CN102869516A - 阀机构、墨水控制机构、墨水贮存容器 - Google Patents
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Abstract
使墨水贮存容器的墨水供给稳定。配置于墨水贮存容器内的阀机构(70),具有:弹性阀(76),其具有贯穿孔(76B),负压形成空间(82),其配置于弹性阀(76)的下游侧,墨水供给空间(84),其配置于弹性阀的上游侧,截断部(90),当该截断部(90)与弹性阀(76)接触时,截断墨水供给空间(84)与贯穿孔(76B),弹簧(86),其对弹性阀(76)施力以使弹性阀(76)与截断部(90)抵接。当向负压形成空间(82)施加负压时,弹性阀(76)向下游侧进行位移,弹性阀(76)与截断部(90)相分离,从而墨水从墨水供给空间(84)经由贯穿孔(76)流入负压形成空间(82)。
Description
技术领域
本发明涉及一种阀机构、具有该阀机构的墨水控制机构及将墨水积存于内部的墨水贮存容器。
背景技术
作为墨水贮存容器的例子,有书写工具的墨水储料容器、喷墨打印机的墨盒(储料容器)等。这些墨水贮存容器构成为:按照形成文字和图像的书写和印刷所消耗的墨水量来向储料容器内导入外部空气并进行换气,储料容器内的气压变化不会对墨水的消耗造成不良影响,作为这种机构,能够列举出形成有一个孔来作为外部空气的导入口的机构,或形成仅通气但液体不能通过的带有阀机构的通气路的机构。
然而,在设置有一个孔来作为外部空气的导入口的机构中,有可能从该孔泄漏墨水。另外,在配置有仅通过气体而液体不能通过的膜的机构中,由于墨盒的内部气压与大气压相同,所以有可能墨水从喷出口喷出。在此,提出了下面的技术:在墨水喷出口上的大范围内配置海绵等墨水贮藏体,利用该墨水贮藏体的毛细管现象来产生负压,从而保持墨水。
在此,如日本特开2001-277777号公报或者日本专利4246787号公报公开的技术,提出例如将能够控制空气的流量的空气流量控制部内置于贮存容器的上盖内的墨水贮存容器。由于与将墨水贮藏体配置于容器内部的机构相比,利用上述墨水贮存容器能够避免墨水保持量变少,并且,能够通过空气流量控制部使容器内部形成负压,所以能够防止内部的墨水轻易地从喷嘴喷出。
另外,如日本专利3991853号公报公开的技术,提出如下所述的阀机构:通过在墨盒的内部配置有利用了不具有贯穿孔的弹性构件的阀,并且在该弹性构件的一个面上形成有负压产生专用空间,在另一面形成有墨水供给专用空间,从而通过弹性构件的变形来控制墨水的供给。
发明内容
[发明要解决的问题]
如上所述,在仅借助海绵等墨水贮藏体的负压来保持墨水的情况下,有墨水贮藏体独占了墨水贮存部的一大半容积的问题。结果为,与空的墨水贮存部相比,墨水保持量变少,从而能够印刷的印刷字数变少,字数变少的量相当于墨水保持量变少的量所能够印刷的字数量。
由于在日本专利4246787号公报等中记载的墨水贮存容器基本上为极好的机构,容器内的气压适当地维持为负压,所以该墨水贮存容器能够实现稳定的印刷。另一方面,根据本发明者们的非公知的实验,由于这种墨水贮存容器构成为通过控制空气的流量来间接地控制墨水的喷出,所以可能会由于打印机一侧的故障等,使打印机一侧的墨水吸引力增大,从而导致墨水喷出过多。
另外,由于在日本专利3991853号公报的阀机构中需要分别设置负压产生专用空间和墨水供给专用空间,所以存在阀结构复杂的问题。
本发明是为了解决上述问题而提出的,其目的在于提供一种墨水贮存容器,该墨水贮存容器使墨水贮存容器中的墨水贮存用空间的利用效率极大化,并且抑制墨水喷出过多等,并且即使从包含环境变化和打印机一侧的故障等在内的微小的气压变化到很大的气压变化,都能够可靠地进行稳定的墨水喷出控制。
[用于解决问题的手段]
达成上述目的的本发明提供一种阀机构,该阀机构配置于墨水贮存容器内的用于积存墨水的墨水贮存部与用于喷出该墨水的墨水喷出口之间,其特征在于,所述阀机构具有:弹性阀,其构成为能够发生弹性变形的膜状,且具有贯穿的贯穿孔,负压形成空间,其配置于所述弹性阀的下游侧,与所述墨水喷出口连通,墨水供给空间,其配置于所述弹性阀的上游侧,与所述墨水贮存部连通,从而向所述弹性阀一侧供给墨水,截断部,其配置于所述墨水供给空间一侧且与所述弹性阀接触,用于截断所述墨水供给空间与所述贯穿孔,弹簧,其配置于所述负压形成空间一侧,向所述墨水供给空间一侧对所述弹性阀施力,来使所述截断部与所述弹性阀相抵接;通过施加给所述负压形成空间的负压,来克服所述弹簧的作用力,使所述弹性阀向下游侧进行位移,所述弹性阀与所述截断部相分离,从而墨水从所述墨水供给空间经由所述贯穿孔流入所述负压形成空间。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,在所述负压形成空间内具有位移限制部,在所述弹性阀位移至下游侧时,所述位移限制部与所述贯穿孔的附近相抵接,从而限制所述弹性阀的位移量。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,在所述位移限制部内形成有缝,在所述位移限制部与所述弹性阀相抵接的状态下,所述缝使所述贯穿孔与所述负压形成空间连通。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,通过所述位移限制部来保持所述弹簧的一端。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,所述位移限制部具有圆形突起,所述圆形突起嵌入所述弹簧的内侧并且保持所述弹簧的一端。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,在所述弹簧对所述弹性阀施力而所述弹性阀与所述截断部相抵接的状态下,所述位移限制部与所述弹性阀之间的间隙设定为3mm以下。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,在所述弹性阀克服所述弹簧的作用力而与所述位移限制部相抵接的状态下,所述截断部与所述弹性阀之间的间隙设定为2mm以下。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,所述贯穿孔的内径设定为1.5mm以下。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,在所述弹性阀上形成有包围所述贯穿孔的外周的环状的厚壁部。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,所述厚壁部嵌入所述弹簧的内侧,并且保持所述弹簧的另一端。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,所述厚壁部的最大外径设定为2mm以上。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,所述截断部形成有将所述弹性阀的所述贯穿孔的外周附近包围的环状的截断突起,所述弹簧的内径设定为大于等于所述截断突起的外径。
达成上述目的的阀机构,其特征在于,所述墨水供给空间具有以与所述墨水贮存部的底面相向的状态与所述墨水贮存部的底面接近配置的墨水吸入口。
达成上述目的的本发明提供一种墨水控制机构,该墨水控制机构的特征在于,具有:上述的阀机构,墨水吸收体,其配置于所述墨水喷出口,通过由多孔质材料构成来吸收所述墨水,墨水流量限制部,其配置成比所述墨水吸收体更靠所述墨水贮存部一侧,通过内径比所述墨水喷出口的喷出径小的墨水控制路来限制向所述墨水吸收体供给的所述墨水的供给量;所述墨水控制机构控制从所述墨水喷出口喷出的墨水的喷出量。
达成上述目的的墨水控制机构,其特征在于,在所述墨水吸收体与所述墨水流量限制部之间形成有扩张空间,所述扩张空间与所述墨水控制路连接并且与该墨水控制路相比被扩张,从而积存所述墨水;在所述墨水控制路通过的所述墨水经由所述扩张空间供给所述墨水吸收体。
达成上述目的的墨水控制机构,其特征在于,所述扩张空间由配置成放射状的槽构成。
达成上述目的的墨水控制机构,其特征在于,在所述墨水吸收体与所述墨水流量限制部之间形成有支撑面,在所述墨水吸收体被从外部压入时,所述支撑面从内侧支撑所述墨水吸收体;所述支撑面至少支撑所述墨水吸收体的比所述墨水喷出口更靠半径方向内侧的区域。
达成上述目的的墨水控制机构,其特征在于,所述墨水吸收体为厚度在20mm以下的片材。
达成上述目的的墨水控制机构,其特征在于,所述墨水控制路的内径为0.1mm~1.2mm。
达成上述目的的墨水控制机构,其特征在于,在所述流量控制部上形成多个所述墨水控制路。
达成上述目的的本发明提供一种墨水贮存容器,该墨水贮存容器的特征在于,具有:上述的阀机构,空气流量控制部,其设置于所述墨水贮存部的上方侧,用于控制内部与外部之间的空气流量。
达成上述目的的墨水贮存容器,其特征在于,所述空气流量控制部具有:能够发生弹性变形的连通多孔质体的阀芯,其通常不使空气流通,但根据所述墨水贮存部的内压变化与外部之间进行换气,疏液膜体,其配设成比所述阀芯更靠所述墨水贮存部一侧,具有通气性并且被实施了疏水处理。
达成上述目的的墨水贮存容器,其特征在于,在设置于所述墨水贮存部的下方侧的所述墨水喷出口的附近,具有借助从外部构件的作用力来上下移动的移动阀,通过该移动阀的上下移动来切换所述墨水的喷出/停止。
达成上述目的的本发明提供一种墨水贮存容器,该墨水贮存容器的其特征在于,具有:上述的墨水控制机构,空气流量控制部,其设置于所述墨水贮存部的上方侧,用于控制内部与外部之间的空气流量。
达成上述目的的墨水贮存容器,其特征在于,所述空气流量控制部由具有通气性并且被实施了疏水处理的疏液膜体构成。
达成上述目的的墨水贮存容器,其特征在于,所述空气流量控制部具有:能够发生弹性变形的连通多孔质体的阀芯,其通常不使空气流通,但根据所述墨水贮存部的内压变化来与外部之间进行换气,疏液膜体,其配设成比所述阀芯更靠所述墨水贮存部一侧,具有通气性并且被实施了疏水处理。
[发明的效果]
根据本发明,能够获得一直稳定地供给墨水的优异的效果。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的墨水贮存容器的结构的剖视图。
图2是空气流量控制部的剖视图。
图3是空气流量控制部所具有的各构件的立体图。
图4是关闭状态下的阀机构的剖视图,其中的(A)是沿着水平方向的剖视图,(B)是沿着铅垂方向的剖视图。
图5是表示阀机构的第二盘体的俯视图。
图6是打开状态下的阀机构的剖视图,其中的(A)沿着水平方向的剖视图,(B)是沿着铅垂方向的剖视图。
图7是表示本发明的第二实施方式的墨水贮存容器的结构的剖视图。
图8是放大示出墨水控制机构的剖视图。
图9是放大示出墨水控制机构的控制阀的图,其中的(A)是俯视图,(B)是从前表面方向观看的剖视图,(C)是仰视图。
图10是放大示出墨水控制机构的作用的剖视图。
图11是表示墨水控制机构的另一个结构例的剖视图。
图12是表示墨水控制机构的又一个结构例的剖视图。
具体实施方式
下面,参照图1~图7对本发明的第一实施方式的例子进行详细说明。此外,下面的各实施方式的墨水贮存容器,以应用于喷墨打印机用的墨盒的情况为例进行说明。
图1是表示本实施方式的墨水贮存容器100的结构的剖视图。墨水贮存容器100由恰当的合成树脂构成,如图1所示,该墨水贮存容器100具有:墨水贮存部10,其将墨水M贮存于内部;空气流量控制部20,其控制墨水贮存部10的内外之间的空气的流量;墨水喷出控制部30,其用于控制贮存于墨水贮存部10的墨水M的喷出;阀机构70,其配置于墨水贮存部10与墨水喷出控制部30之间。此外,由阀机构70和墨水喷出控制部30构成墨水控制机构60。
<墨水贮存部>
墨水贮存部10由上部开口的中空的主体部11、组合在上部来作为堵塞主体部11的开口的盖的上面部12来构成。主体部11形成为垂直于图1的纸面的深度方向的尺寸比与图1中的长宽方向的尺寸小的大致长方体状。在主体部11的底部设置有墨水喷出控制部30。
上面部12由顶板12a和嵌合壁12b构成,其中,顶板12a从俯视来看(从图1的上方观看的情况)呈横向长的长方形板状,嵌合壁12b从顶板12a的比周缘稍微靠内侧的下表面向下方突出。通过使该嵌合壁12b与主体部11的内部相嵌合来组合上面部12和主体部11。
<空气流量控制部>
如图1所示,在上面部12的顶板12a上,在图1的右侧的长边方向端部的附近设置有空气流量控制部20。图2是空气流量控制部20的剖视图。如图2所示,在上面部12的顶板12a上,形成有凹陷的俯视截面为圆形状的凹部12e,空气流量控制部20具有容置于该凹部12e内的阀芯22、疏液膜体24、按压环26及盖体28。空气流量控制部20构成为:将疏液膜体24载置于凹部12e内,将按压环26载置在疏液膜体24上并且将阀芯22载置在按压环26上,而且使盖体28在这些构件的上部嵌合在凹部12e中,阀芯22、疏液膜体24及按压环26夹在盖体28与凹部12e之间。此外,在此通过盖体28的嵌合结构固定了疏液膜体24和按压环26,还可以通过热焊接或超声波焊接将疏液膜体24和按压环26直接固定在凹部12e中。还可以通过热焊接或超声波焊接将盖体28自身固定在顶板12a上。
在凹部12e的底部12f贯穿有在底部12f的中央与墨水贮存部10的内部13连通的圆形剖面的导通口12g。该导通口12g以内径朝向内部13扩大的方式形成。此外,还可以对该导通口12g的内表面及周缘部实施疏液处理加工。通过实施疏液处理加工,能够使附着在导通口12g的内表面及周缘部或者疏液膜体24下表面的墨水有效地滴下,从而能够将导通口12g或者疏液膜体24的堵塞防患于未然。
在底部12f的导通口12g的周围设置有疏液膜体落座部12h和下端容纳部12i。疏液膜体落座部12h为对疏液膜体24进行定位并且支撑疏液膜体24的环状的凹陷部(环状的阶梯部)。下端容纳部12i为呈同心圆状地设置于上述疏液膜体落座部12h的外周的环状槽,而且容纳后述的盖体28的周面部28b的下端。
疏液膜体落座部12h由烯烃(olefin)类树脂材料成型并且形成为平滑面,由此,在疏液膜体24落入疏液膜体落座部12h时,增加了疏液膜体24相对于疏液膜体落座部12h的紧贴度,从而极力抑制墨水M从接触面之间浸入。特别是,由于烯烃类树脂材料的润湿性很低,所以疏液效果很好。因此,通过使疏液膜体落座部12H与疏液膜体24紧贴,墨水不能够浸入到水膜体落座部12h与疏液膜体24之间的间隙内。此外,作为烯烃类树脂,有聚丙烯(polypropylene)、聚乙烯(polyethylene)等各种材料,在本实施方式中采用聚丙烯。
在疏液膜体落座部12h与下端容纳部12i之间,形成有朝向图2的上方突出的环状的突条部12j。该突条部12j对疏液膜体24进行定位以使其不向横向偏离,并且还起到作为使盖体28的周面部28b顺利地进入的引导件的作用。
图3是空气流量控制部20所具有的各构件的立体图。如图3所示,阀芯22为由多个微细孔连通的弹性材料构成的大致圆板形状的平板,该阀芯22通过将例如聚氨酯(polyurethane)等材料形成为压缩多孔体来构成。
阀芯22构成为:在墨水贮存部10的内部13与外部之间没有气压差的通常的情况下,通气性被截断,没有空气进出,但是在产生规定值以上的气压差的情况下,该阀芯22借助微少的弹性变形而延展,由此微细孔扩张而产生通气性,空气从气压高的一侧流入低的一侧,从而发挥进行空气流量的控制的功能。
即,空气流量控制部20具有下面的功能:按照外部与墨水贮存部10的内部13之间的气压差使通过该阀芯22的多个微细孔的空气量发生变化,通过这种变化来控制从外部流入墨水贮存部10的内部13的空气流量。此外,对阀芯22的材料和结构等没有特别的限制,能够采用在日本特开2001-277777号公报中公开的结构或者市场出售的产品来作为阀芯22。
在本实施方式中,阀芯22形成为压缩体,在被压缩了的情况下没有通气性。即,将由弹性材料构成的连通多孔体压缩至没有通气性来进行加工,以实现通过制作压缩多孔体能够进一步发挥空气流量控制功能。在这种压缩多孔体的内部形成有多个不定形的空间,该不定形的空间是通过将构成连通多孔体的弹性体压溃并折叠而形成的,但是在被压缩了的状态下没有通气性。此外,由于在压缩多孔体内形成的多个不定形的空间连通,所以在产生内外的气压差的情况下,通过因阀芯22延展而产生的规定的气压差以上的气压差,空气从外部被压入压缩多孔体的内部,一边通过空气使连接在压缩多孔体内形成网状的空间的通气孔扩张,一边使阀芯变形,使空气向压缩多孔体的相反一侧即墨水贮存部10的内部13一侧移动来产生通气性。
由于通气量(空气流量)由在压缩多孔体内形成网状的空间的通过容易度来决定,所以在气压差大的情况下,阀芯22延展的程度大,则空气易于在压缩多孔体内形成网状的空间中通过,从而通气量变大。另一方面,在气压差为规定的气压差以上但且小的情况下,阀芯22延展的程度小,则空气在压缩多孔体内形成网状的空间中通过的量变少,从而通气量变小。在基于阀芯22的通气使气压差减小的情况下,阀芯22也收缩,从而通气量变小。而且,在小于规定的气压差的情况下,由于阀芯22被再次压缩,所以阀芯22没有通气性。像这样,通气量根据气压差的大小而发生变化,所以能够迅速地进行使墨水贮存部10内的恰当的气压保持恒定的气压调整,。
只要通过适当地选择连通多孔、压缩的程度等来决定外部(大气)与墨水贮存部10内部之间的气压差在什么范围内使阀芯22产生通气性即可,优选地,例如,以气压差为20mmH2O以下时没有通气性,气压差为20mmH2O以上时有通气性的条件对阀芯22进行压缩。
构成阀芯22的弹性材料只要为具有多个微细孔且在延展的状态下能够使空气在该多个微细孔中通过即可,例如,能够列举聚丙烯、各种橡胶、各种合成橡胶(Elastomer)。作为连通多孔质体能够列举如下的物质,即,通过在橡胶及/或塑料原料中混合非活性、分解性发泡剂、挥发性有机液体,并在内部形成气泡来发泡,从而形成连通多孔的物质;在将在橡胶/塑料原料中混炼碳酸钙等无机粒子而得到的物质形成为板状之后,洗提无机粒子,从而形成连通多孔的物质。上述橡胶及/或塑料原料为弹性材料,能够列举有天然橡胶、丁苯橡胶(Styrene-butadiene rubber)、丙烯腈-丁二烯橡胶(Acrylonitrilebutadiene rubber)、氯丁二烯橡胶(Chloroprene rubber)、氯丁橡胶(Neoprene)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)、聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯、聚苯乙烯(polystyrene)、聚酰胺(polyamide)、聚氨酯、硅酮树脂(silicone resin)、环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂(Urea resin)、氟类树脂等。其中,特别是在考虑到相对液体的耐久性、连通多孔质体的形成容易度以及生产性等的前提下,优选醚类聚氨酯树脂等。
就构成阀芯22的弹性材料而言,当作用有气压差时延展,当通气时气压差减小,最终返回到原来的状态而不通气,优选通过这样的状态反复变化,总是维持最初的被压缩的没有通气性的状态。为此,优选压缩体的压缩永久变形特性优良。优选压缩的压缩率为压缩之前材料的厚度的5%以上且40%以下,由此,易于形成在气压差小于规定值的情况下,可靠地被堵塞的压缩体。
疏液膜体24为由具有通气性的疏液性材料构成的大致圆板形状的平板。在本实施方式中,采用具有通气性的疏液性材料来作为疏液膜体24的材料,但不限于此,只要为防水性材料且能够防止墨水成分与阀芯22接触的膜即可,可以采用临界表面张力大的材料。另外,在膜不堵塞导通口12g整体,而导通口12g至少一部分贯穿的情况下,有时通气性不是必须的。
在本实施方式中所采用的疏液性材料,只要为其自身具有通气性的材料即可。特别是,优选临界表面张力为25dyn/cm以下的疏液性材料。作为这种材料,采用各种树脂膜、无机膜,优选地采用氟类树脂、氟类橡胶等,更优选采用特氟纶(Teflon:注册商标)即聚四氟乙烯(PTFE)。
疏液膜体24考虑到通气性而具有连通的多个微细孔,优选多个微细孔的孔径在5μm以下,更优选在0.1μm以下。
与阀芯10相同,该疏液膜体24能够构成为:在墨水贮存部10的内部13与外部之间没有气压差的通常情况下,通气性被截断,空气的进出极少,但是在产生规定值以上的气压差的情况下,经由微细孔而产生通气性,空气从气压高的一侧流入低的一侧,从而发挥进行空气流量的控制的功能。
虽然没有在图中特意示出,但是在使疏液膜体24发挥控制空气流量的功能的情况下,能够省略阀芯10,从而进一步实现空气流量控制部20的小型化。虽然推测与阀芯10相比,疏液膜体24的空气流量控制功能的能力(即,产生压力差的能力)较小,但是,特别是像本实施方式这样,在墨水控制机构60设置于墨水贮存部10的内部来机械性地生成压力差的情况下,空气流量控制部20只要补偿墨水控制机构60的不足的量即可,因此,能够降低空气流量的控制能力。结果为,能够仅使用疏液膜体24来构成空气流量控制部20。
按压环26为在大致圆形状的平板的中央形成有大致圆形剖面的贯穿孔26a的所谓甜甜圈型形状(圆形中空)的平板。在本实施方式中,通过将按压环26形成为甜甜圈形状,在疏液膜体24与阀芯22之间形成空气层29(参照图2)。由此,由于具有该空气层,即使墨水M通过疏液膜体24还有空气层29,所以能够更好地防止贮存在墨水贮存部10内的墨水M到达阀芯22。
此外,在本实施方式中,例示了所谓甜甜圈型形状的按压环26,但不限于此,还能够采用能够形成空气层29的结构的其它构件来代替。即能够采用在疏液膜体24与阀芯22之间形成空气层的构件形状、配置来代替。在本实施方式中,如上所述,由于优选均匀地按压阀芯22,所以采用中空的大致圆盘形状的按压环26。
另外,在本实施方式中,采用金属作为原材料来形成按压环26。由此,提高按压环26的上下两面的平滑度,作用于对阀芯22和疏液膜体24作用均匀的表面压力,而提高接触面彼此的紧贴度,由此,能够阻止墨水泄漏。
盖体28由具有恰当的刚性的树脂材料成形,该盖体28具有圆板状的顶部28a和从顶部28a的周缘沿着轴向延伸的筒状的周面部28b。在顶部28a上的与疏液膜体落座部12f相向的位置(图3中的下表面)形成有环状的阀芯落座部28c,该阀芯落座部28c形成为平坦的面,在该阀芯落座部28c上设置有三个通气孔28d。
返回图2,在盖体28的顶部28a和周面部28b的内侧的角部,换言之,在顶部28a的下表面一侧的周缘(周面部28b的内周侧的根部)上设置有由薄壁形成的弹性合叶P。于是,周面部28b易于以处于形成阀芯落座部28c的圆状的突条部28f的外侧附近的合叶P为基点,进行弹性变形。并且,周面部28b的下端与下端容纳部12i相抵接。
在本实施方式中,通过使周面部28b的下端与下端容纳部12i相抵接来将盖体28的压入量限制为恒定,从而避免过分压缩空气流量控制部20。即,在将盖体28安装到凹部12e中时,周面部28a的下端暂时作为与下端容纳部12i相接触的挡块起作用。其结果为,能够防止在组装时,对阀芯22和疏液膜体24作用超负载,从而能够防止空气流量控制部20的功能下降。
此外,在完成组装之后,借助阀芯22及疏液膜体24的恢复力向上方对盖体28施力,从而在盖体28的周面部28a的下端与下端容纳部12i之间形成微小的间隙。由此,在将盖体28安装在凹部12e中的情况下,能够用适当的压力将阀芯22、按压环26及疏液膜体24夹在盖体28的阀芯落座部28c与凹部12e的疏液膜体落座部12h之间。
即,就该空气流量控制部20而言,相对于连通多孔质体的阀芯22,以与墨水M一侧抵接的方式配置按压环26,进而在按压环26的墨水M一侧抵接有疏液膜体24,其中,连通多孔质体的阀芯22能够发生弹性变形,所以能够根据墨水贮存部的内压变化来与外部之间在正负双方向上进行换气。进而,在阀芯22的空气通过方向两外侧形成有用于使阀芯22发生弹性变形的空隙,并且该疏液膜体24、按压环26及阀芯22被夹压保持。
<墨水喷出控制部>
返回图1,墨水喷出控制部30具有:在主体部11的底面向外侧(图1的下方)突出形成的圆筒状的突出部31;在主体部11的底面向内侧(图1的上方)突出形成的圆筒状的缸体34。在突出部31的内部形成有圆形剖面的插穿孔15。该插穿孔15形成为越向缸体34一侧越小的倒置的研钵形状。在缸体34的内部形成有引导孔34a。插穿孔15与引导孔34a以同轴状态相互连接。
在插穿孔15及引导孔34a的内部配置有移动阀33。由于移动阀33与该插穿孔15和引导孔34a之间有间隙(游隙),所以在移动阀33的周围保持经由引导孔34a供给的墨水。移动阀33沿着缸体34一侧的引导孔34a移动而在上下方向上被引导。在该插穿孔15(突出部31)的下端设置有环状的密封构件32。在该密封构件32上形成的开口为墨水喷出口32A。进而,在缸体34一侧的引导孔34a中容置有朝向密封构件32对移动阀33施力的螺旋弹簧35。该螺旋弹簧35的上端抵接于缸体34的底部,螺旋弹簧35的下端与移动阀33卡合。其结果为,移动阀33位于墨水喷出口32A的附近,移动阀33被引导孔34a沿着轴向引导,并且总是被螺旋弹簧35向密封构件32一侧施力。
密封构件32为大致圆筒状的构件,其由橡胶等的弹性材料构成。通过将该密封构件32压入插穿孔15来固定。密封构件32的上端朝向半径方向内侧突出,与移动阀33的下端相抵接。若克服螺旋弹簧35的力,从外部推动移动阀33,则该抵接状态被解除,从而移动阀33的周围的墨水从密封构件32的墨水喷出口32A向外部喷出。此外,在将该墨盒安装到打印机上时,上述接触状态一直处于开放的状态。另外,在打印机一侧进行印刷时,从打印机一侧对墨水喷出控制部30施加负压,以吸引墨水M。
<阀机构>
在缸体34上端的附近配置有阀机构70。该阀机构70具有与墨水贮存部10的底面相向地接近配置的墨水吸入口74和与缸体34连接的墨水流出路72。当从墨水喷出控制部30一侧经由墨水流出路72对阀机构70的内部施加负压时,阀机构70内的阀开放,进而从墨水吸入口74吸上来墨水M,并且经由墨水流出路72向墨水喷出控制部30供给墨水M。另一方面,当停止从墨水喷出控制部30一侧施加负压时,阀机构70的内部的阀关闭,机械性地截断墨水M的供给。
图4中的(A)是在关闭状态下的阀机构70的沿着水平方向的剖视图,图4中的(B)是在关闭状态下的阀机构70的沿着铅垂方向的剖视图。阀机构70具有弹性阀76、第一壳体78、第二壳体80、负压形成空间82、墨水供给空间84、弹簧86、位移限制部88、截断部90。
弹性阀76为由硅等弹性材料构成的圆形薄膜,在外周缘形成有环状的厚壁的保持部76A,在中央形成有贯穿孔76B,并且以包围贯穿孔76B的方式形成有环状的厚壁部76C。将贯穿孔76B的内径设定为1.5mm以下,优选设定为1.0mm以下,更优选设定为0.8mm以下。此外,在本实施方式中为0.8mm。该弹性阀76还在保持部76A与厚壁部76C之间,沿着周向形成有弯曲部76D。该弯曲部76D以剖面呈U字状地朝向轴向突出的方式弯折。因此,弹性阀76能够在半径方向上伸缩,进而提高了弹性变形时的柔软性。
第一壳体78为大致圆形的盘体材料,其与弹性阀76平行并且配置于弹性阀76的上游侧。在该第一壳体78的外周缘形成有环状的第一连接突起78A,该第一连接突起78A与后述的第二壳体80卡合。另外,在第一壳体78的第一连接突起78A的半径方向内侧形成有环状的第一阀固定突起78B,该第一阀固定突起78B侵入弹性阀76的保持部76A中并与弹性阀76的保持部76A卡合。在第一壳体78的中央即与弹性阀76的贯穿孔76B相向的位置还形成有截断部90。该截断部90与贯穿孔76B的周围相抵接。在此,将由弹性阀76与第一壳体78形成的空间定义为墨水供给空间84。因此,当截断部90与弹性阀76相抵接时,墨水供给空间84与贯穿孔76B被截断,从而停止墨水M的供给。另一方面,当弹性阀76和截断部90相分离时,使墨水供给空间84与贯穿孔76B连通,从而供给墨水M。
在沿着铅垂方向配置的第一壳体78的下缘附近形成有用于用于吸上墨水M的墨水吸引路78C。即,墨水供给空间84经由墨水吸引路78C与墨水贮存部10连通。如上所述,在墨水吸引路78C的下端形成的墨水吸入口74构成为:与墨水贮存部10的底面相向地接近配置,该墨水吸入口74,所以墨水M经由该墨水吸入口74及墨水吸引路78C被吸上至墨水供给空间84内。
第二壳体80为大致圆形的盘体材料,其与弹性阀76平行并且配置于弹性阀7的下游侧。在第二壳体80的外周缘形成有环状的第二连接突起80A,该第二连接突起80A与第一壳体78的第一连接突起78A卡合。在第二壳体80的第二连接突起80A的半径方向内侧形成有环状的第二阀固定突起80B。弹性阀76的周缘沿着周向被第一壳体78的第一阀固定突起78B与第二壳体80的第二阀固定突起80B夹持。
而且,在第二壳体80的中央即与弹性阀76的贯穿孔76B相向的位置形成有位移限制部88,该位移限制部88与弹性阀76的贯穿孔76B的周围相抵接。在此,将由弹性阀76与第二壳体80形成的空间定义为负压形成空间82。在位移限制部88设置有弹簧86,通过该弹簧86向第一盘体78的截断部90一侧对弹性阀76的厚壁部76C施力,后面会进行详细的说明。当对负压形成空间82施加负压时,弹性阀76克服弹簧86的作用力向负压形成空间82一侧弹性变形,厚壁部76C向第二壳体80一侧移动并且抵接于位移限制部88。其结果为,厚壁部76C的位移量由位移限制部88限制。
在沿着铅垂方向配置的第二壳体80的侧部附近形成有与缸体34连接的墨水流出路72。即,负压形成空间82经由墨水流出路72与墨水喷出控制部30的缸体34连通。
形成在第一盘体78上的截断部90具有向弹性阀76一侧突出的环状的截断突起90A。该截断突起90A具有朝向弹性阀76一侧直径逐渐地变小的呈部分圆锥形状的倾斜面90B。该截断突起90A的突出端包围贯穿孔76B的周围并且与弹性阀76相抵接。与使截断突起90A与弹性阀76面接触的情况相比,通过使截断突起90A与弹性阀76线接触,来提高接触部分的压力。其结果为,提高了墨水供给空间84与贯穿孔76B之间的截断力。并且,将截断突起90A的突出端的直径设定为比贯穿孔76A的内径(0.8mm)更大,另一方面,将截断突起90A的突出端的直径设定为小于等于弹簧86的内径。具体来说,由于弹簧86的内径大约为2.5mm,所以将截断突起90A的突出端的直径设定为0.8mm~2.5mm的范围内。此外,在本实施方式中设定为大约2mm。由此,由于弹性阀76的被弹簧86施力的厚壁部76C沿着截断突起90A的倾斜面90B发生变形,所以厚壁部76C与倾斜面90B相互的紧贴性良好。
如图5所示,在第二盘体80上形成的位移限制部88形成为朝向弹性阀76一侧突出的圆形的突起。通过使位移限制部88的突出端面88E与弹性阀76的贯穿孔76B及厚壁部76C相抵接,来限制厚壁部76C的位移量。进而,在该位移限制部88上形成有环状槽88A,由该环状槽88A围绕的范围为圆形的中央突起88D。由于将该中央突起88D的外周壁的外径(环状槽88A的内侧径)设定为比弹簧86的内径稍微小一些,所以将该中央突起88D嵌入弹簧86的内侧,来保持弹簧86的一端。此外,由于将弹性阀76的厚壁部76C的外径也设定为比弹簧86的内径稍小,所以将该厚壁部76C嵌入弹簧86的内侧,来保持弹簧86的另一端。即,将厚壁部76C和中央突起88D的外径设定为大致相同。
如图4所示,在通过该弹簧86向截断部90一侧对弹性阀76的厚壁部76C施力,厚壁部76C与截断部90相抵接时,截断部90的截断突起90A侵入厚壁部76C约1mm左右。在该状态下,将弹性阀76(厚壁部76C)与突出端面88E之间的间隙设定为5mm以下,优选设定为3mm以下,在此为3mm。如图6所示,在弹性阀76的厚壁部76C与截断部90相分离,该厚壁部76C抵接于位移限制部88侧时,将弹性阀76(厚壁部76C)与截断部90的截断突起90A的突出端之间的间隙设定为4mm以下,优选设定为2mm以下,在此为2mm。
在位移限制部88的环状槽88A的内侧形成有一条沿着半径方向延伸的内侧缝88B。另外,在位移限制部88的环状槽88A的外侧也形成有4条沿着半径方向延伸的外侧缝88C,4条外侧缝88C在周向上各间隔90度。内侧缝88B及外侧缝88C作为从弹性阀76的贯穿孔76B流入的墨水M从该位移限制部88流出至负压形成空间82一侧的流路起作用。
接着,对该第一实施方式的墨水贮存容器100的动作进行说明。
如图1所示,在墨水M积存在墨水贮存部10的状态下,特别是在安装到图中省略的喷墨打印机上时,墨水喷出控制部30的移动阀33被推向上方。此外,在该状态下,阀机构70处于如图4所示的状态,通过弹簧86使弹性阀76的厚壁部76C位移至截断部90一侧并且与截断部90相抵接,从而截断墨水供给空间84与贯穿孔76B。其结果为,墨水M不会漏出。
在进行印刷时,从喷墨打印机一侧对墨水喷出控制部30施加负压。该负压经由墨水流出路72施加给负压形成空间82,借助该负压使弹性阀76克服弹簧86的力而向负压形成空间82一侧弹性变形。其结果为,由于使墨水供给空间84与贯穿孔76B连通,所以负压形成空间82侧的负压经由贯穿孔76B施加给墨水供给空间84。通过该负压,墨水贮存部10内的墨水M经由墨水吸入口74及墨水吸引路78C被吸上至墨水供给空间84,并流入贯穿孔76B,经由位移限制部88的缝88B、88C供给至负压形成空间82。该墨水M从墨水流出路72经由墨水喷出控制部30喷出至喷墨打印机。
在上述过程中,由于墨水贮存部10内的墨水M的量减少,所以墨水M的上方的空间S也形成负压。就空气流量控制部20而言,在内部与外部之间产生需要的气压差以上的气压差的情况下,阀芯22通过微少的弹性变形而延展,由此微细孔扩张并产生通气性,空气从气压高的一侧流入低的一侧,来对空气流量进行控制。然而,在没有产生期望(额定)的气压差的情况下,由于阀芯22的弹性变形量小所以不能进行换气。即,通过该空气流量控制部20的气压偏置,基本上将墨水M的上方的空间S维持为负压。
当喷墨打印机印刷结束之后,停止对墨水喷出控制部30施加负压时,由于负压形成空间82内没有负压,所以如图4所示,通过弹簧86的作用力使弹性阀76位移至截断部90一侧,停止墨水M的供给。此时,由于除了通过位移限制部88将弹性阀76的变形量设定为2mm,还通过空气流量控制部20使负压的偏置作用于内部空间S一侧,所以阀机构70快速关闭,从而能够抑制墨水M的泄漏。
如上所述,根据本第一实施方式的墨水贮存容器100,由于通过阀机构70机械性地打开和关闭墨水的供给路径,所以能够防止在安装到喷墨打印机的状态下不使用时(不进行印刷时)墨水泄漏。特别是,由于该阀机构70通过位移限制部88将弹性阀76的位移量限制在5mm以下,优选限制在3mm以下,所以提高了打开关闭的响应性。特别是,在从打开状态过渡至关闭状态时,通过上弹性阀的位移量大约为4mm以下,优选为2mm以下的移动使弹性阀76与截断部90接触,因此能够快速地关闭。
而且,由于阀机构70的厚壁部76C嵌入弹簧86的内周,所以提高了在开闭动作中的厚壁部76C的稳定性,厚壁部76C的位置偏移减小。其结果为,厚壁部76C与截断部90的抵接状态、厚壁部76C与位移限制部88的抵接状态良好,从而能够提高产品的可靠性。
另外,在从喷墨打印机一侧对墨水喷出控制部30施加负压时,为了快速地打开阀机构70,优选尽量减弱弹簧86的力。另一方面,即使喷墨打印机印刷结束,也不必从喷墨打印机积极地向阀机构70施加正压,因此,阀机构70的弹性阀76需要消耗时间(例如1小时左右)来逐渐地关闭。为了尽量缩短上述时间,优选增强弹簧86的力。即,在阀机构70中,快速打开动作和快速关闭动作是互相矛盾的。
在此,在本第一实施方式中,通过并用空气流量控制部20和阀机构70尽量减弱弹簧86的力,来解决上述矛盾。例如,在弹性阀76关闭的状态下,安装于阀机构70的弹簧86用3gf(克重)~20gf(克重)的很弱的力(在此为5gf)对弹性阀76施力。空气流量控制部20将墨水贮存容器100的内压维持在比大气压稍微小的负压状态(-20mmH2O),在产生该气压差以上的气压差时,通过花费时间来确保通气性。因此,由于在印刷时从喷墨打印机侧对墨水喷出控制部30施加负压时,弹簧86的施力比较小,所以弹性阀76快速地打开。在印刷过程中,由于持续对阀机构70施加负压,并且墨水量减少,所以墨水贮存容器100的内压进一步下降。通过该负压使空气流量控制部20的阀芯22产生通气性,从而从容器外取入大气,但是为此需要花耗一些时间,因此在印刷过程中,墨水贮存容器100的内压继续下降,例如一直下降至-200mmH2O的负压状态。
由于即使喷墨打印机印刷结束,空气流量控制部20也产生了通气阻力,所以墨水贮存容器100的内压在短时间内维持在-40mmH2O附近(将这种现象叫作时间差作用)。因此,由于除了弹簧86的恢复力以外,墨水贮存容器100内的负压也强制性地使弹性阀76复原,所以例如使弹性阀76在30分钟以内快速地关闭。由于在弹性阀76关闭之后,通过空气流量控制部20的偏置作用还将内压维持在-20mmH2O,所以即使产生环境变化或振动等,也能够防止弹性阀76意外打开。
以上的结果为,通过空气流量控制部20与阀机构70的叠加效果,能够进一步提高打开关闭动作双方的响应性。
另外,通过以上述方式并用空气流量控制部20和阀机构70,假设一方的功能丧失,也能够抑制墨水的泄漏。例如,即使出于某种理由弹性阀76变得不能关闭,由于空气流量控制部20能够将容器内维持在负压的状态下,所以墨水难以泄漏。同样地,即使空气流量控制部20的阀芯22损坏,墨水贮存容器100的内部一直为大气压,由于有阀机构70,所以墨水还是难以泄漏。
另外,就墨水贮存容器100而言,由于在阀结构70的位移限制部88内形成有缝88A(墨水用流路),所以能够一边限制弹性阀76的位移量,一边顺利地利用贯穿孔76B供给墨水。另外,由于将贯穿孔76B的内径设定为1mm以下,并且用厚壁部76C包围贯穿孔76B的周围,所以能够局部增加弹性阀76的贯穿孔76C附近的刚性,从而减小变形量。其结果为,增大了弹性阀76与截断部90或位移限制部88接触时的紧贴精度。而且,由于将弹簧86的内径设定为大于等于该截断部90的截断突起90A的直径,所以弹簧86扩张弹性阀76并且对其施力,从而能够提高弹性阀76与截断突起90A的紧贴性。
此外,本第一实施方式为经由缸体34来供给墨水M的结构,但是本发明不限于此,例如,还可以从与缸体34不同的其它的部位供给墨水M。
接着,对本发明的第二实施方式的例子进行详细的说明。
图7是表示本发明的第二实施方式的墨水贮存容器100的结构的剖视图。墨水贮存容器100由恰当的合成树脂构成,如图7所示,该墨水贮存容器100具有:墨水贮存部10,其将墨水M贮存于内部;空气流量控制部20,其控制墨水贮存部10的内外之间的空气的流量;墨水控制机构60,其用于控制贮存于墨水贮存部10的墨水M的喷出。墨水控制机构60具有阀机构70、墨水吸收体133、墨水流量限制部136等。由于本第二实施方式的墨水贮存部10、空气流量控制部20、阀机构60,与在第一实施方式中表示的墨水贮存容器的对应机构相同,所以使说明用的附图标记一致,并且在此省略具体的说明及附图。
具体来说,如图8的放大图所示,墨水控制机构60具有:墨水喷出口132,其为在向外部喷出墨水时的开口部分;墨水吸收体133,其配置于上述墨水喷出口132的内侧;墨水流量限制部136,其配置在比墨水吸收体133更靠近墨水贮存部10一侧;扩张空间138,其形成于墨水吸收体133与墨水流量限制部136之间;支撑面137,其在墨水吸收体133与墨水流量限制部136之间,从内侧支撑墨水吸收体133;阀机构70,其配置成比墨水流量限制部136更靠近墨水贮存部10一侧。
从部件或者构件的角度来说明墨水控制机构60。在主体部11的底面朝向外侧(图8的下方)突出形成有圆筒状的突出部131。另外,在主体部11的底面朝向内侧(图8的上方)突出配置有圆筒状的接头构件134。在突出部131的内部形成有圆形剖面的插穿孔115,该插穿孔115的突出端为墨水喷出口132。在插穿孔115的内部配置有墨水吸收体133。在插穿孔115的墨水喷出口132的附近形成有向半径方向内侧扩张的突起115A,该突起115A与墨水吸收体133的下侧面卡合。结果为防止墨水吸收体133从插穿孔115的墨水喷出口132一侧脱落。
接头构件134的上方弯折呈L字状,在该接头构件134的内部形成有墨水通过路134A。在该墨水通过路134A的上方一侧的端部连接有阀机构70的墨水流出路72。墨水通过路134A的下侧的端部向半径方向外侧扩张,在该部分的内部配置有控制阀135。此外,将该墨水通过路134A的内径设定为1.2mm。
将接头构件134的下端插入插穿孔115内,并且两者互相卡合。另外,在接头构件134的外周面突出形成有板状的能够发生弹性变形的一对臂构件140,这一对臂构件140的前端与凸出设置于主体部11的底面上的一对支撑构件142相卡合。即,由于接头构件134由插穿孔115及一对支撑构件142这三处来固定,所以能够一直维持稳定的姿势。这关系到在后述的阀机构70与主体11的底面之间的间隙的稳定性。
如图9的放大图所示,控制阀135形成为圆筒形状的构件。在控制阀135的内周形成有:墨水通过路135A,其与接头构件134的墨水通过路134A连接;墨水控制路135B,其形成为与上述墨水通过路135A的下游一侧连接,内径比墨水通过路135A更小;扩张空间138,其形成为与上述墨水控制路135B的下游一侧连接,内径扩张。墨水通过路135A的内径为1.3mm,墨水控制路135B的内径为0.5mm。该墨水控制路135B起到墨水流量限制部136的作用,通过抑制墨水的流量,来抑制向墨水吸收体133一侧供给的墨水的流量。结果为防止墨水从墨水吸收体133向外部漏出。此外,将上述墨水控制路135B的内径设定为比墨水喷出口132的喷出内径的内径小。优选地,将墨水控制路135B的内径设定在0.1mm~1.2mm的范围内,更优选,将墨水控制路135B的内径设定在0.2mm~0.8mm的范围内。
扩张空间138由呈放射状扩大的多个槽135C构成。将该槽135C的宽度设定为1mm以上,优选设定为2mm以上。通过该槽135C,使从墨水控制路135B供给的墨水呈放射状扩大。通过将墨水暂时积存在该扩张空间138内,能够使墨水尽量均匀地渗入到墨水吸收体133的整体。结果为,由于在墨水吸收体133的内部形成有墨水膜,所以能够抑制空气从外部逆流。
此外,控制阀135的下侧面的没有形成槽135C的区域,构成为支撑墨水吸收体133的支撑面137的一部分。此外,接头构件134的下侧面也构成为支撑面137的一部分。该支撑面137至少支撑墨水吸收体133上的比墨水喷出口132更靠近半径方向内侧的区域。优选地,像本实施方式这样,支撑面137支撑直径为墨水吸收体133的直径D的三分之二(2D/3)优选二分之一(D/2)的中央侧圆形区域的至少一部分。由此,如图10所示,在打印头一侧的吸嘴50按在墨水吸收体133上时,通过由支撑面137从内侧支撑墨水吸收体133,墨水吸收体133被压溃。通过适当地压溃墨水吸收体133,来局部地增加与吸嘴50接触的部分的密度。结果为,根据毛细管现象,墨水流向吸嘴50侧集中。
墨水吸收体133为能够吸收墨水的弹性体、海绵体或纤维组合体等,只要是具有多个微细孔的多孔质体即可。特别是在本实施方式中,将墨水吸收体133的空间率设定在60%至95%的范围内,优选设定在82%至92%的范围内,实际上设定为89%。此外,在利用例如弹性体的情况下,能够列举聚丙烯、各种橡胶、各种合成橡胶。作为在弹性体上形成微细孔的物质,列举如下的物质:在橡胶及/或塑料原料中混合非活性气体、分解性发泡剂、挥发性有机液体,并在内部形成气泡来发泡,从而形成连通多孔的物质;在将在橡胶/塑料原料中混炼碳酸钙等无机粒子而得到的物质形成为板状之后,洗提无机粒子,从而形成连通多孔的物质。另外,作为橡胶及/或塑料原料,列举有天然橡胶、丁苯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、氯丁橡胶(neoprene)橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氨酯、硅酮树脂、环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、氟类树脂等。其中,特别是在考虑到相对液体的耐久性,形成连通多孔质体的容易度及生产性等的前提下,优选醚类聚氨酯树脂等。
优选墨水吸收体133形成为厚度在20mm以下的片材,更优选为厚度在10mm以下的片材,尤其优选为厚度在5mm以下的片材。由此,能够将墨水吸收体133完全容置于插穿孔115的内部。另外,即使以上述方式将墨水吸收体133构成得薄,通过空气流量控制部20和阀机构70的叠加效果,还能够使该墨水吸收体133的内部处于用于保持墨水的恰当的负压状态。具体来说,墨水吸收体33的内部,为与形成于记录头部的喷嘴的前端的弯月面的保持力相平衡且防止防止墨水从墨水吸收体33泄漏的足够的负压,并且处于不会妨碍记录头部的墨水喷出动作的负压状态。
返回图7,阀机构70的负压形成空间82经由墨水流出路72与墨水通过路134A及墨水控制路135B连通。因此,当从墨水通过路134A一侧经由墨水流出路72向阀机构70的内部施加负压时,阀机构70内的阀开放,进而从墨水吸入口74吸上来墨水M,墨水M经由墨水流出路72供给至墨水控制机构60。另一方面,当停止从墨水通过路134A一侧施加负压时,阀机构70的内部的阀关闭,从而机械性地截断墨水M的供给。
接着,对第二实施方式的墨水贮存容器100的动作进行说明。
如图7所示,在墨水M积存在墨水贮存部10内的状态下,特别是在安装到图中省略的喷墨打印机之后,如图10所示,墨水控制机构60的墨水吸收体133被记录头部侧的吸嘴50推向上方。此时,由于通过支撑面137从内侧支撑墨水吸收体133,所以该墨水吸收体133被适当地压溃,从而处于墨水易于向流入吸嘴50侧集中并流动的状态。此外,在喷墨打印机停止印刷的状态下,阀机构70与第一实施方式的图4示出的状态相同,通过弹簧86,使弹性阀76的厚壁部76C向截断部90一侧位移并且与截断部90相抵接,从而截断墨水供给空间84与贯穿孔76B。另外,由墨水控制路135B形成在墨水流动时产生阻力的结构。这些结构的结果为不会从墨水吸收体133漏出墨水M。
在进行印刷时,从喷墨打印机一侧对墨水控制机构60施加负压。该负压经由墨水吸收体133、扩张空间138、墨水控制路134B、墨水通过路135A、墨水流出路72施加给负压形成空间82,弹性阀76借助该负压来克服弹簧86的力而向负压形成空间82一侧弹性变形。结果为,阀机构70与第一实施方式的图6示出的状态相同。因此,由于使墨水供给空间84与贯穿孔76B连通,所以负压形成空间82侧的负压经由贯穿孔76B施加给墨水供给空间84。通过该负压,墨水贮存部10内的墨水M经由墨水吸入口74及墨水吸引路78C被吸上至墨水供给空间84,并流入贯穿孔76B,然后经由位移限制部88的缝88B、88C供给至负压形成空间82。该墨水M经由墨水流出路72、墨水通过路135A、墨水控制路135B、扩张空间138、墨水吸收体133向喷墨打印机喷出。
在上述过程中,由于墨水贮存部10内的墨水M的量减少,所以墨水M的上方的空间S也形成负压。就空气流量控制部20而言,在内部与外部之间产生需要的气压差以上的气压差的情况下,阀芯22通过微小的弹性变形而延展,由此微细孔扩张而产生通气性,空气从气压高的一侧流入低的一侧,从而对空气流量进行控制。然而,在没有产生期望(额定)的气压差的情况下,由于阀芯22的弹性变形量很小所以不能进行换气。即,通过该空气流量控制部20的气压偏置,基本上将墨水M的上方的空间S维持为负压。
当喷墨打印机印刷结束之后,停止对墨水喷出控制部30施加负压时,由于负压形成空间82没有负压,所以如第一实施方式的图4所示,借助弹簧86的作用力使弹性阀76向截断部90一侧位移,停止墨水M的供给。此时,由于除了通过位移限制部88将弹性阀76的变形量设定为2mm以外,还通过空气流量控制部20使负压的偏置作用于内部空间S侧,所以阀机构70快速关闭,从而能够抑制墨水M的泄漏。
如上所述,根据本第一实施方式的墨水贮存容器100,通过墨水控制机构60适当地控制墨水的供给。具体来说,通过墨水吸收体133含浸保持墨水来形成墨水膜,从而能够抑制空气从外部逆流,并且通过墨水流量限制部136抑制从该墨水吸收体133漏出墨水。另外,通过在该墨水吸收体133与墨水流量限制部136之间形成扩张空间138,能够一边控制流量,一边使墨水渗透到墨水吸收体133的大范围内,并且抑制墨水吸收体133内的墨水膜破裂的情况。特别是,由于扩张空间138由槽135C构成为放射状,所以即使是一个墨水控制路135B,也能够将墨水供给墨水吸收体133的整体。
在该墨水控制机构60中还形成有从内侧支撑墨水吸收体133的支撑面137。该支撑面137至少支撑墨水吸收体133的比墨水喷出口132靠近半径方向内侧的区域。由此,在从外部向上推墨水吸收体133时,抑制墨水吸收体133向内侧弯曲。结果为,由于墨水吸收体133被适当地压溃,所以能够局部地增大被压溃的部分的密度。特别是,即使将墨水吸收体133的厚度设定为20mm以下,优选设定为10mm以下,更优选设定为5mm以下,也不会在不会使墨水吸收体133弯曲的情况下将墨水吸收体133压溃。
另外,由于该墨水控制机构60通过阀机构70机械性地打开和关闭墨水的供给路径,所以能够防止在安装到喷墨打印机的状态下不使用时(不进行印刷时)墨水泄漏。特别是,该就阀机构70而言,由于通过位移限制部88将弹性阀76的位移量限制在5mm以下,优选限制在3mm以下,所以提高了打开关闭的响应性。在从打开状态向关闭状态过渡时,通过弹性阀76的位移量大约为4mm以下的移动,优选为2mm以下的移动,来使弹性阀76与截断部90接触,因此能够快速地关闭。
此外,在本第二实施方式中示出了墨水控制机构60的扩张空间138由延展成放射状的槽135C构成的情况,但是本发明不限于此,还可以形成为如图11所示的环状的槽,或者除此之外,形成多个凹槽。总之,只要能够通过扩张空间138大范围地向墨水吸收体133供给墨水即可。
另外,在本第二实施方式中示出了通过扩张空间138使墨水含浸到墨水吸收体133的整个区域的情况,但是本发明不限于此,例如,如图12所示,还可以在控制阀135上以扩散的状态形成多个墨水控制路135B。由此,不用形成扩张空间138,也能够一边控制墨水的流量,一边将墨水直接供给墨水吸收体133的整体。
如上所述,通过实施方式详细说明了本发明,但是具体的结构不限于上述实施方式的内容,本发明的保护范围包括在不脱离本发明的思想的范围内的设计变更。
[工业上的可利用性]
本发明能够作为墨水贮存容器,特别是喷墨打印机用的墨盒来利用。
附图标记说明
10墨水贮存部
11主体部
12上面部
13墨水贮存部的内部
20空气流量控制部
22阀芯
24疏液膜体
30墨水喷出控制部
33移动阀
34缸体
60墨水控制机构
70阀机构
72墨水流出路
74墨水吸入口
76弹性阀
82负压形成空间
84墨水供给空间
86弹簧
88位移限制部
90截断部
100墨水贮存容器
132墨水喷出口
133墨水吸收体
134接头构件
134A墨水通过路
135控制阀
135A墨水通过路
135B墨水控制路
136墨水限制部
M墨水
Claims (26)
1.一种阀机构,其配置于墨水贮存容器内的用于积存墨水的墨水贮存部与用于喷出该墨水的墨水喷出口之间,其特征在于,
所述阀机构具有:
弹性阀,其构成为能够发生弹性变形的膜状,且具有贯穿的贯穿孔,
负压形成空间,其配置于所述弹性阀的下游侧,与所述墨水喷出口连通,
墨水供给空间,其配置于所述弹性阀的上游侧,与所述墨水贮存部连通,从而向所述弹性阀一侧供给墨水,
截断部,其配置于所述墨水供给空间一侧且与所述弹性阀抵接,用于截断所述墨水供给空间与所述贯穿孔,
弹簧,其配置于所述负压形成空间一侧,向所述墨水供给空间一侧对所述弹性阀施力,来使所述截断部与所述弹性阀相抵接;
通过施加给所述负压形成空间的负压,来克服所述弹簧的作用力,使所述弹性阀向下游侧进行位移,所述弹性阀与所述截断部相分离,从而墨水从所述墨水供给空间经由所述贯穿孔流入所述负压形成空间。
2.如权利要求1所述的阀机构,其特征在于,在所述负压形成空间内具有位移限制部,在所述弹性阀位移至下游侧时,所述位移限制部与所述贯穿孔的附近相抵接,从而限制所述弹性阀的位移量。
3.如权利要求2所述的阀机构,其特征在于,在所述位移限制部内形成有缝,在所述位移限制部与所述弹性阀相抵接的状态下,所述缝使所述贯穿孔与所述负压形成空间连通。
4.如权利要求2或者3所述的阀机构,其特征在于,通过所述位移限制部来保持所述弹簧的一端。
5.如权利要求4所述的阀机构,其特征在于,所述位移限制部具有圆形突起,所述圆形突起嵌入所述弹簧的内侧并且保持所述弹簧的一端。
6.如权利要求2~5中任一项所述的阀机构,其特征在于,在所述弹簧对所述弹性阀施力而所述弹性阀与所述截断部相抵接的状态下,所述位移限制部与所述弹性阀之间的间隙设定为3mm以下。
7.如权利要求2~6中任一项所述的阀机构,其特征在于,在所述弹性阀克服所述弹簧的作用力而与所述位移限制部相抵接的状态下,所述截断部与所述弹性阀之间的间隙设定为2mm以下。
8.如权利要求1~7中任一项所述的阀机构,其特征在于,所述贯穿孔的内径设定为1.5mm以下。
9.如权利要求1~8中任一项所述的阀机构,其特征在于,在所述弹性阀上形成有包围所述贯穿孔的外周的环状的厚壁部。
10.如权利要求9所述的阀机构,其特征在于,所述厚壁部嵌入所述弹簧的内侧,并且保持所述弹簧的另一端。
11.如权利要求9或者10所述的阀机构,其特征在于,所述厚壁部的最大外径设定为2mm以上。
12.如权利要求1~11中任一项所述的阀机构,其特征在于,
所述截断部形成有将所述弹性阀的所述贯穿孔的外周附近包围的环状的截断突起,
所述弹簧的内径设定为大于等于所述截断突起的外径。
13.如权利要求1~12中任一项所述的阀机构,其特征在于,所述墨水供给空间具有以与所述墨水贮存部的底面相向的状态与所述墨水贮存部的底面接近配置的墨水吸入口。
14.一种墨水控制机构,其特征在于,
具有:
权利要求1~13中任一项所述的阀机构,
墨水吸收体,其配置于所述墨水喷出口,通过由多孔质材料构成来吸收所述墨水,
墨水流量限制部,其配置成比所述墨水吸收体更靠所述墨水贮存部一侧,通过内径比所述墨水喷出口的喷出径小的墨水控制路来限制向所述墨水吸收体供给的所述墨水的供给量;
所述墨水控制机构控制从所述墨水喷出口喷出的墨水的喷出量。
15.如权利要求14所述的墨水控制机构,其特征在于,
在所述墨水吸收体与所述墨水流量限制部之间形成有扩张空间,所述扩张空间与所述墨水控制路连接并且与该墨水控制路相比被扩张,从而积存所述墨水,
在所述墨水控制路通过的所述墨水经由所述扩张空间供给所述墨水吸收体。
16.如权利要求15所述的墨水控制机构,其特征在于,所述扩张空间由配置成放射状的槽构成。
17.如权利要求14~16中任一项所述的墨水控制机构,其特征在于,
在所述墨水吸收体与所述墨水流量限制部之间形成有支撑面,在所述墨水吸收体被从外部压入时,所述支撑面从内侧支撑所述墨水吸收体,
所述支撑面至少支撑所述墨水吸收体的比所述墨水喷出口更靠半径方向内侧的区域。
18.如权利要求14~17中任一项所述的墨水控制机构,其特征在于,所述墨水吸收体为厚度在20mm以下的片材。
19.如权利要求14~18中任一项所述的墨水控制机构,其特征在于,所述墨水控制路的内径为0.1mm~1.2mm。
20.如权利要求14~19中任一项所述的墨水控制机构,其特征在于,在所述流量控制部上形成多个所述墨水控制路。
21.一种墨水贮存容器,其特征在于,
具有:
权利要求1~13中任一项所述的阀机构,
空气流量控制部,其设置于所述墨水贮存部的上方侧,用于控制内部与外部之间的空气流量。
22.如权利要求21所述的墨水贮存容器,其特征在于,
所述空气流量控制部具有:
能够发生弹性变形的连通多孔质体的阀芯,其通常不使空气流通,但根据所述墨水贮存部的内压变化与外部之间进行换气,
疏液膜体,其配设成比所述阀芯更靠所述墨水贮存部一侧,具有通气性并且被实施了疏水处理。
23.如权利要求21或者22所述的墨水贮存容器,其特征在于,在设置于所述墨水贮存部的下方侧的所述墨水喷出口的附近,具有借助从外部构件的作用力来上下移动的移动阀,通过该移动阀的上下移动来切换所述墨水的喷出/停止。
24.一种墨水贮存容器,其特征在于,
具有:
权利要求14~20中任一项所述的墨水控制机构,
空气流量控制部,其设置于所述墨水贮存部的上方侧,用于控制内部与外部之间的空气流量。
25.如权利要求24所述的墨水贮存容器,其特征在于,所述空气流量控制部由具有通气性并且被实施了疏水处理的疏液膜体构成。
26.如权利要求24所述的墨水贮存容器,其特征在于,
所述空气流量控制部具有:
能够发生弹性变形的连通多孔质体的阀芯,其通常不使空气流通,但根据所述墨水贮存部的内压变化来与外部之间进行换气,
疏液膜体,其配设成比所述阀芯更靠所述墨水贮存部一侧,具有通气性并且被实施了疏水处理。
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