液體容器和使用該容器的記錄頭和記錄裝置的制作方法

專利名稱：液體容器和使用該容器的記錄頭和記錄裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及可用作可在各種記錄領域使用的盛墨水裝置并能根據需要排出要求量液體的液體容器，本發明還涉及使用該容器的記錄頭和記錄裝置。
對這種液體容器要求通過容器的供液口從容器供出的液體量與從容器取出的液體量相匹配，還要求當液體不從容器中供出時，液體不會漏出容器。這一要求對于通過從記錄頭噴墨來進行記錄的噴墨記錄系統的墨水容器來說特別重要，特別從與供墨量有關的對圖象質量的影響的觀點考慮。
已經提出過下面的建議以滿足上述要求。
參見圖22，在墨水盒101的墨水容器中基本充滿了留住墨水的多孔材料102。靠近多孔材料的一端設置了一供液口5，它通過供液管11與記錄頭6相連通，靠近另一端設置了通氣口4。
在墨水容器的實例中，多孔材料102提供的毛細作用力使墨水容器保持真空，因此墨不會通過供墨口5漏出。
但是，由于墨水保留在多孔材料中，含在墨水盒或墨水容器中的墨水量很少，另外，不可使用的墨水的量也比較大。
為了解決由于在墨水容器中使用多孔材料而降低了體積利用率，已知有下面不使用多孔材料的墨水容器。
圖23示出了這種結構的一個實例。在圖23(它在US4794409中公開)中，一液體容器用一噴墨記錄頭單元，一墨水容器106，一溢流槽103和記錄頭107通過多孔材料105連通。在該情況下，盛液體部分106不包含多孔材料，可提高體積利用率。盛液體部分106除孔104外是一封閉的空間，隨著液體的消耗，空氣通過該孔置換了液體，因此保持了容器中的真空而使液體保留在容器中。
但是，采用圖23的結構，腔室103通過多孔材料105與外界空氣和墨水室108相連通，墨水從與外界空氣相連通的腔室中的多孔材料向外供應，一個墨水室設置有一個孔104。因此，在供墨水時，墨水通過多孔材料和孔供到外面，同時，空氣必須從與外界相通的腔室通過同一孔供入墨水室，以補償由于墨水的消耗造成墨水空中壓力降低。
由于輸出墨及輸入空氣通過同一孔和同一多孔材料進行，因此墨水流和氣流不穩定。更具體地說，如果由于某種原因，從與外界空氣相通的腔室引出的空氣通道并不連續延伸到墨水腔室，而是直接延伸到把墨水供到外面的供墨水口，那么由于空氣流通比墨水流通更容易，使墨水室的墨水不能取出。在容器受沖擊或振動時會發生上述情況。這樣就使使用中供液不穩定。
另外，墨水容器必須設置溢流槽，其容量要能保證可能遇到的最差的環境條件，使得即使在壓力，溫度等條件改變使墨水室的空氣膨脹時仍能確保安全。在圖23的液體容器有一個墨水室的情況下，溢流的墨水量大，要求有大容量的溢流槽。這樣降低了整個墨水容器的體積利用率。
US4920362公開了一種液體容器，其設計解決了上述液體與空氣流的問題。該容器中通氣通道與輸出液體的通道是不同的。如圖24所示，墨水容器被兩隔壁117和117b分成三個腔室108a、108b、108c。這三個腔室108a、108、108通過隔壁117、117b上細直徑孔12a和12b相互連通。第一腔室108a的底部與把墨水供到一墨滴發生器118中的一個墨水井119相連通。第三腔室108c的底部與一溢流槽114相通，該槽114通過通氣口4與外界空氣連通，并通過墨水滴管120與它的發泡孔12c連通。
在該噴墨筆中，相應于從墨滴發生器118消耗的墨水量從第二腔室108b通過小孔12a供到第一腔室108a。墨水還從第三腔室108c通過小孔12b供到第二腔室108b。這樣，第三腔室108c中的內壓降低。當此內壓達到一門檻值，空氣通過發泡孔12c供入到第三腔定108c，因此自動控制第三腔室108c的內壓，由此也控制了第二腔室108b和第一腔室108a的內壓。另一方面，當由于環境條件改變而使第三腔室108c的內壓增加時，墨水通過墨水滴管120流入溢流槽114，因此，墨水不會從墨水滴發生器118漏出。由于第三，第二，第一腔室108c，108b，108a中的墨水依次消耗，受環境條件影響的腔室基本只有三個腔室中的一個。因此溢流墨水的量可減少，因而減小了溢流槽的容量，而使整個容器的體積利用率增加。
采用圖24的結構，腔室114既與外界空氣連通，又與一個墨水腔室108相互連通，而且墨水從墨水腔室108取出，也就是說，進氣的流道和輸出墨的流道不是一個流道，空氣通過處在外界空氣與墨水腔室之間的連通孔115或12c導入腔室，以補償由于供墨作用而從墨水腔室中消耗了墨水而引起的壓力降低。在該連通孔部分，只有需要時導入空氣，因此避免了如圖23的結構中進氣通道與輸出墨水的流道合二為一而產生的問題。
但是，在圖24中，供墨水口5與連通部分的多孔材料115相隔一段距離，根據容器的姿勢，(更具體地說在供墨水口和連通部分有水平差，或者在供墨水時，在供墨水口發生加壓狀態)不是所有的墨水能被用盡，因此能否穩定供墨取決于容器的姿勢。
與圖23的結構類似，圖24的結構也要求大容積的溢流槽，結果具有低的體積利用率。
對圖24的結構言，多個墨水腔室通過可產生毛細作用力的小尺寸的孔而相互連通，如果墨水中含外來物或者沉淀，很容易發生堵塞。對這些細直徑孔要求其結構必須使墨水不會通過供墨口漏出，而且空氣及墨水不會同時流過，并且不妨礙有效的供墨，因此制造上是有困難的。
本發明的目的在于克服現有技術的液體容器的上述問題，提供一種能穩定地把液體供到容器外部及使用這種容器的記錄頭單元和記錄裝置。并且不管使用時環境變化及使用的姿勢，墨水不會漏出容器，并且使用時容器的姿勢變化范圍可以比較大。同時，這種液體容器的體積利用率比較高，并且制造成本低，也比較容易制造。
為實現本發明的上述目的，本發明提供了一種液體容器，包括多個腔室，在其中一個腔室設有供液口，在另一個腔室設有通氣口，和連續的供液材料，其中鄰近的腔室只通過供液材料連通。
按照本發明的另一方面，本發明提供了一種通過噴墨進行記錄的記錄頭單元，它包括一墨水容器，該容器包括多個腔室，在其中一個腔室設置的供墨口，在另一個腔室設置的通氣口、和供液材料，其中鄰近的腔室只通過所述的供液材料相連通，還有一通過所述的供墨口對其供墨水的記錄頭，它帶有產生能量以噴墨的產生能量的裝置。
按照本發明的再一個方面，本發明提供了通過噴墨進行記錄的記錄裝置，它包括用來安裝墨水容器和記錄頭的安裝裝置，其中所述的墨水容器包括多個腔室、在其中一個腔室設置的供墨口、在另一個腔室設置的通氣口、和連續的供液材料，其中鄰近的腔室只通過所述的供液材料連通;所述的記錄頭通過所述的供墨口對其供墨并帶有產生能量以噴墨的產生能量的裝置;還有把電信號提供給所述的產生能量裝置的裝置。
參照下面對附圖及實施例的說明，對本發明的上述和其它的目的、特點和優點會更加清楚。附圖中圖1是按照本發明一個實施例的液體容器的部分切去的立體圖;
圖2是按照圖1所示本發明的實施例的液體容器的剖面圖;
圖3是本發明另一實施例的液體容器的剖面圖;
圖4是本發明再一個實施例的液體容器的剖面圖;
圖5是本發明又一個實施例的液體容器的剖面圖;
圖6A，6B和6C是示出容器中液體的消耗量的剖面圖;
圖7是本發明又一個實施例的液體容器的剖面圖;
圖8是本發明再一個實施例的液體容器的剖面圖;
圖9是本發明另一個實施例的液體容器的剖面圖;
圖10A，10B，10C，10D和10E是示出本發明實施例中供液材料的形狀和它們的位置的液體容器的橫剖面圖;
圖11A，11B和11C是液體容器的橫剖面圖，示出了供液體材料形狀和它們的位置;
圖12是按照本發明另一實施例的液體容器的剖面圖;
圖13是本發明又一實施例的液體容器的剖面圖;
圖14是本發明再一個實施例的液體容器的剖面圖;
圖15是本發明另一個實施例的液體容器的剖面圖;
圖16是本發明又一個實施例的液體容器的剖面圖;
圖17A是本發明再一個實施例的液體容器的剖面圖;
圖17B是沿圖17A中A-A線截取的剖面圖;
圖17C是沿圖17A中B-B線截取的剖面圖;
圖18是本發明又一個實施例的液體容器的橫剖面圖;
圖19是本發明再一個實施例的液體容器的橫剖面圖;
圖20是其上裝有液體容器和記錄頭的安裝裝置的立體圖;
圖21是其上有本發明一實施例的液體容器的噴墨記錄裝置的立體圖;
圖22是普通墨水容器的剖面圖;
圖23是另一種普通墨水容器的剖面圖;
圖24是再一種普通液體容器的剖面圖。
下面參照


本發明的實施例。
圖1是本發明一個實施例的墨水容器的部分剖去的立體圖。圖2是該墨水容器的縱剖面圖。在該實施例中，液體容器是一個墨水容器的形式。
在該實施例中，該墨水容器與一記錄頭一起使用，該墨水容器把墨水噴到如紙張之類的記錄材料上。但是，記錄頭6可以是一個可安裝到液體容器上的分離的元件。
如圖1和2所示，液體容器的主體1裝有多孔材料(如海綿之類)或纖維材料制成的供墨材料3。除供墨材料3以外的部分被與主體1成整體或分開設置的隔板2a，2b，2c，2d和2e分成六個腔室1a、1b、1c、1d、1e和1f。相鄰的腔室只通過供液材料3構成液體連通。容器主體1的一端壁1T設置有往外供墨水(液體)的供墨口5，在這一端，還裝有一記錄頭6，通過供墨口5給該記錄頭6供墨。在另一腔室的端壁，也就是后壁1V設有通氣口4。在該實施例中，該通氣口4是一個管的形式，基本設在該腔室的中部，并延伸進入該腔室，因此，即使墨含在具有通氣口4的腔室中，如果墨量不超過具有通氣口4的腔室的容積的一半，墨不會漏出，而不管墨水容器的姿勢及位置如何。
下面參見圖6A，6B和6C來說明在記錄操作時，該實施例的墨水容器的耗墨量。在記錄操作時，至少一部分供液材料3是在墨水容器的底部，如圖6A所示。在開始階段，除了有通氣口4的第一腔室外，墨水容器都充滿了墨。隨著打印操作消耗了墨，在最遠離供墨口5的腔室中墨量降低如圖6A所示。理由如下隨著通過供墨口5供墨，相應于消耗量的墨量從有供墨口5的第六腔室1f排出。由于除了供墨口5，第六腔室1f只通過供液材料與第五腔室1e液體連通，因此通過供墨口5從第六腔室1f供墨的墨是從第五腔室1e通過供液材料3供應到第六腔室1f中。類似地，從通氣口4側腔室連續供入墨，由此通過供墨口5連續供墨。當在上游腔室中已無墨時，空氣通過供液材料3和通氣口4供入。以這種方式，墨從上游腔室中減少。腔室中液體流通通過含有大量細彎月面的供液材料3建立起來，通過這些彎月面，在容器中保持要求的真空度。
下面說明在不進行打印操作時墨水的狀況。當環境條件，特別是溫度或壓力改變時，墨(液體)的容積幾乎不變，但在容器中的空氣容積明顯改變。例如，當如圖6A所示狀態下溫度升高時，含在第一，第二和第三腔室1a，1b和1c中的空氣可以很容易地通過通氣口4排到外面，因為這種空氣通過幾乎不含墨的供墨材料3而流通。因此在記錄頭不發生由于空氣容積的變化而導致的壓力改變。但是，墨水13把第四腔室1d的空氣與外界空氣隔開，因此由于第四腔室1d中的空氣膨脹而使第四腔室1d中的墨水13排到第三腔室1c。但是，排到第三腔室1c的墨水通過供液材料滲到第一腔室1a。在滲透作用期間，第三腔室1c和第二腔室1b中的空氣與外界空氣隔開。結果如圖6B所示，排出的墨水幾乎不進入到第三腔室1c或第二腔室1b，而只運動到有通氣口4的第一腔室1a。
因此，溢入到第一腔室1a的墨僅取決于含墨水及空氣的腔室中空氣容積的增加量及含在該腔室中的墨水量。在該實施例中，在溫度提高前，只有一個腔室(圖6A中腔室1d)與環境空氣隔開，因此，第一腔室1a的容積是在考慮在預計的溫度和壓力變化范圍內根據第二腔室和以后的腔室的容積的比例來確定的。
當溫度降低時，空氣的容積相應地從圖6B所示的狀態降低，已運動到第一腔室的墨又返回到第四腔室1d，因為在第二、第三和第四腔室1b，1c，1d中的空氣與外界空氣隔開。最后，恢復圖6所示的狀態(開始階段)。
當打印操作不進行時，維持這種保持墨水的作用，而不管容器姿勢如何。因為即使幾乎所有供液材料3是高于墨水的頂面，如果一部分供液材料處在液體的頂面之下，墨水在毛細力作用下通過供液材料3而運動。但是，當液體容器完全倒置使在第四腔室1d中的墨中完全不與供液材料3接觸，則情況稍有不同。也就是說，即使溫度上升，在墨水容器中的所有空氣與環境或外界空氣流體相通，因此墨水溢流入第一腔室。
如前所述，按照該實施例，帶有把液體供出的供墨口的腔室和與環境相連通的腔室僅僅通過供液材料相連通。為此理由，即使溫度和壓力等環境條件改變，墨水仍能充分地供到供墨口而不易發生漏墨。另外，在移動到腔室中的墨與環境連通的條件下，使墨水容器的姿勢的活動范圍比較大，因為外部環境條件能恢復到原始狀態。
如果供液材料相對于在容器中的液體是穩定的，如果可以通過在供液材料內形成的彎月面來保持液體，和如果可把鄰近的腔室連接起來成液體連通和空氣連通，那么在這實施例中吸墨材料是滿足要求的。吸墨材料的實例是如海綿之類的多孔材料和如氈子之類的纖維材料。從墨的使用效率而言，最好用多孔材料。供液體最好是連續的，以便使與外界空氣相通的腔室和設有供液口的腔室成液體連通。但是，并不一定要整體制成，為使它們制造方便，可以把多個供液材料連接起來。
隔板2a-2c可以是與容器的主體分開的元件，但是要求建立氣密密封，以防止鄰近的腔室之間除了通過供液材料了以外發生其它的液體連通。在這一實施例中，腔室數目為六個，但其數目可以不限，只要同一個腔室不同時帶有通氣口和供液口即可。為了減少由于環境條件變化液體倒流回上游腔室的量，要求設置較多的腔室。從穩定供液的觀點而言，多個腔室要通過供液材料連成串。
在這一實施例中，使用多個腔室允許從具有通氣口的腔室依次消耗墨。因此，如果至少容器的一部分由透明材料或半透明材料制成，則可觀察到容器中的墨水而了解墨水的剩余量。
圖3是本發明另一實施例的剖面圖，該實施例的液體容器與第一實施例的不同之處僅在于，供液材料3延伸到第六腔室1f復蓋進到記錄頭的供墨口5。由于供液材料3的這一延伸，使殘余的墨能保證供到供墨口。
圖4是本發明再一實施例的剖面圖。在該實施例中，供液材料3僅延伸到容器主體1的底壁和第一隔板2a的開口端，也就是說，在由第一隔板2a和有通氣口4的后端壁1V所限定的第一腔室1a中沒設置供液材料3。在其它方面，該實施例中的墨水器與第一實施例的墨水容器相同。
圖5是本發明又一實施例的剖面圖。在該實施例中，供液材料3僅在容器主體1的底壁和第一隔板2a的開口端之間延伸，因此，在第一腔室的底壁上沒有供液材料。在其它方面，本實施例的液體容器與圖3實施例的一樣。本實施例與圖3實施例相比，殘余墨水量能減少，并且相應地減少了供液材料。
本發明的容器可以做成與記錄頭分開的盒型結構。下面將說明這種類型的實施例。
圖7是本發明又一實施例的墨水容器的剖面圖。供墨口5被通常用彈簧16壓到供墨口5的一個球15密封住。當與記錄頭連接起來，記錄頭的一部分使供墨口5打開。
圖8是本發明再一實施例的墨水容器的剖面圖，容器主體1的供墨口5被一薄板17封住。
圖9是本發明另一實施例的墨水容器的剖面圖。墨水容器主體的供墨口5被一球15封住，該球15被包圍供液口5的供液材料3常壓到供液口5。
下面結合附圖10A，10B，10C，10D，10E和11A，11B，11C說明供墨材料的位置和形狀的改型。
圖10A是上述任一實施例中容器的橫剖面圖，其中供墨材料的形狀及放置如圖10A所示。除了倒轉情況(供液材料在頂部)外都可以操作。
圖10B中，供墨材料為L型，可在任何姿態下操作。
圖10C中，供墨材料有槽形橫截面，液體容器可在任何姿態下操作。
圖10D中，供墨材料是設置在容器主體的角落上的一根棒的形式。
圖10E中供液體材料是基本設置在壁中部的一根棒的形式。
從穩定供墨觀點出發，希望用圖10A，10D和10E的形式。
在圖11A中，容器主體1的底面是傾斜的，供墨材料3設置在斜面上。
在圖11B中，容器主體1的底面和右側面是斜的，供墨材料3設置在該兩傾斜面形成的角形區內。
在圖11C中，容器主體1被一對三角形隔板隔開，供墨材料3設置在該兩三角形的間隙中。
圖12是本發明另一實施例的墨水容器的剖面圖。與普通的墨水容器不同，通氣口4從與設置供墨材料3的表面相對的壁往腔室中部延伸。該通氣口的作用同前面實施例相同。這種通氣口可便于制造等。
在供液口周圍的結構包括可來回移動的閥18，頂住該閥18的彈簧16，和包住它們的圓筒形部分。供液材料3夾在可容許閥18在其中滑動的圓筒體部分19和隔壁2之間。采用這種結構，當墨水容器與記錄頭分開時，可確保防止墨的漏泄，另外，通過供液材料3的毛細作用可更有效地取出墨。
圖13是本發明又一實施例的墨水容器的剖面圖。除通氣口中周圍結構外，本實施例的墨水容器與圖12實施例相同。通過通氣口4開口的腔室幾乎充滿供液材料。可用肋或類似元件(未示出)來使通氣口4不與供液材料3接觸。采用這種結構，通過供液材料的保液作用可更有效地防止墨通過氣口4泄漏出來，即使當墨由于溫度或壓力變化而鄰近通氣口4且墨水容器受到震動或加速時，也能如此。
圖14是本發明再一個實施例的墨水容器的剖面圖。除了通氣口4周圍的結構，這一墨水容器結構與圖12和13的實施例相同。在該實施例中，通氣口4的內口用熔化在其上的Fluorobore薄膜(可從日本Kabushiki Kaisha的SUMITONMO DEBKO公司購得)蓋住。這種薄膜具有可讓氣體通過但不允許液體通過的性能。因此，即使在溫度式壓力改變時墨在有通氣口4的腔室中的條件下墨水容器遭到震動或加速，也不會漏墨。另外，也不影響墨水容器的供墨性能。
設置這種薄膜對本發明所有的實施例都是有效的。已建議對墨水容器的通氣口使用這種薄膜。但是，在與墨水總是接觸的情況下使用這種薄膜，薄膜的性能會逐漸破壞，或者即使薄膜的外部只有一部分潤濕，液體也會從該處穿過而漏出。因此，在實踐中難于使用。但是，按照本發明，通氣口4通常避免與墨直接接觸，即使墨到達通氣口4，也只有當容器受到震動或加速時，墨才會與薄膜接觸。因此，上述使用薄膜遇到的問題可以避免。另外，防水的多孔膜是有利地使用在本發明中。靠近通氣口4的多孔材料可與供液材料3成整體，或是與供液材料3相接觸的分離的材料。當它們是分離的材料時，供液材料3的形狀可簡化。
圖15和16示出另外的實施例，其中靠近通氣口的供液材料的設置是不同的。
從圖中可了解，設置在隔板下的供液材料的端部延伸，延伸部分再往回折回，折疊方式依據于腔室的結構和尺寸以及多孔材料的厚度而合適地選擇。采用這種結構，與圖13實施例相類似，甚至當在有通氣口腔室中的墨水在溫度和壓力變化時容器遭到震動或加速，由于多孔材料的保液作用，墨水不易通過通氣口泄漏出。
通過合適選擇腔室的尺寸，多孔材料或纖維材料的量和它們的填充結構，在圖13、15和16中作為有通氣口的腔室中的供液材料的纖維材料或多孔材料的毛細作用比隔板下面的毛細作用小。太小的毛細作用力是不希望的，因為那樣對到達設置通氣口的腔室的墨水的保墨能力變小，最好其毛細作用力是隔板下的毛細作用力的0.2-0.9倍。
圖17A，17B和17C示出本發明再一個實施例的剖面圖。在這一實施例中，供液材料沿著每一隔板延伸到頂部。這樣，甚至當墨水容器倒置，沿著隔板延伸的多孔材料或纖維材料也能吸墨，因此墨能用盡。
圖18和19示出圖17A-17C實施例的改型，其中，多孔材料或纖維材料沿著隔板的一部分延伸，提供了與上面實施例的同樣有利的效果。圖18和19的結構更便于制造。
在前面實施例中，腔室數目為六個。但是，該數目也可以是兩個或更多，如前所述。但如果腔室數目少，由于有通氣口4的腔室在起始狀態不含墨水，所以腔室尺寸必須增加以防漏墨，由此使墨水容量不很大。如果腔室數目太多，隔板占的體積增加，而使墨水容量降低。考慮到這些因素，腔室的數目由專業人員合適地確定。
每一腔室的容積可是任意的，但是最好有通氣口的腔室的容積不小于最大容積腔室的容積的0.6倍。因為即使當由于在通常墨水容器使用或搬運中(在貨運艙中壓力近似為0.7atm)可能發生的溫度及壓力變化而使容器中的空氣膨脹或收縮時，也必須確保防止漏墨。為了平穩地供墨，腔室尺寸最好一致，或朝供液口增大。
下面說明本發明的墨水容器中使用的供液材料。
最好在隔板下的部分供液材料(多孔材料或纖維材料)在滲墨時具有各向同性。
當由于容器的位置或姿勢改變時，而使相鄰腔空之間多孔或纖維材料的一部分流道高于墨水表面時，對容器的沖擊會引發形成一有害的氣流通道。即使發生了這一情況，供墨材料利用毛細作用從現有的墨水中再吸收一部分墨，消除了所形成的氣流通道，而允許再供墨。如果供墨材料具有使墨不容易沿與供液材料接觸的邊緣延伸的方向滲漏的特性，那么由于沖擊或類似作用而在液面上在供墨材料中形成的氣流通道，就不容易用液體再回充填滿，這樣液體不是能充足地供應到供液口，另外，液體流出到有通氣口的腔室。如果發生上述情況，當容器發生溫度或壓力變化時，墨會通過通氣口漏出。
構成供液材料3的多孔材料最好是聚氨脂泡沫材料。在制造聚氨脂泡沫材料的方法的一實例中，聚醚多羥基化合物，聚異氰酸酯，和水與發泡材料、催化劑、冷卻劑或添加劑(如果要求的話)反應，可制造出有大量孔的高聚合物材料。再把上述材料切成要求尺寸的塊，把切塊放在可燃氣體的環境中。使氣體爆炸，可除去氣囊之間的薄膜。該制造方法對本發明用的材料是可取的。
表1示出了有各種孔隙度的多孔材料(聚醚聚氮脂泡沫)的各種墨水容器的各種必要性能。
表1
所評價的墨水容器是圖2實施例的墨水容器，多孔材料從第一腔室連續地延伸到第六腔室，裝填在隔板2a-2e的底表面和容器主體1的底面，在它們之間無余隙。緊實度以比例T1/T2(壓縮比K)來表示，其中T1是墨水容器的內底表面1S和隔板2a-2e的底面之間的距離，而T2是在插進容器前多孔材料的厚度。該比例K大于1表示在隔板和容器的底部之間多孔材料是受壓縮的;而該比例K小于1表示多孔材料和隔板或墨水容器底表面之間有間隙。在后一情況下，會出現下面要說明的問題。
例如當在隔板2a底部，比例K為0.8，在隔板2a和墨水容器底表面之間存在間隙，會發生墨水和空氣的倒流，也就是說，空氣從第一腔室1a流到第二腔室1b，而墨水從第二腔室1b流到第一腔室1a。如果環境條件變化特別是溫度上升，在此條件下，空氣膨脹，相應于空氣膨脹的墨水量從第二腔室1b流到第一腔室1a。但是，如果第一腔室已含有墨水，可能發生總墨水量超過第一腔室的容量，這就導致墨水通過通氣口4漏出。
另一方面，如果比例K太大，多孔材料的孔隙度P分布傾斜，可能造成墨水留在多孔材料中。
孔隙度P意味著1英寸多孔材料中的氣囊數。在評比試驗中，壓縮比K為1.5，而多孔材料的孔隙度是變化的，評估多孔材料對供墨和對震動的耐久性的響應。在表1中，“未壓縮”表示多孔材料未受壓縮，它是夾在隔板和底板部分中的多孔材料的7倍大(沿著墨流通方向測量)。
(1)供墨響應其指示在記錄操作時是否有合適量的墨水(不太多也不太少)供應到與墨水容器相連接的記錄頭。該記錄頭有60個噴嘴，每個噴出約100pl的墨(在噴出頻率為4KHz下操作)。所有60個噴嘴都工作(實線圖象打印)。在該評價試驗中，當打印完10張A4尺寸的紙時，評價為“G”，當完成10張紙之前噴射失效時，評估為“N”。
(2)震動耐久性與同樣的記錄頭連接的墨水容器垂直放置并且記錄頭設置在底部，并以2G/10Hz的頻率動1小時。在墨水不通過通氣口或噴嘴漏出時，評價為“G”，而發生漏墨的情況，評價為“N”。
通氣口是使第一腔室1a直接向環境開口的口。
從表1可以明白，每英寸孔的數量最好為140-300。
已經說明了對設置在隔板下的多孔材料的要求。另一方面，最好對在隔板下的流道加以考慮(見下面)。如果在相鄰的墨腔室之間充填多孔或纖維材料以前流道的橫截面積太大，空氣會保留而導致一旦形成空氣通道就不容易用墨回填。在顯微鏡下觀察，易于獲得的多孔材料或纖維材料被看作是有各種不同毛細管的聚集體。因此，如果橫截面太小，差別好象是它在供墨容器中的真空度差。因此，橫截面積最好為約1-100mm2。但是如果多孔材料或纖維材料的毛細管的變化幾乎看不到，則上述數據不是一個極限。
與多孔材料或纖維材料(聚集體)壓接觸的隔板的邊緣和包住多孔材料的另一部分可以是平面或設置有小凸塊。作為再一個改型，該表面可以是粗糙的。如此，可以避免所用的多孔材料或纖維材料的不希望的移動。
下面參照附圖20說明按照本發明液體容器的安裝裝置和位置及姿勢限制裝置。在該圖中，本發明的液體容器標以標號1。它包括一通氣口4，一供液口5和一操作位置的限制或調整部分19。容器的內部結構可以是上述實施例中任一種。一個元件6通過供液口5的液體容器接收液體。當液體容器用作墨水容器時，該元件6是一個記錄頭。在下面說明中將涉及記錄頭，記錄頭設有控制液體容器位置的定位裝置。安裝裝置22也設有定位裝置，用來使液體容器正確定位。
如前所述，本發明的液體容器可幾乎在容器的任何姿勢下進行操作，但為了最穩定的供墨，最好使供液體材料在底部。為了保證這種定位，定位部分是有作用的。如圖20所示，液體容器的位置或姿勢可以記錄頭的定位部分和容器的定位部分之間的配合來確定。另外，安裝裝置的定位部分和容器的定位部分可相配合使用。
下面參照圖21說明使用本發明墨水容器的噴墨記錄裝置。
記錄頭和本發明任一實施例的墨水容器可結合在一起構成一記錄頭單元。記錄頭單元裝在支座101上，該支座101由導軸104和帶有螺紋槽105a的導向螺栓105導向。在一改型的裝置中，本發明的墨水容器可安裝到記錄頭上。記錄頭103裝有一管或桿(未示出)，當裝上墨水容器盒后，把管或桿7插入墨水容器的排液口，反抗彈簧6加到球5上的彈力打開排液口。
記錄頭響應于記錄裝置中的信號提供裝置而受驅動。
導向螺栓105由可倒轉電動機106通過齒輪系106a、106b、106c和106d來驅動前后轉動。支座101可沿箭頭所指示的方向和沿通過支座101的未示出的銷的相反方向來運動，該銷的端部與螺紋槽105a相接合。驅動電動機106的前后轉動方向的變換是響應于支座101的靜止位置而起作用，支座101的靜止位置由支座的桿115和一光耦合器116的組合來測出。
以紙張109形式的記錄材料被一限制板108壓到與壓紙卷筒107相接觸，并由一送紙電動機110驅動的送紙張滾輪(未示出)使其對著記錄頭。
一恢復裝置111，用于去除沉積在記錄頭103的噴墨口側的外來物或在其上的粘度增加的墨，以便恢復正常的噴墨性能。
恢復裝置111包括與未示出的抽吸裝置液體連通的壓蓋元件113，并通過記錄頭103的噴墨口吸墨，該噴墨口是蓋住的以除去噴墨口附近的外來物和粘度大的墨。在恢復裝置111和壓紙卷筒107之間設置著一清理葉片，它可沿著導向元件112，向記錄頭103的噴墨口側的運動通道移近或離遠。清理葉片114的自由端對除去沉積在記錄頭的噴墨口側表面上的外來物和墨滴是有效的。
本發明特別適合用到一種噴墨記錄頭和記錄裝置中，其中由熱換能器、激光束或類似裝置提供的熱能用來改變墨的狀態而噴出或排出墨使高密度的圖元素和高分辨率的記錄成為可能。
這種記錄頭或記錄裝置的典型結構和操作原理最好是在美國專利4723129和4740796中所公開的那種。這些結構和結構可用到一種所謂的根據要求反應型(on-demand type)的記錄系統和一種連續型記錄系統。但是，它特別適合于根據要求反應型，因為其原理是使得至少把一個驅動信號施加到設置在擋液(墨)板或液體通道上的電熱換能器上，驅動信號足夠提供一迅速升溫，超出成核沸點，因此電熱換能器提供的熱能使記錄頭加熱部分產生薄膜沸騰，因此相應于每一驅動信號，在液體(墨)中可形成一氣泡。通過氣泡的產生、發展及收縮，液體(墨)通過噴墨口噴出而產生至少一液滴。驅動信號最好是脈沖形式，因為氣泡的發展和收縮可以是瞬時起作用，因此，液體(墨)以快速響應噴出。以脈沖形式的驅動信號最好是如美國專利4463359和43445262所公開的。另外，加熱表面的升溫速度最好是如美國專利4313124所公開的。
記錄頭的結構可以如美國專利4558333和4459600所示的，其中加熱部分設置在一彎曲部分，而噴墨口、液體通道和電熱換能器的組合的結構是如上述專利所公開的形式。另外，本發明能應用到日本專利申請123670/1984所公開的結構，其中一個公共縫隙用作多個電熱換能器的噴墨口;也可用到日本專利申請138461/1984所公開的結構，其中，吸收熱能的壓力波的一開口是相應于噴墨部分而形成的。因為本發明可以不管記錄頭的類型而以可靠性和高效率有效地進行記錄操作。
本發明也可以有效地用到有相應于最大記錄寬度的長度的稱為全線型(full-line type)記錄頭。這種記錄頭可包括一單一記錄頭和多個記錄頭結合以復蓋最大寬度。
另外，本發明可應用到一串排列型記錄頭，其中記錄頭是固定在主組件上，也可應用到可替換的尖片型記錄頭，它與主裝置電連接，并在安裝到主裝置上時可以供墨，或者可應用到有整個墨水容器的盒形記錄頭。
最好裝設恢復裝置和/或用于預備操作的輔助裝置，因為它們能進一步穩定本發明的效果。對于這些裝置，有記錄頭的壓蓋裝置，清理裝置，壓或吸裝置，預熱裝置(可以是電熱換能器)，一輔助加熱元件或它們的組合。另外，起預備噴墨作用的(不是用于記錄操作)裝置也能穩定記錄操作。
關于可安裝的記錄頭的變型，它可以是相應于單色墨的單記錄頭，也可是相應于有不同記錄顏色或密度的多種墨材料的多記錄頭。本發明可有效地應用到有在主要為黑色的單色型，有不同顏色墨材料的多色型和/或用顏色混合物的全色型中的至少一種，它們可以是整體的記錄單元或由多個記錄頭的組合。
另外，在前面實施例中，墨是液體。但是，也可以是低于室溫成固體，而高于室溫液化的墨材料。因為墨控制在溫度不低于30℃而不高于70°，以穩定墨的粘度，而可在普通記錄裝置中穩定噴墨，墨也可以是在本發明應用其它墨時在記錄信號溫度范圍內是液體的。其中一種，可通過把能消耗在把墨從固態變到液態來積極地防止熱能使溫度升高。另一種墨在離開噴墨裝置后固化，可防止墨的揮發。在各種情況下，應用產生熱能的記錄信號，墨可液化，液態的墨可噴射出。另一種墨材料在它到達記錄材料時可開始固化。本發明也可應用由熱能液化的墨材料。這種墨材料可作為液態或固態材料保留在多孔板形成的通孔或槽中，如日本專利申請56847/1979和71260/1985所公開的。該多孔板面對著電熱換能器。最有效的一種噴射墨材料的措施是薄膜沸騰系統。
噴墨記錄裝置可用作計算機等資料處理裝置的輸出終端，或用作與圖象讀出等結合的復印裝置，或用作有發送及接收資料功能的傳真機。
如上所述，按照本發明，多個腔室僅通過連續的供液材料相到連通，因此，液體容器可工作位置的范圍較寬，不會由于環境條件或位置改變而發生漏液。供墨是穩定的，與液體容器尺寸相比墨容量大，因而可減小墨水容器的尺寸。
另外，供液材料也起到過濾器的作用，保護流道不堵塞。
使用本發明的容器，可用小尺寸的記錄裝置提供穩定的記錄操作。因為不需要精密機加工(鉆加工或其它操作)，因此制造液體容器沒有困難。
本發明是已參照所公開的結構進行了說明，但并不局限于所提出的細節，本發明意欲包括在本發明權利要求范圍進行的各種改進改型及變化。
權利要求
1.一種液體容器，包括多個腔室；在其中一個腔室設置的供液口，在另一個腔室設置的通氣口，和連續的供液材料，其特征在于相鄰近的腔室只通過所述的供液材料相互連通。
2.按照權利要求1的容器，其特征在于所述的具有供液口的腔室和所述的具有通氣口的腔室與多個位于它們之間的腔室串聯連接。
3.按照權利要求1的容器，其特征在于所述的液體容器的一部分是由可觀察到容器內液體的材料制成。
4.按照權利要求1-3中任一項的容器，其特征在于所述的供液材料是多孔材料或纖維聚集體。
5.按照權利要求1或2的容器，其特征在于所述的具有通氣口的腔室設有多孔材料或纖維聚集體中的至少一種。
6.按照權利要求1或2的容器，其特征在于所述的供液材料是一個整體件的形式。
7.按照權利要求1的容器，其特征在于所述的容器還包括可相對于安裝所述容器的安裝裝置或相對于與所述容器相連接的裝置來定位所述容器的定位裝置。
8.一種用噴墨進行記錄的記錄頭單元，包括一個墨水容器，它包括多個腔室，在其中一個腔室設置的供墨口;在另一個腔室設置的通氣口，和連續的供液材料，其中相鄰近的腔室只通過所述的供墨材料相互連通，和一個記錄頭，它由所述的供墨口供給墨，和具有產生能量使墨噴出的產生能量的裝置。
9.按照權利要求8的單元，其特征在于所述的具有供液口的腔室和所述的具有通氣口的腔室與多個位于它們之間的腔室串聯連接。
10.按照權利要求9的單元，其特征在于所述的供液材料是多孔材料或纖維聚集體。
11.按照權利要求10的單元，其特征在于所述的墨水容器與所述的記錄頭是分離的元件。
12.按照權利要求11的單元，其特征在于所述的墨水容器包括相對于所述的記錄頭定位所述的墨水容器的定位裝置。
13.一種用噴墨進行記錄的記錄裝置，包括用來安裝墨水容器和記錄頭的安裝裝置，其中所述的墨水容器包括多個腔室，在一個腔室設置的供墨水口，在另一個腔室設置的通氣口，和連續的供液材料，其中相鄰近的腔室只通過所述的供液材料相互連通，并且其中所述的記錄頭由所述的供墨口供給墨，并具有產生能量使墨噴出的產生能量的裝置，和把電信號提供給所述的產生能量裝置的裝置。
14.按照權利要求13的記錄裝置，其特征在于所述的具有供液口的腔室和所述的具有通氣口的腔室與多個位于它們之間的腔室串聯連接。
15.按照權利要求13或14的記錄裝置，其特征在于所述的供液材料是多孔材料或纖維聚集體。
16.按照權利要求13的記錄裝置，其特征在于所述的墨水容器和所述的記錄頭是分離的元件。
17.按照權利要求13或16的記錄裝置，其特征在于所述的墨水容器設置有定位裝置，所述的安裝裝置有與所述的墨水容器的定位置相配合的定位裝置。
全文摘要
一種記錄裝置用的液體容器，包括多個腔室，在其中一個腔室設有供液口，在另一個腔室設有通氣口，和連續的供液材料，其中相鄰近的腔室只通過供液材料相互連通。
文檔編號B41J2/175GK1071371SQ921102
公開日1993年4月28日 申請日期1992年8月29日 優先權日1991年8月30日
發明者中島一浩, 小滝靖夫 申請人:佳能株式會社