弁体４８６の最外壁４９２の全域とリブ４８３とが重なる。他の実施形態として、最外壁４９２の一部とリブ４８３とが、側面視で重なる形態としてもよい。最外壁４９２の少なくとも一部が、リブ４８３と重なることで、カートリッジ側弁体４８６の揺動を抑制することができる。

Ｂ－２．他の実施形態２：
本開示は、インクジェットプリンター及びそのインクカートリッジに限らず、インク以外の他の液体を噴射する任意の印刷装置及びそのカートリッジにも適用することができる。例えば、以下のような各種の印刷装置及びそのカートリッジに適用可能である。
（１）ファクシミリ装置等の画像記録装置
（２）液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材を噴射する印刷装置
（３）有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイや、面発光ディスプレイ（Field Emission Display、ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材を噴射する印刷装置
（４）バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を噴射する印刷装置
（５）精密ピペットとしての試料印刷装置
（６）潤滑油の印刷装置
（７）樹脂液の印刷装置
（８）時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する印刷装置
（９）光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に噴射する印刷装置
（１０）基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を噴射する印刷装置
（１１）他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッドを備える印刷装置

なお、「液滴」とは、印刷装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう「液体」とは、印刷装置が噴射させることができるような材料であれば良い。例えば、「液体」は、物質が液相であるときの状態の材料であれば良く、粘性の高い又は低い液状態の材料、及び、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属のような液状態の材料も「液体」に含まれる。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなども「液体」に含まれる。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種の液体状組成物を包含するものとする。

Ｃ．他の形態：
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、以下に記載する各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

（１）本開示の第１形態によれば、導入部流路を有する液体導入部を備える液体噴射装置に着脱可能に装着されるカートリッジが提供される。このカーリッジは、液体を収容するための液体収容部と、前記液体収容部と連通する供給部流路を有する液体供給部であって、中心軸を有する液体供給部と、前記供給部流路内に配置され、前記液体噴射装置に装着されていない非装着状態では閉弁することで前記供給部流路を非連通状態とし、前記液体噴射装置に装着された装着状態では開弁することで前記供給部流路を連通状態とする弁機構と、を備える。前記弁機構は、前記液体導入部が挿入される挿入口を有する弁座と、前記弁座と当接することで前記挿入口を塞ぐ閉塞面を有する弁体であって、前記液体を供給する際の前記供給部流路の前記液体の流通方向において前記弁座よりも上流側に位置する弁体と、前記弁体を前記弁座に向かって付勢する付勢部材と、を有する。前記弁機構は、前記液体導入部に押されて前記弁体が前記弁座から離れることで開弁する。前記閉塞面は、平面部と、前記平面部の周囲に形成された斜面部であって、前記閉塞面の縁に近づくほど、前記流通方向における上流側に位置するように傾斜する傾斜部を有し、前記装着状態において、前記斜面部の少なくとも一部は、前記導入部流路と対向する。この形態によれば、液体噴射装置への液体供給において、気泡は斜面部に沿って、上方へ移動することができるため、気液交換を円滑に行うことができる。

（２）上記形態において、前記液体供給部は、前記供給部流路を形成する内壁と、前記内壁よりも内方側に位置し、前記中心軸に沿った軸方向に延びるガイド部であって、前記弁体の移動を案内するガイド部を有し、前記弁体は、前記軸方向に延び、前記ガイド部によって前記軸方向と直交する方向の動きが規制される調心部を有してもよい。この形態によれば、供給部流路を、内壁とガイド部との間に形成することができる。よって、供給部流路の流路断面積を広く確保することができ、気液交換をさらに円滑に行うことができる。

（３）上記形態において、前記供給部流路は、前記内壁と前記ガイド部との間に位置し、前記液体供給部の周方向に亘って形成されていてもよい。この形態によれば、供給部流路の流路断面積を広く確保することができ、気液交換をさらに円滑に行うことができる。

（４）上記形態において、前記弁体は、前記中心軸に沿った軸方向と直交する直交方向において、最外にあり、前記軸方向に延びる最外壁を有し、前記液体供給部は、前記供給部流路を形成する内壁から内方側に突出し、前記軸方向に延びるリブを有し、前記直交方向から視た側面視で、前記非装着状態では、前記最外壁の少なくとも一部と前記リブとが重なり、前記装着状態において、前記最外壁と前記リブとが重ならなくてもよい。この形態によれば、非装着状態では、衝撃による弁体の揺動を抑制し、液体の漏れを抑制することができる。一方、装着状態においては、リブと最外壁との間に十分な空間を確保することができ、供給部流路の流路断面積を確保することができる。

（５）上記形態において、前記斜面部の内径は、前記導入部流路の外径よりも小さくてもよい。この形態によれば、装着状態において、斜面部の少なくとも一部が導入部流路と対向する構成を実現することができる。

本開示は、上記形態の他に、カートリッジの製造方法、カートリッジの弁機構などの形態で実現することができる。

１…印刷システム、２…印刷用紙、４…カートリッジ、６…カートリッジ装着部、１０…印刷装置、１３…交換用カバー、２０…キャリッジ、２２…吐出ヘッド、２４…チューブ、３０…駆動機構、３２…タイミングベルト、３４…駆動モーター、４２…前壁、４３…上壁、４４…底壁、４５…第１側壁、４６…第２側壁、４７…後壁、６１…収容室、６２…第２装置壁、８９…コーナー部、４０１…液体収容体、４０２…アダプター、４３１…収容体底壁、４３２…流入開口部、４４１…スリット、４４２…液体供給部、４４６…開口部、４４８…供給部位置決め部、４５０…液体収容部、４８０…ハウジング、４８０ａ…内壁、４８１…ガイド部、４８２…供給部流路、４８３…リブ、４８４…カートリッジ側弁機構、４８５…カートリッジ側弁座、４８５ａ…挿入口、４８６…カートリッジ側弁体、４８７…カートリッジ側付勢部材、４８８…閉塞面、４８９…凸部、４９０…調心部、４９１…円筒部、４９２…最外壁、４９５…平面部、４９６…斜面部、６１０…支持部材、６１３…主壁、６４２…液体導入部、６４２ａ…基端、６４４…装置側供給部位置決め部、６７４…挿抜開口部、６８０…導入部本体、６８１…装置側弁機構、６８２…導入部流路、６８３…装置側付勢部材、６８４…台座、６８５…装置側弁体、６８６…配置部、６８７…装置側弁座、６８８…シール部材、６８９…装置側弁孔、６９８…回転支点、６９９…液体貯留部、ＣＡ１,ＣＡ２…中心軸、ＣＤ２,ＣＤ３…接続方向、Ｄ１…内径、Ｄ２…外径

Claims (5)

1. 導入部流路を有する液体導入部を備える液体噴射装置に着脱可能に装着されるカートリッジであって、
   液体を収容するための液体収容部と、
   前記液体収容部と連通する供給部流路を有する液体供給部であって、中心軸を有する液体供給部と、
   前記供給部流路内に配置され、前記液体噴射装置に装着されていない非装着状態では閉弁することで前記供給部流路を非連通状態とし、前記液体噴射装置に装着された装着状態では開弁することで前記供給部流路を連通状態とする弁機構と、を備え、
   前記弁機構は、
   前記液体導入部が挿入される挿入口を有する弁座と、
   前記弁座と当接することで前記挿入口を塞ぐ閉塞面を有する弁体であって、前記液体を供給する際の前記供給部流路の前記液体の流通方向において前記弁座よりも上流側に位置する弁体と、
   前記弁体を前記弁座に向かって付勢する付勢部材と、を有し、
   前記弁機構は、前記液体導入部に押されて前記弁体が前記弁座から離れることで開弁し、
   前記閉塞面は、平面部と、前記平面部の周囲に形成された斜面部であって、前記閉塞面の縁に近づくほど、前記流通方向における上流側に位置するように傾斜する傾斜部を有し、前記装着状態において、前記斜面部の少なくとも一部は、前記導入部流路と対向する、カートリッジ。
2. 請求項１に記載のカートリッジであって、
   前記液体供給部は、
   前記供給部流路を形成する内壁と、前記内壁よりも内方側に位置し、前記中心軸に沿った軸方向に延びるガイド部であって、前記弁体の移動を案内するガイド部を有し、
   前記弁体は、
   前記軸方向に延び、前記ガイド部によって前記軸方向と直交する方向の動きが規制される調心部を有する、カートリッジ。
3. 請求項２に記載のカートリッジであって、
   前記供給部流路は、前記内壁と前記ガイド部との間に位置し、前記液体供給部の周方向に亘って形成されている、カートリッジ。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載のカートリッジであって、
   前記弁体は、
   前記中心軸に沿った軸方向と直交する直交方向において、最外にあり、前記軸方向に延びる最外壁を有し、
   前記液体供給部は、
   前記供給部流路を形成する内壁から内方側に突出し、前記軸方向に延びるリブを有し、
   前記直交方向から視た側面視で、前記非装着状態では、前記最外壁の少なくとも一部と前記リブとが重なり、前記装着状態において、前記最外壁と前記リブとが重ならない、カートリッジ。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載のカートリッジであって、
   前記斜面部の内径は、前記導入部流路の外径よりも小さい、カートリッジ。

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