专利名称：液体容器和供液系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及可稳定地用作能够安装在喷墨记录设备上的墨盒的液体容器，该液体容器具有一个在向外供墨时接触过滤器的部分，本发明还涉及使用这种液体容器的供液系统。
在任一种类型中，墨盒能够产生负压(背压)，反抗向着喷墨头的墨流，以便在记录操作中稳定地向喷墨头供墨，以及稳定地保存墨。
为了产生负压，一般采用多孔材料如聚氨酯(urethane)泡沫作为负压产生构件(吸墨材料)，利用多孔材料的毛细力，如日本专利申请公开文本第平8-230207号中所公开的那样。
现在参阅图8，该图表示使用多孔材料毛细力的传统墨盒的一个实例。
图8中所示的墨盒110包括一个壳体111，该壳体构成墨容纳部分116，用于容纳墨，还包括在墨容纳部分116中借助毛细力吸收和保存墨的吸墨材料118。壳体111包括从墨盒110向喷墨头121供墨的一个供墨孔114，以及一个将周围气氛引入墨容纳部分116以便顺利实现向喷墨头121供墨的通气孔112。在供墨孔114中，作为附加吸墨材料的一个导墨构件119与吸墨材料118压力接触。导墨构件119由在从吸墨件118至供墨孔114的方向上延伸的单向过滤来制成的，毛细力(存墨力)高于吸墨材料118的毛细力。因此，墨被稳定地送至围绕供墨孔114的部分，使向喷墨头121的供墨稳定化。
从墨盒110向喷墨头121的供墨是通过使连接于喷墨头121的墨接收管122接触导墨构件119实现的。这里，墨接收管122的自由端设有一个安装在它上面的过滤器123，以便防止异物和/或气泡通过墨接收管122进入喷墨头121。
但是，借助过滤器与通过毛细力存墨的吸墨材料的接触或抵靠，墨盒向外供墨。
如前所述，该墨在供墨孔的吸墨材料，即，导墨构件是纤维的集合体，墨是在纤维之间供应的。为了提高存墨力，纤维间的间隙不大。另一方面一般使用具有细小开口的过滤器以便防止异物进入喷墨头。
现在参阅图9，当在与过滤器123的接触平面中，导墨构件119的纤维间的间隙的间距P2’大约是过滤器123的开口的网孔间距P1’，导墨构件119在过滤器123和导墨构件彼此接触时进入过滤器123的开口中，如图9(b)所示。因此，这种状态就好象是过滤器有一个较细小的网孔间距P3’，因而显著增加了对墨流动的阻力。
由于最近喷墨记录设备的记录速度增加，需要高供墨速度的喷墨头。在从墨盒至喷墨头的供墨通路中实际存在阻碍墨流动的结构，因而难于提高喷墨记录设备的记录速度。上面的分析是针对纤维集合构成的吸墨材料的情形作出的。但是，如果将多孔材料的孔的直径看作是纤维间的间隙的话，那么，这种分析同样适用于多孔材料如聚氨酯泡沫。在装纳有吸收和保存液体的吸收材料，而且当液体送至外界时吸收材料与过滤器接触的情形中，在以高的流动速率供应液体时会发生相同的供墨问题。
按照本发明的一个方面，提供一种液盒，它包括一个盒体；一个液体保持构件，设置在所述盒体中，用于吸收和保存液体，所述液体保持构件具有一个由设置在液体保持构件的自由端上的过滤器接触以便向外面供液的表面，其中所述液体保持构件的所述表面设有凹部和凸起，当所述液体保持构件和过滤器接触时，所述凹部不与过滤器接触，而所述凸起与过滤器接触。
按照本发明，在液体保持构件和过滤器之间的接触区域由于在液体保持构件的表面存在相关于过滤器的凹部和凸起而受到限制。通过这种方式，在液体保持构件和过滤器之间的接触部分流动阻力增加的区域减小，因此可保证在大的流动速率时的稳定供液。如果凹部和凸起的间距大于过滤器开口的间距，那么，这种凹部和凸起可以容易地设置。
液体保持构件最好包括可与过滤器接触的第一液体保持构件和与第一液体保持构件接触以便向第一液体保持构件供液的第二液体保持构件，第一液体保持构件具有比第二液体保持构件的液体保持力大的液体保持力。这样，在液盒中的液体容易保持在接收装置的周围，使液体有效地从液盒供应。
在这种情形中，通过在第一液体保持构件和第二液体保持构件之间的接触表面形成凹部和凸起，拉动第二液体保持构件可使凹部和凸起接合，从而可防止第一液体保持构件和第二液体保持构件之间可能的位置偏差。第一液体保持构件可用纤维，更宜用热塑性树脂材料，最好用聚烯烃树脂材料制成。如果纤维是用热塑性树脂材料制成，那么，凹部和凸起是通过使表面接触一个构件，该构件具有凹部和凸起图案，该图案相应于准备在液体保持件接触表面上形成的凹部和凸起，并加热和熔化接触表面，从而转移凹部和凸起图案。构成第一液体保持构件的纤维可以在与第一液体保持构件接触过滤器的方向垂直的方向上延伸。
按照本发明的另一个方面，提供一种供液系统，它包括一个液盒，液盒内具有一个用于吸收和保存液体的液体保持构件；液体接收装置，用于从所述液盒通过一个接触所述液体保持构件的过滤器接收液体；在所述液体保持构件的一个能够接触所述过滤器的表面上或在所述过滤器上形成凹部和凸起，所述液体保持构件和所述过滤器在凹部处彼此不接触，而在凸起处彼此接触。
按照本发明，液体保持构件和过滤器之间的接触区域由于在液体保持构件相关于过滤器的表面上存在凹部和凸起而受到限制。借助这种方式，在液体保持构件和过滤器之间接触部分流动阻力增加的区域减小，因而可保证在大的流动速率下的稳定供液。
液体保持构件最好包括一个可与过滤器接触的第一液体保持构件和一个接触第一液体保持构件以便向第一液体保持构件供液的第二液体保持构件，第一液体保持构件所具有的液体保持力大于第二液体保持构件的液体保持力。第一液体保持构件可以用纤维，适宜用热塑性树脂材料，最好用聚烯烃树脂材料制成。液盒和液体接收装置可以是彼此分开的。
因此，按照本发明，可以彼此接触的液体保持构件或过滤器的表面设有凹部和凸起，它们所具有的尺寸使得当它们连接时，它们在凸起处彼此接触，而在凹部处并不接触，因此，使高流动阻力部分的面积减小，从而可在高流动速率下实现稳定的供液。
下面对照附图描述本发明的推荐实施例，进一步阐述本发明的上述的和其它的目的、特征和优点。
图2表示
图1所示的黑墨盒，更具体来说，(a)是顶视平面图，(b)是局部剖开的侧视图，(c)是底视图。
图3表示图1所示的彩色墨盒，更具体来说，(a)是顶视平面图，(b)是局部剖开的侧视图，(c)是底视图。
图4是墨接收管与其接触的黑墨盒的局剖剖开的侧视图。
图5是图2所示黑墨盒中的导墨构件和过滤器之间接触部分的放大视图，更具体来说，(a)表示在接触前的状态，(b)表示在接触后的状态。
图6表示图4所示过滤器的凹部凸起图案。
图7是按照本发明另一实施例导墨构件和过滤器之间接触部分的放大视图。
图8是传统墨盒的示意剖视图。
图9是图8所示墨盒的导墨部分和过滤器之间接触部分的放大视图。
具体实施例方式
现在对照附图描述本发明的推荐实施例。
图1是按照本发明一实施例的喷墨卡盒的前视图。如图1所示，喷墨卡盒30包括一个与用于喷墨的喷墨头32为整体的盒座31、一个能够可卸地安装在盒座31上的黑墨盒10和一个彩色墨盒。黑墨盒10和彩色墨盒20容纳准备送至喷墨头32的墨，黑墨盒10容纳黑墨，彩色墨盒20容纳黄、青和品红彩墨。
喷墨头32设置在盒座31的底部(在使用状态)，并设有多个相应于从黑墨盒10和彩色墨盒20供应的墨的喷墨出口组(未画出)。盒座31相对于黑墨盒10的连接部分和相对于彩色墨盒20的连接部分设有相应于色墨的墨接收管(未画出)。墨接收管通过供墨通道(未画出)与相应的喷墨出口组连接。
通过将黑墨盒10安装在盒座31上，黑墨通过黑墨接收管和供墨通道送至黑墨的喷墨出口组。同样，通过将彩色墨盒20安装在盒座31上，在彩色墨盒中的彩色墨通过相应的墨接收管和供墨通道送入相应的喷墨出口组。每根墨接收管在其自由端设有一个过滤器(未画出)，以便防止异物进入墨接收管，这将在下文中描述。
下面描述黑墨盒10和彩色墨盒20。首先参阅图2描述黑墨盒10。图2表示图1中所示的黑墨盒，更具体来说，(a)是顶视平面图，(b)是局部剖开的侧视图，(c)是底视图。在图2(a)中，为了简化起见，未画出盖件和吸墨材料。黑墨盒10包括一个壳体11，该壳体构成黑墨的墨容纳部分16，并在顶端敞开；一个盖件12，该盖件封闭壳体11的开口，并且盖件中具有通气孔；一个上部构件13，它覆盖盖件12的通气孔，并具有一个用于防止通过通气孔漏出的墨流到外面的缓冲空间。上部构件13具有一个开口，该开口在一个与盖件12的通气孔不同的位置上通至外界环境，并且具有一个检捡部分13a以利于盒座31的装、卸。壳体11在底部设有一个供墨孔14，其位置当黑墨盒安装在盒座31上时正对着黑墨接收管。围绕供墨孔14形成一条肋15，以便防止从黑墨盒10通过墨接收管供应的墨漏入盒座31。
墨容纳部分16内有用于吸收和保存黑墨的墨保持构件18。在墨保持构件18和黑墨盒10的底部之间设有一个从内侧封闭供墨孔14的导墨构件19。与墨保持构件18类似，导墨构件19吸收和保存墨。现在参阅图3描述彩色墨盒20。图3表示图1中所示的彩色墨盒20，更具体来说，(a)是顶视平面图，(b)是局部剖开的侧视图，(c)是底视图。在图3(a)中，为简化起见，未画出盖件和吸墨材料。彩色墨盒20具有与黑墨盒10基本相同的结构，具有一个容纳墨的壳体21、一个具有通气孔(未画出)的壳体22和一个上部构件23。
壳体21的内部被横截面呈T形的隔壁21a，21b沿一水平面(在使用状态)分隔成三个室，这三个室分别对应盒座31的各个墨接收管。这三个室构成黄墨的墨容纳部分26Y，青墨的墨容纳部分26C和红墨的墨容纳部分26M。盖件22的通气孔是为每个墨容纳部分26Y、26C、26M设置的。
壳体21在底部设有供墨孔24Y、24C、24M，当彩色墨盒20安装在盒座31上时，它们分别还对着各自的墨接收管，围绕供墨孔24Y、24C、24M形成防止漏墨的肋25Y、25C、25M。在每个墨容纳部分26Y、26C、26M中都设有一个用于吸收和保存墨的墨保持构件和一个导墨构件，这与图2所示的黑墨盒10类似。
下面以黑墨盒10为例描述墨保持构件和导墨构件的结构，以及从墨盒的供墨操作。这些描述也适用于彩色墨盒20。
如图4所示，当黑墨盒10安装在盒座31(图1)上时，设置得从盒座31伸出的墨接收管33的一个自由端部进入供墨孔14，设置在墨接收管33的自由端上的过滤器34与导墨构件19接触。当喷墨头32(图1)喷墨时，黑墨盒10中的墨是通过墨接收管33供应的。在本实施例中，过滤器34是有效开口为8-15μm的不锈钢网过滤器。这里，为了有效地将黑墨盒10中的墨，即，保存在墨保持构件18中的墨引向供墨孔14，从而改善墨的可用性，导墨构件19的墨保持力高于墨保持构件18的墨保持力。通过这种方式，墨被稳定地保持在供墨孔14附件，从而稳定向喷墨头32的供墨。
在本实施例中，墨保持构件18和导墨构件19是带状的叠层，其中，聚烯烃热塑性树脂材料的纤维基本是单向延伸的。带材被层压，使纤维基本彼此平行，并在层压的方向上受压而形成纤维集合体。对于墨保持构件18来说，使用细度为6.7dtex的纤维(直径约为54μm)，在压缩后其密度为1.02g/cm3。导墨构件19采用细度为2.2dtex的纤维(直径约为18μm)。由于使用聚烯烃热塑性树脂材料作为墨保持构件18和导墨构件19的材料，其回收性和再次使用性都显著改善，构成黑墨盒10的其它部分也是用聚烯烃热塑性树脂材料制成的。
纤维布置方向基本垂直于与过滤器34接触的方向，因而导墨构件19由于过滤器34(墨接收管33)对其的接触而进一步被压缩，从而提高了墨保持力。导墨构件19的大小可相对于壳体11滑动，因而易于被与其接触的过滤器34压缩。另一方面，关于墨保持构件18，纤维布置方向平行于与过滤器34接触的方向(箭头B)，因而墨保持构件18不易在接触方向上变形。墨保持构件18的尺寸大于壳体11的内部尺寸，以便防止在壳体11中的移动。
导墨构件19的供墨侧表面，即，相对于过滤器34的接触表面具有凹部和凸起(凹形部分和凸形部分)，如图5(a)所示。在导墨构件19的供墨侧表面上形成的凹部和凸起的间距P2大于网孔间距P1，即，过滤器34的开口。
下面描述导墨构件19的制造方法。
在本实施例中，具有方向性的导墨构件是用上述热塑性树脂材料的纤维借助带材层压法形成的。然后，使一个平均开口约为0.5mm的聚四氟乙烯网接触导墨构件19的供墨侧端面，聚四氟乙烯网与导墨构件19接触的区域被废弃和熔化，这样，聚四氟乙烯网的图案被转移至导墨构件19的供墨侧端面上，因而在导墨构件19的供墨侧端面形成凹部凸起图案。通过上述步骤，导墨构件19的供墨侧端面获得凹陷或凹部19a，使导墨构件19的供墨侧端面具有凹凸结构。在本实施例中，如图所示的凹部和凸起的间距P2大约为0.5mm。按照这种方式，当导墨构件19的材料为热塑性树脂材料时，通过热模制法可以容易地将凹凸结构设置在导墨构件19的表面上，并且凹部和凸起的需要间距和深度可以按照高的精度形成。因此，最好使用热塑性树脂材料作为导墨构件19的材料，但是，本发明并不局限于这种材料。例如，凹凸结构可以通过热模制聚氨酯泡沫材料而形成。
本实施例的导墨构件19借助带材层压法而具有方向性。具体来说，如果纤维延伸方向垂直于纤维的接触方向，纤维的弯曲部分能够可靠地变成凸形，如图5所示。这样，由于能够与过滤器接触的凸起具有弹性，因而当安装在过滤器中时，墨保持构件的凸形部分能够可靠地接触过滤器。由于使用热模制法牢固地形成凹凸结构，因而即使接触过滤器也可保持称为导墨构件的凹部和凸起结构。如前所述，按照本发明的这个实施例，在导墨构件19的供墨侧端面上形成的凹部和凸起的间距P2大于过滤器网孔间距P1，因而当过滤器34接触或抵靠导墨构件19时，如图5(b)所示，导墨构件19的凹部或凹陷部分不接触导墨构件19的过滤器34，而凸起或凸形部分接触过滤器34。因此，在过滤器34和导墨构件19之间保证存在有空间。因此，构成导墨构件19的纤维部分进入过滤器34的开口的面积，即，导墨构件19和过滤器34互相接触得太紧密的面积显著减小。在本实施例中，特制针对间距进行了描述。至于凹部和凸起形成的深度则可保证在它们彼此接触时导墨构件和墨接收管之间的空间。在本实施例中，所述间距是平均间距。在导墨构件19中保存的墨通过过滤器34的开口，通过在导墨构件19和过滤器34之间的空间送入墨接收管33(图4)。在导墨构件19和过滤器34之间的空间中，过滤器34的网孔间距P1(有效间距P1)基本与在它接触导墨构件19以前的间距相同，因此，流动阻力基本相同。这样，通过减小流动阻力增加的面积，甚至在准备将墨以高流动速率送入高速喷墨记录设备中的喷墨头时也可稳定地供墨。
在本发明中，能够与墨接收管33的过滤器接触的导墨构件19的表面最好具有一个构成凹部和凸起的结构，甚至当导墨构件19抵靠或压力接触墨接收管时，更具体来说，接触过滤器时，该结构也可得以维持。当热塑性树脂材料的导墨构件在纤维的表面上被加热时，纤维的交叉点被熔化并彼此熔接起来，从而形成牢固的凹部和凸起的结构，因此，在导墨构件和过滤器之间保证了空间。
过滤器34的开口和导墨构件19的供墨侧端面上的凹部和凸起的尺寸并不局限于上面描述的那些。只要空气不被引入导墨构件19和过滤器34之间的间隙，本专业技术人员能够容易地在考虑取决于表面张力的供墨性能时确定墨的粘度、与导墨构件19的润湿性能、与过滤器34的润湿性能、所需的墨的流动速度等。过滤器34的材料或结构、导墨构件19的材料并不局限于上面描述的实例。例如，导墨构件19可以由多孔材料而不是纤维聚合体构成。关于墨盒的内部结构，可举出的实例中有两种吸墨材料，即墨保持构件18和导墨构件19。但是，这并不是限定性的，吸墨材料可以至少接触过滤器34，可以包括一个构件或三个构件或更多构件。另外，在本实施例中，导墨构件19的供墨侧端面具有形成凹部和凸起的结构，但是，凹部和凸也可以设置在另一表面上。例如，凹部和凸起可以设置在相对于墨保持构件18的接触表面上，在这种情形中，墨保持构件18与凹部和凸起接触，从而可以抑制墨保持构件18和导墨构件19之间的位置偏差，这是从抗震性能的观点所需要的。另外，在这种情形中，由于相对于墨保持构件18的接触表面是对着导墨构件19的供墨侧端面的一个侧面，因而当在导墨构件19上形成凹部和凸起时可以进行上述加热而用聚四氟乙烯夹着导墨构件19，从而改善了形成凹部和凸起时的可操作性。在非供墨侧端面的表面上形成的凹部和凸起的尺寸，在确定时可不管过滤器34的开口。
在高流动速率时的稳定供墨是通过减小过滤器34和导墨构件19彼此紧密接触的面积而实现的。凹凸结构并非必须设置在导墨构件19的供墨侧端面上。如图7所示，导墨构件44的供墨侧端面并未经过特别处理，而是过滤器49经受凹凸结构处理，如图7所示。通过确定凹部和凸起的尺寸，使得在导墨构件44和过滤器49彼此接触时，过滤器49在导墨构件44的凹部或凹形部分并不接触导墨构件，而是接触凸形部分。这样，与前述实施例相似，在导墨构件44和过滤器49之间保证了空间的存在，从而获得相同的优点，在上面的描述中，本发明应用在喷墨记录中，特别针对从墨盒向喷墨头的供墨进行了描述，但是，本发明也可用于除了墨以外的液体的液盒和供液系统，当液盒内具有吸收和保存液体的吸液材料时，吸液材料在向外供液时接触过滤器。
虽然本发明是针对本说明书中公开的结构进行描述的，但是，本发明并不局限于所描述的细节，本申请的目的是覆盖在改进的目的范围内或权利要求的范围内的各种修改或变化。
权利要求
1.一种液盒，它包括一个盒体；一个液体保持构件，设置在所述盒体中，用于吸收和保存液体，所述液体保持构件具有一个由设置在液体保持构件的自由端上的过滤器接触以便向外面供液的表面，其中所述液体保持构件的所述表面设有凹部和凸起，当所述液体保持构件和过滤器接触时，所述凹部不与过滤器接触，而所述凸起与过滤器接触。
2.如权利要求1所述的液盒，其特征在于所述凹部和凸起的间距大于过滤器开口的间距。
3.如权利要求1所述的液盒，其特征在于所述液体保持构件包括一个能够接触过滤器的第一液体保持构件和一个接触所述第一液体保持构件以便向所述第一液体保持构件供液的第二液体保持构件，所述第一液体保持构件所具有的液体保持力大于所述第二液体保持构件的液体保持力。
4.如权利要求3所述的液盒，其特征在于在所述第一液体保持构件的相对于所述第二液体保持构件的接触表面上设有凹部和凸起。
5.如权利要求3所述的液盒，其特征在于所述第一液体保持构件是由纤维材料制成的。
6.如权利要求5所述的液盒，其特征在于所述纤维材料是热塑性树脂材料。
7.如权利要求6所述的液盒，其特征在于所述热塑性树脂材料是聚烯烃树脂材料。
8.如权利要求6所述的液盒，其特征在于所述凹部和凸起是通过下述方式形成的使表面接触一个具有相应于准备在所述液体保持构件的接触表面上形成的凹部和凸起的凹凸图案的构件，并加热和熔化所述接触表面，从而转移凹凸图案。
9.如权利要求5所述的液盒，其特征在于构成所述第一液体保持构件的纤维在与所述第一液体保持构件接触过滤器的方向垂直的方向上延伸。
10.一种供液系统，它包括一个液盒，液盒内具有一个用于吸收和保存液体的液体保持构件；液体接收装置，用于从所述液盒通过一个接触所述液体保持构件的过滤器接收液体；在所述液体保持构件的一个能够接触所述过滤器的表面上或在所述过滤器上形成凹部和凸起，所述液体保持构件和所述过滤器在凹部处彼此不接触，而在凸起处彼此接触。
11.如权利要求10所述的供液系统，其特征在于所述液体保持构件包括一个能够接触过滤器的第一液体保持构件和一个接触所述第一液体保持构件以便向所述第一液体保持构件供液的第二液体保持构件，所述第一液体保持构件所具有的液体保持力大于所述第二液体保持构件的液体保持力。
12.如权利要求11所述的供液系统，其特征在于所述第一液体保持构件是由纤维材料制成的。
13.如权利要求12所述的供液系统，其特征在于所述纤维材料是热塑性树脂材料。
14.如权利要求13所述的供液系统，其特征在于所述热塑性树脂材料是聚烯烃树脂材料。
15.如权利要求10，11，12，13或14所述的供液系统，其特征在于所述液盒和所述液体接收装置是彼此可分开的。
全文摘要
本发明涉及一种液盒,它包括:一个盒体;一个液体保持构件,设置在所述盒体中,用于吸收和保存液体,所述液体保存构件具有一个由设置在液体保持构件的自由端上的过滤器接触以便向外面供液的表面,其中所述液体保持构件的所述表面设有凹部和凸起,当所述液体保持构件和过滤器接触时,所述凹部不与过滤器接触,而所述凸起与过滤器接触。
文档编号B41J2/175GK1385307SQ021191
公开日2002年12月18日 申请日期2002年5月10日 优先权日2001年5月10日
发明者林弘毅 申请人:佳能株式会社