CN105082771A - 液体收容容器及安装有该液体收容容器的记录设备 - Google Patents

Abstract

液体收容容器及安装有该液体收容容器的记录设备。在所述液体收容容器安装于所述记录设备的状态下，所述液体喷出头通过第一液体流路和第二液体流路与所述液室连通，所述第一液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口和所述第二液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口均形成于所述液室，与所述第二液体流路的开口相比，所述第一液体流路的开口位于重力方向上的上侧，并且所述第一液体流路中的气液界面由弯月面力保持，使得与所述第二液体流路中的气液界面相比，所述第一液体流路中的气液界面位于重力方向上的下侧。

Description

液体收容容器及安装有该液体收容容器的记录设备

技术领域

本发明涉及液体收容容器及安装有该液体收容容器的记录设备。

背景技术

诸如喷墨打印机等的记录设备安装有诸如墨盒等的液体收容容器。从被安装的液体收容容器向包括在记录设备中的液体喷出头供给液体。该记录设备从液体喷出头将液体喷在记录介质上，如此来执行文字、图像等的记录。

要求储存在液体收容容器的液室中的液体(墨)在液室中具有恒定的浓度；然而，可能发生浓度的不均匀。特别地，在液体含有颜料的情况下，颜料可能会发生沉淀。当颜料发生沉淀时，会产生如下现象：在液室中，下(底面)侧的颜料浓度高，而上(上面)侧的颜料浓度低。这里，考虑如下情况：在将液体从液体收容容器的底面所在侧引出的构造中，液体收容容器会长期保持恒定的姿势(底面面对重力方向上的下侧的状态)。当从该液体收容容器向记录头供给液体时，首先供给形成具有高浓度颜料颗粒层的液体，因此记录了具有高浓度颜色的图像。而且，在液体收容容器的使用初期记录的图像和使用后期记录的图像之间会出现记录浓度差。在通过使用颜色的浓淡来记录彩色图像的彩色记录的情况下，该现象趋向于特别明显。

为了解决该问题，日本特开2005-7855号公报记载了一种管，该管从设置于液室的底面所在侧的液体引出部向液室的重力方向上的上侧延伸。该管具有分别在重力方向上的多个位置处与液室内部连通的多个液体流入口。在这些液体流入口中，与其它的液体流入口的流阻相比，位于重力方向上的较下侧的液体流入口被构造成具有高的流阻。利用该构造，能够取出分别来自液室中的具有高浓度颜料颗粒的部分和具有低浓度颜料颗粒的部分的与流阻对应的量的液体，并且能够从液体收容容器中引出混合的液体。

发明内容

通过本发明的方面来解决上述问题。特别地，根据本发明的一个方面，提供一种记录设备，其包括：液体喷出头；以及液体收容容器，其被构造成待安装于所述记录设备并且具有被构造成储存液体的液室。在所述液体收容容器安装于所述记录设备的状态下，所述液体喷出头通过第一液体流路和第二液体流路与所述液室连通，所述第一液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口和所述第二液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口均形成于所述液室，与所述第二液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口相比，所述第一液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口位于重力方向上的上侧，并且所述第一液体流路中的气液界面由弯月面力保持，使得与所述第二液体流路中的气液界面相比，所述第一液体流路中的气液界面位于重力方向上的上侧。

根据方面的另一方面，提供一种液体收容容器，其被构造成待安装于记录设备，所述记录设备包括：液体喷出头；以及液室，其被构造成储存液体。所述液室中形成有向所述液体喷出头供给所述液体的第一液体流路和第二液体流路。在安装于所述记录设备的状态下，所述液体喷出头通过所述第一液体流路和所述第二液体流路与所述液室连通，所述第一液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口和所述第二液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口均形成于所述液室，与所述第二液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口相比，所述第一液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口位于重力方向上的上侧，并且所述第一液体流路中的气液界面由弯月面力保持，使得与所述第二液体流路中的气液界面相比，所述第一液体流路中的气液界面位于重力方向上的上侧。

通过下面参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其他特征将变得明显。

附图说明

图1A和图1B分别是液体收容容器的分解图和截面图。

图2A和图2B分别示出记录设备和液体收容容器。

图3A和图3B示出将液体收容容器安装至记录设备的过程。

图4A至图4D是液体收容容器的截面图。

图5示出形成在液体收容容器中的液体流路。

图6A至图6C示出形成在液体收容容器中的液体流路。

图7示出形成在记录设备中的液体流路。

具体实施方式

当随着液体的消耗而将空气引入液室时，气液界面会随着空气的引入而下降。在日本特开2005-7855号公报的构造中，在设置于沿重力方向朝向上侧延伸的管的多个液体流入口中，该多个液体流入口从设置于重力方向上的上侧的液体流入口开始依次与气液界面上方的空气连通。因此，取决于液体引出速度，与液体通过位于重力方向上的下侧的液体流入口流入该管的流阻相比，空气从与空气连通的其它液体流入口通过该管而从液室中引出的流阻可能是较低的。在这种情况下，尽管液体残存在位于液室的重力方向上的下侧的液体流入口的高度处，并且在该部分处实现与液体连通，但是依然可以从液室中引出空气。因此，空气会流入液体喷出头，从而难以提供适当的喷出。而且，由于从液体收容容器的液室中引出的空气会流向液体喷出头，所以即使液体残留在液室中，也可能会判断没有液体残留。

因此，本发明提供一种构造，在该构造中，液体喷出头通过多个液体流路与液体收容容器的液室连通，并且即使多个液室的形成于液室的开口的位置在重力方向上是不同的，该构造也能适当地向液体喷出头供给液室中的液体。

以下参照附图来详细说明本发明。

参照图1A和图1B来说明液体收容容器1的内部构造。图1A是将液体收容容器1分解了的分解图。图1B是液体收容容器1的截面图。液体收容容器1的壳体包括第一壳体构件24和第二壳体构件25。第二壳体构件25用作使第一壳体构件24的开口关闭的盖构件。液体收容容器1将诸如墨等的液体储存在液室7中。液室7是由第一壳体构件24的内壁面以及与第一壳体构件24的内壁边缘紧密接触的柔性构件(柔软性片材)8构成的腔室，并且将液体储存在其中。密封构件单元16是嵌入管***路径18的构件，该管***路径18设置于第一壳体构件24。密封构件单元16包括筒状密封构件15和外壳17，其中，筒状密封构件15具有位于一端的可开闭的缝(slit)和位于另一端的开口，外壳17与密封构件15的外周面形成为一体。当将密封构件单元16***管***路径18时，该位于另一端的开口限定了管***口5。

在液室7中，负压产生弹簧9用作负压产生构件，并且配置有比第一壳体构件24的内壁周缘略小的板构件10。负压产生弹簧9的一端与第一壳体构件24的内壁接合，负压产生弹簧9的另一端与板构件10接合。负压产生弹簧9通过板构件10对柔性构件8施加使液室7扩张的方向上的力而将液室7的内部维持在恒定的负压范围。当液室7中的液体由于向液体喷出头供给液体而减少时，期望液室7内的负压提高；然而，负压产生弹簧9收缩，因此板构件10沿使液室7的内部容积减少的方向移动。因此，限制了负压的提高。

液室7和第二壳体构件25之间的空间(非液体储存空间)通过设置于液体收容容器1的后壁的连通路径(未示出)和空气开口(未示出)与液体收容容器1的外部连通。具体地，液体收容容器1的后壁设置有连续蛇行状(continuousmeandering)的槽(未示出)。该槽的一端与非液体储存空间连通，该槽的另一端与空气开口连通。粘贴有用于覆盖该蛇行状的槽的标签20，并且用标签20覆盖的该槽用作使非液体储存空间和空气开口连通的连通路径。当板构件10沿使液室7的内部容积减小的方向移动时，会从空气开口通过连通路径向液室7和第二壳体构件25之间的空间(非液体储存空间)带入空气。

液体由于板构件10的移动而被供给。当进一步消耗液体时，液室7内的负压会到达过滤器11的弯月面力(meniscusforce)或更高。因此，会如上所述地通过过滤器11从空气连通路径12向液室7引入空气。由于从空气连通路径12向液室7引入了液体供给量的空气量，并且随后将液室7内的负压维持在恒定的负压范围，所以限制了负压的过度提高。

接下来，参照图2A至图3B来说明液体收容容器1相对于记录设备的安装部23的安装状态。当将液体收容容器1沿箭头y指示的方向***安装部23时，由液体接收管27的末端打开管***口密封膜14，并将液体接收管27***管***口5。然后，将定位销28***定位孔3，从而使两个位置限制面6夹在两个定位壁31之间。因此，抑制了偏移。然后，由***通孔21的开口销26打开空气连通口密封膜13，并且将开口销26***空气连通口4。然后，将液体接收管27***密封构件15的设置在管***路径18中的缝，因此使液室7与液体接收管27连通。然后，使电触点2接触电连接部30。最后，当将液体收容容器1推至使接合部19与接合杆32的接合突起29接合的位置时，液体收容容器1被固定且位于如图3B所示的安装完成状态。以这种方式，提供了液体收容容器安装于记录设备的状态。

安装部23是记录设备的一部分。记录设备包括液体喷出头22。由于液室7经由液体与液体接收管27连通，所以通过液体接收管27向液体喷出头22供给液室7中的液体。

接下来，说明多个液体流路。图4A至图4D示出了在液体收容容器1安装于记录设备的状态下，液体收容容器1内部的液室7中的液体37随着液体37从液体喷出头喷出而减少。图4B至图4D中示出的液体37和空气38之间的界面为气液界面。在液体收容容器1的液室7中，形成有第一液体流路34和第二液体流路35。

图4A示出了刚好在将液体收容容器1安装于安装部23之后并且液体接收管27与管***路径18连接的状态。液体喷出头通过第一液体流路34和第二液体流路35与液体收容容器连通。

图6A至图6C以放大的方式示意性地示出了第一液体流路34和第二液体流路35。第一液体流路34在靠近液体喷出头的一侧具有开口34a，在远离液体喷出头的一侧具有开口34b。而且，第二液体流路35在靠近液体喷出头的一侧具有开口35a，在远离液体喷出头的一侧具有开口35b。在图6A至图6C中，第一液体流路34和第二液体流路35均形成在液室7中。因此，第一液体流路34的靠近液体喷出头的一侧的开口34a和第一液体流路34的远离液体喷出头的一侧的开口34b也均形成在液室7中。同样地，第二液体流路35的靠近液体喷出头的一侧的开口35a和第二液体流路35的远离液体喷出头的一侧的开口35b也均形成在液室7中。

与第二液体流路35的远离液体喷出头的一侧的开口35b相比，第一液体流路34的远离液体喷出头的一侧的开口34b位于重力方向上的上侧。第一液体流路34和第二液体流路35在开口34a和开口35a的液体供给方向上的下游侧彼此合流。期望液体为含有颜料的液体(例如，颜料墨)。液室7中的液体37的具有不同颜料颗粒浓度的部分根据第一液体流路34的流阻R_o与第二液体流路35的流阻R_s之比的反比而分别从第一液体流路34和第二液体流路35中引出至管***路径。然后，液体37的具有不同颜料颗粒浓度的部分进行混合，直到从管***路径18向液体喷出部供给液体37为止，并且将液体的不同浓度的部分以特定比例混合而成的液体37供给至液体喷出头。即，由于第一液体流路34的开口34b和第二液体流路35的开口35b具有上述位置关系，所以即使当颜料在液室7内的液体37中发生沉淀时，也能够供给颜料颗粒浓度在恒定范围内的液体37。

为了用光液室7中的液体，可以将第二液体流路35的开口35b期望地形成在靠近底面的位置处，该底面为液室的重力方向上的下侧的表面。即，开口35b可以被期望地形成为与液室的底面相邻。

当消耗液体37并且液室7内的负压到达过滤器11的弯月面力或更高时，空气连通路径所在侧的空气会破坏过滤器11的弯月面并且向液室7引入。然后，由于向液室7引入了液体37的消耗量的空气量，所以液室7中的液体37和空气38之间的界面(气液界面)会随着液体37的消耗而逐渐地向重力方向上的下侧移动。当从图4A中的状态消耗液体时，该状态会变成图4B中示出的状态，然后变成图4C中示出的状态。

图4B示出了如下状态：在该状态中，消耗了液体37并且液室7中的气液界面位于第一液体流路34的开口34b所在的位置处。

如图6A所示，在第一液体流路34的开口34a处可以以减小第一液体流路34的宽度的方式形成突起。如果形成有突起，则将该部分称作弯月面形成部36。而且，在这种情况下，示出了通过使用柔性构件8来密封与第一壳体构件24形成为一体且具有大致槽形状的开口的表面而形成第一液体流路34、第二液体流路35和弯月面形成部36的示例。

在图4C的状态下，与第二液体流路35的气液界面35c相比，第一液体流路34的气液界面34c位于重力方向上的下侧。随着液体的使用，气液界面34c和气液界面35c会在维持该位置关系的同时变成图4D中的状态。在图4D中，气液界面34c到达开口34a。图6B是图4D的放大图。此时，气液界面在弯月面形成部36处产生一定的恒定弯月面力。通过第一壳体构件24的形成弯月面形成部36的槽的宽度(图5中的a方向)、液体37的表面张力以及液体37和第一壳体构件24之间的接触角度来确定液体37的在弯月面形成部36处形成的弯月面力。此时，假设第一液体流路34中形成有气液界面的部分为弯月面形成部，则弯月面形成部36被构造成满足下式：

H≥h₁+h₂，

其中，H＝P_m/ρg，h₁＝P_s/ρg，h₂是使用上述液体收容容器时第二液体流路的开口和液室的内部之间的连通部与弯月面形成部的高度差，P_m是在弯月面形成部处产生的弯月面力，ρ是液室中的液体的密度，g是重力加速度，P_s是使用上述液体收容容器时第二液体流路的在最大液体流量下的压力损失。

即，第一液体流路中形成有气液界面的由弯月面力保持的部分可以被期望地形成为满足上述表达式。

在第一液体流路34与液室7中的液体连通的状态下，通过第二液体流路35引出的具有高浓度颜料颗粒的液体部分的量与通过第一液体流路34引出的具有低浓度颜料颗粒的液体部分的量之比与这些流路的流阻之比成反比。而且，通过第一壳体构件24的槽的宽度来确定弯月面形成部36的弯月面力。因此，通过相对于能够产生预定弯月面力的槽的宽度来改变槽的深度(图5中的b方向)和流路的长度(图5中的c方向)，能够根据液体部分的颜料颗粒浓度梯度差来改变具有高浓度颜料颗粒的液体部分与具有低浓度颜料颗粒的液体部分的混合比。例如，为了增大具有低浓度颜料颗粒的液体的混合比，可以增大槽的深度。而且，能够通过相对于向液体喷出头供给液体时第一液体流路34中的液体的流动，平行地配置多个弯月面形成部36来减小第一液体流路34的流阻。

在以上说明中，储存在液室中的液体为含有颜料的液体；然而，液体不限于此。例如，含有乳液颗粒的液体可能具有沉淀的问题，而含有染料的液体可能具有液体中的成分不均匀的问题。

在以上说明中，提供了弯月面形成部具有突起的示例；然而，构造不限于此。例如，可以将过滤器形成在第一液体流路中，并且过滤器可以用作弯月面形成部。在这种情况下，第一液体流路中的气液界面是由过滤器所在的部分处的弯月面力保持的。可选地，可以采用不形成突起且具有减小了宽度的第一液体流路的形式。例如，可以想出图5中示出的示例。在这种情况下，在图5中，优选地，a方向上的宽度在0.3mm至0.6mm的范围内。而且，优选地，b方向上的宽度在6.5mm至8.0mm的范围内。而且，优选地，c方向上的宽度在0.4mm至0.9mm的范围内。

在液体喷出头经由液体通过第二液体流路与液室连通的状态下，换言之，在图4A至图4D中的各图示出的状态下，第一液体流路中的气液界面可以由弯月面力期望地保持。在液体喷出头经由液体通过第二液体流路与液室连通着的期间，如果第一液体流路中的气液界面是由弯月面力保持的，则能够完全用光液体。如图6C所示，在第一液体流路中的气液界面由弯月面力保持，使得与第二液体流路中的气液界面相比，第一液体流路中的气液界面位于重力方向上的上侧。

最后，将空气从第二液体流路35的远离液体喷出头的一侧的开口35b引至第二液体流路35的靠近液体喷出头的一侧的开口35a。因此，可以将空气从第一液体流路34的远离液体喷出头的一侧的开口34b期望地引至第一液体流路34的靠近液体喷出头的一侧的开口34a。当通过开口34a处的弯月面力保持气液界面时，如果空气流向第二液体流路35，则开口34a处不再维持弯月面。因此，能够完全用光液体。

第一液体流路34中的气液界面可以形成在第一液体流路中的任意部分。然而，如上所述，可以将气液界面期望地形成在第一液体流路34的靠近液体喷出头的一侧的开口34a处。如果将气液界面形成在开口34a处，则能够完全用光液体。

第一液体流路34和第二液体流路35均被构造成使液体喷出头与液室彼此连通，因此第一液体流路34和第二液体流路35可以至少形成于液室7。即，第一液体流路34或第二液体流路35可以不形成在液室7中。如图7所示，第一液体流路34和第二液体流路35可以形成在记录设备所在侧，例如，可以形成在记录设备的安装部23。在这种情况下，第一液体流路34的远离液体喷出头的一侧的开口34b和第二液体流路35的远离液体喷出头的一侧的开口35b在液室7处均是开口的。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有的这些变型、等同结构和功能。

Claims (19)

1.一种记录设备，其包括：

液体喷出头；以及

液体收容容器，其被构造成待安装于所述记录设备并且具有被构造成储存液体的液室，

其中，在所述液体收容容器安装于所述记录设备的状态下，所述液体喷出头通过第一液体流路和第二液体流路与所述液室连通，

所述第一液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口和所述第二液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口均形成于所述液室，

与所述第二液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口相比，所述第一液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口位于重力方向上的上侧，并且

所述第一液体流路中的气液界面由弯月面力保持，使得与所述第二液体流路中的气液界面相比，所述第一液体流路中的气液界面位于重力方向上的上侧。

2.根据权利要求1所述的记录设备，其中，在所述液体收容容器安装于所述记录设备的状态下，所述第二液体流路的所述开口与底面相邻，该底面为所述液室的重力方向上的下侧的表面。

3.根据权利要求1所述的记录设备，其中，在所述液体喷出头经由所述液体通过所述第二液体流路与所述液室连通着的期间，所述第一液体流路中的气液界面由所述弯月面力保持。

4.根据权利要求1所述的记录设备，其中，所述第一液体流路中的由所述弯月面力保持的气液界面形成在所述第一液体流路的靠近所述液体喷出头的一侧的开口处。

5.根据权利要求1所述的记录设备，其中，所述第一液体流路和所述第二液体流路均形成在所述液室中。

6.根据权利要求1所述的记录设备，其中，从所述第二液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口向所述第二液体流路的靠近所述液体喷出头的一侧的开口引入空气，以将所述空气引至所述液体喷出头。

7.根据权利要求1所述的记录设备，其中，所述第一液体流路中以所述第一液体流路的宽度减小的方式形成有突起，所述第一液体流路中的气液界面由所述突起所在部分处的弯月面力保持。

8.根据权利要求1所述的记录设备，其中，所述第一液体流路中形成有过滤器，所述第一液体流路中的气液界面由所述过滤器所在部分处的弯月面力保持。

9.根据权利要求1所述的记录设备，其中，所述第一液体流路中形成有气液界面的部分为弯月面形成部，所述弯月面形成部被形成为满足下式：

H≥h₁+h₂，

其中，H＝P_m/ρg，h₁＝P_s/ρg，h₂是使用所述液体收容容器时所述第二液体流路的所述开口和所述液室的内部之间的连通部与所述弯月面形成部的高度差，P_m是在所述弯月面形成部处产生的弯月面力，ρ是所述液室中的液体的密度，g是重力加速度，P_s是使用所述液体收容容器时所述第二液体流路的在最大液体流量下的压力损失。

10.根据权利要求1所述的记录设备，其中，所述液体为含有颜料的液体。

11.一种液体收容容器，其被构造成待安装于记录设备，所述记录设备包括：

液体喷出头；以及

液室，其被构造成储存液体，

其中，所述液室中形成有向所述液体喷出头供给所述液体的第一液体流路和第二液体流路，

其中，在安装于所述记录设备的状态下，所述液体喷出头通过所述第一液体流路和所述第二液体流路与所述液室连通，

所述第一液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口和所述第二液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口均形成于所述液室，

与所述第二液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口相比，所述第一液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口位于重力方向上的上侧，并且

所述第一液体流路中的气液界面由弯月面力保持，使得与所述第二液体流路中的气液界面相比，所述第一液体流路中的气液界面位于重力方向上的上侧。

12.根据权利要求11所述的液体收容容器，其中，在安装于所述记录设备的状态下，所述第二液体流路的所述开口与底面相邻，该底面为所述液室的重力方向上的下侧的表面。

13.根据权利要求11所述的液体收容容器，其中，在所述液体喷出头经由所述液体通过所述第二液体流路与所述液室连通着的期间，所述第一液体流路中的气液界面由所述弯月面力保持。

14.根据权利要求11所述的液体收容容器，其中，所述第一液体流路中的由所述弯月面力保持的气液界面形成在所述第一液体流路的靠近所述液体喷出头的一侧的开口处。

15.根据权利要求11所述的液体收容容器，其中，从所述第二液体流路的远离所述液体喷出头的一侧的开口向所述第二液体流路的靠近所述液体喷出头的一侧的开口引入空气，以将所述空气引至所述液体喷出头。

16.根据权利要求11所述的液体收容容器，其中，所述第一液体流路中以所述第一液体流路的宽度减小的方式形成有突起，所述第一液体流路中的气液界面由所述突起所在部分处的弯月面力保持。

17.根据权利要求11所述的液体收容容器，其中，所述第一液体流路中形成有过滤器，所述第一液体流路中的气液界面由所述过滤器所在部分处的弯月面力保持。

18.根据权利要求11所述的液体收容容器，其中，所述第一液体流路中形成有气液界面的部分为弯月面形成部，所述弯月面形成部被形成为满足下式：

H≥h₁+h₂，

其中，H＝P_m/ρg，h₁＝P_s/ρg，h₂是使用所述液体收容容器时所述第二液体流路的所述开口和所述液室的内部之间的连通部与所述弯月面形成部的高度差，P_m是在所述弯月面形成部处产生的弯月面力，ρ是所述液室中的液体的密度，g是重力加速度，P_s是使用所述液体收容容器时所述第二液体流路的在最大液体流量下的压力损失。

19.根据权利要求11所述的液体收容容器，其中，所述液体为含有颜料的液体。