专利名称：压差调节阀单元、液体盒以及装配液体盒的方法
技术领域：
本发明涉及压差调节阀单元、液体盒以及装配液体盒的方法。更具体而言，本发明涉及压差调节阀单元、液体盒以及装配液体盒的方法，其中所述液体盒当安装在液体喷射装置上时向液体喷射装置供应液体。
背景技术：
本发明要求以下日本专利申请的优先权2002年12月13日提出的No.2002-362963和2003年7月31日提出的No.2003-205103，在此通过引用，其内容被包含在本申请中。
在喷墨式记录装置中，在将容纳有墨水的墨盒安装到喷墨式记录装置的支座上时，将墨水供应给记录头。此处，墨水、喷墨式记录装置和墨盒分别是液体、液体喷射装置和液体盒的例子。
例如，墨盒设置有墨水容纳区，用于容纳墨水；阀构件，基于墨水容纳区侧与记录头侧之间的压力差来操作；和大气阀，用于将墨水容纳区和大气连通。此墨盒被安装到喷墨式记录装置的支座上，从而大气阀容许墨水容纳区和大气连通。另外，在墨盒被安装到支座上的状态下，由于记录头消耗墨水而在阀构件中出现压力差，使得阀构件的中心部分因为所述压力差而弹性变形，从而如日本公开专利申请No.1999-170558所公开的，墨水从墨水容纳区被供应到记录头。
在上述墨盒中，阀构件具有相对于中心部分难以弹性变形的外缘部分，并且所述外缘部分是通过超声焊接被固定到墨盒上。因此，有一个问题就是超声焊接所产生的灰尘会混入墨水中。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种压差调节阀单元、一种液体盒以及一种装配液体盒的方法，能够克服伴随传统技术的上述缺点。通过在本发明的独立权利要求中所说明的组合，可以实现上述及其它目的。本发明的从属权利要求阐述了本发明的其它有益的和示范性的组合。
根据本发明的第一方面，一种液体盒包括以下部分液体容纳区，用于容纳液体；盒体，包括将液体容纳区中的液体向外供应的液体供应部分；阀构件，容纳于形成在盒体处的凹入部分中，当液体容纳区和液体供应部分之间出现压力差时被打开；和阀盖，用于当配合装入凹入部分时固定阀构件，此外还用于将阀构件的外周压向凹入部分中的壁面，其中在凹入部分中的壁面的一个与阀构件相接触的表面上形成突起，所述突起和阀构件沿着阀构件的外周受压接触。
因此，由于凹入部分中壁面的突起和阀构件受压接触而使得阀构件被安装到盒体上，所以可以通过阀构件和突起容易地安装阀构件而不用超声焊接。此外，因为不需要超声焊接，所以由其引起的灰尘不会出现，使得无需清除灰尘并可以防止灰尘混入墨水中。
在以上液体盒中，阀盖可包括阀构件接触部分，其面对固定阀构件的突起，用于在和阀构件接触时将阀构件压向突起。
因此，接触部分可以可靠地将阀构件安装到突起。
以上液体盒还可包括用于密封的密封构件，将阀盖的与阀构件位于其上的表面相反的外表面和盒体的围绕阀盖的外表面的壁面向阀盖和突起相接触的方向推动，其中凹入部分形成于盒体的所述壁面上。
因此，由于密封构件将阀盖安装到所述壁面侧，阀盖被更可靠地安装到所述壁面上，并可以提高突起和阀构件之间的液体密闭性。
在以上液体盒中，阀构件可由弹性材料形成，而且突起是在受压接触下使阀构件变形。因此，可以容易地用阀构件和突起可靠地安装阀构件而不用超声焊接。
根据本发明的第二方面，一种压差调节阀单元包括用于容纳液体的液体容纳区和容纳在盒体中的阀构件，所述盒体包括用于将所述液体容纳区中的液体向外供应的液体供应部分，当液体容纳区和液体供应部分之间出现压力差时所述压差调节阀单元被打开，所述压差调节阀单元包括阀盖，包括阀构件和阀构件固定部分，所述阀构件可根据压力差而弹性变形并包括呈圆柱形的外缘部分，所述阀构件固定部分基本呈圆柱形并通过被插入阀构件的外缘部分中来固定外缘部分；和推动构件，位于阀构件和阀盖之间，用于向远离阀盖的方向推动阀构件。
因此，由于阀构件和推动构件固定在阀盖中而形成压差调节阀单元，容易将它们相互定位。此外，由于推动构件被固定在阀构件和阀盖之间，所以不需要夹具来将推动构件安装到液体盒上。因此，可以容易地装配液体盒。
在所述压差调节阀单元中，阀盖还可包括基本呈圆柱形并围绕阀构件固定部分的壁表面接触部分，其内径大于阀构件的外缘部分的外径，并和形成于盒体处的凹入部分的壁面相接触，阀盖安装于所述盒体上。
因此，阀构件可靠地固定在凹入部分的壁面上。此外，由于阀盖和盒体被定位了，所以还可以以很高精度相对盒体定位阀构件。
在所述压差调节阀单元中，推动构件可以是螺旋弹簧，阀盖可包括呈圆柱形的弹簧配合部分，其内径基本等于螺旋弹簧的外径并在和螺旋弹簧接触的位置处面向阀构件突出，而且螺旋弹簧当配合装入弹簧配合部分时可被固定在阀盖中。
因此，螺旋弹簧相对阀盖精确定应，使得可以可靠地推动阀构件。
在所述压差调节阀单元中，弹簧配合部分可具有凹口，即使阀构件安装到弹簧配合部分，该凹口也使液体能够流入和/或流出弹簧配合部分。
因此，如果液体通路在弹簧配合部分中，即使阀构件在压力差下向阀盖移动以将阀构件安装到弹簧配合部分，也可以防止弹簧配合部分中的通路关闭。
在所述压差调节阀单元中，弹簧配合部分可具有多个从阀构件切入的凹口，所述多个凹口所形成的多个突起块中至少一个的沿表面方向的长度可大于螺旋弹簧的内径。
因此，如果螺旋弹簧安装到阀盖的弹簧配合部分上，就可以防止弹簧配合部分误入螺旋弹簧中。
在所述压差调节阀单元中，推动构件可以是螺旋弹簧，阀构件可包括基本呈圆柱形的阀盖侧突起部分，其至少一部分的外径大于螺旋弹簧的内径，并在和螺旋弹簧接触的位置处面向阀盖突出，而且可以通过将阀盖侧突起部分插入螺旋弹簧中而将螺旋弹簧固定在阀构件中。
因此，可以固定螺旋弹簧以相对阀构件精确定位。
在所述压差调节阀单元中，推动构件可以是螺旋弹簧，阀构件可包括基本呈圆柱形的阀盖侧突起部分，其至少一部分的外径大于螺旋弹簧的内径，并在和螺旋弹簧接触的位置处面向阀盖突出，而且螺旋弹簧当配合装入阀盖侧圆柱部分时可被固定在阀盖中。
因此，可以固定螺旋弹簧以相对阀构件精确定位。
在所述压差调节阀单元中，阀构件可包括密封部分，对应于阀构件被推动构件推动的位置设置所述密封部分，并使其向推动构件的相反侧突出，所述密封部分用于通过被推动构件推向形成在盒体处的凹入部分的壁面侧，而防止液体容纳区和液体供应部分相互连通。
因此，通过直接接受推动构件的推动力，密封部分能防止液体容纳区和液体供应部分相互连通。
根据本发明的第三方面，提供了一种制造液体盒的方法，所述液体盒包括以下部分液体容纳区，用于容纳液体；盒体，包括将液体容纳区中的液体向外供应的液体供应部分；和压差调节阀单元，包括容纳在盒体中的阀构件，当液体容纳区和液体供应部分之间出现压力差时所述压差调节阀单元被打开，所述方法包括以下步骤准备盒体，所述盒体包括液体容纳区和与液体容纳区相连通的压差调节阀单元容纳区，所述压差调节阀单元容纳区是形成在盒体处的凹入部分；通过将推动构件放在阀构件和阀盖之间来形成压差调节阀单元，所述推动构件向远离阀盖的方向推动阀构件，所述阀构件可根据压力差而弹性变形并包括外缘部分，该外缘部分的外缘呈圆柱形，所述阀盖包括基本呈圆柱形的阀构件固定部分，所述阀构件固定部分用于通过被插入阀构件的外缘部分中来固定外缘部分；将压差调节阀单元安装到压差调节阀单元容纳区。
因此，阀构件、推动构件和阀盖被装配成压差调节阀单元，然后将压差调节阀单元安装到液体盒上。于是，由于推动构件被固定在阀构件和阀盖之间，所以不需要夹具来将推动构件安装到液体盒上。于是，可以容易地装配液体盒。
制造液体盒的所述方法还可包括由密封构件密封的步骤，以向着阀盖和突起接触的方向，来覆盖阀盖的和阀构件位于其上的表面相反的外表面以及盒体的围绕阀盖的所述外表面的壁面，其中凹入部分形成在盒体的所述壁面上。
因此，由于密封构件向凹入部分的壁面推动阀盖，所以阀盖被可靠地安装。
安装步骤可包括迫使突起和阀构件受压接触的步骤，其中所述突起可沿着阀构件的外周设置在与压差调节阀单元容纳区的阀构件相接触的壁面上。
因此，由于压差调节阀单元容纳区的阀构件所接触的壁面上的突起和阀构件受压接触使得阀构件安装到盒体上，所以无需通过超声焊接来安装阀构件。于是，不会出现由超声焊接引起的灰尘，而可以防止灰尘混入墨水中
发明内容
不一定说明本发明的全部必要特征。本发明还可以是上述特征的子组合。
结合附图，根据以下对实施例的说明，本发明的上述及其它特征会变得更清楚。
图1是墨盒的前透视图；图2是安装薄膜之前的墨盒的后透视图；图3是安装薄膜之后的墨盒的后透视图；图4是墨盒的分解透视图；图5是墨盒的分解透视图；图6是安装薄膜之前的墨盒的前视图；图7是安装薄膜之后的墨盒的前视图；图8是安装薄膜之前的墨盒的后视图；
图9是墨水供应控制装置的分解透视图；图10A是示出墨盒的A-A截面的横截面视图，图10B是墨水供应控制装置附近的放大横截面视图；图11A示出了在阀打开的状态下墨水供应控制装置的结构，图11B示出了在阀关闭的状态下墨水供应控制装置的结构；图12是膜片阀的另一个实施例的横截面视图；图13A是膜片阀的另一个实施例的横截面视图，图13B是膜片阀的另一个实施例的横截面视图。
具体实施例方式
现在根据优选实施例对本发明进行描述，所进行的描述只是用于举例性地说明本发明，而无意于限制本发明的范围。在实施例中所说明的所有特征及其组合不一定是本发明所必要的。
图1是在喷墨式记录装置中使用的墨盒100的结构从上方斜视的前透视图，墨盒100适合作为液体盒的例子，所述液体盒适于向液体喷射装置的液体喷头供应液体。
另外，本发明的液体喷射装置并不限于液体喷射装置的液体喷头，所述液体喷射装置还包括色彩过滤器制造装置的有色材料喷头，所述色彩过滤器装置用于制造液晶显示器的色彩过滤器；电极材料(导电胶)喷头，用于形成诸如有机EL(电致发光)显示器或FED(Field EmissionDisplay，场发射显示器)之类的电极；还有生物芯片制造装置的生物有机物质喷头和作为微量吸管(pipette)的制造生物芯片的试样喷头。
图2和图3是图1中的墨盒100从下方斜视的后透视图，图2示出了在未安装薄膜110的状态下的墨盒100，图3示出了在安装了薄膜110的状态下的墨盒100。此外，图4和图5是示出组成墨盒100的构件被分解了的墨盒100的透视图。图6和图7是图1中的墨盒100的前视图，图6示出了在墨盒100的开口部分122安装薄膜130之前的墨盒100，图7示出了在墨盒100的开口部分122安装了薄膜130的墨盒100。另外，薄膜130安装于图7中以阴影示出的区域。
如图4所示，墨盒100具有以下部分盒体(容器体)120，具有近似盒子的形状，带有开口122；薄膜130，覆盖开口122几乎整个表面；和盖子140，覆盖薄膜130的外侧。如下文所述，盒体120的内部被肋或壁分隔。薄膜130几乎密封盒体120的开口122的整个表面，以使其内部变成封闭状态。还将盖子140固定到盒体120上，以将薄膜130的外部包住呈非封闭状态。
盒体120具有以下部分墨水容纳区111，用于容纳墨水；墨水通道部分，从墨水容纳区111到墨水供应部分160；墨水侧通路，容许墨水容纳区111与大气连通；大气阀容纳区和由大气通路组成的大气连通部分，并且盒体120由例如聚丙烯(PP)制成一体。
墨盒100还具有墨水供应控制装置150、存储器170和啮合杠杆180。墨水供应部分160通过喷墨式记录装置的被插入所述墨水供应部分160的开口中的墨水供应针，将容纳在墨水容纳区111中的墨水供应给喷墨式记录装置的记录头。所述墨水供应针面对盒体120的下表面，并且形成于墨盒100安装在其上的滑架42上。存储器170嵌塞进连接部分190中，而该连接部分被嵌塞并安装于盒体120侧面的下部。存储器170存储关于墨盒100种类的信息、关于墨盒100所含的色彩的信息和关于当前剩余墨水量的信息等，并且其通过露置于其上的多个端子171来在装置体和墨盒100之间传递此信息。啮合杠杆180形成于盒体120的与连接部分190相反的侧面的上部，并与喷墨式记录装置的支架相啮合。
墨水供应控制装置150由压差阀组成，其通过伴随墨水的消耗而在墨水容纳区111与墨水供应部分160之间产生的压力差，将墨水容纳区111的墨水供应给墨水供应部分160。所述的墨水供应控制装置具有以下部分膜片阀900，作为插入盒体120的压差调节阀单元容纳区495中的阀构件的例子，能弹性变形；阀盖151，覆盖压差调节阀单元容纳区495；螺旋弹簧907，作为设置在膜片阀900与阀盖151之间的推动构件的例子。此膜片阀900、阀盖151和螺旋弹簧907是组成本发明的墨水供应控制装置150的压差调节阀单元的例子。下面将描述所述压差调节阀单元的装配方法及其操作。
如图6和图7所示，沿水平方向延伸的壁272将墨水容纳区111大体分为上部和下部，并且，可以通过连通孔242与大气连通的大气侧容纳腔270形成于所述的下部，而液体供应侧容纳腔形成于所述的上部，所述液体供应侧容纳腔由第一墨水容纳区292和第二墨水容纳区294组成，并与周围空气隔绝。所述液体供应侧容纳腔290被在壁272附近(在所述的下部区域)具有连通部分276的斜壁271分成第一和第二墨水容纳区292和294，并设置有为了环绕第二墨水容纳区294的周边而设置的通道部分296。通道部分296经由在所述下部的连通部分278与第二墨水容纳区294相连接，并且还经由通路298和300，以及通路孔918与墨水供应控制装置150相连接。
此外，将墨水供应控制装置150的下游侧构造为，经由与墨水供应控制装置150连通的通路孔910、与通路孔910连通的连通部分302和通道321、形成于通道321的末端并且面向前表面侧的通路孔323以及其末端与通路孔323连通的连通部分304，与墨水供应部分160连通。
大气侧容纳腔270和第一墨水容纳区292通过垂直延伸的连通通路295彼此连通，并被这样构造以使得对应于来自墨水供应部分160的墨水的消耗，大气侧容纳腔270中的墨水被吸入第一墨水容纳区292中，然后经由第二墨水容纳区294和通道部分296等，流到墨水供应控制装置150中。墨水依序通过连通部分274、第二进墨口162、连通通路295、连通部分276和278、通道部分296、通路298和300以及通路孔918，从墨水容纳区111的大气侧容纳腔270流到墨水供应控制装置150中。
同时，大气阀部分250具有作为大气阀容纳区的中空部分232，用于容纳大气阀254，并在中空部分232下方的壁面上具有也用作大气连通通道的连通孔239，其直径比大气阀254的杆状部分264略大，使得大气阀254的杆状部分264始终被弹簧255推向墨盒100的底面并插入其中以能够自由滑动，并且当墨盒100未安装到喷墨式记录装置的支架上时，大气阀254将连通孔239密封。
图8是示出在未安装薄膜110的状态下的图1的墨盒100的后视图。大气侧通路以上述的连通孔239作为边界与周围空气连通，并由以下部分组成开口212、迂回或盘绕的通路214、过滤器容纳区216、连通孔218、连通部分222和形成于连通部分222的底面上的连通孔253和连通部分224。
具体而言，如图8所示，形成于盒体120的前表面上、并以迷宫形盘绕的通路214的一端通过开口212对大气开放，而另一端与用于容纳过滤器215(图4和图5)的过滤器容纳区216相连接，过滤器215具有排斥墨水和渗透空气的功能。过滤器容纳部分216与连通孔218连通，连通孔218从盒体120的前侧穿透到后侧。连通孔218在盒体120的后侧经由连通部分222和连通孔253而与连通部分224相连接，连通孔253形成于分隔连通部分222的室的底部上。在通路214的中间，设置了由凹入部分组成的腔930。
如图2所示，连通部分224在盒体120的底面上形成为凹入部分257，并露出了作为大气阀254的操作杆的杆状部分264，而能够与容纳有大气阀254的中空部分232连通的连通孔239和与连通部分222连通的连通孔253形成于凹入部分257的内部，并且凹入部分257的外表面被用于密封第一和第二进墨口161和162的薄膜132所密封。选择从支架伸出的突起的压力可使其发生弹性变形的物体作为此薄膜132。
同时，如图6所示，墨水侧通路以上述连通孔239为边界与大气侧容纳腔270连通，并由以下部分组成中空部分232、通路孔234a、连通腔234b、连通部分234c、连通腔234d、连通部分236、连通腔237和连通孔238、连通凹槽240和连通孔242。具体而言，通路孔234a形成于中空部分232上部的壁上，并且按如下连通顺序形成大气通路经由通路孔234a到连通腔234b、在连通腔234b上部的壁上的凹口所形成的连通部分234c、位于连通部分234c上部的连通腔234d、在连通腔234d上部的壁上的凹口所形成的连通部分236以及在下方设置有连通孔238的连通腔237。
从盒体120的后侧穿透到前侧的连通孔238经由连通凹槽240和连通孔242与大气侧容纳腔270连通，连通凹槽240与连通孔238连通，而连通孔242与连通凹槽240连通并从盒体120的前侧穿透到后侧。
这些大气侧容纳腔270、液体供应侧容纳腔290、大气阀部分250以及大气侧通路和墨水侧通路成为一个区域，通过用热焊接或熔化粘合(fuse bonding)将薄膜130和110安装到分隔其中每一个区的壁上而将所述区域和大气隔离。
墨水供应部分160具有以下部分密封构件12，由具有插入开口26的弹性体制成，设置在支架中的墨水供应针插入所述的插入开口26中；供应阀13，将密封构件12的插入开口26封闭；和推动构件，由将供应阀13推向密封构件12的螺旋弹簧等组成。另外，在制造时，薄膜604安装于密封构件12的插入开口26上。
当将墨盒100安装在喷墨式记录装置的支架上时，位于支架中的突起部分经由薄膜132，将大气阀的杆状部分264向上推，并且支架的墨水供应针将墨水供应部分160的供应阀13向上推。因此，连通孔239容许从大气阀容纳区232延伸到连通孔242的大气通道与大气连通。并且，墨水供应部分160中比供应阀13更上游的部分与墨水供应针连通。此外，如果从工厂发出后第一次将墨盒100安装到支架上，则支架的墨水供应针通过撕开安装到墨盒100的插入开口26上的薄膜604而进入插入开口26中。
当喷墨式记录装置在连通孔242与大气连通的状态下开始记录时，从墨水供应部分160通过墨水供应针向记录头供应墨水。当从墨水供应部分160供应墨水时，从墨水容纳区111到墨水供应部分160的墨水按图6所示的箭头a和通路孔918的顺序流动，按图6所示的箭头b、c和d的顺序经由墨水供应控制装置150流动，流入墨水供应部分160中，并被供应给插入墨水供应部分160中的墨水供应针。
根据墨水的这种流动，在墨水容纳区111中，将大气侧容纳腔270的墨水供应给液体供应侧容纳腔290。随着大气侧容纳腔270中的墨水被消耗，大气通过按图6中的箭头f、底面的连通部分224和箭头g的顺序的路线，从连通孔242流入大气侧容纳腔270中。虽然因为将墨水从墨水供应部分160提供给记录头而使大气侧容纳腔270的液面下降，但是与大气侧容纳腔270和液体供应侧容纳腔290相连接的通道在大气侧容纳腔270的最下部设置有连通开口，使得大气不会流入液体供应侧容纳腔290中，直到将大气侧容纳腔270中的全部墨水转移到所述液体供应侧容纳腔中。
在大气侧容纳腔270中的墨水全部消耗之后，液体供应侧容纳腔290的第一和第二墨水容纳区292和294中的墨水按此顺序消耗。在此期间，由于在与大气侧容纳腔270和液体供应侧容纳腔290连通的第二进墨口162中形成的墨水弯月面所引起的表面张力，防止了液体供应侧容纳腔290中的墨水流回到大气侧容纳腔270中。
当开始消耗第一墨水容纳区292中的墨水时，空气流入第一墨水容纳区292中。因此，第一墨水容纳区292中的液面下降，但第一和第二墨水容纳区292和294仅在最下部由连通部分276连通，使得先消耗第一墨水容纳区292中的墨水。当因为消耗第一墨水容纳区292中的墨水而使液面到达连通部分276时，空气根据第二墨水容纳区294中的墨水消耗而流入第二墨水容纳区294中。当消耗所述第二墨水容纳区中的墨水时，产生由连通部分276中的墨水弯月面所引起的表面张力，因此防止第二墨水容纳区294中的墨水流回到第一墨水容纳区292中。
如上所述，虽然大气侧容纳腔270及第一和第二墨水容纳区292和294中的墨水按此顺序消耗，但是即使在任何容纳区中都存在墨水的液面，墨水也从连通部分278经由通路300，通过通路孔918供应到墨水供应部分160当中，连通部分278设置在将墨水容纳区大致分成上下两部分的壁272附近。
图9是墨水供应控制装置150的分解透视图。图10A是示出图6中的墨盒100的A-A截面的横截面视图。图10B是图10A中墨水供应控制装置150附近的部分放大横截面视图。组成墨水供应控制装置150的膜片阀900、螺旋弹簧907和阀盖151与盒体120分开装配成压差调节阀单元。
膜片阀900具有以下部分外缘部分442，呈圆柱形；较厚部分444，位于外缘部分442附近；阀体部分446，被较厚部分444包围并弹性变形；阀盖侧突起部分902，在阀体部分446中心处，即在螺旋弹簧907和阀体部分446接触的地方向阀盖151突出；阀体部分侧突起部分913，向压差调节阀单元容纳区495的壁面494上的通路孔910突出；和弯曲部分914。使用诸如弹性体的比盒体120更软的弹性材料来整体模制膜片阀900。阀盖侧突起部分902近似呈圆柱形，并且在阀盖侧突起部分902被装配到螺旋弹簧907之前的状态下，其横截面的外径略大于螺旋弹簧907的内径。因此，由于阀盖侧突起部分902被插入螺旋弹簧907的一端，螺旋弹簧907就被固定为相对膜片阀900精确定位。而且，阀盖侧突起部分902可以只有一部分的横截面外径大于螺旋弹簧907的内径，其它部分可以较小。
阀盖151具有以下部分膜片阀固定部分422，呈近似圆柱形，是阀构件固定部分的一个例子；壁面接触部分424，呈近似圆柱形并围绕膜片阀固定部分422设置；和弹簧配合部分426，在圆柱形的中心处向膜片阀900突出，并且阀盖151和盒体120相似，由例如聚丙烯(PP)整体模制。
阀盖151的弹簧配合部分426近似呈圆柱形，而且其内径近似等于螺旋弹簧907的外径。因此，螺旋弹簧907的一端就被固定为相对阀盖151精确定位。弹簧配合部分426具有从设置膜片阀900的一侧切入的多个凹口427(在图9所示出的此实施例中有四个)。在膜片阀900打开的状态下，如果膜片阀900的阀盖侧突起部分902被移动并固定于其进入阀盖151的弹簧配合部分426中的位置，则弹簧配合部分426所具有的凹口427使墨水能够在内部和外部之间流动，从而可以防止弹簧配合部分426内的通路被封闭。此外，这些凹口427所形成的多个突起块沿表面方向的长度大于螺旋弹簧907的内径。因此，如果螺旋弹簧907安装到弹簧配合部分426中，就可以防止弹簧配合部分426的突起块误入螺旋弹簧907中。
在装配膜片阀900的外缘部分442之前的状态下，阀盖151中近似呈圆柱形的膜片阀固定部分422的外径略大于膜片阀900的外缘部分442的内径。此外，阀盖151中壁面接触部分424的内径大于膜片阀900的外缘部分442的外径。因此，在螺旋弹簧907被固定在阀盖151和膜片阀900之间的状态下，膜片阀900的外缘部分442被插入阀盖151的膜片阀固定部分422和壁面接触部分424之间，使得膜片阀固定部分422向使其从内部扩张的方向推动外缘部分442，从而膜片阀900被固定在阀盖151之中。这样，压差调节阀单元就形成了。此外，在膜片阀900的外缘部分442被装配到阀盖151的膜片阀固定部分422中之前的状态下，阀盖151的膜片阀固定部分422可以只有一部分的外径大于外缘部分442的内径，其它部分可以较小。
阀盖151还具有连通部分306，其从安装膜片阀900的位置穿透到安装薄膜110的位置。由此，如果阀盖151和膜片阀900一起被安装到盒体120上，则由阀盖151和膜片阀900所组成的膜片阀腔308经由连通部分306，与连通部分304和墨水供应部分160相连通。此外，连通部分304还和位于通路孔910的正下游的连通部分302相连通。
从压差调节阀单元容纳区495侧(从图10B的右边)看去，环状的圆环突起492沿着围绕通路孔910和918的外周设置在盒体120的压差调节阀单元容纳区495的壁面494上。圆环突起492呈向安装膜片阀900的方向突起的楔子状，而且其在图10B中示出的横截面在朝向安装膜片阀900的方向上是尖锐的。此外，膜片阀900的较厚部分444比圆环突起492更软。因此，当压差调节阀单元沿着从更靠近压差调节阀单元容纳区495的位置依序到膜片阀900和阀盖151的方向，插入压差调节阀单元容纳区495中时，圆环突起492的尖端受压而切入膜片阀900的较厚部分444中。由此，由壁面494、圆环突起492和膜片阀900形成连通通路496来和通路孔918连通。
圆环突起492设置成面对将膜片阀900的较厚部分444固定的阀盖151的膜片阀固定部分422。由此，阀盖151的膜片阀固定部分422与较厚部分444接触并向圆环突起492推压较厚部分444。膜片阀900可靠地密封连通通路496的周围。也就是说，在本发明中膜片阀固定部分422也起阀构件接触部分的作用。
形成压差调节阀单元容纳区495的内周壁498和阀盖151的壁面接触部分424的外周形状基本一样。此外，当阀盖151的壁面接触部分424与壁面494相接触时，阀盖151的膜片阀固定部分422与壁面494之间的距离略小于从壁面494到圆环突起492的尖端的高度与膜片阀900的较厚部分444的厚度之和。因此，在阀盖151周围，阀盖151朝外的表面428要比盒体120的壁面突出得略多一些。
薄膜110被安装来覆盖阀盖151朝外的表面428和盒体120的一个壁面并推动阀盖151的外表面。由此，薄膜110将阀盖151推向压差调节阀单元容纳区495。因此，阀盖151可靠地安装到压差调节阀单元容纳区495，而且可以提高圆环突起492和膜片阀900之间的密封性。此外，由于无需使用超声焊接所以不会产生灰尘，从而可以防止灰尘混入墨水。而且，因为膜片阀900被固定在阀盖151中，所以无需用两种颜色来模制膜片阀900的外周部分以使用比阀体部分更硬的材料。向膜片阀900突出的通路孔突起部分910b绕着盒体120的通路孔910设置以向着膜片阀900突出，并与膜片阀900的阀体部分侧突起部分913接触。这样，当不供应墨水时，膜片阀900的阀体部分侧突起部分913就和通路孔突起部分910b接触，使得可以可靠地封闭通路孔910。
在盒体120的连通部分300处设置过滤器310。过滤器310过滤通过连通部分300供应到喷墨式记录装置的墨水中含有的外来物质。过滤器310位于墨水供应控制装置150的正上游，这样通过过滤器310的墨水就直接流入墨水供应控制装置150中。
如上所述，由于膜片阀900和螺旋弹簧907被固定在阀盖151中以形成压差调节阀单元，所以无需使用夹具就可以容易地将螺旋弹簧907安装到盒体120上。此外，由于是在膜片阀900固定在阀盖151中的状态下来定位阀盖151和压差调节阀单元容纳区495，所以还可以以更高的精度来将膜片阀900相对压差调节阀单元容纳区495定位。
图11A和11B简单示出了图10A和10B中所示的墨盒100的墨水供应控制装置150的结构。图11A和11B简单示出了上述墨水供应控制装置150在阀门打开和关闭两种状态下的结构，和图10A和10B中类似的构造有相同的符号。
如图11A所示，在关闭状态下，由于膜片阀900的阀体部分侧突起部分913在螺旋弹簧907的推动力下和通路孔910的通路孔突起部分910b相接触而使得通路孔910被封闭，所以防止了墨水容纳区111的墨水漏出到墨水供应部分160。
当墨盒100安装于其上的喷墨式记录装置的记录头从墨水供应部分160消耗墨水时，墨水供应部分160的压力减小，经由连通部分304和306，膜片阀腔308的压力也减小。因此，膜片阀900上整个膜片阀腔308侧的压力减小。同时，虽然经由连通部分302，膜片阀900的连通通路496侧的表面上通路孔910附近的压力减小了，但通路孔910周围的压力并未减小。因此，如果由膜片阀900两侧出现的压力差所导致的力变得大于螺旋弹簧907给膜片阀900的推动力，如图11B所示，膜片阀900的阀体部分侧突起部分913就会和通路孔突起部分910b分开而使得通路孔910打开。这样，墨水就依连通部分300、通路孔918、连通通路496与连通部分302和304的顺序流动，而从墨水供应部分160供应到记录头(图11B中的箭头b)。
此时，墨水仅经由膜片阀900的连通通路496一侧流动，这样虽然被阻塞在连通部分300中的气泡进来了，但它们随着墨水流一起流进记录头中。因此，这些气泡并不进入膜片阀腔308。这样，墨水供应部分160侧的压力变化可靠地影响膜片阀900，可以将墨水容纳区111的墨水供应给记录头而不会失败。此外，虽然气泡流入了记录头，但可以通过向记录头施加负压来强制排出墨水而容易地去掉气泡。
另外，如图10B所示，通路孔910具有向连通部分302逐渐扩张的扩张部分910a。这样，流入连通部分302中的墨水的通路阻力就变小了，连通部分302的横截面积大于整个通路孔910的。同时，如果在膜片阀900处设置通路孔，膜片阀900太薄而难以在所述通路孔处设置扩张部分，这样就无法减小流过所述通路孔的墨水的通路阻力。因此，在本实施例中，和将通路孔设置在膜片阀900侧的情形相比，可以减小通过通路孔910的墨水的通路阻力。
由于在打开的状态下，墨水经由连通部分302供应到膜片阀腔308和墨水供应部分160，所以就消除了膜片阀腔308和连通部分300之间的压力差。这样，膜片阀900的阀体部分侧突起部分913在螺旋弹簧907的推动力回推之下关闭通路孔910，并堵塞连通通路496。通过重复以上操作，容纳在墨水容纳区111中的墨水被供应到喷墨式记录装置。
对于墨水供应控制装置150，膜片阀900的阀盖侧突起部分902呈圆柱形，并且其横截面的外形或直径略大于螺旋弹簧907的内径。但是，阀盖侧突起部分902的构造并不限于此。作为另一个例子，膜片阀900可在中心部分向阀盖151突出，并可具有圆柱形的阀盖侧圆柱部分，其一部分的内径小于螺旋弹簧907的外径。在此情况下，螺旋弹簧907插入所述阀盖侧圆柱部分中，使得螺旋弹簧907和膜片阀900啮合。于是，螺旋弹簧907可以啮合而相对于膜片阀900精确定位。
图10A和10B所示出的膜片阀900在螺旋弹簧907的推动力下由向螺旋弹簧907的相反侧突出的阀体部分侧突起部分913关闭通路孔910。但是，关闭通路孔910的构造并不限于此。
图12是和图10B相对应的另一个实施例的膜片阀450的横截面视图。在图12中，类似于图10B中的构造给予相同的标号，并将省略对它们的说明。图12所示出的膜片阀450具有向螺旋弹簧907的相反侧突出的密封部分452。密封部分452对应于其被螺旋弹簧907推动的位置，并设置成圆环状以围绕通路孔910。这样，可以用螺旋弹簧907所产生的推动力作为可靠地封闭通路孔910的力。
如上所述，根据本实施例，盒体120的圆环突起492受压而和膜片阀450接触，这样就可以将膜片阀450安装到盒体120上，而没有在通过超声焊接安装期间所产生的灰尘。此外，根据本实施例，由于膜片阀450和螺旋弹簧907被固定在阀盖151中以能够形成压差调节阀单元，所以可以容易地将它们相互定位。此外，螺旋弹簧907固定在膜片阀450和阀盖151之间，这样就不需要夹具来将螺旋弹簧907安装到盒体120上。因此，可以容易地安装它们。
此外，在上述本实施例中，通路孔910形成于压差调节阀单元容纳区495的壁面494的中心部分处，这样墨水供应控制装置150的膜片阀450相应于墨水供应部分160侧的压力而被移动来关闭通路孔910。但是，并不限制膜片阀450的形状。
图13A和13B是墨水供应控制装置150的膜片阀的另一实施例的横截面视图。在图13A和13B中，和图10B所示的墨盒100类似的构造给予相同的标号，并将省略对它们的说明。
如图13A所示，在压差调节阀单元容纳区495的壁面494上除中心区域之外的区域处设置了通路孔918，并在中心部分处设置突起部分990。和突起部分990弹性接触的连通孔992形成于墨水供应控制装置150的膜片阀900′的中心处。这样，膜片阀900′的阀盖151侧的表面和墨水供应部分160相连接，此外膜片阀900′的壁面494侧的表面通过通路孔918和墨水容纳区111相连通。通常，膜片阀900′被螺旋弹簧907压向压差调节阀单元容纳区495的突起部分990，以密封膜片阀900′的连通孔992。当墨水供应部分160侧的压力因为墨水从记录头被喷射消耗而降低时，如图13B所示，膜片阀900′反抗螺旋弹簧907而和突起部分990分开，类似于图10B所示的实施例，墨水沿着图中的箭头b′所示的通路经由膜片阀900′的连通孔992运动。
在以上本实施例中，已描述了压差调节阀单元容纳区495形成于盒体120的外表面之上，但压差调节阀单元容纳区可在墨水供应部分160处形成为凹入部分来容纳压差调节阀单元。
虽然已经通过示例性实施例对本发明进行了说明，但是应该理解，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，进行多种改变和替换。本发明的精神和范围只能由所附权利要求来限定。
权利要求
1.一种液体盒，包括液体容纳区，用于容纳液体；盒体，包括用于将所述液体容纳区中的液体向外供应的液体供应部分；阀构件，容纳于形成在所述盒体处的凹入部分中，当所述液体容纳区和所述液体供应部分之间出现压力差时，所述阀构件被打开；和阀盖，用于通过配合装入所述凹入部分来固定所述阀构件，此外还用于将所述阀构件的外周压向所述凹入部分的壁面，其中在所述凹入部分中的所述壁面的一个与所述阀构件相接触的表面上形成突起，所述突起和所述阀构件沿着所述阀构件的外周受压接触。
2.如权利要求1所述的液体盒，其中所述阀盖包括阀构件接触部分，该阀构件接触部分面对固定所述阀构件的所述突起，用于通过和所述阀构件接触来将所述阀构件压向所述突起。
3.如权利要求1所述的液体盒，还包括用于密封的密封构件，该密封构件将所述阀盖的与所述阀构件位于其上的表面相反的外表面和所述盒体的围绕所述阀盖的所述外表面的壁面向所述阀盖和所述突起相接触的方向推动，其中所述凹入部分形成于所述盒体的所述壁面上。
4.如权利要求1所述的液体盒，其中所述阀构件由弹性材料形成，而且所述突起是在受压接触下使所述阀构件变形。
5.一种阀单元，容纳在液体盒体内，所述液体盒体包括用于在其中容纳液体的液体容纳区和用于将所述液体供应到所述盒体外部的液体供应区，所述阀单元包括阀构件，可根据所述液体容纳区和所述液体供应区之间所产生的压力差弹性变形而打开，所述阀构件包括圆柱形的外缘；阀盖，包括基本呈圆柱形的阀构件固定部分，该阀构件固定部分插入所述阀构件的所述外缘内，用于固定所述外缘；和推动构件，设置于所述阀构件和所述阀盖之间，用于沿远离所述阀盖的方向推动所述阀构件。
6.如权利要求5所述的阀单元，其中所述阀盖还包括基本呈圆柱形并围绕所述阀构件固定部分的壁表面接触部分，该壁表面接触部分的内径大于所述阀构件的所述外缘部分的外径，并且所述壁表面接触部分和形成于所述盒体处的凹入部分的壁面相接触，所述阀盖安装于所述盒体上。
7.如权利要求5所述的阀单元，其中所述推动构件是螺旋弹簧，所述阀盖包括呈圆柱形的弹簧配合部分，该弹簧配合部分的内径大体等于所述螺旋弹簧的外径，并且所述弹簧配合部分在和所述螺旋弹簧接触的位置处面向所述阀构件突出，并且所述螺旋弹簧通过配合装入所述弹簧配合部分而固定在所述阀盖中。
8.如权利要求7所述的阀单元，其中所述弹簧配合部分具有凹口，即使所述阀构件安装到所述弹簧配合部分，所述凹口也使液体能够流入和/或流出所述弹簧配合部分。
9.如权利要求8所述的阀单元，其中所述弹簧配合部分具有多个从所述阀构件切入的凹口，并且所述多个凹口所形成的多个突起块中至少一个的沿表面方向的长度大于所述螺旋弹簧的内径。
10.如权利要求5所述的阀单元，其中所述推动构件是螺旋弹簧，所述阀构件包括基本呈圆柱形的阀盖侧突起部分，该阀盖侧突起部分的至少一部分的外径大于所述螺旋弹簧的内径，并且所述阀盖侧突起部分在和所述螺旋弹簧接触的位置处面向所述阀盖突出，并且通过将所述阀盖侧突起部分插入所述螺旋弹簧中而将所述螺旋弹簧固定在所述阀构件中。
11.如权利要求5所述的阀单元，其中所述推动构件是螺旋弹簧，所述阀构件包括基本呈圆柱形的阀盖侧突起部分，该阀盖侧突起部分的至少一部分的内径小于所述螺旋弹簧的外径，并且所述阀盖侧突起部分在和所述螺旋弹簧接触的位置处面向所述阀盖突出，并且所述螺旋弹簧通过配合装入所述阀盖侧突起部分中而被固定在所述阀构件中。
12.如权利要求5所述的阀单元，其中所述阀构件包括密封部分，对应于所述阀构件被所述推动构件推动的位置设置所述密封部分，并使所述密封部分向所述推动构件的相反侧突出，并且所述密封部分用于通过被所述推动构件推向形成在所述盒体处的凹入部分的壁面侧，而防止所述液体容纳区和所述液体供应部分相互连通。
13.一种液体盒，包括如权利要求5所述的阀单元。
14.一种制造液体盒的方法，所述液体盒包括液体容纳区，用于容纳液体；盒体，包括将所述液体容纳区中的液体向外供应的液体供应部分；和阀单元，包括容纳在所述盒体中的阀构件，当所述液体容纳区和所述液体供应部分之间出现压力差时所述阀构件被打开，所述方法包括以下步骤准备所述盒体，所述盒体包括所述液体容纳区和与所述液体容纳区相连通的阀单元容纳区，所述阀单元容纳区是形成在所述盒体处的凹入部分；通过将推动构件放在所述阀构件和阀盖之间来形成阀单元，所述推动构件向远离所述阀盖的方向推动所述阀构件，所述阀构件可根据所述压力差而弹性变形并包括外缘部分，该外缘部分的外缘呈圆柱形，所述阀盖包括基本呈圆柱形的阀构件固定部分，所述阀构件固定部分用于通过被插入所述阀构件的所述外缘部分中来固定所述外缘部分和将所述阀单元安装到所述阀单元容纳区。
15.如权利要求14所述的制造液体盒的方法，还包括由密封构件密封的步骤，以覆盖所述阀盖的和所述阀构件位于其上的表面相反的外表面以及所述盒体的围绕所述阀盖的所述外表面的壁面。
16.如权利要求14所述的制造液体盒的方法，其中所述安装步骤包括迫使突起和所述阀构件受压接触的步骤，并且所述突起沿着所述阀构件的外周设置在与所述压差调节阀单元容纳区的所述阀构件相接触的壁面上。
全文摘要
在一种液体盒中，阀构件的阀盖侧的表面和液体供应部分连通，阀构件的液体容纳区壁面侧的第一部分的表面和液体容纳区连通，第二部分的表面和液体供应部分连通，并且如果液体供应部分的压力小于液体容纳区的压力，则阀构件被压向阀盖侧，液体容纳区和液体供应部分在阀构件的第一和第二部分上相互连通，阀构件由比液体容纳区的壁面更软的材料形成，并且和阀构件受压接触的突起沿着围绕阀构件的第一和第二部分的外周，设置在液体容纳区的壁面中和阀构件相接触的一个表面上。
文档编号B41J2/175GK1506226SQ20031011729
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13日
发明者市桥晃, 伊藤贤治, 品田聪, 坂井康人, 石泽卓, 人, 治 申请人:精工爱普生株式会社