专利名称：液体容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体容器，该液体容器包括可储存进入容器体的空气开放通路中的液体的空气腔，该容器体可拆卸地安装至装置侧的容器安装部。
背景技术：
液体容器的示例包括用于喷墨型打印机的墨盒。在用于喷墨型打印机的墨盒中，容纳将被供应至打印头的墨水的墨水腔设置在容器体中。在使用时，墨盒可拆卸地装配并安装至预定位置处的盒安装部。容纳在墨水腔中的墨水根据从主机传输来的打印数据被供应至将被驱动的打印头，并从设置在打印头上的喷嘴喷射在诸如纸张的打印介质的目标位置上。
已经提出了各种可安装至喷墨型打印机的空气开放型墨盒，其中将被可拆卸地安装至打印机侧的盒安装部的容器体包括用于容纳墨水的墨水腔，设置为与墨水腔连通并可连接至盒安装部的墨水接收部的供墨孔，用于使墨水腔与外部连通并在墨水腔中的墨水被消耗时将外部空气引入墨水腔的空气开放通路，以及设置在空气开放通路的部分中并可储存进入空气开放通路的墨水的空气腔。
设置空气腔，用于当墨水腔中的空气由于环境温度的改变而热膨胀且墨水腔中的墨水由于空气的热膨胀而倒流进入空气开放通路中时，防止墨水泄漏。
用于防止墨水泄漏的空气腔需要以例如当盒倾斜时也可以确保将空气引入墨水腔中的功能的方式被设计在至空气开放通路的连接位置。
此外，确保足够的容积以容纳由于墨水腔中的空气的热膨胀而倒流的墨水也非常重要，由此设计也需要确保容积。
已经提出了一种包括空气腔的墨盒，该空气腔独立设置在墨水腔外部的较低位置并通过特殊空气引入路径而与墨水腔连通。空气腔中具有较大面积的两个侧壁由气液分离膜形成，其允许气体通过但不会使液体通过。(例如，见专利文献1)专利文献1JP-A-2004-209847公开当墨水与用作空气腔的分隔壁的气液分离膜接触时，空气的通过特性在墨水的接触区域降低。因此，至墨水腔的气体渗透性比在开始时降低的更严重。由此，至墨水腔的气体渗透性的降低的可能性可能会妨碍墨水的顺畅供应。
此外，具有相对较大面积的气液分离膜起空气腔的各个端部上的分隔壁的作用。由此，需要采用支撑结构以稳定的支撑气液分离膜成为平整的壁。由此，空气腔的组件的增加导致组装特性的劣化及成本的增加。
此外，在空气腔设置在打印机侧的情况下，需要气密地连接打印机与墨盒之间的空气开放通路，由此例如连接结构的形成增加了成本。
发明内容
着眼于上述问题而提出本发明。
根据说明非限制性实施例，液体容器包括容器体，其可拆卸地安装至装置侧的容器安装部；液体腔，其设置在所述容器体中，用于在其中容纳液体；液体供应孔，其与所述液体腔连通并可连接至所述装置侧的液体接收部；空气开放通路，其用于使所述液体腔与外部连通并当所述液体腔中的所述液体被消耗时将外部空气引入所述液体腔中；以及空气腔，其设置在所述空气开放通路的一部分中并可储存进入所述空气开放通路中的所述液体。所述空气开放通路包括较低开放通路，其具有一个端部以及另一端部，所述一个端部在接近所述液体腔的底壁的内表面的位置处开放至所述液体腔，所述另一端部在接近所述空气腔的底壁的内表面的位置处开放至所述空气腔；以及较高开放通路，其具有一个端部以及另一端部，所述一个端部在接近所述空气腔的顶壁的内表面的位置处开放至所述空气腔，所述另一端部可开放至所述外部。
根据具有此结构的液体容器，由于储存液体于其中的液体腔中的空气的热膨胀导致液体倒流进入较低开放通路中时，倒流的液体储存在将延伸至较低开放通路的开放位置的空气腔中。由此，可以防止倒流的液体泄漏。
此外，在颠倒的姿态，较低开放通路的进入液体腔中的开放端在液体腔中从液面位置向上突出。由此，不会造成通过较低开放通路的倒流，从而可以防止液体泄漏。
此外，较低开放通路的可以穿过空气腔的底壁的另一端部在接近空气腔的底壁的内表面的位置处开放。由此，通过由装置消耗液体而产生的负压吸入力的作用，或者通过由液体腔中的空气的热收缩而产生的负压吸入力的作用，储存在空气腔中的全部液体都可以很快地返回至液体腔。即使热膨胀及收缩的循环重复，也可以防止由于空气腔中的液体的残余导致的储存的液体被无谓地消耗。
此外，可以通过分隔液体腔的空间来形成空气腔。因为不需要用于装置侧的容器安装部的特殊结构，故可以简化结构及配置。通过简化结构及配置，可以改善组装性能并降低成本。
所述较高开放通路的所述另一端部可以布置在所述液体腔的顶壁侧或布置在所述液体腔的底壁侧。
此外，在液体容器中，优选的是所述较低开放通路的所述另一端部布置在接近所述空气腔的所述底壁的所述内表面的角部的位置处；所述较高开放通路的所述一个端部布置在接近所述空气腔的所述顶壁的所述内表面的角部的位置处；且在所述空气腔的所述顶壁与所述空气腔的所述底壁彼此相对的方向上观察，所述空气腔的所述顶壁的所述内表面的所述角部相对于所述空气腔的所述底壁的所述内表面的所述角部呈对角布置。
根据具有此结构的液体容器，例如，当液体容器被以侧向倒下的姿态放置时，如果较低开放通路的至液体腔的开口沉入储存在液体腔中的液体中，则液体腔中的液体可能会沿较低开放通路流入空气腔。在此情况下，因为较高开放通路的至空气腔的开口相对于较低开放通路的至空气腔的开口位于对角位置，故较高开放通路的至空气腔的开口不会与流入空气腔的液体相接触，从而可以防止流入空气腔的液体泄漏。
另一方面，即使液体容器在相反方向上侧向倒下，因为较低开放通路的至空气腔的开口位于储存在液体腔中的液面之上的空气腔的较高空间中，故液体腔中的液体也不会通过较低开放通路流入空气腔。由此，在此情况下，也可以防止液体腔中的液体沿空气开放通路泄漏。即，无论液体容器呈任何姿态，都可以防止储存在液体腔中的液体泄漏。
此外，在液体容器中，优选的是所述空气腔布置在所述液体腔的较高部分中，且所述液体腔的所述顶壁的一部分位于所述空气腔的所述顶壁所位于的平面中。
根据具有此结构的液体容器，在空气腔位于液体腔的较高部分中的正常状态下，液体腔中的空气热膨胀所导致的倒流进入较低开放通路及较高开放通路中的液体在各个通路中克服重力向上移动。由此，难以发生倒流，从而难以发生泄漏。空气腔的分隔壁的一部分，即空气腔的顶壁可以形成为与液体腔的顶壁的至少一部分的共用的壁。由此，可以通过简单增加分隔壁而非顶壁来界定空气腔。由此，可以容易地界定空气腔且通过减少用于空气腔的附加结构可以降低成本。
此外，空气腔位于储存液体于其中的液体腔的较高部分中。由此，储存在空气腔中的液体可以有效地受到重力的作用以及由装置消耗液体而产生的负压吸入力的作用以及通过由液体腔中的空气的热收缩而产生的负压吸入力的作用。由此，进一步有利于液体从空气腔快速返回液体腔。即使热膨胀及收缩的循环重复，也可以防止由于空气腔中的液体的残余导致的储存的液体被无谓地消耗。
此外，空气腔可以是简单的容器结构，其中与液体腔连通的较低开放通路的另一端部开口和与外部连通的较高开放通路的一个端部开口彼此竖直远离布置。没有在可与储存的液体相接触的分隔壁部使用气液分离膜。由此，可以防止气体渗透性由于液体与空气腔中的分隔壁部接触而劣化。由此，在使用墨盒期间，可以防止至液体腔的气体渗透性劣化并可稳定地确保至液体腔的好的气体渗透性。由此，可以长期稳定地确保液体的顺畅供应。
此外，在液体容器中，优选的是所述空气腔的容积等于或大于所述液体腔的容积的10％且等于或小于所述液体腔的容积的30％。
考虑液体容器所暴露的使用环境的温度改变的范围来设置空气腔的容积。在假设液体容器是在具有良好环境的房间内使用的情况下(温度的改变范围为从10℃至40℃)，可允许温度的改变以防止液体泄漏的空气腔的容积大约为液体腔的总容积的10％。在假设液体容器是在最差的环境下使用的情况下(温度的改变范围为从-30℃至60℃)，可允许温度的改变以防止液体泄漏的空气腔的容积大约为液体腔的总容积的30％。由此，在上述结构中通过将空气腔的容积设置为液体腔的容积的10％至30％，即使当温度改变导致的倒流最大化的产生时，也可以防止倒流至空气腔的液体从空气腔溢出并泄漏。此外，可以避免空气腔的过度的尺寸增加，否则其将导致液体容器的整体尺寸的增加。
此外，在液体容器中，优选的所述较高开放通路的所述另一端部由密封膜密封。
根据具有此结构的液体容器，空气开放通路在从制造液体容器至用户使用液体容器期间由密封膜很好地密封。由此，在储存与运输期间可以可靠地防止液体经由空气开放通路泄漏，此外，可以防止液体腔中的液体的水份经由空气开放通路蒸发。可以防止产生诸如由于液体的浓度的增加而导致的固化等的缺陷。
此外，在液体容器中，优选的是较高开放通路设置有气液分离膜，其允许气体通过但不允许液体通过。
根据具有此结构的液体容器，即使在温度改变偶尔超出预定的温度改变且未预料的压力进一步施加至填充在空气腔中的倒流液体上的情况下，通过气液分离膜可以防止液体泄漏，使得改善了防止泄漏的可靠性。此外，即使在由温度改变产生的热膨胀导致的倒流进入较低开放通路的液体保持在空气腔中且较高开放通路的至空气腔的开口沉入保持在空气腔中的液体中的状态下，液体容器侧向倒下，也可以防止液体经由较高开放通路泄漏且可以改善防止泄漏的可靠性。
此外，在液体容器中，优选的是将所述液体腔用分隔壁分隔为第一液体腔及第二液体腔，设置连接通路用于使所述第一液体腔与所述第二液体腔彼此连通，所述连接通路具有一个端部以及另一端部，所述一个端部在接近所述第一液体腔的底壁的内表面的位置处开放至所述第一液体腔，所述另一端部在接近所述第二液体腔的底壁的内表面的位置处开放至所述第二液体腔，并且所述第一液体腔与所述第二液体腔的其中之一经由所述较低开放通路与所述空气腔连通。
根据具有此结构的液体容器，如果在开始在液体腔中的液体储存量被分配为使得第一液体腔与第二液体腔中之一被很好地充满液体而另一液体腔的一部分由液体占据，则用于防止倒流导致的泄漏而确保的空气腔的容积可相应于储存在另一液体腔中的液体体积来确定。相较于液体腔没有被划分的情况，可以减小空气腔的容积并减小液体容器的尺寸。
此外，在液体容器中，优选的是所述第一液体腔和所述第二液体腔具有大致互相相等的容积。
根据具有此结构的液体容器，用于防止泄漏而确保的空气腔的容积可以减小至约为其中液体腔没有被划分的情况下的一半。由此，由于减小了空气腔的容积，故可以容易地减小液体容器的尺寸。
此外，在液体容器中，优选的是所述连接通路的内径被设置以通过形成液面凹面来阻碍气泡的通过。
根据具有此结构的液体容器，在开始在液体腔中的液体储存量被分配为使得第一液体腔与第二液体腔中较低开放通路开放至其的一个具有由液体部分占据的容积，而密封封闭状态的另一液体腔具有全部(很好地)填充有液体的容积，由此可以防止气泡进入密封封闭状态的另一液体腔，直至较低开放通路开放至其的一个液体腔中的液体被耗尽。
换言之，如果连接通路的内径过大而不能产生由液面凹面导致的表面张力，则气泡会在较低开放通路开放至其的一个液体腔中的液体被耗尽之前从一个液体腔进入密封封闭状态的另一液体腔。由此，在热膨胀时倒流的液体量增加使得空气腔需要与其中液体腔没有被划分的情况下相同的容积。但是通过上述结构可以防止产生这种缺陷。
本发明的一个优点在于即使由于液体腔中的空气的热膨胀液体倒流进入空气开放通路，倒流液体也可储存在空气腔中并可以防止泄漏。
本发明的另一优点在于在呈颠倒的姿态的情况下，较低开放通路的开放至液体腔的一个端部可以在液体腔中从液面位置向上突出。由此，不会产生经由较低开放通路的倒流，从而可防止液体泄漏。
本发明的另一优点在于较低开放通路的另一端部在接近空气腔的底壁的内表面的位置处开放，由此，由于液体腔中空气的热收缩，储存在空气腔中的全部液体都可以很快地返回至液体腔。即使热膨胀及收缩的循环重复，也可以防止由于空气腔中的液体的残余导致的储存的液体被无谓地消耗。
本发明的另一优点在于可以通过分隔液体腔的空间来形成空气腔，由此可以消除形成空气腔的成本增加。
本发明的上述优点及其它优点以及其相关结构将通过参考示于附图中的说明非限制性实施例来讨论。
本申请涉及日本专利申请号2005-092470(申请于2005年3月28日)，2006-043661(申请于2006年2月21日)及2006-62782(申请于2006年3月28日)中的主题，在此通过引用其整体将其包含在这里。
图1是纵向截面图，示出了根据本发明的液体容器的第一实施例的墨盒的示意性结构。
图2是沿图1中的线II-II所取的截面图。
图3说明性示图，示出了由于空气的热膨胀，图1所示的墨盒中液体腔中的墨液倒流进入较低开放通路中并储存在空气腔中的状态。
图4是截面图，示出了其中图1所示的墨盒朝向一侧侧向倒下，并且液体腔中的墨液流入空气腔中的状态。
图5是截面图，示出了当图1所示的墨盒朝向图4中相反侧侧向倒下时液体腔中墨液的状态。
图6是纵向截面图，示出了根据本发明的液体容器的第二实施例的墨盒的示意性结构。
图7是纵向截面图，示出了根据本发明的液体容器的第三实施例的墨盒的示意性结构。
图8(a)及8(b)是截面图及平面图，示出了根据本发明的液体容器的第四实施例的墨盒的示意性结构。
图9(a)及9(b)是截面图及平面图，示出了根据本发明的液体容器的第五实施例的墨盒的示意性结构。
具体实施例方式
图1至图5示出了根据本发明的液体容器的第一实施例的墨盒。图1是示出了根据第一实施例的墨盒的示意性结构的纵向截面图。图2是沿图1中的线II-II所取的截面图。图3说明性示图，示出了由于空气的热膨胀，图1所示的墨盒中液体腔中的墨水倒流进入较低开放通路中并储存在空气腔中的状态。图4是截面图，示出了其中图1所示的墨盒朝向一侧侧向倒下，并且液体腔中的墨水流入空气腔中的状态。图5是截面图，示出了当图1所示的墨盒朝向图4中相反侧侧向倒下时液体腔中墨水的状态。
将墨盒作为根据本实施例的液体容器的示例来讨论，该墨盒可安装至托架上的盒安装部，该托架具有起喷墨型打印机的液体喷射部作用的打印头。
根据本发明的第一实施例的墨盒1起供应墨水至打印头的作用。墨盒1具有容器体3，其形成为具有大致长方体的外形并可以可拆卸地安装至打印机侧的容器安装部(盒安装部)。在容器体3中，设置有用于容纳墨水(液体)5于其中的墨水腔(液体腔)7，与墨水腔7连通并可连接至打印机侧的墨水接收部(液体接收部)的供墨孔9，当墨水腔7中的墨水5被消耗时使得墨水腔7与外部连通并将外部空气引入墨水腔7的空气开放通路11，以及设置在空气开放通路11中间并可储存倒流进入空气开放通路11的墨水5的空气腔13。
通常，供墨孔9的顶端开放部分在未使用状态时由密封膜密封。当墨盒1安装至设置在打印机的托架上的盒安装部时，密封膜由设置在盒安装部侧的供墨针刺穿，由此解除密封并可供应墨水。
空气腔13被界定(分隔)在墨水腔7的较高空间(即，空气流入的空间)中以成为可储存墨水5的封闭密封空间。空气腔13位于墨水腔7的较高空间中，并朝向侧壁7c偏置。优选地，利用被用于界定墨水腔7的侧壁7c与顶壁7b中的至少一个来界定空气腔13。空气腔13具有长方体的形状。
如上所述，在本实施例中，墨水腔7的顶壁7b的一部分形成空气腔13的顶壁13b，由此空气腔13向墨水腔7的较高侧偏置。空气腔13的容积设置为墨水腔7的总体容积V1的10％至30％。
空气开放通路11划分为较低开放通路15及较高开放通路17。
较低开放通路15具有一个端部15a及另一端部15b，端部15a于接近墨水腔7的底壁7a的内表面的位置处开放至墨水腔7，端部15b于接近空气腔13的底壁13a的内表面的位置处开放至空气腔13。在本实施例中，较低开放通路15穿过空气腔13的底壁13a。较低开放通路15也可迂回通过底壁13a。
较高开放通路17具有一个端部17a及开放至外部的另一端部17b，端部17a于接近空气腔13的顶壁13b的内表面的位置处开放至空气腔13。在本实施例中，较高开放通路17穿过顶壁13b，而较高开放通路17的另一端部17b形成为空气开放孔。较高开放通路17也可迂回通过顶壁13b。另一端部17b可以形成为凹槽的暴露部分，该凹槽形成在容器体3中并由附装至容器体3的薄膜覆盖被暴露部分以外的部分。
如图1所示，在较低开放通路15的各端部上的开口15a及15b位于接近墨水腔7中的侧壁7c及空气腔13的位置处。如图2所示，在较高开放通路17的一个端部处的开口17a位于接近角部13d的位置处，在从空气腔13的矩形截面来观察，角部13d处于相对于较低开放通路15的另一端部15b所开口的角部13c的对角位置。
在本实施例中，空气腔13的角部13c与界定墨水腔7的侧壁7c重叠。
在本实施例中，较高开放通路17的另一端部(空气开放孔)17b如图1所示由密封膜21密封。
根据墨盒1，当储存在墨水腔7中的墨水5由于墨水腔7中空气的热膨胀而倒流进入较低开放通路15时，如图3所示，倒流的墨水5被储存在界定在较低开放通路15的开放位置周围的空气腔13中。由此，可以防止倒流的墨水5泄漏。
当墨盒1从盒安装部拆卸时，即使墨盒1呈颠倒的姿态，较低开放通路15的至墨水腔7的开放端仍然从墨水腔7中的液面位置向上突出。由此，不会造成通过较低开放通路15的倒流。而且在此情况下，可以防止墨水5泄漏。
此外，因为较低开放通路15的另一端部15b在接近底壁13a的内表面的位置处开放。由此，通过由墨水腔7中空气的热收缩而产生的负压吸入力的作用以及热收缩中重力的作用，储存在空气腔13中的全部墨水5都可以很快地返回至墨水腔7。即使热膨胀及收缩的循环重复，也可以防止由于空气腔13中的墨水5的残余导致的储存的墨水5被无谓地消耗。
用于使墨水返回至墨水腔7的作用可以更有效地实现，因为空气腔13位于用于储存墨水5于其中的墨水腔7的较高部分。而且在空气腔13设置在墨水腔7的较低部分中的情况下，如果较低开放通路15的另一端部15b在接近底壁13a的内表面的位置处开放，则可以获得相似的优点。
此外，空气腔13呈简单的容器结构，其中较低开放通路15的与墨水腔7连通的另一端部上的开口15b和较高开放通路17的与外部连通的一个端部上的开口17a彼此竖直远离布置，且没有在可与储存的墨水5相接触的分隔壁部使用气液分离膜。由此，可以防止气体渗透性由于墨水5与空气腔13的分隔壁部接触而劣化。
由此，在使用墨盒1期间，可以防止至墨水腔7的气体渗透性劣化并可稳定地确保至墨水腔7的好的气体渗透性。由此，可以长期稳定地确保墨水的顺畅供应。
此外，空气腔13分隔于墨水腔7的较高空间中，且不同于其中空气腔13独立形成于墨水腔7的外部的现有产品，不需要用于装置侧的容器安装部的特殊结构。由此，可以简化结构及配置。通过简化结构及配置，可以改善组装特性并可降低成本。
此外，在本实施例中，例如，在墨盒1被以侧向倒下的姿态放置使得墨水腔7中较低开放通路15的开口15a沉入储存在墨水腔7中的墨水5中的情况下，如图4所示，墨水腔7中的墨水5可以沿较低开放通路15流入空气腔13。因为用于使空气腔13与外部连通的较高开放通路17的端部开口17a位于相对于较低开放通路15的端部开口15b的对角位置，故较高开放通路17的端部开口17a不与流入空气腔13中的墨水5接触。由此，可以防止流入空气腔13中的墨水5泄漏。
另一方面，在墨水腔7中的较低开放通路15的开15a如图5所示位于储存在墨水腔7中的墨水5的较高空间中的情况下，即使如图5所示墨盒1以相反方式侧向倒下，墨水腔7中的墨水5也不会通过较低开放通路15而流入空气腔13中。且在此情况下，可以防止墨水腔7中的墨水5沿空气开放通路11泄漏。
由此，即使墨盒1呈在任何方向上的侧向倒下状态，可以防止储存在墨水腔7中的墨水5泄漏。
在使用根据本实施例的墨盒1使得空气腔13位于墨水腔7的较高部分中的正常使用状态下，由于墨水腔7中的空气的热膨胀而倒流入较低开放通路15及较高开放通路17中的墨水5将通过各个通路克服重力向上移动。由此，将难以产生倒流及泄漏至外部。
此外，墨水腔7的顶壁13b通常用于界定空气腔13。由此，除了顶壁13b可以通过简单增加分隔壁来分隔空气腔13。由此，可以简单地分隔空气腔13。由此，可以通过减少用于空气腔13的额外结构来降低成本。
当空气温度由T1℃改变至T2℃时获得的体膨胀系数A由以下公式[1]来表示。
A＝(T2+273)/(T1+273) [1]当墨水腔7完全充满墨水5且在墨水腔7中根本不存在空气时，即使温度改变，空气的热膨胀力也不会起作用。由此，不会发生储存在墨水腔7中的墨水5的倒流。在墨水腔7中不存在墨水5的空的状态下，即使墨水腔7中的空气热膨胀也不会发生墨水5的倒流。
在墨水5及空气两者都储存在墨水腔7中的状态下，则发生墨水5的倒流。
建立了以下公式[2]，其中墨水腔7的总容积表示为V1，残留在墨水腔7中的空气的容积表示为V2，且储存在墨水腔7中的墨水5的体积表示为V3。
V1＝V2+V3 [2]倒流至空气腔13的墨水5的量在以下的情况下为最大，即由于热膨胀残留在墨水腔7中的空气膨胀至墨水腔7的总容积V1使得储存在墨水腔7中的墨水5的总量(V3)完全倒流至空气腔13。建立了以下公式[3]。
V2×A＝V1 [3]由公式[2]及[3]可以得到以下公式。
V3＝(A-1)/(A×V1) [4]当空气腔13的容积设置为大于V3时，可以可靠地防止倒流的墨水5泄漏。但是，可能该容积过大从而在空气腔13中留下无谓的空的空间，导致墨盒1的尺寸增加。另一方面，如果空气腔13的容积设置为小于V3，则当倒流达到最大量时，墨水5可能泄漏出空气腔13。由此，最佳的是空气腔13的容积设置为V3。
由此，当为空气腔13设置的最大容积V3对墨水腔7的总容积V1的比率表示为B时，建立以下公式。
B＝V3/V1[5]如果将公式[4]代入公式[5]，则建立以下公式。
B＝(A-1)/A [6]由此，墨水腔7所使用的环境温度的改变被设置且温度改变的体膨胀系数A从公式[1]获得并代入公式[6]，由此可以获得空气腔13的容积比率B，该空气腔13可允许温度的改变并可防止墨水5的泄漏。
墨盒1所暴露于其中的使用环境的温度改变的范围例如以下述的三种方式设置。
第一温度条件假设为在具有良好环境的房间内使用的情况，温度的改变范围为从10℃至40℃。
第二温度条件假设为没有提供好的环境的最差情况，温度的改变范围例如为从-30℃至60℃。
第三温度条件假设为在第一温度条件与第二温度条件之间的中间范围，温度的改变范围为从-20℃至40℃。
将T1＝40及T2＝10代入公式[1]，由此在第一温度条件下的体膨胀系数A等于1.1060。此时，从公式[6]得到空气腔13的容积比率B等于0.0958。通过在相同温度条件下设置空气腔13的容积大约为墨水腔7的总容积的10％，由此，可以获得不产生泄漏的最佳墨盒1。
另一方面，将T1＝60及T2＝-30代入公式[1]，由此在第二温度条件下的体膨胀系数A等于1.3704。此时，从公式[6]得到空气腔13的容积比率B等于0.2703。通过在相同温度条件下设置空气腔13的容积大约为墨水腔7的总容积的30％，由此，可以获得不产生泄漏的最佳墨盒1。
可以假设墨盒1暴露于正常使用环境中的温度的改变范围介于第一温度条件的情况与第二温度条件的情况之间。
如在本实施例中描述的如果空气腔13的容积通常设置为墨水腔7的容积的10％至30％，则由此可以防止倒流至空气腔13的墨水5从空气腔13溢出并泄漏，并且此外，当由于温度的改变而产生最大程度的倒流时，也可以防止墨盒1的尺寸由于空气腔13的过度扩大而增加。
在第三温度条件下，优选地确定空气腔13的容积比率以防止倒流墨水5从空气腔13溢出。将T1＝40及T2＝-20代入公式[1]，由此在第三温度条件下的体膨胀系数A等于1.3704。此时，从公式[6]得到空气腔13的容积比率B等于0.1917。通过在相同温度条件下设置空气腔13的容积大约为墨水腔7的总容积的20％，由此，可以获得不产生泄漏的最佳墨盒1。
此外，对于墨盒1，空气开放通路11在墨盒1制造然后由用户初始使用的期间由密封膜21极好地密封。由此，可以在存储及运输期间可靠地防止墨水5泄漏出空气开放通路11，并且此外，还可以防止墨水腔7中的墨水5的水份通过空气开放通路11蒸发。由此，可以防止产生诸如因墨水5的浓度的增高而导致凝固的缺点。
在使用中为了去除密封膜21，可想到的是提出在将墨盒1安装至装置的容器安装部之前由用户人工地剥落并去除密封膜21的方法，以及提供密封解除针用于破坏装置的容器安装部侧上的密封膜21的方法。
图6是纵向截面图，示出了根据本发明的液体容器的第二实施例的墨盒的示意性结构。
在根据第二实施例的墨盒23中，允许气体通过但不允许墨水5通过的气液分离膜25设置在根据第一实施例的墨盒1中的较高开放通路17中，而其它结构与第一实施例中的相同。与第一实施例中的结构具有相同或相应设计的相同结构在图中及描述中将简化或省去。
通过此结构，即使在温度的改变大于假设的温度改变的范围且压力进一步施加至填充在空气腔13中的倒流墨水5的情况下，可以通过气液分离膜25而防止墨水5泄漏，由此可以改善防止泄漏的可靠性。
此外，即使由于温度的改变导致的热膨胀导致倒流进入较低开放通路15的墨水5残留在空气腔13中，且在此状态下墨盒1侧向倒下，使得空气腔13中较高开放通路17的开口沉入残留在空气腔13中的墨水5中，也可以防止墨水5泄漏出较高开放通路17，使得防止泄漏的可靠性得到改善。
图7是是纵向截面图，示出了根据本发明的液体容器的第三实施例的墨盒的示意性结构。
在根据第三实施例的墨盒31中，通过在竖直方向上延伸以分隔墨水腔7的内部的分隔壁32，根据第一实施例的墨盒1中的墨水腔7被划分为第一墨水腔71及第二墨水腔72。墨盒31还具有连接通路33用于使得第一墨水腔71及第二墨水腔72在接近第一墨水腔71及第二墨水腔72的底壁的位置处彼此连通。更具体而言，连接通路33具有一个端部33a及另一端部33b，该一个端部33a在接近第一墨水腔71的底壁71a的内表面的位置处开放至第一墨水腔71，该另一端部33b在接近第二墨水腔72的底壁72a的内表面的位置处开放至第二墨水腔72。比第一墨水腔71更接近于侧壁7c定位的第二墨水腔72通过较低开放通路15与空气腔13连通。第一墨水腔71与供墨孔9连通。其它结构，诸如构成空气开放通路11的较低开放通路15及较高开放通路17的开放端的位置，以及空气腔13的形状和位置可以与第一实施例的相同。
在第三实施例中，分隔壁32的尺寸及位置被设置为使得第一墨水腔71及第二墨水腔72的容积彼此大致相同。
此外，在第三实施例中，连接通路33具有设置用于通过形成液面凹面而阻碍气泡通过的内径。
在根据上述第三实施例的墨盒31中，如图7所示，如果在开始在每个墨水腔71及72中的墨水储存量被设置为使得第一墨水腔71被很好地充满而第二墨水腔72的一部分由墨水5占据，则充分的是用于防止因倒流而导致的泄漏而确保的空气腔13的容积相应于储存在第二墨水腔72中的墨水5来确定。即，可以仅考虑第二墨水腔72的容积、第二墨水腔72中储存的墨水的量等来设置空气腔13的容积。相较于墨水腔没有被划分的情况，可以通过减小空气腔13的容积来减小墨盒31的尺寸。
通过划分而获得的第一墨水腔71及第二墨水腔72在接近第一墨水腔71及第二墨水腔72的底壁的位置处经由连接通路33彼此连通。即，连接通路33起连通管的作用。因为供墨孔9设置在通过连接通路33与第二墨水腔72连通的第一墨水腔71的底壁上，故储存的墨水5的全部都可以经由供墨孔9而供应至外部。即，此种设置消除了部分储存的墨水5没有被使用而被留在墨水腔7中而没有流至供墨孔9的可能性。
如果在墨盒31中第一墨水腔71及第二墨水腔72的容积被设置为彼此大致相等，则用于防止泄漏而需要确保的空气腔13的容积可以减小至约为其中墨水腔7没有被划分的情况下的一半。由此，由于减小了空气腔13的容积，故可以容易地减小墨盒31的尺寸。
在本实施例中，在墨盒31中，连接通路33的内径被设置为利用液面凹面的表面张力。此外，在开始在每个墨水腔71及72中储存的墨水5的量被设置为使得第二墨水腔72在较低开放通路15开口的一侧具有由墨水5部分占据的容积且密封封闭状态的第一墨水腔71具有很好地填充有墨水5的总容积。由此，可以防止气泡进入密封封闭状态的第一墨水腔71，直至较低开放通路15开放至其的第二墨水腔72中的墨水5被耗尽。
更具体而言，如果连接通路33的内径过大而不能产生液面凹面的表面张力，则气泡会在第二墨水腔72中的墨水5被耗尽之前从第二墨水腔72侧进入第一墨水腔71。由此，在热膨胀时倒流的墨水量增加且空气腔13需要与其中墨水腔7没有被划分的情况下相同的容积。但是，根据第三实施例，可以防止产生这种缺陷。
图8(a)及8(b)示出了根据本发明的液体容器的第四实施例的墨盒41的示意性结构。图8(a)是墨盒的截面图，并且图8(b)是从相对于图8(a)的截面方向的方向观察的墨盒的平面图。
通过改变第一实施例的墨盒1中的较高开放通路的形状及空气开放孔的位置而获得第四实施例的墨盒41。第四实施例的其它结构与第一实施例的相同。
如图8(a)及8(b)所示，第四实施例中的较高开放通路87具有一个端部开口87a，其在接近空气腔13的顶壁13b的内表面的位置处开放至空气腔13并在墨盒41的厚度方向上(即，垂直于图8(a)的纸面的方向)开放。较高开放通路87的一个端部开口87a与形成在容器体3的后侧的流动通路87c连通。流动通路87c形成较高开放通路87的一部分。由此，在第四实施例中，较高开放通路87没有穿过空气腔13的顶壁13b，也没有迂回通过空气腔13的顶壁13b。可以对较低开放通路15应用相同的设置。
在第四实施例中，流动通路87c以弯曲或迂回方式延长，由此增加了流动通路87c的长度。流动通路87c到达并穿过墨盒41的底壁7a以形成空气开放孔，其是较高开放通路87的另一端87b并开放至外部。
如图8(a)所示，较高开放通路87的一个端部开口87a位于接近角部13d的位置，从空气腔13的矩形截面观察，该角部13d相对于较低开放通路15的另一端15b开放的角部13c处于对角位置。如图8(b)所示，在第四实施例中，较高开放通路87的另一端(空气开放孔)87b由密封膜21密封。
在第四实施例中，可以形成空气开放孔的较高开放通路87的另一端87b形成在底壁7a中。由此，另一端87b可以被形成使得在顶壁7b中没有任何开口。通常而言，对于墨盒，顶壁7b的外表面通常被用于在其上贴附产品标签以指示储存在墨盒中的墨水种类及序列号等。由此，如果将被暴露的开口被形成在顶壁中，则可能会劣化外形美观，或者是标签可以被贴附的面积减小从而劣化了墨盒的可见信息。但是，如在第四实施例中较高开放通路87被设置以在墨盒的较低部分中形成空气开放孔的情况下，可以提供可以确保足够这种标签可以被贴附的面积以改善墨盒的视觉确认性的墨盒，且其很自然漂亮。
此外，较高开放通路87的另一端87b可以不形成在底壁7a中，而是可以形成在液体腔7的底壁7a所布置的一侧的任何其它位置，即，在墨盒的较低部分的任何位置。
图9(a)及9(b)示出了根据本发明的液体容器的第五实施例的墨盒141的示意性结构。图9(a)是墨盒的截面图，图9(b)是从相对于图9(a)的截面方向的方向观察的墨盒的平面图。
图9(a)及9(b)所示的第五实施例的墨盒141通过改变参考图8(a)及8(b)所讨论的第四实施例而获得，由此以下将讨论改变部分以减少描述上的重复。
在根据第五实施例的墨盒141中，根据第四实施例的墨盒41中的墨水腔7通过用于分隔墨水腔7的内部的分隔壁132被分隔为第一墨水腔171及第二墨水腔172。分隔壁132大体在水平方向上延伸(优选地，分隔壁132朝向连接通路133的端部133b略微向下倾斜地延伸)。
墨盒141还具有用于使第一及第二墨水腔171及172彼此连通的连接通路133。连接通路133具有一个端部133a及另一端部133b，该一个端部133a在接近第一墨水腔171的底壁171a的内表面的位置处开放至第一墨水腔171，该另一端部133b在接近第二墨水腔172的底壁172a的内表面的位置处开放至第二墨水腔172。
位于第一墨水腔171之上的第二墨水腔172经由较低开放通路115与空气腔13连通。较低开放通路115具有一个端部115a及另一端部115b，该一个端部115a在接近第二墨水腔172的底壁172a的内表面的位置处开放至第二墨水腔172，该另一端部115b在接近空气腔13的底壁13a的内表面的位置处开放至空气腔13。第一墨水腔171与供墨孔9连通。
诸如较高开放通路87的结构及空气腔13的位置及形状的其它结构可以与第四实施例的相同。
在上述根据第五实施例的墨盒141中，将要确保用于防止倒流导致的泄漏的空气腔13的容积可以相应于储存在第二墨水腔172中的墨水5的体积来确定。即，可以仅考虑第二墨水腔172的容积、第二墨水腔172中储存的墨水的量等来设置空气腔13的容积。
通过划分而获得的第一墨水腔171及第二墨水腔172经由连接通路133彼此连通，该连接通路133具有分别于接近第一及第二墨水腔171及172的底壁171a及172b的位置处开放至第一及第二墨水腔171及172的端部133a及133b。由此，由第一及第二墨水腔171及172所形成的墨水腔7中所储存的墨水5的全部都可以通过供墨孔9被供应至外部。
根据本发明的液体容器的使用不限于根据上述实施例的墨盒。例如，根据本发明的液体容器适合用于其中多个液体容器可拆卸地安装至容器安装部以供应液体或多种液体至液体喷射设备的液体喷射头的情况。这里讨论的液体喷射设备的液体喷射头包括，但不限于，喷墨型记录装置的液体喷射头(打印头)、用于制造液晶显示器的彩色过滤器的彩色过滤器制造装置的彩色颜料喷射头、用于形成有机EL显示器或FED(表面发射显示器)的电极的电极材料(导电膏)喷射头、用于制造生物芯片的生物芯片制造装置的生物有机喷射头、以及将是精密吸液管的取样喷射头。
权利要求
1.一种液体容器，包括容器体，其可拆卸地安装至装置侧的容器安装部；液体腔，其设置在所述容器体中，用于在其中容纳液体；液体供应孔，其与所述液体腔连通并可连接至所述装置侧的液体接收部；空气开放通路，其用于使所述液体腔与外部连通并当所述液体腔中的所述液体被消耗时将外部空气引入所述液体腔中；以及空气腔，其设置在所述空气开放通路的一部分中并可储存进入所述空气开放通路中的所述液体，其中所述空气开放通路包括较低开放通路，其具有一个端部以及另一端部，所述一个端部在接近所述液体腔的底壁的内表面的位置处开放至所述液体腔，所述另一端部在接近所述空气腔的底壁的内表面的位置处开放至所述空气腔；以及较高开放通路，其具有一个端部以及另一端部，所述一个端部在接近所述空气腔的顶壁的内表面的位置处开放至所述空气腔，所述另一端部可开放至所述外部。
2.如权利要求1所述的液体容器，其中所述较高开放通路的所述另一端部布置在所述容器体的所述液体腔的顶壁所布置的一侧。
3.如权利要求1所述的液体容器，其中所述较高开放通路的所述另一端部布置在所述容器体的所述液体腔的底壁所布置的一侧。
4.如权利要求1所述的液体容器，其中所述较低开放通路的所述另一端部布置在接近所述空气腔的所述底壁的所述内表面的角部的位置处；所述较高开放通路的所述一个端部布置在接近所述空气腔的所述顶壁的所述内表面的角部的位置处；且在所述空气腔的所述顶壁与所述空气腔的所述底壁彼此相对的方向上观察，所述空气腔的所述顶壁的所述内表面的所述角部相对于所述空气腔的所述底壁的所述内表面的所述角部呈对角布置。
5.如权利要求1至4中任一项所述的液体容器，其中所述空气腔布置在所述液体腔的较高部分中。
6.如权利要求5所述的液体容器，其中所述液体腔的所述顶壁的一部分位于所述空气腔的所述顶壁所位于的平面中。
7.如权利要求1至4中任一项所述的液体容器，其中所述空气腔的容积等于或大于所述液体腔的容积的10％且等于或小于所述液体腔的容积的30％。
8.如权利要求1至4中任一项所述的液体容器，还包括密封膜，其贴附至所述容器体，用于密封所述较高开放通路的所述另一端部，所述密封膜可拆卸以将所述较高开放通路的所述另一端部开放至所述外部。
9.如权利要求1至4中任一项所述的液体容器，还包括气液分离膜，其设置在所述较高开放通路中，用于允许气体经由所述气液分离膜通过而防止所述液体经由所述气液分离膜通过。
10.如权利要求1至4中任一项所述的液体容器，还包括分隔壁，其用于将所述液体腔分隔为第一液体腔及第二液体腔；连接通路，其用于使所述第一液体腔与所述第二液体腔彼此连通，所述连接通路具有一个端部以及另一端部，所述一个端部在接近所述第一液体腔的底壁的内表面的位置处开放至所述第一液体腔，所述另一端部在接近所述第二液体腔的底壁的内表面的位置处开放至所述第二液体腔，其中所述第一液体腔与所述第二液体腔的其中之一经由所述较低开放通路与所述空气腔连通。
11.如权利要求10所述的液体容器，其中所述第一液体腔与所述第二液体腔具有彼此大致相等的容积。
12.如权利要求10所述的液体容器，其中所述连接通路的内径被设置成通过形成液面凹面来阻碍气泡的通过。
13.如权利要求10所述的液体容器，其中所述分隔壁大体竖直延伸；所述第一液体腔与所述液体供应孔连通；且所述较低开放通路的所述一个端部在接近所述第二液体腔的所述底壁的所述内表面的位置处开放至所述第二液体腔，由此所述第二液体腔经由所述较低开放通路与所述空气腔连通。
14.如权利要求10所述的液体容器，其中所述分隔壁大体水平延伸；所述第一液体腔与所述液体供应孔连通；且所述较低开放通路的所述一个端部在接近所述第二液体腔的所述底壁的所述内表面的位置处开放至所述第二液体腔，由此所述第二液体腔经由所述较低开放通路与所述空气腔连通。
全文摘要
本发明公开了一种液体容器，其具有空气开放通路，用于使所述液体腔与外部连通并当所述液体腔中的所述液体被消耗时将外部空气引入所述液体腔中，以及空气腔，其设置在所述空气开放通路的一部分中并可储存进入所述空气开放通路中的所述液体。所述空气开放通路包括较低开放通路，其具有一个端部以及另一端部，所述一个端部在接近所述液体腔的底壁的内表面的位置处开放至所述液体腔，所述另一端部在接近所述空气腔的底壁的内表面的位置处开放至所述空气腔，以及较高开放通路，其具有一个端部以及另一端部，所述一个端部在接近所述空气腔的顶壁的内表面的位置处开放至所述空气腔，所述另一端部可开放至所述外部。
文档编号B41J2/18GK1840344SQ200610058479
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月28日 优先权日2005年3月28日
发明者石泽卓, 品田聪 申请人:精工爱普生株式会社