CN1990254B - 液体储存容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体储存容器，即使在容器在运输期间或工作时间由外力引起变形的时候，也能在液体压力没有大的变化的情况下确保充足的墨水储存空间，并能够防止液体泄漏。所述容器包括设置在柔性元件的外部的保护元件和开口，该开口限定在布置成与柔性元件相接触的平面元件上，以面向保护元件。

Description

液体储存容器

技术领域

本发明涉及一种容纳诸如墨水等各种液体的液体储存容器。

背景技术

在利用记录头通过在记录介质上施加诸如墨水等液体而在记录介质上记录图像的记录装置中，设置液体储存容器用于容纳墨水，以向记录头供给墨水。为了稳定地供给液体并防止液体泄漏，一般要在容纳于这种液体储存容器中的液体上施加预定负压。

在这样的液体储存容器的构造中，其中一种结构为容器的形式，在容器中设置液体吸收体，利用吸收体的力量来赋予负压，以保持液体。不采用这种吸收体产生负压的其它容器包括利用作为负压发生机构的弹簧的一种容器。这种密闭容器具有形成容器一部分的壳体(固定构件)，在壳体上附接有柔性元件，柔性元件随着墨水从容器中向外输送而在压缩方向上变形。于是，通过用弹簧在使容器内部膨胀的方向上对柔性元件施力，在容器中产生负压。这样的弹簧包括在美国专利No.5,754,207中披露的半椭圆形板簧和在美国专利No.6,250,751中披露的螺旋弹簧。日本专利待审公开No.H06-183023还披露了一种作为负压产生机构而容纳于袋状柔性元件中的弹簧。

在用弹簧元件对柔性元件施力以便使容器内部膨胀来产生负压的液体储存容器中，设置比如盖元件等保护元件，用于防止柔性元件受到外部压力和冲击的影响。这种保护元件保护液体储存容器免遭操作和装运期间因容器下降而施加的冲击和静荷载。当由外部压力引起的液体储存容器部件的变形传递到柔性元件时，容器中的压力发生急剧变化且负压被解除，从而导致墨水泄漏。保护元件可以防止这种墨水泄漏。

在由树脂制成的液体储存容器中，很难避免由外部压力引起的树脂保护元件的变形。当在长方体液体储存容器上施加外部压力时，最大表面积部分变形至最大限度。因此，柔性元件的最大变形设计成，使得在柔性元件在使容器内部膨胀的方向上变形至最大限度的时候，柔性元件不会接触盖元件。柔性元件的最大变形的限制实质上减少了墨水储存量。

为了防止保护元件的变形，可以增加形成元件的树脂的厚度，或者保护元件可由硬度比树脂大的材料制成，比如金属。

但是，当容器的最大表面积部分的厚度增加时，墨水储存量也会减少。而且诸如金属等高硬度材料的使用还会增加产品成本。

图12A-13C显示了液体储存容器的构造，其中为了抑制储存量的减少，根据保护元件的变形来确定柔性元件的形状。壳体元件1和附于壳体元件1的内周上的柔性元件4形成用于诸如墨水等液体7的储存空间。在柔性元件4的内表面上设置有平面元件3，在壳体元件1的开口上附接有盖元件5，以作为保护元件来保护柔性元件4。弹簧元件2设置在用于储存液体7的储存空间内部，在图13A-13C中，所述弹簧元件2和平面元件3一起向上对柔性元件4施力，即，在使储存空间膨胀的方向上对柔性元件4施力，其中，所述平面元件3设置于弹簧元件2与柔性元件4之间。因此，对液体7施加负压。图13B显示了在外力的作用下盖元件5变形至最大限度时的状态。如图12A所示，平面元件3设置有形成于其上的凹进部分11，凹进部分11的形状大致与盖元件5变形至最大限度的形状一致。凹进部分和液体储存量之间的关系显示在图13A-13C中。柔性元件4总是被控制成具有实质上与盖元件5变形至最大限度的形状一致的形状，这样，柔性元件4对应于平面元件3的部分为凹形。

平面元件3由低压下不会变形的金属板或比较厚的树脂板(至少1到2mm厚)制成，用于传递弹簧元件2产生的力。因此，当液体7被用光时，如图13C所示，形成与变形至最大限度的盖元件5的形状大体上一致的形状的平面元件3的凹进部分11的向下突出部分接触壳体元件1的内部底表面。结果，阻止了平面元件3朝壳体元件1的变形。如果柔性元件4从图13C的状态进一步变形，则柔性元件4和壳体元件1之间的距离将进一步减少，这样，液体储存空间内的负压急剧增加。此时，在液体是墨水的情况下，将不能从墨水供给口6向记录头供给墨水。此外，当柔性元件4的一部分接触壳体元件1时，流向墨水供给口6的墨水在该状态下被封堵，导致墨水剩余在储存空间中。

发明内容

本发明旨在提供一种液体储存容器，即使在容器在运输期间或工作时间由外力引起变形的时候，也能在液体压力没有大的变化的情况下确保充足的墨水储存空间。

本发明还旨在提供一种液体储存容器，其能够在维持稳定压力的同时，通过防止液体泄漏而适当排出液体。

依照本发明的一个方面，液体储存容器包括：柔性元件和形成液体储存空间的壁；促使液体储存空间中的液体供给到外部的供给口；设置在柔性元件的外部的保护元件；布置成与柔性元件相接触的平面元件，其具有限定在面向保护元件的位置的开口；以及包括圆锥螺旋弹簧并对柔性元件施力的弹簧元件，在弹簧元件与柔性元件之间设置平面元件，以在液体储存空间内产生负压；并且，所述开口限定在平面元件上的重心位置处，限定在平面元件上的开口具有实质上与圆锥螺旋弹簧相同的直径，圆锥螺旋弹簧的小直径侧与平面元件保持接触，而且圆锥螺旋弹簧的中心轴线与平面元件上的重心位置对齐。

依照本发明的又一个方面，提供了一种液体储存容器，其包括：柔性元件和形成液体储存空间的壁；促使液体储存空间中的液体供给到外部的供给口；设置在柔性元件的外部的保护元件；布置成与柔性元件相接触的平面元件，其具有限定在面向保护元件的位置的开口；和圆锥螺旋弹簧元件，其对柔性元件施力，并且在圆锥螺旋弹簧元件与柔性元件之间设置平面元件，以在液体储存空间内产生负压，其中圆锥螺旋弹簧元件的小直径侧与平面元件保持接触，圆锥螺旋弹簧元件的中心轴线与平面元件上的重心位置对齐，而且所述开口限定在平面元件上的重心位置处，且在所述圆锥螺旋弹簧元件与所述平面元件接触的情况下，所述圆锥螺旋弹簧元件的小直径约等于所述开口的直径。通过参考附图对示例性实施例进行下述的说明，本发明的其他特征将变得显而易见。

附图说明

图1A是依照本发明第一实施例的液体储存容器的透视图；图1B是液体储存容器的分解透视图。

图2A是从图1A的容器移除盖元件后的视图；图2B是弹簧元件和平面元件之间耦合状态的视图。

图3A是容器充满液体时的沿图1A的线III-III的剖视图；图3B是容器变形时的剖视图；和图3C是液体供给到外部之后的剖视图。

图4A是容器变形时的另一个剖视图；图4B是弹簧的大直径侧接触平面元件时的剖视图。

图5A是带有没有开口的平面元件的液体储存容器的透视图；图5B是弹簧元件与没有开口的平面元件之间的耦合状态的透视图。

图6A是沿图5A的线VI-VI的液体储存容器的剖视图；图6B是容器变形时的沿图5A的线VI-VI的剖视图。

图7A是依照第二实施例的弹簧元件和平面元件的透视图；图7B是第二实施例的变型例的视图。

图8是依照第二实施例的液体储存容器的剖视图。

图9是依照第三实施例的弹簧元件和平面元件的透视图。

图10是依照第三实施例的液体储存容器的剖视图。

图11是依照第三实施例的弹簧元件和平面元件的透视图。

图12A是在移除盖元件的状态下的传统液体储存容器的透视图；图12B是弹簧元件和平面元件之间耦合状态的透视图。

图13A是容器充满液体时的图12A所示的液体储存容器的沿线XIII-XIII的剖视图；图13B是容器变形时的剖视图；和图13C是液体供给到外部之后的剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图来描述本发明的实施例。

第一实施例

图1A-6B是用于说明本发明第一实施例的示例性附图。图1A是依照该实施例的液体储存容器的透视图；图1B是液体储存容器的分解透视图。壳体元件1和附于壳体元件1的内周上的柔性元件4，形成如图3A所示的用于诸如墨水等液体7的储存空间。柔性元件4利用软薄片通过焊接连结到壳体元件1上，以确保封闭液体储存空间。平面元件3设置在柔性元件4面向墨水的内表面上，而盖元件5附接在壳体元件1的开口上，作为保护元件来保护柔性元件4。

平面元件3设置有在其重心形成的开口10，弹簧元件2接触平面元件3的开口10。弹簧元件2设置在液体7的储存空间内部，在图13A中，所述弹簧元件2与平面元件3一起向上对柔性元件4施力，即，在使储存空间膨胀的方向上对柔性元件4施力，其中，平面元件3设置于弹簧元件2与柔性元件4之间。平面元件3用来将弹簧元件2施加的力传递给柔性元件4，以使液体储存容器中的负压维持在预定范围内来稳定液体排出。用这样的方式，弹簧元件2起到对液体7施加负压的负压产生机构的作用。依照该实施例，液体储存容器中的压力用弹簧元件2来进行调整。调整液体储存容器中的内部压力以免超出其预定压力，从而防止液体排出受到影响，直到由柔性元件4形成的袋状储存空间坍塌。用于液体排出的合适的压力范围是在液体压力下从记录头排出的液体可以在记录介质上完成良好印刷的液体储存容器中的液体压力范围。这也是能够良好地将液体连续供给到喷嘴的范围。壳体元件1在底表面上形成有台阶部分1A，用于定位弹簧元件2。由此，针对液体储存容器中的压力的变化，弹簧元件2可以维持稳定的施力。

壳体元件1包括用于输送液体7的液体供给口6。为了防止液体泄漏，液体供给口6用具有缝隙的橡胶元件、用于产生抵抗液体储存容器中的负压的液面张力(meniscus force)的吸收元件、以及诸如过滤器等毛细力产生元件进行密封。本发明可以用于具有任意构造的液体供给口6的液体储存容器。液体7从液体供给口6中输出并被施以负压，这样，柔性元件4根据液体储存容器中的液体7的剩余量发生变形。当墨水被作为液体7而加以储存以将其供给到记录头时，被赋予预定负压的墨水被从液体供给口6供给到记录头。记录头能够可拆卸地直接或间接连接到液体供给口6上。

图2A是移除盖元件5后的液体储存容器的透视图；图2B是平面元件3和弹簧元件2的透视图。弹簧元件2的一端通过焊接连接于平面元件3的内表面。依照本实施例的平面元件3从平面视图上看为长方形板，其具有在其重心形成的圆形开口10。开口10设置成，面向在外部压力的作用下变形至最大限度的液体储存容器的侧板、即盖元件5的中心。依照本实施例的弹簧元件2是圆锥螺旋弹簧，并且，其小直径侧连接于平面元件3的开口10。弹簧元件2通过在容器工作时间施加载荷而维持液体储存容器中的内部压力，并且，弹簧元件2可以由任意类型的弹簧制成，例如压缩螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧和板簧等。

图3B是在外部压力的作用下在盖元件5的中心处发生变形时的容器的说明图。形成容器的最大侧板的盖元件5的中心部分可在外部压力的作用下变形至最大限度。当盖元件5的中心部分发生变形时，由于开口10形成在平面元件3上，可以避免平面元件3和在外力作用下变形的盖元件5之间的接触。因此，外力不会传递给液体7的储存空间，从而避免液体储存容器内部的压力变化。由于平面元件3的形状不会像压力板一样发生较大变化，如图3C所示，所以能够用光液体7，而不会在容器中残留液体7。

依照本实施例，开口10位于平面元件3的重心处，其直径约等于圆锥螺旋弹簧的小直径。由于平面元件3与圆锥螺旋弹簧的小直径侧保持接触，如图4A所示，即使当由外部压力F引起的盖元件5的变形以箭头A方向传递到平面元件3的端部时，容器内液体的内部压力也不会过大变化。也就是说，当由外部压力引起的变形传递到如图4A所示的平面元件3时，在较小的力的作用下，平面元件3也可以克服内部压力而移动。柔性元件4也跟随这个位移，这样，内部压力不会有大的改变，从而维持预定负压。盖元件5的中心部分的变形收容在平面元件3的开口10内，这样不会出现由压力变化引起的液体7的泄漏。

此外，由于开口位于平面元件的重心处，外部压力F分布在液体储存容器中的弹簧元件2周围的A和B处。由于弹簧元件吸收了容器内的大的压力变化以便于能够非常均匀地使其分散，所以可以缓和容器内的压力变化。

图4B是比较例的说明图，其中，作为弹簧元件2的圆锥螺旋弹簧的大直径侧与平面元件3保持接触，这与本实施例相反。开口10位于平面元件3的重心处。在比较例中，圆锥螺旋弹簧的大直径侧与平面元件3保持大范围接触。当在稍微偏离容器重心的位置上施加外力F时，平面元件3被全面地向下推压。如图4A所示，依照本实施例，当圆锥螺旋弹簧的小直径侧与平面元件3保持接触时，外力F施加于卷绕直径外面的位置A处。如图4B所示，依照该比较例，当圆锥螺旋弹簧的大直径侧与平面元件3保持接触时，外力F被施加于卷绕直径内的位置处。这时，与图4A的实施例相比，由于载荷被施加在由卷绕直径内部保持的整个表面上，因此，较大的载荷施加在整个平面元件3上。

因此，如图4A所示，圆锥螺旋弹簧的小直径侧与平面元件3之间的接触减少了施加于整个圆锥螺旋弹簧上的载荷，有利于抑制压力变化。

图5A-6B是具有没有开口10的平面元件3的液体储存容器的说明图；图5A是移除盖元件5后的液体储存容器的透视图；和图5B是平面元件3和弹簧元件2之间连接状态的透视图。

在利用柔性元件4的液体储存容器中产生了负压，这样液体7在其初始使用时不会发生泄漏。在这种液体储存容器中，如图6A所示，在初始的内部负压的作用下，平面元件3和柔性元件4被朝储存空间牵引，这样，柔性元件4保持在牵引到储存空间内的状态。为了产生初始的内部负压，液体7的储存量必须比储存空间的容量小几毫升。为了确保大容量的液体7，必须最小化由初始的内部负压引起的平面元件3朝储存空间内部的位移。

如图5A-6B所示，当平面元件3不设有开口10时，如果在液体储存容器上施加外部压力，则容器的最大侧板的重心部分发生如图6B所示的大变形。当由于容器的下落而施加有外部急剧冲击时，该力被传递到平面元件3，从而大大地改变液体7的初始压力，导致液体从液体供给口泄漏。而且，当弹簧元件的压缩状态由于运输容器期间大气压力的变化而发生变化时，液体储存容器中的内部负压被解除，导致液体泄漏。

依照上述实施例，保护元件(盖元件5)位于柔性元件4外部，开口被限定在设置成与柔性元件4相接触的平面元件3的重心位置上，以面向保护元件。当保护元件发生变形时，通过限定在平面元件3的重心位置处的开口，可以避免保护元件和平面元件3之间的接触。

即使当液体储存容器在运输期间或工作时间在外部压力的作用下发生变形时，压力也不会产生大变化，这样，液体可以在稳定的液体压力状态下被适当地排出，而不会出现液体的泄漏。由于开口限定在平面元件3的重心位置处的构造简单，所以，能够提供简单且成本低廉的这种液体储存容器。

圆锥螺旋弹簧被用作弹簧元件2，弹簧的小直径侧接触平面元件3，这样，当对平面元件施加外力时，平面元件易于非常均匀地变形，从而可靠地抑制液体的压力变化。

第二实施例

图7A-8是用于说明本发明第二实施例的附图。

依照第二实施例，平面元件3设置有多个开口10。其中一个开口10和第一实施例一样，位于平面元件3的重心处，并设置成面向在外部压力的作用下可变形至最大限度的液体储存容器的侧板的中心部分。此外，其他开口10a和10b形成在偏离中心开口10的位置处。这样的其它开口10a和10b形成容器的中心侧板之外的变形的防范措施。

图7A所示的平面元件3设置有中心开口10和形成在开口10左右方向的位置处的两个开口10a、10b。通过增加开口10的开口面积，可以极大地减少内部压力变化时的液体储存容器的变形效应。另一方面，如果开口增大，则平面元件3的刚性会降低，这样可能会削弱用于保持柔性元件4平坦的保持力。为了加固平面元件3，如图7B所示，可在开口10a和10b的附近形成梁部分12。

开口10a和10b可位于相对于其间的开口10对称的位置处。在这种情况下，可非常均匀地使液体储存容器的内部压力变化分散。

第三实施例

图9和图10是用于说明本发明第三实施例的附图。依照第三实施例，设置有多个弹簧元件2。

依照本实施例，两个螺旋弹簧2a和2b平行设置。和上述实施例一样，开口10也形成在平面元件3的重心位置处。此外，开口10a形成在面向弹簧元件2a的位置处，而开口10b形成在面向弹簧元件2b的位置处。如图10所示，对应于由外力F引起的位于液体储存容器的中心部分之外的位置处的变形，开口10a、10b和弹簧元件2a、2b吸收并分散外力F。平面元件3的开口的位置也可以独立于弹簧元件的数量及其位置而单独设定。

第四实施例

图11是用于说明本发明第四实施例的附图。依照第四实施例，板簧被用作弹簧元件2。

依照本实施例，彼此结合的两个板簧被用作弹簧元件2。板簧布置在位于液体7的储存空间内部的两个平面元件3a和3b之间。图11中的上板簧的中心部分接触上平面元件3a的开口10a，两端均向下弯曲。另一方面，图11中的下板簧的中心部分接触下平面元件3b的开口10b，两端均向上弯曲。这些板簧的两端彼此相连，以便在使上、下平面元件3a和3b彼此远离的方向上对平面元件3a和3b施力，即，在使液体7的储存空间膨胀的方向上对平面元件3a和3b施力。随着液体储存空间内部的液体7的量的减少，这些板簧在彼此靠近的方向上变平，同时维持互连状态，以便充当弹簧元件2。对于这些板簧来说，可以以与本实施例相反的方式结合同样形状的弹簧2，以便弹簧2的各自的端部接触平面元件3a和3b。

这时，弹簧2和平面元件之间的接触位置是位于平面元件的重心位置处的开口10a和10b之外的位置。但是，如上述实施例那样，通过在平面元件的重心位置之外的位置处布置开口，弹簧元件的弹性力可以非常均匀地传递到平面元件，并由平面元件吸收。

当推压除中心部分之外的平面元件3的位置时，平面元件和弹簧元件之间的接触数量增加。这样，在较小荷载的作用下，平面元件3也可以发生变形。所以，可以防止液体储存容器中的液体压力的急剧变化，以便维持内部负压，这样，和上述实施例一样，可以防止液体7的泄漏。

其它实施例

用于限制柔性元件4的形状的平面元件3可以是任何形状，只要其能够接触柔性元件4即可，这样，平面元件3可接触柔性元件4的外表面、或者可以连结在柔性元件4的外表面上。用于限制柔性元件4的形状的平面元件3可以设置有用于缓冲来自保护元件5的压力和冲击的开口10。

虽然已经参考示例性实施例对本发明进行了描述，但是，应当理解，本发明不局限于所披露的示例性实施例。下面的权利要求书的范围被认为是最宽泛的解释，以包括所有的修改、等效结构和功能。

Claims (7)

1.一种液体储存容器，其包括：

柔性元件和形成液体储存空间的壁；

促使液体储存空间中的液体供给到外部的供给口；

设置在柔性元件的外部的保护元件；

布置成与柔性元件相接触的平面元件，其具有限定在面向保护元件的位置的开口；和

圆锥螺旋弹簧元件，其对柔性元件施力，并且在圆锥螺旋弹簧元件与柔性元件之间设置平面元件，以在液体储存空间内产生负压，

其中圆锥螺旋弹簧元件的小直径侧与平面元件保持接触，

圆锥螺旋弹簧元件的中心轴线与平面元件上的重心位置对齐，而且

所述开口限定在平面元件上的重心位置处，且在所述圆锥螺旋弹簧元件与所述平面元件接触的情况下，所述圆锥螺旋弹簧元件的小直径约等于所述开口的直径。

2.如权利要求1所述的容器，其特征在于，平面元件面向保护元件，柔性元件设置于平面元件与保护元件之间。

3.如权利要求1所述的容器，其特征在于，平面元件包括多个开口，这些开口在位置上不同于设置在平面元件上的重心位置处的所述开口。

4.如权利要求1所述的容器，其特征在于，保护元件是液体储存容器的最大面积侧板，并且，平面元件面向保护元件。

5.如权利要求3所述的容器，其特征在于，限定在平面元件上的所述多个开口对称地布置在位于平面元件的重心位置处的开口周围。

6.如权利要求1所述的容器，其特征在于，所述圆锥螺旋弹簧元件的大直径侧保持在设置于壁的底表面上的凹进部分中。

7.如权利要求1所述的容器，其特征在于，液体储存空间适于容纳墨水。

Images