CN101497273B - 液体容器 - Google Patents

Abstract

一种液体容器，该液体容器包括：壳体，其具有将容纳在壳体中的液体导出的供给口；弹簧构件，其被构造成产生负压；柔性构件，其被接合到壳体而形成液体室；板构件，其被布置在柔性构件和弹簧构件之间；盖构件，其被构造成覆盖柔性构件并且被固定到壳体；以及肋构件，其独立于其它构件且被可动地布置在由盖构件和柔性构件包围的空间内，并且被构造成控制柔性构件的形状和板构件的位置。

Description

液体容器

技术领域

本发明涉及用于存储在喷墨记录中使用的液体的液体容器。该液体的例子包括含有如颜料或染料等染色材料的墨以及用于增强打印结果的特性的功能性液体。本发明还涉及用于存储不仅在喷墨记录中使用而且用于各种记录设备的液体(包括墨)的液体容器。

本发明可应用到用于一般的打印设备、复印机、具有通信系统的传真机、具有打印单元的文字处理器以及复合地组合各种处理设备的工业记录设备的液体容器。

背景技术

已知类型的喷墨记录设备包括：喷墨头；墨容器，其被连接到喷墨头并且存储将被喷出的墨；以及滑架，喷墨头和墨容器可被安装在该滑架上。为了进行记录，在使滑架和记录介质相对于彼此移动时，喷墨记录设备将墨滴从喷墨头的微细喷嘴喷出到记录介质上，从而实现期望的记录。

用于该记录设备(打印机)的墨容器具有用于产生喷墨头用的负压的负压产生机构。由该负压产生机构产生的负压足够高以与形成在喷墨头的墨喷出部的墨弯月面(meniscus)的保持力(retaining force)平衡，从而防止墨从墨喷出部泄漏。负压被设定在对于喷墨头的墨喷出操作允许足够的墨供给的水平。

负压产生机构的一个例子是待被墨浸渍的多孔质构件或纤维构件被布置在墨容器中使得由多孔质构件或纤维构件的墨保持力产生适当的负压的负压产生机构。负压产生机构的另一例 子是墨容纳袋由在墨容纳袋的容积增大的方向上具有张力的弹性构件(例如，橡胶构件)形成，从而由墨消耗引起的弹性构件的变形产生的阻力(drag)将负压作用到墨的负压产生机构。负压产生构件的另一例子是袋状构件由柔性膜(柔性薄片体)形成，能够沿着袋状构件的容积增加的方向对袋状构件施力的弹性结构(例如，弹簧)被布置在袋状构件的内部或外部，从而产生负压的负压产生机构(参见美国专利No.6,250,751)。

作为由柔性膜形成并且具有作为用于产生负压的机构的弹簧构件的墨容器的构造的例子，还已知日本特开2007-062335中公开的构造。将参照图10说明墨容器的该公开构造。

图10是示意性示出墨容器的构造的剖视图。图10的墨容器具有薄的扁平主体，该主体具有一壁(第一壁)、与第一壁相对的另一壁(第二壁)以及连接第一壁和第二壁的侧壁。该主体包括壳体5和盖构件4。壳体5具有位于第一壁的侧面的开口以及用于从内部导出液体(墨)的供给口。盖构件4被接合到壳体5的开口并且具有空气连通口21。接合到壳体5的开口的柔性构件3被布置在墨容器的内部。柔性构件3和主体的第二壁在柔性构件3和主体的第二壁之间限定用于存储墨的空间。板构件2和用于产生负压的弹簧构件1被布置在由壳体5和柔性构件3限定的空间中。板构件2被布置在柔性构件3和弹簧构件1之间。盖构件4与用于控制根据墨消耗而移位的板构件2的移动的肋7成为一体。

在该类型的墨容器中，期望柔性构件3和壳体5由相同的聚合物材料制成。从而，由热熔接(welding)形成墨容器的除了供给口之外的密闭结构。供给口的开口是用于产生不允许由来自弹簧构件1的负压吸入空气的弯月面力的开口。例如，具有该弯月面力的网状过滤器(mesh filter)被固定到供给口的 开口。

布置在弹簧构件1和柔性构件3之间的板构件2与柔性构件3大面积地接触。这使得柔性构件3稳定移位。通过压边固定(swaging)、熔接等使弹簧构件1和板构件2彼此固定，以防止弹簧构件1和板构件2之间的位置移动。

沿与弹簧构件1的施力方向正交的方向将具有上述构造的墨容器安装到打印机上，使得在使用过程中供给口面向下(即，沿图10的箭头“g”所示的重力方向向下)。因此，板构件2受到重力的影响。另外，由于墨容器被安装在滑架上，因此，在打印期间，由于滑架等的返回，墨容器受到沿滑架行进方向的加速度。结果，通过滑架的扫描使板构件2容易移动，从而变得不稳定。

在柔性构件3被成型为预定形状之后，将柔性构件3熔接到壳体5的开口。由于柔性构件3趋于容易移位，因此，由于制造过程中墨室9的内部的压力的增加或减小或者由于运输过程中的振动或者落下导致柔性构件3的预定形状变得不稳定。

经由板构件2由弹簧构件1的弹性力产生墨容器中的负压。如果柔性构件3的形状不稳定或者板构件2被移位，则难以使弹簧构件1的弹性力保持一定。这可能造成墨容器中的内压(负压)不稳定。为了实现稳定的负压，必须使柔性构件3具有预定形状且板构件2位于预定位置。例如，为了控制板构件2的位置，与盖构件4成为一体的肋7被布置成围绕板构件2的外周。利用该肋7，可以控制板构件2的位置，可以使柔性构件3的形状稳定，从而，当将墨容器安装在打印机上并且进行打印时，可以保持稳定的负压。

在具有由柔性构件3、板构件2以及弹簧构件1实现的负压产生机构的墨容器中，为了制造性以及与墨消耗相关的板构件 2的稳定移动，在肋7和板构件2之间设置间隙(clearance)。

美国专利No.6,250,751公开了如下构造：用于控制板构件的肋与壳体成为一体并且被设置成围绕板构件的整个外周。柔性构件被成型为具有与板构件的形状大致相同的形状。在肋和板构件之间存在间隙。当由施加到墨容器的外力使板构件移动时，在板构件和肋之间夹着柔性构件。在该公开的例子中，柔性构件是厚度非常小的约为30μm-100μm的薄膜。从而，夹在板构件和肋之间的薄膜容易破损。

日本特开2007-062335公开了如下方法：为了减小施加到柔性构件(膜)的力，使板构件与柔性构件之间的接触面积增加。为了增加该接触面积，将由金属制成的板构件的外边缘以钝角弯曲或者改变由聚合物制成的板构件的形状以形成曲面。另外，公开了减小由柔性膜与肋之间的接触而引起的冲击的方法。为了实现该目的，使柔性膜的布置板构件的部分的面积大于板构件的面积。此外，公开了将肋的与板构件强有力地干涉的部分成型为在限定的区域内避免干涉的方法。

不管墨容器的容量而广泛地应用上述方法，使得可以降低冲击力以及在限定的区域内避免碰撞。然而，在墨容量增大的构造中，由于重量的增加可能导致如果墨容器落下或振动则可能引起不期望的问题，因此期望进一步的改进。

对于包括墨袋的墨容器的构造，日本特开2002-355988公开了用于防止由于打印操作过程中的摇动导致墨袋中的压力改变的方法。在该公开的例子中，由于墨袋中不具有负压产生机构(包括弹簧和板构件)，因此，在打印操作过程中，由墨的惯性力使墨袋显著地移动。作为避免该问题的方法，板构件被布置在墨袋的外侧上部的整个区域上，使得板构件的外边缘与包括墨袋的容器的内壁接触。利用该构造，被布置在墨袋的整个上部的板构件可以抑制墨袋的移动。然而，由于板构件仅被布置在墨袋上，因此，如果例如由于运输过程中的振动、落下等导致外力被施加到墨容器，则板构件的重量可能直接作用在整个墨袋上。这可能引起墨袋内部的压力的增加并且导致墨从供给口等泄漏。

发明内容

为了解决上述问题，已经提出了本发明。

根据本发明的一个方面，提供一种液体容器，该液体容器包括：主体，其具有第一壁、与第一壁相对的第二壁、连接第一壁和第二壁的侧壁以及将容纳在主体中的液体导出的供给口；柔性构件，其被接合到主体的一部分而形成液体室；弹簧构件，其被布置在柔性构件和第二壁之间的空间内；板构件，其被布置在弹簧构件和柔性构件之间；以及肋构件，其独立于其它构件且被可动地布置在由第一壁和柔性构件包围的空间内，并且被构造成控制柔性构件的形状和板构件的位置。

根据本发明的另一方面，提供一种墨容器，该墨容器包括：扁平主体，其具有第一壁、与所述第一壁相对的第二壁、连接第一壁和第二壁的侧壁以及墨供给口；柔性膜，其被布置在主体的内部，该柔性膜被安装到主体而覆盖第一壁，该柔性膜被构造成与第一壁的内表面限定墨容纳空间，并且沿由于墨消耗而使墨容纳空间的内容积减小的方向移位；板状构件，其面对墨容纳空间并且被安装到柔性膜；弹性构件，其被布置墨容纳空间中并且被构造成产生负压；以及控制构件，其独立于其它构件且可动地布置在柔性膜的远离墨容纳空间的一侧和主体的内表面之间，并且被构造为控制板状构件的移动。

从而，可以由可动且独立地布置在墨容器的内部的肋构件(控制构件)吸收由于落下或外部冲击而施加到板构件和柔性构件的动能。另外，由于可以降低滑架扫描过程中的摇动的影响，因此，可以抑制柔性构件的变形并且可以确保稳定的墨供给能力。从而，可以提供具有抵抗运输过程中的振动和落下的高可靠性的液体容器和墨容器。

由于该构造能够减小肋构件的尺寸和重量，因此，能够不考虑墨容器的容积而提供高可靠性的墨容器。

通过下面参照附图对典型实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1示出根据本发明的第一典型实施方式的墨容器的外部构造。

图2是图1的墨容器的分解立体图。

图3是沿着图1的线III-III截取的剖视图。

图4是示出当墨容器落下或振动时而被施加了冲击的图1的墨容器的内部的一部分的放大图。

图5是根据本发明的第二典型实施方式的墨容器的分解立体图。

图6示出肋构件被安装到图5的墨容器中的状态。

图7示出根据本发明的第二典型实施方式的墨容器中的肋构件的状态。

图8是根据本发明的第三典型实施方式的墨容器的分解立体图。

图9示出肋构件被安装到图8的墨容器中的状态。

图10示意性示出已知墨容器的构造。

具体实施方式

图1是示出根据本发明的第一典型实施方式的液体容器(以下被称为墨容器)的外部构造的立体图。图2是图1的墨容器的分解立体图。

墨容器是容纳墨的扁平容器。该墨容器具有一壁(第一壁)、与第一壁相对的另一壁(第二壁)以及连接第一壁和第二壁的侧壁。从外部看，如图1所示，壳体10和盖构件14被接合在一起以形成墨容器的薄的扁平六面体的主体，该墨容器的内部设置有用作墨容纳空间的墨室19(也被称为液体室，参见图3)。墨容器具有用于向记录头(未示出)供给墨的供给口20。当墨容器被安装在打印机上时，供给口20位于墨容器的底面并且沿重力方向面向下。

如图2所示，墨容器包括壳体10、弹簧构件11、板构件(也被称为板状构件)12、柔性构件(下文也被称为柔性膜)13、盖构件14、弯月面形成构件15、保持构件16以及肋构件17。

壳体10具有薄的扁平形状并且在壳体10的最大表面中的一个表面开口。壳体10在其侧壁具有供给口20。供给口20设置有弯月面形成构件15。用于将弯月面形成构件15安装到壳体10的保持构件16被设置在弯月面形成构件15的外侧。例如，弯月面形成构件15是由纤维材料(例如，聚丙烯)制成并且具有毛细管力的毛细管构件，或者是该毛细管构件与过滤器构件(具有大约15μm至30μm的透过尺寸并且由不锈钢材料、聚丙烯等制成)的组合。弯月面形成构件15经由墨流路(未示出)与壳体10的内部连通。弯月面形成构件15形成墨弯月面以防止气泡从外部进入墨室19(稍后说明)。

形成为预定形状的柔性膜13被熔接到壳体10的开口的边缘部。壳体10的内表面和柔性膜13的内表面限定了用作墨容纳 空间的墨室19。在墨容器的最后构成阶段，将墨注入到墨容器中。柔性膜13是例如包括薄的聚丙烯膜并且具有大约20μm至120μm的厚度的膜构件。当由弹簧构件11对安装到柔性膜13的板构件12施加朝向柔性膜13的外方的力时，在墨室19中产生负压。在本典型实施方式中，弹簧构件11和板构件12由不锈钢材料制成。然而，板构件12不限于此，并且可以由如聚丙烯或Noryl等塑料材料制成。盖构件14被安装到壳体10的开口。该盖构件14保护柔性膜13不向外凸出，同时防止墨室19中的墨蒸发。盖构件14具有空气连通部(未示出)，用于使墨室19的外侧将呈现大气压。

当通过向记录头供给墨而消耗墨室19中的墨时，弹簧构件11收缩并且使板构件12沿着肋构件17移动，同时使柔性膜13弯曲。从而，墨室19的内容积减小。板构件12被构造成使得可以消耗墨室19中的墨直到板构件12与壳体10的内表面接触为止。肋构件17是沿着板构件12的所有四个边连续延伸的一个单独的筒状构件。在由盖构件14和柔性膜13包围的空间内，肋构件17被可移动且可移位地布置成覆盖板构件12的外边缘。从而，肋构件17可以控制板构件12的位置以及柔性膜13的形状。

图3是沿着图1的线III-III截取的示意性剖视图，其示出本典型实施方式的墨容器。如图3所示，由墨容器中的肋构件17控制柔性膜13的形状和板构件12的位置。肋构件17用作控制柔性膜13的形状以及板构件12的位置和移动的控制构件。肋构件17被构造成满足关系a＞b，其中，“a”是盖构件14的内表面与肋构件17的远离盖构件14的一端之间的距离，“b”是肋构件17的高度(即，肋构件17的邻近盖构件14的基端与肋构件17的远离盖构件14的一端之间的距离)。当满足关系a＞b时，即使由施加到盖构件14的外力使盖构件14弯曲，也可以防止盖构件14 与肋构件17接触。从而，可以防止外力经由肋构件17作用在墨室19上并且可以防止引起墨泄漏。盖构件14与肋构件17之间的间隙可以被设定为取决于盖构件14的强度和作用的外力的大小的任何值，并且不限于具体值。在本典型实施方式中，在盖构件14和肋构件17之间设置0.5mm至2.0mm的间隙，以防止由外力引起的墨泄漏。肋构件17的外径“d”被设定为小于柔性膜13的与壳体10的相应两侧的内表面接触的部分之间的距离“c”。由于柔性膜13非常薄，因此，距离“c”实质上与壳体10的两侧的内表面之间的距离相同。在由柔性膜13和盖构件14包围的空间内，肋构件17不被固定到任何构件。从而，肋构件17可以相对于其它构件在间隙内自由移动。

图4是示出当运输过程中墨容器落下或振动时被施加冲击的墨容器的内部的一部分的放大图。例如，使柔性膜13和板构件12沿当墨容器落下时产生的惯性力作用的方向F移动。从而，使柔性膜13被夹在肋构件17和板构件12之间。然而，随着柔性膜13和板构件12移动，被构造成可在由柔性膜13和盖构件14包围的空间内自由移动的肋构件17也移动。因此，可以通过由肋构件17的移动提供的减振效果来减小由板构件12和肋构件17作用于柔性膜13的压力(冲击力)。也就是说，在移动时，肋构件17吸收由于惯性力而移动的板构件12的动能。从而，可以减小由板构件12和肋构件17作用于柔性膜13的压力。

另外，当布置在由柔性膜13和盖构件14包围的空间内的肋构件17远离板构件12时，上述冲击力衰减。这是因为肋构件17和板构件12彼此碰撞的距离长和时间长。从而，可以减小作用于柔性膜13的压力。

在图4中，壳体10和柔性膜13在区域M中看起来紧密接触。然而，墨可以流入到壳体10和柔性膜13之间的区域M中。这进 一步增强了上述减振效果。

从而，可以有效地防止柔性膜13由于在运输过程中落下或振动而破损。另外，由于肋构件17被构造成独立于其它构件的构件，因此，肋构件17的材料的选择不受其它构件的材料的选择的限制。因此，可以选择具有高减振性的轻质材料作为肋构件17的材料。为了抵抗落下和振动的更高的强度，期望肋构件17由如弹性体或发泡体等柔性弹性材料制成。

现在，将参照图5和图6说明本发明的第二典型实施方式。第二典型实施方式与第一典型实施方式的区别在于肋构件的构造。在第二典型实施方式中，用相同的附图标记表示与第一典型实施方式的部件相同的部件，并且省略其说明。

图5是根据本发明的第二典型实施方式的墨容器的分解立体图。在本典型实施方式中，肋构件被分割成2个以上的子构件。在图5的例子中，具有与板构件12的相应四个边对应的四个独立的子构件(肋构件27-1至27-4)。如图6所示，位于面对板构件12的外周的相应四个边的位置的肋构件27-1至27-4被安装在柔性膜13上。如在第一典型实施方式的情况中那样，弹簧构件11和板构件12被布置在由图5和图6所示的柔性膜13覆盖的墨室19的内部。

与第一典型实施方式的肋构件17不同，被分割成多个独立的子构件的肋构件不能由其本身支撑。如果在墨注入过程中等减小墨室19中的压力，则肋构件可能落到柔性膜13上。为了防止该问题，在第二典型实施方式中，在将柔性膜13熔接到壳体10之后注入墨，使得可以保持柔性膜13的凸形状的成型形状。然后，在将肋构件安装在柔性膜13上之后，将盖构件14熔接到壳体10。与一体的肋构件相比，由多个独立的子构件构成的肋构件可以更密切地跟随由于惯性力而移动的板构件12的移动， 从而，可以实现更好的减振效果。为了控制柔性膜13的形状和板构件12的位置，必须将肋构件布置成基本上围绕板构件12的整个外周。如图7所示，由于柔性膜1 3的凸凹形状导致肋构件的子构件(例如，肋构件27-1)可能倾斜。然而，由于肋构件由多个独立的子构件构成，因此，其它子构件(肋构件27-2至27-4)可以不受倾斜的肋构件27-1影响地被安装在柔性膜13上，从而可以精确地控制柔性膜13的位置和形状。

在本典型实施方式中，期望肋构件具有高弹性以提供必要的减振性。同时，期望肋构件是轻质的并且被构造成独立于其它构件。虽然可以使用弹性体、橡胶材料、发泡体等来满足这些要求，但是，肋构件可以是满足本构造的要求的任何材料。

现在，将参照图8和图9说明本发明的第三典型实施方式。第三典型实施方式与第一和第二典型实施方式的区别在于肋构件的构造。在第三典型实施方式中，用相同的附图标记表示与第一典型实施方式的部件相同的部件，并且省略其说明。

图8是根据本发明的第三典型实施方式的墨容器的分解立体图。图9示出肋构件被安装在预定位置的墨容器的内部。如在第一和第二典型实施方式的情况中那样，弹簧构件11和板构件12被布置在由图8和图9所示的柔性膜13覆盖的墨室19的内部。

通过对第二典型实施方式的肋构件进行变型来获得本典型实施方式。为了使角部不变形而保护角部，肋构件被分割成4个独立的子构件(肋构件37-1至37-4)，这些子构件被布置在墨容器中的面对板构件12的外周的相应的四个角部的位置。子构件37-1至37-4中的每一个均被弯曲成L形状并且沿着板构件12的对应角部的两侧延伸。如图8所示，通过在四个角部安装肋构件37-1至37-4，柔性膜13保持最大形状刚性。因此，在墨 注入之后，柔性构件13趋于变形。在本典型实施方式中，如上所述，肋构件37-1至37-4被安装在柔性构件13趋于变形的相应的四个角部。这使得可靠地校正柔性膜13的形状。同时。如果墨容器落下或受到冲击，则肋构件可以密切地跟随板构件12的移动。

墨容器中的板构件12具有长边和短边。然而，由于肋构件的四个子构件(肋构件37-1至37-4)被安装在板构件12的相应的四个角部，因此，肋构件的四个子构件(肋构件37-1至37-4)是相同的。这在降低部件成本方面是有利的。如在其它典型实施方式的情况中那样，肋构件可以是能够提供必要的减振性的任何材料的。

从而，第三典型实施方式提供优异的减振效果、高制造性以及低成本。

作为可选方案，在本发明中，第二典型实施方式的构造可以与第三典型实施方式的构造组合。这可以提供更可靠的减振效果。

虽然已经参照典型实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的典型实施方式。所附权利要求书的范围将符合最宽的解释，以包含所有的变型、等同结构和功能。

Claims (15)

1.一种液体容器，其包括：

主体，其具有第一壁、与所述第一壁相对的第二壁、连接所述第一壁和所述第二壁的侧壁以及将容纳在所述主体中的液体导出的供给口；

柔性构件，其被接合到所述主体的一部分而形成液体室；

弹簧构件，其被布置在所述柔性构件和所述第二壁之间的空间内；

板构件，其被布置在所述弹簧构件和所述柔性构件之间；以及

肋构件，其独立于其它构件且被可动地布置在由所述第一壁和所述柔性构件包围的空间内，并且被构造成控制所述柔性构件的形状和所述板构件的位置。

2.根据权利要求1所述的液体容器，其特征在于，所述肋构件被布置在所述板构件和所述主体之间，面对所述板构件的外周，并且围绕所述板构件的整个外周连续地延伸。

3.根据权利要求1所述的液体容器，其特征在于，所述肋构件被分割成2个以上的子构件。

4.根据权利要求1所述的液体容器，其特征在于，所述肋构件被布置在所述板构件和所述主体之间，并且被分割成位于面对所述板构件的外周的对应边的各自位置的子构件。

5.根据权利要求1所述的液体容器，其特征在于，所述肋构件被布置在板构件和所述主体之间，并且被分割成位于面对所述板构件的外周的对应角部的各自位置的子构件。

6.根据权利要求1所述的液体容器，其特征在于，所述肋构件被布置在所述第一壁的内表面和所述柔性构件之间，

在所述肋构件和所述柔性构件之间或者在所述肋构件和所述第一壁的内表面之间限定预定间隙。

7.根据权利要求1所述的液体容器，其特征在于，所述肋构件是柔性弹性构件。

8.根据权利要求1所述的液体容器，其特征在于，所述肋构件由发泡体制成。

9.一种墨容器，其包括：

扁平主体，其具有第一壁、与所述第一壁相对的第二壁、连接所述第一壁和所述第二壁的侧壁以及墨供给口；

柔性膜，其被布置在所述主体的内部，该柔性膜被安装到所述主体而覆盖所述第一壁，该柔性膜被构造成与所述主体的内表面限定墨容纳空间，并且沿由于墨消耗而使墨容纳空间的内容积减小的方向移位；

板状构件，其面对所述墨容纳空间并且被安装到所述柔性膜；

弹性构件，其被布置在所述墨容纳空间中并且被构造成产生负压；以及

控制构件，其独立于其它构件且可动地布置在所述柔性膜的远离所述墨容纳空间的一侧和所述主体的内表面之间，并且被构造成控制所述板状构件的移动。

10.根据权利要求9所述的墨容器，其特征在于，所述控制构件沿着所述板状构件的四个边连续地延伸。

11.根据权利要求9所述的墨容器，其特征在于，所述控制构件被分割成2个以上的子构件。

12.根据权利要求9所述的墨容器，其特征在于，所述控制构件具有与所述板状构件的相应四个边对应的四个独立的子构件。

13.根据权利要求9所述的墨容器，其特征在于，所述控制构件具有与所述板状构件的相应四个角部对应的四个独立的子构件。

14.根据权利要求9所述的墨容器，其特征在于，所述控制构件是柔性弹性构件。

15.根据权利要求9所述的墨容器，其特征在于，所述控制构件由发泡体制成。

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