CN1982764A

CN1982764A - 差压阀单元

Info

Publication number: CN1982764A
Application number: CNA2006101622642A
Authority: CN
Inventors: 石泽卓; 品田聪
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2026-12-13
Also published as: EP1798043B1; US7665833B2; CN1982764B; JP2007185940A; JP4899683B2; US20070131885A1; EP1798043A1

Abstract

可减少残留在墨盒的差压阀内部的墨水量，并可通过确保差压阀内部的流道来改善对压力的响应性能。差压阀单元(130)容纳在具有液体容纳部(101)和液体供应部(110)的液体盒主体(120)中，并在液体容纳部(101)与液体供应部(110)之间产生规定的压力差时开阀，其包括：隔膜阀(140)，根据压力差而弹性变形并由此可活动；阀盖(160)，保持所述隔膜阀并在与该隔膜阀之间形成下游压力室(165)；阀盖(160)的形成下游压力室(165)并具有与液体供应部(110)连通的连通孔(164a)的相对面(161)具有与隔膜阀(140)的可动范围对应的形状，并具有使液体易于流向所述连通孔的沟槽部(163)。

Description

差压阀单元

技术领域

本发明涉及容纳于液体盒主体中的差压阀单元，特别是涉及安装在用于喷墨式记录装置的墨盒中的差压阀单元的结构。

背景技术

喷墨式记录装置通过将容纳墨水的墨盒安装在喷墨式记录装置的托架上而向记录头供应墨水。

这种墨盒有的安装了具有阀部件的差压阀单元，当在容纳墨水的墨水容纳部与供应墨水的墨水供应部之间产生规定的压力差时，所述阀部件打开。这里所说的墨盒是液体盒的一个例子。

例如，JP2004-237720 A中的差压阀单元包括可根据压力差而弹性变形阀部件，其具有：圆柱形状的周缘部；阀盖，具有近似圆柱形状的阀部件保持部，该阀部件保持部通过插入阀部件的周缘部的内侧来固定周缘部；以及推压部件，被夹在阀部件与阀盖之间，将阀部件向远离阀盖的方向推压。

在上述墨盒的差压阀单元中，当作为阀部件的隔膜阀和阀盖之间的下游压力室变空时，差压阀无法正常工作，因此，必须在下游压力室内残留有墨水的状态下就认为是墨水已经用尽。但是，传统的差压阀单元的下游压力室的空间较大，因此，当认为墨水已经用尽时，在下游压力室内还残留有大量墨水。

为了解决该问题，考虑了使隔膜阀和阀盖之间的下游压力室的空间狭小的形状。但是，如果下游压力室的空间变小，则从下游压力室内排出液体时液体的流动就会恶化，从而导致对施加在差压阀单元上的压力的响应性能变差。

发明内容

本发明就是鉴于以上情况而完成的，其目的在于提供一种差压阀单元和具有该差压阀单元的液体盒，该差压阀单元可以减少残留在液体盒的差压阀的下游压力室中的液体量，并可以改善对施加在差压阀单元上的压力的响应性能。

本发明的上述目的通过具有如下特征的差压阀单元来实现：该差压阀单元容纳在液体盒主体中，所述液体盒主体具有容纳液体的液体容纳部、以及将所述液体容纳部内的液体向外部供应的液体供应部，所述差压阀单元包括：隔膜阀，当在所述液体容纳部与所述液体供应部之间产生规定的压力差时开阀；以及第一部件，保持所述隔膜阀，并且在与该隔膜阀之间形成下游压力室；所述第一部件的、形成所述下游压力室并具有与所述液体供应部连通的连通孔的相对面具有与所述隔膜阀的可动范围相对应的形状，并具有用于使所述下游压力室内的液体易于流向所述连通孔的沟槽部。

根据上述结构，当隔膜阀为开阀状态时，即使隔膜阀承压变形也不会与第一部件发生冲突。因此，在不妨碍隔膜阀的移动的情况下减小了隔膜阀内部的容积，从而可减少液体残留量。另外，由于可通过沟槽部来确保液体的流道，从而液体可经由沟槽部流向与液体供应部连通的连通孔，因而改善了隔膜阀的开闭对压力的响应性能。

另外，优选将所述沟槽部设置成其中心线的延长线与所述连通孔交叉。

根据上述结构，液体可通过沟槽部顺畅地流向连通孔。

另外，优选将所述沟槽部设置成与所述连通孔交叉。

根据上述结构，液体可通过沟槽部更加顺畅地流向连通孔。

另外，优选的是：所述第一部件形成为近似圆盘形状，所述沟槽部沿所述相对面的直径方向而设置。

根据上述结构，在近似圆盘形状的第一部件中，液体顺畅地向其直径方向流动，所以可以使处在远离连通孔的位置上的液体顺畅地排出。

另外，优选将所述沟槽部设置成近似直线形状。

根据上述结构，由于沟槽部为直线流道，所以液体向连通孔的移动距离为较短的距离。

另外，优选将所述沟槽部设置成近似环状。

根据上述结构，液体可在所述相对面的较宽的范围内顺畅地流动。

另外，优选设置多个所述沟槽部。

根据上述结构，可通过多个沟槽部来确保多个液体流道，从而可使液体在所述相对面的较宽的范围内更加顺畅地流动。

另外，与所述隔膜阀的可动范围相对应的形状优选为中央部深而周缘部浅的研钵形状。

根据上述结构，当隔膜阀为开阀状态时，隔膜阀受压而以中央部深凹而周缘部浅凹的方式变形，由于此时不与第一部件的相对面发生冲突，所以可在不妨碍隔膜阀的移动的情况下减小隔膜阀内部的容积，因此可减少墨水残留量。

另外，优选具有被夹在所述隔膜阀与所述第一部件之间并向闭阀方向推压所述隔膜阀的推压部件。

根据上述结构，可通过推压部件的推压力来使载荷稳定，并使差压阀的开闭操作变得可靠，从而可提高所产生压力的精度。

另外，所述第一部件优选为阀盖。

根据上述结构，当隔膜阀为开阀状态时，即使隔膜阀承压变形也不会与阀盖发生冲突。因此，在不妨碍隔膜阀的移动的情况下减小了隔膜阀内部的容积，因而可减少液体残留量。

另外，当所述液体盒为墨盒时，可以获得例如用于喷墨式记录装置的液体残留量少的墨盒。并且，在向墨盒注入墨水的工序中，容易将墨水填充到差压阀内部中。

发明效果

根据本发明，由于第一部件的形成下游压力室的相对面具有与隔膜阀的可动范围相对应的形状，所以可减少残留在下游压力室内部的液体量，并且由于在相对面上设置了用于使液体易于流向连通孔的沟槽部，所以下游压力室的液体容易通过连通孔而流动，因此，能够改善差压阀单元对压力的响应性能。

另外，通过具有所述差压阀单元的液体盒，可获得例如用于喷墨式记录装置的液体残留量少的墨盒。并且，在向墨盒注入墨水的工序中，容易将墨水填充到差压阀内部中。

附图说明

图1是具有本发明第一实施方式的差压阀单元的墨盒的立体分解图；

图2是示出图1所示墨盒中的II-II线截面的截面图；

图3是图2的差压阀单元的放大截面图；

图4是示出图3的差压阀单元的阀盖的立体图；

图5A和图5B是本发明第一实施方式的差压阀单元的阀的开闭状态说明图，其中，图5A是示出差压阀单元的阀关闭状态的截面图；图5B是示出差压阀单元的阀打开状态的截面图；

图6是本发明第二实施方式中的差压阀单元的放大截面图；

图7是本发明第一实施方式和第二实施方式中的差压阀单元的阀盖的变形例1的立体图；

图8是本发明第一实施方式和第二实施方式中的差压阀单元的阀盖的变形例2的立体图；

图9是本发明第一实施方式和第二实施方式中的差压阀单元的阀盖的变形例3的立体图；

图10是本发明第三实施方式的差压阀单元的放大截面图。

具体实施方式

下面，参照附图来详细说明本发明实施方式的差压阀单元。

(第一实施方式)

本实施方式是将第一部件作为差压阀单元的阀盖的例子。图1是具有第一实施方式的差压阀单元的墨盒的立体分解图，图2是示出图1所示墨盒中的II-II线截面的截面图，图3是图2的差压阀单元的放大截面图，图4是示出差压阀单元的阀盖的立体图。

如图1所示，墨盒(液体盒)100的墨盒主体(液体盒主体)120的内部被肋和壁分隔，并具有：容纳墨水的墨水容纳部(液体容纳部)101；从墨水容纳部101至墨水供应部(液体供应部)110的墨水流道部；以及大气连通部，由使墨水容纳部101与大气连通的墨水侧通路、大气阀容纳部、以及大气侧通路构成。墨盒100还具有作为墨水供应控制单元的差压阀单元130。

墨水供应部110被配置在墨盒100的下表面，通过将安装墨盒100的托架的供墨针插入其中，来向喷墨式记录装置的记录头供应墨水容纳部101中容纳的墨水。

作为墨水供应控制单元的差压阀单元130通过随着墨水的消耗而产生的墨水容纳部101与墨水供应部110之间的压力差来将墨水容纳部101中的墨水供应给墨水供应部110。

差压阀单元130包括：可弹性变形并被插入差压阀单元容纳部150中的隔膜阀140、覆盖差压阀单元容纳部150的阀盖160、以及位于隔膜阀140与阀盖160之间并作为推压部件的螺旋弹簧133。

如图3所示，差压阀单元130的隔膜阀140具有：近似圆柱形状的周缘部141；配置在周缘部141附近的厚壁部142；被厚壁部142包围并可弹性变形的主体部143；阀盖侧凸部144，在主体部143的中央、即在主体部143中与螺旋弹簧133抵接的位置向阀盖160突起；以及主体侧凸部145，向差压阀单元容纳部150的壁面151上的通孔152突起。

该隔膜阀140使用比墨盒主体120更软的弹性材料、例如弹性体成形而成。阀盖侧凸部144具有近似圆柱形状，并且在将阀盖侧凸部144装配到螺旋弹簧133上之前的状态下，其截面的外径略大于螺旋弹簧133的内径。从而，通过将阀盖侧凸部144插入螺旋弹簧133的一端，使螺旋弹簧133保持为相对隔膜阀140准确定位。

如图4所示，差压阀单元130的阀盖160呈近似圆柱形状，并具有：保持隔膜阀140的周缘部141的凹入部166、保持螺旋弹簧133的弹簧承受部167、以及围绕阀盖160而配置的近似圆柱形状的壁面抵接部162。

阀盖160的与隔膜阀140相对的相对面161呈与隔膜阀的可动范围相对应的形状、即研钵形状，从而即使隔膜阀140受压变形也不会与阀盖160发生冲突。

在该相对面161上设有与后述的连通部164相通的连通孔164a。由于在相对面161的中央部设有弹簧承受部167，所以连通孔164a被设置在离开该中央部的位置。为了使液体容易流入该连通孔164a中，沿着相对面161的直径方向设置了两个沟槽部163、163。并且，两个沟槽部163、163中的一个被配置与连通孔164a交叉。

在装配隔膜阀140的周缘部141之前的状态下，阀盖160的近似圆柱形状的外径略大于隔膜阀140的周缘部141的内径。

另外，阀盖160的壁面抵接部162的内径略大于隔膜阀140的周缘部141的外径。因此，当在螺旋弹簧133被夹在阀盖160与隔膜阀140之间的状态下，将隔膜阀140的周缘部141插入凹入部166时，阀盖160从内侧向扩张的方向推压周缘部141，从而隔膜阀140被阀盖160保持。

另外，在将隔膜阀140的周缘部141装配到阀盖160中之前的状态下，阀盖160可以只有一部分的外径大于周缘部141的内径，而其他部分可以较小。

阀盖160还具有连通部164，其从安装隔膜阀140的一侧贯穿至粘贴外膜121的一侧。

由此，当阀盖160与隔膜阀140一起被安装到墨盒主体121上时，由阀盖160和隔膜阀140构成的下游压力室165通过连通部164而与墨水供应部110连通。

连通部164还与配置在通孔152的正下游的下游侧墨水供应孔174连通。

当从差压阀单元容纳部150一侧观看时，圆环形状的环状突起176沿着围绕通孔152、175的外周设置在差压阀单元容纳部150的壁面151上。

环状突起176向安装隔膜阀140的方向突出，而且在图3所示的截面中具有向安装隔膜阀140的方向顶端渐细的楔子状。

另外，由于隔膜阀140的厚壁部142比环状突起176柔软，所以，当差压阀单元从接近差压阀单元容纳部150的壁面151的位置以先隔膜阀140、后阀盖160的顺序的方向插入差压阀单元容纳部150中时，环状突起176的顶端与隔膜阀140的厚壁部142压靠并切入厚壁部142中。

由此，由壁面151、环状突起176和隔膜阀140形成了与通孔175连通的上游压力室170。

环状突起176夹着隔膜阀140的厚壁部142而与阀盖160相对配置。由此，阀盖160与厚壁部142抵接并向环状突起176推压厚壁部142。隔膜阀140能够可靠地密封上游压力室170的周围。

形成差压阀单元容纳部150的内周壁171和阀盖160的壁面抵接部162的外周具有近似相同的形状。

另外，当阀盖160的壁面抵接部162与壁面151抵接时，阀盖160与壁面151的距离略小于从壁面151到环状突起176的顶端的高度与隔膜阀140的厚壁部142的厚度之和。

因此，阀盖160外侧的表面172要比阀盖160周围的墨盒主体120的壁面稍微突出。

粘贴有覆盖该阀盖160外侧的表面172和墨盒主体120的壁面并推压阀盖160外侧的表面的外膜121。

由此，外膜121将阀盖160推向差压阀单元容纳部150一侧。从而，阀盖160更可靠地安装在差压阀单元容纳部150上，同时可提高环状突起176和隔膜阀140的密封性。

在墨盒主体120的通孔152的周围设有通孔凸部152a，该通孔凸部152a向隔膜阀140一侧突出并与隔膜阀140的主体侧凸部145抵接。

由此，当不供应墨水时，隔膜阀140的主体侧凸部145与通孔凸部152a抵接，从而能够可靠地封闭通孔152。

上游压力室170通过通孔175而与上游侧墨罐173连通，从而从上游侧墨罐173向差压阀单元130供应墨水。

如上所述，隔膜阀140和螺旋弹簧133由阀盖160保持并形成了差压阀单元130。

图5A和图5B是说明差压阀单元130的阀开闭状态的图，其中，图5A是示出差压阀单元130的阀关闭状态的截面图；图5B是示出差压阀单元130的阀打开状态的截面图。

如图5A所示，在闭阀状态下，隔膜阀140的主体侧凸部145由于螺旋弹簧133的推压力而与通孔152的通孔凸部152a抵接并封闭通孔152，因此阻止了墨水容纳部101中的墨水流出到墨水供应部110中。

当墨水从墨水供应部110通过安装有墨盒100的喷墨式记录装置的记录头而被消耗时，墨水供应部110一侧的墨水的压力下降，经由图2所示的连通部181、182，下游侧压力室165的压力也下降。

另一方面，经由下游侧墨水供应孔174，隔膜阀140的上游侧压力室170一侧的表面上的通孔152附近的压力下降，但通孔175的周围的压力不下降。

因此，如果由隔膜阀140的表面和背面出现的压力差所导致的力变得大于螺旋弹簧133给隔膜阀140的推压力，则如图5B所示，隔膜阀140的主体侧凸部145就会与通孔凸部152a分开，从而通孔152被打开。

由此，墨水按上游侧墨罐173、通孔175、上游压力室170、下游侧墨水供应孔174的顺序流动，并从墨水供应部110供应到记录头中。

在图5B所示的开阀状态下，墨水通过下游侧墨水供应孔174而供应到下游侧压力室165和墨水供应部110中，由此消除了下游侧压力室165和上游侧墨罐173的压力差。由此，隔膜阀140的主体侧凸部145在螺旋弹簧133的推压力的回推之下封闭通孔152，从而阻断与上游压力室170之间的连通。通过重复以上操作，容纳在墨水容纳部101中的墨水被供应给喷墨式记录装置。

在本实施方式中，阀盖160的与隔膜阀140相对的相对面161呈与隔膜阀的可动范围相对应的形状、即研钵形状，从而，在图5B所示的开阀状态下，即使隔膜阀140受压变形也不会与阀盖160发生冲突。因此，可在不妨碍隔膜阀140的移动的情况下减小隔膜阀内部的容积，从而可减少墨水残留量。另外，如果减小差压阀内部的容积，则在墨水注入工序中容易向差压阀的内部填充墨水。

由于在阀盖160的与隔膜阀140相对的相对面161上设有用于使液体易于流向连通孔164a的沟槽部163、163，因而通过该沟槽部163、163，可确保墨水流向连通孔164a的流道。即，即便对于处在远离连通孔164a的位置上的液体，也可以通过由该沟槽部163、163形成的流道来顺畅地将其排出，因此改善了隔膜阀140的开闭对压力的响应性能。

(第二实施方式)

图6是本发明第二实施方式的差压阀单元的放大截面图。

如图6所示，相对于上述第一实施方式的差压阀单元130，第二实施方式的差压阀单元230的不同点在于隔膜阀240具有近似U字形的弯曲部246。另外，在阀盖260的与隔膜阀240相对的相对面261上具有与弯曲部246对应的凹入部261a。

其他部分与上述第一实施方式相同，对相同部分标注相同标号，并省略其说明。另外，本实施方式也具有与第一实施方式相同的作用效果。

接着，举例说明本发明第一实施方式和第二实施方式的差压阀单元130、230的阀盖的变形例。

图7是阀盖的变形例1的立体图，图8是阀盖的变形例2的立体图，图9是阀盖的变形例3的立体图。

与图4的阀盖160一样，图7所示阀盖360的与隔膜阀140相对的相对面361呈与隔膜阀的可动范围相对应的形状、即研钵形状。并且，在相对面361上沿着直径方向设有4个沟槽部363，其中一个沟槽部363被配置成与连通孔364a交叉。

与图4的阀盖160一样，图8所示阀盖460的与隔膜阀140相对的相对面461呈与隔膜阀的可动范围相对应的形状、即研钵形状。并且，在相对面461上设有多个沟槽部463，其中至少一个沟槽部463被配置成其中心线的延长线与连通孔464a交叉。

与图4的阀盖160一样，图9所示阀盖560的与隔膜阀140相对的相对面561呈与隔膜阀的可动范围相对应的形状、即研钵形状。并且，在相对面561上设有一个沟槽部563，该沟槽部563被配置成虽与连通孔564a不交叉，但其中心线的延长线与连通孔564a交叉。

另外，在第一实施方式和第二实施方式的阀盖160、260、以及上述变形例1～3的阀盖360、460、560中，各个沟槽部163～563不必一定是直线形状的沟槽，例如也可以是环状沟槽等等。

(第三实施方式)

图10是本发明第三实施方式的差压阀单元的放大截面图。

本实施方式是将第一部件设置在差压阀单元容纳部中的例子。

对于与上述第一实施方式相同的部分标注相同标号，并省略其说明。

如图10所示，差压阀单元630包括：差压阀单元容纳部660，具有与上述第一实施方式的阀盖160相同的结构；隔膜阀140，被插入该差压阀单元容纳部660中；阀部件650，具有与上述第一实施方式的差压阀单元容纳部150相同的结构；以及作为推压部件的螺旋弹簧133，位于隔膜阀140与差压阀单元容纳部660之间。

隔膜阀140与上述第一实施方式相同，因此省略其说明。

在差压阀单元容纳部660上设有保持隔膜阀140的周缘部141的凹入部666、以及保持螺旋弹簧133的弹簧承受部667。

另外，差压阀单元容纳部660的与隔膜阀140相对的相对面661呈与隔膜阀的可动范围相对应的形状、即研钵形状，从而即使隔膜阀140受压变形也不会与第一部件发生冲突。

在该相对面661上设有与连通部664相通的连通孔664a。由于在相对面661的中央部设有弹簧承受部667，因而连通孔664a被设置在离开该中央部的位置上，为了使液体容易流入该连通孔664a中，沿着相对面661的直径方向与上述第一实施方式的阀盖160一样地设置了两个沟槽部。并且，两个沟槽部中的一个被配置成与连通孔664a交叉。

上述两个沟槽部也可以是与上述第一、二实施方式和变形例等中的沟槽部相同的沟槽等。

另外，连通部664还与配置在盖部件650的通孔652的正下游的下游侧墨水供应孔674连通。

在盖部件650的与隔膜阀140相对的相对面上，沿着围绕通孔652、675的外周而设置了环状突起676，该环状突起676向安装隔膜阀140的方向突出，并具有向安装隔膜阀140的方向顶端渐细的楔子状。

另外，由于隔膜阀140的厚壁部142比环状突起676柔软，所以，当盖部件650和隔膜阀140插入差压阀单元容纳部660中时，环状突起676的顶端与隔膜阀140的厚壁部142压靠并切入厚壁部142中。由此，形成了与通孔675连通的上游压力室670。

另外，在盖部件650的通孔652的周围设有通孔凸部652a，该通孔凸部652a向隔膜阀140一侧突出并与隔膜阀140的主体侧凸部145抵接。

由此，当不供应墨水时，隔膜阀140的凸部145与通孔凸部652a抵接，从而能够可靠地封闭通孔652。

上游压力室670通过通孔675而与上游侧墨罐673连通，从而从上游侧墨罐673向差压阀单元630供应墨水。

如上所述，本实施方式是将第一部件设置在差压阀单元容纳部中的例子，本实施方式也具有与第一实施方式相同的效果。

Claims

1.一种差压阀单元，其特征在于，该差压阀单元容纳在液体盒主体中，所述液体盒主体具有容纳液体的液体容纳部、以及将所述液体容纳部内的液体向外部供应的液体供应部，所述差压阀单元包括：

隔膜阀，当在所述液体容纳部与所述液体供应部之间产生规定的压力差时开阀；以及

第一部件，保持所述隔膜阀，并在与该隔膜阀之间形成下游压力室；

所述第一部件的、形成所述下游压力室并具有与所述液体供应部连通的连通孔的相对面具有与所述隔膜阀的可动范围相对应的形状，并具有用于使所述下游压力室内的液体易于流向所述连通孔的沟槽部。

2.如权利要求1所述的差压阀单元，其特征在于，所述沟槽部被设置成其中心线的延长线与所述连通孔交叉。

3.如权利要求1所述的差压阀单元，其特征在于，所述沟槽部被设置成与所述连通孔交叉。

4.如权利要求1所述的差压阀单元，其特征在于，所述第一部件形成为近似圆盘形状，所述沟槽部沿所述相对面的直径方向设置。

5.如权利要求1至4中任一项所述的差压阀单元，其特征在于，将所述沟槽部设置成近似直线形状。

6.如权利要求1至4中任一项所述的差压阀单元，其特征在于，将所述沟槽部设置成近似环状。

7.如权利要求1至6中任一项所述的差压阀单元，其特征在于，设置多个所述沟槽部。

8.如权利要求1至7中任一项所述的差压阀单元，其特征在于，与所述隔膜阀的可动范围相对应的形状为中央部深而周缘部浅的研钵形状。

9.如权利要求1至8中任一项所述的差压阀单元，其特征在于，具有被夹在所述隔膜阀与所述第一部件之间并向闭阀方向推压所述隔膜阀的推压部件。

10.如权利要求1至9中任一项所述的差压阀单元，其特征在于，所述第一部件是阀盖。

11.如权利要求1至10中任一项所述的差压阀单元，其特征在于，所述液体盒是墨盒。