TWI398363B - 利用引入墨水內的氣泡之墨水壓力調整器 - Google Patents

Description

利用引入墨水內的氣泡之墨水壓力調整器

本發明係有關一種噴墨印表機的壓力調整器，主要是用以在一供應墨水給印刷頭噴嘴的墨水供應系統內產生一負的液體靜壓力。

習知技藝的噴墨印刷頭一般上包含一陣列的噴嘴，各噴嘴具有一相關連的墨水射出致動器，以將來自界定於噴嘴室頂部內的噴嘴開口的墨水射出。來自墨水卡匣或其他儲器的墨水被餵送至該等室，在此射出致動器強迫墨水滴經噴嘴開口出來以供列印。一般上，墨水卡匣是在噴墨印表機的用後即棄、消耗形式者。

墨水可藉在每一次的墨水滴射出後所產生的吸力及具有親水性表面(例如二氧化矽表面)的墨水供應通路的毛細管作用而抽引入各噴嘴室。在不活動(不列印)期間，墨水是藉橫跨各噴嘴開口的邊緣釘住的墨水凹凸面的表面張力而固持在噴嘴室內。如果不對墨水壓力加以控制，其可能會相對於外部大氣壓而言變成正值，可能是因為墨水的熱膨脹，或是因為印表機的傾斜而導致墨水上升超越噴嘴的水平面所造成的。在此情形下，墨水將溢流在印刷頭表面上。此外，在列印時，經墨水供應通路供應的墨水具有一衝量，足夠由該等噴嘴湧出，而一旦列印停止時，即溢流在印刷頭表面上。在任一情形中，該印刷頭表面的溢流顯然是不良且無法接受的。

為克服此問題點(困擾)，許多印刷頭墨水供應系統係設計成使得在噴嘴處的墨水其液體靜壓力是比大氣壓小。此導致/造成橫跨噴嘴開口的液體凹凸面呈現凹入或被向內引入。液體凹凸面是在噴嘴開口處被釘住，而在不活動(不列印)期間墨水無法自由的自噴嘴流出。此外，可減少由於墨水湧出所造成的表面溢流。

在噴嘴室內的負壓力量是由兩因數所限制。其不可太強，使得噴嘴室停止注水(即將墨水自噴嘴室吸出及朝向卡匣回流)。然而，如果負壓力太弱的話，該等噴嘴會將墨水洩漏在印刷頭表面上，尤其是如果印刷頭顛簸的話更嚴重。除了該兩種需要某種型態的矯正(例如印刷頭維修或再注水)的嚴重情形之外，一比合宜墨水液體靜壓力為低的靜壓力一般上會在列印時造成系列的影像瑕疵，導致列印品質大幅劣化。因此，噴墨印表機具有相當狹窄範圍區間的墨水液體靜壓力，而必須藉墨水供應系統內的壓力調整器來達到。

一般上，墨水卡匣係設計成併入某些裝置，以調整自其供應的墨水之液體靜壓力。為了建立一負壓力，一些卡匣使用一撓性袋設計。卡匣的一部份具有一撓性袋或壁片段，以增加墨水的儲存容積。美國申請案11/014764及11/014769係此類卡匣型態的範例。該等卡匣可提供一負壓力，但是需依賴撓性袋內的內部板片彈簧之優良製造公差。此外，在撓性袋內設置一內部抵壓裝置會造成顯著的製造難度。

可經墨水卡匣產生一負墨水壓力的另一裝置係如圖17所示者。一件泡沫或多孔的材料2被放置於卡匣1內的出口3上方。該泡沫2具有一部份係以墨水4飽和，而一部份5可藉墨水潤濕，但不飽和。卡匣1頂部係藉空氣迷宮7來通氣至大氣中。毛細管作用(由箭頭6標示)將墨水自飽和部分4抽引入未飽和部分5。此情形持續著，直到其被遞增的液體靜壓力的重量、或是因毛細管作用6而被向上拉的墨水的「水頭」(揚程)所平衡為止。在飽和部分4頂部的液體靜壓力係小於大氣壓，因為毛細管作用進入未飽和部分5內。液體靜壓力由此朝向出口3遞增，且如果是連接至印刷頭(未示)的話，其會持續的向下遞增至噴嘴開口處(假設該等噴嘴開口是在印刷頭的最低點)。藉設定飽和泡沫對未飽和泡沫的比例可使得墨水在噴嘴處的液體靜壓力小於大氣壓，而墨水液體凹凸面將向內形成。

然而，包含泡沫插入件的墨水卡匣不適合用於使用申請人、可在高達1600dpi下列印的頁寬印刷頭(pagewidth printheads)的高速列印(例如每1－2秒列印一頁的列印速度)。在此種高速印表機中，具有大量的噴嘴，其噴出速率比習知掃瞄印表機的為高。因此，自卡匣出來的墨水流率遠比掃瞄印刷頭的為大。由於泡沫插入件所導致的液壓阻力會使噴嘴匱乏，而推遲噴嘴室的再填充速率。較多的多孔泡沫將具有較小的液壓阻力但也具有較小的毛細力。此外，精確的壓力控制需要在內部空間尺寸方面具有同等精確的控制，而此精確控制試圖藉大部分泡沫材料猜測形成的空間結構來達成是極困難的。因此，多孔的泡沫插入件並非可用以控制高墨水流率下的墨水壓力的可實行裝置。

除了具有一體壓力調整器的墨水卡匣外，替代性的，墨水供應系統也可包含一位在印刷頭及墨水儲器之間的墨水管路內的壓力調整器。申請人先前提出申請的美國申請案11/293,806(申請日：2005年12月5日)及11/293,842申請日：2005年12月5日)，該等內容併入本文以供參考。其等敘述一直列壓力調整器，包含一隔膜及偏壓機構。此機械配置被使用以在印刷頭處產生一負的墨水液體靜壓力。然而，此類機械式壓力調整器的缺點是，需要極精密製造公差的彈簧，該彈簧是用以響應在隔膜上游及下游的墨水壓力波動而打開及關閉隔膜。實務上，此種壓力控制的機械系統，在需要於一相當狹窄的壓力範圍內維持不變的墨水液體負靜壓力的墨水供應系統內是難以施行的。

因此，需要提供一種壓力調整器，適合於在一相當狹窄的壓力範圍內維持一墨水液體靜壓力。更有需要提供一種適合使用於相當高的墨水流率下的壓力調整器。另外，有需要提供一種壓力調整器，其結構簡單，且不需要過多需以高精度公差製造的移動構件。

在第一形態中，本發明提供一種用以調整提供給一噴墨印刷頭的墨水其液體靜壓力的墨水壓力調整器，該調整器包含：一墨水室，具有一墨水出口，經一墨水管路與該印刷頭成流體連通；一朝大氣開口的空氣入口；一氣泡出口，定位成可將氣泡打入容裝於該室的墨水內；及一連接該空氣入口及該氣泡出口的空氣通路；其中該氣泡出口係建構成可控制因供應墨水給該印刷頭所致的引入該墨水內的氣泡的拉普拉斯壓力，藉此調整該墨水的液體靜壓力；選擇性的，該墨水室是一印表機的墨水儲器；選擇性的，該墨水室具有一墨水進入口，與一墨水儲器成流體連通。

選擇性的，該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小10 mm H₂ O。

選擇性的，該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小100 mm H₂ O。

選擇性的，該氣泡出口具有一臨界尺寸，可控制由該氣泡出口出來的氣泡之拉普拉斯壓力。

選擇性的，該氣泡出口係構製成一圓形開口，使得該圓形開口的半徑可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。

選擇性的，該氣泡出口係構製成具有一長度尺寸及一寬度尺寸的狹縫，使得該寬度尺寸可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。

選擇性的，該狹縫的寬度是小於200微米。

選擇性的，該空氣通路的各截面尺寸係大於該狹縫的寬度，藉此使在該空氣通路內的流動阻力減至最小。

選擇性的，該空氣通路係彎曲或迂迴曲折以將通過該空氣入口的墨水損失減至最少。

選擇性的，該空氣通路係建構成使得在該通路內的墨水之極大毛細容積是小於約0.1 mL。

選擇性的，該室的一壁包含一進氣板，該板包含該空氣入口，空氣通路及氣泡出口。

選擇性的，該板包含複數疊合層，該等層相配合以界定該空氣入口，空氣通路及氣泡出口。

選擇性的，該板包含：第一層，具有一貫穿的空氣進入開口及一界定於其第一面上的細長凹部，該凹部由該空氣進入開口縱向的延伸至一終端；及疊合至該第一層的第二層，該第二層具有一貫穿的氣泡通氣開口，其中該氣泡通氣開口係設置成與該終端成流體連通。

選擇性的，朝向該終端的凹部一深度界定該氣泡出口的一臨界尺寸，該臨界尺寸控制由該氣泡出口出來的氣泡之拉普拉斯壓力。

選擇性的，該凹部在該終端具有一較淺部分，該較淺部分在該空氣通路內提供一頸縮部。

選擇性的，該終端係由一其直徑比該氣泡通氣開口為大的圓形凹部所界定，藉此提供一由環形狹縫所界定的氣泡出口。

選擇性的，該第一面內界定有一壕溝，該壕溝在第一及第二層相疊合時保護該凹部免受黏著劑的塗佈。

在另一形態中，本發明提供一種壓力調整器，另包含一釋壓閥，以將該室內的墨水上方之頂部空間的過量壓力加以釋放。

在第二形態中，本發明提供一種印刷頭墨水供應系統，包含：一噴墨印刷頭；一墨水儲器；一用以調整提供給該印刷頭的墨水其液體靜壓力的墨水壓力調整器，該調整器包含：一墨水室，具有一墨水出口；一朝大氣開口的空氣入口；一氣泡出口，用以將氣泡打入該室內，各氣泡包含一陷於墨水一薄膜或本體內的氣穴，該氣泡出口係建構成可控制因供應墨水給該印刷頭所致的引入該室內的氣泡的拉普拉斯壓力，藉此調整該墨水的液體靜壓力；及一空氣通路，連接該空氣入口及氣泡出口；及第一墨水管路，提供該印刷頭的墨水出口及墨水通路之間的流體連通。

選擇性的，該墨水儲器係由該墨水室所界定。

選擇性的，該墨水壓力調整器係一用後即棄的墨水卡匣。

在另一形態中，本發明提供一種墨水供應系統，另包含一界定該墨水儲器的墨水卡匣，該墨水卡匣具有一墨水供應口，與該墨水室的一墨水進入口成流體連通。

在另一形態中，本發明提供一種墨水供應系統，另包含第二墨水管路，提供該印刷頭的出口通路及該墨水儲器的回流入口之間的流體連通，使得該墨水供應系統是迴路。

選擇性的，該回流入口包含一墨水濾器以過濾該返回的墨水。

選擇性的，第一泵是定位在該第一墨水管路的該印刷頭的上游處。

選擇性的，第一泵在列印時係打開且閒置的，使得該壓力調整器決定在列印時墨水在該印刷頭內的液體靜壓力。

選擇性的，第二泵是定位在第二墨水管路的印刷頭下遊處。

選擇性的，第一及第二泵是個別的建構成可注水、停止注水(depriming)、沖洗及列印作業。

選擇性的，該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小10 mm H₂ O。

選擇性的，該氣泡出口具有一臨界尺寸，可控制由該氣泡出口出來的氣泡之拉普拉斯壓力。

選擇性的，該氣泡出口係構製成具有一長度尺寸及一寬度尺寸的狹縫，使得該寬度尺寸可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。

選擇性的，該狹縫的寬度是小於200微米。

選擇性的，氣泡出口是定位成可將氣泡打入容裝於該室的墨水內，各氣泡包含一陷於墨水本體內的氣穴。

在另一形態中，本發明提供一種壓力調整器，另包含一釋壓閥，以將該室內的墨水上方之頂部空間的過量壓力加以釋放。

選擇性的，該空氣通路係彎曲或迂迴曲折以將通過該空氣入口的墨水損失減至最少。

選擇性的，氣泡出口是定位成可將氣泡打入位於容裝於該室的墨水上方的頂部空間內，各氣泡包含一陷於該墨水一薄膜內的氣泡。

在另一形態中，本發明提供一種壓力調整器，另包含一毛細槽道與容裝在該墨水室內的墨水成流體連通，，該毛細槽道藉毛細管作用將該室的墨水供應至該氣泡出口。

在第三形態中，本發明提供一種用以調整提供給一噴墨印刷頭的墨水其液體靜壓力的墨水壓力調整器，該調整器包含：一墨水室，具有一墨水出口，經一墨水管路與該印刷頭成流體連通；一朝大氣開口的空氣入口；氣泡出口，定位成可將氣泡打入位於容裝於該室的一頂部空間內，各氣泡包含一陷於墨水一薄膜內的氣穴；一毛細槽道與容裝在該墨水室內的墨水成流體連通，該毛細槽道藉毛細管作用將該室的墨水供應至該氣泡出口；及一連接該空氣入口及該氣泡出口的空氣通路；其中該氣泡出口係建構成可控制因供應墨水給該印刷頭所致的引入該室內的氣泡的拉普拉斯壓力，藉此調整該墨水的液體靜壓力。

選擇性的，該墨水室是一印表機的墨水儲器。

選擇性的，該墨水室具有一墨水進入口，與一墨水儲器成流體連通。

選擇性的，該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小10 mm H₂ O。

選擇性的，該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小100 mm H₂ O。

選擇性的，該氣泡出口具有一臨界尺寸，可控制由該氣泡出口出來的氣泡之拉普拉斯壓力。

選擇性的，其中該氣泡出口係構製成一圓形開口，使得該圓形開口的半徑可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。

選擇性的，該氣泡出口係構製成具有一長度尺寸及一寬度尺寸的狹縫，使得該寬度尺寸可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。

選擇性的，該狹縫的寬度是小於200微米。

在另一形態中，本發明提供一種壓力調整器，另包含一毗鄰該氣泡出口的氣泡通氣口，該氣泡通氣口係敞口進入該頂部空間。

選擇性的，該氣泡出口及氣泡通氣口相配合，使得各氣泡穿過橫跨該氣泡出口的墨水液體凹凸面，及經該氣泡通氣口通氣入該室內。

選擇性的，其中該室的一壁包含一進氣板，該板包含該空氣入口，空氣通路、氣泡出口及氣泡通氣口。

選擇性的，該板包含複數疊合層，該等層相配合以界定該空氣入口，空氣通路、氣泡出口及氣泡通氣口。

選擇性的，該板包含：第一層，具有一貫穿的空氣進入開口及一界定於其第一面上的細長凹部，該凹部由該空氣進入開口的一近端縱向的延伸至一遠端；及疊合至該第一層的第二層，該第二層具有一毛細進入開口及一貫穿的氣泡通氣開口，其中該毛細進入開口是朝向該凹部的遠端定位，且該氣泡通氣開口係朝向該凹部的近端定位；其中該毛細進入開口是定位成朝向該凹部的遠端，及氣泡通氣開口是定位成朝向該凹部的近端。

選擇性的，該凹部在該近端的深度界定該氣泡出口的一臨界尺寸，該臨界尺寸控制由該氣泡出口出來的氣泡之拉普拉斯壓力。

選擇性的，該氣泡通氣開口係建構成可藉表面張力來釘住一橫跨該開口的墨水凹凸面。

選擇性的，該氣泡通氣開口係毗鄰該氣泡出口。

選擇性的，該凹部係建構成可提供足夠的毛細壓力，以將墨水的一水柱，自該遠端提升至該近端。

在第四形態中，本發明提供一種用以調整提供給一噴墨印刷頭的墨水其液體靜壓力的墨水壓力調整器，該調整器包含：一墨水室，具有一墨水出口，經一墨水管路與該印刷頭成流體連通；一朝大氣開口的空氣入口；一氣泡出口，用以將氣泡打入該室內，各氣泡包含一陷於墨水一薄膜或本體內的氣穴；及一連接該空氣入口及該氣泡出口的空氣通路其中該氣泡出口係建構成可控制因供應墨水給該印刷頭所致的引入該室內的氣泡的拉普拉斯壓力，藉此調整該墨水的液體靜壓力。

選擇性的，該墨水室是一印表機的墨水儲器。

選擇性的，該墨水室具有一墨水進入口，與一墨水儲器成流體連通。

選擇性的，該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小10 mm H₂ O。

選擇性的，該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小100 mm H₂ O。

選擇性的，該氣泡出口具有一臨界尺寸，可控制由該氣泡出口出來的氣泡之拉普拉斯壓力。

選擇性的，其中該氣泡出口係構製成一圓形開口，使得該圓形開口的半徑可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。

選擇性的，該氣泡出口係構製成具有一長度尺寸及一寬度尺寸的狹縫，使得該寬度尺寸可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。

選擇性的，該狹縫的寬度是小於200微米。

選擇性的，氣泡出口是定位成可將氣泡打入容裝於該室的墨水內，各氣泡包含一陷於墨水一本體內的氣穴。

在另一形態中，本發明提供一種壓力調整器，另包含一釋壓閥，以將該室內的墨水上方之頂部空間的過量壓力加以釋放。

選擇性的，該空氣通路係彎曲或迂迴曲折以將通過該空氣入口的墨水損失減至最少。

選擇性的，氣泡出口是定位成可將氣泡打入位於容裝於該室的墨水上方的定部空間內，各氣泡包含一陷於墨水一薄膜內的氣穴。

在另一形態中，本發明提供一種壓力調整器，另包含一毛細槽道與容裝在該墨水室內的墨水成流體連通，該毛細槽道藉毛細管作用將該室的墨水供應至該氣泡出口。

在另一形態中，本發明提供一種壓力調整器，另包含一毗鄰該氣泡出口的氣泡通氣口，該氣泡通氣口係敞口進入該頂部空間。

在第五形態中，本發明提供一種適於調整提供給一噴墨印刷頭的墨水其液體靜壓力的墨水卡匣，該卡匣包含：一墨水室，具有一墨水出口，經一墨水管路與該印刷頭成流體連通；一朝大氣開口的空氣入口；一氣泡出口，用以將氣泡打入該室內，各氣泡包含一陷於墨水一薄膜或本體內的氣穴；及一連接該空氣入口及該氣泡出口的空氣通路其中該氣泡出口係建構成可控制因供應墨水給該印刷頭所致的引入該室內的氣泡的拉普拉斯壓力，藉此調整該墨水的液體靜壓力。

選擇性的，該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小10 mm H₂ O。

選擇性的，該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小100 mm H₂ O。

選擇性的，該氣泡出口具有一臨界尺寸，可控制由該氣泡出口出來的氣泡之拉普拉斯壓力。

選擇性的，該氣泡出口係構製成一圓形開口，使得該圓形開口的半徑可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。

選擇性的，該氣泡出口係構製成具有一長度尺寸及一寬度尺寸的狹縫，使得該寬度尺寸可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。

選擇性的，該狹縫的寬度是小於200微米。

選擇性的，氣泡出口是定位成可將氣泡打入容裝於該室的墨水內，各氣泡包含一陷於墨水一本體內的氣穴。

在另一形態中，本發明提供一種墨水卡匣，另包含一釋壓閥，以將該室內的墨水上方之頂部空間的過量壓力加以釋放。

選擇性的，該空氣通路係彎曲或迂迴曲折以將通過該空氣入口的墨水損失減至最少。

選擇性的，氣泡出口是定位成可將氣泡打入位於容裝於該室的墨水上方的頂部空間內，各氣泡包含一陷於該墨水一薄膜內的氣泡。

在另一形態中，本發明提供一種墨水卡匣，另包含一毛細槽道與容裝在該墨水室內的墨水成流體連通，該毛細槽道藉毛細管作用將該室的墨水供應至該氣泡出口。

在另一形態中，本發明提供一種墨水卡匣，另包含一毗鄰該氣泡出口的氣泡通氣口，該氣泡通氣口係敞口進入該頂部空間。

在另一形態中，本發明提供一種墨水卡匣，其係一可替換或用後即棄的墨水卡匣。

在另一形態中，本發明提供一種墨水卡匣，另包含一墨水進口以接受來自印刷頭的墨水。

在另一形態中，本發明提供一種墨水卡匣，另包含一墨水濾器以過濾該接受的墨水。

在第六形態中，本發明提供一種用以調整提供給一噴墨印刷頭的墨水其液體靜壓力的方法，該包含：自一墨水室抽引一墨水容積且同時將氣泡經一氣泡出口打入該室內，以平衡該被抽引的墨水容積，各氣泡包含一陷於墨水一薄膜或本體內的氣穴，其中該氣泡出口係構製成可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力，藉此調整該墨水的液體靜壓力。

選擇性的，該墨水室是一印表機的墨水儲器。

選擇性的，該墨水室具有一墨水進入口，與一墨水儲器成流體連通。

選擇性的，該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小10 mm H₂ O。

選擇性的，該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小100 mm H₂ O。

選擇性的，該氣泡出口具有一臨界尺寸，可控制由該氣泡出口出來的氣泡之拉普拉斯壓力。

選擇性的，該氣泡出口係構製成一圓形開口，使得該圓形開口的半徑可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。

選擇性的，該氣泡出口係構製成具有一長度尺寸及一寬度尺寸的狹縫，使得該寬度尺寸可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。

選擇性的，該狹縫的寬度是小於200微米。

選擇性的，氣泡出口是定位成可將氣泡打入容裝於該室的墨水內，各氣泡包含一陷於墨水一本體內的氣穴。

選擇性的，氣泡出口是定位成可將氣泡打入位於容裝於該室的墨水上方的頂部空間內，各氣泡包含一陷於該墨水一薄膜內的氣泡。

選擇性的，一毛細槽道藉毛細管作用將該室的墨水供應至該氣泡出口。

選擇性的，一毗鄰該氣泡出口的氣泡通氣口，將該氣泡排入該頂部空間。

選擇性的，該墨水容積是藉與該室內的墨水出口成流體連通的印刷頭的泵送效果加以抽引的。

選擇性實施例的詳細說明 具有圓形氣泡出口的壓力調整器

圖1顯示本發明的最簡單形態，以方便解釋壓力調整器的基本原理。在圖1中，壓力調整器100包含一墨水室101，具有一墨水出口102及空氣入口103。墨水室101係以別的方法加以密封。墨水出口102係用以經一墨水管路106供應墨水104至一印刷頭105。一氣泡出口107是經一空氣通路108連接至空氣入口103。

當墨水104藉印刷頭105自墨水室101抽引出時，需以相等容積的空氣來平衡該排出的墨水容積，該相等容積的空氣係經空氣入口103引入該室內。設於墨水水平面下方的氣泡出口107確使空氣以氣泡109的形態進入室101。氣泡出口107的尺寸決定進入室101的氣泡109的大小。

如圖2所示，空氣通路108是以簡單的圓柱形通路構形，使得氣泡出口107在圓柱形通路的一端係由一圓形開口所界定。因此，任何穿過該通路的空氣必須在一些地方受一液體表面的限制，此液體表面的曲率半徑不大於該通路的內徑。

在列印時，在印刷頭105上的噴嘴有效的充當一泵，以每次的墨水滴射出，抽引墨水室101的墨水。如果墨水室係以一空氣通氣口而與大氣保持自由開放(如同一些習知技藝的墨水卡匣一般)，則供應至印刷頭的墨水的墨水液體靜壓力可簡單的由在印刷頭上方或下方的墨水儲器高度來決定。然而，在墨水室101中，每次一微量容積的墨水自室101被抽引出時，其必須克服在氣泡出口107處形成的氣泡109內的壓力。一旦噴嘴的泵送效果產生一與形成在氣泡出口107處的氣泡109內的壓力相稱的足夠壓力時，則該氣泡可逃入墨水104的儲器內，而墨水可經墨水出口102自室101流動。

因此，形成在氣泡出口107處的氣泡109相對印刷頭噴嘴的泵送效果提供一反壓。易言之，氣泡出口107的效應為在墨水供應系統內產生一負的墨水液體靜壓力。

在球形氣泡109內的壓力係由習知的拉普拉斯方程式(Laplace equation)來決定：△P＝2γ /r 其中：△P是氣泡內部及墨水之間的壓差；r 是氣泡的半徑；及γ 是墨水－空氣介面的表面張力。

氣泡109的大小可藉改變氣泡出口107的尺寸而改變之。因此，氣泡出口107的尺寸提供一種方法，為供應至印刷頭105的墨水建立一預定的液體靜負壓。較小的氣泡出口尺寸由於產生具有較高拉普拉斯壓力(Laplace壓力)的較小氣泡而提供一較大的墨水液體靜負壓。

在上述的壓力調整器100中，空氣通路108是一小口徑圓柱體(例如，皮下注射針)，具有一界定氣泡出口107的圓形開口。然而，此設計的主要問題是圓形氣泡出口107具有一非常小的面積(約為0.01 mm² )且易被墨水中的污染物所堵塞。最好是能加大氣泡出口107的面積，使得其較堅固，即使是在墨水內有污染物。

具有狹縫狀氣泡出口的壓力調整器

如圖3A所示，一改良的氣泡出口107設計採用一狹縫110，而非一圓形開口。該狹縫具有一長度尺寸L及一寬度尺寸W。由該狹縫出來的氣泡109一般上具有一圓柱形前波，橫越該狹縫的長度延伸。如將於下文中說明者，由該狹縫出來的氣泡109的曲率、即是氣泡的拉普拉斯壓力、主要是由該寬度尺寸來決定的。

對於非球形氣泡而言，拉普拉斯壓力係由下列公式表示：△P＝γ /r ₁ ＋γ /r ₂ 其中：△P是氣泡內部及墨水之間的壓差；r ₁ 是氣泡的寬度尺寸的半徑；r ₂ 是氣泡的寬度尺寸的半徑；γ 是墨水－空氣介面的表面張力。

實務上，狹縫的長度是遠大於寬度(r ₂ >>r ₁ )，故由該狹縫出來、具有一圓柱形前波的氣泡其拉普拉斯壓力是：△P＝γ /r ₁ or 2γ /W (由於W ＝2r ₁ )

因此，可知狹縫110的寬度是唯一可控制由該狹縫出來的氣泡109之拉普拉斯壓力的臨界尺寸(critical dimension)。

圖3B顯示碎屑111經卡陷於狹縫110的模擬事件。然而，與圓形開口的情形不同者，狹縫110仍然可控制由狹縫出來的氣泡的臨界曲率。具有一圓柱形前波的氣泡109仍然可由狹縫110出來，如圖3B所示者。因此，狹縫110為氣泡出口107提供一較堅固設計，而同時仍然維持對墨水液體靜壓力的優良控制。

在所討論過的實施例中，空氣通路108的尺寸反映氣泡出口107的尺寸。此並非調整器的必要特色，且事實上，可能會不良的影響調整器的效率，尤其是在高流率時。空氣的固有黏性會在空氣通路108內產生一顯著的流動阻力或液壓阻力。依據貝舍利方程式(Pouiseille’s equation)流率與管半徑r 之間具有r ⁴ 的關係。因此，流動阻力的問題在具有非常小半徑的通路中益形惡化。

在本發明中，氣泡出口107的臨界尺寸係選擇性的小於200微米，或選擇性的小於150微米，或選擇性的小於100微米，或選擇性的小於約75微米，或選擇性的小於約50微米。選擇性的，氣泡出口的臨界尺寸可在10至50微米、或15至40微米之間的範圍內。所謂的「臨界尺寸」是指可決定氣泡的曲率，因此決定氣泡的拉普拉斯壓力的氣泡出口之尺寸。

此尺寸是必要的，以提供所欲的墨水液體負靜壓力，對一照片尺寸的印刷頭而言，其選擇性的至少為10 mmH₂ O、或選擇性的至少為30 mmH₂ O、或選擇性的至少為50 mmH₂ O。對A4尺寸的印刷頭而言，所欲的墨水液體負靜壓力是選擇性的至少為100 mmH₂ O、或選擇性的至少為200 mmH₂ O、或選擇性的至少為300 mmH₂ O。選擇性的，該液體負靜壓力可在100至500 mmH₂ O或150至450 mmH₂ O之間的範圍內。

空氣通路108，具有例如說小於200微米的寬度者，即可對進入該通路的空氣產生顯著的流動阻力。如果空氣無法以跟墨水被供應至印刷頭105時的流率一樣的流率穿過通路108的話，則印刷頭在高速列印下將發生嚴重的後果。

因此，應對空氣通路108加以設計，使得空氣通路的各截面尺寸係大於氣泡出口107的臨界尺寸。因此，對如圖3A所示的狹縫狀氣泡出口107而言，空氣通路108應選擇性的使各截面尺寸係大於狹縫110的寬度W。

然而，重要的是，空氣通路108的容積不能太大。當印刷頭105閒置時，墨水可能會因毛細管作用而沿空氣通路108上升。在氣泡109被抽引入墨水室101及獲致適合列印的墨水液體靜壓力之前，此墨水容積必須被印刷頭105拉引通過空氣通路108。因此，在閒置期間因毛細管作用被抽引入空氣通路108的墨水容積將會浪費掉，因為其無法以適宜的列印品質加以列印。

墨水的毛細容積隨著空氣通路半徑的加大而增加。因此，空氣通路108的截面尺寸(例如，半徑)應選擇性的不要太大，以免使極大毛細容積比墨水超出約0.1 mL(毫升)，此為不發揮作用的墨水容積。選擇性的，在空氣通路內的墨水之極大毛細容積是約小於0.08 mL、或選擇性的約小於0.05 mL、或選擇性的約小於0.03mL。

圖4顯示另一墨水壓力調整器200，具有經將上述設計併入考量的氣泡出口207及空氣通路208。壓力調整器200包含一具有一墨水出口102的墨水室201。墨水室201的一側壁是由一包含第一及第二平坦層211及212的疊合進氣板210所界定。第一及第二層211及212分別具有第一及第二面221及222，相配合以界定空氣入口203、空氣通路208及氣泡出口207。空氣入口203可選擇性的包含一空氣濾器(未示)，用以自抽引入墨水室201內的空氣過濾出顆粒。

墨水室201也包含一單向釋壓閥219，其在壓力調整器200運作時通常是關閉的。閥219是建構成可釋放在墨水104上方的一頂部空間240內的任何正壓力，該正壓力可，例如，是因為困陷於該頂部空間內的一空氣容積在一般的日/夜溫度變動下的熱膨脹所導致的。在頂部空間240內的正壓力是不良的，因為其迫使墨水沿空氣通路208向上及由空氣入口203流出，導致可觀的墨水量由室201損失掉。

參見圖6，進氣板210的第一層211具有一界定其中的空氣進入開口213及以一界定在第一面221上的槽構形的細長凹部214。細長凹部214由空氣進入開口213延伸至一凹入的終端區。凹入的終端區包含一圓形凹部216，具有一比細長凹部214為淺的深度。再參見圖6，第二層212具有一氣泡通氣開口217界定其中。由圖4及6可見，當第一及第二面221及222一起疊合時，凹部及該等開口相配合以界定空氣入口203、空氣通路208及氣泡出口207。

圖5顯示進氣板210之氣泡出口區220的細節。圓形凹部216由於比細長凹部214淺，故在空氣通路108內界定一頸縮部218。由第一面221內的圓形凹部216深度所界定的頸縮部218為氣泡出口207界定一臨界寬度尺寸。因此，氣泡出口207是成一環形狹縫的形態，其中該狹縫的一長度係由在第二層212內的氣泡通氣開口217的周界所界定。

具有環形狹縫的優點是其使得狹縫的長度為最大，進而改良氣泡出口207對抗顆粒污染的堅固性。具有一較深細長凹部214的優點是其使在(由凹部214及第二面222相配合界定的)空氣通路108內的流動阻力減至最小。一般上，細長凹部214的深度是在0.2至1 mm或0.2至0.5 mm之間的範圍內，而寬度是在0.5至2 mm或0.7至1.3 mm之間的範圍內。

再參見圖5，氣泡通氣開口217的內面231是成斜面，使得氣泡可自氣泡出口207適當的溢出。

參見圖7，進氣板210的第一層211可具有一界定其內的壕溝230。壕溝230環繞界定在第一層211內的結構特徵，更重要的是保護細長凹部214及圓形凹部216，免在疊合作業時受到任何黏著劑的塗佈。任何過量的黏著劑在第一及第二面221及222之間的毛細作用將被壕溝230所阻，因為毛細管作用只能將液體輸入具有遞減尺寸的結構，而橫越壕溝的任何路徑均具有遞增尺寸的區域。此可防止空氣通路208或氣泡出口207被堵塞，其等是藉疊合該兩層而界定者。因此，壕溝230是可便利製造進氣板210的特徵。

當然，吾人可知進氣板可有許多不同的形態，且可例如由超過兩件的疊合層相配合界定。圖8顯示藉三層來相配合而界定的進氣板250。第一層251內具有一空氣進入開口252；第二層253內具有一氣泡通氣開口254；及第三薄膜層255是夾置於第一及第二層之間。薄膜層255具有一空氣通路開口256界定其中，使得當該三層一起疊合時，界定出由一空氣入口至氣泡通氣口的流體路徑。薄膜層255的厚度界定空氣通路的深度，及在空氣通路終端界定氣泡出口的臨界尺寸。

下列的表1至4顯示為圖4至6所示的壓力調整器200量測得的墨水液體靜壓力。四件壓力調整器係構製成具有不同的氣泡出口207臨界尺寸。在各種不同流率下測得動壓力的量測值，及藉停止墨水的流動而測得靜壓力的量測值。動壓力損耗是動調整壓力及靜調整壓力之間的差異。

藉簡單的改變氣泡出口的尺寸即可達成優良的墨水壓力控制。

此外，該等壓力量測值確認氣泡係依據拉普拉斯方程式而產生的。經發現靜調整壓力平均值遵循下列方程式：P＝－0.0067/W＋18.3其中：P是靜調整壓力平均值(mm H₂ O)；W是氣泡出口的寬度(微米)；及18.3是由於在該室內的墨水之水平面所導致的補償壓力。

將第一關係式代入拉普拉斯方程式中，計算得墨水的表面張力是33.5 mN/m。墨水的獨立表面張力量測值與此計算得的數值具有絕佳的關連性。

包含壓力調整器的墨水卡匣

如圖4所示，壓力調整器200包含一墨水室201，為印刷頭的墨水儲器。為了能簡單及低成本的製造壓力調整器200，其可建構成噴墨印表機的用後即棄式墨水卡匣。因此，每一次墨水卡匣被替換時，壓力調整器也被替換。此設計的優點為可防止壓力調整器200的長期敗壞，因為其在印表機的使用壽命期間週期性的被替換。

連接至壓力調整器的用後即棄式墨水卡匣

在另一實施例中，壓力調整器可以是印表機的永久性構件。在此實施例中，壓力調整器是建構成連接至用後即棄式墨水卡匣。因此，在圖9所示實施例中，壓力調整器200是藉一對接頭連接至一用後即棄式墨水卡匣280。一墨水接頭281將墨水卡匣280的一墨水供應口282與墨水室201的一墨水進入口283相連接。墨水供應口282及相對應的墨水進入口283係分別朝向墨水卡匣280及墨水室201的一基座定位，以充分的使用儲存在卡匣內的墨水104。

一壓力均衡接頭285係設置以均衡在墨水室201的頂部空間240及墨水卡匣280的一頂部空間241內的壓力。相對應的壓力均衡孔286及287係分別朝向墨水室201及墨水卡匣280的頂部定位。

當墨水卡匣280耗盡(流空)時，將其自墨水接頭281及壓力均衡接頭285脫離，並自印表機移除。然後可將一新的墨水卡匣以相反的程序插入印表機內。雖然僅以圖9概略的顯示，本技藝人仕可認知墨水卡匣280可具有建構成可分別與墨水接頭281及壓力均衡接頭285成密封接合的適當連接孔282及287，在當墨水卡匣被安裝入印表機時。適合此種密封接合的連接孔係屬習知者。

如圖9所示，墨水進入口283及壓力均衡孔286係界定於墨水室201的一側壁內，而該側壁係與進氣板210成相對的。然而，孔283及286當然也可界定於進氣板210內，以使壓力調整器200的結構簡單化。

設於頂部空間內的氣泡出口

在圖4所敘述的壓力調整器中，氣泡出口207是定位成可將氣泡209打入容裝於墨水室201內的墨水104的本體內。一般上，氣泡出口207是定位成朝向室201的一基底，以充分的使用在合宜液體靜壓力下的墨水，其中空氣入口203是定位成朝向該室的一頂部。此配置的問題點是容裝於室201內的墨水104，在閒置期間，由於溫度變動的關係，易沿空氣通路208向上而由空氣入口203逃出，因此在頂部空間240內的加熱空氣升高了頂部空間壓力，而迫使墨水沿空氣通路208向上並由空氣入口203流出。此溫度變動是不良的，且可導致顯著的墨水損失。

如上所述及者，克服此問題點的一手段是藉將一釋壓閥219併入墨水室201內。此閥219是建構成可釋放在頂部空間240內的任何正壓力。然而，此種閥會增加顯著的成本及使壓力調整器的結構複雜化。因此，釋壓閥219使得將壓力調整器200併入一用後即棄式墨水卡匣的彈性大減。

因此，有必要提供一種墨水壓力調整器，其不會在溫度變動時浪費墨水，也不需要釋壓閥，而因此適於併入一用後即棄式墨水卡匣內。

圖10顯示一種符合上述要求的墨水壓力調整器300。該墨水壓力調整器I係與圖4所示的同一設計，且仍然依賴進入墨水室的氣泡其拉普拉斯壓力的控制。然而，氣泡並非是打入容裝於該室的墨水本體內，而是經墨水本體上方的頂部空間進入該室。此設計促使在頂部空間內的任何過量壓力在閒置期間經空氣入口排氣(詳下文)。

參見圖10，墨水壓力調整器300包含一具有一墨水出口302的墨水室301。墨水室301的一側壁是由包含第一及第二平坦層311及312的疊合進氣板310所界定。第一及第二平坦層311及312相配合以界定一空氣入口303、一氣泡出口307、一氣泡通氣口305、一空氣通路308、一毛細槽道315及一毛細入口316。氣泡出口307及氣泡通氣口305係設於在室301內的墨水水平面的上方，使得氣泡309經氣泡通氣口進入室的頂部空間340。氣泡出口307經空氣通路308連接至空氣入口303。氣泡出口307概呈狹縫狀且其尺寸係設成，當墨水自墨水出口302抽引時，可控制氣泡的拉普拉斯壓力309。

然而，與先前的實施例不同者，氣泡309係由穿過橫跨氣泡出口307及毗鄰氣泡通氣口305的墨水液體凹凸面的空氣所形成，如圖11所示者。所形成的氣泡309由氣泡出口307冒出，通過氣泡通氣口305及進入墨水室301的頂部空間340。由於空氣必須穿過墨水的液體凹凸面，該等氣泡309係由一陷於墨水一薄膜內的氣穴所界定，而非由墨水的整體本體所界定。無論如何，仍可達成同樣的拉普拉斯壓力控制，如上所述及者的。

毛細入口316在室301內的墨水104本體及界定於該兩層311及312之間的毛細槽道315之間提供一流體連通。毛細槽道315是建構成提供足夠的毛細壓力，使得墨水304的一水柱沿該通路上升，至少與氣泡出口307同高，進而確使氣泡309可藉穿過墨水液體凹凸面的空氣來形成。毛細壓力係足夠的大，而得以在每一氣泡309通入頂部空間340後，再形成一橫跨氣泡出口307及氣泡通氣口305的液體凹凸面。

氣泡通氣口305係建構成使得墨水304的水柱具有一藉表面張力而橫跨通氣口釘住的液體凹凸面，如圖11及12所示者。然而，氣泡通氣口305不得太小，而易被顆粒所堵塞。經發現氣泡通氣口305具有約為1 mm的直徑者是較適合的。

實務上，當墨水室301的頂部空間340內沒有顯著壓力時的閒置期間，墨水304的水柱上升超越氣泡出口307，且一般上是橫跨空氣通路308的出口釘住，如圖12所示。

圖13顯示本實施例的一顯著優點，圖13顯示在一閒置期間，一正壓力形成於頂部空間340內的情況。受壓的空氣驅迫任何來自空氣通路308的墨水，而空氣經空氣入口303自室301逃出。因此，當頂部空間340因溫度上升而受壓時，只有少量的墨水自室301逃出。

本實施例的另一優點是空氣通路308係相當的短，因此使在空氣通路內的流動阻力減至最小，且允許來自室301、在合宜壓力控制下的墨水，具有高流率。因此可克服任何流動阻力的問題(例如圖4的實施例所面臨者)。

墨水供應系統

本技藝的人仕可知本文所敘述的壓力調整器可併入噴墨印表機的墨水供應系統內。申請人先前經發展出包含有一對蠕動泵的循環式墨水供應系統。該等泵是建構成可注水、停止注水及印刷頭沖洗作業。此種墨水供應系統揭示於美國申請案11/415,819內，其內容併此以供參考。

圖15概略顯示併合本發明墨水壓力調整器的循環式墨水供應系統。如圖15所示，墨水壓力調整器300係經一墨水接頭281及一壓力均衡接頭285連接至一用後即棄式墨水卡匣280。然而，當然墨水壓力調整器300也可併入一用後即棄式墨水卡匣內，如上文述及者。

墨水供應系統包含一連接至上游泵150及下游泵151的印刷頭105。墨水卡匣280及墨水壓力調整器300完成該迴路。

在正常列印時，上游泵150維持打開而墨水壓力調整器300控制該系統內的墨水液體靜壓力。

在儲存時，泵150及151雙雙關閉以隔離印刷頭105。印刷頭105的注水可藉使用上游泵150泵送墨水至印刷頭來達成。同樣的，印刷頭105的反注水(depriming)可藉使用下游泵151自印刷頭泵送墨水回墨水卡匣280來達成。墨水卡匣280一般上包含一墨水濾器，以過濾由下游泵151回流給它的任何墨水。

印刷頭105也可藉打開止回閥153及反向的泵送下游泵151而以供應自空氣入口152的空氣加以沖洗。沖洗空氣在印刷頭表面產生一墨水泡沫，可使用在維修作業，如申請人正在審查中的美國申請案11/495,815、11/495,816及11/495,817中所敘述者，其等併入本文以供參考。

將墨水的漏損減至最少

綜上所述，可知壓力調整器及/或墨水卡匣需具有複數的孔或口(例如氣泡出口、釋壓閥、墨水回流入口等)。此等孔或口均為墨水的潛在洩漏點，尤其是如果壓力調整器及/或墨水卡匣傾斜時尤然。除了是供應給印刷頭的墨水之外，任何墨水的漏損是不良且無法容忍的。

因此，壓力調整器及/或墨水卡匣應設計成可將經，例如氣泡出口的不良漏損減至最少。一些設計基準是不變的：如果氣泡出口將氣泡打入墨水內，則其必須定位成朝向墨水室的基底；墨水出口也必須定位成朝向墨水室的基底，釋壓出口必須定位成朝向墨水室的頂部。

圖16概略顯示顯示在圖9中的組合的壓力調整器/墨水卡匣系統，其適合使用在如圖15所示的墨水供應系統中。該系統包含一墨水室201、一墨水卡匣280及一進氣板210。使用時，進氣板210係固定至墨水室201，而墨水卡匣280係可卸除的與進氣板相連接。

墨水係經墨水出口202由墨水室201供應，而墨水係經墨水回流入口290回流到墨水卡匣280，墨水回流入口290餵送墨水至進氣板210內的墨水回流開口291，及進入一在墨水卡匣280的頂部空間241內縱向延伸的回流導管292。一毗鄰墨水回流導管292的壓力均衡導管293藉壓力均衡孔286及287與墨水室內的頂部空間241相連通。墨水係藉與墨水室內的一相對應墨水進入口283相連通的墨水出口孔282，自墨水卡匣280餵送至墨水室201。一墨水供應導管294沿墨水卡匣的基底縱向延伸，且將墨水供應至墨水出口孔282。採用在墨水卡匣內的縱向導管294、293及292使得當卡匣傾斜時，墨水漏損減至最少。

進氣板210在第一角落具有氣泡出口207，在相對的第二角落具有釋壓閥219。為了使經氣泡出口207的墨水漏損減至最少，空氣入口203係定位在第二角落處，而空氣通路208係朝向第二角落彎曲。同樣的，一釋壓出口296係定位在第一角落處，而與釋壓閥219相連通的一釋壓通路297係朝向第一角落彎曲。

當然，本發明係藉範例來加以敘述，而其修飾例可在由申請專利範圍所界定的本發明範疇內為之。

100．．．壓力調整器

101．．．墨水室

102．．．墨水出口

103．．．空氣入口

104．．．墨水

105．．．印刷頭

106．．．墨水管路

107．．．氣泡出口

108．．．空氣通路

109．．．氣泡

110．．．狹縫

111．．．碎屑

200．．．墨水壓力調整器

201．．．墨水室

202．．．墨水出口

203．．．空氣入口

207．．．氣泡出口

208．．．空氣通路

209．．．氣泡

210．．．進氣板

211．．．第一平坦層

212．．．第二平坦層

213．．．空氣進入開口

214．．．細長凹部

216．．．圓形凹部

217．．．氣泡通氣開口

218．．．頸縮部

219．．．釋壓閥

220．．．氣泡出口區

221．．．第一面

222．．．第二面

230．．．壕溝

231．．．氣泡通氣開口的內面

240．．．墨水室的頂部空間

241．．．墨水卡匣的頂部空間

250．．．進氣板

251．．．第一層

252．．．空氣進入開口

253．．．第二層

254．．．氣泡通氣開口

255．．．第三薄膜層

256．．．空氣通路開口

280．．．墨水卡匣

281．．．墨水接頭

282．．．墨水供應口

283．．．墨水進入口

285．．．壓力均衡接頭

286．．．壓力均衡孔

287．．．壓力均衡孔

290．．．墨水回流入口

291．．．墨水回流開口

292．．．回流導管

293．．．壓力均衡導管

294．．．墨水供應導管

296．．．釋壓出口

297．．．釋壓通路

300．．．墨水壓力調整器

301．．．墨水室

302．．．墨水出口

303．．．空氣入口

304．．．墨水的一水柱

305．．．氣泡通氣口

307．．．氣泡出口

308．．．空氣通路

309．．．氣泡

310．．．疊合進氣板

311．．．第一平坦層

312．．．第二平坦層

315．．．毛細槽道

316．．．毛細入口

340．．．室的頂部空間

1．．．卡匣

2．．．泡沫或多孔的材料

3．．．出口

4．．．飽和部分

5．．．未飽和部分

6．．．毛細管作用

7．．．空氣迷宮

本發明的選擇性實施例將由參考下列圖式的範例來詳加解說，其中：圖1是依據本發明、具有一針狀氣泡出口的壓力調整器的概略性側部區段。

圖2是圖1所示氣泡出口的放大視圖。

圖3A一狹縫狀氣泡出口的概略透視圖。

圖3B顯示圖3A的氣泡出口，其中部分經被碎屑所堵塞。

圖4是依據本發明、具有一狹縫狀氣泡出口的壓力調整器的概略性側部區段。

圖5是圖4所示氣泡出口的放大視圖。

圖6是圖4所示進氣板的分解透視圖。

圖7是具有保護壕溝的另一進氣板的透視圖。

圖8是另一三層的進氣板的分解透視圖。

圖9是如圖4所示，連接至一個別墨水卡匣的壓力調整器的概略性側部區段。

圖10是一壓力調整器的概略性側部區段，其中氣泡出口係定位成可將氣泡打入一頂部空間內。

圖11是圖10所示氣泡出口在形成氣泡期間的放大視圖。

圖12是圖10所示氣泡出口在在閒置期間的放大視圖。

圖13是圖10所示氣泡出口在頂部空間確實的受壓而通氣的一瞬間時的放大視圖。

圖14是圖10所示進氣板的分解透視圖。

圖15概略顯示依據本發明的墨水供應。

圖16是建構成可將墨水漏損減至最少的墨水卡匣及壓力調整器的概略透視圖。

圖17是併合有一泡沫插入塊的習知技藝墨水卡匣的概略性側部區段。

104．．．墨水

108．．．空氣通路

109．．．氣泡

200．．．墨水壓力調整器

201．．．墨水室

202．．．墨水出口

203．．．空氣入口

207．．．氣泡出口

210．．．進氣板

211．．．第一平坦層

212．．．第二平坦層

219．．．釋壓閥

220．．．氣泡出口區

221．．．第一面

222．．．第二面

240．．．墨水室的頂部空間

Claims (35)

1. 一種用以調整提供給一噴墨印刷頭的墨水其液體靜壓力的墨水壓力調整器，該調整器包含：一墨水室，具有一墨水出口，經一墨水管路與該印刷頭成流體連通；一朝大氣開口的空氣入口；一氣泡出口，定位成可將氣泡打入容裝於該室的墨水內；及一連接該空氣入口及該氣泡出口的空氣通路；其中該氣泡出口係建構成可控制因供應墨水給該印刷頭所致的引入該墨水內的氣泡的拉普拉斯壓力，藉此調整該墨水的液體靜壓力，且其中該室的一壁包含一進氣板，該板包含該空氣入口，空氣通路及氣泡出口。
2. 如申請專利範圍第1項的壓力調整器，其中該墨水室是一印表機的墨水儲器。
3. 如申請專利範圍第1項的壓力調整器，其中該墨水室具有一墨水進入口，與一墨水儲器成流體連通。
4. 如申請專利範圍第1項的壓力調整器，其中該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小10 mm H₂ O。
5. 如申請專利範圍第1項的壓力調整器，其中該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小100 mm H₂ O。
6. 如申請專利範圍第1項的壓力調整器，其中該氣泡出口具有一臨界尺寸，可控制由該氣泡出口出來的氣泡之拉普拉斯壓力。
7. 如申請專利範圍第1項的壓力調整器，其中該氣泡出口係構製成一圓形開口，使得該圓形開口的半徑可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。
8. 如申請專利範圍第1項的壓力調整器，其中該氣泡出口係構製成具有一長度尺寸及一寬度尺寸的狹縫，使得該寬度尺寸可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。
9. 如申請專利範圍第8項的壓力調整器，其中該狹縫的寬度是小於200微米。
10. 如申請專利範圍第8項的壓力調整器，其中該空氣通路的各截面尺寸係大於該狹縫的寬度，藉此使在該空氣通路內的流動阻力減至最小。
11. 如申請專利範圍第1項的壓力調整器，其中該空氣通路係彎曲或迂迴曲折以將通過該空氣入口的墨水損失減至最少。
12. 如申請專利範圍第1項的壓力調整器，其中該空氣通路係建構成使得在該通路內的墨水之極大毛細容積是小於約0.1 mL。
13. 如申請專利範圍第1項的壓力調整器，其中該板包含複數疊合層，該等層相配合以界定該空氣入口，空氣通路及氣泡出口。
14. 如申請專利範圍第13項的壓力調整器，其中該板 包含：第一層，具有一貫穿的空氣進入開口及一界定於其第一面上的細長凹部，該凹部由該空氣進入開口縱向的延伸至一終端；及疊合至該第一面的第二層，該第二層具有一貫穿的氣泡通氣開口，其中該氣泡通氣開口係設置成與該終端成流體連通。
15. 如申請專利範圍第14項的壓力調整器，其中朝向該終端的該凹部深度界定該氣泡出口的一臨界尺寸，該臨界尺寸控制由該氣泡出口出來的氣泡之拉普拉斯壓力。
16. 如申請專利範圍第15項的壓力調整器，其中該凹部在該終端具有一較淺部分，該較淺部分在該空氣通路內提供一頸縮部。
17. 如申請專利範圍第16項的壓力調整器，其中該終端係由一其直徑比該氣泡通氣開口為大的圓形凹部所界定，藉此提供一由環形狹縫所界定的氣泡出口。
18. 如申請專利範圍第14項的壓力調整器，其中該第一面內界定有一壕溝，該壕溝在第一及第二層相疊合時保護該凹部免受黏著劑的塗佈。
19. 如申請專利範圍第1項的壓力調整器，另包含一釋壓閥，以將該室內的墨水上方之頂部空間的過量壓力加以釋放。
20. 一種適於調整提供給一噴墨印刷頭的墨水其液體靜壓力的卡匣，該卡匣包含： 一墨水室，具有一墨水出口，經一墨水管路與該印刷頭成流體連通；一朝大氣開口的空氣入口；一氣泡出口，用以將氣泡打入該室內，各氣泡包含一陷於墨水一薄膜或本體內的氣穴；及一連接該空氣入口及該氣泡出口的空氣通路，其中該氣泡出口係建構成可控制因供應墨水給該印刷頭所致的引入該室內的氣泡的拉普拉斯壓力，藉此調整該墨水的液體靜壓力，且其中該室的一壁包含一進氣板，該板包含該空氣入口，空氣通路及氣泡出口。
21. 如申請專利範圍第20項的卡匣，其中該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小10 mm H₂ O。
22. 如申請專利範圍第20項的卡匣，其中該氣泡出口係建構成使得在該室內的墨水之液體靜壓力至少為比大氣壓小100 mm H₂ O。
23. 如申請專利範圍第20項的卡匣，其中該氣泡出口具有一臨界尺寸，可控制由該氣泡出口出來的氣泡之拉普拉斯壓力。
24. 如申請專利範圍第20項的卡匣，其中該氣泡出口係構製成一圓形開口，使得該圓形開口的半徑可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。
25. 如申請專利範圍第20項的卡匣，其中該氣泡出口 係構製成具有一長度尺寸及一寬度尺寸的狹縫，使得該寬度尺寸可控制該等氣泡的拉普拉斯壓力。
26. 如申請專利範圍第25項的卡匣，其中該狹縫的寬度是小於200微米。
27. 如申請專利範圍第20項的卡匣，其中該氣泡出口是定位成可將氣泡打入容裝於該室的墨水內，各氣泡包含一陷於墨水一本體內的氣穴。
28. 如申請專利範圍第27項的卡匣，另包含一釋壓閥，以將該室內的墨水上方之頂部空間的過量壓力加以釋放。
29. 如申請專利範圍第27項的卡匣，其中該空氣通路係彎曲或迂迴曲折以將通過該空氣入口的墨水損失減至最少。
30. 如申請專利範圍第20項的卡匣，其中該氣泡出口是定位成可將氣泡打入位於容裝於該室的墨水上方的頂部空間內，各氣泡包含一陷於該墨水一薄膜內的氣泡。
31. 如申請專利範圍第30項的卡匣，另包含一毛細槽道與容裝在該墨水室內的墨水成流體連通，該毛細槽道藉毛細管作用將該室的墨水供應至該氣泡出口。
32. 如申請專利範圍第30項的卡匣，另包含一毗鄰該氣泡出口的氣泡通氣口，該氣泡通氣口係敞口進入該頂部空間。
33. 如申請專利範圍第20項的卡匣，其係一可替換或用後即棄的卡匣。
34. 如申請專利範圍第20項的卡匣，另包含一墨水進口以接受來自印刷頭的墨水。
35. 如申請專利範圍第34項的卡匣，另包含一墨水濾器以過濾該接受的墨水。