专利名称：液体容器及喷墨打印装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液体容器，以及使用该液体容器的喷墨记录装置，该液体容器用于向例如作为记录部的笔或记录头及记录装置等使用液体的装置没有浪费且稳定地提供墨水等液体。
背景技术：
使用液体的装置，例如，在通过利用喷墨记录头向记录媒体上赋予作为液体的墨水而在记录媒体上形成图像的喷墨记录装置中，使记录头相对于记录媒体移动，在这一过程中通过进行墨水的喷射进行成像，以及，与此相反，使记录媒体相对于固定的记录头移动，在此过程中，通过进行喷墨来成像等。
作为用于这种喷墨记录装置等的记录头的墨水的供应方式，包括一种装载在滑架等上、墨水容器成一整体或可以分离地安装在往复移动(主扫描)的记录头上、从该墨水容器将墨水直接供应给记录头的称之为滑架搭载的方式。此外，还有与装载在滑架上的记录头分开地、将墨水容器固定地安装在记录装置的其它部位上，经由柔性管将墨水容器和记录头连接供应墨水的称之为管供应的方式，其中，也包括将起着墨水容器(主容器)与记录头的中间容器(副容器)作用的第二墨水容器装载在记录头或者滑架上、从该第二墨水容器将墨水直接供应给记录头的形式。
在这些方式中，在向记录头上直接供应墨水的墨水容器上，设置负压的机构，其作用在于能产生与形成在记录头的墨水喷出部上的弯曲液面的保持力平衡、充分防止从墨水喷出部泄漏墨水，并且使记录头的墨水喷出动作处于可能的范围内的适当的负压。
作为这种负压发生机构，可以在墨水容器内容纳浸渍保持墨水的海绵等多孔质构件，利用其墨水保持力产生适当的负压。
此外，也可以将墨水填充到利用具有弹性力、沿容积扩张方向发生张力的橡胶等材料形成的袋状构件内，利用该袋状构件所产生的张力，将负压作用到内部的墨水上。
进而，也可以用柔性薄膜形成袋状构件，通过在其内部或外部上接合将薄膜向袋状构件扩张溶剂的方向加载的弹簧等，使之发生负压。
但是，在上述所有机构中，伴随着墨水容器内的墨水剩余量的减少，负压有增强的倾向，当该负压的大小超过规定值时，变得不能稳定地向记录头供应墨水。从而，存在着不能将墨水完全消耗掉，墨水容器就不能使用的情况。
因此，为了不使负压的水平与规定的水准相比不会过分增大，有人提出了下面的几种机构。
比如，在日本专利申请公开特开平7-125240号公报或特开平7-125241号公报中，公开了通过在箱上设置疏水性膜和管状的通气口，而且在该管内配备球体，在内部的负压增大了的时候，把空气取入容器内部的构成。即，在这些公报中，公开了通过备有从外部连通到容器内的管状的通气口(套管)，将外径比套管的内径小的球体安装在设置于套管内壁的凸起肋上，用球体和套管形成大致环状的小孔的构成。该小孔选定为使墨水的毛细管现象将少量的墨水作为液体密封保持在小孔内的大小。此外，做成在容器内负压接近记录头的动作范围的极限的时候，该负压克服墨水的毛细管现象，液体密封成为无效的形状。即，这时，通过外部气体作为气泡进入容器内，缓和变成规定水平以上的内部负压。
此外，在特开平6-183023号公报中，公开了以下机构，其构成为在挠性片做成的墨水袋内对峙地配置带孔的板和带凸起的板并在它们之间设置弹簧部件，墨水余量减少时墨水袋收缩，当内部负压超过预定值时凸起插入到孔中，使带孔的板与挠性片剥离从而将空气引入容器内部。此外在该机构中，进行了空气的引入后带孔的板与挠性片紧密接触，利用其间的墨水的弯液面保持力，换言之液体密封来防止墨水泄漏。
但是，在这些方法中，在吸取空气的部分需要多个部件，伴随着该部位处的结构的复杂化。
另外，如图1A所示，收容容器T内在空气某种程度被引入其中的状态下因环境变化(外气压的降低或温度上升等)容器内的压力极端地变高的场合，如图1B所示，墨水从容器中被挤出，在应用于喷墨记录头的场合有时墨水通过墨水排出口N或通气口A漏出。在作为挠性片的袋状部件中收容液体的场合，可以期待容许空气的减压膨胀量而缓和内部压力的上升的某种程度的缓冲效应，但其也是有限的。
因此，在特开平7-125241号公报或特开平6-183023号公报中，公开了一种从容器的下部设置迷宫状的通路，通过压力上升使溢出的墨水在该部分内移动的方法。这种方法是有效的，但是，通过形成迷宫状凸轮，结构进一步复杂化，并且由于迷宫状通路的另一端通常与大气连通，所以，难免墨水有一定程度的蒸发。
此外，在这些现有例中，由于在墨水容器中设有直接引入大气的开口部，根据该开口部的大小或设置场所，在墨水容器内的墨水几乎都消耗尽亦即墨水容器内的墨水接近用完状态时，相对地讲墨水箱内的气体的量变得较多，在因大气引入而负压解除时有时墨水排除口或开口部(通气口)中的弯液面维持变得不完全，有导致墨水泄漏和与此相伴的大气引入的不完全性的可能。
特别是，在开口部(通气口)直接与内部的墨水接触的结构的情况下，为了防止从开口部泄漏墨水，必须正确地控制该开口部的开口面积及开口形状。
加之，由于容器内外的气压差，温度的上升及下降，作为单体使用墨水容器时的冲击及下落，特别是在逐行记录方式中在主扫描时作用的加速度等各种条件破坏液体密封时，即使内部的压力未达到规定值，空气也会被导入，或者反之，会发生墨水泄漏的不当之处。此外，这些条件是能够根据记录头及墨水容器的设计或墨水的物理性质等进行种种改变的，此外，还存在着有必要按照使用的形式，根据开口部的形状及尺寸、或者负压发生机构的基本结构等，使它们的设计最佳化的问题。
另外，在特开平6-183023号公报公开的技术中，由于它是一种从薄的板状构件与柔性片的微小间隙导入空气的结构，所以，借助液体侵入该间隙内时产生的毛细管力，使用于进行上述剥离的力发生变化，从而，存在着进行空气导入时的负压不稳定的问题。
发明内容
由上所述，本发明者等发现，在将空气导入液体容器内时，通过尽可能地不将所述导入用开口部设置在与液体接触的部分上，对于解决上述问题是有效的，进而，借此，如果开口部不与液体接触的话，没有必要严格规定其开口面积及开口形状等，同时增加设计上的自由度，从而实现本发明。
本发明鉴于上述情况，其目的是提供一种通过在容器内的恰当位置进行为了消除液体容器内强的负压而向容器内的空气导入，由此对负压进行稳定化、获得更高的可靠性的同时，即使相对于急剧的环境变化，也不会引起液体的泄漏，并且不会造成液体的浪费的液体容器(墨水容器等)以及使用这种液体容器的液体使用装置(喷墨记录装置等)。
在本发明的第一种形式中，提供一种液体容器，其包括液体容纳室，该液体容纳室至少在其一部分上具有划分出液体容纳空间的同时，伴随着前述液体向外部的供应而位移的可动构件，以及将该被容纳的液体供给至外部的液体供应口；允许从外部向前述容纳空间的内部导入气体、并且阻止液体从前述容纳空间向外部的导出用的单向阀；将前述单向阀和前述容纳空间之间接合、而将前述被导入的气体导向前述容纳空间的导入路径，
其中，在液体容器使用状态下，该导入路径的位于前述容纳空间侧的供供气口处于前述容纳空间内的上部位置处。
在本发明的第二种形式中，提供一种液体使用装置，所述液体使用装置能够与上述液体容器连接，使用从前述容纳空间供应的液体。
在本发明的第三种形式中，提供一种喷墨记录装置，所述喷墨记录装置利用容纳作为前述液体的墨水的上述液体容器、以及能够将从前述容纳空间内供应的墨水从墨水喷出口喷出的记录头进行记录。
在本发明的第四种形式中，提供一种喷墨盒，其包括作为容纳前述液体的墨水的液体容器，以及连接到该液体容器上、能够将从前述容纳空间供应的墨水从墨水喷出口喷出的记录头。
此外，在本说明书中，所谓“记录”不仅是指形成文字、图形等有含意的信息的情况，而且也广义地指，不管有无含意也不管是否是为了让人类通过视觉能感知到而显在化了的东西，只要在记录媒体上形成图像、图案、图形等，或者进行记录媒体的加工就属于本发明所说的纪录。
另外，所谓“记录媒体”不仅是指在一般的记录装置上所使用的纸张，而且也广义地指布、塑料薄膜、金属板等、玻璃、陶瓷、木材、皮革等可以接收墨水的东西。在下面说成“用纸”或简单地说成“纸”。
此外，所谓“墨水”是应与上述“记录”的定义同样广义地来解释的东西，指通过附在记录媒体上以便图像、图案、图形等的形成、记录媒体的加工或者墨水的处理(比如说给予到记录媒体的墨水中的颜料的凝固或不溶解)的液体。
本发明的上述以及其他的目的、效果、特征、优点通过下述的实施方式以及图的说明可以更加明了。
图1A及B是说明为了缓和伴随着液体(墨水)的消耗引起的负压的增大，将外部气体吸取到内部的现有技术的液体容器所存在的问题的说明图。
图2是用于本发明的第一种实施方式的液体容器，是表示一体地安装有喷墨记录头的墨水容器的一个例子的示意剖面图。
图3A～E是说明图2所示的墨水容器的动作用的说明图。
图4是表示图2所示的墨水容器的墨水容纳空间内的负压与墨水剩余量的关系的说明图。
图5是用于本发明的第二种实施方式的液体容器，是表示一体地安装有喷墨记录头的墨水容器的一个例子的示意剖面图。
图6A～C是用于说明图5所示的墨水容器的动作的说明图。
图7是用于本发明的第三种实施方式的液体容器，是表示一体地安装有喷墨记录头的墨水容器的一个例子的示意剖面图。
图8A～C是用于说明图7所示的墨水容器的动作的说明图。
图9是表示用于本发明的第四实施方式的液体容器的主要部分的示意剖面图。
图10是表示用于本发明的第五实施方式的液体容器的主要部分的示意剖面图。
图11是表示本发明所适用的作为液体使用装置的喷墨记录装置的结构例的示意透视图。
具体实施例方式
下面参照附图详细地说明本发明。
以下，对本发明应用于喷墨记录装置的诸实施方式进行说明。也就是说，液体容器收容用于供给到喷墨记录头的墨水，由此在以下的说明中也有时把“液体”表达成“墨水”。特别是，本发明对于包含彩色材料的墨水是有效的，由于对于成分中有颜料的墨水，能够确保更加优良的墨水供给生，所以是理想的。
(第一种实施方式)图2是本发明的第一种实施方式中使用的液体容器，在液体容器1上，成一整体地安装有喷墨记录头20(下面，简单地称之为“记录头”)。这里，液体容器(下面称之为“墨水容器”)，大致由划分出墨水容纳空间10A的墨水容纳室10、以及在使用时的状态下(图中所示的状态)位于墨水容纳室的上方的阀室30两个室构成，该两个室用空气导入路径17将其相互之间内部连通。同时，在墨水容纳室10内，填充有用于从记录头20喷出的墨水，供应给记录头20。因此，通过空气导入路径17在使用时的状态下位于墨水容纳室的上方，使成为空气的出口的供气口17A也位于墨水容纳室的内的上部。
此外，在记录头20中墨水的喷出方式没有特定限制，例如，作为喷出墨水用的能量，可以利用从电热转换体发生的热能。在这种情况下，由电热转换体发热，使墨水产生膜沸腾，利用这时的发泡能量，可以使墨水从墨水喷出口喷出。
在墨水容纳室10的一部分上，配置作为可动部的可动构件11，在该部分与外包装13之间划分出容纳墨水的空间。相对于从该可动构件11观察到的墨水容纳空间10A的外侧空间，即在图中相对于可动构件11的右侧空间，通过大气连通口12向大气敞开，其气压等于大气压。进而，在该墨水容纳空间10A内，除设置在下方的墨水供应口18、以及与阀室30之间的空气导入路径17之外，形成实质上密闭的空间。
外包装13，在划分出上述墨水容纳空间10A的同时，还起着作为保护可动构件11不受外力的壳体的作用。本例中的可动构件11由可变形的柔性膜(片状构件)形成，其中央部分由作为平板状的支承构件的支承板14限制其形状，其周缘部分能够变形。同时，该可动构件11，其中央部分成凸状，侧面形状成为大致的梯形。该可动构件11，如后面所述，根据墨水容纳空间10A的墨水量的变化及压力的变动而变形。这时，可动构件11的周边部分均衡地伸缩变形，该可动构件11的中央部分保持基本上垂直的状态不变，沿图的左右方向平行移动。这样，由于可动构件11顺滑地进行变形(移动)，伴随着它的变形不会发生冲击，也不会产生因冲击引起的在墨水容纳空间的异常压力变化。
此外，在墨水容纳空间10A内，设置压缩弹簧形式的弹簧构件15，通过该弹簧构件15产生经由支承板14对可动构件11向图的右方向加载的推压力，由此能形成适当范围内的负压，以平衡形成在记录头20的墨水喷出部上的弯液面的保持力，从而使记录头的墨水喷出动作正常进行。此外，图2的状态，表示墨水基本上完全填充到墨水容纳空间10A内的状态，在这种状态，弹簧构件15处于被压缩状态，在墨水容纳空间内产生适当的负压。
记录头20与墨水容纳室10的结合，通过将设于记录头上的供应管21插入墨水供应室10内完成。借此，两者进行流体结合，能够向记录头20供应墨水。此外，通过在该供应管21的周围，安装密封件24，将供应管21和墨水容纳室10可靠地贴紧。此外，在供应管21的内部配备有过滤器23，防止混入到所供应的墨水中的杂质流入记录头20内。
接下来，对阀室30进行说明。阀室30经由空气导入路径17与墨水容纳空间10A之间内部连通。在本例中，在空气导入路径17的形成构件上采用内径0.2mm的不锈钢制的管。进而，为了提高空气导入路径17的外周部周围的密封性，在不锈钢制的管的周围安装橡胶制的密封构件38。
在阀室30内，设置具有作为单向阀的结构部件的开口部36而成为阀闭锁构件的阀闭锁板34，以及密闭开口部36的阀密封构件37，进而，阀闭锁板34与柔性片31接合，开口部36贯穿闭锁板34和柔性片31。进而，在该阀室30内，除空气导入路径17和开口部36之外，保持实质上的密闭空间。同时，从柔性片31起图中上侧的空间，由大气连通口32接通大气，其内部压力等于大气压力。同时，阀室30的外包装33，起着保护柔性片31不受外力的壳体的作用。
此外，该柔性片31的除与中央部分的阀闭锁板接合的部分之外的周缘部分能够变形，中央部分凸出，侧面的形状基本上为梯形。通过这种结构，阀闭锁板34的上下滑动能够顺滑地进行。
在阀室30的内部，作为限制阀的开启动作用的阀限制构件，设置阀限制弹簧35。这里，阀限制弹簧35也处于稍稍被压缩的状态，借助该压缩的反作用力，将阀闭锁构件34向图的上方推压。借助该阀限制弹簧35的伸缩使阀密封构件37对开口部36进行贴紧/离开，从而起到作为阀的功能，进而，成为为只允许从大气连通口32经由开口部36将气体导入阀室内部的单向阀的机构。
这里，作为阀密封构件37，能够可靠地将开口部36密闭即可。即，只要具有至少与开口部接触的部位能够可靠地将开口面密封的形状就足够了，只要能够确保贴紧状态，其材质没有特定的限制。但是，这种贴紧是利用限制弹簧35的伸长力而实现的，所以，优选地，利用借助该伸长力的作用而动作且容易追随柔性片31和阀闭锁板34的材料，即，利用具有收缩性的橡胶等弹性体形成阀密封构件37。
下面，用图3A～E说明由上述结构形成的本实施方式的墨水容器的动作。
图3A表示在墨水容纳空间内将墨水填充得足够满的状态。这时，由于弹簧构件15处于被压缩状态，所以，与这种压缩变形量相应的伸长力(压缩产生的反作用力)经由支承板14作用到可动构件11上。此外，这时的伸长力的方向为图2的向右侧的方向、即向弹簧构件15伸长的方向作用，这时，在墨水容纳空间10A内作用的压力，指向室的内侧。即，由于这里作用的压力，是将墨水吸入内部的方向，所以，如果把大气压作为“0”的话，该压力成为具有负的符号的值(负压)。
这样，通过在墨水容纳空间内作用负压，相对于记录头20内的喷出墨水用的喷嘴的弯液面，也作用有负压，防止从设于记录头20上的墨水喷出口泄漏墨水。
另一方面，在这种状态时，在阀室30内，处于开口部36被阀密封构件37密闭的状态。此外，在该阀室30内经由位于与墨水容纳空间10A之间的空气导入路径17，作用着前述负压。但是，在该阀室30内，还作用有阀限制弹簧35的伸长力，通过相对于内部的负压，将由阀限制弹簧35和阀闭锁板34产生的克服负压的力保持在较大的状态，保持单向阀的密闭性。
进而，随着从记录头20进行喷墨，墨水容纳空间10A的墨水剩余量减少，与此相伴，墨水容纳空间10A内的负压不断增强。
图4表示墨水容纳空间10A内的负压与墨水剩余量之间的关系。当从图3A的状态墨水继续消耗时，变成图3B所示的状态，伴随着墨水量的减少，作为密闭空间的墨水容纳空间10A内的体积也实质上逐渐在减少，从而，可动构件11向图的左方移动。随着该可动构件11的位移，支承板14也向左方移动，弹簧构件15也进行压缩。这种弹簧构件15的进行压缩，意味着其伸长力的增大，负压也从图4的a点增强到b点。
通过从该图3B的状态，墨水进一步进行消耗，可动构件11的位置也进一步向左方位移，变成图3C的状态。借此，容纳室10内的负压进一步增强，负压也变化到图4中的c点。在这种状态，墨水容纳室10内的负压与阀室30内的阀限制构件34产生的作用力平衡。
由于到此为止，由阀限制弹簧35造成的阀密封构件37的压接状态没有发生变化，所以，此后，如果墨水继续消耗，负压继续增强的话，将无法维持由限制弹簧35的力而实现的阀密封构件37对阀室30内的开口部36所进行的密闭。这就是图3D的状态，负压变化到图4中的d点。在达到这一关系的瞬间，开口部36被密封构件37的密闭被解除。
其结果是，如图3D的箭头所示，产生从上向下的从开口部36来的空气的流入，进而，经由空气导入路径17，由位于将下方端部的空气导入口17A被吸入到墨水容纳空间10A。通过这种大气的吸入，已被减少的墨水容纳空间10A内的容积增大，同时，已经增强的负压，向相反的变弱的方向变化。与此相伴，在阀室30内，通过阀限制弹簧35的伸张力战胜负压，开口部36和密封构件37再次贴紧。这是图3E所示的状态，负压也从图4的d点变化到e点。
然后，当墨水进一步消耗时，变成在图3D的状态与图3E的状态之间推移的情况，如图4e点以后的曲线所示，负压的变化变得非常小，基本上保持恒定的负压值，墨水进一步进行消耗。即，即使这样继续消耗墨水，由于重复图3D的状态和图3E的状态，所以，在墨水的消耗到达某一程度之后，墨水容纳空间10A内的负压不会增强到超出所需的负压，一直保持稳定的喷出状态，能够将墨水容纳空间10A内的墨水用光。
如上所述，通过使阀室30相对于墨水容纳室10位于上方的位置处，从阀使向墨水容纳室流入空气的空气导入路径的开口部处于墨水容纳室的上方。借此，空气流不通过墨水当中，只在空气部分中进行。因此，能够可靠地吸入进行负压调整用的空气，使之变得非常稳定。此外，由于在墨水中不会发生气泡，所以，可以防止气泡被运送到记录头20侧那样的问题。
(第二种实施方式)在第一种实施方式中，在使用时的状态下，阀室位于墨水容纳室的上方，但不受该位置的限制，通过恰当地构成空气导入路径，也可以达到预期的目的。
图5是本发明的第二种实施方式中使用的液体容器，和第一种实施方式同样的记录头20成一整体地安装在液体容器2上。这里，液体容器(下面，也称之为“墨水容器”)，大致由划分出墨水容纳空间40A的墨水容纳室40、阀室30、空气导入路径容纳室50三个室构成，墨水容纳室40和阀室30经由配置在空气导入路径容纳室50内的空气导入路径51将其内部连通。同时，在墨水容纳室40A内填充用于从记录头20喷出的墨水，供应给记录头20。此外，用于本例的阀室，也和根据第一种实施方式的图2所示的阀室一样，只是其相对于油墨容纳室安装的部位及其方向不同，所以，参照并赋予和图1相同的标号。
在墨水容纳室40的一部分上配置作为可动部的可动构件41，在该部分与外包装43之间划分出容纳墨水的空间。从该可动构件41所看到的相对于墨水容纳空间40A的外侧空间，即，图中相对于可动构件41的上侧的空间，通过大气连通口42向大气敞开，其内部压力与大气压相等。进而，在该墨水容纳空间40A内，除通向设于设置在下方的墨水供应口48及阀室30之间的空气导入路径51的连通部之外的部分，实质上形成密闭空间。
外包装43划分出上述墨水容纳空间40A的同时，还起着保护可动构件41不受外力的壳体的作用。本例的可动构件41也和第一种实施方式一样，由可变形的柔性膜(片状构件)形成，其中央部分被作为平板状的支承构件的支承板44限制其形状，其周缘部分能够进行变形。同时，该可动构件41，其中央部分呈凸出状，侧面的形状呈大致的梯形。该可动构件41如后面所述，随着墨水容纳空间40A内的墨水量的变化及压力变动而变形。这时，可动构件41的周边部分均衡地进行伸缩变形，该可动构件41的中央部分保持在基本上水平的状态不动，而沿图中的上下方向平行移动。这样，由于可动构件41顺滑地变形(移动)，所以，不会伴随着该变形产生冲击，也不会产生因冲击引起的墨水容纳空间的异常压力变动。
此外，在墨水容纳空间40A内，设置压缩弹簧形式的弹簧构件45，该弹簧构件45能产生经由支承板44对可动构件41向图中的上方加载的推压力，由此产生使记录头的墨水喷出动作正常进行的在一定范围内的负压，以平衡形成在记录头20的墨水喷出部上的弯液面的保持力。此外，图5的状态，表示在墨水容纳空间40A内基本上完全填充满墨水的状态，即使在这种状态下，弹簧构件45也处于被压缩的状态，在墨水容纳空间内产生恰当的负压。此外，墨水不充满墨水容纳空间40A的全部，以残留少量的空气的方式填充。借此，在由于液体容器2的周围的环境温度及气压变化引起的墨水容纳空间40A的内部压力变化，内部体积发生膨胀及收缩时，对于膨胀、收缩量更大的空气的部分，其变化量由弹簧构件45的伸长、收缩力进行吸收。
记录头20与墨水容纳室40的结合，与上述实施方式1同样地进行。
接下来，对于阀室30进行说明。阀室30经由空气导入路径51与墨水容纳空间40A之间内部连通。在本例中，对于空气导入路径51的形成构件采用内径1mm的不锈钢管。进而，为了提高空气导入路径51的外周部周围的密闭性，在不锈钢管的周围安装橡胶制的密封构件38。
在阀室30上设置具有作为构成单向阀的结构部件的开口部36而成为阀闭锁构件的阀闭锁板34，以及将开口部36密闭的阀密封构件37，进而，阀闭锁板34与柔性片31接合，开口部36贯穿闭锁板34及柔性片31。进而，在该阀室30内，除向空气导入路径51的连通部及开口部36之外，实质上维持密闭空间。同时，由柔性片31起的图中下侧的空间，由大气连通口32通向大气，内部压力等于大气压。同时，阀室30的外包装33，还起着保护柔性片31不受外力的壳体的作用。
此外，该柔性片31除与中央的阀闭锁板接合的部分之外的周缘部分能够变形，中央部分呈凸出状，侧面形状基本上为梯形。通过这种结构，阀闭锁板34的上下移动顺滑地进行。
在阀室30的内部，作为限制阀的开启动作用的阀限制构件，设置阀限制弹簧35。这里，阀限制弹簧35也处于稍稍被压缩的状态，借助该压缩的反作用力，将阀闭锁构件34向图的下方推压。通过借助该阀限制弹簧35的伸缩，相对于开口部36进行阀密封构件37的贴紧/离开，完成作为阀的功能，进而，构成只允许从大气连通口32经由开口部36向阀室内部导入气体的单向阀机构。
如上所述，墨水容纳空间40A与阀室30的内部空间之间经由空气导入路径51被连通，但这里，在空气导入路径51的另一个端部上进一步连接管52，贯穿间隔壁53插入到墨水容纳空间40A内。在与橡胶制的密封构件55贴紧的状态下覆盖空气导入路径51和管52的连结部的周围的同时，利用该密封构件55保持空气导入路径以及穿透有管的间隔部53的部分的密闭性。进而，在间隔壁53上设置大气连通口54，使空气导入路径容纳室50内的空气导入路径51的外侧的压力等于大气压。
这样，由于管52连接到空气导入路径51上，所以，从阀室30被导入的空气，经由空气导入路径51，从管52的另一端的开口部流入墨水容纳空间40A内，该部分起着作为向容纳空间内部的供气口的作用。这里作为管52，采用柔软的并且具有柔性的有机硅管，供气口52A接合到可动构件41的片的内侧(墨水容纳空间侧)上。
这样，管52追随可动构件41的移动，并且，管的供气口52A位于墨水容纳空间的上部的位置处。进而，在本例中，在最大限度地填充墨水时，由于在上部也残存少量的空气，所以，在液体容器2处于通常的静置状态时，供气口52A不能触及墨水。此外，在整个液体容器2倾斜的情况下，即使该供气口52A触及墨水，但由于墨水的弯液面力，墨水也很难侵入管52及空气导入路径51的内部，此外，即使液体容器2的周围发生温度变动及气压变化，由于气体比液体更容易膨胀，以及空气导入路径51的另一端通常连接到作为密闭空间的阀室30，所以，墨水不会进入该管内。
进而，利用图6A～C说明由具有图5构成的本实施方式的墨水容器的动作。
但伴随着墨水从记录头20的喷出，墨水容纳空间40A内的墨水减少时，该墨水容纳空间40A内部的容积减少。与此相伴，可动构件41和支承板44一起，向图的下方移动变形，同时弹簧45也被压缩。借助该弹簧的压缩动作，墨水容纳空间40A内部的负压增强。同时，该负压经由管52及空气导入路径51一直作用到阀室30内。当在阀室内阀限制弹簧35的压缩产生的反作用力对于该负压增强时，开口部36被阀密封构件37密闭。
这一过程进一步进行，从图5变化后的状态示于图6A。在图6A中，表示出即使墨水被消耗，支承板44下降，墨水容纳空间40A内部的负压增强，由上述阀限制弹簧36产生的力相对地增大，开口部36仍被密闭，而使这两种力相互平衡的状态。
从而，当从这种状态起，墨水继续消耗时，在该瞬间，墨水容纳室40A内的负压增大到阀室30内的阀限制弹簧35不能将开口部保持在贴紧的状态，如图6B所示，阀闭锁构件34和柔性片31位移到上方。借此，开口部36与空气连通，空气从这里进入阀室内部。进入的空气经由空气导入路径51和管52，由供气口52A导入到墨水容纳空间40A内。
由于通过这种空气的导入，墨水容纳空间40A内的容积增大，所以，由弹簧45的伸长力将支承板44推向上方，可动构件41的变形复原。利用该动作，墨水容纳空间40A内部的负压减弱。与此相伴，在阀室内，阀限制弹簧35由先前的压缩的反作用力伸长，通过使阀闭锁构件34向下方移动，柔性片31的变形也复原，再次用密封构件37将开口部36密闭。这种状态示于图6C。
当墨水从这种状态进一步消耗时，再次接近图6A的状态时，重复前述动作。将这种动作一直重复到墨水容纳空间40A的内部没有墨水为止，可以将墨水用光。
在这一系列的动作中，管52的作为空气出口的供气口52A总是维持在不与作为液体的墨水接触的状态。即，被容纳的墨水除向记录头20供应之外，不会被导出到外部。
(第三种实施方式)图7是表示本发明的第三种实施方式中用的液体容器。在图5所示的第二种实施方式中，将划分出墨水容纳空间的可动构件形成侧截面大致为等腰梯形，对周缘部进行支承，但在本例的可动构件61中，具有在顶面形成的平坦的连续部分，将该部分的端部，利用间隔壁73支承在容器60的上部。此外，通过制成向间隔壁73侧延长的结构的支承板64，可动构件61在图的右侧部分不能伸缩变形。
此外，空气导入路径71在可动构件支承位置附近的部位与容纳空间上部连通地构成，与第二种实施方式不同，不与管连接。即，利用空气导入路径71的墨水容纳空间60A侧的开口部71A形成供气口。此外，该开口部71A与间隔壁73的墨水容纳空间60A侧的面大致在同一个平面上，或者，优选从该平面向墨水容纳空间60A侧稍稍凸出的位置上。此外，该空气导入路径71贯穿间隔壁73，但在该部分，设有贴紧覆盖于空气导入路径71的周围并保持与间隔壁73之间的密闭性的橡胶制的密封构件75。进而，在比间隔壁73支承可动构件的位置更靠上部的部位上，设置大气连通口74，使空气导入路径容纳室70内的空气导入路径71的外侧的压力处于大气压下。此外，这里使用的空气导入路径71为内径0.5mm的不锈钢制的管。对于其它部分的结构，和第二种实施方式相同，所以，省略其说明。
进而，用图8A～C说明具有图7所示的结构的本实施方式的墨水容器的动作。
当伴随着墨水从记录头20的喷出，墨水容纳空间60A内的墨水不断减少时，该墨水容纳空间60A内部的容积减少。与此相伴，可动构件61和支承板64一起向图的下方移动变形，在本例中，实质上可动构件61可伸缩的部分，只是图7中的左侧部分，所以，如图8A所示，支承板64以倾斜的形式位移。但是，通过这种形式的位移，弹簧65被压缩，借助该弹簧的压缩动作，墨水容纳空间60A内部的负压增强。同时，该负压经由空气导入路径71一直作用到阀室30内。当该负压阀室内的阀限制弹簧35的相对于压缩产生的反作用力较强时，开口部36被密封构件37密闭。
这一过程继续进行，从图7的状态变化之后的状态如图8A所示。在图8A中所示的状态下，虽然墨水消耗，支承板64下降，墨水容纳空间60A内部的负压增强，但上述由阀限制弹簧35产生的力相对地较大，开口部36仍被密闭，这两种力处于平衡。
从而，当从这种状态开始，墨水被继续消耗时，在这一瞬间，墨水容纳室60A内的负压增大到阀室30内的阀限制弹簧35不能再维持开口部的贴紧状态，如图8B所示，阀闭锁构件34和柔性片31位移到上方。借此，开口部36与大气连通，空气从这里进入阀室内部。进入的空气经由空气导入路径71由供气口71A被导入到墨水容纳空间60A。
由于通过这种空气的导入墨水容纳空间60A内的容积增大，所以，借助弹簧构件65的伸长力支承板64被推向上方，可动构件61的变形复原，借助该动作，墨水容纳空间60A内部的负压也变弱。与此相伴，在阀室内，阀限制弹簧35也因先前的压缩反作用力而伸长，通过使阀闭锁构件34向下方移动，柔性片31的变形也复原，开口部36再次被密封构件37密闭。这种状态示于图8C。
当墨水从这种状态进一步消耗，再次接近于图8A所示的状态时，前述动作重复进行。这些动作一直重复到墨水容纳空间60A的内部没有墨水为止，能够将墨水用光。
在这一系列的动作中，在空气导入路径71中作为空气出口的供气口71A，总是保持在不与作为液体的墨水接触的状态。进而，由于可动构件61靠近供气口71A的一侧几乎不会变形，所以，可以更有效地防止墨水与供气口71A的接触。即，所容纳的墨水除对记录头20进行供应之外，不会被导出到外部。
(第四种实施方式)图9是表示根据第三种实施方式的变形例的本发明的第四种实施方式。该图表示液体容器的主要部分，特别是以设置空气导入路径的部分为中心进行表示。
在本例中，在空气导入路径71的供气口的部分上安装疏水性透气膜80。该疏水性透气膜80，可以利用压接、熔敷等公知技术进行安装。通过该疏水性透气膜80的安装，可以更有效地防止墨水侵入空气导入路径71的内部。
进而，由于能够利用该疏水性透气膜80的部分隔断空气导入路径71与墨水容纳空间60A之间的液体的流通，所以，可以无需维持在此之前说明的保持供气口处的弯液面。从而，能够将空气导入路径71的内径设定得很大。即，在前述第三种实施方式中，内径为0.5mm，而这里则可以制成2mm的内径。这样，由于即使设定成大的内径也可以防止墨水侵入空气导入路径，所以，可以增加空气导入路径的材质选择及设计自由度。
(第五种实施方式)图10是表示根据第三种实施方式的又一变形例的本发明的第五种实施方式。该图表示液体容器的主要部分，特别是以设置空气导入路径的部分为中心进行表示。
在本例中，在空气导入路径71内部的供气口附近，设置由聚氨基甲酸乙酯性的发泡多孔质体构成的多孔质构件90。该多孔质构件90与空气导入路径71的内径相匹配，形成具有适合于固定在管内的尺寸形状，并被插入管内。
借助这种结构，即使墨水进入墨水的空气导入路径71内，也会被多孔质构件90吸收并保持，由于不会使墨水向前移动，所以，可以有效地防止墨水向阀室的移动。此外，和在第四种实施方式中所述的一样，不必保持供气口处的弯液面。从而，能够将空气导入路径71的内径设定得较大。即，在前述第三种实施方式中的内径为0.5mm，在本实施方式中，即使设定成2mm等比较大的内径，也可以防止墨水进入空气导入路径，所以，可以增大空气导入路径的材质选择及设计的自由度。
此外，也可以在本例的供气口的部分上设置第四种实施方式中说明的疏水性透气膜。在这种情况下，可以以更高的可靠性防止墨水侵入空气导入路径内。
(喷墨记录装置的结构例)图11是说明作为能够应用本发明的液体使用装置的喷墨记录装置的结构例的图示。
本例的记录装置150是逐行扫描方式的喷墨记录装置，利用导向轴151、152，将滑架153沿箭头A的主扫描方向自由移动地进行导向。滑架153借助滑架马达以及传递其驱动力的带等驱动力传递机构，沿主扫描方向往复运动。在滑架153上，装载有记录头(图11中没有示出)，以及向该记录头供应墨水的上述各个实施方式中的任何一种的墨水容器。它们也可以如图所示成一整体地构成喷墨盒154。作为记录媒体的纸张P，从设于装置的前端部上的插入口155插入后，在将其运送方向反转后，由进给辊156向箭头B的副扫描方向运送。记录装置150一边使记录头在主扫描方向上移动，一边通过反复进行向在压纸台157上的纸张P的记录区域喷出墨水的动作，以及将纸张P沿副扫描方向运送对应于其记录宽度的距离的运送动作，在纸张P上依次记录图像。
对于记录头而言，作为喷出墨水用的能量，可以利用从电热转换体发生的热能。在这种情况下，利用电热转换体发出的热使墨水产生膜沸腾，通过这时的发泡能量，可以从墨水喷出口喷出墨水。此外，在记录头中的墨水的喷出方式，并不局限于利用这种电热转换体的方式，例如，也可以是采用压电元件喷出墨水的方式等。
在滑架153的移动区域中图11中的左端，设置与装载在滑架153上的记录头的墨水喷出口的形成面相向的恢复系统单元(恢复处理机构)158。在恢复系统单元158上，配备能够将记录头的墨水喷出口盖住的盖，以及能够在该盖内导入负压的吸引泵等，通过向覆盖墨水喷出口的盖内导入负压，将墨水从墨水喷出口吸引排出，进行可以保持记录头的良好的喷出状态的恢复处理(也称作“吸引恢复处理”)。此外，通过使墨水从墨水喷出口向盖内喷出，也可以进行保持记录头的良好的喷出状态的恢复处理(也称作“喷出恢复处理”)。
(其它)此外，如上所述，对用于产生负压而设置在墨水容纳空间内部的压缩弹簧的形式进行了说明，但是，这种弹簧也可以是设置在墨水容纳空间之外的拉簧的形式。即，在可动构件与形成液体容器的外包装构件之间设置拉簧，也可以获得相同的作用。此外，对于设置在阀室内的弹簧也可以做同样的考虑。
此外，形成墨水容器的墨水容纳室的空间的内壁，只要是能够设置在不与容纳在内部的墨水接触的比墨水的液面高的位置上即可，除上述各个实施方式中那样将其一部分用能够变形的柔性膜等可动构件构成之外，也可以整体用这种构件构成。同样地，代替设置这种可变形的构件，也可以是在一部分上具有按照容纳空间的内部容积进行位移的构件。
进而，在将空气导入路径设置在容纳室内的实施方式中，没有必要使构成空气导入路径的构件的周围形成空间，在该空间内可以配置任何一种构件，或者插入填充物，此外，也可以用外包装部的材料埋入该空间部分内。特别是，当空间部分用外包装部的材料填充时，不必用作为另外的构件的管形成空气导入路径，可以形成将其内部挖成管状的空气导入路径。在这种情况下，由于无需另外的构件，所以对于组装和降低成本方面是有效的。
此外，墨水容器只要是能够容纳墨水的结构即可，无需预先容纳墨水。
进而，墨水容器可以是与记录头不能分离的或者能够分离的一体化的结构，或者，也可以是与记录头分体设置并经由管等向记录头供应墨水的结构。
上面对将本发明用于向记录头供应墨水的墨水容器的情况进行了说明，但本发明也适用于向作为记录部的笔供应墨水的供应部。
此外，本发明除这样的各种记录装置之外，也可以适用于供应饮料水及液体调味料等各种液体用的装置，或者也可以适用于供应药品等的医疗领域等非常广的范围内。
如上面说明的那样，根据本发明，为了能将液体容器内的液体(墨水等)消耗光，而使内部的负压基本上保持恒定，同时，在适当的位置上进行为了将液体容器内的负压保持在适当的值的空气的导入，所以，不会发生墨水的泄漏等。此外，空气的导入不通过墨水之中，而是在液体容器内的气相部分进行，所以，除能够可靠地进行空气的导入之外，在墨水中也不会发生气泡。进而，由于内部的负压的发生机构由具有伸缩力的构件所控制，所以，例如可以吸收例如由温度上升及减压等液体容器的周围环境的变化引起的导入液体容器内的空气的膨胀，不会引起意外的液体的泄漏。同时，借此，不会产生无用的液体消耗，对降低运行成本作出贡献。并且，本发明能以少量的部件来实现上述效果。另外，在将本发明用于喷墨记录头的情况下，可以随时获得稳定的喷出特性，有助于记录质量的稳定化及提高。
权利要求
1.一种液体容器，其包括液体容纳室，该液体容纳室至少在其一部分上具有在划分出液体容纳空间的同时，能伴随着向前述液体向外部的供应而发生位移的可动构件，以及将该被容纳的液体供给至外部的液体供应口；单向阀，该单向阀用于允许从外部向前述容纳空间的内部导入气体，并且阻止液体从前述容纳空间向外部的导出；导入路径，该导入路径将前述单向阀和前述容纳空间之间接合，并将前述被导入的气体导向至前述容纳空间，其中，在该液体容器使用的状态下，该导入路径的位于前述容纳空间侧的供气口，位于前述容纳空间内的上部。
2.如权利要求1所述的液体容器，其中，前述导入路径的至少一部分能够追随前述可动构件的位移而移动，而前述导入路径包含前述供气口。
3.如权利要求2所述的液体容器，其中，前述导入路径的前述至少一部分用具有柔性的管形成。
4.如权利要求1所述的液体容器，其中，在该液体容器的使用状态下，前述供气口位于比容纳在前述容纳空间内的液体的液面高的部位处。
5.如权利要求1所述的液体容器，其中，在前述供气口上配置疏水性的透气膜。
6.如权利要求1所述的液体容器，其中，在前述导入路径内具有液体吸收构件。
7.如权利要求6所述的液体容器，其中，前述液体吸收构件由多孔质材构成。
8.一种液体使用装置，其能够连接到如权利要求1所述的液体容器上，并使用从前述容纳空间供应来的液体。
9.如权利要求1所述的液体容器，其中容纳作为前述液体的用于记录的墨水。
10.一种喷墨记录装置，其利用权利要求9所述的液体容器以及能够从墨水喷出口喷出从前述容纳空间供应的墨水的记录头进行记录。
11.一种喷墨盒，其包括如权利要求9所述的液体容器，以及连接于该液体容器并能从墨水喷出口喷出从前述容纳空间供应来的墨水的记录头。
12.如权利要求1所述的液体容器，其中前述单向阀具有密封构件，该密封构件使将空气导入前述容纳空间的前述导入路径相对于大气密封；以及加载构件，该加载构件用于施加实施前述密封的载荷，其中，当前述容纳空间内的压力低于规定压力时，该单向阀通过克服前述加载构件的加载力，能够使前述导入路径与大气连通而开放。
全文摘要
一种液体容器，其包括具有在划分出液体容纳空间的同时能伴随着向液体向外部的供应而发生位移的可动构件，以及将被容纳的液体供应给至外部的液体供应口的液体容纳室；用于允许从外部向容纳空间的内部导入气体，并且阻止液体从容纳空间向外部的导出的单向阀；将单向阀和容纳空间之间接合，并将被导入的气体导向至容纳空间的导入路径，其中，在该液体容器使用的状态下，该导入路径的位于容纳空间侧的供气口，位于容纳空间内的上部。借此，能够将内部的负压基本上保持恒定，从而能使液体用光。此外，为将液体容器内的负压保持在恰当值而进行的空气的导入在液体容器的气相部分中进行，所以，不会发生墨水泄漏等，能够可靠地进行空气的导入。
文档编号B41J2/175GK1506225SQ2003101172
公开日2004年6月23日 申请日期2003年12月10日 优先权日2002年12月10日
发明者桑原伸行, 石永博之, 大桥哲也, 井上良二, 小仓英干, 之, 也, 二, 干 申请人:佳能株式会社