液体容纳体的制作方法

专利名称：液体容纳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及容纳供应给液体喷射装置的液体的液体容纳体。
背景技术：
作为安装到液体喷射装置上的液体容纳体，例如装载到喷墨式打印机上并具有用于检测墨盒内墨水量的墨水传感器的墨盒已得到了实际应用。通常，墨水传感器检测与墨水容纳部连通的传感器室中是否存在墨水。具体地说，基于作为液体的墨水和空气的物理特性、例如包含传感器室在内的系统的固有振动频率的不同来检测出墨水的有无，因此存在如果气泡混入传感器室内的墨水中检测精度就会下降的问题。为了解决这一问题，提成了在传感器室和墨水容纳部之间设置气泡捕捉室和迷路状流路以抑制气泡进入传感器室的技术(例如，专利文献l)。
专利文献1:日本专利文献特开2008-44195号公报。可是，在以往的技术中，气泡捕捉室和墨水容纳室仅仅单纯地通过迷路状流路而连通，因此存在墨水容纳部的残余墨水被吸入而导致气泡的产生、从迷路状流路向气泡捕捉室流入的气泡被堆积起来的问题。这些问题特别是在墨水量变少的情况下明显，会导致由气泡进入传感器室内而造成墨水量被误检测的问题。
这些问题不只限于墨盒，是用于向液体喷射装置供应液体的液体容纳体所共同面对的问题，例如，向通过喷射含有金属的液体材料来在半导体上形成电极层的喷射装置供应液体材料的液体容纳体等。

发明内容
本发明是为了解决上述问题的至少一部分而完成的，其目的在于，在具有检测部的液体容纳体中抑制或防止气泡向检测部流入。为了解决上述问题的至少一部分，本发明采用以下的各种方式。
第一方式提供一种能够安装在液体喷射装置上的液体容纳体。第一方式的液体容纳体包括液体容纳部，用于容纳液体；大气连通部，用于连通所述液体容纳部和大气；气泡分离部，用于分离包含在所述液体中的气泡；连通通路，该连通通路连通所述气泡分离部和所述液体容纳部，并且在一端具有截面面积朝着所述气泡分离部连续增大、并与所述气泡分离部连接的导出部，在另一端包括与所述液体容纳部连接的导入部；液体供应部，用于向所述液体喷射装置供应所述液体；以及检测部，与所述液体供应部以及所述气泡分离部连接，用于检测所述液体容纳体内的液体量。
根据第一方式的液体容纳体，由于包括在一端具有截面面积朝着气泡分离部连续增大并与气泡分离部连接的导出部、并且在另一端具有与所述液体容纳部连接的导入部的连通通路；因此在具有检测部的液体容纳体中，能够抑制或防止气泡向检测部流入。
在第一方式的液体容纳体中，也可以是所述连通通路是半径rl的管状通路，所述导出部是具有半径r2的曲率半径、并且相对于所述连通通路的半径rl满足r2》rl X 2的关系的圆角。此时，可使截面面积朝着气泡分离室连续增大，从而能够抑制和防止气泡的产生。
在第一方式的液体容纳体中，也可以是所述导出部具有75度以下的锥形角。此时，可使截面面积朝着气泡分离室连续增大，从而能够抑制和防止气泡的产生。
在第一方式的液体容纳体中，也可以是所述气泡分离部被形成为截面面积从所述导出部朝着所述检测部连续增大。此时，在气泡分离部中，能够增大液膜的表面面积来促使液膜(气泡)消失。
在第一方式的液体容纳体中，也可以是所述气泡分离部从所述导出
部朝着所述检测部在与从所述导出部朝着所述检测部的方向交叉的所述液体容纳体的厚度方向上变宽。此时，在气泡分离部中，能够增大液膜的表
面面积来促使液膜(气泡)消失。
在第一方式的液体容纳体中，也可以是所述导入部具有比所述连通通路的截面面积大的截面面积。此时，能够抑制在 体量少的情况下液体被吸入连通通路中。
在第一方式的液体容纳体中，也可以是所述导入部的截面面积朝着所述液体容纳部增大。此时，促进空气向连通通路的进入，从而能够抑制在液体量少的情况下液体被吸入连通通路中。
在第一方式的液体容纳体中，也可以是所述导入部具有在所述液体容纳体被安装在所述液体喷射装置上时从所述液体供应部朝着竖直方向变宽的扇形形状。此时，能够促进空气向连通通路中的流动。
在第一方式的液体容纳体中，也可以是所述气泡分离部的容积大于所述连通通路的容积。此时，气泡分离部可接纳与连通通路的容积对应的空气并在此基础上可实现气体和液体的分离。


图1是本实施例的作为液体容纳体的墨盒的外观立体图2是将图1所示的本实施例的墨盒从背面观看的外观立体图；图3是与图1对应的本实施例的墨盒的分解立体图；图4是与图2对应的本实施例的墨盒的分解立体图；图5是示出将本实施例的墨盒安装在托架上的状态的图；图6是示意性地示出本实施例的墨盒中的从大气开放孔至液体供应部的路径的图7是将图15中示出的墨盒沿7 - 7线截取的截面图；图8是用于说明本实施例中的竖直连通通路的特点的说明图；图9是为了说明本实施例中的竖直连通通路的特点而示出对比例的说明图10是用于说明竖直连通通路的与本实施例的墨盒的姿态相关的特点的说明图11是竖直连通通路和气泡分离室的连接部位的放大图；图12是在图11中沿12—12截取线截取的截面图；图13是示意性示出本实施例中的竖直连通通路和气泡分离室的连接形状的说明图；图14是示意性示出本实施例中的竖直连通通路和气泡分离室的连接形状的说明图15是将本实施例中的盒主体从正面侧观看的图；图16是将本实施例中的盒主体从背面侧观看的图17A和图17B是将图15和图16简化了的示意图。
具体实施例方式
下面，参照附图并基于实施例对本发明的液体容纳体进行说明。在本说明书中，作为液体容纳体，下面举例说明墨盒。A.墨盒的结构
图1是本实施例的作为液体容纳体的墨盒的外观立体图。图2是将图1所示的本实施例的墨盒从背面观看的外观立体图。图3是与图1对应的本实施例的墨盒的分解立体图。图4是与图2对应的本实施例的墨盒的分解立体图。图5是示出将本实施例的墨盒安装在托架上的状态的图。在图1 图5中，为了确定墨盒的姿态(方向)而示出了X、 Y、 Z轴。
墨盒1在内部容纳作为液体的墨水。如图5所示，墨盒1例如安装在喷墨式打印机的托架200上，向喷墨式打印机供应墨水。在图5中，墨盒1安装在托架200上(所谓的架上式)，但也可以安装在设置于与托架200不同的其它位置的安装部上(所谓的离架式)。
如图1和图2所示，墨盒1具有近似长方体形状，并包括Z轴正方向侧的面la、 Z轴负方向侧的面lb、 X轴正方向侧的面lc、 X轴负方向侧的面ld、 Y轴正方向侧的面le、 Y轴负方向侧的面lf。下面，为了便于说明，将面la也称为上面、将面lb也称为底面、将面lc也称为右侧面、将面ld也称为左侧面、将面le也称为正面、将面lf也称为背面。另外，将这些面la lf所在的一侧也分别称为上面侧、底面侧、右侧面侧、左侧面侧、正面侧、背面侧。
在底面lb上设置有液体供应部50，该液体供应部50具有用于向喷墨式打印机供应墨水的供应孔。在底面lb上还开设有大气开放孔100，该大气开放孔100用于向墨盒1内部导入大气(图4)。大气开放孔100具有可使形成在喷墨式打印机的托架200上的突起230 (图5)以具有预定的间隙保持富余地嵌入的深度和直径。用户在剥去气密性地密封大气开放孔100的密封薄膜90后，将墨盒1安装到托架200上。突起230是为了防止忘记剥去密封薄膜90而设置的。
如图1和图2所示，在左侧面ld上设置有配合杆11。在配合杆11上形成有突起lla。 一旦墨盒1安装在托架200上，则突起lla与形成在托架200上的凹部210配合，从而墨盒1被固定在托架200上(图5)。托架200是安装墨盒1的安装部。当喷墨式打印机进行印刷时，托架200与印刷头(省略图示)成为一体在印刷介质的纸宽方向(在图5中以Y轴方向表示的主扫描方向)上往复移动。
在左侧面ld的配合杆11的下方设置有电路基板35 (图2)。在电路基板35上配置有多个电极端子35a，这些电极端子35a经由设置在托架200上的电极端子(省略图示)而与喷墨式打印机电连接。
在墨盒1的上面la和背面lf上粘贴有外表面薄膜60。
参照图3和图4对墨盒1的内部结构和部件构成进行说明。墨盒1包括盒主体IO和覆盖盒主体10的正面侧的盖部件20。
在盒主体10的正面侧形成有具有各种形状的肋10a (图3)。在盒主体10和盖部件20之间设置有覆盖盒主体10的正面侧的薄膜80。薄膜80以不产生间隙的方式致密地粘贴在盒主体10的肋10a的正面侧的端面上。通过这些肋10a和薄膜80，在墨盒1的内部划分出了多个小室，例如后述的末端室、缓冲室。
在盒主体10的背面侧形成有差压阀容纳室40a和气液分离室70a (图4)。差压阀容纳室40a容纳差压阀40，该差压阀40包括阀部件41、弹簧42、以及弹簧座43。在包围气液分离室70a的底面的内壁上形成有台阶部70b。在台阶部70b上张贴有气液分离膜71，并且整体构成了气液分离过滤器70。
在盒主体10的背面侧还形成有多个槽10b (图4)。当以覆盖盒主体10的背面侧的大致整体的方式粘贴了外表面薄膜60时，这些槽10b在盒主体IO和外表面薄膜60之间形成后述的各种流路，例如用于使墨水和大气流动的流路。
接着，对上述的电路基板35周边的构造进行说明。在盒主体10的右
侧面的下面侧形成有传感器容纳室30a (图4)。在传感器容纳室30a中容纳有液体余量传感器31，并接合有薄膜32。传感器容纳室30a的右侧面侧的开口被盖部件33覆盖，上述的电路基板35经中继端子34被固定在盖部件33的外表面33a上。将传感器容纳室30a、液体余量传感器31、薄膜32、盖部件33、中继端子34、电路基板35整体称为检测(传感器)部30。
虽然省略了详细的图示，但液体余量传感器31包括形成后述的墨水流动部的一部分的腔室、形成腔室的墙壁的一部分的振动膜、以及配置
在振动膜之上的压电元件。压电元件的端子与电路基板35的电极端子的一部分电连接，当墨盒1被安装在喷墨式打印机上时，压电元件的端子经电路基板35的电极端子而与喷墨式打印机电连接。喷墨式打印机通过向压电元件提供电能，能够经压电元件使振动膜振动。之后，通过经由压电元件检测振动膜的残余振动的特性(频率等)，喷墨式打印机能够检测出腔室中有无墨水。具体地说，利用在腔室内部存在墨水时和不存在墨水时所不同的振动膜的振动频率(检测信号的频率)。即，当由于容纳在盒主体10中的墨水被耗尽而腔室的内部状态从充满墨水的状态向充满大气的状态变化时，振动膜的残余振动的特性会发生变化。通过经由液体余量传感器31检测出这种振动特性的变化，喷墨式打印机能够检测出腔室中有无墨水，即墨盒中是否剩有墨水。
在电路基板35上设置有EEPROM ( Electronically Erasable andProgrammable Read Only Memory,电可擦写可编程只读存储器)等可编程的非易矢性存储器，在该存储器中记录墨盒内的墨水的余量或消耗量、墨水种类、制造年月日等。
在盒主体10的底面侧与上述的液体供应部50和大气开放孔100 —起设置有减压孔110 (图4)。减压孔110在墨盒1的制造工序中注入墨水时用于抽出空气以对墨盒1内部进行减压。
液体供应部50、大气开放孔100、减压孔110在紧接制造完墨盒1之后分别被密封薄膜54、 90、 98密封。其中，密封薄膜90如上述那样在将墨盒1安装到喷墨式打印机的托架200上之前由用户剥离。由此，大气开放孔100与外部连通，大气被导入墨盒l的内部。另外，密封薄膜54被构成为当墨盒1被安装在喷墨式打印机的托架200上时被托架200所具有的供墨针240戳破。
在液体供应部50的内部从下面侧起依次收纳有密封部件51、弹簧座52、封闭弹簧53。当供墨针240插入在液体供应部50中时，密封部件51以使液体供应部50的内壁和供墨针240的外壁之间不产生间隙地进行密封。在墨盒1没有安装在托架200上时，弹簧座52抵接于密封部件51的内壁而封闭液体供应部50。封闭弹簧53将弹簧座52向与密封部件51的内壁抵接的方向偏置。 一旦托架200的供墨针240插入液体供应部50中，则供墨针240的顶端推举弹簧座52，在弹簧座52和密封部件51之间产生间隙，从而从该间隙向供墨针240供应墨水。
接着，为了便于理解，在对墨盒1的内部构造进行更详细的说明之前，先参照图6来示意性地说明从大气开放孔100至液体供应部50的路径。图6是示意性地示出从大气相通孔至液体供应部的路径的图。
从大气开放孔100至液体供应部50的路径大体上分为用于容纳墨水的墨水容纳部、墨水容纳部的上游侧的大气导入部(大气连通部)、墨水容纳部的下游侧的墨水流动部。
墨水容纳部从上游起依次包括用作第一液体容纳室的槽室370、容纳室间连通通路380、用作第二液体容纳室的末端室390。另外，也可以具有一个液体容纳室而不将液体容纳室分为第一和第二液体容纳室、即槽室370和末端室390，或者也可以包括三个以上的液体容纳室。 一般来说，通过将液体容纳室分成多个室，能够抑制(吸收)由环境温度变化等引起的容纳室内空气的体积变化的影响。容纳室间连通通路380的上游侧与槽室370连通，下游侧与末端室390连通。
大气导入部从上游侧起依次包括蛇行路310、收纳上述气液分离膜71的气液分离室70a、连结气液分离室70a和墨水容纳部的第一空气室320 第五空气室360，该大气导入部作为连通大气和墨水容纳部的大气连通部而发挥功能。蛇行路310的上游端与大气开放孔100连通，下游端
与气液分离室70a连通。蛇行路310弯弯曲曲细长地形成，以延长从大气开放孔100至第一墨水容纳部的距离。由此，能够抑制墨水容纳部内的墨水中的水分蒸发。气液分离膜71由允许气体透过但不允许液体透过的素材构成。通过将气液分离膜71配置在气液分离室70a的上游侧和下游侧之间，能够抑制从气液分离膜71逆流而来的墨水从气液分离室70a进入上游。关于空气室320 360的具体结构，将在后面进行描述。
墨水流动部从上游侧起依次包括竖直连通通路400 (相当于权利要求中的连通通路)、气泡分离室410、第一流动通路420、上述的传感器部30、第二流动通路430、缓冲室440、收纳上述差压阀40的差压阀容纳室40a、第三流动通路450、第四流动通路460。
竖直连通通路400立体地具有多个弯曲部，形成为折回阶梯形状。参照图7 图10来说明竖直连通通路400的详细结构。图7是将后述的图15所示的墨盒沿7-7线截取的截面图。图8是用于说明本实施例中的竖直连通通路的特点的说明图。图9是为了说明本实施例中的竖直连通通路的特点而示出对比例的说明图。图10是用于说明竖直连通通路的与本实施例的墨盒的姿态相关的特点的说明图。
竖直连通通路400包括四个圆筒流路部和三个连接流路部，其中，四个圆筒流路部为第一圆筒流路部404a 第四圆筒流路部404d，三个连接流路部为第一连接流路部405a 第三连接流路部405c。各圆筒流路部404a 404d被形成(配置)为与竖直方向交叉(参照图8)、并且在竖直方向上呈锯齿状配置(参照图11)。具体地说，各圆筒流路部404a 404d相对于墨盒1的底面平行地在厚度方向(Y方向)上横穿、并且分别以在竖直方向(高度方向)上不同的高度配置。在本实施例中，四个圆筒流路部404a 404d构成了在竖直方向上重叠的两个组、即第一圆筒流路部404a与第三圆筒流路部404c、以及第二圆筒流路部404b与第四圆筒流路部404d。各圆筒流路部404a 404d的竖直方向上的高度从第一圆筒流路部404a朝着第四圆筒流路部404d依次变高。
连接流路部405在墨盒的两个侧面侧向斜上方连接两个圆筒流路部
ii404，由此形成了从导入部401至导出部402的一个连通通路，即竖直连 通通路400。另外，在配置两个连接流路部405的侧面侧，两个圆筒流路 部404以使两个连接流路部405平行的方式被连接。具体地说，在第一侧 面侧(图11中示出的一侧)，第二圆筒流路部404b的一端与第三圆筒流 路部404c的一端通过第一连接流路部405a而连接。另外，在第二侧面侧 (图16中示出的一侧)，第一圆筒流路部404a的另一端与第二圆筒流路 部404b的另一端通过第二连接流路部405b而连接。第三圆筒流路部404c 的另一端与第四圆筒流路部404d的另一端通过第三连接流路部405c而连 接。从而形成从导入部401朝向导出部402以折回阶梯状(或螺旋状)向 垂直方向连接的竖直连通通路400。第一连接流路部405a 第三连接流 路部405c通过粘贴外表面薄膜60和薄膜80而作为流路部发挥功能，因此
也能够称为第--第三连接流路部形成部。另外，第一连接流路部
405a 第三连接流路部405c的截面优选没有边缘部，更优选为半圆形状 或曲线形状。这是因为如果具有边缘部就会在边缘部和气泡的曲线部之间 产生间隙从而难以密封墨水的缘故。
竖直连通通路400通过具有上述形状，能够抑制由外部环境变化例如 外部气温的变动、外部气压导致气泡进入气泡分离室410中。具体地说， 例如当由于外部气温的下降而墨水冻结时，充满了气泡分离室的墨水由于 体积的增大而向末端室流动。虽然墨水解冻时体积会复原(减小)，但根 据墨盒1的姿态的不同，有时墨水也会以与气泡分离室的导入口和末端室 内的空气接触的状态解冻。此时，末端室内的空气流入气泡分离室内，从 而在气泡分离室内产生气泡。与此相反，在本实施例中，通过使得竖直连 通通路400的体积大于充满气泡分离室410 缓冲室440间的墨水冻结时 所增大的体积，即使在墨水解冻之后也使得有墨水残留在竖直连通通路 400内，从而抑制或防止了空气(气泡)进入气泡分离室410内。
如图7和图8所示，本实施例中的各圆筒流路部404还在与连接流路 部405连接的端部具有直径比圆筒流路部404的其它部分以及连接流路部 405的流路直径小的节流部404T。其结果是防止或抑制了墨水从连接流路 部405向圆筒流路部404流动。圆筒流路部404的其它部分的流路直径与连接流路部405的流路直径既可以相同，或者也可以任一者更小(或更大)。
当圆筒流路部不具有节流部时，如图9所示，即使连接流路部405' 中有气泡B，圆筒流路部404'与连接流路部405，也将通过在气泡B的 曲线部与连接流路部405，之间形成的间隙CN而连通。因此，墨水能够 经由该间隙CN而在末端室390与气泡分离室410之间流动，因此一旦从 下游侧(气泡分离室410侧)受到压力，就会向末端室390流出。另一方 面，由于墨水可经由间隙CN流动，因此气泡B不流动，并与从上游侧新 移动过来的气泡B—起逐渐积攒在下游侧。其结果是，在竖直连通通路中 容易积攒气泡。
与此相反，当圆筒流路部具有节流部时，如图8所示，节流部404T 的直径大于圆筒流路部404的其它部位的直径以及连接流路部405的直 径，因此进入连接流路部405内的气泡B具有比圆筒流路部404的节流部 404T的直径大的直径。从而，由节流部404T阻碍了气泡B的形成在曲线 部和连接流路部405之间的间隙与圆筒流路部404的连通，圆筒流路部 404成为被气泡B密封了的状态。即，进入连接流路部405内的气泡B被 来自下游侧的压力顶至上游侧的圆筒流路部404，因此圆筒流路部404 (节流部404T)被气泡B密封。其结果是，墨水无法在末端室390与气 泡分离室410之间流动，能够抑制或防止墨水向末端室390流出。
并且，如图10所示，竖直连通通路400具有在墨盒1处于被安装在喷 墨式打印机上的姿态以外的姿态、即墨盒1的底部lb朝向下侧的姿态以 外的姿态时气泡如果不在重力方向上移动就不能向气泡分离室410移动的 流路结构。
具体地说，第一连接流路部405a和第三连接流路部405c被形成为在 图IO所示的墨盒1的姿态下呈V字形。g卩，可以被构成为至少具有在 竖直方向上从气泡分离室410向斜下方(第一方向)降低的连接流路部 A、以及与连接流路部A连接并且与连接流路部A线对称地向斜下方(第 二方向)降低的连接流路部B。
根据具有上述结构的竖直连通通路400，不管从喷墨式打印机拆下来的墨盒l呈何种姿态，都能够抑制或防止气泡向气泡分离室410移动(流 动)。即，在墨盒1安装在喷墨式打印机上的姿态下，位于末端室390的
最下部的竖直连通通路400的导入部401不被暴露在空气中，基本不会引 起气泡向竖直连通通路400中的流动。另一方面，在其它的姿态下，由于 成为气泡如果不在重力方向上移动就不能向气泡分离室410移动的流路结 构，因此可抑制或防止气泡的移动。结果，不管墨盒1的保管姿态如何， 都能够抑制或防止气泡从竖直连通通路400向气泡分离室410移动。
气泡分离室410通过形成在气泡分离室410上的连通孔412而与第一 流动通路420连通，第一流动通路420的下游端与传感器部30连通。气泡 分离室410分离从竖直连通通路400流入的墨水中所包含的气泡，抑制或 防止气泡向传感器部30移动。具体地说，气泡分离室410具有将经由形 成在上方(Z方向)的竖直连通通路400上的导出部402导入的墨水经由 形成在下方的第二流动通路430向传感器部30导出的结构。通过具有这 种结构，从竖直连通通路400流入气泡分离室410内的含有气泡的墨水被 分离成停留在气泡分离室410上方的气体成分(所含有的空气)和顺着气 泡分离室410的内壁面向气泡分离室410的下方移动的液体成分、即墨 水。即，利用气体和液体的比重差，气泡捕捉于气泡分离室410的上面 侧。只要去除空气和墨水中的任一个就不会产生气泡，因此通过分离空气 和墨水，能够抑制或防止气泡进入传感器部30从而液体余量传感器31发 生误检测的事态。具体地说有如下的情况在墨盒1中剩有墨水的情况 下，由于气泡进入传感器部30而检测出墨水用尽的情况，或者在墨盒1 中已没有剩余墨水的情况下，通过毛细管作用，剩有一点的墨水与空气一 起被吸入传感器部30内、即作为含有气泡的液体被吸入传感器部30内而 检测出有墨水的情况。在前者的情况下有可能尽管剩有墨水但无法执行印 刷，在后者的情况下有可能尽管没有剩余墨水但仍执行印刷而导致印刷头 损伤。
参照图11 图14来说明竖直连通通路400和气泡分离室410的详细 结构。图11是竖直连通通路和气泡分离室的连接部位的放大图。图12是 在图11中沿12 - 12截取线截取的截面图。图13是示意性地示出本实施例中的竖直连通通路和气泡分离室的连接形状的说明图。图14是示意性得 示出本实施例中的竖直连通通路和气泡分离室的连接形状的说明图。
本实施例中的竖直连通通路400的导出部402具有朝着气泡分离室 410平滑变宽的扇形状。即，导出部402具有流路截面面积朝着气泡分离 室410连续(非阶梯状地)变化的形状。导出部402在图ll中朝着竖直方 向下方变宽，但也可以朝着上方变宽，或者也可以朝着上下方向变宽。不 管何种情况，只要以流路截面面积不以阶梯状地变化并不使导出口 402起 喷嘴作用的方式变宽即可。
在本实施例中，进一步如图12所示，气泡分离室410的截面面积也 朝着传感器部30连续变化。即，气泡分离室410包括容积在墨盒1的厚度 方向上朝着传感器部30增大的结构，其内壁绘出平滑的曲线。因此，气 泡分离室410的容积(体积)朝着传感器部30连续(非阶梯状地)增 大，气泡分离室410的截面面积朝着传感器部30连续变大。
通过将竖直连通通路400的导出部402的形状和气泡分离室410的形 状如上述那样形成为平滑变宽的形状(曲线形状)，能够抑制微小气泡的 产生、并且能够使产生了的大气泡B消失(破裂)。§卩，由于液体具有凝 聚了，当被空气从截面面积小的通路(狭窄的通路)向截面面积大的室 (宽敞的室)顶出时，为了縮小表面面积而具有形成球体(气泡)的倾 向。 一般来说，当从狭窄的通路向宽敞的室被顶出时，在通路中移动的膜 状液体(液膜)在截面面积急剧变化的部位、例如在可起喷嘴作用的角部 形成气泡，并且如果液膜连续地被空气顶出，则会形成多个气泡。此时， 由于通路的截面面积比室的截面面积相当小，因此所形成的气泡的直径很 小。
在本实施例中，通过使从狭窄的通路向宽敞的室被顶出时截面面积缓 慢(平缓)变化，来维持液膜状态。S卩，通过去掉起角部作用的部位，抑 制或防止气泡的形成。由于液膜随着其面积增大而容易破裂，因此从导出 部402被顶出到气泡分离室410的膜大多数会随着移动而逐渐消失。从而 能够抑制在气泡分离室410内产生的气泡的数目或防止气泡的产生。在本 实施例中，由于还如图11所示，使气泡分离室410的内壁形状的变化平缓(截面面积变化平缓)，因此可抑制或防止在气泡分离室410中产生气 泡。另外，由于气泡分离室410的截面面积增大，因此可通过使从导出部
402被顶出的液膜的表面面积增大来使其容易消失。在图11中，由于墨水 会填满存在于导出部402和气泡分离室410之间的微小的槽部、凹部、或 者气泡分离室410中的微小的凹凸部而形成平滑的表面，因此不会导致截 面面积急剧变化。
在竖直连通通路400的管径(半径)rl和导出部402的圆角的曲率半 径r2之间，例如在图13所示的例子中，优选有2Xrl《r2的关系成立。 只要满足该关系，导出部402就不会起喷嘴作用，可防止或抑制气泡从导 出部402向气泡分离室410排出。另外，在图14所示的、导出部402具有 成直线变宽的锥形形状的例子中，只要满足锥形角度0《75度的关系， 导出部402就不会起喷嘴作用，可防止或抑制气泡从导出部402向气泡分 离室410排出。在图13和图14的示意图中，导出部402相对于竖直连通 通路400的主体被串联地(在同一线上)示出，但不用说，也可以如图10 和图11等所示的那样以与竖直连通通路400的主体的流动方向交叉的朝 向设置。
由于气泡分离室410的容积大于竖直连通通路400的容积，因此能够 在接纳与竖直连通通路400的容积相当的空气的同时充分地分离墨水和空 气。另外，由于气泡分离室410的容积大于传感器缓冲室30b的容积，因 此气泡分离室410内的剩余墨水会比气泡先被吸入传感器缓冲室30b内。 即，也可以通过使气泡分离室410的容积大于传感器缓冲室30b的容积， 来抑制气泡进入传感器部30内。
在本实施例中还包括导入部401，该导入部401具有比竖直连通通路 400的流路截面面积大的流路截面面积。当墨水量变少时，墨水积于墨水 容纳部的底部，积下来的墨水随着墨水被消耗而与空气一起被导向气泡分 离室。由于气泡(液膜)由墨水和空气形成，因此不希望墨水与空气一起 从墨水容纳部被导向气泡分离室。对此，在本实施例中，如图11所示， 由于导入部401向竖直方向上方变宽，因此即使在墨水IK积于末端室390 底部的状态下，竖直连通通路400也不会被墨水IK堵塞，只有空气经竖直连通通路400向气泡分离室410流动。S卩，在允许空气流动的情况下， 只有空气经竖直连通通路400向气泡分离室410流动，而墨水却不会流 动。其结果是，气泡难以产生或不产生，在接近墨水用尽的状态下，能够 抑制或防止气泡向气泡分离室410的供应。导入部401的形状只要是在末 端室390的底部积有墨水的状态下能够允许空气流动的形状即可，只要至 少相对于与底部平行的线具有朝上的角度即可。另外，在接近墨水用尽的 状态下剩余墨水向竖直连通通路400内的取入会出现问题。这是因为以下 原因。S卩，在末端室390中有充足的墨水的状态、或几乎没有剩余墨水的 状态下，只有墨水或空气被连续吸入竖直连通通路400中。但是，当剩有 可覆盖以往的导入部的程度的剩余墨水时，由于墨水液面随着空气的流动 而变动，因此墨水和空气有时会交替地被吸入竖直连通通路400中，此 时，会连续产生微小气泡。
第二流动通路430的上游端与传感器部30连通，下游端与缓冲室440 连通。在缓冲室440的内部也可以配置搅拌球。通过伴随墨水流或托架 200在主扫描方向上的往复运动而的搅拌球的动作，搅拌缓冲室440内的 墨水，防止墨水的一部分成分沉淀，能够确保均匀性。缓冲室440通过形 成在缓冲室440上的连通孔442直接与差压阀容纳室40a连通而并不缓冲 室440与差压阀容纳室40a之间设置流动通路。由此减小从缓冲室440至 液体供应部50的空间，能够降低墨水变成沉淀状态的可能性。在差压阀 容纳室40a中，通过差压阀40调节差压阀容纳室40a下游侧的墨水压力以 使其低于下游侧的墨水压力，从而下游侧的墨水成为负压。由此，防止墨 水的逆流。第三流动通路450的上游端与差压阀容纳室40a连通，下游端 与液体供应部50连通。
当制造墨盒1时，如在图6中以虚线ML1示意性地示出的液面(气液 界面)那样，墨水填充至槽室370。当墨盒1内部的墨水逐渐被喷墨式打 印机消耗时，墨水向下游侧移动，大气经大气开放孔100从上游侧流入墨 盒1内部。其结果是，随着液面逐渐沿竖直方向(下方)下降并且墨水逐 渐被消耗，如以虚线ML2示意性地示出液面的图6所示，气液界面将到 达至传感器部30。液体余量传感器31检测大气向传感器部30内的导入，以作为墨水用
尽。g卩，如上所示，液体余量传感器31在传感器部30中存在气体的情况
和不存在气体的情况(被液体充满的情况和混有气泡的情况)下，输出信 号波形(共振频率)不同的检测结果信号。当基于检测结果信号而检测出
墨水用尽时，喷墨式打印机在墨盒1中的存在于传感器部30下游侧(缓 冲室440等)的墨水被完全消耗之前的阶段停止印刷，并向用户通知墨水 用尽。这是因为如果在墨水完全用尽后还进行印刷，就会有空气混入印刷 头中，从而有可能会由于空打而导致印刷头发生故障。
依据以上的说明，参照图15 17来说明从大气开放孔100至液体供 应部50的路径的各构成要件的墨水1内的具体结构。图15是将盒主体10 从正面侧观察的图。图16是将盒主体IO从背面侧观察的图。图17A是简 化了图15的示意图。图17B是简化了图16的示意图。
在墨水容纳部中，槽室370和末端室390形成在盒主体IO的正面侧。 在图15和图17A中，槽室370和末端室390分别用单阴影线和交叉阴影 线表示。槽室370形成在大气开放孔100和液体供应部50之间的、紧接盒 主体10顶面(平面)的下方、即盒主体10的上部或最上部。末端室390 形成在大气开放孔100和液体供应部50之间的紧接盒主体10底面的上 方、即盒主体IO的下部或最下部。如图16和图17B所示，容纳室间连通 通路380形成在盒主体10的背面侧的中央部附近。容纳室间连通通路380 是连通槽室370和末端室390的连通通路，其上游端与槽室370连通，下 游端与末端室390连通。容纳室间连通通路380的上游端形成于接近槽室 370的最底面侧的位置(参照图15、图17A)。
在大气导入部中，如图16和图17B所示，蛇行路310和气液分离室 70a分别形成在盒主体10的背面侧中靠右侧面一侧的位置。连通通路102 是连通蛇行路310的上游端和大气开放孔100的孔。蛇行路310的下游端 贯穿气液分离室70a的侧壁而与气液分离室70a连通。
详细地说，图6所示的大气导入部的空气室320 360包括配置在盒 主体IO正面侧的空气室320、 340、 350 (参照图15和图17A)和配置在 盒主体10背面侧的空气室330、 360 (参照图16和图17B)，并且各空间从上游起按标号的顺序串联地形成一条流路。空气室320、 330形成在紧 接盒主体10的上面la的下方，空气室340、 350形成在紧接盒主体10的 右侧面lc的下方。连通孔322是连通气液分离室70a和空气室320的孔。 连通孔321、 341是分别连通空气室320与空气室330之间以及空气室330 与空气室340之间的孔。空气室340与空气室350通过形成在隔开空气室 340和空气室350的肋上的切口 342而连通。连通孔351、 372是分别连通 空气室350与空气室360之间以及空气室360与槽室370之间的孔。如 此，通过设置划分成多个并立体地构成的空气室320 360，那姑姑抑制 墨水从槽室370向气液分离室70a逆流。
在墨水流动部中，如图15和图17A所示，竖直连通通路400和气泡 分离室410形成在盒主体10的正面侧的靠近液体供应部50的位置处。竖 直连通通路400具有与末端室390的最下部连通的导入部401和与气泡分 离室410的最上部连通的导出部402。竖直连通通路400通过在盒主体10 的背面侧与正面侧之间往返两次而连通末端室390和气泡分离室410。如 参照图4进行说明的那样，传感器部30配置在盒主体10的左侧面的下面 侧(图15 图17A、图17B)。
如图16和图17B所示，连通气泡分离室410和传感器部30的第一流 动通路420、连通传感器部30和缓冲室440的第二流动通路430分别形成 在盒主体10的背面侧。在气泡分离室410的底面侧形成有连通孔412，从 而连通着气泡分离室420与第一流动通路420。连通孔311是连通第一流 动通路420与传感器部30的孔。另外，连通孔312、 441是连通传感器部 30与第二流动通路430之间以及第二流动通路430与缓冲室440之间的 孔。
如图15和图17A所示，缓冲室440、第三流动通路450以及第四流动 通路460分别形成在盒主体10的正面侧中的左侧面一侧。连通孔441是连 通第二流动通路430的下游端和缓冲室440的孔。连通孔442是直接连通 缓冲室440和差压阀容纳室40a的孔，并形成在缓冲室440的底面侧。连 通孔451是连通差压阀容纳室40a与第三流动通路450的孔。连通孔452 是连通第三流动通路450与形成在液体供应部50内部的第四流动通路460的孔。
上述的容纳室间连通通醉380的上游端、导入部401、连通孔412和 442分别形成在槽室370、末端室390、气泡分离室410、缓冲室440的底 面侧。其目的在于当将墨盒1以底面侧为垂直下方的朝向安装在脱机 200上时，使得各连通孔位于槽室370、末端室390、气泡分离室410、缓 冲室440的竖直下侧。通过采用这样的结构，当墨水被消耗从而余量减少 了时，不会使墨水白白地残留在这些空间中。另外，气泡向竖直上方移 动，因此气泡难以进入下游侧。
另外，图15和图17A所示的空间501、 503是墨水无法填入的未填充 室。未填充室501、 503独立存在而并不在大气开放孔100至液体供应部 50的路径上。在未填充室501、 503的背面侧设置有与大气连通的大气连 通孔502、 504。当通过减压袋来包装了墨盒1时，未填充室501、 503成 为蓄压了负压的脱气室。由此，墨盒1在被包装的状态下，盒主体10内 部的气压被保持在规定值以下，从而能够供应溶存空气少的墨水。
如以上说明，根据本实施例的墨盒1，由于具有流路截面面积朝着气 泡分离室410缓慢增大的导出部402，因此能够抑制或防止在气泡分离室 410中产生气泡。从而能够抑制或防止在有多个气泡时成为问题的、墨水 沿多个气泡的表面的流动，能够抑制或防止墨水通过毛细管作用而向传感 器部30流动。其结果是，能够抑制或防止在墨盒1内仅剩有无法用于印 刷的剩余墨水的状态下，由于剩余墨水通过气泡和毛细管作用而被供应到 传感器部30内导致错误地判断出有墨水的情况。
另外，气泡分离室4 10包括截面面积朝着传感器部31增大的结构， 因此能够使从导出部402被顶出的液膜的表面面积增大。从而，液膜很快 破裂并消失，因此能够容易并迅速地分离气体和墨水。
另外，竖直连通通路400的导入部401被形成为朝着竖直方向的上方 变宽，因此即使在末端室390的底部有剩余墨水的状态下，也能够只将空 气导向气泡分离室410。即，导入部401不被残余墨水堵塞，能够确保空 气可流动的间隙，因此即使随着墨水被消耗而气泡分离室410的压力下 降，墨水也不会被吸入气泡分离室410内。因此，作为气泡的构成要素之一的墨水不被拉进竖直连通通路400中，即使空气在竖直流动通路400内
流动也不会形成气泡。 其它的实施例-
(1) 在上述实施例中，在图12的示意图中使用截面呈线对称地变宽 (具有两个圆角)的导出部402进行了说明，但也可以是一侧具有圆角而
一侧呈连通通路的延长线的导出部。这是因为此时导出部402的流路截面 面积也连续变化的缘故。另外，对于图13所示的锥形部，也一样。
(2) 在上述实施例中，关于液体容纳室，使用具有槽室370和末端 室390这两个室的例子进行了说明，但也可以只具有其中任一个。此时， 能够削减墨盒1内部的分隔壁数目。
(3) 在上述实施例中，作为连通所述气泡分离部和所述液体容纳部 的连通通路，以沿竖直方向配置的竖直连通通路为例进行了说明，但也可 以采用在墨盒1的底面沿水平方向配置的水平连通通路。此时，通过使水 平连通通路的导入部和导出部的开口面积(流路截面面积)缓慢(连续) 增大，也能够实现抑制和防止气泡向传感器部移动，并抑制或防止气泡的 产生。另外，在水平连通通路的情况下，也优选将导出部配置在比导入部 在竖直方向上处于更高的位置处。竖直连通通路400也可以是由上述实施 例中示出的多个构成部件构成的折回阶梯状的连通通路，或者也可以是由 切开有螺旋状的槽的一个构成部件构成的螺旋状的连通通路。
(4) 在上述实施例中，作为竖直连通通路400与末端室390以及气 泡分离室410的连接部，使用竖直连通通路400具有导入部401和导出部 402的例子进行了说明，但也可以末端室390和气泡分离室410分别具有 与导入部401和导出部402相当的形状，或者也可以以具有与导入部401 和导出部402相当的形状并与竖直连通通路400、末端室390以及气泡分 离室410分开单独设置的连接部来实现。在图13中，气泡分离室410的与 导出部402连通的壁面没有倾斜，但也可以是朝着传感器部30倾斜的壁 面。另外，在图14的例子中，气泡分离室410不具有与导出部402连通的 壁面，但也可以被构成为縮小导出部402的直径而具有壁面。
(5) 在上述实施例中，关于液体喷射装置，以喷墨式打印机为例进行了说明，但也可以构成为喷射或吐出墨水以外的其它液体(包括分散有 功能材料的颗粒的如液状体、凝胶体那样的流状体)和液体以外的流体
(可作为流体喷射的固体等)的流体喷射装置。具体地说，例如可以是 在液晶显示器、EL显示器、场致发射显示器、滤色器的制造中使用的喷 射电极材料和色料等材料的液状体的液体喷射装置；在生物芯片的制造中
使用的喷射生物有机物的液体喷射装置；用作精密移液管并喷射作为试料
的液体的液体喷射装置。另外，也可以是向钟表或相机等精密机器等中精
准地喷射润滑油的液体喷射装置；为了形成用于光通信元件等中的微小半 球面透镜(光学透镜)等而向基板上喷射紫外线硬化树脂等透明树脂液的 液体喷射装置；为了刻蚀基板等而喷射酸或碱等刻蚀液的液体喷射装置； 喷射凝胶体的流体喷射装置；喷射以调色剂等粉体为例的固体的粉体喷射 式记录装置。
以上，基于实施例、变形例对本发明进行了说明，但上述的发明的实
施方式是用于便于理解本发明的，并不是用来限定本发明的。本发明可在
不脱离其宗旨和权利要求书的范围内进行变更和改进，并且本发明中包含 有其等价物。
权利要求
1.一种液体容纳体，能够安装在液体喷射装置上，所述液体容纳体包括液体容纳部，用于容纳液体；大气连通部，用于连通所述液体容纳部和大气；气泡分离部，用于分离包含在所述液体中的气泡；连通通路，该连通通路连通所述气泡分离部和所述液体容纳部，并且在一端具有截面面积朝着所述气泡分离部连续增大、并与所述气泡分离部连接的导出部，在另一端包括与所述液体容纳部连接的导入部；液体供应部，用于向所述液体喷射装置供应所述液体；以及检测部，与所述液体供应部以及所述气泡分离部连接，用于检测所述液体容纳体内的液体量。
2. 如权利要求1所述的液体容纳体，其特征在于， 所述连通通路是半径rl的管状通路，所述导出部是具有半径r2的曲率半径、并且相对于所述连通通路的半 径rl满足Orl X 2的关系的圆角。
3. 如权利要求1所述的液体容纳体，其特征在于， 所述导出部具有75度以下的锥形角。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的液体容纳体，其特征在于， 所述气泡分离部被形成为截面面积从所述导出部朝着所述检测部连续增大。
5. 如权利要求4所述的液体容纳体，其特征在于， 所述气泡分离部从所述导出部朝着所述检测部在与从所述导出部朝着所述检测部的方向交叉的所述液体容纳体的厚度方向上变宽。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的液体容纳体，其特征在于， 所述导入部具有比所述连通通路的截面面积大的截面面积。
7. 如权利要求6所述的液体容纳体，其特征在于， 所述导入部的截面面积朝着所述液体容纳部增大。
8. 如权利要求7所述的液体容纳体，其特征在于，所述导入部具有在所述液体容纳体被安装在所述液体喷射装置上时从 所述液体供应部朝着竖直方向变宽的扇形形状。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的液体容纳体，其特征在于， 所述气泡分离部的容积大于所述连通通路的容积。
全文摘要
本发明提供了抑制或防止气泡流入检测部中的液体容纳体。墨盒(1)包括连通容纳墨水的末端室(390)和用于分离墨水中所含的气泡的气泡分离室(410)的竖直连通通路(400)，竖直连通通路(400)具有导入部(401)和导出部(402)，导入部(401)的流路截面面积朝着末端室(309)向竖直方向上方增大，导出部(402)的流路截面面积朝着气泡分离室(410)连续增大。
文档编号B41J2/175GK101590735SQ20091014220
公开日2009年12月2日 申请日期2009年5月26日 优先权日2008年5月27日
发明者鳄部晃久 申请人:精工爱普生株式会社