專(zhuān)利名稱：液滴噴射裝置、圖像形成裝置和氣泡分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)噴射記錄流體的小液滴來(lái)形成圖像的液滴噴射裝置、包含上述液滴噴射裝置的圖像形成裝置、以及在上述液滴噴射裝置和圖像形成裝置中實(shí)施的氣泡分離方法。
背景技術(shù)：
圖像形成裝置包含打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、繪圖機(jī)以及具有多種圖像形成功能的多功能外圍設(shè)備(multifunction peripherals)。作為流體噴射記錄型圖像形成裝置的一個(gè)范例，噴墨記錄儀(inkjet recording apparatus)已為人所知。在所述的噴墨記錄儀中，在記錄介質(zhì)(recording medium)被輸送時(shí)，通過(guò)將墨水之類(lèi)的記錄流體(recording fluid)的小液滴從記錄墨頭(recording head)噴到紙張之類(lèi)的記錄介質(zhì)上而形成圖像。 所述記錄介質(zhì)并不限于紙張，還可以包含記錄流體能夠附著于其上的材料，比如OHP薄片。有兩種類(lèi)型流體的噴射記錄型圖像形成裝置串列式(serial type)圖像形成裝置和線型(line type)圖像形成裝置。前者在記錄墨頭沿主掃描方向移動(dòng)的同時(shí)通過(guò)噴射小液滴來(lái)形成圖像；后者通過(guò)噴射小液滴形成圖像，但并不移動(dòng)記錄墨頭。記錄介質(zhì)可以包含紙張、線繩、纖維、布料、金屬、塑料、玻璃、木材以及陶瓷。本文所述“圖像”可以包含記錄流體落在記錄介質(zhì)上所形成的任何東西。所述“圖像”可以包含并無(wú)明顯含義的圖像，比如任意圖案；也可以包含具有某種含義的圖像，比如字符或者圖形。所述記錄流體并不限于墨水，還可以包含DNA樣本、抗蝕劑(resist)或者布圖材料 (pattern material) 0所述“圖像”此處并不限于二維圖像，還可以指形成在三維物體上的圖像，甚至是三維圖像。典型情況下，液滴噴射系統(tǒng)的圖像形成裝置包含記錄墨頭、可拆卸的第一液體容納單元、以及可更換的第二液體容納單元。其中，記錄墨頭用于噴射記錄流體的小液滴；第一液體容納單元用于存儲(chǔ)被供給至記錄墨頭的流體；第二液體容納單元能夠臨時(shí)存儲(chǔ)經(jīng)由流體供給管路(fluid supply channel)從第一液體容納單元供給來(lái)的流體，并且存儲(chǔ)從外部進(jìn)入流體供給管路中的空氣。第二液體容納單元可以包含負(fù)壓發(fā)生單元(negative generating unit)，通過(guò)由內(nèi)部彈簧引起的彈性膜(flexible film)的形變來(lái)生成降低的壓力(reduced pressure)。第二液體容納單元和記錄墨頭可以事先被充以記錄流體，也可以事先不被充以記錄流體。當(dāng)?shù)诙后w容納單元或者記錄墨頭被充以記錄流體時(shí)，流體成分在長(zhǎng)期存儲(chǔ)過(guò)程中，可能會(huì)凝結(jié)在記錄墨頭的噴嘴周?chē)?，有可能?dǎo)致帶缺陷的噴射操作。當(dāng)?shù)诙黧w容納單元或者記錄墨頭未被充以記錄流體時(shí)，氣泡可能在圖像形成裝置被交付使用時(shí)，隨著記錄流體的最初裝載而停留在記錄墨頭的流體室內(nèi)，從而有可能導(dǎo)致帶缺陷的噴射操作。在傳統(tǒng)技術(shù)中，第二液體容納單元和記錄墨頭可以被充以記錄流體以外的流體 (可被稱為“填充流體”(filling fluid)或者“注入流體”(introductory fluid))。在圖像形成裝置交付使用以后，在開(kāi)始打印操作之前，所述填充流體經(jīng)由墨頭噴嘴表面被吸出，并用來(lái)自第一液體容納單元的記錄流體替換(例如，參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。具體而言，對(duì)比文獻(xiàn)1中所討論的技術(shù)針對(duì)的是一種墨水填充方法，該方法包含去除噴墨頭(inkjet head)中的氣泡。在向噴墨頭中注入墨水之前，噴墨頭已事先填充有粘性(viscosity)大于所述墨水的填充流體。所用的填充流體具有范圍從至50(^S的高粘度(viscosity)。文獻(xiàn)中討論了在用噴墨裝置(inkjet apparatus)的凈化單元(purge unit)傾注墨水時(shí)，渦流等因素防止了氣泡產(chǎn)生，從而能夠替換噴墨頭內(nèi)的氣體/液體而不留下氣泡。文獻(xiàn)中還討論了能夠用墨水替換噴墨頭內(nèi)的填充液體的方法。然而，在上述第二液體容納單元的通道結(jié)構(gòu)中，當(dāng)?shù)诙簯B(tài)容納單元的空氣儲(chǔ)存區(qū)(air storing area)增加時(shí)，很難用墨水替換流體(填充流體)。具體而言，當(dāng)空氣存儲(chǔ)區(qū)較大時(shí)，可能存在流速下降的滯流區(qū)(stagnant area), 從而導(dǎo)致替換效率的下降。結(jié)果，替換所需的排出量(drainage volume)增加，從而降低了效率。當(dāng)空氣存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置在第二液體容納單元內(nèi)的負(fù)壓形成部(negativ印ressure forming portion)中時(shí)，所包含的空氣可能會(huì)因環(huán)境溫度的變化而膨脹，導(dǎo)致第二液體容納單元內(nèi)壓力下降狀態(tài)(reduced-pressure state)損失，并可能導(dǎo)致墨水從墨頭噴嘴表面漏出。圖IlA和IlB分別為包含輔助容器(sub-tank) 15的傳統(tǒng)墨頭單元(head unit) 55 的正視圖和剖視圖。輔助容器15包含流體存儲(chǔ)區(qū)(fluid storing area) 100和空氣存儲(chǔ)區(qū)101。流體存儲(chǔ)區(qū)100中可形成負(fù)壓，并且能夠存儲(chǔ)流體。輔助容器15通過(guò)過(guò)濾器43與記錄墨頭14相連。輔助容器15中安裝有連動(dòng)開(kāi)閉閥116，這在本領(lǐng)域已廣為人知，后文將參照?qǐng)D4進(jìn)行描述。流體存儲(chǔ)區(qū)100和空氣存儲(chǔ)區(qū)101相對(duì)于連動(dòng)開(kāi)閉閥116位于記錄墨頭側(cè)，即，位于連動(dòng)開(kāi)閉閥116的下游側(cè)。如圖3所示，在輔助容器15的上游側(cè)，可以連接流體供給管路(fluid supply channel) 16和儲(chǔ)墨容器(ink tank) 9 輔助容器15的空氣存儲(chǔ)區(qū)101提供了一個(gè)空間，用于俘獲在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中可能通過(guò)流體供給管路16或者其各連接部部分進(jìn)入的氣泡?？諝獯鎯?chǔ)區(qū)101的尺寸足夠大， 從而不會(huì)因懸浮且積聚在輔助容器15頂部的空氣而關(guān)閉通道或者阻斷流動(dòng)。輔助容器15 和記錄墨頭14事先被充以填充流體。在圖像形成裝置交付使用后進(jìn)行最初填充時(shí)，可以通過(guò)采用封蓋構(gòu)件(圖中未示出)經(jīng)由記錄墨頭14的噴嘴表面吸出填充流體的方式而用墨水替換所述填充流體。然而，以墨水完全替換填充流體并不容易，因?yàn)榭諝獯鎯?chǔ)區(qū)101的上部包含有低流速的滯流區(qū)，該滯流區(qū)妨礙墨水與填充流體的輕易混合。因此，為確?？諝獯鎯?chǔ)區(qū)101，輔助容器15的尺寸可能會(huì)增加。結(jié)果，用墨水替換填充流體所需的排出量增加，導(dǎo)致效率的降低。不僅如此，因空氣存儲(chǔ)區(qū)101與包含負(fù)壓形成單元的流體存儲(chǔ)區(qū)100連通，儲(chǔ)存的空氣可能會(huì)因?yàn)榄h(huán)境溫度的變化而膨脹，從而導(dǎo)致流體存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)降壓狀態(tài)損失，并且可能導(dǎo)致墨水經(jīng)由墨頭噴嘴表面泄漏。專(zhuān)利文獻(xiàn)1并未討論這些與液體容納單元的結(jié)構(gòu)或者空氣存儲(chǔ)區(qū)存在與否有關(guān)的問(wèn)題，更未提及流體替換效率。因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述的方法不能在第二液體容納單元內(nèi)的空氣存儲(chǔ)區(qū)增大時(shí)輕易地用墨水替換填充流體。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特許公報(bào)第2000-94708號(hào)(Japanese Laid-OpenPatentPublication No. 2000-94708)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于克服有關(guān)技術(shù)中的上述問(wèn)題。具體而言，本發(fā)明的目的是提高流體替換率，同時(shí)確保有足有的空氣存儲(chǔ)區(qū)域，并且在環(huán)境溫度變化時(shí)不會(huì)造成負(fù)壓損失。一方面，用于噴射記錄流體的小液滴的液滴噴射裝置包括負(fù)壓部；以及通過(guò)閥與所述負(fù)壓部相連的加壓部。所述加壓部在記錄流體的流動(dòng)方向上位于所述閥的上游。所述加壓部包含氣泡存儲(chǔ)區(qū)，用于分離并存儲(chǔ)記錄流體的氣泡。另一方面，一種圖像形成裝置包含上述液滴噴射裝置。另一方面，在用于噴射記錄流體小液滴的液滴噴射裝置中采用一種氣泡分離方法。所述液滴噴射裝置包含通過(guò)閥與負(fù)壓部相連的加壓部。所述加壓部在記錄流體的流動(dòng)方向上位于所述閥的上游。所述加壓部包含氣泡存儲(chǔ)區(qū)。所述方法包括以下步驟將記錄流體從外部供入所述加壓部；分離所述加壓部中的記錄流體中的氣泡；以及將氣泡存儲(chǔ)在所述氣泡存儲(chǔ)區(qū)中。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像形成裝置的立體圖；圖2展示所述圖像形成裝置的機(jī)構(gòu)部；圖3為所述機(jī)構(gòu)部的主要部分的俯視圖；圖4A、4B和4C為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的輔助容器和記錄墨頭的截面圖；圖5展示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的供墨系統(tǒng)；圖6A和6B分別為根據(jù)實(shí)施例的輔助容器的正視圖和截面圖；圖7A和7B分別為根據(jù)實(shí)施例的輔助容器的正視圖和截面圖；圖8A和8B分別為根據(jù)實(shí)施例的輔助容器的正視圖和截面圖；圖9A和9B分別為根據(jù)實(shí)施例的輔助容器的正視圖和截面圖；圖IOA和IOB分別為根據(jù)實(shí)施例的輔助容器的正視圖和截面圖；圖IlA和IlB分別為傳統(tǒng)輔助容器的正視圖和截面圖。
具體實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在用于噴射記錄流體小液滴的記錄墨頭中，氣泡被分離且捕獲在閥的加壓(上游)側(cè)，用以減少氣泡在負(fù)壓(下游)側(cè)存在。采用這種方式，負(fù)壓損失和液滴泄漏得以被防止，同時(shí)提高記錄流體替換填充流體的效率，并且降低替換操作過(guò)程中的排出量。以下，將參照附圖描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例1圖1為根據(jù)實(shí)施例1的圖像形成裝置的立體圖。圖2展示圖像形成裝置的機(jī)構(gòu)部。 圖3為所述機(jī)構(gòu)部的主要部分的俯視圖。參見(jiàn)圖1，圖像形成裝置1包含裝置主體1、用于存放記錄材料薄片(記錄介質(zhì))的饋紙盤(pán)2、以及用于在圖像形成操作之后存放薄片的排紙盤(pán)3。圖像形成裝置1進(jìn)一步包含(主)儲(chǔ)墨容器裝載單元6，儲(chǔ)墨容器裝載單元6位于裝置主體1的前表面4的一端處。儲(chǔ)墨容器裝載單元6的頂部上可設(shè)置有包含操作鍵、顯示單元等構(gòu)件的操作單元7。儲(chǔ)墨容器裝載單元6還可包含前蓋8 ；該前蓋8可被開(kāi)啟以允許移除或者附接(主)儲(chǔ)墨容器9。所述(主)儲(chǔ)墨容器9可被稱為第一液體容納單元。如圖2和圖3所示，托架(carriage) 13以可滑動(dòng)的方式被導(dǎo)桿(導(dǎo)向構(gòu)件)11和支撐物(stay) 12支撐。所述導(dǎo)桿11在位于裝置主體左右兩側(cè)的側(cè)板之間橫向延伸。在掃描運(yùn)動(dòng)時(shí)，托架13在主掃描電機(jī)(圖中未示出)的驅(qū)動(dòng)下沿箭頭所示的主掃描方向移動(dòng)。托架13承載記錄墨頭14Y、14C、14M和14K (其中任何一個(gè)均可被稱之為“記錄墨頭14”)，這些記錄墨頭為流體噴射頭(fluid discharge head)，構(gòu)造用于噴射黃色(Y)、青色(C)、絳紅(M)和黑色(Bk)的各色記錄流體的小液滴。記錄墨頭14可具有多個(gè)噴墨口 (噴嘴)，這些噴墨口在垂直于主掃描方向的方向上排列且方向朝下，因而能夠?qū)⑿∫旱蜗蛳聡娚涞接涗浗橘|(zhì)上。液滴噴射頭可包含噴射壓力生成單元(促動(dòng)單元(actuator unit))，對(duì)該單元并無(wú)特殊限制。盡管根據(jù)本實(shí)施例，各色墨滴是被獨(dú)立的記錄墨頭14Y、14C、14M和14K噴射出來(lái)的，但是單個(gè)記錄墨頭也可以包含構(gòu)造用于噴射各色墨滴的多個(gè)噴嘴。托架13還承載作為第二液體容納單元的輔助容器15(15Y、15C、15M和1 )，用于向記錄墨頭14供給各種顏色的墨水。輔助容器15可通過(guò)供給管16 (流體供給管道)，被供以來(lái)自用于各種顏色的儲(chǔ)墨容器9Y、9C、9M和9K的各種顏色的墨水。儲(chǔ)墨容器9Y、9C、9M 和9K分別存儲(chǔ)黃色(Y)、青色(C)、絳紅(M)和黑色(Bk)的各種顏色的墨水。輔助容器15用作緩沖容器(buffer tank)，在將記錄流體供給至記錄墨頭14之前，臨時(shí)存儲(chǔ)從主容器9供給來(lái)的記錄流體。圖像形成裝置1可包含饋紙單元，用于饋送疊放在饋紙盤(pán)3上的堆紙部(壓盤(pán))19 上的薄片18。所述饋紙單元可包含半月形輥(饋紙輥)20，用于從堆紙部19上分別地饋送薄片18。由摩擦系數(shù)大的材料制成的分離墊21可設(shè)置在饋紙輥20的對(duì)面。所述分離墊 21被向饋紙輥20偏壓。薄片18隨后被輸送單元(transport unit)輸送至記錄墨頭14的下方。所述輸送單元可包含傳送帶對(duì)，后者構(gòu)造成靜電吸附薄片18。在薄片18從饋紙單元通過(guò)導(dǎo)向件 22被供入時(shí)，被反轉(zhuǎn)輥34壓到傳送帶M上。薄片18的輸送方向通過(guò)輸送導(dǎo)向件33改變大致90度，從而薄片18可以跟隨傳送帶對(duì)。壓邊輥(edge-pressingr0ller)34被按壓構(gòu)件32向傳送帶M偏壓。傳送帶M的表面可被作為表面充電單元的充電輥M充電。傳送帶M包含環(huán)繞輸送輥30和繃緊輥28延伸的環(huán)形帶。傳送帶M沿圖3中所示 Wi^S1JSiffl^tnl (sub-scan direction)才百胃jS白勺(belt transportdirection) 轉(zhuǎn)動(dòng)。充電輥23被設(shè)置為與傳送帶M的表面接觸，從而使充電輥23能隨傳送帶M的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶M的環(huán)形部分內(nèi)，導(dǎo)向構(gòu)件四設(shè)置在與記錄墨頭14的打印區(qū)相對(duì)應(yīng)的位置處。導(dǎo)向構(gòu)件四被設(shè)置為其上表面比支撐傳送帶M的輸送輥30與繃緊輥觀的上緣之間連線更靠向記錄墨頭4。因此，傳送帶M在所述打印區(qū)內(nèi)被導(dǎo)向構(gòu)件四的上表面向上推起，從而確保傳送帶M在打印區(qū)內(nèi)高度平整。在導(dǎo)向構(gòu)件四接觸傳送帶M背側(cè)的那側(cè)，可在垂直于主掃描方向的方向，即帶輸送方向上形成有多個(gè)凹槽，用以減小與傳送帶M的接觸面積，從而使傳送帶M能夠沿著導(dǎo)向構(gòu)件四的表面平滑移動(dòng)。已被記錄墨頭14記錄過(guò)的薄片18可被排紙單元 (sheet-ejecting unit)排出。所述排紙單元包含用于使薄片18與傳送帶M分離的分離釘25、排紙輥沈和彈射輥(ejecting roller) 27。排紙盤(pán)3可設(shè)置在排紙輥沈的下方。排紙盤(pán)3和排紙輥沈與彈射輥27接觸點(diǎn)之間的高度可被調(diào)整，使堆疊在排紙盤(pán)3上的薄片數(shù)量得以最大化。此外，雙面薄片饋送單元36以可拆卸的方式裝配在裝置主體1的后方。雙面薄片饋送單元36構(gòu)造成接收通過(guò)傳送帶M反轉(zhuǎn)而返回的薄片，反轉(zhuǎn)該薄片18，然后將其再次饋入反轉(zhuǎn)輥；34與傳送帶34之間。雙面薄片饋送單元36的頂部上可裝有手動(dòng)饋送單元35。如圖3所示，在沿掃描方向位于托架13—端的非打印區(qū)內(nèi)，可設(shè)置有空氣供給泵裝置42，用于將氣壓施加于儲(chǔ)墨容器9Y、9C、9M和9K。施加的壓力可根據(jù)需要通過(guò)大氣開(kāi)放閥(atmosphere opening valve)49向大氣開(kāi)放。在記錄操作之前或者在記錄操作過(guò)程中，可能被噴射的、無(wú)助于記錄的廢墨可被收集在廢墨收集單元39中。擦拭片37被設(shè)置用來(lái)擦拭噴嘴表面。數(shù)字標(biāo)記38總體上指代維護(hù)修復(fù)機(jī)構(gòu)。在沿掃描方向位于托架13另一端的非打印區(qū)內(nèi)，可設(shè)置有封蓋裝置40。所述封蓋裝置40可包含作為密封單元的蓋41011(、41(、4說(shuō)和41幻，用于通過(guò)封蓋記錄墨頭14的噴嘴表面來(lái)密封所述噴嘴。圖4A、4B和4C為輔助容器15 (第二液體容納單元)和記錄墨頭14的截面圖。如圖所示，輔助容器15通過(guò)過(guò)濾器43 —體附著在記錄墨頭14上，從而形成前文所述的安裝在托架13上的墨頭單元55。輔助容器15中設(shè)置有連動(dòng)開(kāi)閉閥116，連動(dòng)開(kāi)閉閥116構(gòu)造用于根據(jù)因打印墨消耗所導(dǎo)致的記錄墨頭14內(nèi)的壓力下降的狀態(tài)，來(lái)開(kāi)閉供給管16與記錄墨頭14之間的連通。連動(dòng)開(kāi)閉閥116包含具有彈性材料的填密部(packing portion), 所述填密部可通過(guò)雙重模制(double molding)形成。連動(dòng)開(kāi)閉閥116被設(shè)置在輔助容器 15中的彈簧46彈性偏壓。彈性膜44被焊接在輔助容器15上，并且被輔助容器15中的另一個(gè)彈簧45彈性偏壓。參見(jiàn)圖4A，當(dāng)墨水從記錄墨頭14中被噴出時(shí)，輔助容器15中墨水體積減小，彈性膜44逐漸收縮。當(dāng)墨水被繼續(xù)噴射時(shí)，彈性膜44接觸連動(dòng)開(kāi)閉閥116的一端，如圖4B所示，因而開(kāi)啟連動(dòng)開(kāi)閉閥116，并且使輔助容器15與供給管路的上游側(cè)連通。當(dāng)記錄墨頭 14停止噴墨時(shí)，連動(dòng)開(kāi)閉閥116被關(guān)閉，如圖4C所示，從而使輔助容器15與供給管路上游側(cè)的連通被阻斷。此時(shí)，彈性膜44與連動(dòng)開(kāi)閉閥116的端部接觸，彈簧45和46的合力與輔助容器45內(nèi)的壓力保持平衡。圖5展示供墨系統(tǒng)的一個(gè)示例。在圖5中，墨袋72包含在儲(chǔ)墨容器9(第一液體容納單元)中。墨袋72可在外界壓力的作用下發(fā)生形變。橡膠密封件56 —體附著在儲(chǔ)墨容器9上、儲(chǔ)墨容器9與流體供給管路16的相連之處。流體供給管路16的兩端上設(shè)置有連接機(jī)構(gòu)部，后者包括供給針52和49、橡膠密封件M和48、以及彈簧53和50。拆卸時(shí)， 供給針52和49被通過(guò)彈簧推動(dòng)的橡膠密封件M和48所覆蓋，并因而受到橡膠密封件M 和48的保護(hù)。當(dāng)儲(chǔ)墨容器9接附在裝置主體上時(shí)，供給針52穿透儲(chǔ)墨容器9的橡膠密封件56，使墨袋72與流體供給管路16能夠彼此連通。此時(shí)，儲(chǔ)墨容器49還與安裝在裝置主體內(nèi)的空氣供給泵裝置42和大氣開(kāi)放閥49相連。儲(chǔ)墨容器9的連接狀態(tài)可由設(shè)置在容器本體中的儲(chǔ)墨容器檢測(cè)單元61來(lái)檢測(cè)。儲(chǔ)墨容器9在裝置主體中的安裝高度可以低于輔助容器15中的連動(dòng)開(kāi)閉閥116。 采用這種方式，待機(jī)時(shí)段有可能進(jìn)入供給管路16的氣泡可以被更容易地導(dǎo)入輔助容器15。當(dāng)打印命令被輸入裝置主體時(shí)，大氣開(kāi)放閥59被關(guān)閉，然后空氣供給泵裝置42被開(kāi)啟。結(jié)果，空氣被供入儲(chǔ)墨容器9并壓迫墨袋72，從而使墨水被供給。通道壓力檢測(cè)單元 117可構(gòu)造用于驅(qū)動(dòng)空氣供給泵42，從而能夠獲得預(yù)定的供墨壓力。圖6A和6B分別為輔助容器15的正視圖和截面圖。如圖所示，輔助容器15包含空氣存儲(chǔ)區(qū)101和流體存儲(chǔ)區(qū)100。流體存儲(chǔ)區(qū)100通過(guò)過(guò)濾器43與記錄墨頭14相連。 根據(jù)本實(shí)施例，空氣存儲(chǔ)區(qū)101位于加壓側(cè)(pressurizing side)，墨水從外部供入到該加壓側(cè)。流體存儲(chǔ)區(qū)100位于負(fù)壓側(cè)(negative-pressure side)，墨水被從空氣存儲(chǔ)區(qū)101 吸入到該負(fù)壓側(cè)。因此，空氣存儲(chǔ)區(qū)101可被稱為“加壓部”，流體存儲(chǔ)區(qū)100可被稱為“負(fù)壓部”。如上所述，連動(dòng)開(kāi)閉閥116包含具有彈性材料的填密部。連動(dòng)開(kāi)閉閥116 —直被輔助容器15中的彈簧46向閉合方向偏壓。焊接在輔助容器15上的彈性膜14被彈簧45 朝著使流體存儲(chǔ)區(qū)100增大的方向推壓。因此，當(dāng)彈性膜44被彈簧45和46所提供的回復(fù)力偏壓時(shí)，記錄墨頭14和輔助容器15中就會(huì)生成負(fù)壓。空氣存儲(chǔ)區(qū)101位置緊鄰墨水入口 101c，并且相對(duì)于記錄墨頭14而言，位于連動(dòng)開(kāi)閉閥116的上游。流體存儲(chǔ)區(qū)100位于連動(dòng)開(kāi)閉閥116的下游。即使在空氣存儲(chǔ)區(qū)101 內(nèi)容納的空氣膨脹的時(shí)候，這種結(jié)構(gòu)也能夠防止流體存儲(chǔ)區(qū)100內(nèi)降低壓力的損失；或者像傳統(tǒng)范例中可能會(huì)發(fā)生的那樣，導(dǎo)致墨水經(jīng)由墨頭噴嘴表面泄漏的情況發(fā)生。橡膠密封件47附著在墨水入口 101c。墨水從輔助容器15的下部流入流體存儲(chǔ)區(qū)100，再通過(guò)上部通道102被導(dǎo)入記錄墨頭14。輔助容器15和記錄墨頭14可被事先充以填充流體。所述填充流體可以在所述圖像形成裝置交付使用時(shí)最初用墨水注入記錄墨頭14和輔助容器15的時(shí)候，通過(guò)采用封蓋構(gòu)件(圖中未示出)經(jīng)由記錄墨頭14的噴嘴表面吸出該填充流體的方式而被用墨水替換。因此，輔助容器15的空氣存儲(chǔ)區(qū)101與配有負(fù)壓形成單元的流體存儲(chǔ)區(qū)100之間的連通，可被連動(dòng)開(kāi)閉閥116間歇性地關(guān)閉。因此，進(jìn)入流體供給管路16中的空氣以氣泡形式懸浮且積聚在空氣存儲(chǔ)區(qū)101的上部區(qū)域內(nèi)，從而防止這些空氣進(jìn)入流體存儲(chǔ)區(qū)100 內(nèi)。采用這種方法，即使在環(huán)境溫度變化時(shí)，也能夠防止因空氣存儲(chǔ)區(qū)101內(nèi)空氣的膨脹所導(dǎo)致的負(fù)壓損失?？諝獯鎯?chǔ)區(qū)101所能儲(chǔ)存的最大空氣量可由不阻塞連通通道116a的區(qū)域決定，即圖6A中所示直線L上方的區(qū)域。直線L與連通通道116a的上邊緣相切。流體壓力通過(guò)連通通道116a施加到連動(dòng)開(kāi)閉閥116上。直線L因此限定出一個(gè)極限位置，越過(guò)該極限位置， 儲(chǔ)存的空氣就會(huì)進(jìn)入連通通道116a。通道116a的位置可以視想要儲(chǔ)存的空氣量、作用在連動(dòng)開(kāi)閉閥116上的流體壓力、以及彈簧45和46作用在連動(dòng)開(kāi)閉閥116上的回復(fù)力而定。實(shí)施例2圖7A和7B分別為實(shí)施例2中輔助容器15的正視圖和截面圖。實(shí)施例2的輔助容器15與實(shí)施例1的輔助容器15的區(qū)別在于，空氣存儲(chǔ)區(qū)101的背側(cè)是由彈性膜4 形成的。
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通過(guò)如此以彈性膜4 形成空氣存儲(chǔ)區(qū)101的背側(cè)，可以獲得比供給管路16的開(kāi)口面積更大的開(kāi)口面積。不僅如此，空氣存儲(chǔ)區(qū)101的容量可以臨時(shí)變化，從而降低流體阻力。因此，優(yōu)選使空氣存儲(chǔ)器101內(nèi)的流體流入流體存儲(chǔ)區(qū)100，從而能夠防止可能進(jìn)入供給管路16的空氣被排放到流體存儲(chǔ)區(qū)100中。因此，輔助容器15具有能夠防止空氣進(jìn)入擁有負(fù)壓形成單元的流體存儲(chǔ)區(qū)100內(nèi)的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，因環(huán)境溫度變化導(dǎo)致存儲(chǔ)的空氣膨脹所造成的負(fù)壓損失得以避免。根據(jù)實(shí)施例2的輔助容器15的其他部分在結(jié)構(gòu)或者功能上可與之前的實(shí)施例類(lèi)似。實(shí)施例3圖8A和8B分別為根據(jù)實(shí)施例3的輔助容器15的正視圖和截面圖。根據(jù)實(shí)施例3 的輔助容器15與實(shí)施例1的輔助容器15的區(qū)別在于，在連通通道116a與空氣存儲(chǔ)區(qū)101 的交界處，即在流體從空氣存儲(chǔ)區(qū)101進(jìn)入連通通道116a所經(jīng)過(guò)的入口處，設(shè)置有過(guò)濾器 105。根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)連動(dòng)開(kāi)閉閥116因打印而開(kāi)啟時(shí)，即使氣泡與流體一起從供給管路16進(jìn)入空氣存儲(chǔ)區(qū)101，流體的流速也會(huì)減慢，并且氣泡被過(guò)濾器105阻擋，從而困在空氣存儲(chǔ)區(qū)101內(nèi)。為有效地俘獲小氣泡，過(guò)濾器105可由具有小孔(smallporosity)或者小單元密度(small cell density)的材料制成。因此，由環(huán)境溫度變化引起的存儲(chǔ)空氣膨脹所造成的負(fù)壓損失得以避免。實(shí)施例4圖9A和9B分別為根據(jù)實(shí)施例4的輔助容器15的正視圖和截面圖。實(shí)施例4的輔助容器15與實(shí)施例3的區(qū)別在于，輔助容器15中進(jìn)一步設(shè)有流動(dòng)調(diào)控構(gòu)件104。所述流動(dòng)調(diào)控構(gòu)件104控制從墨水入口 IOlc流入的墨水沿預(yù)定方向流動(dòng)，從而使墨水能夠沿著平行于空氣存儲(chǔ)區(qū)101的通道的側(cè)壁IOlb向上流動(dòng)。連通通道116a的入口部位于調(diào)控構(gòu)件104的墨水入口側(cè)的后方。因此，如在圖9A中空氣存儲(chǔ)區(qū)101中的箭頭所示，墨水在經(jīng)由過(guò)濾器105進(jìn)入連通通道116a之前先沿著環(huán)形路徑流動(dòng)。因此，當(dāng)連動(dòng)開(kāi)閉閥116因打印而被開(kāi)啟、并且空氣存儲(chǔ)區(qū)101與流體存儲(chǔ)區(qū)100 連通時(shí)，即使氣泡與墨水一起從供給管路16進(jìn)入空氣存儲(chǔ)區(qū)101，墨水的流速也會(huì)減慢，從而使氣泡能被過(guò)濾器105有效俘獲，并且困在空氣存儲(chǔ)區(qū)101中。調(diào)控構(gòu)件104的形狀并不限于圖9中所示的形狀，只要能夠使經(jīng)由墨水入口 IOlc進(jìn)入的墨水發(fā)生環(huán)形流動(dòng)即可。 因此，各種形狀的調(diào)控構(gòu)件104均可以被選擇，取決于，比方說(shuō)，墨水入口 IOlc的位置，或者是連通通道116a入口部的位置。因此，根據(jù)本實(shí)施例，流動(dòng)調(diào)控構(gòu)件104所產(chǎn)生的環(huán)流允許墨水流經(jīng)空氣存儲(chǔ)區(qū) 101的上部，墨水或者填充流體在此處趨于停滯。結(jié)果，填充流體與墨水的混合比率得以提高，因此能夠獲得改進(jìn)的替換效率。因此，在墨水替換過(guò)程中，排出量得以降低。不僅如此， 與之前的實(shí)施例一樣，也可以防止因環(huán)境溫度變化導(dǎo)致存儲(chǔ)的空氣膨脹而引起負(fù)壓損失。實(shí)施例5圖IOA和IOB分別為根據(jù)實(shí)施例5的輔助容器15的正視圖和截面圖。根據(jù)本實(shí)施例，空氣存儲(chǔ)區(qū)101中設(shè)有上游側(cè)過(guò)濾器47a。所述上游側(cè)過(guò)濾器47a在空氣存儲(chǔ)器101 中、通道116a之前限定出一個(gè)空間。在以下的描述中，與之前實(shí)施例中類(lèi)似的部件或者構(gòu)件均被賦予相同的標(biāo)記，相關(guān)描述也被予以省略。從輔助容器15頂部供入的墨水被導(dǎo)向空氣存儲(chǔ)區(qū)101的最下部，并通過(guò)位于底部的墨水入口 IOlc供入空氣存儲(chǔ)區(qū)101。空氣存儲(chǔ)區(qū)101包含位于上部的氣泡存儲(chǔ)區(qū)101r， 氣泡存儲(chǔ)區(qū)IOlr的下方設(shè)置有上游側(cè)過(guò)濾器47a，從而將空氣存儲(chǔ)區(qū)101分為兩個(gè)部分。 上游側(cè)過(guò)濾器47a的上端位置高于通道116a的上端。上游側(cè)過(guò)濾器47a的通道面積遠(yuǎn)大于通道116a的通道面積。因此，上游側(cè)過(guò)濾器47a相對(duì)于通道116a的通道阻力降低。被上游側(cè)過(guò)濾器47a俘獲的氣泡通過(guò)墨水的流動(dòng)而與上游側(cè)過(guò)濾器47a分離，并移至空氣存儲(chǔ)區(qū)101頂部的氣泡存儲(chǔ)區(qū)101r，并存儲(chǔ)在氣泡存儲(chǔ)區(qū)101r。如果存儲(chǔ)的氣泡抵達(dá)通道116a位置，則墨水就不能從空氣存儲(chǔ)區(qū)101被供給。因此，空氣存儲(chǔ)區(qū)101的氣泡存儲(chǔ)區(qū)IOlr的容量可被設(shè)定為某一數(shù)值(“最大預(yù)設(shè)空氣量”)，使得人們能夠期望氣泡不會(huì)在墨頭單元55的可運(yùn)行壽命終結(jié)之前抵達(dá)通道116a的位置。從圖IOA和IOB中可以看出，這樣的區(qū)域?qū)?yīng)于空氣存儲(chǔ)區(qū)101的最上部與上游側(cè)過(guò)濾器47a的上邊緣之間的區(qū)域。根據(jù)實(shí)施例5，墨水通過(guò)空氣存儲(chǔ)區(qū)101的下部被供入，然后經(jīng)過(guò)位于上游側(cè)過(guò)濾器47a頂部的連通通道116a流入負(fù)壓部101。墨水然后從負(fù)壓部101的頂部被向下輸送， 并且經(jīng)過(guò)位于底部的下游過(guò)濾器43被供給至墨頭14。也可以設(shè)置與實(shí)施例4中所用的流動(dòng)調(diào)控構(gòu)件相類(lèi)似的流動(dòng)調(diào)控構(gòu)件，用以沿加壓部的側(cè)壁導(dǎo)引墨流，氣泡籍此可與墨水有效分離。通過(guò)如此在空氣存儲(chǔ)區(qū)101中設(shè)置上游側(cè)過(guò)濾器47a，在氣泡進(jìn)入連通通道116a 之前，可防止氣泡進(jìn)入流體存儲(chǔ)區(qū)100。因此，可以防止因環(huán)境溫度變化導(dǎo)致存儲(chǔ)的空氣膨脹進(jìn)而導(dǎo)致負(fù)壓損失。上游側(cè)過(guò)濾器47a所俘獲的氣泡被墨流分離并移至氣泡存儲(chǔ)區(qū)IOlr 中，使得墨流不被上游側(cè)過(guò)濾器47a俘獲的氣泡所阻斷。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氣泡存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置在閥的上游，從而能夠防止因環(huán)境溫度變化所導(dǎo)致的負(fù)壓側(cè)的負(fù)壓損失。因而能夠獲得改善的流體替換效率，同時(shí)確保足夠量的空氣存儲(chǔ)在氣泡存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，因而降低排出量。盡管本發(fā)明是參照特定實(shí)施例進(jìn)行描述的，但在以下權(quán)利要求書(shū)所描述和限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以進(jìn)行變化和改進(jìn)。本發(fā)明基于2010年3月17日提出的日本在先申請(qǐng)No. 2010-061011，后者的全部?jī)?nèi)容經(jīng)引用而包含于本文當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種液滴噴射裝置，用于噴射記錄流體的液滴，所述液滴噴射裝置包括 負(fù)壓部；和通過(guò)閥與所述負(fù)壓部相連的加壓部； 所述加壓部在記錄流體的流動(dòng)方向上位于所述閥的上游，其中，所述加壓部包含氣泡存儲(chǔ)區(qū)，所述氣泡存儲(chǔ)區(qū)構(gòu)造成分離并存儲(chǔ)記錄流體中的氣泡。
2.如權(quán)利要求1所述的液滴噴射裝置，其特征在于所述氣泡存儲(chǔ)區(qū)構(gòu)造為用于最大預(yù)設(shè)空氣量，并且所述氣泡存儲(chǔ)區(qū)的位置高于連接至所述閥的連通通道。
3.如權(quán)利要求2所述的液滴噴射裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含過(guò)濾器，所述過(guò)濾器設(shè)置在位于所述氣泡存儲(chǔ)區(qū)下方的加壓區(qū)中，并且構(gòu)造用于分離氣泡，其中，所述過(guò)濾器設(shè)置在供給口的下游和所述連通通道的上游，所述供給口用于將記錄流體從外部供入所述加壓部。
4.如權(quán)利要求3所述的液滴噴射裝置，其特征在于所述供給口被設(shè)置在連接至所述閥的所述連通通道的下方。
5.如權(quán)利要求1所述的液滴噴射裝置，其特征在于進(jìn)一步包含設(shè)置于所述加壓部?jī)?nèi)的調(diào)控構(gòu)件，所述調(diào)控構(gòu)件構(gòu)造為用于調(diào)控所述加壓部中的記錄流體的流動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的液滴噴射裝置，其特征在于所述調(diào)控構(gòu)件構(gòu)造為調(diào)控所述記錄流體沿著所述加壓部的側(cè)壁的流動(dòng)。
7.如權(quán)利要求3所述的液滴噴射裝置，其特征在于進(jìn)一步包含調(diào)控構(gòu)件，所述調(diào)控構(gòu)件在所述氣泡存儲(chǔ)區(qū)中設(shè)置于所述過(guò)濾器附近，并且構(gòu)造成調(diào)節(jié)所述加壓部中的記錄流體的流動(dòng)。
8.一種圖像形成裝置，其特征在于，包含如權(quán)利要求1所述的液滴噴射裝置。
9.一種氣泡分離方法，所述氣泡分離方法在用于噴射記錄流體液滴的液滴噴射裝置中被執(zhí)行，所述液滴噴射裝置包含通過(guò)閥與負(fù)壓部相連的加壓部，所述加壓部在記錄流體的流動(dòng)方向上位于所述閥的上游，所述加壓部包含氣泡存儲(chǔ)區(qū)，所述方法包括以下步驟將記錄流體從外部供入所述加壓部；分離所述加壓部中的記錄流體中的氣泡；以及使氣泡存儲(chǔ)在所述氣泡存儲(chǔ)區(qū)中。
全文摘要
一種液滴噴射裝置，用于噴射記錄流體的小液滴，該裝置包括負(fù)壓部以及通過(guò)閥與所述負(fù)壓部相連的加壓部。所述加壓部在記錄流體的流動(dòng)方向上位于所述閥的上游。所述加壓部包含氣泡存儲(chǔ)區(qū)，該氣泡存儲(chǔ)區(qū)構(gòu)造用于分離并存儲(chǔ)記錄流體中的氣泡。
文檔編號(hào)B41J2/19GK102248797SQ2011100726
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者西森丈裕 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光