(57)【要約】【課題】変形時の反力が低減した差圧弁、及び、かかる差圧弁を具えたインクカートリッジを提供する。【解決手段】差圧弁１は、周縁部４及びかかる周縁部４内に、周縁部４よりも厚さが小さい薄膜部５を有し、弾性材料からなる。また、薄膜部５の厚さが不均一である。また、インクカートリッジ３は、かかる差圧弁１を具える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁部及び該周縁部内に、周縁部よりも厚さが小さい薄膜部を有し、弾性材料からなる差圧弁において、
該薄膜部は、凸部を有することを特徴とする差圧弁。
【請求項２】
前記差圧弁は円板状であり、前記凸部は周方向に延在してなる、請求項１に記載の差圧弁。
【請求項３】
前記差圧弁は円板状であり、前記凸部は幅方向に延在してなる、請求項１又は２に記載の差圧弁。
【請求項４】
前記薄膜部において、最も薄い部分は１ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の差圧弁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の差圧弁を具えることを特徴とするインクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、周縁部及び該周縁部内に、周縁部よりも厚さが小さい薄膜部を有し、弾性材料からなる差圧弁及びかかる差圧弁を具えるインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式記録装置は、インクを収容したインクカートリッジを、インクジェット式記録装置のホルダに装着し、記録ヘッドにインクを供給することで使用される。
【０００３】
このようなインクカートリッジにおいて、インクを収容したインク室と、負圧が負荷される連結室とに所定の圧力差が生じた場合に、開弁する差圧弁がインクカートリッジに取り付けられているものがある。なお、ここで述べるインクカートリッジは液体カートリッジの一例である。
【０００４】
例えば、特許文献１の差圧弁は、圧力差に基づいて弾性変形可能で、かつ円筒状の周縁部を有する。インクカートリッジは、差圧弁の周縁部の内側に挿入されることにより周縁部を固定する略円筒状の差圧弁保持部を有する弁蓋と、差圧弁と弁蓋との間に挟まれ、弁部材を弁蓋から離間させる方向に付勢する付勢部材とを具えている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３７７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記したようなインクカートリッジの差圧弁は、差圧により弁が変形する際に反力が発生し、変形量が抑制されることから、吐出されるインク量が不足してしまうといった問題を有している。一般に、かかる反力を低減する目的で、差圧弁を薄くしているが、インクの吐出量のより高い正確性が希求されていることを背景に、変形時の反力の更なる低減が求められている。発明者は、薄くした差圧弁における反力の発生の主たる原因が、それを構成している樹脂の大半が、一定の方向に配向してしまうことに起因することを見出した。すなわち、樹脂の大部分が一定の方向に配向すると、圧力が負荷されることによる差圧弁の変形に偏りが生じ、変形時に反力が発生し易くなる。一般に、樹脂を薄く射出成形すればする程、樹脂が一定の方向に配向し易くなることから、特に、１ｍｍ程度といった極薄の差圧弁を射出成形する場合に変形時の反力の低減が不充分となる。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、製造される差圧弁の形状を工夫することにより、変形時の反力が低減した差圧弁を提供することにある。また、この発明の更なる目的は、かかる差圧弁を具えるインクカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、第一発明は、周縁部及び該周縁部内に、周縁部よりも厚さが小さい薄膜部を有し、弾性材料からなる差圧弁であって、該薄膜部は、凸部を有することを特徴とする差圧弁である。
【０００９】
また、第一発明において、差圧弁は円板状であり、凸部は周方向に延在してなることが好ましい。
【００１０】
更に、第一発明において、差圧弁は円板状であり、凸部は幅方向に延在してなることが好ましい。
【００１１】
更にまた、第一発明において、薄膜部の最も薄い部分は１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
第二発明は、上記した第一発明の差圧弁を具えることを特徴とするインクカートリッジである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、差圧弁の形状の適正化を図ることにより、変形時に発生する反力を低減した差圧弁を提供することが可能となる。また、かかる差圧弁を具えたインクカートリッジを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、図面を参照しつつ、この発明の実施形態を説明する。図１（ａ）は、この発明に従う差圧弁の上面図であり、図１（ｂ）はその幅方向断面図である。図２（ａ）は、図１に示す差圧弁を具えるインクカートリッジの断面図である。図２（ｂ）は、インクを供給するためにインクカートリッジ内に負圧を発生させ、インクが流動することを示したインクカートリッジの断面図であり、図２（ｃ）は、その後、負圧が無くなった状態にあるインクカートリッジの断面図である。図３（ａ）は、この発明に従うその他の差圧弁の上面図であり、図３（ｂ）はその幅方向断面図である。
【００１５】
この発明に従う差圧弁１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、樹脂により構成される円板状の弁であり、その中央に中央凸部２、インクカートリッジ３に固定される周縁部４、及び、中央凸部２と周縁部４との間に位置し、インクカートリッジ３内にて発生する差圧により変形する薄膜部５を具える。かかる薄膜部５に２ヶ所の凸部６、６が設けられており、薄膜部５の厚さが周方向で見ると不均一となっている。上記したような、厚さが周方向に不均一となった形状に差圧弁１を射出成形すると、成形時に、凸部６となる部分にて樹脂の流れが乱れて、樹脂流れの際の押出方向に沿った分子配向が乱れることになり、射出成形後の樹脂の配向が全体に不均一となる。そのことから、差圧弁１が変形した際の反力が有効に低減され、差圧弁が圧力に応じて正確に変形することから、精度の高いインク７の供給が可能となる。
図２（ａ）に示すように、かかる差圧弁１は、インクカートリッジ３内の所定の位置に固定される。図２（ａ）は、差圧弁１が閉じた初期状態のインクカートリッジ３である。インク７の供給が開始されると、まず、図２（ｂ）に示すように、所望されるインク７の吐出量に比例した負圧が連結室８に負荷されることにより、連結室８側のヘッド部からインクが吐出され（黒い矢印）、連結室８とインク７が詰まったインク室９との間で圧力差が生じる。かかる圧力差により差圧弁１が変形して（白抜きの矢印の方向に変形）、差圧弁１が開いた状態となり、インク室９からインクがインクカートリッジ３内に供給される。次いで、図２（ｃ）に示すように、連結室９の負圧が低下し、インク室８と連結室９との圧力差が小さくなることに伴い、差圧弁が元の位置へと変形し（白抜きの矢印の方向に変形）、インク室３側のヘッド部からインク７が吐出される（黒い矢印）。そして、所定量のインク７の供給が完了すると同時に差圧弁１が再び閉じた状態となり、インク７の供給が停止することとなる。
なお、差圧弁１の形状は、図１に示す形状に限定されるものではなく、その他の形状とすることもでき、例えば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、差圧弁１の薄膜部５上に周方向に連なった凸部６を設けた形状とすることもできる。
【００１６】
また、差圧弁１の最も薄い部分は１ｍｍ以下であることが好ましい。従来は、厚さ１ｍｍ以下の樹脂を射出成形して差圧弁１を製造すると、樹脂の大部分が一定の方向に配向し、差圧弁１の変形時の反力が有効に低減しなかった。しかし、上記した形状を採用したこの発明の差圧弁１を射出成形すると、例え、樹脂が配向し易い１ｍｍ以下であっても、樹脂が一定の方向へと配向してしまうことを有効に抑制することが可能となる。そのことから、この発明の効果は、樹脂が一定の方向に配向し易い１ｍｍ以下において、特に効果的に発揮されるものである。
【００１７】
更に、差圧弁１を構成する樹脂は、ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックの少なくとも一つと、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックの少なくとも一つとからなる共重合体の熱可塑性エラストマーにより構成することができる。このとき、添加剤としては、例えば、可塑剤、難燃剤、抗菌剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、無機や有機フィラー、着色剤、オイルを使用することができる。なお、樹脂流動性を付与するため、ポリプロピレンやポリエチレンを代表とするポリオレフィンを加えても良い。
なお、熱可塑性エラストマーとしては、例えば、
１）ポリブタジエンとブタジエン−スチレンランダム共重合体とのブロック共重合体を水添して得られる結晶性ポリエチレンとエチレン／ブチレン−スチレンランダム共重合体とのブロック共重合体や、
２）ポリブタジエンとポリスチレンとのブロック共重合体、及びポリイソプレンとポリスチレンとのブロック共重合体、あるいは、ポリブタジエン又はエチレン−ブタジエンランダム共重合体とポリスチレンとのブロック共重合体を水添して得られる、例えば、結晶性ポリエチレンとポリスチレンとのジブロック共重合体、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンのトリブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレンのトリブロック共重合（ＳＥＰＳ）など、中でも、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体又はスチレン−エチレン／プロピレン−スチレンブロック共重合体、などを挙げることができる。
【００１８】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。例えば、図示例の差圧弁１は中央凸部２を具えているが、かかる中央凸部２はインクカートリッジ３の構成によっては必ずしも必要ではない。また、図示例の差圧弁１は全て円板状であるが、必要に応じてその他の形状とすることもできる。
【実施例】
【００１９】
次に、薄膜部の厚さが一定である従来技術の差圧弁（従来例）、及び、薄膜部の厚さが不均一であるこの発明に従う差圧弁（発明例１〜３）を、夫々試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００２０】
従来例は、図４に示す構成を有し、幅方向断面で見て、幅６．０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの薄膜部、幅３．０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの中央凸部、及び、幅３．０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの周縁部を具えている。発明例１は、図１に示す構成を有し、幅方向断面で見て、幅２．０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの凸部を周方向に部分的に有する幅６．０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの薄膜部、幅３．０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの中央凸部、及び、幅３．０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの周縁部を具えている。発明例２は、図３に示す構成を有し、幅方向断面で見て、幅２．０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍであり、周方向に連通する凸部を有する、幅６．０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの薄膜部、幅３．０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの中央凸部、及び、幅３．０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの周縁部を具えている。発明例３は、図５に示す構成を有し、幅方向断面で見て、差圧弁の裏と表の両方に、幅０．５ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの凸部を周方向に部分的に有する（表面の凸部を実線で示し、裏面の凸部を点線にて示す）、幅６．０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの薄膜部、幅３．０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの中央凸部、及び、幅３．０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの周縁部を具えている。なお、いずれの差圧弁もスチレン−エチレン／プロピレン−スチレン（ＳＥＰＳ）の共重合体を主としたポリマーを原材料として、射出成形法により製造した。
【００２１】
差圧弁の反力の低減は、差圧弁の周縁部を固定し、その中央凸部を下方向に１ｍｍ移動するように変形させた際に発生する反力を測定し、従来例の結果と発明例１〜３の結果とを比較することにより評価した。その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１の結果から明らかなように、発明例１〜３は、従来例に比べ、変形時の反力が低減していた。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上の説明から明らかなように、この発明によって、変形時の反力が低減した差圧弁を提供することが可能となった。また、かかる差圧弁を具えるインクカートリッジを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は、この発明に従う差圧弁の上面図であり、（ｂ）はその幅方向断面図である（発明例１）。
【図２】（ａ）は、図１に示す差圧弁を具えるインクカートリッジの断面図であり、（ｂ）は、インクを供給するためにインクカートリッジの連結室内に負圧を発生させたときの断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の後、再び差圧弁が閉じた状態となったインクカートリッジの断面図である。
【図３】（ａ）は、この発明に従うその他の差圧弁の上面図であり、（ｂ）はその幅方向断面図である（発明例３）。
【図４】（ａ）は、従来例の差圧弁の上面図であり、（ｂ）はその幅方向断面図である。
【図５】（ａ）は、発明例２の差圧弁の上面図であり、（ｂ）はその幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  差圧弁
２  中央凸部
３  インクカートリッジ
４  周縁部
５  薄膜部
６  凸部
７  インク
８  連結室
９  インク室
１０  ヘッド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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