TWI260273B - Liquid supply system, fluid communicating structure, ink supply system, and inkjet recording head utilizing the fluid communicating structure - Google Patents

Description

1260273 (1) % 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種流體連通構造，用以穩定地且不浪 費液體地從一墨水槽（以當作一液體內含區段）供給諸如 ~ 墨水之液體至（例如）一記錄頭或筆（以當作液體消耗區 、 段），及用以將存在於液體消耗區段中的氣體排出至液體 內含區段。本發明亦有關一種使用該構造之液體供給系統 及一種使用該系統之噴墨記錄裝置。 【先前技術】 近來，使用或消耗液體之裝置（例如，其藉由使用噴 墨記錄頭供應液體墨水至記錄媒體上以形成影像於記錄媒 體上之噴墨錄裝置）被廣泛地用於列印操作，包含彩色 列印，因爲其在列印期間產生相當低的雜音且其能夠以高 密度形成小的點。此種噴墨記錄裝置之一型式具有一噴墨 紀錄頭，其係從一整體地安裝或分離地安裝之墨水槽被供 給墨水、一托架’其攜載記錄頭並以一預定方向相對於一 · 記錄媒體掃瞄記錄頭及傳輸機構，其係以一正交於預定方 向之方向傳輸記錄媒體相對於記錄頭（次掃瞄），該裝置 係藉由於記錄頭之主掃猫期間噴出墨水以執行記錄。於某 種裝置中，一能夠噴出黑色墨水及彩色墨水（諸如黃、青 ’ 綠 '洋紅墨水）之記錄頭被安裝於一托架上以容許不僅其 、 使用黑色墨水之文字影像的單色列印以及其透過改變墨水 間之噴出比率的全彩列印。 -5- 1260273 (2) 於此種噴墨列印裝置中’重要的是適當地排出其即將 進入或已經進入墨水供給通道之氣體（諸如空氣）° 可能進入供給系統之氣體一般係依據其產生之因素而 被分類爲四種型式如下： (1)透過一列印頭之墨水噴出開口或孔洞（orifices )而進入的氣體或者由於噴出操作而產生之氣體 (2 )已溶解於墨水中之氣體之分離的產物 (3 )由於其透過製造供給通道之材料的氣體傳輸而 @入之氣體 當——^匣型墨水槽被替換時所進入之氣體。 噴墨記錄或列印頭中所形成之液體路徑具有極精細的 架構，而從墨水槽供給至記錄頭之墨水因此需於一種淸潔 的狀況，其中無任何外物，諸如灰塵，於墨水中。明確地 ’當諸如灰塵等外物已進入時，則發生一問題’即其外物 阻塞一噴出開口，此噴出開口係記錄頭中之墨水通道的特 別窄部分或者直接連通與噴出開口之液體路徑的一部分。 於是，墨水噴出操作無法被適當地執行，且記錄頭之功能 無法被復原。 於此種情況下，經常使用一種架構’其中一用以移除 外物之過濾器構件被設於一記錄頭與一墨水供給針之間的 墨水供給通道中，此墨水供給針被剌入墨水槽而使其得以 避免外物進入其具有過濾器構件之記錄頭側。 附帶地，最近趨勢係朝向更多供噴出墨水之噴出開口 數目以達成高速的記錄，且具有越來越高頻率的驅動信號 -6 - 1260273 (3) 被開始用來供應於供產生墨水噴出能量之元件。此已導致 每單位時間之墨水耗損的顯著增加。 如此明顯地導致其通過一過濾器構件之墨水量的增加 ，且爲了減少可歸因於過濾器構件之壓力損失，有效的是 提供一種具有大面積的過濾器構件，藉由加大供給通道之 一部分。於是，當氣泡進入供給通道時，其易於停留在置 於過濾器構件之上游處之放大部分中之一空間中且將變爲 無法移除的，於此狀態下有一問題發生，即其墨水之平順 供給被阻礙。有另一可能性，即其駐存於供給通道中之氣 體進入其通到噴出開口之墨水而成爲微小氣泡以造成諸如 阻斷墨水噴出之問題。 因此企盼快速地移除其駐存於墨水供給通道中之空氣 ，而有數種解決方案。 一種解決方案係執行如下所述之淸潔操作。 一種噴墨記錄頭藉由噴出其爲液體之墨水以執行列印 ，例如，以小滴之形式，從一設於與記錄媒體相反之噴出 開口。因此，列印可能由於下列原因而失敗：諸如墨水黏 稠度之增加或墨水之凝固（其可歸因於透過排出開口之墨 水溶劑的蒸發）、於噴出開口處之灰塵的沈積、及噴出開 口之阻塞（其可歸因於氣泡侵入噴出開口內部之一液體通 道）。 於此等情況下，一種噴墨記錄裝置配備有封蓋機構’ 用以覆蓋記錄頭之噴出開口於非列印操作期間、或者一擦 拭構件，用以視情況淸潔其中形成有噴出開口之記錄頭的 1260273 (4) 表面（噴出開口形成表面）。封蓋機構不僅作用爲一封蓋 以避免噴出開口處之墨水於列印停止時乾燥，如上所述。 當噴出開口阻塞時，封蓋機構便以一封蓋機構覆蓋噴出開 口形成表面並施加一負壓力，例如，以一連通與封蓋機構 內部之吸力泵來從噴出開口排除墨水，封蓋機構因而提供 了消除其歸因於阻塞（由於噴出開口處之墨水凝固、於液 體路徑之增加黏稠度的墨水、或其中所含有之氣泡）之任 何墨水噴出失敗的功能。 一種藉由施力而排出墨水以消除此等墨水噴出失敗的 方法被稱爲淸潔操作’而其被操作於當裝置已停止操作一 段長時間後又重新開始列印時或者當使用者注意到記錄影 像之品質已惡化並操作（例如）一淸潔開關時。再者，此 方法係藉由以一擦拭構件擦拭噴出開口形成表面之操作而 完成’此擦拭構件係由一以橡膠所製之彈性板所構成，於 如上所述藉由施力以排除墨水之後。 有另一種方式’其中（於以墨水衝擊記錄頭之流動通 道或液體路徑的初始衝擊的時刻或者於替換墨水槽時所執 行之淸潔操作的時刻）一吸力泵被高速地驅動以產生大的 負壓力於其被封盍之噴出開口形成表面上，且其中達成高 流率於墨水供給通道中以排出內含的氣泡。 然而’當一過濾器構件之表面積被增加以抑制過濾器 構件之動態或動能壓力（如上所述）時，流動通道之橫斷 面面積亦增加。於是，即使當一大的負壓力被產生於流動 通道中於淸潔操作期間（如上所述）時，將不會產生一足 -8- 1260273 (5) 夠高以有效地傳輸氣泡的流率，且其相當難以使用一吸力 泵來從噴出開口側移除封入的氣泡。亦即，墨水需於一預 定的流率，當通過過濾器時，以當作欲容許氣泡通過過濾 器需滿足的條件，由於吸力泵所造成之墨水流；且需產生 一跨越過濾器之氣泡的大壓力差以產生此一流率。此一般 係藉由增加流動通道之阻力而達成，透過減少過濾器表面 積或增加吸力泵之流動量。然而，當過濾器變小時，其供 給墨水至記錄頭之性能被減小，當其嘗試使用高流量移除 氣體時，大量的墨水被排出以導致墨水的浪費。 因此，剩下兩種移除氣泡之其他可能的方法，亦即， 一種方法，其中氣泡被直接地排出至外界、及一種方法， 其中氣泡被移至墨水槽並保持於其中氣泡不會阻礙墨水供 給之槽的一部分。前一方法涉及一種架構，其中一供連通 至外界之孔被設於一墨水供給通道中，而此方法因下述原 因而爲不宜的。 於大多數一般噴墨記錄裝置中，爲了避免墨水透過一 噴出開口之不當洩漏，一毛細管力產生構件（諸如一吸收 器）被配置於一墨水槽中之墨水內含空間中，藉由提供一 彈性構件（諸如彈簧）於一撓性的墨水內含袋中以產生推 動力於其增加該袋之內部體積的方向。於此等情況下，當 一簡單連通孔被設於供給通道以移除氣泡時，因爲負壓力 係由於透過連通孔之空氣的侵入而被取消，所以變得需要 配置一'壓力調卽閥於連通孔上。此係爲不宜的’因爲墨水 供給系統之構造及因而一利用該系統之記錄裝置的構造變 -9- 1260273 (6) 得複雜且尺寸很大。再者，爲了避免透過供移除氣泡之連 通孔的墨水洩漏，需要配置一防水膜，其容許氣體通過但 不容許液體通過、或是一種裝置，用以僅於含有氣泡時開 啓連通孔來排出氣泡（一種用以檢測氣泡之量的機構或一 種用以開啓及關閉連通孔之機構）。如此導致製造成本之 增加及複雜且尺寸大的構造。 現在將討論將氣泡移入墨水槽之方式◦如此一來，最 好是能夠將同等於待被移入墨水槽之氣泡或空氣體積的量 之墨水傳輸至記錄頭，因爲如此將保持墨水槽之內體積不 變並保持其中所產生之負壓力恆定以容許負壓力，其係平 衡與記錄頭之能力以保持其形成在噴出開口上的彎液面（ meniscus )，以被供應至記錄頭。於卡匣型墨水槽之情況 下，因爲其係以新的卡匣替換（當內含的墨水用完時）， 所以墨水槽可被視爲具有一種架構，其容許氣體被完全地 去除自墨水供給系統。 於消費者喜愛的噴墨記錄裝置中，經常使用一種架構 ，其中個別內含黑色墨水及彩色墨水之卡匣型墨水槽可爲 可拆卸地安裝於一記錄頭上或者於一裝載上述記錄頭之托 架上。明確地，許多卡匣被構成以致其被刺入以中空的墨 水供給針，該等墨水供給針係安裝於托架上而以其針頭朝 上來容許墨水被供給至一記錄頭。因此，應留意其連接墨 水卡匣與記錄頭之墨水供給針的內徑。明確地’雖然希望 使用細的供給針以容許卡匣安裝操作被輕易地執行而無須 很大力量，但供給針內徑之減小將阻礙氣泡之平順的移動 -10- 1260273 (7) ，由於其彎液面力。 對於將氣體移入墨水槽之機構已有數種提案 例如’於日本專利申請案公開編號5 -96744 中’揭露一種架構，其中一記錄頭被分離爲一具 通孔之第一室及一具有毛細管力產生構件之第二 中第一室與一墨水槽係透過兩個以上連通通道而 該等連通通道係於不同高度開口進入第一室以透 道之一而供給空氣進入墨水槽。於此一架構中， 力係加諸於一列印頭上（由於介於第一與第二室 之差異）或者於第二室中之毛細管力產生構件上 氣連通孔被設於第一室上。 然而，前述參考案之架構係針對將大氣引入 依據墨水之供給）以用盡其尙未變形之墨水槽中 而並非針對將內含於墨水供給通道中之氣泡排入 亦即，此申請案中所揭露之技術並無法被使用以 給通道（特別是從第二室或記錄頭）傳輸氣體至』 至於另一提案’日本專利申請案公開編號1 (1999)揭露一種架構，其中一氣體優先引入通 體遞送通道被設於一連通區段，以供連接一內含 生構件之室與一液體內含室，兩室被分離以確保 入液體內含室。然而’此申請案亦揭露一種架構 毛細管力產生構件及一大氣連通孔被設於一墨水 錄頭之間’此架構代表一種開啓型墨水供給通道 體係透過如日本專利申請案公開編號5 -96744 ( (1993) 有大氣連 室，且其 被連接^ 過連通通 因爲負壓 的水頭間 ，所以大 墨水槽（ 的墨水’ 墨水槽。 從墨水供 墨水槽。 1-309876 道及一液 負壓力產 氣體被引 ，其中一 槽與一記 ，以利氣 1 9 9 3 )中 (8) 1260273 所述之大氣連通孔而自由地進出墨水供給通道。該申請案 中所揭露之技術無法被使用以去除其陷入墨水供給通道中 之氣泡。 再者，美國專利編號6，3 47，8 6 3揭露一種墨水容器 50，其形成有突出自容器底部之排出導管66、72或74及 一通風導管76、82或84，並描述一種架構，其中排出導 管之上開口係置於容器之一內壁的底部上且其中通風導管 之開口係置於容器之內含空間中。此文件所揭露之技術係 針對構成一種系統，用以再充塡一具有墨水貯藏器1 6、 1 8或2 0之構件1 4 ;而並非針對移除其陷入貯藏器之墨水 供給通道下游或其使用墨水之區段中的氣泡。因爲排出導 管及通風導管之下開口係位於相同高度，所以有可能當彎 液面形成於導管中時其液體及氣體之移動會被阻礙。再者 ，此文件中並未描述大氣連通孔，其中由墨水容器（50) 及壓力板（1 4 )所組成之系統被關閉，其內部負壓力突然 地增加於持續使用墨水時，其導致墨水無法供給至墨水消 耗區段。鑑於上述，視爲其大氣連通孔係設有此系統之任 何部分。考量一種揭露技術，其貯藏器（1 6、1 8、20 )被 塡充以泡沬（90 )，及此文件之圖2中所示之氣體優先引 入通道、墨水容器（50)的架構及功能，假設其大氣連通 孔係置於貯藏器（1 6、1 8、2 0 )之一側上。於任何情況下 ’均無法預期得以執行有效地去除其餘留在墨水供給通道 中的氣泡，由於上述的1 )至4 )。 再者，日本專利申請案公開編號1 0- 2 9 3 1 8 ( 1 9 8 8 ) -12- (9) 1260273 揭露一'種架構’其中一*補充槽（用以把墨水補充入貯藏槽 )可被耦合至槽，該槽具有一含有負壓力產生構件之室及 一墨水內含室，且其中當補充槽被耦合至墨水內含區段之 上部分及下部分時，則墨水係從補充槽透過一關連與下部 分之液體連通管而被引入墨水內含室，且空氣係從墨水內 含室透過一關連與上部分之氣體連通管而被引入補充槽。 然而，該申請案之構造基本上並無不同於日本專利申請案 公開編號5 - 9 6 7 4 4 ( 1 9 9 3 )及日本專利申請案公開編號 11-309876 ( 1999)，其中一負壓力產生構件及一大氣連 通孔被設於一墨水內含構件與一記錄頭之間。該申請案中 所揭露之技術無法被使用以去除其陷入墨水供給通道中之 氣泡。 日本專利申請案公開編號2 00 1 - 1 8 74 5 9揭露一種如圖 23中所示之架構，其中一用來以墨水補充一連通與記錄 頭1018之主槽1020的副槽1022被安裝至主槽之上部分 以將主槽中之氣體引入副槽中並將副槽中之墨水供給入主 槽中，透過一托架之加速及減速。依據該申請案，主槽區 段具有供引入大氣之機構，雖然連通與副槽之主槽區段含 有墨水（以自由狀態或者直接地），其架構基本上並無不 同與那些日本專利申請案公開編號5 -96 744 ( 1 993 )、U-309876(1999)、及 10-29318(1998)中之架構。亦即 ，該提案缺乏顯著地去除其陷入墨水供給通道中之氣泡的 觀點，由於上述（1 )至（4 )。 日本專利申請案公開編號 5 -96744 ( 1 993 )、1 1 - 1260273 (10) 309876 ( 1999) 、 10-29318 ( 1998)及 2001-187459 中之 架構之類似處在於其一可分離的液體內含區段（墨水槽） 係透過多數連通通道而連通與一記錄頭以及其大氣引入機 構係設於連通通道之下游（於通道之記錄頭側上）。此架 構之問題將參考日本專利申請案公開編號200 1 - 1 8 74 5 9 ( 當作一典型範例）而被描述如下。

圖23係用以解釋日本專利申請案公開編號200卜 1 8 74 5 9中所揭露之發明的槪念圖。將討論有關作用於管 1 0 5 6A中所形成之彎液面區域上的力之間的平衡，假設其 空氣之移動（空氣透過管1056A而移入一副槽1022之一 副墨水室1 0 8 1 )已於所示之狀態停止。首先，有朝下作 用的力，亦即，起源自一介於副槽室1 0 8 1中的墨水位準 與其形成在管1 05 6A的開口上的彎液面位置之間的液體 前端差異之壓力HA及一起源自彎液面力之壓力MA。再 者，有一朝上作用的力，亦即，一起源自墨水袋1100中 所儲存之空氣的壓力P，該墨水袋係配置於主槽1 020中 。所有那些力或壓力達到平衡以停止空氣的移動。於此情 況下，空氣之壓力P係平衡與起源自介於副槽室1 08 1中 的墨水位準與墨水袋1100中的墨水位準位置之間的液體 前端差異之壓力及起源自彎液面力之壓力的總和（P = Η A + MA)。再者，因爲副槽室1081中之墨水與墨水袋 1 1 0 0中之墨水係彼此連通，所以介於其作用在彎液面（ 形成在管1056A上）上的朝下墨水壓力與墨水袋Π00中 的氣體壓力之間的差異HB - HA係等於起源自管1 0 5 6 A 1260273 (11) 上的彎液面位置與墨水袋l 1 〇〇中的液體位準之間的 端差異之壓力HB - HA。介於起源自水前端差異HB 的壓力與彎液面壓力MA之間的平衡因而被帶入約爲 狀態。 當墨水袋1 1 〇 〇中之液體位準被降低自該均衡狀 (由於墨水消耗而從一氣泡產生器11〇4之氣泡引入 其起源自管1056A上的彎液面位置與墨水袋1100中 體位準之間的水前端差異之壓力Η B - Η A會增加。 力超過彎液面壓力時，空氣被引入副墨水槽1081， 墨水室1081中之墨水因而被供給至墨水袋1100。 然而，當墨水被噴出於一記錄頭1 〇 1 8時，因爲 流發生遍及供給系統，所以依據管1 0 5 6B中之墨水流 量發生於副墨水室1 08 1與墨水袋1 1 00之間。如此導 要將壓力損失列入考量，鑑於上述介於彎液面壓力與 自彎液面位置與墨水袋1 1 〇 0中液體位準間之水前端 的壓力之間的關係。因此，空氣之移動發生在當其起 介於彎液面位置與墨水袋Π00中液體位準間之水前 異的壓力大於其藉由反應上述彎液面壓力中之壓力損 獲得的壓力時。亦即，不同於其中空氣之移動已被停 狀態，無氣體-液體交換發生於墨水噴出狀態或動態 ，除非其液體位準被進一步降低以—相應於管1〇5 6B 壓力損失（依據墨水流率）的量時。當氣體-液體交 開始之液體位準變爲低於管1 0 5 6 B之開口時，則無； 液體交換發生，且主槽1020中之墨水被用完而副槽 水前 - HA 均衡 態時 )， 的液 當壓 而副 墨水 率或 致需 起源 差異 源自 端差 失而 止的 狀態 上之 換將 氣體_ 1022 1260273 (12) 中之墨水留下未使用。 因此，當管變細以協助槽安裝操作時（如上所述）’ 則壓力損失因而增加，且需注意其主槽中氣體-液體交換 將開始之液體位準因而變低。亦即，變得無可避免地增加 主槽之尺寸，其導致整體記錄裝置之尺寸的增加° 圖2 3中所示之架構的另一問題在於其氣泡產生器 1 1 04被配置於墨水槽之一下部分。明確地’雖然極希望 將氣泡至墨水噴出開口之傳輸減至最小，隨著墨水噴出操 作進行，則從氣泡產生器1 1 引入之氣泡可能藉由其朝 向記錄頭1 〇1 8以進入一連通與記錄頭1 〇 1 8之流動通道 1 04 1的墨水流而被陷入。因此，爲了避免此氣泡之陷入 需要採用下列措施：諸如限制其伴隨著墨水噴出操作之墨 水流及將氣泡產生器配置在離開一過濾器區段1039 之位置，其導致主槽1〇2 0之尺寸的進一步增加。 那些問題係類似地遭遇於日本專利申請案公開編號 5 -9 6 744 ( 1 993 ) 、H-3 09 8 76 ( 1 999 )、及 1 0-293 1 8 ( i 99 8 )中之架構，其爲包含設於連通通道之記錄頭側上的 大氣引入機構之架構。 【發明內容】 如上所述，雖然上述文件提及將氣體引入其置於墨水 流之上端的墨水槽’但其並無法滿足將陷入墨水供給通道 C其在使用時爲一封閉構造）中之氣體（亦即，由於上述 (1)至（4)之原因而進入並停留在通道中之氣體）平順 -16- 1260273 (13) 地傳輸入墨水槽並保持在墨水槽中的目的。 因此，在一種具有相對於液體使用區段爲封閉之構造 的液體供給系統中，本發明之一目的係使其得以去除氣體 ，該氣體係阻礙一使用液體之操作及一從液體使用區段快 速且平順地供給液體之操作，而不會使構造變複雜。 本發明之另一目的係提供一種噴墨記錄裝置，其中陷 入具有封閉構造之墨水供給通道中的氣體被平順且快速地 傳輸至一墨水槽，且其中可歸因於陷入氣泡之問題（亦即 ’可歸因於陷入氣泡所造成之墨水供給故障及噴出開口阻 塞的記錄故障）不會發生，當記錄裝置被實際地使用時。 於本發明之第一型態中，提供一種液體供給系統，包 含： 一液體消耗區段，用以消耗液體； 一液體室，其係連通與液體消耗區段； 一液體內含區段，用以內含液體； 多數連通通道，用以提供液體室與液體內含區段之間 的連通，其中 液體室形成一實質上封閉的空間，除了多數連通通道 及液體消耗區段之外，及 液體內含區段具有調整機構，用以調整系統內部之壓 力。 於本發明之第二型態中，提供一種流體連通構造，用 以提供介於一用以內含液體的液體內含區段與一用以消耗 液體的液體消耗區段之間的連通，該流體連通構造包含： -17 - 1260273 (14) 一連通與液體消耗區段之液體室；及 多數連通通道，用以提供介於液體室與液體內含區段 之間的連通，其中 液體室形成一實質上封閉的空間，除了多數連通通道 ^ 及液體消耗區段之外，且於其中氣體存在於封閉空間內之 . 狀態下，氣體可經由多數連通通道之一部分而被轉移至液 體內含區段。 於本發明之第三型態中，提供一種墨水供給系統，包 含： · 一記錄頭，用以噴出墨水； 一液體室’其係連通與記錄頭； 一墨水槽，用以內含墨水；及 多數連通通道，用以提供介於液體室與墨水槽之間的 連通，其中 液體室形成一實質上封閉的空間’除了多數連通通道 及記錄頭之外’及 墨水槽具有調整機構’用以調整系統內部之壓力。 參 於本發明之第四型態中’提供一種墨水供給系統’包 含： 一記錄頭，用以噴出墨水； 一液體室，其係連通與記錄頭； · 一墨水槽，用以內含墨水；及 。 多數連通通道，用以提供介於液體室與墨水槽之間的 連通，其中 -18- 1260273 (15) 液體室形成一實質上封閉的空間，除了多數連通通道 及記錄頭之外，及 於從記錄頭之墨水噴出時，大氣被引入墨水槽，以其 多數連通通道之液體室側開口部分接觸與墨水。 於本發明之第五型態中，提供一種墨水槽，其係經由 多數連通通道而被連接至一連通與一用以噴出墨水之記錄 頭的液體室並藉此達成流體連通與液體室，液體室形成一 實質上封閉的空間，除了多數連通通道及記錄頭之外，墨 水槽包含調整機構，用以調整墨水供給系統內部之壓力以 利供給墨水至記錄頭。 於本發明之第六型態中，提供一種用以噴出墨水之噴 墨記錄頭，以藉此執行記錄，噴墨記錄頭具有如上述之流 體連通構造。 於本發明之第七型態中，提供一種噴墨記錄裝置，其 中如上所述之一種墨水供給系統被使用以執行記錄，其固 持墨水供給系統以致其液體室被實質上置於記錄頭之上且 墨水槽被實質上置於液體室之上，有關其使用時位置，相 對於一垂直方向。 於本發明之第八型態中，提供一種墨水供給系統，包 含： 一記錄頭，用以噴出墨水； 一液體室，其係連通與記錄頭； 一墨水槽’用以內含墨水； 多數連通通道，用以提供介於液體室與墨水槽之間的 -19- 1260273 (16) - 連通；及 引入機構，用以將大氣直接引入墨水槽而不經由液體 室。 於本發明之第九型態中，提供一種墨水槽，其係經由 多數連通通道而被連接至一連通與一用以噴出墨水之記錄 - 頭的 '液體室並藉此達成流體連通與液體室，該墨水槽包含 引入機構，用以將大氣直接引入墨水槽而不經由液體 室；及 φ 調整機構，用以調整墨水供給系統內部之壓力以利供 給墨水至記錄頭。 依據本發明，於具有封閉構造至液體消耗區段之液體 供給系統中，其阻礙液體消耗操作及液體供給操作之氣體 被快速且平順地去除自液體消耗區段而不會造成構造之複 雜。 此外，當本發明被應用於噴墨記錄裝置時，餘留在具 有封閉構造之墨水供給通道中的氣體被平順且快速地轉移 · 至墨水槽側。再者，即使於實際使用記錄裝置時，得以避 免停滯氣泡所產生之問題，亦即，由於不良墨水供給所產 生之記錄缺陷、由混入氣泡所造成之噴出開口的阻塞，等 等。 . 此外，當使用含有顏料（以當作上色材料）之墨水時 ，顏料粒子之沈澱被散佈（當空氣被轉移至槽時），因而 致能墨水儲存穩定度及噴出可靠度之保證。 -20- 1260273 (17) 如前所述，依據本發明，其中墨水可被供給以_ _ 力（其被施加至已穩定化的記錄頭），列印性能與g ^ 及成本之減少可被同時實現。 本發明之上述及其他目的、效果、特徵及優點將# U 下配合後附圖形之實施例敘述而變得更明白。 【實施方式】 現在將參考圖形以描述本發明之一種噴墨記錄裝置的 數個範例。 於本說明書中，用詞“記錄”不僅暗示形成有意義的 資訊（諸如文字及圖形）亦指形成（於記憶媒體上）影像 、圖形、及圖案’以板之觀念而不管是否其爲有意義的或 是否其表明爲人類可看得見或處理記錄媒體以形成之。 雖然用詞“記錄媒體”不僅暗示一般被記錄裝置所使 用之紙張而亦指多種可接受墨水之物體（諸如布、塑膠膜 、金屬片、玻璃、陶瓷、木頭、及皮革，其用詞“紙張，， 將被使用於下。 雖然下列實施例將被描述假設其墨水被使用爲一種液 體供給系統中之液體，依據本發明之範例，但應明白可使 用的液體不限於墨水而包含，例如，於噴墨記錄中用以處 理記錄媒體之液體 (第一實施例） 圖1係依據本發明之一第一實施例的液體供給系統之 -21 - 1260273 (18) 槪略橫斷面圖。 簡單地，圖1中所示之實施例的墨水供給系統包含一 墨水槽1 0以當作一液體容器、一墨水記錄頭（於下文中 簡ί肖爲 δ己錄頭）2 0、及一液體室5 0，其形成一墨水供 給通道以供介於其間之連通。液體室5 0可爲可分離地或 不可分離地整合與記錄頭2 0。液體室5 0可被設於一攜載 s己錄頭20之托架上，以致其墨水槽1〇可由上方被安裝至 及拆卸自液體室5 0且可封閉墨水供給通道，其係從墨水 槽10延伸至記錄頭20 (當其被安裝時）。液體室50形 成一實質上封閉的空間，除了其連接墨水槽1 〇與記錄頭 20的部分之外且不具供引入大氣之機構。 槪略地，墨水槽10包含兩室，亦即，一墨水內含室 1 2 (其中係界定一墨水內含空間）及一閥室3 〇。那些室 之內部係透過一連通通道1 3而彼此連通。將從記錄頭噴 出之墨水係內含於墨水內含室1 2中且被供給至記錄頭， 隨著噴出操作之進行。 一可變形之撓性膜（薄片構件）1 1被配置於墨水內 含室1 2之一部分中，而內含墨水之空間係界定於該部分 與一非撓性外殼1 5之間。墨水內含空間外之空間（如從 薄片構件1 1所見），亦即，圖形中之薄片構件1 1上方的 空間係開啓至大氣且因而於相同與大氣壓力之壓力下。再 者，墨水內含空間係一實質上封閉的空間，除了一連接液 體室5 0之連接區段5 1的部分（該部分係設於其底下）及 通達閥室之連通通道1 3以外。 -22- 1260273 (19) · 本實施例之薄片構件Η的中心部分之形狀係由一壓 力板1 4所調節，該壓力板1 4係一平板形式之支撐構件， 且其周邊部分係可變形的。薄片構件1 1被事先形成以凸 面形狀於其中心部分，且其側面幾何形狀爲實質上梯形的 ’ 。如後將描述，薄片構件1 1係依據墨水內含空間中之墨 . 水量的改變以及室中之壓力的改變而變形。於此等情況下 ，薄片構件1 1之周邊部分經歷相當均衡的擴張及收縮， 而薄片構件1 1之中心部分經歷圖形中之朝上及朝下轉變 ，而被保持於實質上水平的姿態。因爲薄片構件1 1被平 φ 順地變形（移動）如所述，所以並無關連與變形之震動發 生，且無異常壓力改變，其可歸因於墨水內含空間中所發 生之震動。 於墨水內含空間中，提供一彈簧構件40，以一壓縮 彈簧之形式，其產生推動力以推動薄片構件1 1朝上（於 圖形中）透過壓力板14，且其藉此產生一相對於大氣壓 力之負壓力，於一範圍內以致其記錄頭可執行墨水噴出操 作，其係平衡與一保持記錄頭之墨水噴出區段上所形成之 · 彎液面的力。此外，由於環境（周遭溫度及大氣壓力）改 變所致墨水內含室中之空氣量的任何改變被調適以彈簧及 薄片之移位，以致其室中之負壓力將不會顯著地改變。雖 然圖1顯示一種狀態（其中墨水內含室係實質上完全充滿 * 墨水），但彈簧構件4 0被壓縮即使於此狀態下以產生一 _ 適當的負壓力於墨水內含室中。 於閥室3 0中，設置一單向閥以供從外界引入氣體（ -23- 1260273 (20) 空氣），當墨水槽10中之負壓力增加至一預定値或更高 時’並避免從墨水槽1 0洩漏墨水。單向閥包含一壓力板 3 4，其具有一連通孔3 6並作用爲一閥封閉構件、一密封 構件3 7 ’其被固定至閥室外殼之內壁（在相反於連通孔 3 6之位置）且其能夠密封連通孔3 6、及一薄片構件3 1， 其係接合與壓力板並使連通孔36透過該薄片構件31而延 伸。因此’一實質上封閉的空間亦被維持於閥室3 〇中， 除了其通至墨水槽10之連通孔13及大氣連通孔36。置 於圖形中薄片構件3 1之右側上的閥室外殼中的空間係透 過一大氣連通孔32而被開啓至大氣且因此處於相同與大 氣壓力之壓力下。 薄片構件3 1之周邊部分（除了接合與其中心部分中 之壓力板3 4的部分以外）係可變形的。此構件具有凸面 形狀於其中心部分且具有實質上爲梯形之側面幾何形狀。 藉由使用此一架構，壓力板3 4 (其爲一閥封閉構件被平 順地移動圖形中之左及右。 於閥室3 〇中，設有一彈簧構件3 5以當作一閥調節構 件’用以調節閥開啓操作，且利用一種架構，其中一抵抗 壓縮之反作用力推動壓力板34至圖形中之右邊。由於彈 簧構件3 5之擴張及收縮，密封構件3 7密封並使連通孔 3 6作用爲一閥，且其亦作用爲一單向閥機構，其僅容許 從大氣連通孔3 2經由連通孔3 6而引入氣體至閥室3 0。 密封橇件3 7需要確保其連通孔3 6被密封。明確地， 任何能夠維持密封狀態之構件均可被使用，包含那些能使 -24- 1260273 (21) 得至少接觸與連通孔3 6之其一部分被保持相對於開口爲 _坦者、那些具有一可被放置接觸與圍繞連通孔3 6之區 域的肋柱、及那些能使得其一端可被刺入連通孔3 6以封 閉連通孔3 6者。對於旨亥_丨牛2材料1無特定限制°然而 ，因爲係藉由彈簧構件3 5之擴張力而達成密封’所以密 封構件最好是由一種輕易地藉由作用於上之擴張力而跟隨 薄片構件3 1及壓力板3 4的兀件所形成，亦即，一種可收 縮彈性元件，諸如橡膠。 當墨水槽1 0被構成爲如上所述時，墨水槽1 〇之各部 分被設計以致其連通孔3 6被開啓以造成大氣內流進入墨 水內含室，於墨水消耗進一步持續增加墨水內含室1 2中 之負壓力的時刻，其係來自介於負壓力與閥室3 0中之閥 調節構件所施加的力之間的平衡狀態，該平衡狀態已隨著 墨水消耗之進行而達成，從其中墨水槽被充分地塡入墨水 的初始狀態。因爲大氣之引入容許墨水內含室1 〇之內部 體積相反地增加（由於薄片構件1 1或壓力板1 4可被配置 朝上於圖形中），且負壓力同時地減少以封閉連通孔3 6 〇 即使當墨水槽之環境有所改變，例如，溫度上升或壓 力減少，因爲其已被引入內含空間之空氣被容許擴張以一 同等於薄片構件1 1或壓力板1 4藉由其最大朝下位移所達 到的位置與其初始位置之間的槽體積，亦即，因爲相應於 該體積之空間係作用爲一緩衝區域，所以可歸因於環境改 變之壓力增加可被減緩以有效地避免墨水洩漏自噴出開口 -25- 1260273 (22) 因爲無外界空熱被引入直到緩衝區域被提供（宜丨系。秀 過墨水內含空間之內部體積的減小’由於自初始衝擊彳犬熊、 之液體傳遞），所以難以發生無墨水洩漏，即使有環胃2 突然改變或者即使墨水槽或裝置被震動或下降値到該日寺刻 。再者，緩衝區域未被事先提供於一種狀態，其中無墨水 已被使用，墨水容器可被提供以高體積效率及微型架構。 雖然墨水內含室12中之彈簧40及閥室30中之彈簧 3 5被槪略地顯示以線圈彈簧之形式於圖示範例中，但其 他型式的彈簧亦明顯可使用。明確地，例如，可使用圓錐 形彈簧或平板彈簧。當使用平板彈簧時，其可藉由結合一 對具有實質上爲U形橫斷面架構之平板彈簧構件而被提 供’以致其U形狀之開口端係彼此關連。 於所示之實施例中，記錄頭2 0與墨水槽1 0係藉由插 入液體室5 0之連接區段5 1而被耦合，該連接區段5 1係 與記錄頭整體地設於墨水槽1 〇中。亦即，於本實施例中 ’具有連接區段5 1之液體室形成流體連通構造且建立流 體耦合於其間以容許墨水被供給至記錄頭20。一密封構 件17 (諸如橡膠）被女裝至墨水槽之一*開口，而連接區 段5 1被插入該開口以密封連接區段5 1之周邊，藉此避免 墨水洩漏自墨水槽1 〇並確保介於連接區段5 1與墨水槽 1 〇之間的連接。狹縫等可被形成於密封構件1 7上（於其 插入位置中）以協助連接區段5 1之插入。當連接區段5 1 未被插入時，狹縫係由密封構件1 7本身之彈力所封閉以 -26- 1260273 (23) · 避免墨水之洩漏。 連接區段5 1係一種構件（以一中空針之形式），其 內部被分割爲兩部分於該連接區段5 1之軸向上。利用一 種架構，其中置於個別中空區段之頂部上（亦即，置於墨 ^ 水內含室1 2之內部）的開口位置（於下文中稱爲“槽側 . 開口位置”）係實質上於垂直方向上之相同高度，且其中 置於個別中空區段之底部上（亦即，置於其連接至記錄頭 之液體室內部）的開口位置（於下文中稱爲“頭側開□位 置”）係於不同的高度。於下文中，爲便利說明之緣故， φ 流動通道，其中該通道於液體室50中之頭側開口位置在 垂直方向上係相對較低的（圖形中之右側流動通道），被 稱爲“墨水流動通道5 3 ”，而流動通道，其中該通道之頭 側開口位置在垂直方向上係較高的（圖形中之左側流動通 道），被稱爲“空氣流動通道54”。然而，該指定係根據 一氣泡去除程序中其墨水主要係透過墨水流動通道5 3而 被傳遞至記錄頭且空氣係透過空氣流動通道5 4而被傳輸 至墨水槽的事實’而墨水及空氣可實際上移動於各流動通 馨 道中，如後所述。亦即，流動通道之名稱不表示其被專用 於個別的流體。 液體室5 0中之墨水供給通道具有一區段，其係逐漸 地增加自連接至墨水槽1 〇之部分的側（上游）上之其尺 ^ 寸，且其逐漸地減小朝向記錄頭2 0 (下游）。過濾器2 3 . 係設於其中墨水供給通道被放大至最大以避免供給墨水中 所含有之雜質流入記錄頭2 0的部分上。液體室5 0中之一 -27- 1260273 (24) 氣體-液體介面（由停留於其中之氣體所形成）係大於流 動通道5 3及5 4之橫斷面區域，於水平方向上。結果，當 墨水槽1 〇中之墨水的水前端差異係透過流動通道5 3而作 用於液體室5 0中之墨水上時，其存在於液體室5 0中之壓 力被增加以容許氣體透過空氣流動通道5 4而被排出朝向 墨水槽1 〇 ◦此效果係藉由一種架構而變得更明顯，於該 架構中其液體室5 0中之墨水供給通道逐漸地擴張自其於 連接至墨水槽1 0之部分的側上（上游）的尺寸，亦即， 通道具有一朝上減小的錐形物，以使氣泡易於聚集於空氣 流動通道5 4之頭側開口位置周圍。 記錄頭2 0設有：多數配置於預定方向之噴出開口（ 例如，一不同於當使用串列記錄方法時之記錄頭移動方向 的方向，於該方法中記錄頭係安裝於諸如托架之一構件上 以執行噴出操作而移動相對於一記錄媒體，如後所述）、 一連通與每~^噴出開口之液體路徑、及設於液體路倥中以 供產生用於噴出墨水之能量的元件。對於從記錄頭噴出墨 水之方法或是能量產生元件之型式並無特定限制。例如’ 電熱轉換器（其產生熱以回應能量）可被使用爲此等元件 以使用由其所產生之熱能以供噴出墨水。於此情況下’藉 由電熱轉換器所產生之熱以對墨水造成膜沸騰’且墨水司· 使用泡沬能量而被噴出自墨水噴出開口。另一方面’電機 械轉換器（諸如其回應於電壓施加而變形之壓電％ Μ 被使用以使用其機械能量以供墨水之噴出。 記錄頭2 0及液體室5 0可爲可分離地或不可分離:t也結 -28- 1260273 (25) 合，且其可替代地被構成爲分離的主體，其係透過連通通 道而被連接。當其被結合時，其可爲卡匣之形式，該卡匣 可被安裝至或拆卸自一設於記錄裝置中之構件（例如，一 托架）。 將寥考圖2至7以描述一將氣泡或氣體移入其具有上 述架構之本實施例的墨水槽中之程序。 圖2顯示一狀態，其中一新的墨水槽1〇尙未被安裝 至液體室5 0或記錄頭2 0。墨水槽1 〇被完全地充滿墨水I ，於該狀態中一負壓力係藉由彈簧構件40而被產生於墨 水槽1 0中且薄片構件1 1突起朝向墨水槽之外。參考記錄 頭2 0之狀態，因爲記錄已使用留存於液體室5 0中之墨水 而被執行，在其中所安裝之墨水槽1〇用完之後，所以空 氣已從墨水槽進入且已累積在其位於過濾器23上游之液 體室50的一區之上部分中。 於此狀態下，因爲連接區段5 1之上開口係開通至大 氣，所以墨水可從記錄頭2 0之一墨水噴出開口噴嘴區段 (用以噴出墨水）漏出’當起源自一介於液體室50中的 g水位準與噴嘴區段中的墨水位準之間的水前端差異之壓 力大於噴嘴區段之彎液面固持力時。墨水之洩漏係藉由一 種設計而被避免’於該設計中其起源自水前端差異之壓力 將不會超過彎液面固持力。參考用以避免從噴嘴區段浅漏 墨水之設計的特定範例而不管液體室5 0中之殘餘墨水量 或墨水位準之高度’可利用一種設計’其中垂直方向上介 於連接區段5 1的上開口與噴嘴之間的距離被決定以致其 -29- (26) 1260273 起源自水前端差異之壓力（當墨水塡入於上開口與 間時）不會超過一形成於噴嘴區段上之墨水彎液面 力。依據本發明，因爲液體室50未被構成以引入 其中（將描述於下），所以液體室5 0被提供以一 構，且因而有增加的自由度以執行設計來有效地及 避免墨水之浅漏。 圖3顯示一狀態，其係緊接在圖2所示之狀態 行的新墨水槽1 0的安裝之後。在墨水槽被安裝之 爲記錄頭2 0或液體室5 0被開口至大氣，所以過: 之區上游中的氣體壓力等於大氣壓力。反之，墨水 部係由於彈簧構件40而在低於大氣壓力之壓力（ )下。結果，過濾器2 3之區上游中的氣體之一部 墨水內含室12，於墨水槽1〇被安裝之時刻，而氣 於槽之上部分中以使墨水內含室1 2中之壓力等於 5 〇中之壓力。然而，墨水形成彎液面於連接區段 墨水流動通道5 3及空氣流動通道5 4中，且彎液面 體之移動，當壓力平衡時。雖然氣體之移除可根據 中之氣體體積而被完成，但所示情況中之氣體具有 積’亦即，待移除氣體仍留存。 圖4槪略地顯示從記錄頭2 0之墨水噴出，以 )小滴之形式。當墨水被噴出時，記錄頭2 0或液/ 中之負壓力增加以破壞其形成於連接區段5 1上之 ’其導致墨水從墨水槽1 0移動朝向液體室5 0。因 水內含室]2之內部體積減小，且薄片構件1 1朝下 噴嘴之 的固持 空氣於 微型架 簡單地 中所執 後，因 I器2 3 槽之內 負壓力 分移入 體駐存 液體室 51之各 停止氣 液體室 大的體 (例如 豊室50 彎液面 此^墨 變形， •30- 1260273 (27) 而被壓力板1 4所限制。彈簧構件4 0因而被壓縮以增加墨 水內含室12中之負壓力。 於本實施例中，墨水流動通道5 3及空氣流動通道5 4 之直徑係實質上彼此相等，且墨水被供給自每一流動通道 ，因爲並無此一大的差異於相對於記錄頭2 0或液體室5 0 中的負壓力的流動通道之間。於所示之狀態中（其中墨水 流動通道5 3之頭側開口 5 3 h係接觸與墨水），墨水流經 墨水流動通道5 3，且液體室5 0或記錄頭2 0中所產生之 氣泡移入過濾器之區上游並停留於該區中（亦即，液體室 50之上部分），連同其已駐存其中之氣體。於此狀態下 ，雖然墨水形成一彎液面於空氣流動通道5 4之頭側開口 5 4h的位置上，但墨水將滴下假如記錄頭20或液體室50 中之負壓力爲高時。雖然於本實施例中連接區段5 1係由 於墨水之噴出（關連與一記錄操作）或墨水之噴出（由除 了記錄操作以外之一操作（初步噴出）所執行）而被塡入 墨水，但相同狀態亦可被實現，藉由使用一吸力泵而從噴 出開口排出墨水，以一封蓋構件密封記錄頭2 0之噴出開 口形成表面。 圖5顯示一種狀態，其中從噴出開口形成表面之墨水 噴出或墨水吸引已停止。於此狀態中，一水前端差異產生 一種力，其造成墨水流動通道53中之墨水移入液體室50 、及一種力，其將空氣流動通道54中之空氣排入墨水槽 1 〇。以下將提供理論的敘述。 圖6顯示一狀態’其中由於那些力而同時地進行墨水 -31 - 1260273 (28) 進入液體室50之移動以及空氣進入墨水槽10之排出。 圖7顯示一狀態，其中過濾器之區上游中的氣體-液 體介面已上升至空氣流動通道5 4之頭側開口 5 4h的位置 ，且墨水之移動與空氣之排出停止。 介於圖5所示之狀態中個別部分的壓力之間的平衡將 參考圖8而被描述。雖然圖5顯示一狀態，其中墨水被移 動且空氣被排出，圖8係根據其移動及排出尙未發生之假 設，以利說明之目的。 現在將討論其駐存於過濾器之區上游中的氣體之壓力 。假設其墨水內含室12中之氣泡的壓力係由P表示，而 起源自其介於墨水內含室12中的墨水介面與過濾器的區 上游中的墨水介面之間的水前端差異之壓力係由H s表示 。然後，過濾器之區上游中的氣體壓力大於墨水內含室 12中之氣體壓力以壓力Hs，亦即，其被表示爲P + Hs。壓 力增加可歸因於其液體室5 0或記錄頭2 0係一封閉構造之 事實且將不會發生在一構造，其中有一大氣連通孔介於墨 水槽與記錄頭之間，如上述相關技術中所見（例如，日本 專利申請案公開編號5 -96 744 ( 1 993 ))。 現在討論彎液面之位置中的壓力平衡，於空氣流動通 道5 4之頭側開口 5 4 h上。因爲假設其一作用朝下之壓力 P + H a係平衡與一朝上作用之壓力（其爲上述的氣體壓力 P + Hs )，介於朝上與朝下壓力之間的差異係平衡與一起 源自彎液面之壓力Ma，其被表示以下列方程式。 …方程式1

Ma = 27' cos0 a/Ra -32- 1260273 (29) 其中7代表墨水之表面張力；0a代表其墨水接觸空 氣流動通道54之角度；而Ra代表空氣流動通道54之直 徑（內徑）。 因此，空氣流動通道5 4之頭側開口 5 4 h被表示以下 列方程式。 P + Hs - (P + Ha) = Ma …方程式 2

Hs - Ha = Ma ...方程式 3 該等方程式指示一種狀態，其中起源自介於空氣流動 通道54中的彎液面位置與過濾器的區上游中的墨水介面 之間的水前端差異之壓力被平衡與其起源自空氣流動通道 中之彎液面的壓力。 假設其過濾器之區上游中的殘留氣體之體積會增加以 滿足：

Hs - Ha > Ma …方程式4 接著，因爲過濾器之區上游中的氣體壓力較高’所以 空氣流動通道5 4中之彎液面開始移動朝向墨水內含^ 1 2 ，其導致空氣移動朝向墨水內含室12。因此，墨水內含 室12中之墨水透過墨水流動通道53而移入液體室50 ’ 且液體室中之墨水位準亦升高。 因爲空氣流通道之體積量甚小於液體室之體積4 # 54t 以其具有相對大體積量之液體室50中的墨水位準 於空氣移動之初始階段不是很大。反之，空氣流動@ ^ 5 4中之彎液面的位置快速地移動至通道之墨水槽側開D 的位置。因此，起源自其介於空氣流動通道5 4的S # -33- 1260273 (30) 槽側開口 5 41自勺位B與過濾器的區上游中2墨水介面的位 8置之間的水前端差異之壓力（Hs - Ha)變爲非常大於其起 源自空氣流動通道上之彎液面的壓力，其促進空氣之去除 〇 雖然將空氣引入墨水槽正在進行，但是空氣流動通道 5 4中之彎液面的位置係於空氣流動通道5 4之墨水槽側開 口 5 41的位置。假設其H a ’代表一起源自槽側開口的位置 中之水前端差異的壓力。接著，只要下列關係成立空氣便 移動。

Hs — Ha’ > Ma’ …方程式5 其中Ma’代表空氣流動通道之槽側開口的位置中所形 成之彎液面的壓力。空氣之移動停止於下列關係成立時， 在過濾器之區上游中的墨水介面達到空氣流動通道之頭側 開口 5 4 h的位置以前。

Hs - Ha’ < Ma’ …方程式6 然而，當過濾器之區上游中的墨水介面達到空氣流動 通道之頭側開口 5 4h的位置時（保持方程式5之關係不變 )，則空氣流動通道之頭側開口 54h上所形成之彎液面的 壓力亦涉及壓力平衡。因此，空氣之移動停止當下列關係 成立時。

La < Ma + Ma’ …方程式7 其中La代表起源自一相應於空氣流動通道長度之水 前端差異的壓力。 然而，空氣之移動不停止，且墨水介面進一步上升於 -34- 1260273 (31) 空氣流動通道中，當：

La > Ma + Ma， …方程式8 當墨水介面移動於空氣流動通道中時，只要下列關係 式成立空氣便移動。

Hs’ - Ha' > Maf + Ms’ …方程式 9 其中 Hs’代表起源自一介於空氣流動通道中墨水介面 與槽中墨水介面之間的水前端差異之壓力，而M s，代表一 動態彎液面壓力，其係產生於空氣流動通道中之墨水介面 上。因爲墨水係以不同角度接觸流動通道於動態狀態下與 於靜態狀態下，所以壓力M a (其被視爲當空氣開始移動 時）與動態壓力Ms，具有不同値對於相同的管徑，且Ma 係大於Ms’。 雖然上述討論係針對一種情況，其中墨水流動通道 5 3之頭側開口 5 3 h係接觸與墨水，如圖2中所示，但現 在將討論一種狀態，其中墨水流動通道5 3之頭側開口 5 3 h亦未接觸與液體室5 〇中之墨水（如圖9中所示）， 由於墨水消耗之進一步過程的結果。 於圖2至7及圖8中，因爲墨水流動通道5 3之頭側 開口係與墨水接觸，所以僅需考量空氣流動通道中之彎液 面位置中的壓力平衡。然而，於圖9所示之狀態中，亦需 考量其形成於墨水流動通道5 3中之彎液面。 假設圖9中所示之狀態被保持不便。於是，於此狀態 下之空氣流動通道5 4及墨水流動通道5 3中的彎液面位置 中之壓力平衡被表示以下列關係式，其中P’代表其駐存於 -35- 1260273 (32) 液體室5 0中之氣體的壓力而Mi代表一起源自墨水流動通 道5 3中所形成之彎液面的壓力。 p’ - (P + Ha) = Ma 及 P’ —（P + Hi) = Mi...方程式 10 因此，無流體交換發生於墨水槽及液體室中。因此， 下列關係式需成立以使得空氣被去除且墨水被移動。 P ~ (P + Ha) > Ma 及 P’ - (P + Hi) < Mi 其可被改變爲·· p’ - P > Ha + Ma 及 Pf - p < Hi + Mi 因此：

Hi + Mi>Ha + Ma

Hi - Ha = H > Ma - Mi …方程式 11 因此，墨水之移動及空氣之去除被決定，無論其是否 發生，其係取決於壓力差異Η之間的關係，該壓力差異Η 係有關一個別相應於垂直方向上介於墨水流動通道5 3與 空氣流動通道54的頭側開口 53h與5 4h的位置之間的差 異、及一介於起源自空氣流動通道5 4與墨水流動通道5 3 中的彎液面的壓力之間的差異。因此，最好是適當地調整 液體室中之負壓力，例如，藉由從噴出開口形成表面等噴 出墨水或吸引墨水。 雖然空氣流動通道5 4及墨水流動通道5 3已被描述於 上爲完全彼此分離之獨立的連通通道’但那些流動通道亦 可實際上透過一微小連通通道而彼此連通。其原因在於從 此一配置所預期之優點可被達成而不阻礙上述去除空氣之 操作，假設其形成於微小連通通道中之彎液面的力係於一 -36- 1260273 (33) 實質上無影響（相較於其形成在流動通道開口上之彎液面 的力）之位準，起源自液體位準間之水前端差異的壓力， 及墨水槽中之一負壓力，如以上所討論。此亦適用於待描 述於後之本發明的其他實施例。 如上述實施例所見，本發明之主要特徵之一在於其用 以將空氣引入液體供給系統之機構僅被配置於一墨水槽中 。亦即，因爲並無空氣被直接引入液體室50，所以上述 空氣去除操作僅於墨水槽替換時完成，且實質上無須考量 墨水之正常使用期間的相同操作（於記錄頭之墨水噴出操 作期間）。反之，依據日本專利申請案公開編號 200 1 -1 8 74 5 9，因爲空氣被引入一液體室（此文件中之主槽）於 使用墨水，需嚴謹地考量其容許氣體-液體交換所應達成 之需求，亦於墨水使用期間。 明確地，因爲氣體-液體交換可發生之液體位準被降 低於墨水之使用期間（如上所述）’所以有一將使氣體_ 液體交換停止之限制墨水流量’因爲一墨水流動通道長度 Η爲有限的而如圖9中所示之狀態最終被達成’在流量（ 供給墨水之量）增加之後，雖然氣體-液體交換可發生如 圖8中所示於一靜態狀態。 反之，於本實施例中，因爲空氣引入機構被設於墨水 槽1 0上，所以並無由於空氣引入而於液體室中之液體位 準的減少（無空氣累積），於使用墨水時。因爲其得以不 僅設計具有小尺寸之液體室同時亦得以透過空氣流動通道 及墨水流動通道而供應墨水（於墨水使用期間），所以於 -37- 1260273 (34) 連接區段上之壓力損失的影響可被減小，而使之得以使用 一細連接管來當作連接區段。結果，墨水供給系統可被整 體地製成微小。 即使於本架構中，當墨水消耗持續於墨水槽1 0中之 墨水被完全用盡後，墨水位準可落入液體室以致使空氣引 入機構（閥室3 0 )透過墨水內含室1 2而將空氣引入液體 室5 0 ◦然而，於此情況下，因爲墨水槽1 0及連接區段5 1 中之墨水已用盡，所以無壓力損失發生於那些區中。因此 ，對墨水流量並無限制，即使當此一情況被列入考量時。 於本實施例中，連接區段5 1之內部被分割爲兩部分 以提供兩個流動通道，且流動通道被製成彼此不同，於其 頭側開口之位置的高度。此使之得以快速地傳輸其駐存於 過濾器之區上游中的氣體至墨水槽，而無須一種複雜的架 構。 再者，駐存於液體室中之氣體可被快速且平順地傳輸 至墨水槽以從供給通道去除氣體，藉由從噴出開口形成表 面之側噴出少量墨水或吸引墨水，在墨水槽替換操作之後 。因此，將不會造成如其藉由透過噴出開口以執行吸引操 作來去除氣體所經歷的大量墨水浪費。 當墨水內含室中之負壓力被增加至一預定値或更高時 (於從墨水槽供給墨水之過程中），閥室便操作以將氣體 從外界取入墨水內含室，如上所述。 於其含有顏料以當作上色材料之墨水被使用時’顏料 粒子之沈澱可被散佈（當空氣被傳輸至槽時）以維持墨水 -38- (35) 1260273 之保存穩定度及噴出之可靠度。 (第二實施例） 將參考圖10及11以描述一種依據本發明之第二實施 例的液體供給系統。可被類似地構成於本實施例與第一實 施例之間的部分被指示以類似參考數字於個別部分中。 圖1 0係一結合與記錄頭2 0之液體室6 0的橫斷面圖 。如圖所示，本實施例之一連接區段6 1的內部被分割爲 兩部分以提供兩流動通道，正如第一實施例除了其並無實 質上的高度差異於墨水流動通道6 3的頭側開口 6 3 h位置 與空氣流動通道64的頭側開口 64h位置之間以外。然而 ，雖然空氣流動通道6 4之頭側開口 6 4 h完全開啓進入液 體室60中之空間，但墨水流動通道63之頭側開口 63 h的 一部分係鄰接與液體室6 0之一內壁。 圖1 1顯示一安裝至此一液體室之墨水槽1 0，且將於 下描述其發生於此一情況中的現象。 當墨水彎液面存在於墨水流動通道6 3中以保持安裝 狀態下之壓力平衡時，空氣未被去除（如以上參考方程式 10之敘述淸楚可知）。然而，當液體室中之負壓力由於 來自噴出開口形成表面側之墨水噴出或墨水吸引而增加以 降低墨水流動通道63中之彎液面位置至頭側開口 63 h之 位置時，則一毛細管力造成墨水流動朝下沿著液體室之內 壁，因爲頭側開口 6 3 h之一部分係鄰接與內壁，其阻絕彎 液面被形成於開口 6 3 h。接著，過濾器之區上游中的氣體 1260273 (36) 壓力由於其已移入記錄頭流動通道之墨水量而增加，且空 氣流動通道64中之彎液面被破壞以容許空氣被排入墨水 槽1 0。 於本實施例之架構中，墨水之移動及空氣之排出會發 生’即使當無差異介於墨水流動通道與空氣流動通道的頭 側開口高度位置裝置間時，其因而使之得以減小連接區段 6 1之長度◦因此，結合與記錄頭之液體室可被製成更微 小，相較於第一實施例。 希望依據所使用墨水之物理性質以選擇一種適當的架 構、材料、內壁之表面狀況等。 (第三實施例） 圖1 2係本發明之第三實施例中所使用的一連接區段 之一頭側開口的詳細視圖，其利用一種大體上類似於第二 實施例中之架構的液體室架構。明確地，雖然本實施例之 一連接區段7 1的內部被分割爲兩部分以提供兩流動通道 ，但並無實質上的高度差異於墨水流動通道7 3的頭側開 口 73h位置與空氣流動通道74的頭側開口 74h位置之間 以外。然而，沿著墨水流動通道設置一形成有細微溝槽之 部分75，且部分75係從頭側開口 73h延伸入液體室。 於此架構中，墨水由於墨水之毛細管力而進入細微溝 槽，其避免形成會產生高壓力於墨水流動通道7 3之頭側 開口上的彎液面。此有助於從墨水流動通道之墨水流動。 亦即’本實施例與第二實施例之類似優點在於其墨水之移 -40- !26〇273 (37) 動及空氣之去除會發生’即使當無差異介於墨水流動通道 與空氣流動通道的頭側開口高度位置裝置之間時。 用以避免形成彎液面（其會產生高壓力於墨水流動通 道之頭側開口上）之架構並不限定於第二及第三實施例。 例如，相同效果可被預期藉由（例如）：放大頭側開口之 末端區段、提供具有不同直徑之流動通道、或透過適當選 擇材料及表面處理以提供具有不同條件下（例如，與墨水 之接觸角度）之內表面的流動通道。 (第四實施例） 圖1 3 A及1 3 B係用以解釋依據本發明之第四實施例 的液體室之架構及操作的視圖。 本實施例之一液體室8 0之連接區段的內部亦被分割 爲兩部分以提供正如第一實施例之一墨水流動通道8 3及 一空氣流動通道8 4，但本實施例係利用一種架構，其中 墨水流動通道8 3之頭側開口被置於一過濾器之平面底下 〇 因此，當一足夠的墨水量存在於過濾器之區上游中時 ，墨水係如圖1 3 A中之箭號所示者流動以被供給至一記 錄頭2 0。 圖1 3 B顯示一狀態，其中墨水消耗進行於墨水槽（未 顯示）用盡之後。從圖形可見，因爲墨水流動通道83之 頭側開口 8 3 h被置於垂直方向上之過濾器2 3的平面底下 ，所以頭側開口 8 3 h附近之墨水保持未使用’而墨水流動 1260273 (38) 通道8 3之頭側開口 8 3 h因而總是接觸與墨水。 因此，於此一架構中，空氣總是被去除，只要能滿足 方程式4所表示之關係，而無須控制液體室中之負壓力以 考量方程式1 1所表示之關係。亦得以減少總是保持墨水 流動通道之頭側開口接觸與墨水所需的墨水流動通道長度 ，以利避免形成彎液面之目的。 (第五實施例） 圖1 4 A及1 4 B係用以解釋依據本發明之第五實施例 的墨水供給系統之架構及操作的視圖。 雖然上述實施例具有一種架構，其中用以引入空氣之 閥室被配置於墨水槽中以將空氣從閥室引入墨水槽（當墨 水被供給時），但本實施例中之墨水槽1 並未設有用以 從外界引入空氣之閥室且係實質上僅由一墨水內含室所構 成，如圖1 4 A中所示。液體室5 0及記錄頭2 0具有類似 於第一實施例之架構。 於此一架構中，施加一更充足的負壓力至一薄片構件 1 1、一彈簧構件40、一壓力板1 4，且隨著墨水消耗之進 行其薄片構件1 1被朝下配置如圖1 4B中所示，除非滿足 了方程式4所表示之需求。當滿足該方程式之需求時，很 明顯其一過濾器之區上游中的空氣被傳輸入墨水槽1 ( 如上述實施例）以利被去除自墨水供給通道。 (第六實施例） -42- (39) 1260273 圖1 5 A及1 5 B係用以解釋依據本發明之第六實施例 的墨水供給系統之架構及操作的視圖。 於上述實施例中，一具有墨水供給系統及空氣供給系 統之連接區段被設於記錄頭或液體室上。本實施例則利用 一種架構，其中一墨水流動通道構件5 3 A及一空氣流動 通道構件54A被設於一墨水槽10A上，此墨水槽10A被 構成實質上類似於第一實施例中之架構（如圖1 5 A中所 示），且其中構件被刺入液體室5 0 (當安裝時）如圖1 5 B 中所示。 墨水流動通道構件53A及空氣流動通道構件54 A之 頭側開口 53 Ah及5 4Ah係個別由閥53 Αν及5 4Av所封閉 ，該閥53Αν及54Αν係由彈簧53As及54As所推動當墨 水槽1 0 A未被安裝時。於該架構中，當墨水流動通道構 件53A及空氣流動通道構件54A係透過—安裝區段50Aj 而被刺入液體室50A時，閥53Av及54Av被嚙合與安裝 區段50Aj並相對地位移於壓縮彈簧53As及54As時，藉 此開啓頭側開口 53 Ah及5 4Ah。

於此一架構中，藉由安裝墨水槽1 0 A，類似於圖5以 後中之狀態所示之第一實施例的操作被執行以達成一類似 的優點。明確地，於本實施例中，墨水流動通道構件5 3 A 及空氣流動通道構件54A被塡入墨水，且壓力已被產生 於個別構件之開口位置，在墨水槽1 0 A被安裝以前，起 源自水前端差異之壓力係根據個別構件之長度。因此，當 墨水槽10A被安裝時，開始透過空氣流動通道構件54A 1260273 (40) 以從液體室5 0 A排出空氣。於第一實施例中，墨水槽i 〇 之安裝導致圖3所示之狀態，其中並無差異於其形成在墨 水流動通道5 3與空氣流動通道5 4中的彎液面的垂直位置 之間’其可迫使墨水吸引操作或墨水噴出操作，如圖4中 所示’反之，本實施例之優點在於其此等操作是不必要的 ’因爲用以啓動空氣排出之條件已於安裝時被滿足。 雖然墨水流動通道構件5 3 Α及空氣流動通道構件5 4 A 於所示實施例中爲分離的構件，但亦可使用一種其內部被 分割爲兩部分以形成兩流動通道之連接區段，如上述實施 例中。 (第七實施例） 圖16A及16B係用以解釋依據本發明之第七實施例 的墨水供給系統之架構及操作。 雖然第六實施例已描述一種情況，其中一墨水流動通 道及一空氣流動通道被設於一墨水槽上，但於本實施例中 ’ 一墨水流動通道構件5 3 B被設於一墨水槽1 0 B上，其 實質上類似於第一實施例中之架構，而一空氣流動通道構 件54B被設於一記錄頭或一液體室50B上，如圖16A中 所示。明確地，利用一種架構，其中（當墨水槽被安裝時 )墨水流動通道構件5 3B被刺入液體室50B且空氣流動 通道構件5 4 B被刺入墨水槽1 〇 B，如圖1 6 B中所示。 墨水流動通道構件5 3 B之頭側開口 5 3 B h及空氣流動 通道構件54B之頭側開口 54Bh係個別由閥53Bv及54Bv -44- 1260273 (41) 所封閉，該閥53Bv及54Bv係由彈簧53Bs及54Bs所推 動當墨水槽1 〇 B未被安裝時。當墨水流動通道構件5 3 B 及空氣流動通道構件54B被個別刺入液體室50B及墨水 槽10B時，閥53Bv及54Bv被相對地位移於壓縮彈簧 5 3 B s及5 4 B s時，藉此開啓頭側開口 5 3 B h及5 4 B h。由一 彈簧154s所推動之閥154v被設於墨水槽10B之一開口 154ι•上以利空氣流動通道構件54B被刺入。藉此提供一 種架構，其中開口 1 54r被封閉以避免墨水洩漏當墨水槽 1 〇 B未被安裝時，且其中閥係於壓縮彈簧1 5 4 s時收縮以 容許空氣流動通道構件54B被刺入，於安裝操作進行時。 類似地，由一彈簧1 5 3 s所推動之閥1 5 3 v被設於液體室 5 0B之一開口 153r上以利墨水流動通道構件53B被刺入 。藉此提供一種架構，其中開口 1 5 3 r被封閉於墨水槽 10B未被安裝時，且其中閥係於壓縮彈簧153s時收縮以 容許墨水流動通道構件5 3 B被刺入，於安裝操作進行時。 於此架構中，墨水流動通道構件5 3被塡入墨水且空 氣流動通道構件54B含有空氣於圖16A所示之狀態，在 安裝墨水槽1 0B之前。當墨水槽1 0B亦於此狀態下被安 裝時空氣被排出（正如第六實施例），且無須墨水吸引操 作及墨水噴出操作以排出空氣。再者，本架構之優點在於 其空氣可被輕易地排出，即使當各流動通道構件長度小時 ，因爲其易於提供一大的差異於墨水流動通道構件5 3 B的 開口 53Bh高度與空氣流動通道構件54B的開口 54Bt高 度之間。 -45- 1260273 (42) (第八實施例） 圖1 7係連接區段之一放大圖，用以解釋本發明之第 八實施例。 本實施例之一連接區段5 1設有兩流動通道，藉由分 割I亥連接區段5 1之內部爲兩部分，如同第一實施例。然 而，於本實施例中，一空氣流動通道5 4具有兩個頭側開 口，亦即，一設於流動通道之一側上的第一開口 54c及一 實質上與墨水流動通道之頭側開口 5 3 h同等度的第二開口 5 4 d。此導致與第一實施例之兩個操作上的差異。首先， 此架構有助於墨水噴出操作以使墨水塡充空氣流動通道。 因爲第二開口 54d係與墨水流動通道之頭側開口 53h於實 質上相同的位置且係接觸與墨水，墨水被避免滴下，如第 一實施例中之圖4中的狀態所見。重點在於其以墨水塡充 空氣流動通道被完成以一負壓力的事實，該負壓力係保持 在較圖4狀態更低之液體室5 0中。另一重點在於第一開 口 54c上之彎液面較易於移動，相較於第一實施例中的那 些彎液面，當墨水塡充完成時。當彎液面被形成於第一開 口 54c上時，彎液面之移動率係由介於一起源自彎液面的 壓力與一起源自一水前端差異的壓力之間平衡所決定，該 水前端差異係介於第一開口 54c與液體室50中的液體位 準位置之間。於本實施例中，因爲其駐存於空氣流動通道 5 4的第一開口 5 4 c與第二開口 5 4 d之間的墨水被加入而 成爲一作用於圖形右手邊之彎液面上的力，該彎液面係於 • 46 - 1260273 (43) 一種易於移至右邊的狀態。 再者’ S空氣流動通道5 4及墨水流動通道5 3被形成 於如本架構之相同構件中時，有另一優點在於其連接區段 之製造準確性可被維持，因爲那些通道之長度可被製爲彼 此相等。 (墨水供給系統之特定架構範例） 圖1 8 A係一分解透視圖，其顯示一墨水槽之特定架 構範例，依據本發明之第一實施例；圖i 8 B係一墨水內含 室部分的橫斷面圖。 參考數字1 5 A及1 5 B個別代表一外殼構件1 5及一蓋 構件1 〇。外殼丨5之內部係一般被分割爲三個室：墨水內 含室12、閥室30、及連接區段51之一承接室65。 於所示範例中，其配置於墨水內含室1 2中之彈簧4 0 係藉由結合一對彈簧片構件40A而形成，彈簧片構件40A 各具有實質上爲U形之橫斷面，以其U形開口端彼此相 對。此結合之一模式可被構成以致其各彈簧片構件4〇A 被製成以具有形成於兩端上之一凹部及一凸部，且一彈簧 片構件40A之凹部因而嚙合與另一彈簧片構件40A之凸 部。 再者，壓力板14被放置（彼此平行）於個別彈簧片 構件之背面部分上。一彈簧片構件之背面被接合至薄片構 件1 1之凸部的內平面部分。薄片構件1 1具有黏合於一設 在蓋構件1 5 B上之一肋柱上的周邊部分。介於薄片構件 -47- 1260273 (44) 1 1與蓋構件1 5 B之間的空間係經由一大氣連通孔i 5 D而 被開通至大氣。如此容許薄片構件1 1被位移或變形當s 水被消耗時。 彈簧3 5、薄片構件3 1及壓力板3 4被裝入閥室3 〇中 。再者，密封構件3 7被安裝至蓋構件1 5 B以致其連通孔 3 6可被開啓及關閉。 密封構件1 7被裝入連接區段5 1之承接室6 5。於此 範例中，密封構件1 7包含一構件1 7 A，其形成一開口以 供連接區段5 1刺入，該開口之至少周邊係由塑膠材料（ 諸如橡膠）所製、一球狀閥體1 7B，其可關閉開口、及一 彈簧1 7C，其推動閥體1 7B朝向其關閉位置。因爲墨水槽 10之內部係藉由彈簧4〇之力而於一負壓力下（在被安裝 之前），所以希望設定彈簧1 7C之力於一適當狀況以使閥 體1 7 B適當地密封構件1 7之開口，以避免墨水洩漏自開 口在其被安裝之則。 圖19A及19B主要顯示應用圖1中所示第一竇施例 之的架構之墨水供給系統的一特定架構範例。於此’墨水 槽1 〇 (其採用圖1 8及1 8 B中所示之基本架構）被槪略地 顯示於圖19A及19B。 墨水槽1 〇係可安裝至或可拆卸自一固持記錄頭2 0或 液體室5〇之托架153。當墨水槽10係從其上被以圖19A 所示箭號方向被安裝至托架時’槽外殼15之一部分係嚙 合一閂鎖部1 53 A，因而保持如圖1 9B中所示之安裝狀態 -48- 1260273 (45) 參考數字5 5代表一封閉構件，其係可上下移動地設 於托架1 5 3中，該封閉構件5 5係由一彈簧5 6朝上推動以 封閉墨水流動通道5 3及空氣流動通道5 4之槽側開口，於 槽之未安裝期間。此封閉構件5 5被朝下移動於執行墨水 槽1 〇之安裝時，藉此容許連接區段5 1剌入承接部分6 5 而開啓連接區段5 1之槽側開口。 於此範例中，空氣流動通道5 4及墨水流動通道之內 徑均被設定於0.8 mm，空氣流動通道之長度（從槽側開 口至頭側開口之長度）被設定於1 2 m m，且空氣流動通道 之長度被設定爲28 mm。此外，空氣及墨水流動通道均由 相同的不銹鋼構件所形成。於此狀態下，本案發明人已證 實其空氣被可靠地排出，當空氣流動通道之頭側開口部分 的高度（從液面位準起算）爲5 mm或更多時。明確地， 當空氣被累積於5 0中且達到8 mm或更多時，則空氣流 動通道之頭側開口部分的高度（從液面位準起算）便達到 8 mm或更多，空氣便透過下次的槽替換而被排出。因此 ，即使當墨水流動通道被縮短至約2 0 mm時，其將不會 影響空氣排出。 再者，於其中離過濾器2 3表面之液體室5 0中液面位 準的墨水高度爲5 mm的狀態下，則已確認下列事項：即 使當以8 g/min之墨水流率或量供給墨水時，空氣將不會 被陷入或吸引入過濾器之下游側中，以致其執行令人滿意 的記錄。因此，當空氣被累積於液體室50中時，空氣被 可靠地排出至墨水槽1 0側。再者，變爲可以達成高的流 -49- 1260273 (46) 率以執行高速的記錄，且得以提供整體上極微小的墨水供 給系統。 此外，於任何實施例中’流動通道之數目不限定於兩 個，而連接區段可設有三或更多流動通道。此外’即使當 提供一連接區段（其內部被分割爲多數部分以形成多數流 動通道）時，一介於流動通道之間的分割壁不僅被線性地 形成爲前述範例而亦同時被集中地形成，藉此得以提供多 數管架構之一連接區段。 再者，當提供連接區段（其內部被分割爲多數部分以 形成多數流動通道）時，除非氣體之轉移及墨水之移動彼 此干擾而阻擋平順且快速的氣體-液體交換，否則個別流 動通道可不被彼此完全分離。 此外，如前所述，用以引入周遭空氣進入墨水槽10 之閥室30被整合與墨水槽10。然而，假如周遭空氣可被 直接引入墨水槽1 〇而不經由液體室5 0的話，則閥室可不 一定被整合地形成與墨水槽。 圖2 0 A及2 0 B顯示此一墨水供給系統之一特定架構 範例。此墨水供給系統具有如圖1 9 A及1 9B中所示之實 質上相同的架構’除了 一閥室30，，被配置於托架153側。 此閥室30’’之內部架構係實質上相同與前述的閥室3〇，除 了其一用以引入大氣之中空針39係從閥室30，，突出朝上 °因此，此架構係使得當執行墨水槽1 〇，，之安裝時，中空 針。9係經由一祀、封構件1 9 (其係由諸如橡膠之彈性材料 所製且設於墨水槽10，，中）而剌入墨水槽1〇，，。 -50- 1260273 (47) 即使以此一架構，如前述第一實施例中之相同操作被 執行且相同的有利效果被達成。 噴墨列印裝置之構造的範例 圖2 1係應用本發明之一'噴墨記錄裝置的¥B例之透視 圖。 此一記錄裝置係一串列型噴墨列印裝置。於本實施例 之記錄裝置150中，一托架153係由導引軸151及152所 導引以致其可被移動於箭號A所示之主掃瞄方向。托架 153被前後移動於主掃瞄方向，藉由一托架馬達及一驅動 力傳輸機構（諸如帶），以供傳輸相同馬達之一驅動力。 托架1 5 3攜載一墨水供給系統1 5 4，其具有上述實施例之 任何架構，例如圖1 9 A及1 9 B中所示，其包含一噴墨記 錄頭、液體室（未顯示於圖1 7中）及一墨水槽，用以供 給墨水至噴墨記錄頭。當作一記錄媒體之紙張P被插入一 設於裝置之一前端上的插入孔1 5 5且接著藉由一饋送滾筒 1 5 6而被傳輸於一次掃瞄方向（如箭號B所示）在其傳輸 方向被反轉之後。記錄裝置1 5 〇依序地形成影像於紙張P 上，藉由重複一記錄操作以噴出墨水朝向紙張P (由一平 台1 5 7所支撐）上之一列印區域於移動記錄頭以主掃瞄方 向時；並重複傳輸操作以傳輸紙張P於次掃瞄方向一段等 於記錄寬度之距離。 噴墨記錄頭可利用其由電熱轉換器元件所產生之熱能 以當作供噴出墨水之能量。於此情況下，墨水之膜沸騰係 -51 - 1260273 (48) 由電熱轉換器兀件產生之熱所造成，且墨水係藉由該時刻 所產生之泡沬能量而被噴出自墨水噴出埠。從噴墨記錄頭 噴出墨水之方法並不限定於此使用電熱轉換器元件之方法 ’舉例而言，可使用一種方法，其中係利用壓電元件以噴 出墨水。 於圖2 1中之托架1 5 3的移動範圍左端，設有一復原 系統單元（復原程序單元）1 5 8，其係面對由托架1 5 3所 攜載之噴墨列印頭（其中形成有一噴出部分）的一表面。 復原系統單元1 5 8配備有一蓋子，其能夠封蓋記錄頭之墨 水噴出部分、及一吸力泵，其能夠將負壓力引入蓋子中， 且該單元可執行復原程序以維持噴墨記錄頭之較佳墨水噴 出狀態，藉由將負壓力引入其覆蓋墨水噴出部分之蓋子以 透過墨水噴出埠或孔洞而吸引及排出墨水。再者，除了影 像形成之外，可執行一復原程序以維持噴墨記錄頭之較佳 的墨水噴出狀態，藉由噴出墨水朝向蓋子（亦稱爲“初步 噴出程序”）。這些程序可被執行以滿足方程式4或1 1所 表達之條件，當墨水槽被安裝時。 (其他） 墨水供給系統之前述實施例基本上均採用此種架構以 使得其墨水被儲存或直接供給而不使用吸收器等以固持墨 水於其中。同時，負壓力產生機構被形成以一可移動構件 (薄片構件、壓力板）及一彈簧構件（以供推動此可移動 構件）。此外，一密封構造被形成於供給系統之內部。藉 -52- 1260273 (49) 此’該架構係使得一適當的負壓力被施加至記錄頭。 於此一架構中，體積效率高且亦可增進選擇墨水之自 由度’相較於透過吸收器以產生負壓力的習知技術。除此 之外’此等架構亦可理想地滿足墨水供給之流率或量及穩 定化之增加的需求，如近年來已加速之記錄技術。 以去除其停滯於供給通道中之氣體爲本發明特別注重 之目標’此一停滯氣體被轉移或排出至墨水槽，於最遠離 記錄頭之最上游位置。爲此目的，製造如下之架構。墨水 槽及墨水供給通道係經由多數流動通道而被彼此連接。此 外，從墨水槽引出墨水及將氣體引入墨水槽被平行地執行 ，藉由使用介於墨水槽與墨水供給系統之間的壓力平衡。 依據此一架構，供給通道中之停滯空氣可被平順且快 速地去除並轉移至墨水槽側而無須複雜的裝置且僅少量增 加組件之數目而有一簡單的構造。此外，該去除係依據壓 力之平衡而被自動地計時（當氣體已累積至某程度時）， 以致其氣體去除之可靠度是很高的。 此外，墨水槽中之負壓力總是被維持於氣體去除之過 程中。因此’從墨水記錄頭之墨水噴出開口％=的液體浅漏 得以被可靠地避免。再者，氣體被去除並轉移至墨水槽側 ，藉此墨水之消耗量可被顯著地減少，相較於其中從記錄 頭之噴出開口吸引墨水以藉此去除氣體之方法。因此，避 免墨水浪費以甚至有助於減少運作成本。 此外，當使用一種被構成爲可安裝至且可拆卸自供給 通道之墨水槽時，傳統上’爲了避免氣體於墨水槽替換操 -53- 1260273 (50) 作期間進入供給通道，墨水槽（於許多例子中）已被替換 於其中供給通道仍含有墨水之狀態下，亦即，在墨水被完 全耗盡前。然而，依據前述架構，即使氣體於替換操作期 間進入供給通道之內部，則當一新的墨水槽被安裝時，氣 體可被輕易且快速地去除自墨水槽。因此，墨水槽可在墨 水完全耗盡之後被替換，藉此不僅進一步減少運作成本且 亦大大地有助於環境品質增進。再者，於任一前述實施例 中，墨水槽被配置於最高高度且供應區段或記錄頭被配置 於低高度，以其正常使用期間之位置而言。如此係一種極 理想的配置，以快速且平順地執行氣體-液體交換並具有 一簡單的架構。 此外，雖然取決於墨水槽之架構，其引入墨水槽之氣 體可被儲存於墨水槽內部之任何地方，只要儲存於一位置 使得氣體不會回到墨水供給通道且墨水供給不會受阻即可 。然而，前述實施例之架構最好是使得其墨水被直接儲存 而不滲入吸收器等，因爲所引入之氣體將被直接置於墨水 槽內不知最上部分。 因此，當吸收器非於墨水槽中時，槽本身之體積可變 爲墨水體積。因此，墨水槽之體積無須進一步增加，且槽 之形狀亦可被相當自由地設計。 構成本發明之基本條件係存在於下列架構中。液體室 具有一供直接儲存墨水之封閉構造，除了一連接至墨水槽 之部分及一連接至記錄頭之部分以外。此外，供維持一理 想負壓力之大氣引入被直接針對墨水槽而執行，以致氣體 -54- 1260273 (51) 將不會進入其直接連通與記錄頭之液體室。這些條件是極 理想的’以利實現墨水供給之流率或量及穩定化的增加並 總是良好地維持噴出特性即使於執行高速記錄（噴出）時 。此外’這些條件並未被揭露或建議於任何上述引證文件 cjll 〇 只要負壓力產生機構具有任何能滿足這些基本條件之 架構’則其可採用任何其他架構，除了結合彈簧與撓性構 件之架構（如前述各實施例中所示者）以外。亦即，本發 明之基本條件將不會排除採用一作用爲負壓力產生機構之 吸收器。 圖2 2係墨水供給系統之一架構範例，其被構成以滿 足前述基本條件而使用了吸收器。於此，類的參考數字被 用於其可被類似地構成如圖1 9 A及1 9B之個別部分中的 相應部分。 於此範例之架構中，一墨水槽1 〇〇含有一液體內含室 1 2 0，用以直接地內含墨水並直接地供給墨水至液體室並 接收氣體排出、及一負壓力產生機構封裝室401，其連通 與此液體內含室120、裝入一吸收器400 (其係作用爲一 機構以吸引液體而藉以產生一負壓力）、及使內部開通至 大氣。本發明之基本條件可被滿足即使藉由此一架構，且 組件之數目可被減少以簡化製造程序。此外’無須贅述’ 存在於液體室（其具有封閉構造）之側上的氣體可被快速 且可靠地轉移至並保存於其隔離自記錄頭之墨水槽中’依 據下列條件：墨水槽內部之壓力、起源自各流動通道中之 -55- 1260273 (52) 水前端差異的壓力、及起源自各流動通道中所形成之彎液 面的壓力。 此外’於則述說明中，串列型式之噴墨記錄裝置已被 應用爲此實施例之記錄方法。然而，本發明及此實施例並 不限定於此。此外’本發明及此實施例亦可被應用於一種 線掃瞄型式而非串列型式之記錄裝置。再者，無須贅述， 可提供相應於墨水色調（顏色、密度等等）之多數液體供 給系統。 雖然上述說明係描述將本發明應用於將墨水供給至記 錄頭之墨水槽’但本發明亦可被應用於將墨水供給至一種 當作記錄區段之筆。 除了上述之各種記錄裝置以外，本發明可被使用於廣 大的範圍’包含用以供給各種液體（諸如飮用水及液體調 味材料）之裝置以及用以供給醫學領域中之藥物的裝置。 本發明係參考較佳實施例而被詳細地描述，而那些熟 悉本項技術人士將從前述說明淸楚瞭解其可執行改變及修 飾而不背離較寬廣觀點下之本發明，而因此，應以後附申 請專利範圍來涵蓋所有此等改變及修飾爲落入本發明之真 正精神中。 【圖式簡單說明】 圖1係依據本發明之一第一實施例的液體供給系統之 槪略橫斷面圖； 圖2係顯示一狀態之一槪略橫斷面圖，其中一新的墨 -56- 1260273 (53) 水槽尙未被安裝至一液體室或一記錄頭，用以解釋第一實 施例之氣體移除程序； 圖3係顯示一瞬間狀態之一槪略橫斷面圖，接續於圖 2之狀態後，其中一新的墨水槽被安裝，用以解釋第一實 施例之氣體移除程序； 圖4係顯示一狀態之一槪略橫斷面圖，其中墨水被噴 出自記錄頭，用以解釋第一實施例之氣體移除程序； 圖5係顯示一狀態之一槪略橫斷面圖，其中圖4之墨 水噴出或排出被停止，用以解釋第一實施例之氣體移除程 序； 圖6係顯示一狀態之一槪略橫斷面圖，接續於圖5之 狀態後，其中墨水移動及氣體排出係同時地進行，用以解 釋第一實施例之氣體移除程序； 圖7係顯示一狀態之一槪略橫斷面圖，其中墨水噴出 及氣體排出被停止，用以解釋第一實施例之氣體移除程序 圖8係一解釋圖，用以解釋第一實施例之墨水移動及 氣體排出的原理； 圖9係一解釋圖，用以解釋第一實施例之墨水移動及 氣體排出的原理，於與圖8不同的條件下； 圖1 〇係一液體室之槪略橫斷面圖，該液體室被供應 至一液體供給系統，依據本發明之第二實施例； 圖1 1係一槪略橫斷面圖，用以解釋依據本發明之第 二實施例的液體供給系統之架構及操作； -57- 1260273 (54) 圖1 2係一透視圖，其顯示一連接區段之一主要部分 ，該連接區段被供應至一墨水供給系統，依據本發明之第 三實施例； 圖1 3 A及1 3 B係槪略橫斷面圖，用以解釋依據本發 明之第四實施例的液體供給系統之架構及操作； 圖14A及14B係槪略橫斷面圖，用以解釋依據本發 明之第五實施例的液體供給系統之架構及操作； 圖1 5 A及1 5 B係槪略橫斷面圖，用以解釋依據本發 明之第六實施例的液體供給系統之架構及操作； 圖16A及16B係槪略橫斷面圖，用以解釋依據本發 明之第七實施例的液體供給系統之架構及操作； 圖1 7係連接區段之一放大圖，用以解釋本發明之第 八實施例； 圖係一分解透視圖，其顯示一墨水槽之特定架 構範例’依據本發明之第一實施例；圖i 8 B係墨水槽之一 墨水內含部分的橫斷面圖； 圖19A及19B係橫斷面圖，用以解釋一種墨水供給 系統之一特定架構範例，其係應用本發明之第一實施例的 架構； 圖20A及20B爲橫斷面圖，其顯示圖19及19B之架 構的修飾範例； 圖2 1係一透視圖，其顯示可應用本發明之噴墨記錄 裝置的架構範例； 圖2 2係一橫斷面圖，用以解釋依據本發明之又另一 - 58- 1260273 (55) * 範例的墨水供給系統；及 圖2 3係一橫斷面圖，用以解釋一墨水供給系統之習 知範例。 元件對照表 f 1 0 :墨水槽 1 1 :薄片構件 1 2 :墨水內含室 13 :連通通道 φ 1 4 :壓力板 1 5 :外殼 1 7 :密封構件 1 9 :密封構件 2 0 :記錄頭 2 3 :過濾器 3 0 :閥室 3 1 :薄片構件 _ 3 4 :壓力板 3 5 :彈簧構件 3 6 :連通孔 3 7 :密封構件 · 40 :彈簧構件 . 5 0 :液體室 5 1 :連接區段 -59- 1260273 (56) 5 3 :墨水流動通道 5 3 h，5 4 h :頭側開口 5 3 A，5 3 B :墨水流動通道構件 5 3 A h，5 4 A h，5 3 B h，5 4 B h :頭側開口 53Av，54Av，53Bv，54Bv ：閥 53As，54As，53Bs，54Bs ：彈簧 5 4 :空氣流動通道 5 4t :墨水槽側開口 5 4 A，5 4 B :空氣流動通道構件 5 4 :第一開口 c 5 4 d :第二開口 5 5 :封閉構件 5 6 :彈簧 6 0 :液體室 6 1 :連接區段 6 3 :墨水流動通道 6 3 h，6 4 h :頭側開口 64 :空氣流動通道 6 5 :承接室 7 1 :連接區段 7 3 :墨水流動通道 7 3 h，7 4 h :頭側開口 7 4 :空氣流動通道 7 5 :部分 -60- 1260273 (57) ' 8 0 :液體室 8 3 :墨水流動通道 8 3 h :頭側開口 8 4 :空氣流動通道 1 0 0 .墨水槽 . 1 2 0 :液體內含室 1 5 1，1 52 :導引軸 153s， 154s:彈簧 153v，154v:閥· 1 53r，154r :開口 1 5 3 :托架 1 5 3 A :閂鎖部 1 5 4 :墨水供給系統 1 5 5 :插入孔 1 5 6 :饋送滾筒 1 5 7 :平台 1 5 8 :復原系統單元 鲁 4 0 0 :吸收器 401:負壓力產生機構封裝室 1 0 1 8 :記錄頭 1 02 0 :主槽 · 1 0 2 2 :副槽 1 0 5 6 A，1 0 5 6B ：管 1 0 8 1 :副墨水室 -61 - 1260273 (58) 1100：墨水袋 1 104 :氣泡產生器

-62-

Claims (1)

1260273 (υ 拾、申請專利範圍 1 · 一種液體供給系統，包含： 一液體消耗區段，用以消耗液體； 一液體室，其係連通與該液體消耗區段； 一液體內含區段，用以內含液體； 多數連通通道，用以提供該液體室與該液體內含區段 之間的連通，其中 該液體室形成一實質上封閉的空間，除了該多數連通 通道及該液體消耗區段之外，及 該液體內含區段具有壓力調整機構，用以調整系統內 部之壓力。 2. 如申請專利範圍第1項之液體供給系統，其中該 壓力調整機構執行壓力調整以致其有一壓力來避免從該消 耗區段之液體洩漏並容許該消耗區段之液體消耗狀態作用 於系統內部。 3. 如申請專利範圍第2項之液體供給系統，其中該 壓力調整機構具有設置機構，用以將該液體消耗區段設置 爲一相對於大氣壓力之負壓力、及引入機構，用以將大氣 直接引入該液體內含區段而不經由該液體室以利調整負壓 力狀態。 4. 一種流體連通構造，用以提供介於一用以內含液 體的液體內含區段與一用以消耗液體的液體消耗區段之間 的連通，該流體連通構造包含： 一連通與該液體消耗區段之液體室；及 -63- 1260273 (2) 多數連通通道，用以提供介於該液體室與該液體內含 區段之間的連通，其中 該液體室形成一實質上封閉的空間，除了該多數連通 通道及該液體消耗區段之外，且於其中氣體存在於封閉空 間內之狀態下，氣體可經由該多數連通通道之一部分而被 轉移至該液體內含區段。 5 .如申請專利範圍第4項之流體連通構造，其中該 流體連通構造（以其液體消耗期間之位置來看）係實質上 置於該液體內含區段以下且實質上置於該液體消耗區段以 上，相對於一垂直方向。 6 ·如申請專利範圍第5項之流體連通構造，其中該 多數連通通道具有其開口位置之不同高度於該液體室側中 ，相對於一垂直方向。 7 .如申請專利範圍第4項之流體連通構造，其中依 據下列兩壓力差異之間的關係：一起源自液體之水前端的 壓力差異（其係相應於該液體消耗區段內之該多數連通通 道之開口垂直高度之間的差異）以及一起源自其由個別連 通通道中之液體所形成之彎液面的壓力間差異，來執行一 操作以使得：該封閉空間中之氣體係經由該多數連通通道 之一部分以被轉移至該液體內含區段，而液體係從液體內 含區段經由該多數連通通道之另一部分以被移動至該液體 消耗區段。 8 .如申請專利範圍第4項之流體連通構造，其中僅 形成該多數連通通道之部分以致其該液體消耗區段內部之 -64 - 1260273 (3) 一對開口接觸與該液體消耗區段之一內壁。 9. 如申請專利範圍第4項之流體連通構造，其中僅 該多數連通通道之部分具有一形成一溝槽於該液體室內部 之部分，該溝槽係延伸沿著連通通道並突出自連通通道之 開口。 10. 如申請專利範圍第4項之流體連通構造，其中僅 僅該多數連通通道之部分被構成以致其液體消耗區段內部 之開口總是接觸與該液體消耗區段中所存在的液體。 11. 如申請專利範圍第4項之流體連通構造，其中該 多數連通通道之內壁具有與液體之不同接觸角。 12. 如申請專利範圍第4項之流體連通構造，其中該 多數連通通道具有不同的內部直徑。 1 3 . —種墨水供給系統，包含： 一記錄頭，用以噴出墨水； 一液體室，其係連通與該記錄頭； 一墨水槽，用以內含墨水；及 多數連通通道’用以提供介於該液體室與該墨水槽之 間的連通，其中 該液體室形成一實質上封閉的空間，除了該多數連通 通道及該記錄頭之外’及 該墨水槽具有壓力調整機構’用以調整系統內部之壓 力。 !4·如申請專利範圍第13之墨水供給系統，其中該 壓力調整機構執行壓力調整以致其有〜壓力來避免從該記 -65- 1260273 (4) 錄頭之液體洩漏並容許該記錄頭區段之墨水噴出狀態作用 於系統內部。 15.如申請專利範圍第1 4項之墨水供給系統，其中 該壓力調整機構具有設置機構，用以將該記錄頭設置爲一 相對於大氣壓力之負壓力、及引入機構，用以將大氣直接 引入該墨水槽而不經由該液體室以利調整負壓力狀態。 1 6 . —種墨水供給系統，包含： 一記錄頭，用以噴出墨水； 一液體室，其係連通與該記錄頭； 一墨水槽，用以內含墨水；及 多數連通通道，用以提供介於該液體室與該墨水槽之 間的連通，其中 該液體室形成一實質上封閉的空間，除了該多數連通 通道及該記錄頭之外，及 於從該記錄頭之墨水噴出時，大氣被引入該墨水槽， 以其該多數連通通道之液體室側開口部分接觸與墨水。 17. —種墨水槽，其係經由多數連通通道而被連接至 一連通與一用以噴出墨水之記錄頭的液體室並藉此達成流 體連通與該液體室，該液體室形成一實質上封閉的空間， 除了該多數連通通道及該記錄頭之外，該墨水槽包含壓力 調整機構，用以調整墨水供給系統內部之壓力以利供給墨 水至該記錄頭。 18. 如申請專利範圍第1 7項之墨水槽，進一步包含 一得以連接至該多數連通通道之連接區段。 -66- (5)1260273 1 9.如申請 槽具有該多數連 2 〇.如申請 調整機構具有一 少一部分部位且 體積的改變、及 向來增加內部體 大氣壓力之負壓 2 1.如申請 調整機構進一步 水槽以利調整負 2 2 .如申請 :一墨水內含室 由該多數連通通 件，其係連通與 爲負壓力狀態； 內部。 2 3 · —種用 錄，噴墨記錄頭 造與其整合。 2 4 . —種噴 項之墨水供給系 系統以致其該液 被實質上置於該 專利範圍第1 7項之墨水槽，其中該墨水 通通道之至少一部分與其整合。 專利範圍第1 7項之墨水槽，其中該壓力 可移動區段，其形成一墨水內含空間之至 被位移或變形以達成墨水內含空間之內部 推動機構，用以推動該可移動區段於一方 積而藉此設置該記錄頭之內部爲一相對於 力狀態。 專利範圍第20項之墨水槽，其中該壓力 具有引入機構，用以將大氣直接引入該墨 壓力狀態。 專利範圍第1 7項之墨水槽，進一步包含 ’用以直接內含墨水，該墨水內含室係經 道而被連接至該液體室；一負壓力產生構 該墨水內含室，用以將供給系統內部設置 及一大氣引入孔，其得以將大氣引入該室 以噴出墨水之噴墨記錄頭，以藉此執行記 具有如申請專利範圍第4項之流體連通構 墨記錄裝置’其中如申請專利範圍第} 3 統被使用以執行記錄，其固持該墨水供給 體室被貫質上置於記錄頭之上且該墨水槽 液體室之上’以其使用時之位置來看，相 -67 -

1260273 (6) 對於一垂直方向。 2 5. —種墨水供給系統，包含： 一記錄頭，用以噴出墨水； 一液體室，其係連通與該記錄頭； 一墨水槽，用以內含墨水； 多數連通通道，用以提供介於該液體室與該墨水槽之 間的連通；及

引入機構，用以將大氣直接引入該墨水槽而不經由該 液體室。 26. 一種墨水槽，其係經由多數連通通道而被連接至 一連通與一用以噴出墨水之記錄頭的液體室並藉此達成流 體連通與液體室，該墨水槽包含： 引入機構，用以將大氣直接引入該墨水槽而不經由該 液體室；及 調整機構，用以調整墨水供給系統內部之壓力以利供 給墨水至該記錄頭。

-68-