專利名稱：墨水供給系統(tǒng)、記錄裝置、記錄頭及液體供給系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及例如，從作為液體收納部的墨水箱等中不浪費且穩(wěn)定地對作為液體使用部的記錄頭或鋼筆等供給墨水等的液體、并且將存在于液體使用部與液體收納部之間的液室內的氣體排出到液體收納部的墨水供給系統(tǒng)、記錄裝置、記錄頭及液體供給系統(tǒng)。
背景技術：
作為液體使用裝置，有例如通過使用噴墨記錄頭向記錄介質付與液體的墨水，在記錄介質上形成圖像的噴墨記錄裝置。這種記錄裝置由于記錄時的噪音比較小、且能以高密度形成小點，所以在時下多用于包括彩色記錄在內的很多記錄作業(yè)中。作為這種噴墨記錄裝置的一種方式，具有使用墨水箱為一體不可分、或可分離地安裝的噴墨記錄頭；搭載有從其墨水箱接受墨水供給的噴墨記錄頭、使記錄頭沿規(guī)定方向相對地對記錄介質進行掃描(主掃描)的滑架；相對于記錄頭沿與主掃描方向正交的方向相對地輸送(副掃描)記錄介質的輸送裝置。該噴墨記錄裝置在記錄頭的主掃描過程中，通過從其記錄頭噴出墨水來進行記錄。此外，在滑架上搭載有能夠噴出黑色墨水及彩色墨水(黃色、青色、品紅等)的記錄頭，不僅能進行由黑墨水所成的文本圖像這樣的單色記錄，而且還能通過改變各種墨水的噴出比例來進行全色的記錄。在這樣的噴墨記錄裝置中，重要的是適當?shù)剡M行將混入或已經存在于墨水供給路徑內部的空氣等的氣體排出。
在這里，進入到墨水中的供給系內部的氣體，如后述，根據其發(fā)生要因可以分成4大類。
1)從記錄頭的墨水噴出口進入、或伴隨墨水的噴出動作產生的。
2)溶存于墨水內部的氣體分離出來的。
3)透過構成墨水的供給路徑的材料從外部經氣體透過而進入的。
4)交換盒式的墨水箱時進入的。
另外，由于形成于噴墨記錄頭內的墨水流路構成為非常微細狀，因此要求由墨水箱向記錄頭供給的墨水為無塵埃等異物混入的清潔狀態(tài)。即，在有塵埃等異物混入的情況下，在記錄頭內的墨水流路中、特別是狹窄的噴出口或與之直接連通的液路部分內會發(fā)生異物堵塞的問題，因此而不能進行正常的墨水噴出動作，另外也有記錄頭的功能不能恢復的問題。
因此，一般多采用后述構成，即，在突入到墨水箱內的靠記錄頭側的墨水供給針與記錄頭之間的墨水流路內，配置用于除去墨水中的異物的過濾器部件，通過該過濾器部件來防止異物侵入記錄頭側。
另一方面，在時下，為了實現(xiàn)記錄的高速化，用于噴出墨水的噴出口數(shù)也在增多，而且向產生用于噴墨的能量的元件上施加的驅動信號也采用頻率越來越高的驅動信號。因此，單位時間內的墨水消耗量也急劇增加。通過過濾器部件的墨水量也當然地隨之增大。為了降低因過濾器部件而引起的墨水的壓力損失，擴大墨水供給路的一部分而配置大面積的過濾器部件是有效的。然而，在這種情況下，會有可能使得進入墨水供給路內的氣泡容易滯留于墨水供給路的擴大部處的過濾器部件的上流側空間、變?yōu)槠錃馀莶荒芘懦龅臓顟B(tài)，而阻礙墨水的順暢供給。另外，還有積攢于墨水供給路內的氣體變?yōu)槲⒓毜臍馀?、其混入引導到記錄頭的噴出口內的墨水中、而產生不噴墨的情況的可能。
因此，迫切要求能夠迅速除去滯留于墨水供給路內的氣體，作為滿足上述要求的方法，列舉了以下幾個方法。
(1)由清除操作進行氣體的除去的方法氣體的除去方法的一種，為如后述的由清除操作進行的方法。
噴墨記錄頭從與記錄介質相對配置的噴出口呈液滴等狀噴出液體墨水而進行記錄，由于該關系，會有起因于從噴出口的墨水溶劑的蒸發(fā)，而產生墨水粘度上升、墨水固化、塵埃附著于噴出口上、還有氣泡混入噴出口內方的液路中等情況、發(fā)生噴出口堵塞等而引起記錄不良的可能。
因此，噴墨記錄裝置具有非記錄動作時用于覆蓋記錄頭的噴出口的蓋裝置、或根據需要而清掃形成噴出口的記錄頭的面(噴出口形成面)的擦拭部件。蓋裝置不僅具有記錄休止時如上述地作為防止噴出口處的墨水干燥的蓋的功能，還有消除噴出口的堵塞的功能。例如，在噴出口發(fā)生了堵塞時，通過蓋裝置的蓋部件覆蓋噴出口形成面，通過由與蓋部件的內部連通的吸引泵等向蓋部件的內部作用負壓，使墨水從噴出口吸引并排出墨水。由此，能夠消除由噴出口處的墨水的固化而引起的堵塞、或墨水流路內的增粘墨水、或因混入氣泡而引起的墨水的噴出不良。
這樣，為了消除墨水的噴出不良而進行的墨水的強制性排出處理也稱作清潔操作。該清潔操作在記錄裝置的長時間的休止后重新開始記錄時、或用戶發(fā)現(xiàn)記錄圖像的品質惡化后，操作清潔開關等時被實施，在從噴出口將墨水強制排出之后，還伴有由橡膠等的彈性板構成的擦拭部件對噴出口形成面進行擦拭的擦拭操作。另外，在為了首次將墨水充填入記錄頭內而進行的初始填充時、或更換墨水箱時進行清除操作時進行了通過高速驅動吸引泵，而對被加蓋的噴出口形成面作用大的負壓，由此在墨水流路內得到高的墨水流速，欲使墨水流路內的滯留氣泡排出的試驗。
然而，為了抑制墨水供給路內的過濾器部件具有的動壓，而增大過濾器部件的面積時，由于墨水流路的截面積也增大，所以在上述的清潔操作中，即使在墨水流路內產生大的負壓也不會產生高的流速。因此，由吸引泵從噴出口除去殘留氣泡變得極為困難。即，通過由吸引泵的負壓產生的墨水的流動使氣泡通過過濾器的條件為，通過過濾器的墨水需要規(guī)定流速，為了產生其流速就必須在過濾器兩側產生大的壓力差。為了將其實現(xiàn)，通?？紤]減小過濾器面積而提高流路抵抗、或增大吸引泵的流量。然而，使過濾器變小會使向記錄頭的墨水的供給性能受損，另外，通過增大吸引泵的流量而除去氣體的話，會排出大量的墨水、造成墨水的浪費。
因此，考慮除去氣泡的其他方法，有將氣泡直接向外部排出的方法、和使氣泡移動并逗留于不妨礙墨水供給的部位的方法這兩種方法。其中，關于前者，在墨水供給路中配置有連通到外部的連通口，該方法由于后述理由而不能稱其為好方法。
(2)將氣泡直接排出到外部的方法在通常的噴墨記錄裝置中，以防止墨水從記錄頭的噴出口的不良漏出為目的，多為在墨水箱內配設吸收體等的毛細管力發(fā)生部件、或在可撓性的墨水收納袋中配置彈簧等彈性部件，通過對墨水收納袋作用朝向內容積的擴大方向的彈力，在墨水箱的墨水收納空間中產生負壓。在這種情況下，若在墨水供給路中設置為了將氣泡直接向外部排出的單獨的連通口，反而會使空氣從其連通口進入而解除負壓。因此，有必要在其連通口設置壓力調整閥等，墨水供給系統(tǒng)、進而使用該墨水供給系統(tǒng)的記錄裝置的構造變得復雜化、大型化。另外，為了防止墨水從排出氣泡用的連通口泄漏，需要配設可使氣體通過但液體不能通過的防水膜、或只在有氣泡滯留時才打開連通口而排出氣泡的裝置(氣泡量檢測機構或連通口開閉機構等)，有可能導致制造價格的增高或構造的復雜化、大型化。
(3)使氣泡移動到不妨礙墨水供給的部位并積存于此處的方法接下來，考慮了使氣泡移動到不妨礙墨水供給的部位并使氣泡積存于此處的方法。在該方法中，若能將與移動到墨水箱中的氣泡的體積相當?shù)牧康哪扑偷接涗涱^側的話，就不會變動墨水箱的內部容積，可使發(fā)生的負壓保持一定。在這種情況下，可以使與形成于噴出口的彎液面的保持力平衡的負壓發(fā)生作用于記錄頭，比較理想。另外，若墨水箱為盒式，則由于收納的墨水殘量用完時可以更換新的，所以可以完全地將氣體從墨水供給系除去。
在這里，為了將氣體順利地移送到墨水箱側，認為如上述、在設置了過濾器部件的墨水供給路中設置擴大部后再將在其擴大部中的過濾器部件的上流側的部分朝向上流側形成為錐狀等，即從記錄頭側的墨水供給針朝向過濾器部件配設位置去的墨水供給路被形成為非陡然擴大的方式為有效。然而，在廣泛普及于民用的噴墨記錄裝置中，將黑色墨水及彩色墨水分別收納的盒式的墨水箱，多為能夠相對于記錄頭、或搭載有記錄頭的滑架從其上部可裝卸地裝配的構成。例如，墨水盒構成為通過向上地搭載于滑架上的中空的墨水供給針向其中突入，而可對記錄頭進行墨水供給。因此，連結墨盒與記錄頭的墨水供給針的管徑成了問題。即，為了使盒的裝配操作簡便而尋求細的墨水供給針，然而在墨水供給針細的情況下，形成于其管部中的墨水的彎液面力變大而導致氣泡不能順利地移動。
(4)使氣體移動到墨水箱側的機構的提案例關于使氣體移動到墨水箱側的機構，迄今為止已有數(shù)個提案。
例如，在日本專利公開公報特開平5-96744號公報中公開了如下構成記錄頭側的具有大氣連通口的第1室與具有毛細管力發(fā)生部件的第2室分離，通過將第1室與墨水箱用第1室側的開口的高度不同的兩個以上的連通路連結，來連通連通路之一、向墨水箱側供給空氣。在這種構成中，由第1室與第2室之間的墨水的水位差、或配置于第2室中的毛細管發(fā)生部件，向記錄頭內墨水作用負壓，能夠在第1室中配置大氣連通口。
另外，在美國專利第6,460,984號說明書中，公開了如下構成在能將負壓發(fā)生部件的收納室與液體收納室分離的情況下，通過在連結兩者的連通部中配置氣體優(yōu)先導入路和液體導出路，而能夠切實地導入氣體。
另外，在美國專利第6,347,863號說明書中，公開了如下墨水收納容器(inkcontainer50)它由使液體導出管(drainconduit66，72，74)與氣體導入管(ventconduit76，82，84)向下側突出而成，液體導出管在收納容器的內壁底面上具有上部開口，氣體導入管在收納容器的收納空間內部配置有開口。
另外，在美國專利第6,022,102號說明書中，在具有負壓發(fā)生部件收納室和墨水收納室的貯槽上能夠結合用于補充墨水的補充箱。這樣，對于墨水的收納室的空間，在其上部及下部結合了補充箱的情況下，一方面經下部的液體連通管將墨水由補充箱向墨水收納室導入，另一方面，經上部的氣體連通管將空氣由墨水收納室向補充箱側導入。
此外，在美國專利第6,520,630號說明書中，公開了如下構成在與記錄頭連通的主箱上，將用于補充墨水的副箱裝配于主箱的上部，通過滑架的加減速，將主箱內的氣體導入副箱內，同時將副箱內的墨水供給到主箱內。
然而，日本專利公開公報特開平5-96744號公報的構成，為了用完不變形的墨水箱內的墨水，對應于墨水的供給將大氣導入墨水箱內，其目的不在于排除墨水的供給路內殘留的氣泡。特別是，由于作為墨水的供給路的第1室通過大氣連通口向大氣開放，不產生負壓。經常與大氣接觸，完全沒有密封的墨水的供給系特有的問題，即關于形成于墨水箱與記錄頭之間的密封系統(tǒng)的墨水供給路內殘留的氣體的排出的記載。
另外，在美國專利第6,460,984號說明書中，在墨水箱與記錄頭之間配置有毛細管力發(fā)生部件和大氣連通口，與日本專利公開公報特開平5-96744號公報同樣，只記載有氣體從作為大氣連通口的開口自由出入的大氣開放系統(tǒng)的墨水供給路，完全沒有密封的墨水的供給系特有的問題，即關于形成于墨水箱與記錄頭之間的密封系統(tǒng)的墨水供給路內殘留的氣體的排出的記載。
另外，在美國專利第6,347,863號說明書中公開的技術的目的在于，在具有貯墨水箱(reservoir16，18，20)的部件(14)中構成用于補充墨水的系統(tǒng)，而并不是以除去比貯墨水箱還處于下流側的墨水供給路徑、使用墨水部分內殘留的氣泡為目的的。另外，還要考慮到為了使液體導出管與氣體導出管的下部開口高度相等，在那些管內形成墨水的彎液面時，液體和氣體不能移動。此外，由于不存在墨水收納容器及連通部件(14)的內部與大氣的連通口、沒有調節(jié)負壓的要素，所以，若繼續(xù)使用墨水則內部的負壓急劇增高，有陷入不能相對于使用墨水部分供給墨水的可能。
另外，在這些專利文獻中共同公開的構成為可分離的液體收納部(墨罐)經多個連通路與記錄頭連通，此外，在處于這些連通路的下流側(記錄頭側)的位置上具有大氣導入裝置。以下，以美國專利6,520,630號說明書的構成為代表，對這種構成的問題進行敘述。
圖9為美國專利第6,520,630號說明書中所論述的構成的示意圖。在該圖9的狀態(tài)中，考慮了假設空氣移動(氣體經管56A向副箱22移動)停止，則作用在形成于管56A中的墨水的彎液面部的力的平衡的情況。首先，向下作用的力有副箱22內的墨水的水位壓力P1與形成于管56A的開口部的彎液面力。另外，向上作用的力有主箱20內的氣體的壓力P2。由于這些力全都達到平衡，所以空氣移動停止。此時，主箱20內的氣體的壓力P2與主箱20內的墨水液面位置的水位壓力P3平衡。此外，由于副箱22內與主箱20內通過管56B連通，作用于形成于管56A中的彎液面上的向下的墨水壓力與主箱20內的氣體壓力P2之差，與其彎液面的位置與主箱20內的液面之間的水位差壓力P4相等。其結果為，其水位差壓力P4與彎液面壓力平衡而達到平衡狀態(tài)。
由該平衡狀態(tài)，從氣泡產生裝置104再導入氣泡等，主箱20內的液面下降，在管56A中的彎液面與液面間的水位差壓力P4增大。這樣，當其水位差壓力P4超過彎液面壓力時，主箱20內的氣體通過管56A被導入副箱22(空氣移動)，與之伴隨，副箱22內的墨水通過管56B被供給到主箱20內。
然而，由于從記錄頭18噴出墨水時，在圖9的供給系統(tǒng)全體中產生墨水流，與管56B的墨水流量對應的壓力損失由副箱22和主箱20發(fā)生。由此，需要對于上述的彎液面壓力與水位差壓力P4(彎液面-液面間的水位差壓力)之間的關系考慮壓力損失。其結果為水位差壓力P4大于在上述的彎液面壓力上加上壓力損失量的壓力時，會發(fā)生空氣移動。即，在墨水噴出狀態(tài)下，與空氣移動的停止狀態(tài)相比較，由于對應于墨水流量的管56B的壓力損失，若主箱20內的墨水液面不下降的話便無法進行氣液交換(空氣與墨水的交換)。在其氣液交換開始時的墨水液面低于管56B的開口部時，不進行氣液交換，則在不使用副箱22內的墨水的狀態(tài)下，把主箱20內的墨水用光。
因此，為了使上述的箱的裝配操作簡便而使管56A、56B變細時，對應于墨水流量的壓力損失增大，氣液交換開始時的主箱20內的墨水液面下降。因此，主箱20的尺寸增大，進而導致記錄裝置全體的大型化。
此外，作為別的問題，由于氣泡發(fā)生裝置104配設于主箱20的下部，在記錄頭18噴出墨水時，氣泡發(fā)生裝置104產生的氣泡有可能被與記錄頭連通的流路吸入。特別是在為了進行高速記錄而墨水流量增大時，容易發(fā)生墨水斷流或產生向記錄頭18內吸入氣泡。因此，為了防止這種氣泡的吸入，而限制伴隨于記錄頭18的墨水噴出的墨水流量、或在氣泡發(fā)生裝置104從過濾器39離開時，更加增大主箱20的尺寸。
在比記錄頭與墨水箱之間的連通路更靠近記錄頭側的位置上設有大氣導入裝置的構成中，即美國專利第6,022,102號說明書等的構成中也同樣有這些弊端。由于在美國專利第6,520,630號說明書中，與副箱22連通的主箱20由可撓性的墨水袋100構成，具有向主箱20中導入大氣的裝置(氣泡發(fā)生裝置104)，所以與美國專利第6,022,102號說明書等沒有本質上的變化。
如以上那樣，在這些專利文獻中，雖然將氣體向墨水箱內導入的點進行了公開，但完全沒有關于密封的墨水的供給系統(tǒng)特有的問題，即關于殘留于形成于墨水箱與記錄頭之間的密封系的墨水供給路內的氣體的排出的記載。況且，也沒有關于將其密封系統(tǒng)的墨水供給路內的氣體順利地移送并積存于墨水箱側的記載。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種墨水供給系統(tǒng)、記錄裝置、記錄頭及液體供給系統(tǒng)，其能夠從形成于墨水箱(液體收納部)與記錄頭(液體使用部)之間的密封系統(tǒng)的墨水供給路(液體供給路)內，不伴隨復雜化地、迅速而順利地將妨礙墨水(液體)的使用動作及供給動作的氣體排除。
另外，本發(fā)明的其他目的在于，通過將殘留于密封構造的墨水供給路內的氣體順利且迅速地移送到墨水箱側，而防止在使用墨水時，起因于墨水供給路內的滯留氣泡的問題，即防止由向記錄頭的墨水供給不良、及因墨水中混入氣泡引發(fā)的噴出口的堵塞引起的記錄不良。
另外，本發(fā)明的其他目的還在于，不增大墨水供給系統(tǒng)整體的尺寸、而實現(xiàn)高速供給多量的墨水。
為了達到上述目的，本發(fā)明的墨水供給系統(tǒng)具有收容墨水的墨水箱；通過多條連通路與上述墨水箱連接的、將從上述墨水箱導入的墨水向記錄頭中供給的液室，其特征在于，上述液室除了與上述多條連通路及上述記錄頭的連接部之外，實質上形成了密封空間，在上述液室中，將該液室內分隔為上述墨水箱側的第1區(qū)域與上述記錄頭側的第2區(qū)域，且具有過濾器，該過濾器用于形成由上述第2區(qū)域內的氣體的壓力破壞的墨水的彎液面。
另外，本發(fā)明的液體供給系統(tǒng)具有收容液體的液體收容部；通過多條連通路與上述液體收容部連接的、將從上述液體收容部導入的液體向液體使用部中供給的液室，其特征在于，上述液室除了與上述多條連通路及上述液體使用部的連接部外，實質上形成密封空間；在上述液室中，將該液室內分隔為上述液體收納部側的第1區(qū)域與上述液體使用部側的第2區(qū)域，且具有過濾器，該過濾器用于形成由上述第2區(qū)域內的氣體的壓力破壞的液體的彎液面。
根據本發(fā)明，由于由液室形成位于液體收容部與液體使用部之間的密封系統(tǒng)的液體供給路，使液室內的氣體經過其液室內所具有的過濾器而移送到液體收納部內，所以能夠不伴隨構造的復雜化就可迅速而順利地將妨礙液體使用動作及液體供給動作的氣體排除。
另外，在使用于采用噴墨記錄頭等的記錄裝置時，能夠將殘留于密封構造的墨水供給路徑內的氣體順利且迅速地移送到墨水箱側，并且在實際使用記錄裝置時也能防止由滯留氣泡引起的問題、即由墨水供給不良、或因混入氣泡而引發(fā)的噴出口的堵塞等所引起的記錄不良。
另外，在墨水使用含有作為色料的顏料的墨水時，在將氣體向墨水箱內移送時，能夠擴散沉降的顏料粒子、確保墨水的保存穩(wěn)定性或噴出的可靠性。
另外，由于在使用墨水時不會將外部氣體直接導入液室內，另外在更換墨水箱時向其墨水箱內排出液室內的氣體，所以不會有氣泡被吸入記錄頭側的可能。此外，可以緊湊地構成液室，液室與墨水箱之間的多個流路中的、主要是由于排除氣體的流路也可用作供給墨水，能夠實現(xiàn)那些多個流路的緊湊化。
另外，不必使用復雜的機構或追加動力，通過由配設在液室內的過濾器使在記錄頭側的第1區(qū)域中產生的氣體從過濾器移送至墨水箱側的第2區(qū)域沒有必要為了從記錄頭將氣體與墨水一起吸引排出，從記錄頭的噴嘴部伴隨清除而吸引排出多量的墨水，可以抑制墨水的浪費。此外，也不需要來自記錄頭的墨水的吸引排出動作主體，所以在記錄裝置中不必具有吸引泵等，從而能夠使記錄裝置更加緊湊化。
另外，對于記錄裝置的記錄頭，由于能夠不使氣體混入地、穩(wěn)定地供給墨水，所以能夠實現(xiàn)提高記錄裝置及記錄頭的記錄性能與可靠性，同時還能降低其成本。


圖1是本發(fā)明的第1實施方式的墨水供給系統(tǒng)的示意剖視圖。
圖2A、2B、2C、2D是用于說明圖1的墨水供給系統(tǒng)的第1區(qū)域內的空氣的排出裝置的示意剖面圖。
圖3A、3B、3C是用于說明圖1的墨水供給系統(tǒng)的第2區(qū)域內的空氣的移動機理的示意剖面圖。
圖4是本發(fā)明的第2實施方式的墨水供給系統(tǒng)的示意剖視圖。
圖5是本發(fā)明的第3實施方式的墨水供給系統(tǒng)的示意剖視圖。
圖6是本發(fā)明的第4實施方式的墨水供給系統(tǒng)的示意剖視圖。
圖7是本發(fā)明的第5實施方式的墨水供給系統(tǒng)的示意剖視圖。
圖8是表示能夠使用本發(fā)明的噴墨記錄裝置的構成例的立體圖。
圖9是用于說明現(xiàn)有技術例的示意剖視圖。
具體實施例方式
以下參照圖對本發(fā)明的優(yōu)選方式進行說明。
其中，在本說明書中，所謂“記錄”，不光是指形成文字、圖形等有含意的信息，還指無論是否有含意、而且無論是否是為使人的視覺能夠感知而顯在的、廣泛地向記錄介質上形成圖像、圖案、圖形等的情況、或進行記錄介質的加工的情況。另外，所謂“記錄介質”，不光指在一般的記錄裝置中使用的紙，它指廣泛的布、塑料膜、金屬板等、玻璃、陶瓷、木材、皮革等能夠受容墨水的物品，以下將其稱為“用紙”或簡稱為“紙”。
作為用于本發(fā)明的液體供給系統(tǒng)的液體，在以下的各實施方式中，以墨水為例進行說明，但作為可以使用的液體，并不僅限于墨水，例如在噴墨記錄區(qū)域中，不言而喻也包含對記錄介質的處理液等。
(第1實施方式)圖1是本發(fā)明的第1實施方式的墨水供給系統(tǒng)的示意剖視圖。
圖1的墨水供給系統(tǒng)大致由作為液體收納容器的墨水箱10、噴墨記錄頭(以下簡稱作“記錄頭”)20、形成連結它們之間的墨水供給路的液室50構成。在本實施方式中，液室50與記錄頭20被一體化而不能分離，但也可以是能夠與記錄頭20分離的方式。另外，在搭載記錄頭20的滑架上設置液室50，可從其上部裝卸墨水箱10，在安裝其墨水箱10時，也可形成從墨水箱10到記錄頭20的墨水供給路徑。
墨水箱10大致由形成墨水收納空間的墨水收納室12及閥室30這兩室構成，這些室12、30的內部經連通路13互相連通。在墨水收納室12內收納有用于從記錄頭20噴出的墨水I，伴隨著其噴出動作而向記錄頭20供給。
在墨水收納室12中，在其一部分上配設能夠變形的撓性膜(片部件)11，由該部分與非撓性的外殼15形成用于收納墨水的空間。從該片部件11看到的墨水收納空間的外側空間，即圖1的片部件11的上側空間向大氣開放，與大氣壓相等。此外，該墨水收納空間，除了向設置于下方的液室50的連結部及向閥室30的連通路13，實質上形成了密封空間。
本實例的片部件11的中央部分被作為平板狀的支持部件的壓力板14限制其形狀，其周邊緣部分可變形。這樣，該片部件11預先將其中央部分形成為凸狀、側面形狀成為大致梯形。該片部件11如后述，對應于墨水收納空間內的墨水量變化或壓力變動進行變形。此時，片部件11的周邊部分平衡良好地伸縮變形，其片部件11的中央部分保持大致水平狀態(tài)不變地向圖中的上下方向平行移動。由于片部件11這樣地順利地變形(移動)，所以不會由于其變形而產生沖擊，因此也不會發(fā)生由沖擊引起的墨水收納空間內的異常的壓力變動。
另外，在墨水收納空間內，設置有通過壓力板14將片部件11向圖中的上方向彈壓的壓縮彈簧方式的彈簧部件40。通過該彈簧部件40的推壓力，而與形成于記錄頭20的墨水噴出部的墨水的彎液面的保持力平衡，而發(fā)生可進行記錄頭20的墨水噴出動作范圍的負壓。另外，在墨水收納室12內的空氣因環(huán)境變化(周圍溫度或氣壓)而發(fā)生體積變動時，通過由彈簧部件40與片部件11的位移來吸收其變動，而使墨水收納室12內的負壓不會出現(xiàn)大的變動。圖1的狀態(tài)表示在墨水收納空間內大致完全充填了墨水的狀態(tài)，從這種狀態(tài)也是處于彈簧部件40被壓縮的狀態(tài)，在墨水收納空間內產生適宜的負壓。
在閥室30中構成有一單向閥，它用于墨水箱10內的負壓高到規(guī)定值以上時，從外部導入氣體(空氣)，并阻止從墨水箱10漏出墨水。該單向閥包含具有連通口36的作為閥關閉部件的壓力板34、固定于與連通口36相對的閥室殼體內壁的位置的能夠密閉連通口36的密封部件37、與壓力板34接合且穿通連通口36的片部件31。在閥室30內，除了向墨水箱10的連通口13及向大氣的連通口36之外，實質上也是維持著密封空間。這樣，在圖中位于片部件31右側的閥室殼體內的空間通過大氣連通口32向大氣開放、與大氣壓相等。
片部件31的與壓力板34接合的中央部分以外的邊緣部分能夠變形、其中央部分被形成為凸狀，其側面形狀呈大致梯形。通過采用這種構成，作為閥關閉部件的壓力板34向圖中的左右方向的移動能夠順利進行。
在閥室30的內部設置用于限制閥的打開動作的作為閥限制部件的彈簧部件35。該彈簧35也成為略微被壓縮的狀態(tài)，通過其壓縮的反力將壓力板34向圖中的右方推壓。隨著該彈簧部件35的伸縮，通過密封部件37對連通口36的緊密接觸/分離而實現(xiàn)閥的功能，進而對于閥室30內而言，發(fā)揮只允許從大氣連通口32經連通口36導入氣體的單方向閥的功能。
作為密封部件37，只要能夠切實密閉連通口36即可。即，至少與連通口36接觸的部位具有對連通口36的開口面保持平坦性的形狀；或具有能與連通口36的周圍緊密接觸的肋；此外還有具有前端向連通口36內突入而能夠封閉連通口36的形狀等，只要能夠確保密閉狀態(tài)即可，另外對其材質也沒有特別地限定。然而由于這種密閉是靠彈簧部件35的伸長力實現(xiàn)的，所以最好是用像具有收縮性的橡膠那樣的彈性體形成片部件31，以便通過其伸長力的作用、使片部件31與壓力板34變得易動。
在這種構成的墨水箱10中，如圖1所示，從墨水充分充滿的初始狀態(tài)逐步消耗墨水。這樣，從墨水收納室12內的負壓與通過閥室30內的閥限制部件(彈簧部件35)作用的力等平衡的狀態(tài)進一步繼續(xù)消耗墨水，墨水收納室12內的負壓更加增強的瞬間打開連通口36。其結果為，產生向墨水收納室12內的大氣的流入，大氣被取入墨水收納空間內。而后，通過該大氣的取入，片部件11及壓力板14向圖中的上方變位，墨水收納室12內的容積增大，與此同時，墨水收納室12內的負壓變弱而再次封閉連通口36。
另外，即使發(fā)生墨水箱10的周圍環(huán)境的變化，例如，溫度上升或減壓，也能夠容許從向片部件11及壓力板14的下方的最大位移位置位移為如圖1的初始位置時產生的墨水收納室12的容積變化部分、取入墨水收納空間內的空氣的膨脹。換言之，通過片部件11及壓力板14的位移產生的容積變化部分的空間作為緩沖區(qū)域而發(fā)生作用、緩和伴隨著周圍環(huán)境變化的壓力的上升，能夠有效果地防止墨水從記錄頭20的噴出口漏出。
另外，由于從如圖1的初始充填狀態(tài)直到伴隨著墨水的消耗的墨水收納空間的內容積減少而確保緩沖區(qū)域的期間，不會有外部空氣導入墨水收納空間內，所以即使產生周圍環(huán)境的劇烈變化、或振動、或下落等也不會發(fā)生墨水泄漏。此外，由于不是從墨水的未使用狀態(tài)預先確保緩沖區(qū)域，所以墨水箱10的容積效率高，可使緊湊地構成。
在圖示例中，墨水收納室12內的彈簧40為板彈簧方式，閥室30內的彈簧35以作為圓錐螺旋彈簧的形式進行示意性顯示，不用說，作為這些彈簧也可以使用其他形式。
在圖示例中，記錄頭20與墨水箱10的結合，通過與記錄頭20設置為一體的液室50的連結部51插入墨水箱10內而完成。由此將兩者以流體連結，從而能夠實現(xiàn)從墨水箱10向記錄頭20的墨水的供給。在插入連結部51的墨水箱10側的開口部上安裝有橡膠等封閉部件17，通過將其封閉部件17緊密接觸于連結部51的周圍，而防止墨水從墨水箱10漏出，并且能夠切實地連結連結部51和墨水箱10。在封閉部件17中，為了能夠容易地插入連結部51，也可以在插入其的位置上預先形成狹縫。未插入連結部51時，通過靠封閉部件17自身的彈性力閉合狹縫來防止墨水漏出。
封閉部件17的連結部51的插入部分在其處未插入連結部51時，通過由彈簧57向下方壓緊的球58閉塞，插入了連接部51時，如圖1所示，與彈簧57相對抗、球58向上方移動。另外，在液室50的上部裝配有在上下方向上可位移的可動體60。其可動體60由彈簧56向上方彈壓；在記錄頭20與墨水箱10結合時，如圖1所示與彈簧56相對抗而向下方位移。在記錄頭20與墨水箱10分離了時，可動體60在彈簧56的作用下向上方位移，安裝于其可動體60上的密封部件55將后述的流路53、54的墨水收納室12側的開口部閉塞。
連結部51由沿軸向內部被分割為兩部分的中空針狀的部件構成。各自的中空部的上側、即墨水收納室12內的開口位置(以下稱為“箱側開口位置”)在鉛直方向上大致處于同一高度。另一方面，各自的中空部的下側、即與記錄頭20連結的液室50內的開口位置(以下稱為“頭側開口位置”)的高度不同。以下，將頭側開口位置在鉛直方向上相對位于下方的流路(由圖1中左側的中空部形成的流路)稱為墨水流路53；將頭側開口位置在鉛直方向上相對位于上方的流路(由圖1中右側的中空部形成的流路)稱為空氣流路54。然而，這是由于在氣泡的排除過程中，以墨水從墨水流路53向記錄頭20側導出、氣體從空氣流路54向墨水箱10側移送為主，如后述，也在那些流路53、54中進行墨水及氣體的兩者的移動。即，并不表示那些流路的稱呼為各自的流體專用。
在液室50內的墨水供給路徑由在鉛直方向上延伸的過濾器23分隔為墨水箱側(過濾器上流部)的第1區(qū)域R1和記錄頭側(過濾器下流部)的第2區(qū)域R2。過濾器23防止從墨水箱10中供給的墨水中混入的不純物流入記錄頭20內。通過氣體的滯留形成的液室50內的氣液界面比流路53及54的橫向截面積大。因此，在墨水箱10內的墨水的水位差經過墨水流路53加于液室50內的墨水上時，存在于液室50內的氣體的壓力變得更高，能夠容易地將氣體從空氣流路54向墨水箱10排出。
在記錄頭20中，設置有排列于規(guī)定方向(例如，如后述采用搭載于滑架等部件上、相對于記錄介質相對移動的同時進行噴出動作的串行記錄方式，與其移動方向不同的方向)上的多個噴出口；與各噴出口連通的液路；配置于液路中、產生用于噴出墨水的能量的元件。在這里，記錄頭的墨水的噴出方式、即產生能量的元件的形式并未限定，例如也可以使用通電即發(fā)熱的電氣-熱變換體(加熱器)、將其產生的熱能用于噴出墨水。在這種情況下，能夠通過電氣-熱變換體的發(fā)熱而使墨水產生膜沸騰，通過此時的發(fā)泡能量使墨水從墨水噴出口噴出。另外，也可以使用對應電壓的施加而變形的壓電元件那樣的電氣-機械變換元件、利用其機械能進行墨水的噴出。
如上述，記錄頭20與液室50既可以是可分離或不可分離地一體化的形式，也可以是構成為相對獨立、通過連通路連結的形式。在將那些一體化的情況下，也可以是相對于記錄裝置內的搭載部件(例如，滑架)可裝卸的盒式。
接下來，使用圖2A～2D對本實施方式的氣泡除去的過程進行說明。在這些圖2A～2D中只對動作原理的說明部分進行圖示，而省略關于墨水箱10的閥室30的部分等的圖示。
圖2A表示的是代替使用墨水直至用完的墨水箱10、而將墨水充滿的墨水箱10剛剛裝配于記錄頭20上時的狀態(tài)。在記錄頭20側中，由于即使在其之前裝配的墨水箱10變空，也使用液室50內殘留的墨水進行了記錄，所以空氣從其墨水箱10側進入，而成為其空氣積存于液室50的第1區(qū)域(過濾器23的上流區(qū)域)R1的上部的狀態(tài)。另外，在第2區(qū)域(過濾器23的下流區(qū)域)R2中雖然少但仍存在空氣，在第1區(qū)域R1和第2區(qū)域R2之間產生氣液界面的高度差H。然而，由于過濾器23的毛細管力，在其內部形成微小的墨水的彎液面，成為第1區(qū)域R1內的空氣無法向第2區(qū)域R2內移動的狀態(tài)。另外，也可以有形成于過濾器23中的墨水的彎液面被破壞，第1區(qū)域R1和第2區(qū)域R2之間連通著的部分，在這種情況下，通過從第1區(qū)域R1向第2區(qū)域R2的空氣的移動(空氣移動)，第1區(qū)域R1和第2區(qū)域R2的氣液界面的高度變?yōu)橄嗟取?br> 另外，在連結部51的墨水流路53及空氣流路54內分別由墨水形成彎液面，通過其彎液面，達到壓力平衡狀態(tài)(圖2A的狀態(tài))，空氣(氣體)與墨水(液體)的移動停止。也有因液室50側的氣體的體積、在該狀態(tài)下氣體不靜止，氣體向墨水箱10側移動而完成除去作業(yè)的情況。然而，在圖2A的情況下，在液室50內殘存有應該除去的氣體。
圖2B示意性地表示了墨水從記錄頭20作為例如液滴噴出的狀態(tài)。通過墨水的噴出，記錄頭20及液室50內的負壓增高，形成于連結部51的流路53、54中的墨水的彎液面發(fā)生移動，流路53、54內的墨水從墨水箱10向液室50移動。隨之，墨水收納室12的內容積減少，片部件11受壓力板14限制并向下方變形。由此，彈簧部件40被壓縮，墨水收納室12內的負壓增高。
在本實施方式中，墨水流路53與空氣流路54的管徑被做成大致相等。因此，流路53、54引起的壓力損失對于記錄頭20及液室50內的負壓不會引起大的差別，墨水從流路53、54分別向液室50內供給。在墨水流路53的頭側開口53h與墨水接觸的圖2B的狀態(tài)下，墨水從墨水流路53向液室50內流入，同時從液室50或記錄頭20內產生的氣泡向第1區(qū)域R1移動、與已經殘存的氣體一起滯留于第1區(qū)域R1、即液室50的上部。在該狀態(tài)中，即使墨水在空氣流路54的頭側開口54h的位置上形成彎液面，只要從記錄頭20或液室50內的負壓高，就能破壞彎液面而使墨水滴下。在本實施方式中，通過伴隨著記錄動作的墨水噴出或作為記錄動作以外的動作的墨水噴出(預噴出)，連結部51內如圖2B所示成為充滿墨水的狀態(tài)。然而，將記錄頭20的噴出口形成面以蓋部件封閉，通過由吸引泵的作用、從噴出口吸引排出墨水，能夠得到該圖2B的狀態(tài)。
圖2C表示的是墨水噴出或從噴出口的墨水的吸引排出停止之后，向液室50內的墨水移動與向墨水箱10內的空氣排出(氣體的排出)同時進行的狀態(tài)。這種動作是由于在圖2B的狀態(tài)下，在墨水噴出剛剛停止后，由第1區(qū)域R1內的氣液界面與形成于空氣流路54的液室側開口部的彎液面的水位差引起的壓力PA作用于第1區(qū)域R1內的空氣，進而，其壓力PA作用于形成于空氣流路54的液室側開口部的彎液面。即，在空氣流路54中產生使空氣從第1區(qū)域R1側向墨水箱10側排出的力，與此同時，在墨水流路53中，產生使墨水從墨水箱10側向液室50側發(fā)生空氣排出的力，在這些力的作用下，同時進行向液室50側的墨水移動與向墨水箱10側的空氣排出。一旦空氣排出開始進行，作用于第1區(qū)域R1內的空氣的壓力就成為空氣流路54的箱側開口位置與第1區(qū)域R1內的氣液界面間的水位差壓力PB。由于連結部51被配設于鉛直方向上，水位差壓力變?yōu)镻B而增加，加速了空氣排出。
圖2D表示第1區(qū)域R1內的氣液界面上升至空氣流路54的頭側開口54h的位置，空氣流路54內的空氣全部被排出的狀態(tài)。也有因空氣流路54的管徑或墨水的彎液面力的作用，一直到該圖2D的狀態(tài)空氣排出還未完成，而在空氣流路54內仍殘存有空氣而墨水移動停止的情況。在這種情況下也不會對本發(fā)明的動作有影響。
另外，由于在本構成中，由于空氣流路54的液室側開口成為向液室50的內壁上表面的下方突出的狀態(tài)，所以第1區(qū)域R1內的空氣不會被完全排出、必然會有殘留的空氣存在。其理由將在后述中提到。
另外，在本構成中，空氣流路54與墨水流路53為完全分離的獨立的流通路，但也可將它們加以微小的連通。因為，與在這里我們研究的形成于流路53、54的開口部的彎液面力、水位差壓力PA、PB、或墨水箱10內的負壓等相比，如果以這些流路53、54微小連結的程度，使形成于其流路53、54之間的微小連通部中的彎液面力變大，則不會妨礙上述空氣排出動作、而得到所期望的效果。這一點在后述的其他實施例中也同樣。
本構成的特征點為，只在墨水箱10中配設向墨水供給系統(tǒng)內直接導入空氣的裝置。換言之，不會向液室50內直接導入空氣。因此，上述的空氣排出動作只在更換墨水箱時發(fā)生，在通常的墨水使用時不必考慮。對此，在墨水使用時向液室內(在專利文獻5中為墨水箱內)直接導入空氣時，產生了即使在墨水使用時也要考慮能夠進行氣液交換的條件的必要。
即如上述，在墨水使用時，由于因對應于墨水流量的壓力損失而引起能夠進行氣液交換的墨水的液面位置降低，因此在墨水的非使用時的靜態(tài)狀態(tài)下，如圖2C，即使墨水流路53的液室側開口部與墨水接觸而能夠進行氣液交換，在墨水使用時，也有不能進行這種氣液交換的可能。即，由于墨水流路53的長度有限，在墨水使用時墨水流量(墨水供給量)增大，能夠進行氣液交換的第1區(qū)域R1內的氣液界面降低時，其氣液界面有位于墨水流路53的液室側開口部的下側的可能。像這樣，在墨水使用時，存在氣液交換停止的極限墨水流量。
對此，在本構成中，由于不向液室50內直接導入空氣，即使在墨水使用時液室50內的液面也不會下降，因此，不但能將液室50設計成緊湊，而且在墨水使用時，不光從墨水流路53、還從空氣流路54進行墨水供給，能夠降低連結部51處的壓力損失，能夠在連結部51上使用細的連結管(流路53、54的構成部件)。其結果為，能夠實現(xiàn)墨水供給系統(tǒng)整體的緊湊化。
在本構成中，也有將墨水箱10中的墨水完全用光后，記錄頭20再消耗墨水時，在墨水箱10內的墨水液面下降至液室50內、導入墨水箱10內的空氣進入液室50內的可能。但在這種情況下，由于在墨水箱10內或連結部51內已經是沒有墨水的狀態(tài)，在那些部分中不會產生壓力損失。因此，在該情況下也不能限制能進行氣液交換的墨水流量。
此外，根據本構成，通過將連結部51的內部分隔為兩部分而設置兩個流路53、54，使各流路53、54的頭側開口位置的高度具有差別，因而不需要復雜結構就可將第1區(qū)域R1內的滯留氣體迅速移送到墨水箱10側。
另外，在進行墨水箱10的交換操作后，若進行從記錄頭20噴出若干墨水、或從噴出口形成面?zhèn)任葎幼?，則能夠將滯留于液室50內的氣體迅速且順利地移送至墨水箱10側、從墨水供給路徑排出。因此，不必通過從記錄頭20的噴出口側進行吸引大量的墨水的動作來排出氣體，也不會產生大量墨水的浪費。
另外，在從墨水箱10的墨水供給的過程中，當墨水收納室12內的負壓高過規(guī)定值時，通過閥室30的作用，從外部向墨水收納室內取入氣體，這與上述的情況相同。
另外，使用墨水中含有作為色料的顏料的墨水時，將液室50內的空氣移送至墨水箱10內時，能夠擴散在墨水箱10內等中沉降的顏料粒子、從而確保墨水的保存穩(wěn)定性或噴出的可靠性。
以上，對用于將第1區(qū)域R1內的空氣移送至墨水箱10側的動作原理進行了說明。接下來，對將滯留于第2區(qū)域R2內的空氣排除的動作原理進行說明。
圖3A表示空氣殘留于第2區(qū)域R2內的狀態(tài)，如上述，在將墨水箱10完全用完后繼續(xù)使用液室50內的墨水時，空氣從墨水箱10進入第1區(qū)域R1內。即，每次更換墨水箱10，空氣肯定都會進入第1區(qū)域R1內。然而，進入第2區(qū)域R2的空氣，除了上述從第1區(qū)域R1移動的空氣外，只有伴隨從記錄頭20的墨水噴出部的墨水噴出而產生的空氣和透過構成液室50的材料、從外部進入內部的空氣。雖然這些空氣的量一般極少，但若不排除其空氣而持續(xù)記錄動作的話，那些空氣將會漸漸殘留于第2區(qū)域R2內而變成圖3A那樣的狀態(tài)。
在該圖3A的狀態(tài)中，第1區(qū)域R1內的氣液界面與第2區(qū)域R2內的氣液界面在鉛直方向上的差為h。由于過濾器23的下側部分與第1、第2區(qū)域R1、R2內的墨水接觸，所以能夠進行經過其過濾器23的下側部分的墨水的移動，因此，與高度差h相當?shù)乃徊顗毫h作用于第2區(qū)域R2內的空氣。即，第2區(qū)域R2內的空氣為比第1區(qū)域R1內的空氣高Ph壓力的空氣。在該狀態(tài)中，不發(fā)生第1、第2區(qū)域間的空氣移動的理由為在與第1、第2區(qū)域R1、R2內的空氣接觸的過濾器23的上側部分的內部中，墨水通過過濾器23的毛細管力進入、形成墨水的彎液面。即，由于其彎液面在第2區(qū)域R2側作用彎液面壓力Pm、而成為Ph＝Pm，所以第1、第2區(qū)域R1、R2內的空氣靜止。
圖3B表示從圖3A的狀態(tài)，使殘留于第2領域R2內的空氣量進一步增大，終于開始產生向第1區(qū)域R1內的空氣移動的狀態(tài)。對產生這種空氣移動的條件進行說明。從圖3A的狀態(tài)使第2區(qū)域R2內的殘留空氣量增大時，第2區(qū)域R2內的氣液界面下降、壓力Ph增大、形成于過濾器23的上側部分的彎液面的接觸角變小。因此，彎液面壓力Pm增大、想要保持與壓力Ph的均衡，但由于過濾器23的內部與墨水的接觸角中存在最小的接觸角，若超過其最小的接觸角，則彎液面開始向第1領域R1側移動。與之相伴，第2區(qū)域R2內的空氣向第1區(qū)域R1內移動。一旦空氣開始移動，因其移動空氣的存在，在過濾器23的內部無法形成彎液面，空氣移動持續(xù)進行，直至第1區(qū)域R1內的氣液界面與第2區(qū)域R2內的氣液界面的位置變?yōu)橄嗟葹橹?。然而，?區(qū)域R1內的空氣如圖2A～2D中說明的那樣，由于空氣量超過某規(guī)定量時則向墨水箱10側排出，其結果為，殘留于第2區(qū)域R2內的空氣經由第1區(qū)域R1向墨水箱10中排出。圖3C表示空氣排出完成了的狀態(tài)。
在本構成中，在圖3A的狀態(tài)下，由于與第2區(qū)域R2內的殘留空氣接觸的過濾器23的上側部分無助于墨水移動，所以實質上過濾器面積下降。因此，如圖3B所示，直至達到使空氣開始移動的水壓差h為止，即使空氣殘留于第2區(qū)域R2內，實質上過濾器的面積減少，也有必要設計過濾器面積，以使通過過濾器23進行足夠的墨水供給。
(第2實施方式)
圖4為用于說明本發(fā)明的第2實施方式的墨水供給系統(tǒng)的示意剖視圖。
與上述第1實施方式的差別在于空氣流路54的頭側開口位置與液室50的上側內壁面一致，在將第1區(qū)域R1內的空氣向墨水箱10內排出了時，第1區(qū)域R1內的全部殘留空氣都被排出，在第1區(qū)域R1內不殘留空氣。即使在這種情況下，若殘留于第2區(qū)域R2內的空氣量超過規(guī)定量，其空氣向第1區(qū)域R1內移動、使第2區(qū)域R2內的空氣量保持在規(guī)定量內。然而，由于即使在產生空氣移動的情況下，第1區(qū)域R1內也全部由墨水填滿，所以在過濾器23中直接形成彎液面而空氣移動停止，第2區(qū)域R2內的殘留空氣量大致保持空氣移動開始時的規(guī)定量。由于該規(guī)定量由墨水的水位差決定，所以如圖4所示，通過將第2區(qū)域R2的上部變窄，使空氣移動開始時的空氣量減少，能夠減低第2區(qū)域R2內的殘留空氣量。
(第3實施方式)圖5是用于說明本發(fā)明的第3實施方式的墨水供給系統(tǒng)的示意剖視圖。
在本例子中，過濾器23的上側部分為進行涂布防水性材料等防水處理的部分23A。進行防水處理的部分23A與墨水間的接觸角增大，其部分23A的彎液面壓力Pm(參照圖3)減低。因此，第2區(qū)域R2內的殘留空氣量減少，即使在第1區(qū)域R1與第2區(qū)域R2間的氣液界面的差HA較小的情況下，空氣移動也會開始。因此，如圖5所示，將過濾器23相對于水平方向傾斜配置的情況下也能進行空氣排出。其結果是，能夠提高記錄頭20內的空間利用效率，進而，由于能夠使過濾器23的配設的自由性提高，對記錄頭20的設計及制造也變得有利。
(第4實施方式)圖6是用于說明第4實施方式的墨水供給系統(tǒng)的示意剖視圖。
在本例子中，形成了連通第1區(qū)域R1的上部與第2區(qū)域R2的上部之間的空氣排出流路L。具體為，在液室50內的中間壁部50A的下側具有將第1、第2區(qū)域的R1、R2之間分開的過濾器23，在其中間壁部50A的上側設置連通第1、第2區(qū)域R1、R2的連通部50B，由其連通部50B形成排出流路L。在本例子中，由于將空氣排出流路L的流路直徑取得足夠大的話，由形成于空氣排出流路L的墨水彎液面的彎液面壓力變小為可忽視的程度，第1區(qū)域R1與第2區(qū)域R2的氣液界面的位置經常處于大致一定。因此，發(fā)生于第2區(qū)域R2內的空氣能夠在移動到其上部時，直接經過空氣排出流路L向第1區(qū)域R1內移動。
但是，在經過該空氣排出流路L，墨水能從第1區(qū)域R1向第2區(qū)域R2移動的情況下，用于除去異物的過濾器23的功能有可能下降。因此，在這種情況下，最好由阻止墨水的移動、且容許空氣的移動的防水膜61，將空氣排出流路L分隔。
(第5實施方式)圖7是用于說明第5實施方式的墨水供給系統(tǒng)的示意剖視圖。
在本例中，由過濾器23將液室50分隔為上下的第1、第2區(qū)域R11、R12，此外，第2區(qū)域R12的上側部分由位于過濾器23的下側的分隔部件62分割為空氣保持區(qū)域R12-A和墨水流路區(qū)域R12-B。分隔部件62的下側部分形成有引導氣泡的導向部62A，以使由記錄頭20將產生的氣泡收集到空氣保持區(qū)域R12-A中。墨水流路區(qū)域R12-B側的壁面部50B為了降低空氣的透過性，最好增加其厚度或使其由其他部件構成。另外，在順利地進行墨水供給這一點上，最好使墨水流路區(qū)域R12-B位于墨水流路54的頭側開口的正下。另外，最好減小空氣保持區(qū)域R12-A水平方向的截面積，以便以小的空氣體積使高度h(過濾器23與空氣保持區(qū)域R12-A內的氣液界面間的距離)充分增大。
在本構成中，空氣保持區(qū)域R12-A內的殘留空氣量增大、高度h增大時，通過其高度h部分的水位差，位于空氣保持區(qū)域R12-A的上方的過濾器23部分的墨水的彎液面被破壞，空氣保持區(qū)域R12-A的氣泡向第1區(qū)域R11內移動。為了減低彎液面力，最好對位于空氣保持區(qū)域R12-A的上方的過濾器23的部分加以防水處理。即使從空氣保持區(qū)域R12-A向第1區(qū)域R11的空氣開始移動，也能直接在過濾器23中形成彎液面，使空氣移動停止。即，高度h超過規(guī)定值時空氣移動，其高度h變?yōu)橐?guī)定值以下時空氣移動停止。因此，在空氣保持區(qū)域R12-A內，一直滯留有規(guī)定量的空氣。
(其他實施方式)本發(fā)明通過在形成密封系統(tǒng)的墨水流路的液室內具有的過濾器，將其液室分隔為墨水箱側的第1區(qū)域與記錄頭側的第2區(qū)域，只要能經過過濾器、將第2區(qū)域內的氣體向第1區(qū)域排出即可，作為過濾器的配備方式，除了向上述鉛直方向、傾斜方向、水平方向延伸的方式以外，還可以采用各種方式。也可以是例如沿水平方向延伸的過濾器一部分向上方鼓出、在鼓出的內部空間內保持空氣。過濾器的要點在于，只要具有主要將第1墨水區(qū)域內的墨水通到第2墨水區(qū)域的墨水移動部、通過打破墨水的彎液面，主要將上述第2區(qū)域內的氣體移動到上述第1區(qū)域內的氣體移動部分即可。在上述從第1到第4實施方式中，過濾器的墨水移動部位于重力方向的上側；氣體移動部位于重力方向的下側。在上述第5實施方式中，過濾器的墨水移動部分和氣體移動部分都在水平方向上并行設置。
另外，為了使形成于過濾器的氣體移動部分的墨水的彎液面壓小于其他部分的墨水彎液面壓，例如，只要使氣體移動部分的過濾器密度小于其他部分的密度，或使氣體移動部分的防墨性高于其他部分的防墨性即可。
另外，記錄頭20除了如上述實施方式為具有液室50和連結部51的方式之外，也可以是具有液室50但不具有連結部51的方式，在這種情況下，在墨水箱10側具備連結部51，或將連結部51構成為相對于墨水箱10及記錄頭20獨立、并安裝于它們之間。
(噴墨記錄裝置的構成例)圖8是用于說明能夠使用本發(fā)明的噴墨記錄裝置的構成例的圖。
本例的記錄裝置150為串行掃描方式的噴墨記錄裝置，由導向軸151、152在箭頭A的主掃描方向上移動自由地對滑架153進行導向?；?53借助滑架電動機及傳遞其驅動力的帶等驅動力傳遞機構，在主掃描方向上往復運動。在滑架153上能夠搭載有上述本發(fā)明的實施方式的墨水供給系統(tǒng)154。即，墨水供給系統(tǒng)154如上述，由記錄頭、液室、及墨水箱構成。作為記錄介質的用紙P從設于裝置的前端部的插入口155插入之后，將其輸送方向翻轉后，由輸送輥156向箭頭B的副掃描方向輸送。記錄裝置150通過反復進行使記錄頭向主掃描方向移動、向在稿臺157上的用紙P的記錄區(qū)域噴出墨水的記錄動作，和向副掃描方向只將用紙P輸送與其記錄寬度對應的距離的輸送動作，順次向用紙P上記錄圖像。
記錄頭如上述，也可以利用從電氣-熱變換體產生的熱能作為用于噴出墨水的能量。在這種情況下，能夠利用電氣-熱變換體的發(fā)熱使墨水產生膜沸騰，利用此時的發(fā)泡能量從墨水噴出口噴出墨水。另外，記錄頭的墨水噴出方式并不僅限于使用這種電氣-熱變換體的方式，也可以是例如使用壓電元件的噴出墨水的方式等。
在滑架153移動區(qū)域的圖8中的左端中，設置了與搭載于滑架153上的記錄頭的墨水噴出口的形成面相對的恢復系單元(恢復處理裝置)158。在恢復系單元158中，具有能夠覆蓋記錄頭的墨水噴出口的蓋，和能夠向其蓋內導入負壓的吸引泵等，并能夠通過向覆蓋墨水噴出口的蓋內導入負壓，將墨水從墨水噴出口吸引排出、進行用于維持記錄頭的良好的墨水噴出狀態(tài)的恢復處理。另外，除圖像形成外，還可以通過從墨水噴出口向蓋內噴出墨水，進行維持記錄頭的良好的墨水噴出狀態(tài)的恢復處理(也稱為預噴出處理)。這些處理如上述，能夠在重新裝配墨水箱時進行。
(其他)在上述的墨水供給系統(tǒng)的諸多實施方式中，都是采用基本上不用吸收體等保持墨水，而直接儲存墨水進行供給的構成的同時，通過可動部件(片部件11、壓力板14)和向其施加彈力的彈簧部件40構成負壓發(fā)生裝置，并通過將墨水供給系統(tǒng)內制成如上述的密閉構造，對記錄頭20作用適當?shù)呢搲?。這樣的構成與使用墨水吸收體而發(fā)生負壓的構成相比，墨水的容積效率高、且不必考慮墨水與吸收體的匹配性、也提高了選定墨水的自由性。另外，不光如此，還能夠滿足伴隨著近年來的記錄高速化所要求的墨水供給的高流量化或穩(wěn)定化的要求。
另外，本發(fā)明特別對于作為主旨的排除密封系統(tǒng)的墨水供應路徑內的滯留氣體的問題，采用了將滯留氣體移送至作為離記錄頭最遠、最上流位置的墨水箱中的方式。因此，通過經多條流路將墨水箱與墨水供應路徑連結，并利用兩者的壓力的平衡，使從墨水箱內的墨水導出和向墨水箱中的氣體導入并行地進行。根據這樣的構成，能夠不必采用復雜的裝置，而且只以少的部件數(shù)的簡單構造，將墨水供給路徑內的滯留氣體順利且迅速地向墨水箱側排除。另外，由于滯留氣體的排除隨著在只滯留了某種程度的量時的壓力平衡自動進行，氣體排除的可靠性高。另外，由于在氣體排除的過程中，一直維持著墨水箱內的負壓，能夠切實地防止從噴墨記錄頭的墨水噴出口等泄露墨水。此外，由于將氣體向墨水箱側排除，所以與通過從記錄頭的噴出口側進行墨水吸引、將氣體從噴出口排除的方法相比，能夠明顯減少墨水的消耗量、在抑制墨水浪費、降低運行成本方面也有所貢獻。
另外，在使用構成為能夠相對于墨水供給路徑裝卸的墨水箱時，現(xiàn)有技術多是為了防止在進行墨水箱更換操作時氣體進入墨水供給路徑側，在墨水供給路徑中充滿墨水的狀態(tài)，即在墨水供給路徑內的墨水完全消耗前進行墨水箱的更換。但根據本發(fā)明，即使在進行墨水箱更換操作時氣體進入墨水供給路徑內，若裝配新的墨水箱，也能夠容易地將氣體向墨水箱排除。因此，能夠在墨水完全消耗后更換墨水箱，由此，不但能夠更加降低運行成本，而且還大大有益于環(huán)境問題。此外，在上述實施方式中，都在通常的使用姿勢中，將墨水箱配置于最高位置、將液室及記錄頭配置于低的位置。這是在以簡單的構成迅速且順利地進行氣液交換上非常之優(yōu)選配置。
其中，只要導入墨水箱內的氣體不返回墨水供給路徑、其氣體不會妨礙墨水供給，也可以在墨水箱內的某個位置貯留氣體。然而，如上述實施方式，在墨水未含浸入吸收體等中而直接貯留的情況下，最好是使導入墨水箱內的氣體直接位于墨水箱內的最上部。這樣，在墨水箱內不存在墨水的吸收體的情況下，由于墨水箱的容積本身就成為墨水的收容量，所以不必將墨水箱擴大至所需量以上，另外對墨水箱的形狀也能夠進行較自由的設計。
另外，上述實施方式為針對串行型的噴墨記錄裝置的適用例，但本發(fā)明并不限于此、而能夠適用于各種記錄方式。例如，非串行型的行掃描型的記錄裝置也可以使用本發(fā)明。此外，對應于墨水的色調(顏色或濃度等)可以設置多個墨水供給系統(tǒng)也是不言而喻的。
另外，本發(fā)明能夠廣泛應用于用于供給墨水以外的液體(藥液或飲料等)的系統(tǒng)。
權利要求
1.一種墨水供給系統(tǒng)，具有收容墨水的墨水箱；通過多條連通路與上述墨水箱連接的、將從上述墨水箱導入的墨水供給到記錄頭的液室，其特征在于，上述液室除了與上述多條連通路及上述記錄頭的連接部之外，實質上形成了密封空間；在上述液室中，將該液室內分隔為上述墨水箱側的第1區(qū)域與上述記錄頭側的第2區(qū)域，且具有過濾器，該過濾器能夠形成由上述第2區(qū)域內的氣體的壓力破壞的由墨水形成的彎液面。
2.如權利要求1所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，在上述墨水箱中具有用于不經過上述液室將大氣導入該墨水箱內的裝置。
3.如權利要求1或2所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，上述多條連通路的上述液室側的開口部的位置在鉛直方向上不同。
4.如權利要求1所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，上述多條連通路的上述液室側的開口部都從上述液室內的上側壁面向該液室的內方突出。
5.如權利要求1所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，上述多條連通路，至少通過其中1條連通路將上述墨水箱內的墨水導入上述液室內，且至少通過其中另1條連通路將上述液室內的氣體移送到上述墨水箱內。
6.如權利要求1所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，在上述過濾器中包括主要將上述第1墨水區(qū)域內的墨水通到上述第2墨水區(qū)域的墨水移動部、和通過墨水的彎液面從上述第2區(qū)域向上述第1區(qū)域移動，主要將上述第2區(qū)域內的氣體移動到上述第1區(qū)域內的氣體移動部分。
7.如權利要求6所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，在上述過濾器中形成有形成上述墨水移動部的重力方向的下側部分、和形成上述氣體移動部分的重力方向的上側部分。
8.如權利要求6或7所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，在上述過濾器中，形成于上述氣體移動部分上的墨水的彎液面壓力小于其他部分的墨水的彎液面壓力。
9.如權利要求8所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，上述過濾器，其上述氣體移動部分的過濾器密度小于其他部分的過濾器密度。
10.如權利要求6或7所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，上述過濾器，其上述氣體移動部分的防墨水性高于其他部分的防墨水性。
11.如權利要求1所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，在上述液室中，設置了連通上述第2區(qū)域的重力方向的上側部分與上述第1區(qū)域的重力方向的上側部分之間的氣體排出路徑。
12.如權利要求11所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，在上述氣體排出路徑中，具有容許氣體通過、且阻止墨水通過的膜。
13.如權利要求1所述的墨水供給系統(tǒng)，其特征在于，上述墨水箱與上述液室能夠互相分離。
14.一種記錄裝置，它使用從墨水箱供給墨水的記錄頭進行記錄，其特征在于，具有用于向上述記錄頭供給墨水的如權利要求1所述的墨水供給系統(tǒng)。
15.一種記錄頭，它從墨水箱供給墨水，其特征在于，具有通過多條連通路與上述墨水箱連接的、將從上述墨水箱導入的墨水向記錄頭中供給的液室；上述液室除了與上述多條連通路及上述記錄頭的連接部外，實質上形成了密封空間；在上述液室中，將該液室內分隔為上述墨水箱側的第1區(qū)域與上述記錄頭側的第2區(qū)域，且具有過濾器，該過濾器能夠形成由上述第2區(qū)域內的氣體的壓力破壞的由墨水形成的彎液面。
16.一種液體供給系統(tǒng)，具有收容液體的液體收容部；通過多條連通路與上述液體收容部連接的、將從上述液體收容部導入的液體向液體使用部供給的液室，其特征在于，上述液室除了與上述多條連通路及上述液體使用部的連接部外，實質上形成了密封空間；在上述液室中，將該液室內分隔為上述液體收納部側的第1區(qū)域與上述液體使用部側的第2區(qū)域，且具有過濾器，該過濾器形成在上述第2區(qū)域內的氣體的壓力作用下而從上述第2區(qū)域向上述第1區(qū)域移動的液體的彎液面。
17.一種記錄頭，它從墨水箱供給墨水，其特征在于，具有通過多條連通路與上述墨水箱連接的、將從上述墨水箱導入的墨水向記錄頭供給的液室；上述液室除了與上述多條連通路及上述記錄頭的連接部之外，實質上形成了密封空間；在上述液室中具有過濾器，該過濾器將該液室內分隔為上述墨水箱側的第1區(qū)域與上述記錄頭側的第2區(qū)域，并使該兩區(qū)域相對于重力方向左右鄰接。
全文摘要
一種墨水供給系統(tǒng)，具有收容墨水的墨水箱；與上述墨水箱通過多條連通路連接的、將從上述墨水箱導入的墨水向記錄頭中供給的液室，上述液室除了與上述多條連通路及上述記錄頭的連接部外，實質上形成密封空間；在上述液室中，將該液室內分隔為上述墨水箱側的第1區(qū)域與上述記錄頭側的第2區(qū)域，且具有過濾器，該過濾器能夠形成由上述第2區(qū)域內的氣體的壓力破壞的由墨水形成的彎液面。
文檔編號B41J2/175GK1603119SQ2004100809
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月27日 優(yōu)先權日2003年9月29日
發(fā)明者井上良二, 小倉英干 申請人:佳能株式會社