БЛОК ХРАНЕНИЯ ЖИДКОСТИ, УСТРОЙСТВО ВЫПУСКА ЖИДКОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ ЕГО, И СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПУЗЫРЬКОВ ИЗ БЛОКА ХРАНЕНИЯ ЖИДКОСТИ
LIQUID STORAGE UNIT, LIQUID PRODUCTION DEVICE USING IT, AND A METHOD FOR REMOVING BUBBLES FROM THE LIQUID STORAGE UNIT

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к блоку хранения жидкости, которое предназначено для использования в устройстве выпуска жидкости, выполненном с возможностью выпуска жидкости на материал для записи и, более конкретно, к механизму для удаления пузырьков из блока хранения жидкости.
Описание предшествующего уровня техники
[0002] Общеизвестно устройство выпуска жидкости, включающее в себя резервуар для жидкости и камеру хранения жидкости, выполненную с возможностью удержания жидкости, подаваемой из резервуара для жидкости, и подачи жидкости в головку выпуска жидкости. Воздух может попадать в камеру хранения жидкости вследствие различных факторов. Воздух может вызвать уменьшение эффективности заполнения жидкостью камеры хранения жидкости из резервуара для жидкости, и попадание воздуха в головку выпуска жидкости может оказывать влияние на выпуск. В японской выложенной заявке на патент № 2008-290419 и японской выложенной заявке на патент № 2002-370374 раскрыто устройство выпуска жидкости, включающее в себя камеру хранения жидкости, имеющую структуру мехов и механизм для расширения и сжатия камеры хранения жидкости в ее осевом направлении. При приведении в действие этого механизма вся камера хранения жидкости расширяется и сжимается, тем самым обеспечивая возможность выпуска воздуха, застоявшегося в камере хранения жидкости, в резервуар для жидкости
[0003] В устройстве выпуска жидкости, раскрытом в японской выложенной заявке на патент № 2008-290419 и японской выложенной Заявке на патент № 2002-370374, вся камера хранения жидкости должна расширяться и сжиматься, тем самым усложняя увеличение толщины камеры хранения жидкости. Также в структуре мехов, предпочтительно, чтобы камера хранения жидкости была более тонкой с целью обеспечения достаточной гибкости. С другой стороны, тонкая камера хранения жидкости имеет высокую воздухопроницаемость, и, следовательно, имеется большая вероятность попадания воздуха в камеру хранения жидкости. Следовательно, попавший в камеру воздух смешивается с жидкостью и принимает форму пузырьков и застаивается в камере хранения жидкости. В результате, увеличивается частота процесса выпуска пузырьков, находящихся в камере хранения жидкости, в резервуар для жидкости. При использовании толстой структуры с целью уменьшения воздухопроницаемости камеры хранения жидкости, камера хранения жидкости не может удовлетворительно расширяться и сжиматься, что, тем самым, усложняет выпуск пузырьков, находящихся в камере хранения жидкости, в резервуар для жидкости.
Сущность изобретения
[0004] Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении блока хранения жидкости, способного выпускать пузырьки, находящиеся в камере хранения жидкости, в резервуар для жидкости, и в уменьшении частоты выпуска пузырьков, находящихся в камере хранения жидкости, в резервуар для жидкости.
[0005] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения обеспечен блок хранения жидкости, включающий в себя первую камеру хранения жидкости, имеющую постоянный объем и способную удерживать жидкость, подаваемую из резервуара для жидкости; вторую камеру хранения жидкости, сообщающуюся с первой камерой хранения жидкости; камеру управления давлением, выполненную с возможностью изменения давления в камере управления давлением посредством приведения в действие блока управления давлением; и упругий элемент, выполненный с возможностью непроницаемого отделения второй камеры хранения жидкости и камеры управления давлением друг от друга и являющийся деформируемым для того, чтобы увеличивать и уменьшать объем второй камеры хранения жидкости в соответствии с давлением камеры управления давлением.
[0006] Объем второй камеры хранения жидкости увеличивается и уменьшается посредством деформации упругого элемента в соответствии с давлением камеры управления давлением. Следовательно, объем скомбинированного пространства первой камеры хранения жидкости, которая сообщается со второй камерой хранения жидкости и имеет постоянный объем, и второй камеры хранения жидкости, увеличивается и уменьшается, в результате чего пузырьки, застоявшиеся в первой камере хранения жидкости, могут быть выпущены в резервуар для жидкости. Первая камера хранения жидкости имеет постоянный объем, и, следовательно, нет никакой потребности в деформации непосредственно первой камеры хранения жидкости. Следовательно, если толщина первой камеры хранения жидкости увеличена, то воздухопроницаемость первой камеры хранения жидкости может быть ослаблена. В результате имеется меньшая вероятность генерирования пузырьков в первой камере хранения жидкости, в результате чего она способна уменьшать частоту процесса выпуска пузырьков в резервуар для жидкости.
[0007] Кроме того, отличительные признаки настоящего изобретения станут очевидны из последующего описания иллюстративных вариантов осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
[0008] Фиг. 1 иллюстрирует схематический вид сверху устройства выпуска жидкости и блоков хранения жидкости.
[0009] Фиг. 2 иллюстрирует общий вид в перспективе блоков хранения жидкости, иллюстрированных на Фиг. 1.
[0010] Фиг. 3 иллюстрирует вид в перспективе с пространственным разделением деталей блоков хранения жидкости, иллюстрированных на Фиг. 1.
[0011] Фиг. 4 иллюстрирует вид в перспективе с пространственным разделением деталей блоков хранения жидкости, на которых не установлены резервуары для жидкости.
[0012] Фиг. 5 иллюстрирует схематический вид в разрезе блоков хранения жидкости при рассмотрении от линии 5-5 на Фиг. 4.
[0013] Фиг. 6 иллюстрирует схематический вид в разрезе блока хранения жидкости при рассмотрении от линии 6-6 на Фиг. 4.
[0014] Фиг. 7A и 7B иллюстрируют концептуальные виды соединительного элемента.
[0015] Фиг. 8A, 8B и 8C иллюстрируют концептуальные виды упругого элемента.
[0016] Фиг. 9 иллюстрирует схематический вид в перспективе соединительного элемента согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0017] Фиг. 10 иллюстрирует концептуальный вид уплотнительного элемента, который должен быть скомбинирован с соединительным элементом Фиг. 9 лет.
[0018] Фиг. 11 иллюстрирует вид в разрезе упругого элемента.
[0019] Фиг. 12 иллюстрирует вид в разрезе упругого элемента согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0020] Фиг. 13 иллюстрирует вид в разрезе упругого элемента согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0021] Фиг. 14 иллюстрирует вид в разрезе упругого элемента согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0022] Фиг. 15 иллюстрирует схематический вид в разрезе блока хранения жидкости согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0023] Фиг. 16A и 16B иллюстрируют схематические виды в разрезе, иллюстрирующие конфигурацию конструкции удержания мениска.
[0024] Фиг. 17A, 17B и 17C иллюстрируют виды, иллюстрирующие механизм возврата пузырьков и процесс возврата пузырьков.
[0025] Фиг. 18A, 18B и 18C иллюстрируют виды, иллюстрирующие механизм возврата пузырьков и процесс возврата пузырьков согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0026] Фиг. 19 иллюстрирует вид, иллюстрирующий положение размещения части повышения сопротивления потока.
[0027] Фиг. 20A, 20AS, 20B, 20BS, 20C, 20CS, 20D и 20DS иллюстрируют виды, иллюстрирующие различные конфигурации части повышения сопротивления потока.
Описание вариантов осуществления
[0028] Ниже варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны со ссылкой на чертежи. В следующих вариантах осуществления головка выпуска жидкости выпускает жидкость, такую, как чернила, при перемещении относительно материала для записи для того, чтобы формировать изображение. В вариантах осуществления настоящего изобретения резервуар для жидкости съемно установлен на головке выпуска жидкости, и жидкость подается непосредственно из резервуара для жидкости в головку выпуска жидкости. Резервуар для жидкости вместе с головкой выпуска жидкости установлен на каретке, выполненной с возможностью осуществления возвратно-поступательного (главного) движения. Настоящее изобретение также применимо к такой головке выпуска жидкости и устройству выпуска жидкости, в которых резервуар для жидкости не установлен на головке выпуска жидкости, и резервуар для жидкости и головка выпуска жидкости соединены друг с другом через трубку. В другом варианте осуществления настоящего изобретения неподвижная головка выпуска жидкости может выпускать жидкость на движущийся материал для записи, чтобы, тем самым, выполнять формирование изображения.
[0029] Общие сведения об устройстве выпуска жидкости
Сначала описывается схематическая конфигурация и функционирование устройства выпуска жидкости настоящего изобретения со ссылкой на Фиг. 1-5. Фиг. 1 изображает схематический вид сверху, иллюстрирующий устройство выпуска жидкости и внутренний механизм блоков хранения жидкости. Фиг. 2 иллюстрирует общий вид в перспективе блоков хранения жидкости, на которых установлены резервуары для жидкости. Фиг. 3 иллюстрирует вид в перспективе с пространственным разделением деталей блоков хранения жидкости. Фиг. 4 иллюстрирует общий вид в перспективе блоков хранения жидкости, на которых не установлены резервуары для жидкости. Фиг. 5 иллюстрирует вид в разрезе, выполненный по линии 5-5 из Фиг. 4.
[0030] Устройство 10 выпуска жидкости выполнено с возможностью записи цветного изображения или одноцветного изображения на материале для записи, таком, как бумага, посредством использования жидкостей (чернил) четырех цветов, а именно желтого (Y), черного (Bk), голубого (C), и пурпурного (M). Жидкость содержит пигменты или красители. Как иллюстрировано на Фиг. 1, устройство 10 выпуска жидкости включает в себя блок 130 хранения жидкости, головку 110 выпуска жидкости, каретку 200, на которой установлен блок 130 хранения жидкости и головка 110 выпуска жидкости, блок 300 управления давлением и устройство подачи бумаги (не показано). Блок 130 хранения жидкости способен удерживать жидкость, подаваемую из резервуара 160 для жидкости. Лоток подачи бумаги (не показан) расположен на нижней поверхности устройства 10 выпуска жидкости. Материал для записи, уложенный на лотке подачи бумаги, подается посредством устройства подачи бумаги. Каретка 200 поддерживается на устройстве 10 выпуска жидкости посредством опорной планки (не показана), и может перемещаться в главном направлении H сканирования, ортогональном к направлению P транспортирования материала для записи. В то время как каретка 200 перемещается в главном направлении H сканирования, головка 110 выпуска жидкости, установленная на каретке 200, выпускает жидкость на материал для записи для того, чтобы выполнять запись изображения на материале для записи.
[0031] Блок 130 хранения жидкости включает в себя множество блоков хранения жидкости, расположенных в соответствии с цветами жидкостей, которые должны быть использованы в устройстве 10 выпуска жидкости. В этом варианте осуществления четыре блока 130 хранения жидкости выстроены в ряд в главном направлении H сканирования. Каждый из блоков 130 хранения жидкости заполнен желтой (Y), черной (Bk), голубой (C) или пурпурной (M) жидкостью. Блоки хранения жидкости соответствующих цветов выстроены в ряд в порядке Y, Bk, C, и М слева направо на Фиг. 1. В этом варианте осуществления два блока хранения жидкости объединены друг с другом и скомпонованы два комплекта из двух объединенных блоков хранения жидкости. Альтернативно, четыре блока хранения жидкости могут быть скомпонованы независимо друг от друга. Четыре блока 130 хранения жидкости идентичны друг другу за исключением различной заполняющей их жидкости.
[0032] Головка 110 выпуска жидкости расположена на каждом блоке 130 хранения жидкости. На поверхности головки 110 выпуска жидкости, которая расположена напротив материала для записи, сформировано множество выпускных портов 115, выполненных с возможностью выпуска жидкости, для соответствующих цветов, как иллюстрировано на Фиг. 6. Выпускные порты 115 соответствующих цветов выстроены в ряд по линии в направлении, параллельном направлению P транспортирования материала для записи. Устройство 10 выпуска жидкости включает в себя основной блок управления (не показан), выполненный с возможностью централизованного управления устройством 10 выпуска жидкости. Сигнал изображения выводится из основного блока управления и вводится на плату управления головкой (не показана). На основе сигнала изображения, введенного на плату управления головкой, головка 110 выпуска жидкости выпускает жидкость на материал для записи через выпускные порты 115. В ходе формирования изображения, головка 110 выпуска жидкости, приводится в движение в главном направлении H сканирования, для осуществления возвратно-поступательного движения в главном направлении H сканирования.
[0033] Для выполнения подачи жидкости в блок 130 хранения жидкости каждого цвета резервуар 160 для жидкости может быть установлен на блоке 130 хранения жидкости. Каждый резервуар 160 для жидкости заполнен желтой (Y), черной (Bk), голубой (C) или пурпурной (M) жидкостью. Как иллюстрировано на Фиг.2, резервуар для жидкости имеет форму прямоугольного параллелепипеда, размеры ширины которого меньше размеров в других направлениях. Резервуар для жидкости установлен на блоке 130 хранения жидкости в таком положении, что передняя поверхность продолжается, по существу, в вертикальном направлении. Четыре резервуара 160 для жидкости идентичны друг другу за исключением различной заполняющей их жидкости. Прижимной рычаг 180, выполненный с возможностью прижатия каждого резервуара 160 для жидкости для его крепления к блоку 130 хранения жидкости, расположен на блоке 130 хранения жидкости. Четыре прижимных рычага 180 идентичны друг другу за исключением резервуара 160 для жидкости, к которому они должны быть прижаты.
[0034] Блок 130 хранения жидкости
Блок 130 хранения жидкости более подробно описан со ссылкой на Фиг. 6-8C. Фиг. 6 иллюстрирует вид в разрезе блока 130 хранения жидкости, выполненный по линии 6-6 из Фиг. 4. Фиг. 7A иллюстрирует вид в перспективе соединительного элемента, который иллюстрирован в перевернутом положении в отличие от Фиг. 1-5 для ясного представления уплотнительной поверхности, которая должна быть вплотную прижата к уплотнительному элементу. Фиг. 7B иллюстрирует вид в разрезе, выполненный по линии 7B-7B из Фиг. 7A. Фиг.. 8A и 8B иллюстрируют вид в перспективе и горизонтальную проекцию (вид сверху) уплотнительного элемента, соответственно, для иллюстрации уплотнительной части, которая должна быть вплотную прижата к соединительному элементу. Фиг. 8C иллюстрирует горизонтальную проекцию (вид снизу) уплотнительного элемента для иллюстрации уплотнительной части, которая должна быть вплотную прижата к элементу пути потока жидкости.
[0035] Блок 130 хранения жидкости включает в себя первую камеру 131 хранения жидкости, вторую камеру 132 хранения жидкости и камеру 141 управления давлением. Резервуар 160 для жидкости может быть установлен на первой камере 131 хранения жидкости, и первая камера 131 хранения жидкости удерживает жидкость, подаваемую из резервуара 160 для жидкости. Первая камера 131 хранения жидкости имеет постоянный объем. Первые камеры 131 хранения жидкости выстроены в ряд смежно друг с другом в главном направлении H сканирования. Первая камера 131 хранения жидкости включает в себя трубку 145 подачи жидкости, с которой соединен резервуар 160 для жидкости. Трубка 145 подачи жидкости выступает в направлении, ортогональном к главному направлению H сканирования, и конец 150 трубки 145 подачи жидкости входит во впускной порт (не показан) резервуара 160 для жидкости. Жидкость из резервуара 160 для жидкости течет через трубку 145 подачи жидкости и подается в камеру хранения жидкости через впускной порт 136.
[0036] Вторая камера 132 хранения жидкости сообщается с первой камерой 131 хранения жидкости через часть 144 сообщения. Камера 141 управления давлением сформирована смежно со второй камерой 132 хранения жидкости. Вторая камера 132 хранения жидкости и камера 141 управления давлением расположены ниже впускного порта 136 первой камеры 131 хранения жидкости. Камера 141 управления давлением имеет отверстие 156, соединенное с блоком 300 управления давлением, описанным позже, и давление камеры 141 управления давлением изменяется посредством приведения в действие блока 300 управления давлением. Вторая камера 132 хранения жидкости и камера 141 управления давлением непроницаемо отделены друг от друга посредством упругого элемента 148. Описание «непроницаемо отделены» означает, что удовлетворяются требования и по воздухонепроницаемости, и по водонепроницаемости. Упругий элемент 148 является деформируемым для того, чтобы увеличивать и уменьшать объем второй камеры 132 хранения жидкости в соответствии с давлением камеры 141 управления давлением. Вторая камера 132 хранения жидкости и камера 141 управления давлением вместе упоминаются «как вмещающая упругий элемент камера 149». Вмещающая упругий элемент камера 149 имеет постоянный объем и разделена на вторую камеру 132 хранения жидкости и камеру 141 управления давлением посредством упругого элемента 148. Первая камера 131 хранения жидкости образована посредством элемента стенки, имеющего более низкую воздухопроницаемость на площади блока, чем упругий элемент 148. Элемент стенки первой камеры 131 хранения жидкости является более толстым, чем упругий элемент 148, и площадь внутренней поверхности первой камеры 131 хранения жидкости больше, чем площадь поверхности упругого элемента 148.
[0037] Первая и вторая камеры 131 и 132 хранения жидкости и камера 141 управления давлением сформированы посредством элемента 120 пути потока жидкости, соединительного элемента 133, расположенного выше элемента 120 пути потока жидкости, и уплотнительного элемента 140, вставленного между элементом 120 пути потока жидкости и соединительным элементом 133. Элемент 120 пути потока жидкости удерживает головку 110 выпуска жидкости. Элемент 120 пути потока жидкости включает в себя путь 121 потока, соединяющий первую камеру 131 хранения жидкости с головкой 110 выпуска жидкости, и элемент 135 удержания жидкости. Элемент 135 удержания жидкости расположен между первой камерой 131 хранения жидкости и головкой 110 выпуска жидкости для функционирования в качестве фильтра, выполненного с возможностью фильтрации жидкости. Резервуар 160 для жидкости установлен на соединительном элементе 133. Упругий элемент 148 имеет тонкую конструкцию для наличия высокой воздухопроницаемости, но первая и вторая камеры 131 и 132 хранения жидкости сформированы, главным образом, посредством соединительного элемента 133 и элемент 120 пути потока жидкости, и, следовательно, имеется меньшая вероятность проникания воздуха в первую и вторую камеры 131 и 132 хранения жидкости. В этом варианте осуществления упругий элемент 148 является частью уплотнительного элемента 140. Жидкость в резервуаре 160 для жидкости вытекает из трубки 145 подачи жидкости через первую камеру 131 хранения жидкости, которая сформирована, главным образом, посредством соединительного элемента 133, и подается в головку 110 выпуска жидкости через элемент 135 удержания жидкости и путь потока.
[0038] Трубка 145 подачи жидкости выполнена как единое целое с соединительным элементом 133 (первая камера 131 хранения жидкости) с целью понижения стоимости. Предпочтительно, чтобы внешний диаметр трубки 145 подачи жидкости имел максимально малые размеры для предотвращения утечки жидкости в состоянии соединения с резервуаром 160 для жидкости. Когда резервуар 160 для жидкости установлен на трубке 145 подачи жидкости или при применении вибрации к трубке 145 подачи жидкости, соединенной с резервуаром 160 для жидкости, однако, значительное механическое напряжение образуется в основании трубки 145 подачи жидкости, и, в некоторых случаях, трубка 145 подачи жидкости может быть сломана. Следовательно, основание трубки 145 подачи жидкости может иметь больший внешний диаметр и толщину.
[0039] Предпочтительно, чтобы соединительный элемент 133 и элемент 120 пути потока жидкости, которые образуют первую камеру 131 хранения жидкости, были более толстыми в целях уменьшения воздухопроницаемости. В настоящем изобретении первая камера 131 хранения жидкости имеет постоянный объем, и, следовательно, нет никакой потребности в деформации первой камеры 131 хранения жидкости. Следовательно, нет никакого ограничения по толщине соединительного элемента 133 и элемента 120 пути потока жидкости. Для повышения уплотняющих характеристик уплотнительного элемента 140 требуется, чтобы уплотнительные поверхности соединительного элемента 133 и элемента 120 пути потока жидкости были максимально плоскими. При рассмотрении этих моментов, соединительный элемент 133 и элемент 120 пути потока жидкости формуются из материала, полученного посредством добавления наполнителей в модифицированный полифениленовый эфир (PPE), который является материалом на основе смолы, имеющим отличную механическую прочность и низкий в коэффициент термической усадки.
[0040] При сборке блока 130 хранения жидкости, как иллюстрировано на Фиг. 3, уплотнительный элемент 140 устанавливается на элементе 120 пути потока жидкости, соответствующем каждому цвету, на котором закреплена головка 110 выпуска жидкости. Затем, как иллюстрировано на Фиг. 4, соединительный элемент 133, соответствующий каждому цвету (в этом варианте осуществления, имеющий объединенную конфигурацию для двух цветов) закрепляется на элементе 120 пути потока жидкости посредством винтового крепления с размещением между ними уплотнительного элемента 140. Элемент 137 удержания жидкости, описанный ниже, заранее запрессован в соединительный элемент 133. Соединительный элемент 133 может быть прикреплен на поверхности элемента 120 пути потока жидкости посредством ультразвуковой сварки, термического оплавления с использованием втулки, ультразвукового оплавления, или подобного.
[0041] Уплотнительный элемент 140 имеет первую уплотнительную часть 146 в форме ребра на ее верхней поверхности. Только одна первая уплотнительная часть 146 расположена и непрерывно продолжается таким образом, чтобы охватывать первую и вторую камеры 131 и 132 хранения жидкости и камеру 141 управления давлением (обе из первой камеры 131 хранения жидкости и вмещающей упругий элемент камеры 149). Уплотнительный элемент 140 имеет две вторые уплотнительные части 147a и 147b в форме ребра на ее нижней поверхности. Каждая из вторых уплотнительных частей 147a и 147b вплотную примыкает к верхней поверхности (уплотнительной поверхности) элемента 120 пути потока жидкости и, соответственно, продолжается вдоль периферии первой камеры 131 хранения жидкости и периферии второй камеры 132 хранения жидкости и камеры 141 управления давлением (вмещающей упругий элемент камеры 149) независимо друг от друга. Первая уплотнительная часть 146 и вторая уплотнительная часть 147a, продолжающиеся вдоль периферии первой камеры 131 хранения жидкости, выполнены с возможностью предотвращения утечки жидкости в первой и второй камерах 131 и 132 хранения жидкости наружу. Вторая уплотнительная часть 147b, охватывающая камеру 141 управления давлением, выполнена с возможностью предотвращения, особенно при деформации упругого элемента 148, утечки жидкости из второй камеры 132 хранения жидкости в камеру 141 управления давлением, и предотвращения попадания воздуха из камеры 141 управления давлением во вторую камеру 132 хранения жидкости. Эти уплотнительные части гарантируют уплотнение между соединительным элементом 133 и внешней стороной, включающей в себя камеру 141 управления давлением, и между элементом 120 пути потока жидкости и внешней стороной. Следовательно, первая и вторая камеры 131 и 132 хранения жидкости сформированы в виде герметичных пространств, за исключением впускного порта 136 для жидкости и пути потока 121, соединенного с головкой 110 выпуска жидкости.
[0042] Соединительный элемент 133 имеет разделительную стенку 143, выполненную с возможностью отделения первой камеры 131 хранения жидкости и второй камеры 132 хранения жидкости (вмещающей упругий элемент камеры 149) друг от друга. Разделительная стенка 143 имеет часть 144 сообщения, которая является прорезью, расположенной напротив выступов 151a и 151b уплотнительного элемента 140, описанных позже, и соединяющей первую камеру 131 хранения жидкости и вторую камеру 131 хранения жидкости друг с другом. Таким образом, разделительная стенка 143 имеет плоскую часть, примыкающую к выступам 151a и 151b, и часть с выемкой (часть 144 сообщения), не примыкающую к выступам 151a и 151b. Как иллюстрировано на Фиг. 7B, прорезь или часть с выемкой обеспечивает возможность сообщения первой камеры 131 хранения жидкости со второй камерой 132 хранения жидкости, вследствие чего формируется объединенное пространство для хранения жидкости. При наличии части с выемкой, конструкция формы, которая должна быть использована для литья соединительного элемента 133, упрощается, вследствие чего обеспечивается способность повышения срока службы формы.
[0043] Разделительная стенка 143 соединительного элемента 133 может иметь непрерывную верхнюю поверхность без части с выемкой. Фиг. 9 иллюстрирует вид в перспективе другого соединительного элемента 133 при рассмотрении в том же самом направлении, что и на Фиг 7A. Фиг. 10 иллюстрирует вид в перспективе соответствующего уплотнительного элемента 140 при рассмотрении в том же самом направлении, что и на Фиг 8A. В разделительной стенке 143 имеется сквозное отверстие 153, соединяющее первую камеру 131 хранения жидкости и вторую камеру 132 хранения жидкости друг с другом. Таким образом, соединительная часть между первой камерой 131 хранения жидкости и второй камерой 132 хранения жидкости не открыта на верхней поверхности разделительной стенки 143 соединительного элемента 133. Уплотнительный элемент 140 имеет две первые уплотнительные части 146a и 146b, примыкающие к соединительному элементу 133 и, соответственно, продолжающиеся вдоль периферии вмещающей упругий элемент камеры 149 и периферии первой камеры 131 хранения жидкости независимо друг от друга. Вторые уплотнительные части 147a и 147b являются аналогичными частям из вышеупомянутого варианта осуществления, описанного со ссылкой на Фиг. 7A и 7B. В этом варианте осуществления, упрощается обработка металлической пресс-формы для уплотнительного элемента 140. Конструкция металлической пресс-формы для соединительного элемента 133 может быть наклонной скользящей пресс-формой.
[0044] Уплотнительный элемент 140 и упругий элемент 148
Ниже более подробно описаны конфигурации уплотнительного элемента 140 и упругого элемента 148. Как было описано выше, упругий элемент 148 из этого варианта осуществления сформирован как часть уплотнительного элемента 140. Уплотнительный элемент 140 имеет упругий элемент 148 и открытую часть 152, которые отделены друг от друга посредством центральной соединительной части 154. Как иллюстрировано на Фиг. 3 и 6, упругий элемент 148 расположен со стороны трубки 145 подачи жидкости, тогда как открытая часть 152 расположена с ее противоположной стороны этого. Кроме того, упругие элементы 148 выстроены в ряд смежно друг с другом в главном направлении H сканирования. Внешняя форма уплотнительного элемента 140 является шестиугольной формой, но не ограничена ей. Как иллюстрировано на Фиг. 3, уплотнительный элемент 140, соответствующий цветной жидкости, может иметь шестиугольную форму, тогда как уплотнительный элемент 140, соответствующий черной жидкости может иметь восьмиугольную форму. В случае шестиугольного уплотнительного элемента 140, упругий элемент 148 и открытая часть 152 обе имеют пятиугольную форму, но форма этим не ограничена. Как иллюстрировано на Фиг. 3, упругий элемент 148, соответствующий цветной жидкости, может иметь пятиугольную форму, тогда как упругий элемент 148, соответствующий черной жидкости, может иметь шестиугольную форму.
[0045] Уплотнительный элемент 140 имеет выступы 151a, 151b, 152a и 152b в области, которая находится со стороны напротив области, в которой одна из первой уплотнительной части 146 и пары вторых уплотнительных частей 147a и 147b расположена и является областью, в которой на расположена другая. В частности, на поверхности уплотнительного элемента 140, который расположен напротив соединительного элемента 133, первые выступы 151a и 151b продолжаются вдоль центральной соединительной части 154. На поверхности уплотнительного элемента 140, который находится напротив элемента 120 пути потока жидкости, вторые выступы 152a и 152b продолжаются вдоль внешней периферийной части 155 рядом с точками пересечения внешней периферийной части 155 и центральной соединительной части 154. Если одна уплотнительная часть не расположена в области, которая находится на стороне, противоположной к области, в которой расположена другая уплотнительная часть, то уплотнительный элемент 140 не сжимается одинаково с обеих сторон, и, следовательно, уплотняющие характеристики могут быть ухудшены, особенно в условиях высокой температуры. При помощи выступов, уплотнительный элемент 140 сжимается одинаково с обеих сторон, и, следовательно, могут быть сохранены удовлетворительные уплотняющие характеристики даже в условиях высокой температуры. Верхняя часть выступа закруглена, но может иметь и внешние углы. При помощи выступа, имеющего верхнюю часть с внешними углами, сила винтового крепления может быть уменьшена при закреплении соединительного элемента 133 на поверхности элемента 120 пути потока жидкости при помощи винтов.
[0046] Как было описано выше, первая уплотнительная часть 146, примыкающая к соединительному элементу 133, расположена таким образом, чтобы охватывать первую и вторую камеры 131 и 132 хранения жидкости и камеру 141 управления давлением. Вторые уплотнительные части 147a и 147b, примыкающие к элементу 120 пути потока жидкости, расположены таким образом, чтобы охватывать первую камеру 131 хранения жидкости и охватывать вторую камеру 132 хранения жидкости и камеру 141 управления давлением по отдельности, и не соединены друг с другом. Следовательно, когда уплотнительный элемент 140 ошибочно устанавливается в перевернутом положении, первая и вторая камеры 131 и 132 хранения жидкости сообщаются с окружающей средой (атмосферой) через часть 144 сообщения, как через прорезь или часть с выемкой, в результате чего герметичность первой и второй камер 131 и 132 хранения жидкости уменьшается. Уменьшение в герметичности может влиять на функцию возврата пузырьков. При проведении испытания на утечку может быть обнаружено, установлен ли уплотнительный элемент 140 в перевернутом положении. Испытания на утечку для первой уплотнительной части 146 и второй уплотнительной части 147a, охватывающей первую камеру 131 хранения жидкости, проводится посредством ввода воздуха в первую камеру 131 хранения жидкости через трубку 145 подачи жидкости для повышения давления в первой камере 131 хранения жидкости (первое испытание на утечку). Испытания на утечку для второй уплотнительной части 147b, охватывающей камеру 141 управления давлением, проводится посредством ввода воздуха в камеру 141 управления давлением через декомпрессионный порт 142, для повышения давления в камере 141 управления давлением (второе испытание на утечку). Первое испытание на утечку и второе испытание на утечку проводятся по-отдельности. Для повышения уплотняющих характеристик две вторые уплотнительные части 147a и 147b могут быть соединены друг с другом для охвата первой и второй камер 131 и 132 хранения жидкости и камеры 141 управления давлением в одном контуре.
[0047] Уплотнительный элемент 140 сформован как единое целое из каучука и включает в себя различные части, такие, как упругий элемент 148, внешняя периферийная часть 155, центральная соединительная часть 154, и первая и вторая уплотнительные части 146a, 146b, 147a и 147b, как было описано выше. Для реализации высоких характеристик по деформации упругого элемента 148 характеристики контакта с жидкостями для используемой жидкости, способность принимать форму уплотнительной части и т.п., уплотнительный элемент 140 может быть сформирован, например, из каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM). Если соединительный элемент 133 и элемент 120 пути потока жидкости сформированы из модифицированного PPE, содержащего наполнители, наполнители могут оказаться на поверхностях вследствие колебаний состояния охлаждения во время формования. Даже если наполнители оказываются на поверхности, что может вызывать колебание плоскостности уплотнительных поверхностей, могут быть обеспечены удовлетворительные уплотняющие характеристики при использовании EPDM. В качестве уплотнительного элемента 140, также может быть использован хлорбутилкаучук или подобное.
[0048] Фиг. 11 иллюстрирует вид в разрезе упругого элемента 148. Упругий элемент 148 имеет выпуклую форму поперечного сечения, выступающую в сторону, противоположную стороне камеры 141 управления давлением. В частности, упругий элемент 148 имеет плоскую внешнюю периферийную часть 148b, плоскую внутреннюю периферийную часть 148a и промежуточную часть 148c, соединяющую внешнюю периферийную части 148b и внутреннюю периферийную части 148a друг с другом и имеющую наклон относительно внешней периферийной части 148b и внутренней периферийной части 148a. В процессе возврата пузырьков, описанном позже, упругий элемент 148 деформируется таким образом, чтобы выпуклая часть была ориентирована в противоположном направлении, то есть, в направлении стороны камеры 141 управления давлением (вогнута), вследствие отрицательного давления в камере 141 управления давлением. При сбросе отрицательного давления упругий элемент 148 восстанавливается до исходной формы в результате упругой восстанавливающей силы. Упругий элемент 148 может быть выпуклым в направлении стороны камеры 141 управления давлением (нижней стороны на Фиг. 5). В этом случае в камере 141 управления давлением повышается давление с использованием блока 300 управления давлением. Предпочтительно, чтобы жесткость (жесткость каучука) упругого элемента 148 составляла приблизительно от 20 градусов до 70 градусов с точки зрения способности к восстановлению до исходной формы.
[0049] Промежуточная часть 148c имеет наклон относительно внешней периферийной части 148b на угол θ, который больше 0 градусов и меньше 90 градусов, предпочтительно, больше 0 градусов и меньше 65 градусов. При наличии такой формы, когда упругий элемент 148 деформирован, объем второй камеры 132 хранения жидкости значительно изменяется, тем самым уменьшая число итераций процесса возврата пузырьков. Если угол наклона больше или равен 90 градусам, упругий элемент 148 не восстанавливается до исходной формы, в некоторых случаях вследствие сопротивления, сформированного в опорной точке выгибания во время выгибания.
[0050] Внешняя периферийная часть 148b упругого элемента 148 является более толстой, чем внутренняя периферийная часть 148a. Следовательно, восстанавливающая сила, которая будет сгенерирована при выгибании упругого элемента 148, становится больше, в результате чего упругий элемент 148 легко восстанавливается до исходной формы. Предпочтительно, чтобы толщина внешней периферийной части 148b составляла, приблизительно от 0,5 мм до 1,3 мм, чтобы толщина внутренней периферийной части 148a составляла приблизительно от 0,2 мм до 1,0 мм, и чтобы толщина внешней периферийной части 148b была в 1,5 раза или более от размера, равного толщине внутренней периферийной части 148a.
[0051] Упругие элементы 148 согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на Фиг. 12-14. В этих вариантах осуществления толщина упругого элемента 148 (листа в варианте осуществления из Фиг. 14) была однородной, и, предпочтительно, составляла приблизительно от 0,5 мм до 1,3 мм.
[0052] В варианте осуществления, иллюстрированном на Фиг. 12, спиральная пружина 157, выполненная с возможностью отклонения упругого элемента 148, расположена между внутренней периферийной частью 148a упругого элемента 148 и нижней поверхностью вмещающей упругий элемент камеры 149. Пружина 157 может быть расположена на верхней поверхности вмещающей упругий элемент камеры 149. При наличии пружины 157 восстанавливающая сила упругого элемента 148 увеличивается таким образом, чтобы упругий элемент 148 мог легко восстанавливаться до исходной формы. В результате надежность возврата пузырьков увеличивается.
[0053] В варианте осуществления, иллюстрированном на Фиг. 13, упругий элемент 148d имеет круглую или короткую плоскую форму. Упругий элемент 148d не имеет никакой линии сгиба или ребра, и, следовательно, сопротивление, сгенерированное в опорной точке выгибания во время выгибания, является небольшим. Упругий элемент 148d непрерывно деформируется, и, следовательно, может быть получена стабильная способность к восстановлению.
[0054] В варианте осуществления, иллюстрированном на Фиг. 14, упругий элемент 148 включает в себя гибкий лист 158, прикрепленный соединительному элементу 133 посредством сварки, и включает в себя пружину 157, выполненную с возможностью отклонения листа 158, и один конец который поддерживается на листе 158, а другой конец поддерживается на элементе 120 пути потока жидкости. Предпочтительно, чтобы лист 158 был сформирован из того же самого материала, что и соединительный элемент 133. Гибкий лист 158 может быть прикреплен к элементу 120 пути потока жидкости, а другой конец пружины 157 может поддерживаться на соединительном элементе 133. Пластина 159 прикреплена к оконечной части пружины 157, а пружина 157 прикреплена к листу 158 при помощи пластины 159. Лист 158 прикреплен таким образом, чтобы иметь возможность изгибания после сварки. Лист 158 имеет меньшее сопротивление, сформированное в опорной точке выгибания во время выгибания, чем вышеупомянутый упругий элемент 148, сформированный из EPDM или хлорбутилкаучук, и, следовательно, может быть получена стабильная способность к восстановлению.
[0055] Упругий элемент 148 может быть расположен независимо от уплотнительного элемента 140. Со ссылкой на Фиг. 15, вторая камера 132 хранения жидкости и камера 141 управления давлением (вмещающая упругий элемент камера 149) сформированы смежно с соединительным элементом 133 в верхней части соединительного элемента 133. Соединительный элемент 133 имеет часть 144 сообщения, соединяющую вторую камеру 132 хранения жидкости с первой камерой 131 хранения жидкости. Вторая камера 132 хранения жидкости расположена на боковой поверхности с противоположной стороны от впускного порта 136 из первой камеры 131 хранения жидкости. Упругий элемент 148 прикреплен к пластине 167, удерживающей упругий элемент, посредством термической или ультразвуковой сварки, термической сборки или зажатия винтами. В этом варианте осуществления, вмещающая упругий элемент камера 149 образована посредством соединительного элемента 133 и пластины 167, удерживающей упругий элемент, и разделена на вторую камеру 132 хранения жидкости и камеру 141 управления давлением посредством упругого элемента 148. Часть 144 сообщения расположена над точкой, соответствующей половине общей высоты первой камеры 131 хранения жидкости. Поскольку пузырьки застаиваются в верхней части, объем второй камеры 132 хранения жидкости изменяется посредством деформации упругого элемента 148 рядом с пузырьками, вследствие чего обеспечивается возможность перемещения пузырьков с большей силой. Следовательно, повышается эффективность возврата пузырьков в резервуар 160 для жидкости.
[0056] Конструкция удержания мениска для жидкости
Конструкция удержания мениска для жидкости описана со ссылкой на Фиг. 16A и 16B. Как иллюстрировано на Фиг. 16A, элемент 137 удержания жидкости расположен в первой камере 131 хранения жидкости. Между элементом 137 удержания жидкости и внутренней стенкой соединительного элемента 133 сформирован тончайший зазор (например, 0,1 мм к 0,3 мм) для того, чтобы между элементом 137 удержания жидкости и поверхностью стенки соединительного элемента 133 была сформирована часть мениска жидкости. Жидкость удерживается в части мениска, и следовательно, даже когда резервуар 160 для жидкости удаляется от трубки 145 подачи жидкости, элемент 135 удержания жидкости сохраняет состояние закрытия жидкостью, благодаря чему обеспечивается возможность постоянного сохранения жидкости в головке 110 выпуска жидкости. Тот же самый эффект также может ожидаться сразу после установки резервуара 160 для жидкости на трубке 145 подачи жидкости. При непрерывном выполнении печати в состоянии, в котором элемент 135 удержания жидкости открыт, поверх элемента 135 удержания жидкости формируется воздушный путь, в результате чего жидкость не может непрерывно подаваться из резервуара 160 для жидкости в головку 110 выпуска жидкости. Следовательно, когда жидкость не присутствует на элементе 135 удержания жидкости, процесс восстановления пробки или процесс заполнения жидкостью, с использованием резервуара 160 для жидкости, являются необходимыми в состоянии, в котором установлен резервуар 160 для жидкости каждого цвета. В результате увеличивается период ожидания в результате вышеупомянутых процессов, если выполнение печати требуется срезу после удаления используемого резервуара 160 для жидкости и установки нового резервуара 160 для жидкости. В этом варианте осуществления жидкость постоянно удерживается между впускным портом 136 и элементом 135 удержания жидкости в результате действия силы поверхностного натяжения мениска, сгенерированной посредством элемента 137 удержания жидкости, и жидкость подается в элемент 135 удержания жидкости, вследствие чего обеспечивается возможность запуска печати сразу после установки резервуара 160 для жидкости.
[0057] Как иллюстрировано на Фиг. 16B, впускное отверстие 151, предназначенное для образования части мениска, может быть сформировано в трубке 145 подачи жидкости. Путь потока трубки 145 подачи жидкости изогнут на правильный угол рядом с оконечной частью на противоположной стороне первой камеру 131 хранения жидкости, и проникает через стенку трубки 145 подачи жидкости, чтобы открываться в боковой стенке трубки 145 подачи жидкости. Площадь сечения впускного отверстия 151 уменьшена по сравнению с путем потока в другой части трубки 145 подачи жидкости. Например, внутренний диаметр трубки 145 подачи жидкости установлен на ϕ от 1 мм до 2 мм, а внутренний диаметр впускного отверстия 151 установлен на ϕ от 0,3 мм до 0,5 мм, в результате чего, во впускном отверстии 151 может быть сформирована часть мениска жидкости. Следовательно, вышеупомянутый элемент 137 удержания жидкости является ненужным. Трубка 145 подачи жидкости, имеющая вышеописанное впускное отверстия 151, не может быть сформована как единое целое с соединительным элементом 133, и, следовательно, трубка 145 подачи жидкости и соединительный элемент 133 производятся по-отдельности, а затем соединяются друг с другом. Трубка 145 подачи жидкости и соединительный элемент 133 могут быть соединены друг с другом посредством, например, термической сварки, ультразвуковой сварки, склейки или винтовым креплением или термической сборки со вставленным между ними уплотнительным элементом 140.
[0058] Механизм возврата пузырьков и процесс возврата пузырьков
Механизм возврата пузырьков и процесс возврата пузырьков описан со ссылкой на Фиг. 17A-17C. Как иллюстрировано на Фиг. 17A, механизм возврата пузырьков устройства 10 выпуска жидкости включает в себя блок 300 управления давлением, соединенный с камерой 141 управления давлением. Блок 300 управления давлением включает в себя путь 303 потока декомпрессии, соединенный с камерой 141 управления давлением, насос 301, расположенный в пути 303 потока декомпрессии, и двигатель (не показан), выполненный с возможностью приведения в действие насоса 301. Блок 300 управления давлением дополнительно включает в себя часть 302 переключения пути потока, расположенную в пути потока декомпрессии и между насосом 301 и камерой 141 управления давлением, и трубку 311 сброса в окружающую среду (атмосферу), ответвляющуюся от пути 303 потока декомпрессии в части 302 переключения пути потока. Часть 302 переключения пути потока является клапаном, сконфигурированным для переключения насоса 301 и трубки 311 сброса в окружающую среду между собой. Путь 303 потока декомпрессии включает в себя первый путь 303a потока, сформированный в блоке хранения жидкости (элемент 120 пути потока жидкости) и соединяющий камеру 141 управления давлением и декомпрессионный порт 142 друг с другом, и второй путь 303b потока, соединяющий декомпрессионный порт 142 с насосом 301 или трубкой 311 сброса в окружающую среду. В этом варианте осуществления второй путь 303b потока является трубкой, а насос 301 является цилиндрическим насосом, включающим в себя вращающуюся деталь, выполненную с возможностью прижатия трубки, но второй путь 303b потока и насос 301 этим не ограничены. Насос 301 этого варианта осуществления выполнен с возможностью уменьшения давления в камере 141 управления давлением, но также способен создавать повышенное давление в камере 141 управления давлением.
[0059] В процессе возврата пузырьков упругий элемент 148 неоднократно деформируется таким образом, чтобы пузырьки (воздух и жидкость), находящиеся в первой камере 131 хранения жидкости, были удалены и возвращены в резервуар 160 для жидкости. Процесс возврата пузырьков выполняется при первичном заполнении жидкостью из резервуара 160 жидкости в первой камере 131 хранения жидкости, или при замене использованного резервуара 160 для жидкости новым резервуаром 160 для жидкости. Использованный резервуар 160 для жидкости заменяется новым резервуаром 160 для жидкости, если оставшееся количество жидкости в первой камере 131 хранения жидкости становится меньше или равным, чем предварительно определенное количество. Процесс возврата пузырьков может выполняться периодически или в ответ на команду от пользователя. Кроме того, процесс возврата пузырьков может быть выполнен при активации пишущего устройства после того, как пишущее устройство не использовалось в течение длительного периода времени. В этом случае воздух может проникнуть в первую камеру 131 хранения жидкости, и в первой камере 131 хранения жидкости будут содержаться пузырьки.
[0060] Со ссылкой на Фиг. 17A, расходуется жидкость из резервуара 160 для жидкости, а также частично расходуется жидкость из первой камеры 131 хранения жидкости. Вакуумная присоска 320 и второй путь 303b потока, которые соединены с направляющим устройством 330, расположена на боковой поверхности устройства подачи бумаги, а второй путь 303b потока соединен с насосом 301. Первый путь 303a потока проходит через элемент 120 пути потока жидкости для соединения камеры 141 управления давлением и декомпрессионного порта 142 друг с другом. Затем, как иллюстрировано на Фиг. 17B, каретка 200 перемещается таким образом, чтобы блок 130 хранения жидкости, установленный на каретке 200, был перемещен в главном направлении H сканирования. Когда каретка 200 достигает правой оконечной части устройства 10 выпуска жидкости, декомпрессионный порт 142, сформированный в элементе 120 пути потока жидкости, примыкает к вакуумной присоске 320. Вакуумная присоска 320 сформирована из такого упругого элемента, что воздухонепроницаемость увеличивается до максимально возможной степени. После этого израсходованный резервуар 160 для жидкости заменяется на новый резервуар 160 для жидкости. Каретка 200 может быть перемещена после заблаговременной замены резервуара 160 для жидкости.
[0061] Затем приводится в действие насос 301. Вследствие воздухонепроницаемости вакуумной присоски 320, насос 301 выпускает воздух в камеру 141 управления давлением через путь 303 потока декомпрессии и часть 302 переключения пути потока, чтобы, тем самым, понизить давление в камере 141 управления давлением. Как иллюстрировано на Фиг. 5, первый путь 303a потока включает в себя отдельные пути 303c потока, соединенные с камерами 141 управления давлением соответствующих блоков 130 хранения жидкости, и включает в себя общий путь 303d потока, соединяющий соответствующие отдельные пути 303c потока с насосом 301 через декомпрессионный порт 142 и части 302 переключения пути потока. Следовательно, во всех камерах 141 управления давлением может быть понижено давление в одно и то же время, исключительно посредством соединения вакуумной присоски 320 с декомпрессионным портом 142. Упругий элемент 148 тянется в направлении стороны камеры 141 управления давлением так, чтобы упругий элемент 148 был выгнут. В результате объем второй камеры 132 хранения жидкости увеличивается, и жидкость, соответствующая, увеличенному объему, вводится в первую камеру 131 хранения жидкости из резервуара 160 для жидкости.
[0062] Затем, как иллюстрировано на Фиг. 17C, камера 141 управления давлением открывается в окружающую среду. В частности, часть 302 переключения пути потока переключается на трубку 311 сброса в окружающую среду для того, чтобы камера 141 управления давлением была открыта в окружающую среду через путь 303 потока декомпрессии, часть 302 переключения пути потока и трубку 311 сброса в окружающую среду. В камере 141 управления давлением снова образуется атмосферное давление, и упругий элемент 148 восстановлен до исходной формы вследствие упругой восстанавливающей силы, в результате чего, давление в камере 141 управления давлением повышается. В элементе 137 удержания жидкости имеется отверстие 137a, сформированное в положении, находящемся напротив впускного порта 136 первой камеры 131 хранения жидкости, и пузырьки 500, находящиеся, главным образом, в верхней части первой камеры 131 хранения жидкости, проходят через отверстие 137a и перемещаются от впускного порта 136 в резервуар 160 для жидкости. Затем состояние сброса в окружающую среду блока 300 управления давлением прекращается, и выполняется понижение давление в камере 141 управления давлением посредством насоса 301. Затем камера 141 управления давлением открывается в окружающую среду. Далее, понижение давления в камере 141 управления давлением с использованием насоса 301 и открытия камеры 141 управления давлением в окружающую среду повторяется для того, чтобы упругий элемент 148 действовал в качестве насоса, благодаря чему обеспечивается возможность эффективного перемещения пузырьков, находящихся в первой камере 131 хранения жидкости, в резервуар 160 для жидкости.
[0063] В варианте осуществления, в котором элемент 137 удержания жидкости не расположен так, как иллюстрировано на Фиг. 16B, пузырьки вытекают непосредственно из первой камеры 131 хранения жидкости в трубку 145 подачи жидкости и возвращаются в резервуар 160 для жидкости. При возвращении пузырьков жидкость, застоявшаяся в части мениска, не возвращается в резервуар 160 для жидкости, и, следовательно, пузырьки, застоявшиеся в верхней части соединительного элемента 133, могут быть более эффективно возвращены в резервуар 160 для жидкости.
[0064] Если давление для выгибания упругого элемента 148 является чрезмерно малым (например, от 3 кПа до 8 кПа), то деформация упругого элемента 148 становится меньшей, и, следовательно, количество жидкости, которая будет введена из резервуара 160 для жидкости, уменьшается. В результате количество пузырьков, которые будут возвращены в резервуар 160 для жидкости в процессе возврата пузырьков, уменьшается, и, следовательно, эффективность возврата пузырьков ухудшается. С другой стороны, если давление для выгибания упругого элемента 148 является чрезмерно большим, как будет описано позже, то мениск в выпускных портах 115 головки 110 выпуска жидкости, разрушается, в результате чего капли жидкости могут быть выведены за пределы выпускных портов 115. Если капли жидкости выводятся за пределы выпускных портов 115, то может быть выполнено смешение цветов между цветными жидкостями. Кроме того, если поверхность выпускного отверстия покрыта жидкостью для закрытия выпускных портов 115, то направление выпуска жидкости отклоняется, что может привести к некачественной печати. Следовательно, давление срабатывания насоса 301 устанавливается таким образом, чтобы упругий элемент 148 был выгнут при таком давлении, чтобы избежать разрушения мениска (например, от 8 кПа до 30 кПа).
[0065] Фиг. 18A по 18C иллюстрируют механизм возврата пузырьков согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления каретка 200 перемещается для отделения декомпрессионного порта 142 от вакуумной присоски 320, чтобы, тем самым открыть камеру 141 управления давлением в окружающую среду. Первый путь 303a потока в элементе 120 пути потока жидкости и второй путь 303b потока снаружи элемента 120 пути потока жидкости могут соединяться и отсоединяться друг от друга посредством перемещения каретки 200 в главном направлении H сканирования. Со ссылкой на Фиг. 18A, вакуумная присоска 320 отделяется от декомпрессионного порта 142, и, следовательно, камера 141 управления давлением не сообщается с насосом 301. Затем, как иллюстрировано на Фиг. 18B, каретка 200 имеющая установленный на ней блок 130 хранения жидкости, перемещается в направлении вакуумной присоски 320, и декомпрессионный порт 142 приводится в плотное соприкосновение с вакуумной присоской 320. Камера 141 управления давлением сообщается с насосом 301 через второй путь 303b потока. Насос 301 активируется для понижения давления в камере 141 управления давлением через первый и второй пути 303a и 303b потока. В результате упругий элемент 148 выгибается для понижения давления в камере 141 управления давлением. Вышеописанная операция подобна операции, иллюстрированной на Фиг. 17A и 17B. Затем, как иллюстрировано на Фиг. 18C, каретка 200 имеющая установленный на ней блок 130 хранения жидкости, перемещается в противоположном направлении, чтобы, тем самым, отделять декомпрессионный порт 142 от вакуумной присоски 320. Камера 141 управления давлением открывается в окружающую среду через первый путь 303a потока, и, следовательно, упругий элемент 148 восстанавливается до исходной формы. В этом варианте осуществления часть 302 переключения пути потока и трубка 311 сброса в окружающую среду являются ненужными, благодаря чему обеспечивается возможность упрощения конфигурации устройства 10 выпуска жидкости.
[0066] Как было описано выше, в настоящем изобретении процесс возврата пузырьков может быть выполнен при использовании простой конфигурации, включающей в себя упругий элемент 148 и блок деформации для упругого элемента 148. Следовательно, пузырьки могут быть гарантированно возвращены в резервуар 160 для жидкости, тем самым сокращая риск их влияния на жидкость. Не требуется деформации самого соединительного элемента 133, и, следовательно, механизм для деформации соединительного элемента 133 не нужен. Кроме того, соединительный элемент 133 может иметь толстую жесткую конфигурацию. В результате воздухопроницаемость первой камеры 131 хранения жидкости уменьшается, и имеется меньшая вероятность генерирования пузырьков в первой камере 131 хранения жидкости. Следовательно, частота процесса возврата пузырьков может быть уменьшена.
[0067] Механизм предотвращения смешивания цветов
В настоящем изобретении в первой камере 131 хранения жидкости повышается давление для того, чтобы возвращать пузырьки в резервуар 160 для жидкости. Возможно предотвратить разрушение мениска в выпускных портах 115 посредством соответствующей установки давления срабатывания насоса 301, но в некоторых случаях трудно предотвратить разрушение мениска в выпускных портах 115 только посредством установки давления срабатывания насоса 301 вследствие различных ограничений. Следовательно, описывается дополнительная конфигурация для сохранения мениска в выпускных портах 115. Сначала, со ссылкой на Фиг. 17A к 17C, описана взаимосвязь между мениском и давлением в первой камере 131 хранения жидкости.
[0068] На Фиг. 17A камера 141 управления давлением сообщается с окружающей средой, и первая камера 131 хранения жидкости не подвергается влиянию отрицательного давления в резервуаре 160 для жидкости, или давление изменяется вследствие смещения упругого элемента 148. Жидкость, оставшаяся в первой камере 131 хранения жидкости, удерживается посредством силы поверхностного натяжения мениска, сгенерированной в выпускных портах 115 головки 110 выпуска жидкости, и силы поверхностного натяжения мениска, сгенерированной между соединительным элементом 133 и элементом 137 удержания жидкости.
[0069] На Фиг. 17B устанавливается новый резервуар 160 для жидкости, в камере 141 управления давлением уменьшается давление посредством насоса 301, и, следовательно, упругий элемент 148 выгибается. Объем второй камеры 132 хранения жидкости увеличивается, и жидкость, в количестве, соответствующем увеличенному объему, вводится в первую камеру 131 хранения жидкости из резервуара 160 для жидкости. Для сохранения мениска в выпускных портах 115, сила поверхностного натяжения мениска в выпускных портах 115 увеличивается таким образом, чтобы превышать отрицательное давление в резервуаре 160 для жидкости. Для выгибания упругого элемента 148 для вытягивания жидкости из резервуара 160 для жидкости требуется повысить отрицательное давление, сгенерированное в первой камере 131 хранения жидкости посредством выгибания упругого элемента 148, чтобы оно превышало отрицательное давление в резервуаре 160 для жидкости. Кроме того, для сохранения мениска в выпускных портах 115, сила поверхностного натяжения мениска в выпускных портах 115 должна превышать отрицательное давление, сгенерированное посредством выгибания упругого элемента 148.
[0070] На Фиг. 17C камера 141 управления давлением открыта в окружающую среду для восстановления упругого элемента 148, и, следовательно, пузырьки 500, находящиеся в первой камере 131 хранения жидкости, выталкиваются для их перемещения в резервуар 160 для жидкости. Пузырьки, находящиеся между первой камерой 131 хранения жидкости и элементом 137 удержания жидкости, требуются для разрушения мениска в элементе 137 удержания жидкости, для их возвращения в резервуар 160 для жидкости, и, следовательно, давление, сгенерированное посредством восстановления упругого элемента 148, должно превышать силу поверхностного натяжения мениска элемента 137 удержания жидкости. Кроме того, если давление, сгенерированное посредством восстановления, больше, чем сила поверхностного натяжения мениска в выпускных портах 115, то мениск в выпускных портах 115 разрушается, и жидкость в головке 110 выпуска жидкости вытекает из выпускных портов 115. Если жидкости соответствующих цветов, вытекающие из выпускных портов 115, смешиваются друг с другом, то генерируется цвет, отличный от исходного цвета, который оказывает влияние на печать.
[0071] Ввиду вышеизложенного требуется, чтобы удовлетворялась следующая взаимосвязь:
(сила поверхностного натяжения мениска в выпускных портах 115)>(давления, сгенерированного в первой камере 131 хранения жидкости посредством восстановления упругого элемента 148)>(силы поверхностного натяжения мениска в элементе 137 удержания жидкости).
[0072] Следовательно, в процессе возврата пузырьков давление, сгенерированное в первой камере 131 хранения жидкости при восстановлении упругого элемента 148, должно быть меньше, чем сила поверхностного натяжения мениска в выпускных портах 115 головки 110 выпуска жидкости. Следовательно, в следующем варианте осуществления скомпонована часть 400 повышения сопротивления потока. Сопротивление потока повышается на периферии части 400 повышения сопротивления потока, и, следовательно, часть 400 повышения сопротивления потока может понижать давление, сгенерированное в первой камере 131 хранения жидкости, когда упругий элемент 148 восстанавливается таким образом, чтобы быть меньшим, чем сила поверхностного натяжения мениска в выпускных портах 115 головки 110 выпуска жидкости. Часть 400 повышения сопротивления потока, как правило, имеет конфигурацию с уменьшенной площадью поперечного сечения пути потока, как было описано ниже. Альтернативно, форма стенки трубы, форма пути трубки или подобное могут быть изменены, и может быть использована любая конфигурация, при условии повышения сопротивления потока. Часть 400 повышения сопротивления потока ограничивает скорость потока, текущего в камеру 141 управления давлением, чтобы, тем самым, предотвращать резкое повышение давления в камере 141 управления давлением. Количество воздуха в единицу времени, текущее в камеру 141 управления давлением, уменьшается таким образом, чтобы скорость восстановления упругого элемента 148 или изменение объема второй камеры 132 хранения жидкости в единицу времени могли быть уменьшены. Следовательно, изменение давления в первой камере 131 хранения жидкости, сгенерированного посредством восстановления упругого элемента 148, может быть уменьшено. Возможно получить подобный эффект посредством уменьшения площадей поперечного сечения первого и второго путей 303a и 303b потока, но поскольку формование и сварка становятся трудными, и эффект насоса 301 уменьшается, то предпочтительно скомпоновать часть 400 повышения сопротивления потока.
[0073] Фиг. 19 иллюстрирует положение размещения части 400 повышения сопротивления потока. Если камера 141 управления давлением открыта в окружающую среду посредством трубки 311 сброса в окружающую среду, как иллюстрировано на Фиг. 17A по 17C, то часть 400 повышения сопротивления потока может быть размещена в пути 303 потока декомпрессии на протяжении от камеры 141 управления давлением до части 302 переключения пути потока, или на трубке 311 сброса в окружающую среду. Если камера 141 управления давлением открыта в окружающую среду посредством перемещения каретки 200, как иллюстрировано на Фиг. 18A по 18C, то часть 400 повышения сопротивления потока может быть размещена в первом пути 303a потока. Если часть 400 повышения сопротивления потока размещена в первом пути 303a потока, то желательно разместить часть 400 повышения сопротивления потока максимально близко к соединительной части между первым путем 303a потока и вторым путем 303b потока. Если часть 400 повышения сопротивления потока размещена во втором пути 303b потока, то желательно разместить часть 400 повышения сопротивления потока максимально близко к части 302 переключения пути потока. Если часть 400 повышения сопротивления потока размещена на трубке 311 сброса в окружающую среду, то желательно размесить часть 400 повышения сопротивления потока со стороны оконечной части 311a сброса в окружающую среду. Как было описано выше, если часть 400 повышения сопротивления потока расположена на расстоянии от камеры 141 управления давлением, то длина пути потока от части 400 повышения сопротивления потока к камере 141 управления давлением увеличивается, а объем, включающий в себя камеру 141 управления давлением и путь потока, увеличивается. Следовательно, отношение величины притока воздуха к объему, включающему в себя камеру 141 управления давлением и путь потока, уменьшается. Следовательно, скорость восстановления упругого элемента 148 может быть дополнительно уменьшена, тем самым обеспечивая возможность сдерживания изменений давления в первой камере 131 хранения жидкости.
2
2
[0074] В примере площадь поперечного сечения части 400 повышения сопротивления потока составляет от 0,008 мм до 0,78 мм, а длина L части 400 повышения сопротивления потока составляет 5 мм или более. Жесткость каучука упругого элемента 148 составляет 20 градусов до 50 градусов, а толщина упругого элемента 148 составляет от 0,4 мм до 1,5 мм. Сила поверхностного натяжения мениска, сгенерированная в выпускных портах 115 головки 110 выпуска жидкости, составляет 450 мм водного столба или более, а отрицательное давление резервуара 160 для жидкости составляет является -35 мм водного столба или менее.
[0075] Описаны различные варианты осуществления части 400 повышения сопротивления потока. Со ссылкой на Фиг. 20A и 20AS в части 400 повышения сопротивления потока имеется сквозное отверстие 401. В иллюстрированном примере, сквозное отверстие 401 имеет круглую форму, но его форма этим не ограничена, и может быть использована произвольная форма, такая, как эллиптическая форма или прямоугольная форма. Со ссылкой на Фиг. 20B и 20BS в части 400 повышения сопротивления потока имеется прорезь 402 для того, чтобы уменьшенная часть поперечного сечения была сформирована вместе с внутренней поверхностью пути трубки. В конфигурации имеется прорезь 402, и, следовательно, металлическая пресс-форма для части 400 повышения сопротивления потока упрощается по сравнению с пресс-формой в варианте осуществления на Фиг. 20A и 20AS. Следовательно, эффективность производства повышается. Как иллюстрировано на Фиг. 20C, 20CS, 20D и 20DS, также может быть использована часть 400 повышения сопротивления потока в форме клапана. Часть 400 повышения сопротивления потока открывается, как иллюстрировано на Фиг. 20C и 20CS, и закрывается, как иллюстрировано на Фиг. 20D и 20DS. Для сдерживания изменения давления в первой камере 131 хранения жидкости можно управлять максимальной площадью открытой части (степенью открытия клапана) или скоростью открытия и закрытия (скоростью изменения площади открытой части за единицу времени) части 400 повышения сопротивления потока (клапана).
[0076] Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми иллюстративными вариантами осуществления. Объем следующей формулы изобретения должен получить самую широкую интерпретацию для того, чтобы охватывать все такие модификации и эквивалентные конструкции и функции.