專利名稱：待噴液體的容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴液用的液體容器，具體地說涉及一種可以用于容納噴墨記錄設(shè)備的墨液或處理液體的容器。
一般而言，墨液容器具有一個供液孔道，用于向噴墨頭提供墨水和一個通氣孔用于向墨液容器提供與消耗的墨水同體積的空氣。
在這種具有兩個開口的墨液容器中，希望墨液可以連續(xù)地穩(wěn)定地提供給噴墨頭；當(dāng)記錄操作停止時防止因環(huán)境條件變化引起墨液泄露；并且，當(dāng)在更換墨液容器進(jìn)行拆封時，可以確保防止墨液的泄露。
一個已被賦于申請的受讓者的專利申請?zhí)岢隽艘环N墨液容器，具有實際上密封的空間用于容納如墨水的液體；和與其鄰近的具有負(fù)壓產(chǎn)生件的一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔以滿足上述要求。
此類專利申請有日本專利申請公開文本No.HEI-7-125232，美國專利No.5,509,140，日本專利申請公開文本No.HEI-7-68778或類似申請。
比如，日本專利申請公開文本No.HEI-7-125232提出利用在容器的側(cè)面負(fù)壓產(chǎn)生件中插入一個墨液供應(yīng)管以產(chǎn)生壓縮分布，使得在密封空間中的墨液被適當(dāng)?shù)叵摹?br> 日本專利申請公開文本No.HEI-7-15232公開了一種墨液容器，包括一個具有一個通氣孔和一個容納負(fù)壓產(chǎn)生件的負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔，和一個液體容腔用于直接向負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔提供的墨水并且和負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔間流體的交換僅通過一個小的，位于離開氣孔的位置的連通部分進(jìn)行，利用它使負(fù)壓性能得到穩(wěn)定，并提高了墨水的利用效率。美國專利No.5,509,140公開了一種具有一個可以使氣液互換快速進(jìn)行，并且在早期即可保證穩(wěn)定負(fù)壓區(qū)的氣液互換增強結(jié)構(gòu)的墨液容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
日本專利申請公開文本No.HEI-7-68778公開了一種容器，其特征在于其墨液的供應(yīng)是在墨液容器底部，并且它利用了在上述美國專利No.5,509,140中公開的發(fā)明，并且在底部形成了一個作為暫時停滯用的凹部。
這些發(fā)明被該申請的受讓者在商用產(chǎn)品中得到了應(yīng)用。另一方面，日本實用新型申請No.SHO-57-16385公開了一個與上述發(fā)明不同的喂鳥(喂雞)式的墨液供給方法。
最近，對噴墨記錄設(shè)備的需求不斷增加，同時對于高速，高質(zhì)量記錄的希望也在不斷增加。
由于噴墨記錄設(shè)備的使用頻率提高了，而墨液消耗量增加的結(jié)果，墨液容器必須更經(jīng)常地更換，對于用戶這是一個十分麻煩的事。因此，希望有一種具有大容積的墨液容器以降低墨液容器的更換頻率。
從獲得高質(zhì)量圖象的觀點出發(fā)，希望使用具有高表面張力的墨液，因為它可以避免墨液在記錄材料上發(fā)生洇紙。
本發(fā)明的目的是對液體容器作進(jìn)一步的改進(jìn)。
當(dāng)容器的尺寸大時，負(fù)壓產(chǎn)生件本身的壓縮狀態(tài)的變化大，從而可能產(chǎn)生低效率。
另一方面，在如圖2所示的結(jié)構(gòu)中，一個具有比吸液材料的毛細(xì)作用力高的毛細(xì)作用力的元件放置在吸液材料和輸送口之間。在容器A的上壁B有一個氣孔C，而供墨孔道E位于下壁D。這里有一個開室構(gòu)件F(單室)。加壓接觸件G整個置于容器A中，并且蓋住供墨孔道E。
加壓接觸件是一個多孔的構(gòu)件，其密度比多孔構(gòu)件或纖維束構(gòu)件或此類件(加壓接觸件)要高，并且受到輸送管的壓力以使墨液被輸送到記錄機構(gòu)如噴墨記錄頭。為了實現(xiàn)該目的，加壓接觸件在輸送管加壓的方向具有一定長度。
此時，如圖22所示多孔構(gòu)件受到壓力。
日本專利申請公開文本No.HEI-7-68778公開了一種具有一個加壓接觸件和一個向前的供墨孔道的墨液容器。
日本專利申請公開文本No.HEI.5-104735公開了一種具有一個加壓接觸件的墨液容器。采用這種結(jié)構(gòu)的加壓接觸件的放置使得其局部從墨液容器向外凸出，因此相對于負(fù)壓產(chǎn)生件(吸液材料)進(jìn)入或加壓角度比前述實施例的要小。這樣，加壓接觸件對負(fù)壓產(chǎn)生件的壓力對交換部分的影響不象上述的例子那樣大。
本發(fā)明的目的是作進(jìn)一步的改進(jìn)。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個主要目的是提供一種液腔，在那里可以維持穩(wěn)定的負(fù)壓條件，并且在實際上是密封的空間中的液體可以高效地被輸送出來。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個利用氣液互換結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)的供液系統(tǒng)。
本發(fā)明還有一個目的是提供一個關(guān)系，根據(jù)該關(guān)系一個共同結(jié)構(gòu)可被用于單位時間具有不同供液量的容器。
在本說明書中，“毛細(xì)作用力”表示當(dāng)毛細(xì)管放在一個具有預(yù)定液面的液體中，毛細(xì)管中液面相對于一個預(yù)定液面的高度h(cmAg)，而“負(fù)壓”為在一個預(yù)定的液面位置時液體內(nèi)部的壓力(-hcmAg)。本說明書中，“墨液”表示用于噴墨記錄設(shè)備的液體墨水，以及在記錄時處理墨水的液體。
本發(fā)明的一方面，提供了一個容納噴墨液的容器，它包括一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔用來容納負(fù)壓產(chǎn)生件，上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔具有一個與大氣交換液體的通氣孔和一個用于向噴墨頭供液的供墨部分；一個液腔，該液腔除了有一個用來與上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔交換流體的流體通路外實際上是密封的；一個用于分割上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和上述液腔的隔板，上述隔板具有一個大氣引導(dǎo)通路用來將大氣由上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔引入上述液腔，上述大氣引導(dǎo)通路構(gòu)成一個毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分；那里上述毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力滿足下述關(guān)系H＜h≤Hs-Hp-δh其中h是毛細(xì)作用力，定義為由毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以被噴的墨液的密度φ乘以重力加速度g(h的量綱為長度)，即，h＝δPc/φg，其中δPc為所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力；H是在毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分與包括噴出口的噴墨頭平面之間的液頭差；Hs是毛細(xì)作用力，定義為由負(fù)壓產(chǎn)生件所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以被噴的墨液的密度φ乘重力加速度g(H的量綱為長度)，即，Hs＝δPs/φg，其中δPs為負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力；Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中的氣液界面與毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分之間的液頭差；δh是液頭損耗，定義為在流體通路與通過負(fù)壓產(chǎn)生件的供墨孔道之間的損耗除以密度φ，乘上重力加速度g(δh的量綱為長度)，即，δh＝δPe/φg，其中δPe為壓力損耗。
本發(fā)明另一方面，提供了一個容納噴墨液的容器，它包括一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔用來容納負(fù)壓產(chǎn)生件，上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔具有一個與大氣交換流體的通氣孔和一個用于向噴墨頭供液的供墨部分；一個液腔，該液腔除了有一個用來與上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔交換流體的流體通路外實際上是密封的；一個用于分割上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和上術(shù)液腔的隔板，上述隔板具有一個大氣引導(dǎo)通路用來將大氣由上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔引入上述液腔，上述大氣引導(dǎo)通路構(gòu)成一個毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分；那里上述毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力滿足下述關(guān)系H+hm＜h≤Hs-Hp-δh其中h是毛細(xì)作用力，定義為由毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以被噴的墨液的密度φ乘以重力加速度g(h的量綱為長度)，即，h＝δPc/φg，其中δPc為所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力；H是在毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分與包括噴出口的噴墨頭平面之間的液頭差；Hs是毛細(xì)作用力，定義為由負(fù)壓產(chǎn)生件所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以被噴的墨液的蜜度φ乘以重力加速度g(H的量綱為長度)，即，Hs＝δPs/φg，其中δPs為負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力；Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中的氣液界面與毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分之間的液頭差；δh是液頭損耗，定義為在流體通路與通過負(fù)壓產(chǎn)生件的供墨孔道之間的損耗除以密度φ，乘上重力加速度g(δh的量綱為長度)，即，δh＝δPe/φg，其中δPe為壓力損耗。其中，hm是設(shè)計裕量毛細(xì)作用力除以密度φ乘上重力加速度g(量綱為長度)，即，hm＝δPm/φg，其中δPm為設(shè)計裕量毛細(xì)作用力。
本發(fā)明又一方面，提供了一個容納噴墨液的容器，它包括一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔用來容納負(fù)壓產(chǎn)生件，上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔具有一個與大氣交換流體的通氣孔和一個用于向噴墨頭供液的供墨部分；一個液腔，該液腔除了有一個用來與上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔交換流體的流體通路外實際上是密封的；一個用于分割上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和上述液腔的隔板，那里上述隔板形成一個毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分；一個加壓接觸件位于在上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔的底面的上述供墨孔道中，該加壓接觸件的一個上端面與上述負(fù)壓產(chǎn)生件相接觸；其中由上述流體通路到上述加壓接觸件的最接近上述流體通路的部分的距離l1滿足下述關(guān)系l1＜(Hs-Hpa-h)/δh其中h是接近流體通路處的毛細(xì)作用力，定義為該壓力除以被噴的墨液的密度φ乘以重力加速度g(h的量綱為長度)，即，h＝δPca/φg，其中δPca為接近流體通路處的壓力；Hs是毛細(xì)作用力定義為由負(fù)壓產(chǎn)生件所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以被噴的墨液的密度φ乘以重力加速度g(H的量綱為長度)，即，Hs＝δPs/φg，其中δPs為負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力；Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中的氣液界面與流體通路的領(lǐng)域之間的液頭差；δh是液頭損耗，定義為在流體通路與通過負(fù)壓產(chǎn)生件的供墨孔道之間的損耗除以密度φ，乘上重力加速度g(δh的量綱為長度)，即，δh＝δPe/φg，其中δPe為壓力損耗。
本發(fā)明又一方面，提供了一個容納噴墨液的容器，它包括一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔用來容納負(fù)壓產(chǎn)生件，上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔具有一個與大氣交換流體的通氣孔和一個用于向噴墨頭供液的供墨部分；一個液腔，該液腔除了有一個用來與上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔交換流體的流體通路外實際上是密封的；一個用于分割上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和上述液腔的隔板，上述隔板具有一個大氣引導(dǎo)通路用來在上述隔墻上構(gòu)成一個毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分并將大氣由上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔引入上述液腔；一個加壓接觸件位于在上述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔的底面的上述供墨孔道中，該加壓接觸件的一個上端面與上述負(fù)壓產(chǎn)生件相接觸；其中由上述流體通路到上述加壓接觸件最接近上述流體通路的部分的距離l1滿足下述關(guān)系l1＜(Hs-Hp-h)/δh其中h是接近流體通路處的毛細(xì)作用力，定義為該壓力除以被噴的墨液的密度φ乘以重力加速度g(h的量綱為長度)，即，h＝δPc/φg，其中δPc為接近流體通路處的壓力；Hs是毛細(xì)作用力，定義為由負(fù)壓產(chǎn)生件所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以被噴的墨液的密度φ乘以重力加速度g(H的量綱為長度)，即，Hs＝δPs/φg，其中δPs為負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力；Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中的氣液界面與流體通路的領(lǐng)域之間的液頭差；δh是液頭損耗，定義為在流體通路與通過負(fù)壓產(chǎn)生件的供墨孔道之間的損耗除以密度φ，乘上重力加速度g(δh的量綱為長度)，即，δh＝δPe/φg，其中δPe為壓力損耗。
本發(fā)明的一方面，當(dāng)墨液充入時，液腔僅含墨液，在負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔中的負(fù)壓產(chǎn)生件中，墨液被充到預(yù)定的高度(氣液界面的位置)。隨著墨液經(jīng)供墨孔道的消耗，氣液界面降低。當(dāng)氣液界面達(dá)到，用于從負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔向液腔引導(dǎo)大氣的，具有毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的大氣引導(dǎo)通路的上端時，大氣被導(dǎo)入大氣引導(dǎo)通路。然后，大氣，克服大氣引導(dǎo)通路上的毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力，通過大氣引導(dǎo)通路進(jìn)入液腔。此后，在液腔中的墨液被輸送到負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔(氣液互換)。作為其結(jié)果，墨液再次充入大氣引導(dǎo)通路的毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分，從而產(chǎn)生毛細(xì)作用力阻止由液腔供液。
在消耗墨液期間的絕大部分時間，該氣液互換反復(fù)進(jìn)行，而在負(fù)壓產(chǎn)生件中所產(chǎn)生的負(fù)壓取決于大氣引導(dǎo)通路的毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的毛細(xì)作用力。因此，通過適當(dāng)選擇毛細(xì)作用力，可以控制所產(chǎn)生的負(fù)壓恒定，因此，負(fù)壓性能穩(wěn)定。
以下根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明。


圖1，為本發(fā)明的一個實施例的墨液容器和整體頭型容器殼的簡略透視圖，其中(A)為安裝前的狀態(tài)，(B)為安裝后的狀態(tài)。
圖2為本發(fā)明的一個實施例的墨液容器的剖視圖。
圖3為圖2所示的墨液容器的主要部分的透視圖。
圖4為本發(fā)明的另一個實施例的墨液容器的主要部分的透視圖。
圖5為本發(fā)明的墨液容器的操作的簡略剖視圖。
圖6為本發(fā)明的一個實施例的墨液容器中隨墨液的消耗在包括噴墨頭的噴出口的平面上所產(chǎn)生的負(fù)壓變化圖。
圖7為圖2所示的墨液容器的主要部分的簡略剖視圖(A)和隔板的簡略正視圖(B)。
圖8為本發(fā)明的另一個實施例的容器的簡略剖視圖(A)和另一個實施例的隔板的簡略正視圖(B)。
圖9為本發(fā)明的又一個實施例的容器的簡略剖視圖(A)和隔板的簡略正視圖(B)。
圖10為本發(fā)明的又一個實施例的隔板的簡略透視圖(A)，和其簡略剖視圖(B)與其簡略正視圖(C)。
圖11為本發(fā)明的再一個實施例的隔板的簡略透視圖(A)，和其正視圖(B)，其簡略剖視圖(C)，與另一個實施例的隔板的簡略剖視圖(D)。
圖12為具有毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分(A)-(E)的不同實施例的隔板的簡略剖視圖。
圖13為本發(fā)明的另一個實施例的墨液容器的透視圖。
圖14為本發(fā)明的又一個實施例的墨液容器的剖視圖，其中對吸液材料的毛細(xì)作用力Hs進(jìn)行了說明。
圖15為本發(fā)明的又一個實施例的墨液容器的剖視圖，其中對毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分與吸液材料的氣液界面LL之間的靜態(tài)液頭差Hp和氣液互換中吸液材料的壓力損耗δh進(jìn)行了說明。
圖16為本發(fā)明的又一個實施例的墨液容器的剖視圖，其中對毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分與另一種吸液材料的氣液界面LL之間的靜態(tài)液頭差Hp和汽液互換中該吸液材料的壓力損耗8h進(jìn)行了說明。
圖17為本發(fā)明的一個實施例的參數(shù)的簡略說明。
圖18為本發(fā)明的一個實施例的參數(shù)的簡略說明。
圖19為本發(fā)明的又一個實施例的噴墨用的墨液容器的主要部分的剖視圖。
圖20為本發(fā)明的又一個實施例的噴墨用的墨液容器的主要部分的剖視圖。
圖21為本發(fā)明的又一個實施例的噴墨用的墨液容器的剖視圖。
圖22為普通的噴墨用的墨液容器的剖視圖。
參考圖1與圖2對本發(fā)明的第一個實施例加以說明。
作為本實施例的噴墨用液腔墨液容器10具有矩形的平行管式的形狀，在其上壁10U上具有用于在墨液容器內(nèi)部和大氣間交換流體的通氣孔12。
通常當(dāng)用注模成形時通氣孔12的直徑大致為1mm。因為墨液的蒸發(fā)是一種散射現(xiàn)象，因此它與散射的過程成正比增加而隨散射距離的二次冪成正比減少。如圖13(A)和(B)所示，有一個槽延伸到在上壁10U上形成的通氣孔12部分，該槽具有曲折的形狀或迷宮狀起通氣槽11的作用。
在墨液容器10的上壁10U利用焊接或粘性材料裝上一個薄膜件(圖中沒有示出)，用來蓋住該長的，復(fù)雜的通氣槽11，從而構(gòu)成一個長的，復(fù)雜的通氣孔道。這種結(jié)構(gòu)與直接將通氣孔12與大氣相連相比可以將墨液的蒸發(fā)量減少到1/1000～1/10000。圖13(B)表示例如采用被大量應(yīng)用的黑墨水時容器的外觀。
薄膜件的一部分超過墨液容器10的端面起到拾取部分的作用。該拾取部分具有一個記號表示其為拾取部分。薄膜件具有一個局部切口使得其容易由通氣槽11卸除，而且沿著局部切口分割該薄膜件，使得通氣槽11的一個端部被暴露或非密閉從而允許與大氣的交換流體，從而打開通氣孔12。圖1中為了簡明起見壁10U上僅表示了通氣孔12。
墨液容器10的下壁10B具有一個供墨筒14，在該凸出的圓筒部分有一個作為提供墨液的供液孔道的供墨孔道。在商用容器的輸送過程中，該通氣孔12被用薄膜等密封，而供黑筒14則被一個供墨孔道密封件如蓋密封。標(biāo)號16表示一個在墨液容器10的外部與其成型為一體的桿件，該桿件可以彈性變形。在其中部具有一個鎖定用的凸起。
標(biāo)號20表示一個與打印頭為一體的容器殼，它還容納墨液容器10。容器殼20的下部具有一個整體的彩色噴墨頭22。該彩色噴墨頭22具有若干個面向下的噴出口(裝有噴出口的表面具有若干個噴出口)。
位于圖1(A)位置的墨液容器10放在整體頭型容器殼20中，這樣供墨筒14就與一個圖中沒有表示的容納供墨筒的彩色噴墨頭22的部分相連，從而使得彩色噴墨頭22的墨液通道筒進(jìn)入供墨筒14中。這樣，桿件16的鎖定凸起16A就與在整體頭型容器殼20的預(yù)定位置上生成的嚙合部相嚙合，從而實現(xiàn)如圖1(B)所示的正規(guī)地安裝狀態(tài)。安裝墨液容器10的整體頭型容器殼20被裝于噴墨記錄設(shè)備的托架上實現(xiàn)可以打印的狀態(tài)。在該狀態(tài)，在墨液容器10的底部和包括打印頭噴出口的平面之間產(chǎn)生了預(yù)定的靜態(tài)液頭差。
參考圖2，所作的描述對墨液容器10的所有實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)均是共同的。
墨液容器10通過在其上部的通氣孔12與大氣交換流體，并在其下部與供墨孔道交換流體。它包括一個容納作為負(fù)壓產(chǎn)生件的吸液材料32的負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34和一個容納墨液的實際上是密封的液腔36，上述腔被隔板38分割開。負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34和液腔36僅通過靠近墨液容器10的底部的隔板38上的流體通路40交換流體。
限定負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34的墨液容器10的上壁10U具有若干個整體成形的肋42，該肋向內(nèi)伸出與放于負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34中處于壓縮狀態(tài)的吸液材料32相接觸。這樣，在壁10U和吸液材料32的上表面之間就形成了一個空氣緩沖腔44。吸液材料32是由熱壓尿烷泡沫材料構(gòu)成并且在壓縮狀態(tài)下被放置于負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34中用以產(chǎn)生下面將說明的預(yù)定的毛細(xì)作用力。產(chǎn)生預(yù)定的毛細(xì)作用力所需的吸液材料32的微孔的絕對值根據(jù)所用的墨液材料，墨液容器10的尺寸，包括噴墨頭22噴出口的平面位置(靜態(tài)液頭差H)等而不同。但是從要求所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力大于在后面將加以說明的作為毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽或通路所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力出發(fā)，希望其下限是大約為50/英寸。
在具有供墨孔道144的供墨筒14中有一個形狀為盤形或柱形的加壓接觸件46。加壓接觸件46本身由聚丙烯或氈制成，并且在外部力作用下不會迅速地變形。加壓接觸件46當(dāng)處于如圖2所示的狀態(tài)時(沒有裝在容器殼20中)被保持壓在吸液材料32上，形成在附近的吸液材料32被局部壓縮，在供墨筒14的端部具有一個法蘭14B，該法蘭與加壓接觸件46的領(lǐng)域相接觸防止其脫開到外部。
當(dāng)彩色噴墨頭22的墨液通道筒在供墨筒14中時所加壓力最好為1.0～3.0mm，而當(dāng)其不在時最好為0.5～2.0mm。這樣，當(dāng)墨液容器移去時可以防止墨液泄露，而當(dāng)其裝上時保證墨液適當(dāng)?shù)亓鲃印?br> 因為供墨孔道部分具有加壓接觸件46，它被壓到吸液材料32上，吸液材料32與加壓接觸件46所接觸的部分發(fā)生變形。因此，作為墨液容器的制造偏差增加的結(jié)果，當(dāng)供墨孔道14A與作為氣液互換口的流體通路40太近時，由于吸液材料32變形所產(chǎn)生的應(yīng)變的影響將達(dá)到氣液互換口。在最壞的情況，作為墨液通過供墨孔道14A漏泄的結(jié)果，不能產(chǎn)生適當(dāng)?shù)呢?fù)壓。與之相反，如果供墨孔道14A距離作為氣液互換口的流體通路40太遠(yuǎn)，由流體通路40到供墨孔道14A的流阻，在此后將要描述的，氣液互換過程中變得太大，這樣當(dāng)墨液消耗速度高時由于較高的壓力損失就可能會導(dǎo)致墨液的不連續(xù)(停止)。因此，希望在流體通路40和供墨孔道14A端部之間的距離約為10～50mm。
將對負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34和液腔36的體積之間的關(guān)系進(jìn)行同樣的說明。當(dāng)利用墨液容器10，即空氣處于液腔36的上部時，如溫度變化或壓力變化，液腔36上部的空氣膨脹，其可能的結(jié)果是將墨液排出到負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34。這樣被排出的墨液被負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34中的吸液材料32吸收。因此，吸液材料32的體積是根據(jù)在所有實際條件下可以具有足夠的吸收排出墨液的能力來確定的。
在大容量墨液容器的情況下，吸液材料32的高度大(比如不少于40mm)，因此吸上墨液必須克服重力，而吸液能力也不僅取決于體積。當(dāng)在吸液材料32中的墨液的液位(氣液界面)高時，由于墨液通過供墨孔道的泄露，由吸收材料32提供的克服重力的吸引力所造成的液位的上升速度可能不夠。為了壓制液位上升速度，希望加大負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34的底面積。無論如何，在一個限定的總體積條件下，假如負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34的底面積大，則負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34的體積也變大，因此液腔36的體積必須變小，從而使得墨液的容量減小。
另一方面吸液材料32的吸液速度受到表面張力的影響。當(dāng)液體的表面張力Γ在30-50(dyn/cm)的范圍中變化時，發(fā)現(xiàn)在通常的5-35℃的范圍中負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34和液腔36的體積比接近1∶1到5∶3，雖然它還依賴于液體的材料。
負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34的空氣緩沖腔44的尺寸從提高體積效率的觀點應(yīng)當(dāng)小。但是該體積應(yīng)能保證當(dāng)墨液突然進(jìn)入負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34時阻止墨液通過通氣孔12噴出。由此，空氣緩沖腔44的體積最好約為負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34體積的1/5～1/8。
下面將對控制作為負(fù)壓產(chǎn)生件的吸液材料32所產(chǎn)生的負(fù)壓的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
如圖10所示的第一個例中，在負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34的隔板38一側(cè)有兩個平行通道61。通道61面對作為負(fù)壓產(chǎn)生件的吸液材料32，并構(gòu)成與在其底部的流體通路40交換流體的大氣引導(dǎo)通路的毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分。如下所述，由隔板38上的槽狀表面和吸液材料32的側(cè)面構(gòu)成的作為毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的通道61可以被看作是產(chǎn)生毛細(xì)作用力的毛細(xì)管。
在如圖11所示的第二個例中，在負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34的隔板38的底部一側(cè)有作為大氣引導(dǎo)通路的第一平行通道54，它具有一個與作為負(fù)壓產(chǎn)生件的吸液材料32相接觸的開放的上端；與第二平行通道64，用來與第一通道54交換流體和與位于底部的流體通路40交換流體。大氣引導(dǎo)槽由第一通道54和第二通道64構(gòu)成，并且第二通道64具有毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分。如圖11(D)所示，構(gòu)成毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的第二通道64的下端可以與沿其頂部的流體通路40的縱向伸展的槽65連通。這樣，即便吸液材料32凸出到在第二通道64下端的槽中，通道也可以被確保形成。本例中，第一通道54比第二通道64要長，因此確保了大氣的導(dǎo)入，同時降低了在氣液互換開始時的阻力。第二通道64，如下面將要說明的，可以看作是一個可產(chǎn)生毛細(xì)作用力的毛細(xì)管，它由隔板38的槽面和吸液材料32的側(cè)面所限定。圖11(D)中，有一個用來促進(jìn)在第二通道下端的空氣流通的錐度。
如圖3所示的第三種類型中，在負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34的隔板38底部的側(cè)面有三個第一平行通道50，每個具有一個與作為負(fù)壓產(chǎn)生件的吸液材料32接觸的開口端，三個第二平行通道60與在底端的流體通路40交換流體。
在本例中，構(gòu)成毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的第一通道50和構(gòu)成毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的第二通道60位于隔板38的橫向中心部分的凹部70的底面。70由三個對隔板38的表面傾斜一個小角度的面70A，70B，70B和一個平行于隔板38表面的底面70C組成。流體通路40的寬度與凹部70相等。裝于負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34中的吸液材料32與隔板38的表面加壓接觸，三個表面70A，70B，70B和底面70C構(gòu)成凹部70。第二通道60可以看作是可產(chǎn)生毛細(xì)作用力的毛細(xì)管，并且由隔板38的三個表面和吸液材料32的側(cè)面所限定。本例中，第一通道50和第二通道60位于凹部70的底面，因此大氣導(dǎo)入被進(jìn)一步穩(wěn)定化，與其他例相比，氣液互換也更加穩(wěn)定。不僅如此，本例的結(jié)構(gòu)可以有效地阻止在流體通路40中的氣泡的停滯。
對各種毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽的剖面結(jié)構(gòu)的例子參見圖12加以說明。
在圖12(A)的例中，通道具有梯形的截面，開口處寬度為W1，底部為W2，深度(高度)為D并且斜面的長度為d(斜面的傾角大體為1.3°)。周長L為L＝W1+W2+2d，截面面積S為S＝D(W1+2)/2。
在圖12(B)的例中，通道具有矩形的截面，開口寬度為W，深度(高度)D。周長L為L＝2(W+D)，截面面積S為S＝DW。
在圖12(C)的例中，通道截面為半圓形的，開口寬度為直徑2r，周長L為L＝r(2+π)，截面積S為S＝πr2/2。
在圖12(D)的例中通道具有半圓和矩形組合的截面。圖12(E)的例中通道截面為三角形的。由于周長和截面積可以容易地算出，因此省略。
在這些例子中，第一和第二通道均是為槽形的，但也可以采用如圖4所示的封閉的通道。具體地說，在隔板38的端部，具有作為第一通道的大氣導(dǎo)入通道56，其開口端與作為負(fù)壓產(chǎn)生件的吸液材料32相接觸，而一個毛細(xì)作用力產(chǎn)生通道66作為第二通道與大氣引導(dǎo)通道56交換流體并且與在底端的流體通路40交換流體。這樣，毛細(xì)作用力產(chǎn)生通道66就不需要由蓋住槽部的吸液材料32構(gòu)成，因此毛細(xì)作用力的產(chǎn)生可以不影響吸液材料32。
在介紹墨液容器的操作之前參照圖14和16對術(shù)語加以說明。
圖14表示在液腔36中充入墨液的狀態(tài)，其中墨液由于吸液材料32的毛細(xì)作用力作用具有一個氣液界面LL。吸液材料的毛細(xì)作用力Hs，由吸液材料的毛細(xì)作用力除以墨液的密度φ乘以重力加速度g來描述，具有長度的量綱，是用在氣液互換之前氣液界面LL的高度與液柱中環(huán)境壓力的位置(高度)之間的差來被測量的。
圖15表示在作為墨液消耗的結(jié)果氣液互換開始之后的狀態(tài)，Hp是，在作為負(fù)壓產(chǎn)生件的吸液材料32中的氣液界面LL的高度和構(gòu)成毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的第2通道60中的毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分60a之間的差。在圖15的例中，采用了一種熱壓吸液材料32。吸液材料32受到均勻的熱壓，其后被插入負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34，因此，在吸液材料32中壓縮比的分布相當(dāng)均勻。因此，在吸液材料32中氣液界面LL基本上是水平的，雖然水平的端部略高。
圖16示在作為墨液消耗的結(jié)果氣液互換開始之后的狀態(tài)，在該例中采用了一種不壓縮的吸液材料32。一種具有體積比負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34的體積大得多的吸液材料，以約被壓縮4-4.5倍(體積比)，被插入，因此，壓縮比的分布將不均勻。因此，氣液界面LL為鋸齒形，但一般來說，如圖所示，在吸液材料32中的氣液界面LL為下凹形(中部低，端部高)。此時，Hp是氣液界面LL的最低點和毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分60a之間的高度差。
在圖15和16中，δh液是頭損耗，定義為在作為負(fù)壓產(chǎn)生件的吸液材料32中流體通路40和供墨孔道14A之間的壓力損耗除以墨液的密度φ乘上重力加速度g(量綱為長度)，當(dāng)壓力損耗為δPe，δh＝δPe/φg。壓力損耗是在吸液材料32中產(chǎn)生的，因此，如圖所示，它為在吸液材料32的端部與供墨孔道14A的端部之間的壓力損耗。因為在液腔36與流體通路40之間的壓力損耗實際上為零，δh的測量是確定液腔36中的壓力與供墨孔道14A端部的壓力頭之間的差。
在以下的描述中采用了具有第一通道50和作為大氣引導(dǎo)通路的第二通道60的例子，因為其操作與結(jié)構(gòu)上僅有毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽和結(jié)構(gòu)上既有大氣引導(dǎo)通道50，也有毛細(xì)作用力產(chǎn)生通道66的操作是相同的。
當(dāng)噴墨記錄設(shè)備操作時，墨液從噴墨頭22噴出從而在墨液容器10中產(chǎn)生墨液的吸力。
當(dāng)在負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34中作為負(fù)壓產(chǎn)生件的吸液材料32含有充分的墨液，在負(fù)壓產(chǎn)生件中的墨液被消耗，因此，墨液上表面(氣液界面)(圖2中的LL)的高度降低。此時產(chǎn)生的負(fù)壓被在負(fù)壓產(chǎn)生件中的氣液界面上的毛細(xì)作用力所確定，并且氣液界面LL的高度是從包括噴出口的平面測量的。
隨著墨液的消耗，氣液界面LL達(dá)到大氣引導(dǎo)通路的第一通道50的頂部。當(dāng)在液腔36的底部的壓力變得比在第二通道60中的低時，大氣通過第一通道50和第二通道60被輸入液腔36。作為其結(jié)果，液腔36中的壓力相應(yīng)于引入的空氣的程度上升，而墨液通過流體通路40由液腔36輸入吸液材料32，消除在上升的壓力和吸液材料32中的壓力之間的壓差。實際上即進(jìn)行氣液互換。這樣，在容器底部壓力的上升程度相應(yīng)于墨液的輸入量，而停止進(jìn)入液腔36的大氣。
在墨液消耗過程中，氣液互換連續(xù)發(fā)生，因此墨液從液腔36供入負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34；因此，在墨液由液腔36消耗的過程中所產(chǎn)生的負(fù)壓由在第二通道60中產(chǎn)生的毛細(xì)作用力決定。所以適當(dāng)?shù)剡x擇第二通道60的尺寸，可以決定從液腔36消耗墨液過程中所產(chǎn)生的負(fù)壓。
參照圖5對本發(fā)明的墨液容器10的操作加以說明。
被容納在負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34中的負(fù)壓產(chǎn)生件(吸液材料)32可被看作具有若干毛細(xì)管，因此負(fù)壓是由新月面的作用力產(chǎn)生的。通常墨液容器10在開始使用后，在作為負(fù)壓產(chǎn)生件的吸收材料32中具有足夠量的墨液，因此毛細(xì)管的靜態(tài)液頭差足夠高。
當(dāng)墨液通過供墨孔道14A消耗時，在負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34底部的壓力下降，因此，該毛細(xì)管的靜態(tài)液頭差降低。更具體地說，如圖5(A)所示，隨著墨液的消耗，負(fù)壓產(chǎn)生件32的氣液界面LL下降。靜態(tài)液頭差不全相等，但是由于通過吸液材料32的壓力損失，鄰近供墨孔道14A的毛細(xì)管的靜態(tài)液頭差較低。
此時，在墨液容器10中產(chǎn)生的負(fù)壓是由負(fù)壓產(chǎn)生件32的毛細(xì)作用力決定的，在包括噴墨頭22的噴出口的平面上的壓力被氣液界面LL的高度與包括噴出口的平面的高度之間的差決定。
在圖5第一通道50和第二通道60中的陰影線用于表示墨液。
當(dāng)墨液被進(jìn)一步消耗時，氣液界面LL降到圖5(B)所示的高度，此時大氣引導(dǎo)通路的第一通道50的上端高于氣液界面LL，大氣進(jìn)入第一通道。此時，作為毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的第二通道60中產(chǎn)生的毛細(xì)作用力比吸液材料32中的毛細(xì)管的毛細(xì)作用力要小，隨墨液的進(jìn)一步消耗，在第二通道60中的新月面將破裂，如圖5(C)所示大氣X通過第二通道60和流體通路40引入液腔36，而不引起氣液界面LL的降低。
當(dāng)大氣X被引入液腔36時，液腔36的壓力變得比負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34底部的壓力要高，墨液從液腔36輸入負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34以補償壓差。此后，該壓力變得比在第二通道60中產(chǎn)生的負(fù)壓要高，墨液流入第二通道60構(gòu)成新月面，這樣進(jìn)一步引入液腔36的大氣就被停止。
當(dāng)墨液被進(jìn)一步消耗時，在第二通道60中的新月面再次破裂，但不引起氣液界面LL高度的降低，這樣大氣被引入液腔36。因此，在氣液界面LL達(dá)到大氣引導(dǎo)通路的第一通道50的上端時，在墨液被消耗而不降低氣液界面LL高度的過程中在第二通道60中新月面的破裂和再次形成是反復(fù)進(jìn)行的，換句話說，維持在大氣與大氣引導(dǎo)通路上端之間的液體交換，使得在墨液容器10中所產(chǎn)生的負(fù)壓被基本上維持在一個恒定的水平。負(fù)壓是由在第二通道60中大氣打破新月面的作用力決定的，且如上所述，取決于第二通道60的尺寸和所用墨液的性質(zhì)(表面張力，接觸角度與密度)。
因此，利用確定作為毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的第二通道60中產(chǎn)生的毛細(xì)作用力處于毛細(xì)作用力的下限值和上限值之間，該值隨在液腔中的墨液或處理液體的顏色和材料可能有所不同，同樣結(jié)構(gòu)的墨液容器(10)可以用于所有的墨液和處理液而不用改變結(jié)構(gòu)。
在包括噴墨頭22的噴出口的平面上的壓力是由毛細(xì)作用力，吸液材料32的壓力損失和在具有供墨孔道14A的墨液容器底部和包括噴出口等的平面之間的相對高度等的總和決定的。
下面將要描述第二通道60，61，64，以及下文將講到的第二通道62，63的尺寸規(guī)格。
如上所述，墨液容器10中產(chǎn)生的負(fù)壓最好控制在恒定的水平上，以便在消耗墨液的期間能夠供墨而不出現(xiàn)墨液斷續(xù)的情況。當(dāng)墨液容器10安裝在整體噴液頭式容器殼20上且在未畫出的噴墨記錄設(shè)備的滑架上承載時(可打印狀態(tài))，一預(yù)定液頭差在墨液容器10底部的毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分和包括噴墨頭噴出口的平面之間形成。為了防止在上述狀態(tài)下墨通過噴墨頭的噴出口泄漏，在包括噴出口的平面上的噴出口中的墨壓總是低于外界壓力。
直到墨從液腔36用光時，氣液界面的高度必須保持穩(wěn)定。為了做到這一點，在吸液材料32中氣液界面處的新自面應(yīng)該保持穩(wěn)定地抵抗在消耗墨液期間墨流通過吸液材料而產(chǎn)生的壓力損失。
因此，毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分產(chǎn)生的毛細(xì)作用力最好滿足下式H＜h≤Hs-Hp-δh…(1)式中h是毛細(xì)作用力，它是由毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以被噴液體密度φ乘重力加速度g而限定的(h的量綱是長度)，即，h＝δPc/φg，其中，δPc是所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力；H是毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分和包括噴出口的噴液頭平面之間的液頭差；Hs是毛細(xì)作用力，它是由負(fù)壓產(chǎn)生件產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以被噴液體密度φ乘重力加速度而限定的(Hs的量綱是長度)，即，Hs＝δPs/φg，其中，δPs是負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力；Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面和毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分之間的液頭差；δh是液頭損失，它是由流體通路和通過負(fù)壓產(chǎn)生件的供液孔道之間的壓力損失除以密度φ乘重力加速度g而限定的(δh的量綱是長度)，即，δh＝δPe/φg，其中，δPe是壓力損失。
一般來說，當(dāng)在毛細(xì)管中產(chǎn)生的毛細(xì)作用力為δPc時，轉(zhuǎn)變?yōu)殚L度量綱的毛細(xì)作用力h表達(dá)為h＝L/S×Γ/φg×cosθ…(2)式中L是管的周長(cm)，S是橫截面積(cm2)；Γ是墨的表面張力(達(dá)因/cm)；θ是接觸角；φ是密度(g/cm3)；g是重力加速度(980cm/S2)。
因此，毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的尺寸由式(1)和(2)應(yīng)滿足下式1/cosθ×φg/Γ×H＜L/S≤1/cosθ×φg/?！?Hs-Hp-Sh) …(3)式中L是毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的周長；S是橫截面積；φ是墨的密度；g是重力加速度；Γ是墨的表面張力；θ是墨的接觸角。
在噴墨記錄設(shè)備的實際使用中，由于各種沖擊或滑架的掃描產(chǎn)生的加速度，溫度變化及外界條件變化產(chǎn)生的壓力變化被傳遞。因此，在包括噴出口的平面上噴出口中墨壓最好小于外界壓力大約-10mm H2O，從而包括一安全系數(shù)。
考慮到這一點，轉(zhuǎn)變成長度的毛細(xì)作用力h最好滿足下式H+hm＜h≤Hs-Ph-δh…(4)因此(3)是1/cosθ×φg/?！?H+hm)＜L/S≤1/cosθ×φg/?！?Hs-Hp-δh)將給出特定的值，用作具有圖12，(A)中所示具有梯形截面的第二通道60的實例。
實例1開口的寬度W1＝0.25mm；底部的寬度W2＝0.24mm；深度D＝0.38mm。在這種情形中，斜面長度(斜面的傾角為1.3°)，和d是大約0.38mm，L/S為135cm-1。當(dāng)墨的表面張力為46.5達(dá)因/cm時，在氣液互換中的負(fù)靜態(tài)壓力為-5.2cm。因此，當(dāng)hm為1cm，H為2.7cm，Hs＝10cm，Hp＝1.2cm且δh＝1.5cm時，96＜L/S≤189被滿足。
實例2開口寬度W1＝0.26mm，底部寬度W2＝0.25mm，深度D＝0.32mm。在這種情形中，斜面長度(斜面傾角為1.3°) d大約為0.32mm，L/S為140cm-1。當(dāng)墨的表面張力為34.8達(dá)因/cm時，氣液互換中的負(fù)靜態(tài)壓力為-4.9cm。因此，當(dāng)hm為1cm，H為2.7cm，Hs＝10cm，Hp＝1.2cm且δh＝1.5cm時，106＜L/S≤209被滿足。
實例3開口寬度W1＝0.25mm，底部寬度W2＝0.23mm，深度D＝0.34mm。在這種情形中，斜面長度(斜面傾角為1.3°)d大約為0.34mm，L/S為143cm-1。當(dāng)墨的表面張力為41.6達(dá)因/cm時，氣液互換中的負(fù)靜態(tài)壓力為-4.3cm。因此，當(dāng)hm為1cm，H為2.7cm，Hs＝10cm，Hp＝1.2cm且δh＝1.5cm時，123＜L/S≤243得到滿足。
為了產(chǎn)生必要的毛細(xì)作用力，第二通道60的橫截面積(寬度×深度)最好大約為0.20-0.40mm×0.20-0.40mm，為了抑制吸液材料向槽中的進(jìn)入量，寬度最好小于深度。
第一通道50的橫截面積只要大于第二通道60的橫截面積即可。第二通道60的長度可以從流體通路40的上端起為大約2～10mm。如果它太短，那么，吸液材料32的加壓接觸將不穩(wěn)定，而如果它太長，那么，吸液材料32進(jìn)入的影響將太大，因而大約4mm是推薦值。
如上所述，第一通道50的上端高度有效地限制吸液材料32的氣液界面的高度。因此，它被選擇得使墨繼續(xù)不致于出現(xiàn)，因而吸液材料32的緩沖力不致變劣。從流體通路40的上端起，它最好大約為10-30mm。
圖6表示在包括噴墨頭22的噴出口的平面上壓力按照墨的消耗的變化。在墨液容器10剛剛開始使用后的初始狀態(tài)中，吸液材料32的新月形在回縮接觸角和前進(jìn)接觸角之間，在小量消耗墨后就達(dá)到由回縮接觸角產(chǎn)生的負(fù)壓Γ1。
其后，當(dāng)吸液材料32中浸漬的墨被消耗時，即，在氣液界面LL達(dá)到第一通道50上端之前，所產(chǎn)生的負(fù)壓是由吸液材料32的毛細(xì)作用力和氣液界面LL與噴出口之間的靜液頭差決定的。隨著墨的消耗，負(fù)壓減小直至氣液界面達(dá)到第一通道50的上端(從P1至P2的期間，相應(yīng)于圖5(A))。
當(dāng)氣液界面LL達(dá)到第一通道50上端時，所產(chǎn)生的負(fù)壓由吸液材料32決定的狀態(tài)變成所產(chǎn)生的負(fù)壓由第二通道60產(chǎn)生的負(fù)壓決定的狀態(tài)，因而壓力從P2(圖5，(B))上升至P3(圖5(C))。其后，當(dāng)液腔36中的墨在氣液互換中被消耗時，所產(chǎn)生的負(fù)壓被保持恒定(P3)。
恰在液腔36中的墨完全消耗掉之前，在流體通路40中存在空氣和墨，留在液腔36中的墨被吸液材料32所吸收，因而壓力暫時上升至(P4)。
隨著墨繼續(xù)被消耗，吸液材料32中的墨被消耗直至因壓力下降而達(dá)到供墨極限，而這是墨液容器10的使用極限。
現(xiàn)在參閱圖8和9描述本發(fā)明的另一實施例，使用圖7示意地表示前述實施例。在圖7至9中，在(A)中的影線表示構(gòu)件的剖面，但是在(B)中則表示吸液材料32的接觸面。
圖7示意地表示前述實施例，三條第一通道50和三條第二通道60在隔板38中形成，并且分別相互配合工作(1∶1)。
在圖8中，作為外界引入通路的第一通道52的數(shù)目和作為毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的第二通道62的數(shù)目為1∶2。更具體來說，在該實施例中，在隔板38中形成二條第一通道52和四條第二通道62。
在圖9中，作為外界引入通路的第一通道53的數(shù)目和作為毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的第二通道63的數(shù)目為大約1∶5。在該種情形中，第一通道53之一具有大的寬度，吸液材料32可能會進(jìn)入其中太多，因而堵塞通道，因此，在槽中最好形成一條肋55以支承吸液材料。第二通道63的數(shù)目可以是等于或大于3的任何數(shù)目。
本發(fā)明主要針對大容量的墨液容器，但并不局限于此。
在前述實施例中，當(dāng)不出現(xiàn)氣液互換時，第二通道由液體容器中容納的液體與空氣相隔開。但是，毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分可通連于外界。這是由于在該實施例中毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分可保持平衡的緣故。
下面將描述流體通路和供應(yīng)孔道之間的距離。為了適當(dāng)?shù)貙⒛椭劣涗涱^，在墨液容器中的負(fù)壓平衡是有影響的因素之一。在進(jìn)行供墨操作期間，在包括液腔和負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔的墨液容器中具有氣液互換，此時在墨液容器中的負(fù)壓平衡滿足下式|h|+|δh×ll1|＜|Hs|-|Hpa|在吸液材料(負(fù)壓產(chǎn)生件)中適當(dāng)保持氣液界面高度時，供墨操作是正常的。
液體容器具有圖17中所示的結(jié)構(gòu)，它具有一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔，其中容納負(fù)壓產(chǎn)生件并包括用于流體連通的通氣孔；以及一個用于將液體送至記錄裝置的供液孔道；一個液腔，除一條流體通路以外它基本上是密封的，通過上述流體通路，所述液腔與所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔流體連通；一個隔板，它用于分隔所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和所述液腔，其中，所述隔板中設(shè)有一毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分；一個在所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔的底面中設(shè)置的供液孔道中的加壓接觸件，其中，加壓接觸件上端面接觸所述負(fù)壓產(chǎn)生件；其中，在所述流體通路和所述加壓接觸件與流體通路最近的部分之間的距離l1滿足下式l1＜(Hs-Hpa-h)/δhh是鄰近流體通路的毛細(xì)作用力，它是由壓力除以待噴液體密度φ乘重力加速度而限定的(h的量綱是長度)，即，h＝δPca/φg，其中，δPca是鄰近流體通路的壓力；Hs是毛細(xì)作用力，它是由負(fù)壓產(chǎn)生件產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以待噴液體密度φ乘重力加速度g而限定的(Hs的量綱是長度)，即，Hs＝δPs/φg，其中，δPs是負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力，Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面和流體通路相鄰部分之間的液頭差；δh是液頭損失，它是由流體通路和通過負(fù)壓產(chǎn)生件的供液孔道之間的液頭損失除以密度φ乘重力加速度g而限定的(δh的量綱是長度)，即，δh＝δPe/φg，其中，δPe是壓力損失。壓力損失δPs是每一部分中壓力損失的流通長度的積分，每一部分的壓力損失是以流過負(fù)壓產(chǎn)生件的待噴液體的流通橫截面積為基礎(chǔ)確定的，因此，壓力損失δPs與流通長度和流速平方成正比，與流通的橫截面積成反比。
橫截面積是由負(fù)壓產(chǎn)生件的厚度乘負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面距負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔底部的高度而確定的。但是，由于負(fù)壓產(chǎn)生件并不是均勻一致的，因而難于確定壓力損失，這里將橫截面積看作是負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面的平均高度乘負(fù)壓產(chǎn)生件的平均寬度。關(guān)于流通長度，最大長度是重要的，因此，將流通長度認(rèn)作是流體通路和加壓接觸件距流體通路最遠(yuǎn)部分之間的距離。當(dāng)每單位長度的壓力損失為δp時，壓力損失δPe為δPe＝δp×l1流通平均長度是從流體通路至加壓接觸件和負(fù)壓產(chǎn)生件之間的界面的距離。
這里，δPca＞H，H是鄰近部分至孔的靜液頭。這就要求為記錄頭提供適當(dāng)?shù)呢?fù)壓。在圖17中，墨液容器具有一平隔板。在該實施例中，所考慮的是當(dāng)鄰近流體通路處產(chǎn)生氣液互換時所產(chǎn)生的負(fù)壓。下面的描述是在隔板上實際形成毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽的情況作出的。
液體容器具有圖18所示的結(jié)構(gòu)，隔板設(shè)有毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽60和一條鄰近流體通路的外界引入通路50。
從流體通路至與流體通路最遠(yuǎn)部分的距離l1滿足下式l1＜(Hs-Hp-h)/δhh是鄰近流體通路的毛細(xì)作用力，它是由壓力除以待噴液體密度φ乘重力加速度而限定的(h的量綱是長度)，即，h＝δPc/φg，其中，δPc是鄰近流體通路的壓力；Hs是毛細(xì)作用力，它是由負(fù)壓產(chǎn)生件產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以待噴液體的密度乘重力加速度g而限定的(Hs的量綱是長度)，即，Hs＝δPs/φg，其中，δPs是負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力；Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面和流體通路的鄰近部分之間的液頭差；δh是液頭損失，它是由流體通路和通過負(fù)壓產(chǎn)生件的供液孔道之間的壓力損失除以密度φ乘重力加速度g而限定的(δh的量綱是長度)，即，δh＝δPe/φg，其中，δPe是壓力損失。壓力損失Pe是每個部分壓力損失的流通長度的積分，每個部分的壓力損失是以流過負(fù)壓產(chǎn)生件的待噴液體流通的橫截面積為基礎(chǔ)確定的，因此，壓力損失δPe與流通長度及流速平方成正比，并且與流通的橫截面積成反比。橫截面積是由負(fù)壓產(chǎn)生件的厚度乘在負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面距負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔底部的高度而確定的。但是，由于負(fù)壓產(chǎn)生件不是均勻的，因而難于確定壓力損失，這里將橫截面積認(rèn)作是負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面的平均高度乘負(fù)壓產(chǎn)生件的平均寬度。關(guān)于流通長度，最大長度是重要的，因此，將流通長度看作是流體通路和加壓接觸件距流體通路最遠(yuǎn)部分之間的距離。當(dāng)每單位長度的壓力損失為δp時，壓力損失δPe為δPe＝δp×l1流通的平均長度是從流體通路至加壓接觸件和負(fù)壓產(chǎn)生件之間界面的中間部分的距離。
這里，δPca＞H，H是從鄰近部分至孔的靜液頭。
這就要求為記錄頭提供適當(dāng)?shù)呢?fù)壓。
這里，墨液容器使用4倍熱壓的海綿。
用過的墨Γ＝30，“eta”(η)＝2，φ＝1.06g/cm3。墨的流量為1.44g/分鐘。恰在容器打開之后，記錄頭的孔中的負(fù)壓為25mmAg。在氣液互換過程中外界界面高度hs＝12mm。在這種情形中，δPs＝90mmAg，δPc＝40mmAg，δPe＝0.5mmAg/mm，l1＜(90-12-40)/0.5＝76mm。
當(dāng)在試驗中l(wèi)1為75mm時，穩(wěn)定的工作在正常的工作條件中得到證實。
但是，由于墨是通過各種分配渠道到達(dá)用戶，因而考慮到外部沖擊等情況應(yīng)增加安全系數(shù)。由于操作者的錯誤，墨液容器有掉落的可能性。因此，考慮到安全系數(shù)，l1的上限最好為大約60mm，更為穩(wěn)妥的是大約50mm。
另一方面，關(guān)于l1的下限，最好要考慮到由于加壓接觸件的加壓而引起的負(fù)壓產(chǎn)生件的運動。
例如，在容器具有一個供應(yīng)孔道，它在離開流體通道大約5mm以外的位置上設(shè)有一加壓接觸件的情形中，鄰近流體通路的負(fù)壓產(chǎn)生件由于加壓接觸件加壓3mm而從流體通路移離大約1mm。容納在容器中的負(fù)壓產(chǎn)生件在連通部分中壓向連通部分大約2.5mm。因此，即使負(fù)壓產(chǎn)生件作了如上所述的運動，仍可滿意地進(jìn)行供墨工作。
但是，考慮到插入負(fù)壓產(chǎn)生件時的變化因素，最好大約10mm的安全因素應(yīng)考慮到由于外部因素等造成的偏差。
因此，作為加壓接觸件位置的一個特定實例，它最好不小于l1＝10mm，不大于50mm。
現(xiàn)參閱圖19描述具體實例。
待噴液體的液體容器10包括一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34，其上部與通氣孔12流體連通，其下部與供液孔道14A流體連通，并且容納作為負(fù)壓產(chǎn)生件的開孔彈性件32；一個直接用來容納墨液的基本密封的液腔36；以及其間的一隔板38。負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34和液腔36只是通過在隔板38上形成的流體通路40在液體容器10的底部流體連通。
限定負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34的液體容器10的上壁10U設(shè)有多個與其連為整體的向內(nèi)凸起的肋42，它們接觸在負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34中的開孔彈性件32。因此，在壁10U和開孔彈性件32的上表面之間形成空氣緩沖腔44。開孔彈性件32可以是熱壓聚氨酯泡沫材料的，并且在壓縮下容納在負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34中，以便產(chǎn)生預(yù)定的毛細(xì)作用力，這將在下文中講到。用于產(chǎn)生預(yù)定毛細(xì)作用力的開孔彈性件32的孔的尺寸是根據(jù)準(zhǔn)備使用的墨的材料、液體容器10的尺寸、包括噴墨頭22的噴出口的平面的位置(靜液頭差H)等確定的，但是，所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力最好大于在毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽或通道中的毛細(xì)作用力，這將在下文中將講到。
在限定供液孔道14A的供墨筒14中放置盤狀或柱狀加壓接觸件46。例如，加壓接觸件46本身可以是聚丙烯或氈的，它不易被外力變形。當(dāng)容器不安裝在圖3所示的容器殼20中時，加壓接觸件46保持在壓力接觸狀態(tài)下，其中，它被稍許推向開孔彈性件32以局部壓縮開孔彈性件32。開孔彈性件32被加壓接觸件46的上端面加壓接觸的程度，從容器10的底壁10B內(nèi)表面算起最好不少于0mm，不大于5mm。為了實現(xiàn)這一點，在供墨筒14端部上形成接觸加壓接觸件46的鄰近部分的凸緣14B。加壓接觸件46從開孔彈性件32接受大約300gf的斥力，使其彎曲。為了防止它從供墨筒14中的預(yù)定位置脫開，在圖3所示部分中的厚度(高度)的縱橫比最好不小于0.5。
在圖19的實施例中，容器10在縱向上的內(nèi)部尺寸L0-1大約為70mm，在高度方向上的內(nèi)部尺寸h0-1大約為50mm，第一容納腔34在縱向上的內(nèi)部尺寸L0-2大約為43-47mm，從隔板38的開孔彈性件32側(cè)面至隔板38的加壓接觸件46側(cè)面的距離L1大約為26mm。容器10的基本厚度一般為大約2mm。圍繞容器10的供液孔道14A設(shè)有一個從容器10的底壁10B的內(nèi)底面向內(nèi)凸起的環(huán)形臺階部分14C，其高度為0.3-0.4mm，寬度為1.5-3mm。
當(dāng)容器10裝在整體噴墨頭式容器殼20上時加壓接觸件46的進(jìn)入量，即，彩色噴墨頭22的墨道圓筒26進(jìn)入供墨圓筒14時(圖20)和它卸下且不進(jìn)入時(圖19)之間的差(圖19中h1-1和圖20中h1-2)之間的差最好大約為1mm。這是因為那樣才能保證墨的適當(dāng)流動，而且當(dāng)拆卸液體容器10時可防止墨的泄漏。
更具體來說，在該實施例的液體容器10中，為了可靠地保持在供液孔道處墨的滯留力(負(fù)壓)，開孔彈性件32鄰近供液孔道的新月面力，即使當(dāng)墨道圓筒26從供墨圓筒14拆下時，也應(yīng)得以保持。為了做到這一點，設(shè)置的加壓接觸件46為一個硬的吸液件。
在圖21的實施例中，供液孔道14A的位置不同于容器殼20，鄰近于隔板38。下面將描述這樣做的原因。由于加壓接觸件46被推向開環(huán)彈性件32，因而接觸加壓接觸件46的開環(huán)彈性件32的部分局部變形。因此，當(dāng)供液孔道14A太靠近作為氣液互換開口的流體通路40時，由于開環(huán)彈性件32變形引起的應(yīng)變的影響延伸至氣液互換開口，因此，液體容器10的制造誤差增加。在最壞的情況中，不能產(chǎn)生適當(dāng)?shù)呢?fù)壓，可能引起墨液從供液孔道14A滴落的情況。相反，如果供液孔道14A太遠(yuǎn)離作為氣液互換開口的流體通路40，在氣液互換工作(將在下文中講述)中從流體通路40至供液孔道14A的流動阻力太大，可能引起墨液消耗高時墨的繼續(xù)(停止)情況。因此，從流體通路40至供液孔道14A的距離最好在一個范圍之內(nèi)。在圖19所示的實例中，距離L1大約為22-26mm，更一般來說，不大于大約30mm，在圖21的實例中，距離L1-3大約為5mm。
下面描述用于控制由作為負(fù)壓產(chǎn)生件的開孔彈性件32所產(chǎn)生的負(fù)壓的結(jié)構(gòu)。
在這個實施例中，如圖19所示，隔板38的下部的負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34側(cè)設(shè)有作為第一通道的兩條平行的外界引入槽50，其具有通向并接觸作為負(fù)壓產(chǎn)生件的開孔彈性件32的頂端，以及兩條作為第二通道的平行的毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽60與外界引入槽50流體連通且具有與流體通路40流體連通的底端(在該圖中只以剖面表示出它們中的每一種之一)。如圖所示，毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽60的底端可延續(xù)至槽65，該槽65在流體通路40的上側(cè)在縱向上延伸。這樣，即使開孔彈性件32在毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽60的下端處進(jìn)入槽中，也能夠保證通道。外界引入槽50最好具有一個大于毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽60的寬度，因為這樣才能保證外界的引入并減小在氣液互換開始時的阻力。下文中將詳述的每條毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽60可以看作是一個用于產(chǎn)生毛細(xì)作用力的毛細(xì)管，這種毛細(xì)管由隔板38的槽面和在開孔彈性件32側(cè)的一表面構(gòu)成。
毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽的橫截面形狀可作多種選擇，如梯形截面、矩形截面、半圓形截面等。
在前述實施例中，第一和第二通道分別由槽構(gòu)成，但是，它們也可以是在橫截面中自身封閉的通道。更具體來說，隔板38的下部可設(shè)有作為第一通道的一外界引入通道，其具有通向且接觸作為負(fù)壓產(chǎn)生件的開孔彈性件32的頂端，以及一作為第二通道的毛細(xì)作用力產(chǎn)生通道，其與外界引入通道流體連通且具有與流體通路40流體連通的底端。這樣就構(gòu)成了毛細(xì)作用力產(chǎn)生通道而不必由開孔彈性件32封閉槽的敞開側(cè)，因而可確定毛細(xì)作用力的產(chǎn)生而不受開孔彈性件32的影響。
下面描述該實施例中液體容器的工作原理。
如圖20所示，墨道圓筒26被推入供墨圓筒14，然后操作噴墨記錄設(shè)備。然后，從噴墨頭22噴墨，從而在液體容器10中產(chǎn)生吸墨力。
當(dāng)在負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔34中作為負(fù)壓產(chǎn)生件的開孔彈性件32含有足夠量的墨時，墨從負(fù)壓產(chǎn)生件被消耗掉，因而上表面(氣液界面)降低。此時所產(chǎn)生的負(fù)壓由靜液頭和負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面處的毛細(xì)作用力所確定。
隨著墨的繼續(xù)消耗，氣液界面達(dá)到外界引入槽50的頂端部分。當(dāng)直接盛墨的液腔36和負(fù)壓產(chǎn)生件32的底部的壓力變得低于毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽60中所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力時，空氣就通過外界引入槽50和毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽60送入液腔36。因此，液腔36中的壓力相應(yīng)于引入的空氣量增加，墨從液腔36通過流體通路40送入負(fù)壓產(chǎn)生件32，以便補償增大的壓力和負(fù)壓產(chǎn)生件32的壓力之間的差，即，進(jìn)行氣液互換。
此時，在容器底部的壓力相應(yīng)于供墨量上升，因此，進(jìn)入液腔36中的空氣供應(yīng)停止。
在墨消耗的過程中，氣液互換連續(xù)地發(fā)生，因而在液腔36中的墨被送入負(fù)壓產(chǎn)生件32中。因此，在墨從液腔36消耗的過程中所產(chǎn)生的負(fù)壓是由毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽60所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力決定的。因此，通過適當(dāng)?shù)剡x擇毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽60的尺寸就可以確定在氣液互換過程中所產(chǎn)生的負(fù)壓。
當(dāng)通過流體通路40從液腔36向開孔彈性件32中供墨時，即，當(dāng)進(jìn)行氣液互換時，墨在開孔彈性件32的下部，即，在容器10底壁10B以內(nèi)10-20mm的范圍內(nèi)流動。因此，如果存在大的間隙，或者，如果開孔彈性件的補償率太高，那么，象在普通容器中那樣，墨的流動就會受阻。然而按照本實施例，加壓接觸件46的下端表面比底壁10B的內(nèi)側(cè)靠外相應(yīng)于h2-1的距離，因而加壓接觸件46并不進(jìn)入相應(yīng)于h2-1的距離，即使如圖20所示墨道圓筒26被推入供墨圈筒14一個預(yù)定的量(1mm)(安裝狀態(tài))，從內(nèi)側(cè)底部向內(nèi)凸起距離也是h1-2。因此，由于開孔彈性件32從容器內(nèi)底部分離的距離L2-2而引起的間隙不大。上述分離的距離L2-2最大為2-3mm。因此，當(dāng)發(fā)生氣液互換時，墨在開孔彈性件32中距容器10的底壁10B內(nèi)表面10-20mm的范圍內(nèi)流動，因此，墨的流動在該實施例的液體容器中幾乎不受阻礙，其中，鄰近加壓接觸件46的間隙不大。
另外，鄰近與加壓接觸件46接觸的部分(頂面)的開孔彈性件32的補償率受到適當(dāng)?shù)目刂?，因此，墨的流動不會受到開孔彈性件32補償率增加而引起的流動阻力的增加的阻礙。
另外，圍繞供液孔道14A設(shè)有從容器10的底壁10B的內(nèi)表面向內(nèi)凸起的臺階部分14C，因此，開孔彈性件32被兩個臺階向內(nèi)壓縮。臺階高度較小(0.3-0.7mm)，因而開孔彈性件32的形狀追隨臺階，無間隙形成。加壓接觸件46進(jìn)入程度可引起開孔彈性件32從底壁10B的內(nèi)側(cè)上分離，上述進(jìn)入程度為(h1-2)-(臺階部分14C的高度)，因此，相應(yīng)于臺階部分14C的間隙擴大受到抑制。
權(quán)利要求
1.一種用于容納待噴液體的容器，它包括一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔，其用于容納負(fù)壓產(chǎn)生件，所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔設(shè)有一個通氣孔，以便與外界流體連通，以及一個供液部分，其用于將液體送至噴液頭；一個除了一條流體通路以外基本密封的液腔，所述液腔通過所述流體通路與所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔流體連通；一個隔板，其用于分隔所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和所述液腔，所述隔板設(shè)有一條外界引入通路，其用于從所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔將外界引入所述液腔，所述外界引入通路構(gòu)成毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分；其中，由所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分產(chǎn)生的毛細(xì)作用力滿足下式H＜h≤Hs-Hp-δh其中h是毛細(xì)作用力，它是由毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以待噴液體密度φ乘重力加速度g而限定的(h的量綱是長度)，即，h＝δPc/φg，其中δPc是所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力；H是毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分和包括噴出口的噴液頭平面之間的液頭差；Hs是毛細(xì)作用力，它是由負(fù)壓產(chǎn)生件所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以待噴液體密度φ乘重力加速度g而限定的(Hs的量綱是長度)，即，Hs＝δPs/φg，其中δPs是負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力；Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面和毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分之間的液頭差；δh是液頭損失，它是由流體通路和通過負(fù)壓產(chǎn)生件的供液孔道之間的壓力損失除以密度φ乘重力加速度g而限定的(δh的量綱是長度)，即，δh＝δPe/φg，其中δPe是壓力損失。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分具有周長L和橫截面積S，上述h的表達(dá)式為h＝L/S×Γ/φg×cosθ其中φ是液體密度，g是重力加速度，Γ是液體表面張力，θ是液體接觸角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的毛細(xì)作用力介于可用于噴墨頭的不同種類和顏色的液體的最小和最大毛細(xì)作用力之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述供液孔道設(shè)在容器底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述容器與噴液頭是整體的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述容器相對于所述噴液頭是可卸式安裝的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述外界引入通路的上端在氣液互換之后保持與外界流體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述外界引入通路的至少上端通向且接觸所述負(fù)壓產(chǎn)生件，其下端與所述流體通路流體連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的容器，其特征在于所述外界引入通路具有構(gòu)成毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的第二通道和橫截面積大于所述第二通道橫截面積的第一通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的容器，其特征在于設(shè)有多條至少這樣的第二通道。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的容器，其特征在于所述外界引入通路呈槽的形式，槽的敞開部分由所述負(fù)壓產(chǎn)生件封閉。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的容器，其特征在于所述槽與一條在所述流體通路的縱向延伸的槽流體連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的容器，其特征在于所述第一通道和所述第二通道分別呈現(xiàn)外界引入槽和毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽的形式，其敞開部分由所述負(fù)壓產(chǎn)生件封閉。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽具有寬度×深度為0.20-0.40mm×0.20-0.40mm的矩形截面。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽具有2-10mm的長度。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽具有梯形截面。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽具有三角形截面。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽的至少一部分具有半圓形截面。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述供液孔道設(shè)有與所述負(fù)壓產(chǎn)生件接觸的加壓接觸件。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述負(fù)壓產(chǎn)生件在所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔中具有一個高度，該高度不小于40mm。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于在所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔中，一空氣緩沖腔在所述負(fù)壓產(chǎn)生件上方形成，所述空氣緩沖腔與所述通氣孔流體連通，其中，所述空氣緩沖腔和所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔的容積比是1/5-1/8。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和所述液腔的容積比是1∶1至5∶3。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述負(fù)壓產(chǎn)生件是吸收液體的泡沫聚氨酯樹脂材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的容器，其特征在于所述加壓接觸件是聚丙烯氈的。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述流體通路的寬度小于所述隔板底部的寬度。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述外界引入通路的頂部水平高于所述外界引入通路上端10-30mm。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述流體通路和所述噴液供應(yīng)孔道之間的距離是10-50mm。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的容器，其特征在于所述加壓接觸件壓入所述負(fù)壓產(chǎn)生件，其進(jìn)入的距離當(dāng)所述液體容器與所述噴液頭不連接時為0.5-2mm，而當(dāng)連接時為1.0-3.0mm。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其特征在于所述容器容納準(zhǔn)備送至所述噴液頭的液體。
30.一種用于容納待噴液體的容器，它包括一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔，其用于容納負(fù)壓產(chǎn)生件，所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔設(shè)有一個通氣孔，以便與外界流體連通，以及一個供液部分，其用于將液體送至噴液頭；一個除了一條流體通路以外基本密封的液腔，所述液腔通過所述流體通路與所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔流體連通；一個隔板，其用于分隔所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和所述液腔；所述隔板設(shè)有一條外界引入通路，其用于從所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔將外界引入所述液腔，所述外界引入通路構(gòu)成毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分；其中，由所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分產(chǎn)生的毛細(xì)作用力滿足下式H+hm＜h≤Hs-Hp-δh其中h是毛細(xì)作用力，它是由毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以待噴液體密度φ乘重力加速度g而限定的(h的量綱是長度)，即，h＝δPc/φg，其中δPc是所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力；H是毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分和包括噴出口的噴液頭平面之間的液頭差；Hs是毛細(xì)作用力，它是由負(fù)壓產(chǎn)生件所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以待噴液體密度φ乘重力加速度g而限定的(Hs的量綱是長度)，即，Hs＝δPs/φg，其中δPs是負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力；Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面和毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分之間的液頭差；δh是液頭損失，它是由流體通路和通過負(fù)壓產(chǎn)生件的供液孔道之間的壓力損失除以密度φ乘重力加速度g而限定的(δh的量綱是長度)，即，δh＝δPe/φg，其中δPe是壓力損失，其中hm是被密度φ乘重力加速度g除的設(shè)計余量毛細(xì)作用力(量綱為長度)，即，hm＝δPm/φg，其中δPm為設(shè)計余量毛細(xì)作用力。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分具有周長L和橫截面積S，上述h的表達(dá)式為h＝L/S×Γ/φg×cosθ其中，L是毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的周長(cm)；S是橫截面積(cm2)；Γ是墨液的表面張力(dyn/cm)；θ是接觸角；φ是密度(g/cm3)；g是重力加速度(g/cm3)。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的毛細(xì)作用力介于可用于噴墨頭的不同種類和顏色的液體的最小和最大毛細(xì)作用力之間。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述供液孔道設(shè)在容器底部。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述容器與噴液頭是整體的。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述容器相對于所述噴液頭是可卸式安裝的。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述外界引入通路的上端在氣液互換之后保持與外界流體連通。
37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述外界引入通路的至少上端通向且接觸所述負(fù)壓產(chǎn)生件，其下端與所述流體通路流體連通。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的容器，其特征在于所述外界引入通路具有構(gòu)成毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分的第二通道和橫截面積大于所述第二通道橫截面積的第一通道。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的容器，其特征在于設(shè)有多條至少這樣的第二通道。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的容器，其特征在于所述外界引入通路呈槽的形式，槽的敞開部分由所述負(fù)壓產(chǎn)生件封閉。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的容器，其特征在于所述槽與一條在所述流體通路的縱向延伸的槽流體連通。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所述的容器，其特征在于所述第一通道和所述第二通道分別呈現(xiàn)外界引入槽和毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽的形式，其敞開部分由所述負(fù)壓產(chǎn)生件封閉。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽具有寬度×深度為0.20-0.40mm×0.20-0.40mm的矩形截面。
44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽具有2-10mm的長度。
45.根據(jù)權(quán)利要求40所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽具有梯形截面。
46.根據(jù)權(quán)利要求40所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽具有三角形截面。
47.根據(jù)權(quán)利要求40所述的容器，其特征在于所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生槽的至少一部分具有半圓形截面。
48.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述供液孔道設(shè)有與所述負(fù)壓產(chǎn)生件接觸的加壓接觸件。
49.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述負(fù)壓產(chǎn)生件在所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔中具有一個高度，該高度不小于40mm。
50.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于在所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔中，一空氣緩沖腔在所述負(fù)壓產(chǎn)生件上方形成，所述空氣緩沖腔與所述通氣孔流體連通，其中，所述空氣緩沖腔和所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔的容積比是1/5-1/8。
51.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和所述液腔的容積比是1∶1至5∶3。
52.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述負(fù)壓產(chǎn)生件是吸收液體的泡沫聚氨酯樹脂材料。
53.根據(jù)權(quán)利要求48所述的容器，其特征在于所述加壓接觸件是聚丙烯氈的。
54.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述流體通路的寬度小于所述隔板底部的寬度。
55.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述外界引入通路的頂部水平高于所述外界引入通路上端10-30mm。
56.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述流體通路和所述噴液供應(yīng)孔道之間的距離是10-50mm。
57.根據(jù)權(quán)利要求48所述的容器，其特征在于所述加壓接觸件壓入所述負(fù)壓產(chǎn)生件，其進(jìn)入的距離當(dāng)所述液體容器與所述噴液頭不連接時為0.5-2mm，而當(dāng)連接時為1.0-3.0mm。
58.根據(jù)權(quán)利要求30所述的容器，其特征在于所述容器容納準(zhǔn)備送至所述噴液頭的液體。
59.一種用于容納待噴液體的容器，它包括一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔，其用于容納負(fù)壓產(chǎn)生件，所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔設(shè)有一個通氣孔，以便與外界流體連通，以及一個供液部分，其用于將液體送至噴液頭；一個除了一條流體通路以外基本密封的液腔，所述液腔通過所述流體通路與所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔流體連通；一個隔板，其用于分隔所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和所述液腔，其中所述隔板中設(shè)有毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分；在所述供液孔道中的加壓接觸件設(shè)置在所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔的底側(cè)上，加壓接觸件的上端面與所述負(fù)壓產(chǎn)生件接觸；其中從所述流體通路至所述加壓接觸件最靠近所述流體通路的部分的距離l1滿足下式l1＜(Hs-Hpa-h)/δh其中h是鄰近流體通路的毛細(xì)作用力，它是由壓力除以待噴液體密度φ乘重力加速度g而限定的(h的量綱是長度)，即，h＝δPca/φg，其中δPca是鄰近流體通路的壓力；Hs是毛細(xì)作用力，它是由負(fù)壓產(chǎn)生件所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以待噴液體密度φ乘重力加速度g而限定的(Hs的量綱是長度)，即，Hs＝δPs/φg ，其中δPs是負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力；Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面和流體通路的鄰近部分之間的液頭差；δh是液頭損失，它是由流體通路和通過負(fù)壓產(chǎn)生件的供液孔道之間的壓力損失除以密度φ乘重力加速度g而限定的(δh的量綱是長度)，即，δh＝δPe/φg，其中δPe是壓力損失。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的容器，其特征在于所述加壓接觸件的下端面在所述容器的內(nèi)底面之外。
61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的容器，其特征在于圍繞所述供液孔道，設(shè)有一臺階部分，它從所述容器的內(nèi)底面向內(nèi)凸起。
62.根據(jù)權(quán)利要求59所述的容器，其特征在于所述供液孔道形成在一供液圓筒上，所述供液圓筒從所述容器底壁外表面向外形成。
63.根據(jù)權(quán)利要求59所述的容器，其特征在于所述容器容納準(zhǔn)備送至噴墨頭的液體。
64.一種用于容納待噴液體的容器，它包括一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔，其用于容納負(fù)壓產(chǎn)生件，所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔設(shè)有一個通氣孔，以便與外界流體連通，以及一個供液部分，其用于將液體送至噴液頭；一個除了一條流體通路以外基本密封的液腔，所述液腔通過所述流體通路與所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔流體連通；一個隔板，其用于分隔所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和所述液腔，所述隔板設(shè)有一條外界引入通路，其用于在所述隔板中提供一個毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分并用于從所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔將外界引入所述液腔；一個在所述供液孔道中的加壓接觸件設(shè)置在所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔的底側(cè)上，加壓接觸件與所述負(fù)壓產(chǎn)生件接觸；其中，從所述流體通路至所述加壓接觸件最靠近所述流體通路的部分的距離l1滿足l1＜(Hs-Hp-h)/δh其中h是鄰近流體通路的毛細(xì)作用力，它是由壓力除以待噴液體密度φ乘重力加速度g而限定的(h的量綱是長度)，即，h＝δPc/φg，其中δPc鄰近流體通路的壓力；Hs是毛細(xì)作用力，它是由負(fù)壓產(chǎn)生件所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力除以待噴液體密度φ乘重力加速度g而限定的(Hs的量綱是長度)，即，Hs＝δPs/φg，其中δPs是負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力；Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面和流體通路的鄰近部分之間的液頭差；δh是液頭損失，它是由流體通路和通過負(fù)壓產(chǎn)生件的供液孔道之間的壓力損失除以密度φ乘重力加速度g而限定的(δh的量綱是長度)，即，δh＝δPe/φg，其中δPe是壓力損失。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的容器，其特征在于所述加壓接觸件的下端面在所述容器的內(nèi)底面之外。
66.根據(jù)權(quán)利要求64所述的容器，其特征在于圍繞所述供液孔道設(shè)有一臺階部分，它從所述容器的內(nèi)底面向內(nèi)凸起。
67.根據(jù)權(quán)利要求64所述的容器，其特征在于所述供液孔道在一供液圓筒中形成，所述供液圓筒從所述容器底壁外表面向外形成。
68.根據(jù)權(quán)利要求64所述的容器，其特征在于所述容器容納準(zhǔn)備送至噴墨頭的液體。
69.一種用于容納待噴液體的容器，它包括一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔，其用于容納負(fù)壓產(chǎn)生件，所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔設(shè)有一個通氣孔，以便與外界流體連通，以及一個供液部分，其用于將液體送至噴液頭；一個除了一條流體通路以外基本密封的液腔，所述液腔通過所述流體通路與所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔流體連通；一個從所述負(fù)壓件產(chǎn)生件容納腔的所述流體通路向上延伸的隔板；在所述供液孔道中的加壓接觸件設(shè)置在所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔的底側(cè)上，加壓接觸件的上端面接觸所述負(fù)壓產(chǎn)生件，其中，所述加壓接觸件的下端面在所述容器的內(nèi)底面之外；其中，從一條流體通路至所述加壓接觸件最靠近所述流體通路的部分的距離l1滿足5mm＜l1≤60mm。
70.根據(jù)權(quán)利要求65所述的容器，其特征在于10mm≤l1≤50mm得到滿足。
全文摘要
一種用于容納待噴液體的容器,它包括:一個負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔,用于容納負(fù)壓產(chǎn)生件,其內(nèi)設(shè)有一個通氣孔,以便與外界流體連通,以及一個供液部分,其用于將液體送至噴液頭;一個除了一條流體通路以外基本密封的液腔,一個隔板,其用于分隔所述負(fù)壓產(chǎn)生件容納腔和所述液腔,構(gòu)成毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分;其中,由所述毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分產(chǎn)生的毛細(xì)作用力滿足下式:H< h≤Hs－Hp－δh。其中h是毛細(xì)作用力,δPc是所產(chǎn)生的毛細(xì)作用力;H是毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分和包括噴出口的噴液頭平面之間的液頭差;Hs是毛細(xì)作用力,δPs是負(fù)壓產(chǎn)生件的毛細(xì)作用力;Hp是負(fù)壓產(chǎn)生件中氣液界面和毛細(xì)作用力產(chǎn)生部分之間的液頭差;δh是液頭損失。
文檔編號B41J2/175GK1182680SQ971226
公開日1998年5月27日 申請日期1997年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月15日
發(fā)明者宇田川健太, 岸田創(chuàng), 佐藤理, 土井健, 中島一浩 申請人:佳能株式會社