(57)【要約】【課題】  簡便な構成を持つ薄型かつ小型の液体供給制御装置を提供すること、および、前記液体供給制御装置を備えた液体収容効率の良い液体収容容器を提供すること。【解決手段】  供給側の液体としてのインク収容室２Ｋ内のインクと、流出側の液体としてのインク供給室１５内のインクとの圧力差が無いか、または、インク収容室２Ｋ内のインクの方が負圧となっているときには、弾性体としてのバルブセンタ２０の流出口１９の内周縁は、上弁体１８の封止部としての斜面を含む凸部１６に板状のバネ部材２１により押えられて密接し、液体供給制御装置としての差圧弁１４は閉じる。インク供給室１５のインクが吸引されると、インク供給室１５のインク圧力が減少し、インク収容室２Ｋのインクに対して負圧となる。この圧力差がバルブセンタ２０に働き、バルブセンタ２０を押し下げようとする力が生じる。この力が、バネ部材２１による押え力を上回ると、バルブセンタ２０の流出口１９は、上弁体１８の凸部１６の斜面から離れて差圧弁１４が開く。【選択図】      図４
2006015526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体供給経路に配置されて用いる液体供給制御装置であって、
中心に液体流通用の流出口を有し、前記液体供給経路の供給側と流出側との間に配置された弾性変形可能な弾性体と、
前記弾性体の流出口と対向する位置に配置され、前記流出口に内接するように配置された斜面を有する凸部からなる封止部と、
前記流出口の内周縁を前記封止部の凸部の斜面に密接するよう押し圧する板状のバネ部材とを備えることを特徴とする液体供給制御装置。
【請求項２】
前記封止部及び液体の供給口を備えた上弁体と、前記バネ部材を収め、前記弾性体の外周部を前記上弁体とで固定する下弁体とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の液体供給制御装置。
【請求項３】
前記弾性体の流出口の内周縁を、前記上弁体の封止部の凸部に密接させる前記バネ部材の押え部は、前記押え部を支える複数の脚部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の液体供給制御装置。
【請求項４】
前記バネ部材の複数の脚部は、前記押え部を中心にしてらせん状に形成されていることを特徴とする請求項３記載の液体供給制御装置。
【請求項５】
前記バネ部材は、前記押え部が、前記上弁体の封止部の凸部に密接している状態の前記弾性体を押し圧しているときに、前記バネ部材の降伏点を超えた領域に設定されていることを特徴とする請求項３または４に記載の液体供給制御装置。
【請求項６】
前記上弁体の封止部の凸部は、前記上弁体の液体の供給口を含む面から先細りの円錐台形状を成し、前記円錐台形状の斜面の角度は、前記上弁体の液体の供給口を含む面からの垂線に対して、片側６〜４５°の範囲であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の液体供給制御装置。
【請求項７】
液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部の液体を外部に供給する液体の通孔とを有する液体収容容器であって、
請求項１〜６のいずれか１項記載の液体供給制御装置を備えることを特徴とする液体収容容器。
【請求項８】
前記液体収容部を含む前記液体収容容器の本体は、扁平な略直方体形状を成し、前記液体供給制御装置は、前記液体収容容器本体の厚み方向に前記液体収容部と隣接して、前記液体供給制御装置の軸線方向が、前記液体収容容器本体の厚み方向と平行となる向きで配置されていることを特徴とする請求項７記載の液体収容容器。
【請求項９】
液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部から供給される液体を液滴として吐出する吐出ヘッドとを有する液滴吐出装置であって、前記液体収容部から吐出ヘッドへ通じる液体の供給経路の一部に請求項１〜６のいずれか１項記載の液体供給制御装置を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１０】
前記液体収容容器と、前記液体収容容器と連通して液滴を吐出する吐出ヘッドとを備える液滴吐出装置であって、請求項７または８に記載の液体収容容器を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号に応じて液体滴を吐出する液体吐出ヘッドに、液体を供給する液体供給制御装置および液体収容容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタやインクジェットプロッタのように、液体としてのインクを吐出することにより、画像や文字を印刷する印刷装置が知られている。このような印刷装置は、印刷時にインクをインク吐出ヘッドから吐出し、消費されたインクと同じ分量のインクを液体収容容器としてのインクカートリッジから補給することにより、連続して印刷することができる。なお、インクカートリッジは、印刷装置に着脱自在に搭載されている。このようなインクカートリッジとしては、内部に多孔室体を収容し、多孔室体にインクを吸収させる方法のものが知られている。多孔室体を用いたインクカートリッジは、インクの消費が進んでインクの量が減少すると、インク吐出ヘッドの吸引力よりも多孔室体の表面張力の方が大きくなり、多孔室体に吸収されているインクを完全に使い切るのが困難であった。このため、多孔室体を用いずに、収容しているインクを効率良く使用できるインクカートリッジとして、例えば、以下の特許文献のインクカートリッジが知られている。特許文献１、２ともに、多孔室体を用いないインク収容室と、インク収容室側のインクの圧力と、インク吐出ヘッド側のインクの圧力との差により開閉する液体供給制御装置としての差圧弁とを備えたインクカートリッジである。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１７４８６０号公報
【特許文献２】特開２００３−２６６７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、２つの膜体に挟まれた棒状の弁体が、上下に動作することにより開閉する方式であるため、棒状の弁体が上下する長さが必要となり、差圧弁全体の構成が厚くなり、インク収容室に占める差圧弁の割合が増えてしまい、インク収容室の容量が減少してしまう。さらに、２つの膜体を必要とするため部品点数が多くなり、また、軟質の２つ膜体で棒状の弁体を挟み込む方式のため構成が複雑で組み立てにくい。また、特許文献２では、コイルバネにより弁体を開閉する方式であるため、コイルバネのストローク長さを確保するために差圧弁全体の構成が厚くなり、インク収容室に占める差圧弁の割合が増えてしまい、やはりインク収容室の容量が減少してしまう、という問題を有していた。
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、簡便な構成を持つ薄型かつ小型の液体供給制御装置を提供すること、および、前記液体供給制御装置を備えた液体収容効率の良い液体収容容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の液体供給制御装置は、液体供給経路に配置されて用いられ、中心に液体流通用の流出口を有し、前記液体供給経路の供給側と流出側との間に配置された弾性変形可能な弾性体と、弾性体の流出口と対向する位置に配置され、流出口に内接するように配置された斜面を有する凸部からなる封止部と、流出口の内周縁を封止部の凸部の斜面に密接するよう押し圧する板状のバネ部材とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、供給側の液体と、流出側の液体との圧力差が無いか、または、供給側の液体の方が負圧となっているときには、弾性体の流出口に封止部としての凸部が内接している。さらに、弾性体の流出口の内周縁は、凸部の斜面に板状のバネ部材により押し圧されて密接している。これにより、液体供給制御装置としての差圧弁は閉じた状態となり、供給側と流出側間での液体の流動は起こらない。流出側の液体圧力が減少し、供給側の液体に対して負圧となると、圧力差が弾性体に働き、弾性体を押し下げようとする力が働く。この力が、バネ部材による押え力を上回ると、弾性体の流出口の内周縁は、凸部の斜面から離れる。これにより、差圧弁は開いた状態となり、液体は、供給口を通って供給側から流出側へ流れ込む。液体が供給側から流出側へ流れ込むことにより、供給側と流出側の液体の圧力差が無くなると、弾性体の流出口の内周縁は、凸部の斜面に板状のバネ部材により押し圧されて密接し、差圧弁は閉じた状態となる。これにより、供給側の液体と、流出側の液体とのわずかな圧力差に応じて弁の開閉を行う液体供給制御装置としての差圧弁が構成される。
【０００８】
さらに、差圧弁は、弾性体と、封止部としての凸部と、板状のバネ部材という、それぞれが小型の部材で、かつ、少ない部材数から構成されている。また、弾性体とバネ部材とは、略板状を成しているため、差圧弁全体の構成を薄くすることができる。従って、簡便な構成を持つ薄型かつ小型の液体供給制御装置としての差圧弁を提供することができる。
【０００９】
また、本発明の液体供給制御装置の好ましい態様は、封止部及び液体の供給口を備えた上弁体と、バネ部材を収め、弾性体の外周部を上弁体とで固定する下弁体とを更に備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、液体供給制御装置としての差圧弁は、弾性体、上弁体、板状のバネ部材及び下弁体という少ない部品点数から成り、かつ、それぞれの部品サイズが小さくても構成できる。これにより、差圧弁を小型に構成することができる。さらに、弾性のある薄い板状を成すバネ材で弾性体を押える構成のため、ストローク長さを短くすることができる。これにより、差圧弁を薄く構成することができる。また、上弁体、弾性体、板状のバネ部材、及び下弁体を順番に積み重ねる構成により、簡便に組み立てができる。従って、簡便な構成を持つ薄型かつ小型の液体供給制御装置を提供することができる。
【００１１】
また、本発明の液体供給制御装置の好ましい態様によれば、弾性体の流出口の内周縁を、上弁体の封止部の凸部に密接させるバネ部材の押え部は、押え部を支える複数の脚部を有することを特徴とする。
【００１２】
板状のバネ部材は、弾性体の流出口の内周縁を上弁体の封止部の凸部の斜面に密接させるために、弾性体の流出口の内周縁を所定の押し付け力で押し付けている。この構成によれば、板状のバネ部材が、複数の脚部を持つことにより、バネ部材の押し付け力を、複数の脚部で分散することができる。バネ部材の押し付け力は、片持ちばりとしての荷重に相当する。従って、荷重分散により、それぞれの脚部に掛かる荷重を軽減できるので、バネ部材の耐久性を向上することができる。さらに、バネ部材の押え部は、複数の脚部により支持されることにより、押え部が水平に保たれ、安定させることができる。
【００１３】
また、片持ちばりにおける、たわみ量と、荷重としての押し付け力とは比例関係にある。例えば、板状のバネ部材が、バネ部材の押え部を支える脚部を、１つしか持たない場合と、複数の２つ有していた場合を比較してみる。ここで、解り易くするため、各脚部の材質及び形状等は、同一として考える。板状のバネ部材に必要な荷重としての押し付け力は、例えば、Ｚｇとする。まず、脚部が、１つの場合は荷重Ｚｇを得るためには、たわみ量はＸｍｍ必要となる。ここで、脚部が、複数の２つとなると、荷重Ｚｇを脚部の数で分担することができる。この場合、各脚部が負担する荷重は、それぞれＺ／２ｇとなる。よって、各脚部が、それぞれＺ／２ｇを負担するために必要なたわみ量はＸ／２ｍｍと半分で済むこととなる。従って、板状のバネ部材を薄く構成できるので、薄型の差圧弁を提供できる。また、脚部の本数をさらに増やすことにより、荷重を分担する脚部が増えるので、それぞれの脚部の荷重負担が減り、たわみ量はさらに小さくすることができる。従って、耐久性に優れ、形態の安定した薄いバネ部材を用いた薄型の液体供給制御装置としての差圧弁を提供することができる。
【００１４】
また、本発明の液体供給制御装置の好ましい態様によれば、バネ部材の複数の脚部は、押え部を中心にしてらせん状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、それぞれの脚部のらせん形状を伸ばした実質のバネ長さは、押え部を中心にして下弁体の外周へ結ぶ直線に比べて、長くなっている。液体供給制御装置としての差圧弁の板状バネ部材に要求されるのは、液体のわずかな圧力変化に対して機敏に開閉することができるように、適切な荷重で弾性体を押し圧することである。このためには、バネのたわみ量変化に対し、なだらかな勾配にて荷重変化するバネ特性が望ましい。以降、このようなバネ特性のことを柔軟なバネ特性という。一般の片持ばりによる板状バネ部材の、たわみ変化量に対する荷重は、バネ長さの３乗に反比例する。よって、脚部のらせん形状により、実質のバネ長さが長くなることにより、たわみ量の変化に対して、なだらかな勾配にて荷重変化する柔軟なバネ特性が得られる。
【００１６】
さらに、実質のバネ長さが長くなることにより、バネ部材のたわみ量は、バネ部材の長さから導出される許容たわみ量に対して大きな余裕を持っている。このため、バネ部材自体に無理な荷重が加わることがないので耐久性に優れている。また、バネ部材の複数の脚部は、らせん状に形成されることにより、その最外形状は略円形状を成し、バネ部材の占める面積を小さくできる。従って、柔軟なバネ特性を持つ、耐久性の良いコンパクトなバネ部材を用いた液体供給制御装置としての差圧弁を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の液体供給制御装置の好ましい態様によれば、バネ部材は、押え部が、上弁体の封止部の凸部に密接している状態の弾性体を押し圧しているときに、バネ部材の降伏点を超えた領域に設定されていることを特徴とする。
【００１８】
一般の片持ばりによるバネ部材は、降伏点を超えない範囲での荷重ひずみ特性を用いて使用されている。降伏点を超えない範囲でバネ部材を設定すると、ひずみ量と荷重とは、比例関係にある。例えば、バネ部材の曲げ量が製造バラツキにより設定値より大きくなっていたとする。この場合、曲げ量が大きくなったことにより、ひずみとしてのたわみ量が増えるので、設定値より大きな初期荷重が掛かかることになる。これにより、当初目論んでいた圧力差では液体供給制御装置としての差圧弁が開閉しないことも想定される。
【００１９】
所定のバネ材料は、降伏点を超えた領域において、ひずみとしてのたわみ量が増えても、一定の荷重を返す特性を有している。ここで、バネ部材の押え部が閉じた状態の弾性体に密接しているときに、バネ部材のたわみ量を降伏点を超えた領域に設定することにより、たわみ量のバラツキを吸収することができる。例えば、前述のバネ部材の曲げ量が設定値より大きくなっていた場合、たわみ量が増えても、一定の荷重を返すことにより、当初の設定値通りの荷重を得ることができる。よって、バネ部材の製造バラツキ等によるたわみ量のバラツキを吸収し、所望の荷重を得ることができる。従って、過剰な押し付け力にならず、ほぼ一定した押し付け力を得ることができる柔軟なバネ特性のバネ部材を用いた液体供給制御装置としての差圧弁を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の液体供給制御装置の好ましい態様によれば、上弁体の封止部の凸部は、液体供給口を含む面から先細りの円錐台形状を成し、円錐台形状の斜面の角度は、液体供給口を含む面からの垂線に対して、片側６〜４５°の範囲であることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、弾性体の流出口の内周縁は、片側６〜４５°の範囲の角度にて設けられた上弁体の液体供給口を含む面から先細りの封止部としての円錐台形状の斜面に密接して構成される。弾性体の流出口の内周縁は、前述した通り、供給側と流出側の液体の圧力差によって開閉する。ここで、上弁体の円錐台形状が片側６〜４５°の角度を成している。これにより、弾性体の流出口の内周縁と、円錐台形状の斜面とを、円錐台形状に設けられた斜面による斜面効果により密接させることができる。よって、液体のわずかな圧力変化に対して弾性体の流出口の内周縁が、機敏に開閉することができる。従って、液体のわずかな圧力変化に対して応答性の良い液体供給制御装置としての差圧弁を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の液体収容容器の好ましい態様は、液体を収容する液体収容部と、液体収容部の液体を外部に供給する液体の通孔と、液体供給制御装置とを備えることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、液体収容容器は、簡便な構成を持つ薄型かつ小型の液体供給制御装置としての差圧弁を備えることにより、液体収容容器内の液体収容室の容量に占める差圧弁の体積の割合を小さくすることができる。従って、簡便な構成を持つ薄型かつ小型の液体供給制御装置を備えた液体収容効率の良い液体収容容器を提供することができる。
【００２４】
また、本発明の液体収容容器の好ましい態様によれば、液体を収容する液体収容部を含む収容容器本体は、扁平な略直方体形状を成し、液体供給制御装置は、液体収容容器本体の厚み方向に液体収容部と隣接して、液体供給制御装置の軸線方向が、液体収容容器本体の厚み方向と平行となる向きで配置されていることを特徴とする。
【００２５】
液体収容容器の液体供給制御装置としての差圧弁は、薄型かつ小型である。例えば、略コイン形状を成している。この構成によれば、差圧弁を、液体収容容器本体の厚み方向に液体収容部と隣接して、差圧弁の軸線方向が、液体収容容器本体の厚み方向と平行となる向きで配置することにより、差圧弁の幅広面の直径よりも薄型の液体収容容器を提供することができる。さらに、前述した通り、この差圧弁は薄型かつ小型であるため、液体収容部に占める差圧弁の割合を小さくできる。従って、薄型で液体収容効率の良い液体収容容器を提供することができる。
【００２６】
また、本発明の液滴吐出装置の好ましい態様は、液体を収容する液体収容部と、液体収容部から供給される液体を液滴として吐出する吐出ヘッドとを有し、液体収容部から吐出ヘッドへ通じる液体の供給経路の一部に液体供給制御装置を備えることを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、液滴吐出装置は、わずかな液体の圧力差で開閉し、簡便な構成を持つ薄型かつ小型の液体供給制御装置を、液体収容部から吐出ヘッドへ通じる液体の供給経路の一部に備えることになる。従って、吐出ヘッドへの緻密な液体の供給が可能となる。また、液体供給制御装置が薄型かつ小型であることから、液体供給制御装置を液体の供給経路の一部にコンパクトに収めた液滴吐出装置を供給できる。
【００２８】
また、本発明の液滴吐出装置の好ましい態様は、液体収容容器と、液体収容容器と連通して液滴を吐出する吐出ヘッドとを備えることを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、液滴吐出装置は、わずかな液体の圧力差で開閉する差圧弁を有する液体収容効率が良い液体収容容器を備えている。よって、吐出ヘッドへの液体の供給が過不足なくできるので、液体の供給不足による液滴吐出不良を防ぐことができる。また、液体収容効率が良いためより多くの液体を収容できることから、液体収容容器の交換頻度を減らすことができる。従って、液滴吐出不良を防ぎ、また、液体収容容器の交換頻度を減少させた液滴吐出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
（実施形態１）
【００３１】
図１は、本発明の各実施形態の液体収容容器としての液体カートリッジを適応した液体吐出装置としてのインクジェットプリンタ（印刷装置）の構成を示す斜視図である。なお、以下の各実施形態では、液体としてのインクを収納するインクカートリッジとして説明する。ここでは、まず、インクジェット印刷装置の全体構成について説明し、続いて、インクカートリッジ及びカートリッジ搭載部の概略構成を説明し、最後に実施形態１のインクカートリッジの液体供給制御装置としての差圧弁の構成について詳細に説明する。
【００３２】
図１において、プリンタ１００は、スキャナＳＣなどとともにコンピュータＰＣに対して接続された状態で使用される。コンピュータＰＣに、オペレーティングシステムや所定のプログラムがロードされ、実行されることにより、これらの装置全体が一体で印刷装置として機能する。コンピュータＰＣでは、所定のオペレーティングシステム上でアプリケーションプログラムが動作し、スキャナＳＣから読み込んだ画像などに対して所定の処理を行いつつＣＲＴディスプレイＭＴに画像を表示する。使用者は、ディスプレイＭＴ上の画像をレタッチするといった処理を行なったのち、印刷を指示すると、オペレーティングシステムに組み込まれたプリンタドライバが起動し、画像データをプリンタ１００に転送する。
【００３３】
プリンタドライバは、スキャナＳＣから入力され、処理された原カラー画像データをプリンタ１００が使用する各色のデータに変換し、プリンタ１００に出力する。詳細には、原カラー画像データは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色成分からなり、これを色変換して、プリンタ１００に出力する色データであるブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンダ（Ｍ）、ライトマゼンダ（ＬＭ）、イエロー（Ｙ）の各色に変換する処理や、さらにこれをインクドットの有無に置き換えるいわゆる二値化の処理などを行なう。これらの画像処理は、周知のものなので、詳細な説明は省略する。なお、こうした処理は後述するプリンタ１００側のプリントコントローラ５０で行う構成とすることもできる。
【００３４】
キャリッジ５１は、タイミングベルト５２を介してキャリッジ機構５３のキャリッジモータ５４に接続されており、ガイド部材５５に案内されて印刷用紙５６（媒体）の紙幅方向に往復動する。インクジェットプリンタ１００は、紙送りローラ５７を用いた紙送り機構５８も有している。キャリッジ５１には印刷用紙５６と対向する面、図１に示す例では下面に液体を液滴として吐出する吐出ヘッドとしてのインクジェット式の印刷ヘッド６０が取り付けられている。印刷ヘッド６０は、キャリッジ５１の上に搭載されているインクカートリッジ１Ｋ，１Ｆからインクの補給を受け、キャリッジ５１の移動に合わせて印刷用紙５６にインク滴を吐出してドットを形成し、印刷用紙５６に文字や画像を印刷する。
【００３５】
インクカートリッジ１Ｋは、黒（Ｋ）インク用の独立したカートリッジである。インクカートリッジ１Ｆは、複数のインクカートリッジ１Ｃ，１ＬＣ，１Ｍ，１ＬＭ，１Ｙを一体化したインクカートリッジである。インクカートリッジ１Ｆを構成する複数のインクカートリッジ１Ｃ，１ＬＣ，１Ｍ，１ＬＭ，１Ｙは、それぞれが、独立したインクカートリッジとしての構成を有している。インクカートリッジ１Ｆを構成する複数のインクカートリッジ１Ｃ，１ＬＣ，１Ｍ，１ＬＭ，１Ｙの内部には、それぞれインク収容室２Ｃ，２ＬＣ，２Ｍ，２ＬＭ，２Ｙ（いずれも図示せず）が備えられている。これらのインク収容室２Ｃ，２ＬＣ，２Ｍ，２ＬＭ，２Ｙには、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンダ（Ｍ）、ライトマゼンダ（ＬＭ）、イエロー（Ｙ）のインクがそれぞれ充填されている。従って、印刷ヘッド６０には、各色のインクがインク収容室２Ｃ、２ＬＣ、２Ｍ、２ＬＭ、２Ｙからそれぞれ供給される。これらの各インクはそれぞれ印刷ヘッド６０から各色のインク滴として吐出されてカラー印刷が実現される。
【００３６】
インクジェットプリンタ１００の非印刷領域（非記憶領域）には、キャッピング装置６１が配置され、印刷処理の休止中に印刷ヘッド６０のノズル開口部を封止する。このキャッピング装置６１によって、印刷処理の休止中における、インクの溶媒成分が揮発することに起因するインク粘度の増大、あるいは、インク膜の形成を抑制することができる。したがって、印刷処理の休止中におけるノズルの目詰まりを防止することができる。また、キャッピング装置６１は、印刷処理実行中に行われるフラッシング動作による印刷ヘッド６０からのインク滴を受ける。キャッピング装置６１の近傍にはワイピング装置６２が配置され、このワイピング装置６２は、印刷ヘッド６０の表面をブレードなどでワイピングすることにより、印刷ヘッド６０の表面に付着したインク滓や紙粉を拭き取る。
【００３７】
プリントコントローラ５０は、コンピュータからの多値階調情報を含む印刷データなど
を受信するインターフェース部と、多値階調情報を含む印刷データなどの各種データの記憶を行うＲＡＭと、各種データ処理を行うためのルーチンなどを記憶したＲＯＭと、ＣＰＵなどからなる制御部と、発振回路と、印刷ヘッドへの駆動信号ＣＯＭを発生させる駆動信号発生回路と、ドットパターンデータに展開された印刷データおよび駆動信号をプリントエンジンに送信するなどの機能を果たすパラレル入出力インターフェース等（いずれも図示せず）を備え、インクジェットプリンタ１００の制御を司っている。
【００３８】
インクジェットプリンタ１００において、インクカートリッジ１Ｆは、インクカートリッジ１Ｋを複数個並べて一体化した構成を有している。よって、インクカートリッジとしての基本的な構造は共通する。図２（ａ）は、インクカートリッジを示す斜視図である。図２（ｂ）は、プリンタ本体１００のキャリッジ５１のカートリッジ装着部を示す斜視図である。ここで、図１および図２（ａ），（ｂ）を参照して、黒用のインクカートリッジ１Ｋを例にしてインクカートリッジの構造、およびこのカートリッジをプリンタ本体１００に装着するための概略構造を説明する。
【００３９】
図２（ａ）において、インクカートリッジ１Ｋは、内部にインクを収容する合成樹脂製のカートリッジ本体３と、このカートリッジ本体３の表面に蛇腹状に設けられた複数の溝（図示せず）の上に貼り付けることにより、インク流路や空気流路を構成するフィルム４と、インクをプリンタ１００に供給するインク供給部５と、キャリッジ５１上に装着する際に篏合させる突起６、フック７、及びカートリッジの諸情報を記憶した記憶素子８等から構成されている。フィルム４にはインクカートリッジの品番や、インク色等についての情報が印刷されており、前記カートリッジ本体３に設けられた表面の溝との間で、空気孔９を構成している。また、記憶素子８に記憶されているカートリッジの諸情報は、インクカートリッジの品番や、インク色、インク容量及び残量等についての情報である。
【００４０】
図２（ｂ）において、カートリッジ装着部３０には、インクカートリッジ１Ｋを装着する空間の底部３１に針３２が上向きに配置されている。前記針３２には、針孔（図示せず）が設けられており、前記針孔を通じて、印刷ヘッド６０（図１）にインクが供給される。前記針３２の周りは、インクカートリッジ１Ｋに形成されているインク供給部５を受け入れる凹部３３になっている。前記凹部３３の内壁には、カートリッジをガイドする溝（図示せず）が複数ヶ所に形成されている。カートリッジ装着部３０の壁３４には、コネクタ３５が配置されている。コネクタ３５は、カートリッジ装着部３０にインクカートリッジ１Ｋが装着されたときに、インクカートリッジ１Ｋの記憶素子８の端子と電気的に接合して、プリンタ本体１００との間でカートリッジの諸情報を含む各種のデータを授受する。
【００４１】
次に、カートリッジ装着部３０に対してインクカートリッジ１Ｋを装着する手順を説明する。まず、カートリッジ装着部３０の近傍にインクカートリッジ１Ｋを配置する。カートリッジ装着部３０の内壁３４の篏合孔３６に、インクカートリッジ１Ｋの突起部６を篏合させる。続いて、インクカートリッジ本体３の上面をカートリッジ装着部３０の底部３１側へ押し下げると、フック７がそのバネ性によりたわみ、フック７部に設けられた爪部１０（図３）が、カートリッジ装着部３０の壁３７に設けられた勘合孔３８部と勘合する。このとき、インクカートリッジ１Ｋのインク供給部５には、カートリッジ装着部３０の印刷ヘッド６０（図１）と連通した針３２が刺さり、インクの供給が可能になる。また、詳細は後述するが、同時にインクカートリッジ１Ｋ内部の空気バルブ１２（図３）が開き、空気孔９を通じて外気と通じた状態になる。なお、カラー用のインクカートリッジ１Ｆの構造は、説明を省略するが、黒用のインクカートリッジ１Ｋと同様である。
【００４２】
図３は、インクカートリッジが、カートリッジ装着部に装着されているときの断面図である。カートリッジ装着部３０のピン３９は、インクカートリッジ１Ｋのバルブ支柱１１を押し上げることにより、インクカートリッジ１Ｋの空気バルブ１２を開いた状態にしている。これにより、空気孔９（図２）を通じて外気と通じた状態となり、後述するインク吐出ヘッドにより消費されたインクと同じ容積の空気が空気孔９（図２）を通じて取り込めるようになるので、インクの差圧によりインクを供給できるようになる。なお、インクカートリッジ１Ｋを、カートリッジ装着部３０から取り外したときには、ピン３９による押し上げななくなり、空気孔９（図２）は閉じるので、外気の進入はなくなり、インクが漏れることはない。
【００４３】
インク供給部５と、カートリッジ装着部３０の凹部３３とで、針３２が吸引するインクが蓄えられるインク供給室１５が形成されている。インクカートリッジ１Ｋのインク収容室２Ｋには、黒（Ｋ）のインクが充填されている。また、インクカートリッジ１Ｋのインク供給部５には、インクの圧力差により開閉する差圧弁１４が設けられている。インク供給部５には、針３２が挿入される長さ及び、針３２が吸引するインクが蓄えられるインク供給室１５による一定のスペースが必要である。差圧弁１４は、この必要なスペースを確保した上で、その上部に設けられているが、図３に示すように、全体のサイズがコンパクトであるために、インク収容室２Ｋの領域にはみ出していない。
【００４４】
続いて、液体収容容器としてのインクカートリッジにおける液体供給制御装置としての差圧弁の構成について詳しく説明する。図４（ａ）は、図３における差圧弁１４が閉じている状態を示した詳細断面図である。図４（ｂ）は、図３における差圧弁１４が開いている状態を示した詳細断面図である。なお、図４（ａ），（ｂ）の断面は、差圧弁１４を、後述する図６（ａ）におけるバネ部材２１の脚部２８ａと、２８ｂとのそれぞれの中心線を結んだ線で切った断面にて示した図である。なお、バネ部材２１については後述する。
【００４５】
差圧弁１４は、その略中心部に、封止部としての斜面を含む凸部１６と、凸部１６の近傍に液体の供給口であるインクの供給口１７とを有する上弁体１８と、弾性体からなり、凸部１６に相対する位置に液体の流出口であるインクの流出口１９を有する弾性体としてのバルブセンタ２０と、バルブセンタ２０の流出口１９の内周縁を上弁体１８の凸部の斜面に密接させるように押圧する板状のバネ部材２１と、バネ部材２１を収め、バルブセンタ２０の外周部を上弁体１８とで固定する下弁体２２とを備えている。また、下弁体２２には、インク供給室１５と連通する連通孔２３が設けられている。これにより、下弁体２２のバネ部材２１を設置するバネ室２４と、インク供給室１５とは、連通しており、内部のインクは常に同一の圧力となっている。
【００４６】
まず、差圧弁１４が閉じている状態について説明する。供給側の液体としてのインク収容室２Ｋ内のインクと、流出側の液体としてのインク供給室１５内のインクとの圧力差が無いか、または、インク収容室２Ｋ内のインクの方が負圧となっているときには、バブルセンタ２０の流出口１９に凸部１６の斜面が内接している。さらに、バブルセンタ２０の流出口１９の内周縁は、凸部１９の斜面に板状のバネ部材２１により押し圧されて密接している。これにより、差圧弁１４は閉じた状態となり、インク収容室２Ｋ側とインク供給室１５間でのインクの流動は起こらない。
【００４７】
続いて、差圧弁１４が開いている状態について説明する。図４（ｂ）において、例えば、プリンタ１００（図１）が、黒い文字の印刷を開始すると、印刷ヘッド６０（図１）から黒インク滴が吐出される。これに伴って、印刷ヘッド６０と連通している針３２（図３）は、印刷ヘッド６０で消費されたインク量と同一量のインクを針３２の針孔（図示せず）を通じてインク供給室１５から吸引する。針３２からインクが吸引されると、インク供給室１５のインクの圧力が減少し、同時に、下弁体２２の連通孔２３により連通しているバネ室２４のインクの圧力も減少する。これにより、インク供給室１５のインク圧力が減少し、インク収容室２Ｋのインクに対して負圧となると、圧力差がバルブセンタ２０に働き、バルブセンタ２０を押し下げようとする力が生じる。この力が、バネ部材２１による押え力を上回ると、バルブセンタ２０の流出口１９の内周縁は、上弁体１８の凸部１６の斜面から離れる。これにより、差圧弁１４は開いた状態となり、インクは、矢印で示したようにインク収容室２Ｋからインク供給室１５へ流れ込む。
【００４８】
インク収容室２Ｋのインクが、インク収容室２Ｋからインク供給室１５へ流れ込むことにより、インク収容室２Ｋのインクと、インク供給室１５のインクの圧力差が無くなるか、または、インク収容室２Ｋのインクの圧力差による流れ込み力が、バネ部材２１による押え力より小さくなる。これにより、バルブセンタ２０の流出口１９の内周縁は、上弁体１８の斜面をもった凸部１６の斜面に、板状のバネ部材２１により押えられて密接し、差圧弁１４は閉じた状態となる。このようにして、差圧弁１４は、インクの液圧の変化に伴い、バルブセンタ２０の流出口１９を開閉することにより、インクの供給を行う。
【００４９】
続いて、差圧弁１４の各構成部品の詳細について説明する。図５は、バルブセンタの斜視図である。バルブセンタ２０の材質は、例えば、シリコンゴムなどの軟質ゴム、または、軟質のエラストマから構成されている。本実施例では、好適な例として軟質のエラストマを用いている。バルブセンタ２０は、略コイン状を成し、中心部に流出口１９が空いており、外周部は、上弁体１８と、下弁体２２とで挟持されるため断面が略方形のリング状の支持部２５を備えている。支持部２５の、上弁体１８及び下弁体２２に接する面は、段差の無い均一な面となっており、同じく、段差の無い均一な面を有する上弁体１８及び下弁体２２の相対する面により、挟持されている。これにより、上弁体１８及び下弁体２２間は、シールされ、インクの流路は流出口１９のみとなる。
【００５０】
なお、支持部２５の断面形状は、方形に限定するものではなく、均一な面を備え、上弁体１８及び下弁体２２により挟持されたときに、シール効果が得られれば良い。例えば、支持部２５の断面形状を略円形状とすることもできる。また、上弁体１８の凸部１６の斜面に密接する流出口１９の内周縁面も、均一な面となっており、同じく、均一な面を有する上弁体１８の凸部１６の斜面との間で、密接時にはシールされる。また、バルブセンタ２０の流出口１９は、円形状を成しており、その直径は、後述する上弁体１８の円錐台形状を成す凸部１６の先端部の斜面に、流出口１９の内周縁が沿うような大きさで設けられている。さらに、流出口１９の内周縁の断面形状は、凸部１６の先端部の斜面に沿うように滑らかな曲面を備えている。
【００５１】
上弁体１８及び下弁体２２は、硬質樹脂、例えば、ホリプロピレンや、ＡＢＳ樹脂等から構成されている。図４に戻って説明する。上弁体１８の凸部１６は、円錐台形状を成している。凸部１６は、供給口１７を含む面から、流出口２３に向かって先細りの円錐台形状を成している。上弁体１８の凸部１６の成す円錐台の斜面の角度は、液体供給口１７を含む面からの垂線２６に対して、角度θにて設けられている。角度θは範囲を持っており、好適には１７〜３０°であることが望ましい。本実施形態では、２５°の角度で構成されている。バルブセンタ２０の流出口１９は、前述した通り、インク収容室２Ｋのインクと、インク供給室１５のインクとの、圧力差によって開閉する。ここで、上弁体１８の凸部１６の成す円錐台が所定の角度θで設けられていることにより、バルブセンタ２０の流出口１９の内周縁と、円錐台の斜面による斜面効果で、小さな軸方向の力でも密接させることができる。
【００５２】
また、角度θは、１７〜３０°の範囲に限定するものではなく、関連部品の調整を含めて、バルブセンタ２０の流出口１９の内周縁と、凸部１６の成す円錐台の斜面における斜面効果が有効に働く角度であれば良い。この場合、角度θは、６〜４５°の範囲で効果を得ることができる。
【００５３】
図６（ａ）は、差圧弁１４のバネ部材の平面図である。以下、図６（ａ）と図４を用いて説明する。バネ部材２１の材質は、好適な例としてステンレスを使用している。なお、材質はステンレスに限定するものではなく、柔軟なバネ性と、耐腐食性を有していれば良い。例えば、バネ性の優れたりん青銅に、ニッケルメッキや金メッキ等を施して耐腐食性を向上させて用いることもできる。バネ部材２１は、押え部２７を支える３つの脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃを有している。バネ部材２１の押え部２７は、バルブセンタ２０の流出口１９内周縁を上弁体１８の凸部１６の斜面に密接させるために、バルブセンタ２０の流出口１９の内周縁を所定の荷重としての押し付け力で押し圧している。バネ部材２１の押え部２７の押し付け力としての荷重は、押え部２７を支える３つの脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃに荷重分散されている。
【００５４】
バネ部材２１の押え部２７は、円形状を成し、中心部に円孔を備えている。押え部２７の円孔の直径は、バルブセンタ２０の流出口１９と同一、または、少し大きく設けられている。この円孔の内周縁で、バルブセンタ２０の流出口１９の内周縁を、上弁体１８の円錐台形状を成す凸部１６の先端部の斜面に押圧し、密接させている。押え部２７の円孔の内周縁の断面形状は、前述したバルブセンタ２０の流出口１９の内周縁の有する滑らかな曲面部を押圧するために、滑らかな曲面部より半径の小さな曲面を備えている。また、この半径の小さな曲面により、押え部２７の円孔の内周縁部にリング状のエンボス形状が形成される。これにより、略平坦な面から構成される板状のバネ部材２１の押え部２７の強度が向上する。
【００５５】
バネ部材２１の本実施形態における好適な例について説明する。バネ部材２１の材質はＳＵＳ３０４を用いる。バネ部材２１の押え部２７に必要な押し付け力としての荷重は、６ｇとする。また、脚部は、２８ａ，２８ｂ，２８ｃの３つ備えている。各脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃの片持ちばりとしてのバネ形状は同一なので、以下、代表として脚部２８ａを用いて説明する。脚部２８ａのバネ長さｌａは６ｍｍとし、バネ幅ｗａは０．６ｍｍ、バネ厚さは０．０５ｍｍとする。まず、押え部２７に必要な荷重６ｇは、各脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃの３つに、それぞれ２ｇづつの荷重として分担される。このような条件で、片持ちばりによる応力計算を行うと、脚部２８ａに必要なバネのたわみ量は１．２ｍｍとなる。同一のバネ形状を持つ、２８ｂ，２８ｃも同様に必要なバネのたわみ量は１．２ｍｍとなる。ちなみに、脚部が１つしかない場合のことを想定すると、たわみ量は脚部が３つある場合の３倍の３．６ｍｍ必要となる。
【００５６】
このように、複数の脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃを有することにより、荷重を分担する脚部が増えるので、それぞれの脚部が負担する荷重が減り、たわみ量を小さくすることができる。さらに、バネ部材２１の押え部２７は、複数の脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃにより支持されることにより、押え部２７が水平に保たれ、安定している。なお、バネ部材２１の脚数は、３つの脚部を持つことに限定するものではない。バネ部材２１の押え部２７が受ける荷重が分散すれば良い。バネ部材２１の脚数は、複数であれば、同様に荷重分散することが可能である。これにより、バネ部材２１の３つの脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃの応力を小さくすることができる。また、バネ部材２１の３つの脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃの外接円形状ｍは、下弁体２２のバネ部材２１を設置するバネ室２４の平面形状を示している。３つの脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃは、バネ室２４の外接円形状ｍに沿って収まっている。これにより、押え部２７の位置は、必然的にバネ室２４の中心に位置決めされる。
【００５７】
上述した通り、実施形態１によれば以下の効果が得られる。
（１）液体供給制御装置としての差圧弁１４は、供給側の液体としてのインク収容室２Ｋ内のインクと、流出側の液体としてのインク供給室１５内のインクとの圧力差に伴い、弾性体としてのバルブセンタ２０の流出口１９を、上弁体の凸部からなる封止部の斜面との間で開閉することによりインクの供給を行う。また、差圧弁１４の開閉力は、板状のバネ部材２１の押し圧により制御されている。これにより、インクのわずかな圧力変化に対応してバルブセンタ２０の流出口１９が機敏に開閉することができる。従って、液体としてのインクのわずかな圧力変化に対して応答性の良い液体供給制御装置としての差圧弁１４を提供することができる。
【００５８】
（２）円形状を成す弾性体としてのバルブセンタ２０の流出口１９は、上弁体１８の封止部としての円錐台形状を成す凸部１６の斜面に、流出口１９が内接することにより、流出口１９内周縁が密接している。例えば、バルブセンタ２０を上弁体１８へ組み込むときに、バルブセンタ２０が、正規の設置位置からバルブセンタ２０の幅広面方向に回転して設置されたとする。この場合も、上弁体１８の円錐台形状を成す凸部１６と、バルブセンタ２０の流出口１９は伴に円形状を有することから、円周同士の面により均一に隙間無く密接することができる。従って、インク漏れしにくい液体供給制御装置としての差圧弁１４を提供することができる。
【００５９】
（３）液体供給制御装置としての差圧弁１４は、上弁体１８、弾性体としてのバルブセンタ２０、板状のバネ部材２１、及び下弁体２２という少ない部品点数から成り、かつ、それぞれの部品サイズが小さくても構成できる。これにより、差圧弁１４を小型に構成することができる。さらに、板状のバネ部材２１により、弾性のある薄い板状を成したバルブセンタ２０を押える方式のため、ストローク長さを短くすることができる。これにより、差圧弁１４を薄く構成することができる。また、上弁体１８、バルブセンタ２０、板状のバネ部材２１、及び下弁体２２を順番に積み重ねる方式なので、構成が簡単で組み立て易い。従って、簡便な構成を持つ薄型かつ小型の液体供給制御装置としての差圧弁１４を提供することができる。
【００６０】
（４）バネ部材２１は、バネ部材２１の押し付け力としての荷重を、複数の脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃを持つことにより、分散することができる。よって、荷重分散により、それぞれの脚部に掛かる荷重を軽減することができる。また、複数の脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃを有することにより、荷重を分担する脚部が増えるので、それぞれの脚部が負担する荷重が減り、たわみ量を小さくすることができる。よって、たわみ量が小さいのでバネ部材２１を薄く構成することができる。従って、薄いバネ部材２１を用いることにより、薄型の差圧弁１４を提供することができる。さらに、バネ部材２１の押え部２７は、複数の脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃにより支持されることにより、押え部２７が水平に保たれ、安定している。従って、耐久性に優れ、形態の安定した薄いバネ部材を用いた薄型の液体供給制御装置としての差圧弁を提供することができる。
【００６１】
（５）このような、小型で薄型の液体供給制御装置としての差圧弁１４を液体カートリッジ１Ｋに用いることにより、液体カートリッジ１Ｋに占める、差圧弁１４の割合を小さくすることができる。従って、液体としてのインク収容効率の良い液体収容容器としてのインクカートリッジ１Ｋを提供することができる。
【００６２】
（６）液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ１００は、わずかな液体の圧力差で開閉する液体供給制御装置としての差圧弁１４を有するインク収容効率の良い液体収容容器としてのインクカートリッジ１Ｋと、インク吐出ヘッドとしての印刷ヘッド６０とを備えている。よって、差圧弁１４により印刷ヘッド６０へのインクの供給が過不足なくできるので、インクの供給不足によるインク吐出不良を防ぐことができる。また、インクカートリッジ１Ｋのインク収容効率が良いためより多くのインクを収容できることから、インクカートリッジ１Ｋの交換頻度を減らすことができる。従って、液滴としてのインク吐出不良を防ぎ、また、液体収容容器としてのインクカートリッジ１Ｋの交換頻度を減少させた液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ１００を提供することができる。
【００６３】
（実施形態２）
続いて、本発明の第２の実施形態について図面に基づいて説明する。図７は実施形態２の液体収容容器としてのインクカートリッジの斜視図である。なお、実施形態１のインクカートリッジ１Ｋと同一の部分には同一の符号を付し重複する説明は省略する。実施形態２のインクカートリッジ１Ｊが使用されるインクジェット印刷装置の全体構成について、及び、インクカートリッジ及びカートリッジ搭載部の概略構成についての説明は、実施形態１と同様である。ここでは、インクカートリッジ１Ｊの構成についてのみ図７と図４を用いて説明する。
【００６４】
液体収容容器としてのインクカートリッジ１Ｊは、実施形態１で説明した液体供給制御装置としての差圧弁１４を、扁平な略直方体形状を成したインクカートリッジ本体３の厚み方向にインク収容室２Ｋ（図示せず）と隣接して、差圧弁１４の軸線方向が、カートリッジ本体３の厚み方向と平行となる向きで配置されている。差圧弁１４は、前述した通り、小型かつ薄型であり、略コイン状を成している。差圧弁１４の、インク供給作用については、実施形態１で説明した通りであるが、インクカートリッジ１Ｊでは、下弁体２２のバネ部材２１を設置するバネ室２４と、インク供給室１５とを連通する連通路２９が設けられている。カートリッジ本体３内部は、差圧弁１４の占める容量を除いて、略全域がインク収容室２Ｋ（図示せず）として構成されており、インク収容室２Ｋ内部は黒インクで満たされている。
【００６５】
図６（ｂ）は、本実施形態の差圧弁１４に用いられるバネ部材の平面図である。以下、図４と図６（ｂ）を用いて説明する。インクカートリッジ１Ｊに備えられた差圧弁１４には、板状のバネ部材２１として、図６（ｂ）に示すバネ部材２１が使用されている。バネ部材２１の脚部は、２８ａ，２８ｂ，２８ｃの３つからなり、押え部２７を中心にしてらせん状に形成されている。脚部２８ａを例に説明する。脚部２８ａのらせん形状を伸ばした実質のバネ長さｌｂは、押え部２７から、下弁体２２のバネ室２４の外周形状ｍへ結ぶ直線ｌａに比べて、長くなっている。また、押え部２７に近いバネの根元部分のバネ幅ｗｂ２は、バネの末端部のバネ幅ｗｂ１に比べて太くなっている。脚部２８ｂ，２８ｃについても同様である。さらに、脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃが、押え部２７を中心にしてらせん状に形成されているため、実質のバネ長さは長くなっても、下弁体２２のバネ室２４の外周形状ｍに収まっている。
【００６６】
上述した通り、実施形態２によれば以下の効果が得られる。
（１）実施形態１のインクカートリッジ１Ｋにおいて、液体供給制御装置としての差圧弁１４は、インク供給部５の上部に設けられており、差圧弁１４の軸線方向が、カートリッジ本体３の厚み方向と垂直となる向きで配置されている。このため、カートリッジ本体３の厚みを、差圧弁１４の幅広面の直径よりは薄くすることは困難であった。実施形態２の液体収容容器としてのインクカートリッジ１Ｊでは、差圧弁１４を、カートリッジ本体３の厚み方向にインク収容部２Ｋ（図示せず）と隣接して、差圧弁１４の軸線方向が、カートリッジ本体３の厚み方向と平行となる向きで配置することにより、カートリッジ本体３の厚さｔを差圧弁１４の幅広面の直径よりも薄く構成することができる。
【００６７】
このような、薄型のインクカートリッジ１Ｊは、例えば、図１のインクカートリッジ１Ｆのように、複数のカラーインクカートリッジを一体化して限られたサイズのキャリッジ５１に搭載する場合に有効である。さらに、前述した通り、この差圧弁１４は薄型かつ小型であるため、インク収容部２Ｋ（図示せず）に占める差圧弁の割合を小さくできる。従って、薄型でインク収容効率の良い液体収容容器としてのインクカートリッジ１Ｊを提供することができる。
【００６８】
（２）脚部２８ａの押え部２７に近いバネの根元部分のバネ幅ｗｂ２は、図６（ａ）で示す実施形態１のバネ部材２１に比べて太くなっている。これにより、押し付け力としての荷重が集中するバネの根元部分の強度が増し、耐久性が向上する。各脚部の根元部分のバネ幅が太くなると、弾性が向上するため、柔軟なバネ特性が得にくくなる。前述した通り、バネ長さを長くすることにより、柔軟なバネ特性を得ることができる。このため、バネ部材２１の各脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃを、押え部２７を中心にしてらせん状に形成することにより、実質のバネ長さを長くしている。さらに、根元部分のバネ幅ｗｂ２よりも、先端部分のバネ幅ｗｂ１を細くすることにより、弾性を押えている。
【００６９】
これにより、柔軟なバネ特性を得ることができる。さらに、バネ部材２１のたわみ量は、最大でも数ミリ程度と小さいため、バネ部材２１の長さから導出される許容たわみ量に対して、大きな余裕を持っている。このため、バネ部材２１自体に無理な荷重が加わることがないので耐久性に優れている。さらに、脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃが、押え部２７を中心にしてらせん状に形成されているため、実質のバネ長さは長くなっても、下弁体２２のバネ室２４の外周形状ｍに収まっている。従って、柔軟なバネ特性を持つ、耐久性の良いコンパクトなバネ部材２１を用いた液体供給制御装置としての差圧弁１４を提供することができる。
【００７０】
（３）液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ１００は、わずかな液体の圧力差で開閉する液体供給制御装置としての差圧弁１４を有するインク収容効率の良い液体収容容器としてのインクカートリッジ１Ｊと、インク吐出ヘッドとしての印刷ヘッド６０とを備えている。よって、差圧弁１４により印刷ヘッド６０へのインクの供給が過不足なくできるので、インクの供給不足によるインク吐出不良を防ぐことができる。また、インクカートリッジ１Ｊのインク収容効率が良いためより多くのインクを収容できることから、インクカートリッジ１Ｊの交換頻度を減らすことができる。従って、液滴としてのインク吐出不良を防ぎ、また、液体収容容器としてのインクカートリッジ１Ｊの交換頻度を減少させた液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ１００を提供することができる。
【００７１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００７２】
（変形例１）実施形態１の差圧弁１４に用いられるバネ部材２１は、弾性体としてのバブルセンタ２０の流出口１９が閉じた状態で上弁体１８の封止部としての凸部１６の斜面に密接しているときに、バネ部材２１の降伏点を超えた領域に設定することもできる。図４と、図６（ａ）と、図８を用いて説明する。図８は、本変形例におけるバネ部材２１に用いられる材料のひずみとしてのたわみと荷重との相関を示した荷重ひずみ図である。荷重ひずみ図の横軸は、バネ部材２１のひずみとしてのたわみ量δを、縦軸は、たわみ量に対応した荷重Ｆを表している。なお、一般の片持ばりによるバネ部材は、降伏点を超えない範囲での荷重ひずみ特性を用いて使用されている。
【００７３】
本変形例におけるバネ部材２１のバネ材料は、降伏点Ｇを超えた領域において、ひずみとしてのたわみ量が増えても、一定の荷重を返す特性を有している。ここで、バネ部材２１は、押え部２７がバルブセンタ２０の流出口１９が閉じた状態で上弁体１８の凸部１６の斜面に密接しているときのたわみ量をｋ１とし、流出口１９が開いたときには、たわみ量がｋ２となるように設定している。バルブセンタ２０の流出口１９が閉じた状態とは、すなわち、差圧弁１４を組み立てるときの初期設定値のことである。組み立て上りの状態では差圧弁１４は、閉じた状態となっている。ここで、バネ部材に要求される初期設定荷重をｆ１とする。図８に示す通り、降伏点Ｇを超えた領域における、たわみ量δが増えても、荷重はｆ１のまま一定である。よって、バネ部材２１の初期設定のたわみ量をｋ１とすることにより、所望の荷重ｆ１を得ることができる。また、仮に、バネ部材２１のバネ材料が、降伏点Ｇを超えてもリニアな特性を有していたとすると、ｋ１における荷重はｆ２となってしまい、所望の荷重ｆ１は得ることはできない。
【００７４】
続いて、バルブセンタ２０の流出口１９が開いた状態、すなわち、差圧弁１４が開いた状態について説明する。インクの負圧による流出力が、バネ部材の荷重ｆ１より大きくなると、バルブセンタ２０の流出口１９が開く。このときのバネ部材２１のたわみ量は、ｋ２となるが、荷重はｆ１のまま一定である。よって、例えば、組み立て時におけるバネ部材２１のたわみ量ｋ１に製造バラツキがあり、たわみ量がｋ２になっていたとしても、所望の荷重ｆ１を得ることができる。
【００７５】
再度、差圧弁１４が閉じた状態に戻るときには、バネ部材２１のたわみ量は、ｋ２からｋ１に戻るが、このときの荷重はｆ１より少し小さくなる。これは、降伏点Ｇを超えた領域を利用しているため、ヒステリシス特性となっているためである。バネ部材２１のたわみ量が、ｋ２からｋ１に戻ったときの荷重はｆ１より少し小さくなるが、所望の荷重ｆ１の許容範囲内である。なお、このように、バネ材料の降伏点を超えた領域を活用するバネ部材２１としては、図６（ａ）のような形状が好ましい。これは、幅の細い複数の脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃは、押え部２７近傍の根元部に荷重が集中するため、バネ部材２１のたわみ量を容易に降伏点を超えた領域に設定できるからである。
【００７６】
以上述べた通り、バネ部材２１のたわみ量δを降伏点Ｇを超えた領域に設定することにより、たわみ量δのバラツキを吸収することができる。例えば、バネ部材２１の製造バラツキにより、または、バネ部材２１の梱包運搬時におけるバネ部材２１同士のからまり等による曲げの変形により、バネ部材２１のたわみ量δが設定値から多少外れても、一定の荷重ｆ１を返すことから、当初の設定値通りの荷重ｆ１を得ることができる。よって、バネ部材２１の製造バラツキ等によるたわみ量δのバラツキを吸収し、所望の荷重ｆ１を得ることができる。従って、過剰な押し付け力にならず、ほぼ一定した押し付け力を得ることができる柔軟なバネ特性のバネ部材２１を用いた液体供給制御装置としての差圧弁１４を提供することができる。
【００７７】
（変形例２）実施形態１の差圧弁１４に用いられるバネ部材２１は、あらかじめ下弁体２２と一体とすることができる。図９（ａ）〜（ｄ）と図４を用いて説明する。図９（ａ）は、本変形例に用いるバネ部材の平面図である。図９（ｂ）は、脚部２８ａのＰ−Ｐ断面端を示す図である。図９（ｃ）は、バネ部材２１を下弁体２２に組み込んだ状態を示す図である。図９（ｄ）は、Ｑ−Ｑ断面端を示す図である。バネ部材２１は、４つの脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを有し、押え部２７を中心にそれぞれの脚部が等角度間隔または、対称に並んでいる。脚部２８ａを例にして説明する。脚部２８ａの末端部には、折返し形状３０ａが設けられている。図９（ｄ）に示す通り、脚部２８ａの末端部３０ａは、下弁体２２に設けられた凹部３１ａに篏合している。脚部２８ｂ，２８ｃ，２８ｄについても同様である。これにより、バネ部材２１は、あらかじめ下弁体２２と一体とすることができる。
【００７８】
また、バネ部材２１を、下弁体２２と一体とする手段は、勘合方式に限定するものではない。例えば、バネ部材２１を、下弁体２２の成形金型にセットし、下弁体２２の射出成形時に一体としても良い。これにより、あらかじめ下弁体２２と一体することができるので、液体供給制御装置としての差圧弁１４の組み立てが簡単になる。また、部品点数も減少するので、部品の管理工数の削減にもなる。
【００７９】
（変形例３）実施形態１における差圧弁１４の上弁体１８の封止部としての凸部１６は、円錐台形状から構成することに限定するものではない。例えば、曲面から構成しても良い。図４を用いて説明する。実施形態１における差圧弁１４の上弁体１８の円錐台形状を成す凸部１６は、角度θの斜面を有しているが、この斜面の代わりに円弧からなる凹曲面を設けることとしても良い。または、上弁体１８の凸部１６全てを曲面から構成しても良い。なお、円弧の半径は、凸部１６の底面の半径と同じか、それよりも大きい方が好ましい。これにより、バルブセンタ２０の流出口１９の内周縁と、凸部１６とが接触する面は、曲面となるため、真っ直ぐな直線から成る斜面よりも、流出口１９の内周縁と、凸部１６の曲面との接触面積は大きくなる。よって、流出口１９の内周縁と、凸部１６とのニップ幅が広くなり、接触を安定させることができる。よって、流出口１９の内周縁と、凸部１６との密接性が良くなりシール効果が向上する。従って、液体としてのインクのシール効果の良い液体供給制御装置としての差圧弁１４を提供することができる。
【００８０】
（変形例４）実施形態１において、インクジェットプリンタ１００は、液体供給制御装置としての差圧弁１４を有した液体収容容器としてのインクカートリッジ１Ｋと、インク吐出ヘッドとしての印刷ヘッド６０とを備えているが、この構成に限定するものではない。図１を用いて説明する。インクを収容するインク収容部としてのインク収容室（図示せず）と、インク収容室から供給されるインクをインク滴として吐出する印刷ヘッド６０とを有し、インク収容室から印刷ヘッド６０へ通じるインクの供給経路（図示せず）の一部に液体供給制御装置としての差圧弁１４を備えることとしても良い。
【００８１】
この構成によれば、インクジェットプリンタ１００は、わずかなインクの圧力差で開閉し、簡便な構成を持つ薄型かつ小型の差圧弁１４を、インク収容室から印刷ヘッド６０へ通じるインクの供給経路の一部に備えることになる。従って、印刷ヘッド６０への緻密なインクの供給が可能となる。また、差圧弁１４が薄型かつ小型であることから、液体供給制御装置としての差圧弁１４をインクの供給経路の一部にコンパクトに収めた液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ１００を供給できる。
【００８２】
（変形例５）実施形態２に用いられる差圧弁１４の構成は、バネ部材２１として、複数の脚部２８ａ，２８ｂ，２８ｃが、押え部２７を中心にしてらせん状に形成されるものを用いることに限定するものではない。インクのわずかな圧力変化に対応してバルブセンタ２０の流出口１９を機敏に開閉できるバネ部材２１であれば良い。例えば、実施形態１で説明した差圧弁１４を用いても良い。また、変形例１で説明したバネ部材２１を用いても良い。これらの構成によっても、同様な作用及び効果を得ることができる。
【００８３】
前記各実施形態および各変形例から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【００８４】
供給側の液体と、流出側の液体との圧力差に応じて弁の開閉を行う差圧弁であって、略中心部に、斜面を含む凸部と、前記凸部の近傍に液体の供給口とを有する上弁体と、弾性体からなり前記凸部に相対する位置に液体の流出口を有するバルブセンタと、前記バルブセンタの流出口を前記上弁体の凸部に密接させる板状のバネ部材と、前記バネ部材を収め、前記バルブセンタの外周部を前記上弁体とで固定する下弁体と、を備えることを特徴とする差圧弁。
【００８５】
これによれば、供給側の液体と、流出側の液体との圧力差に伴い、バルブセンタの流出口を開閉することにより、インクの供給を行うことができる。これにより、液体のわずかな圧力変化に対応してバルブセンタの流出口が機敏に開閉することができる。また、本差圧弁は、上弁体、バルブセンタ、板状のバネ部材、及び下弁体という少ない部品点数から構成されている。さらに、板状のバネ部材により、バルブセンタを押える方式のため、ストローク長さを短くすることができるので、薄く構成できる。また、上弁体、バルブセンタ、板状のバネ部材、及び下弁体を順番に積み重ねる方式なので、構成が簡単で組み立て易い。従って、薄型でかつ簡便な構成を有する、液体のわずかな圧力変化に対して応答性の良い差圧弁を提供することができる。
【００８６】
さらに、本液体供給制御装置としての差圧弁は、逆止弁でもある構造をしているので、流出側に対して、供給側が負圧になっても外部から空気が入り込むことが無く、印刷ヘッドの故障が少なくなるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施形態１のインクジェットプリンタの概略構成図。
【図２】（ａ）カートリッジの斜視図。（ｂ）カートリッジ装着部の斜視図。
【図３】カートリッジ装着時のカートリッジ装着部の断面図。
【図４】（ａ）差圧弁が閉じているときの断面図。（ｂ）差圧弁が開いているときの断面図。
【図５】バルブセンタの斜視図。
【図６】（ａ）バネ部材の平面図。（ｂ）実施形態２のバネ部材の平面図。
【図７】実施形態２のカートリッジの斜視図。
【図８】変形例１のバネ部材の材料の荷重ひずみ図。
【図９】（ａ）変形例２のバネ部材の平面図。（ｂ）ＰＰ断面端図。（ｃ）バネ部材と下弁体の構成図。（ｄ）ＱＱ断面端図。
【符号の説明】
【００８８】
２Ｋ…液体としてのインクが収容されるインク収容室、１４…液体供給制御装置としての差圧弁、１５…液体としてのインクが収容されるインク供給室、１６…封止部としての凸部、１７…液体としてのインクの供給口、１８…上弁体、１９…流出口、２０…弾性体としてのバルブセンタ、２１…バネ部材、２２…下弁体、２３…連通孔、２４…バネ室、２７…押え部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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