CN1264688C - 液体供给装置和液体喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液容量大且结构简单化并能稳定保持液体而不外泄的液体供给装置。墨水供给装置包括墨水储池；墨水腔室；阀，其通过墨水腔室内墨水量的减少而造成的压力减小而偏移使得封闭元件开启开口区域；新鲜空气流通孔，用于与新鲜空气连通；以及空气入口管，当墨水腔室中一定量的墨水减少时，它能够从新鲜空气流通孔带入相应于墨水减少量的空气量，其中，空气入口管下端的孔径和水头确定为：使得墨水在空气入口管下端处的弯月形液面保持能力P和水头压力H满足关系：P＞H，其中水头压力H对应于从墨水喷射单元的底面(喷嘴表面)到空气入口管下端的高度。

Description

液体供给装置和液体喷射装置

技术领域

本发明涉及一种液体供给装置，其用于将液体供给到诸如液体喷射单元的外部设备，还涉及一种包括这种液体供给装置的液体喷射装置，诸如喷墨打印头，更具体地说，涉及一种能稳定保持大量液体而不发生泄漏并且具有简单化低成本的结构的技术。

背景技术

作为在传统打印头中使用的液体供给装置，例如，已经公知以下装置。

图13是传统类型的液体供给装置的第一示例的内部结构截面图。参看图13，墨水储池201分隔开成墨水箱201a及墨水容器201b。墨水箱201a与墨水容器201b底面相互连通。

墨水装在墨水箱201a中。在墨水容器201b顶部，形成一个通风孔202。此外，在墨水容器201b内，具有一个保持墨水的多孔材料203。而且，在墨水容器201b底部，设置了一个墨水出口204。

如果墨水从墨水出口204排出，空气就会进入墨水箱201a，使相应于该空气量的大量墨水从墨水箱201a中供给到墨水容器201b中并保持在多孔材料203中。

其中，由于多孔材料203的毛细作用力，在吸引墨水的方向上对墨水产生一个力，致使墨水不能从墨水出口204中泄漏出去。

图14是传统类型的液体供给装置的第二示例的内部结构截面图。参看图14，与第一示例同样地，在墨水储池205的底部上设有出口204。同样，在墨水储池205中设置了多孔材料206以吸附墨水。用弹簧207在多孔材料206展开方向上(图14中箭头方向)对其恒定地施加一个作用力。在弹簧207的作用下，在墨水被吸收的方向上对多孔材料206中的墨水施加一个作用力。由此，墨水不能从墨水出口204中泄漏出去，与第一示例相同。

如上所述，用于打印头的墨水供给装置构成为使得墨水不能从墨水出口204中漏出。

然而，上述传统技术存在下列问题。

在第一示例中，由于多孔材料203设置在墨水容器201b之内，液体供给装置的容量将被多孔材料203的体积减少。由此，便存在一个问题，即相对于该液体供给装置的整个尺寸，在该装置中墨水的容量很小。

另外，由于第二示例是利用弹簧207的系统，因此在制造中存在如下问题，比方说，如果墨水储池205厚度减小，则弹簧207就不能容纳在包囊206的内部，生产过程将变得复杂。此外，这是一种弹簧207设置在包囊206内部的结构，从而存在机械结构复杂且费用增加的问题。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种液体供给装置，其具有大的液体容量及简单的结构，并且能稳固保持液体而不泄漏。

另外，为了解决上述问题，转让给本发明同一受让人的日本专利申请NO.2001-322361已经公开。本发明的目的是进一步改进该申请，以使即使阀不能正常发挥功能，气-液交换也能通过阻止液体泄漏而进行。

上述本发明这些问题通过下列解决方式解决。

根据本发明的液体供给装置包括其中盛装液体的液体储池；连接到该液体储池上以便液体储池中的液体可以流下的液体腔室；阀，其包括在液体储池和液体腔室之间的开口区域以及被促使关闭开口区域的封闭元件，该封闭元件如此放置，使得其通过因液体腔室内液体减少而导致腔室的压力减小而打开该开口区域；内置于液体储池内的新鲜空气连通孔，其用于与新鲜空气连通；以及空气入口管，其布置成从新鲜空气流通孔向液体储池内侧延伸，从而当液体腔室中的液体量减少时，与减少的液体量相对应的空气量从新鲜空气流通孔引入液体储池中，其中，空气入口管下端的孔径和水头被如此决定，使得在空气入口管下端的保持弯月形液面的力P和水头压力H满足关系P＞H，该水头压力与从连接到液体储池和液体腔室之一上的外部设备的液体出口到空气入口管下端的高度相对应，而大气压施加在该液体出口上。

如上所述，根据本发明，如果液体从液体供给装置供给到外侧，在液体腔室中的压力将减少。由此，在腔室中产生了将液体引入内侧的抽吸力，并且封闭元件被这个抽吸力移动使得液体储池和液体腔室相连通，以从液体储池向液体腔室供给液体。

如果液体从液体储池向液体腔室供给，在墨水储池中的液体量减少，从而相应减少的液体量的空气量通过空气入口管从新鲜空气流通孔引入储池中。当通过将液体从液体储池供给到液体腔室而使液体腔室中压力恢复正常状态时，封闭元件将液体储池和液体腔室之间封闭。由此，停止了从液体储池向液体腔室供给液体，同时停止了从新鲜空气流通孔向液体储池内吸取空气。

并且，通过腔室压力的减小而使阀的封闭元件移动，从而打开该开口区域；如果假设该阀没有正常运行，也许会产生封闭元件保持该开口区域敞开的问题。在这种情况下，在该液体供给装置中的压力不能被恰当维持(一个低于大气压的压力并能防止液体泄漏的压力)，从而液体漏出。

另一方面，液体的弯月形液面形成在空气入口管的下端。按照本发明，在下端处的液体的弯月形液面保持能力P与水头压力H满足关系P＞H，其中水头压力H对应于从与液体储池和液体腔室之一相连的外部设备的施加大气压的液体出口到空气入口管的下端之间的高度。

由此，即使该封闭元件保持该开口区域敞开，由于在空气入口管的下端保持液体弯月形液面，空气也不能从空气入口管的下端进入液体容器。在液体供给装置中的压力由此被适当的维持着，并防止了液体漏出。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的打印头的正剖视图；

图2和图2A是示出墨水储池的可拆分结构视图；

图3是打印头的概略图(剖视图)，图3A是图3概略图中的A部分的细节图；

图4是墨水喷射单元的截面图，示出了在被喷射后墨水直到向墨水压力腔提供的状态，图4A示出了图4所示状态中的阀的状态；

图5和图5A是示出图4和图4A的下一个状态的视图；

图6和图6A是示出图5和图5A的下一个状态的视图；

图7和图7A是示出图6和图6A的下一个状态的视图；

图8是示出在通常温度和压力条件下的墨水储池中墨水的状态；

图9是示出在高温和低压条件下的墨水储池中墨水的状态；

图10是图1中B部分细节图，说明空气入口管的下端和墨水的弯月形液面；

图11是墨水表面张力、空气入口管的下端的孔径、空气入口管下端的周长、口气入口管下端的开口空间、接触角、和弯月形液面保持能力的数据；图11A是孔径和弯月形液面保持能力的关系图；

图12是根据本发明第二实施例的打印头的正视图；

图13是传统液体供给装置的第一示例的视图；以及

图14是传统液体供给装置的第二示例的视图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明实施例进行描述。根据下列实施例，液体供给装置和使用该液体供给装置的喷墨打印头将作为液体供给装置和液体喷射装置的示例。

(第一实施例)

图1是根据本发明第一实施例中喷墨打印头(下面仅提作为打印头)的正剖视图。该打印头1包括一个墨水供给装置10和一个墨水喷射单元100。该墨水喷射单元100对应于根据本发明的液体喷射单元并且在图1中仅示出了它的轮廓。

该墨水供给装置10包括一个墨水储池(墨水箱)30，一个墨水腔40和一个阀50。其中，墨水储池和墨水腔分别对应于本发明的液体储池和液体腔室。

在构造成容器状的墨水储池30中装入墨水。参照图1等，在墨水储池30中的墨水用斜线显示。

在墨水储池30的底表面设置有圆筒形喷嘴31，其连接到与墨水腔40上表面的整体构造的连接部41。

在墨水储池30中，设置有一个空气入口管32，其在墨水储池30表面上开口，以形成一个新鲜空气流通孔32a。该空气入口管32设置有一个缓冲部32b，布置在其中心附近，且直径比新鲜空气流通孔32a及空气入口管32下端32c的直径大，以便与空气入口管32连通。根据本实施例，如图1所示，该缓冲部32b具有一个大致呈菱形部分并可以在其中盛装墨水。

在墨水储池能够在其中容纳墨水的同时，空气入口管32通过新鲜空气流通孔32a将空气带进墨水储池30。缓冲部32b形成为比空气入口管32其他部分大，以用于增加空气入口管的墨水容量。

大致是直角棱柱形的墨水箱的墨水腔40连接到墨水储池30上，使墨水储池30中墨水可以向下流至其中。在墨水腔40上表面，设置一个圆筒连接部41。连接部41的内径设置成比喷嘴31外径大。此外，在连接部41的上端，附着一个O形圈42。该O形圈42内径与喷嘴31外径相互适合。如果喷嘴31末端通过该O形圈进入连接部41中，喷嘴31和O形圈42彼此没有缝隙地配合。

并且，在墨水腔40的底面上设置有一个圆柱形墨水传送部43，以与墨水腔40连通，用于向墨水喷射单元100供给墨水腔40中的墨水。

阀50包括一个位于墨水储池30和墨水腔40之间的开口区域51(与形成墨水腔40上部的连接部41连通的区域)；一个封闭元件52，用来打开和关闭该开口区域51；以及一个弹簧53，用于在关闭该开口区域51的方向上施力于封闭元件52(在图1中是在向上方向上施力于封闭元件52)。该封闭元件52和弹簧53布置在墨水腔40中。

尽管在图1中示出阀50的封闭元件52位于打开墨水储池30和墨水腔40之间的开口区域51的位置，但在一个稳定状态下，通过弹簧53的促动力而促使封闭元件52接触墨水腔40的上表面以关闭该开口区域51。

该封闭元件52的材料可以是任何种类；然而，优选地，由一个橡胶弹性体(合成橡胶)制成，这是因为其闭合能力较强。弹簧53是一个压缩卷簧，并如此布置，使得其将封闭元件52的底表面连接到墨水腔40的底表面，以向上施力于封闭元件52。

根据第一实施例，墨水储池30是一个墨盒，其可拆分地布置在打印头1上。例如，图2和图2A中显示出的一种结构，作为墨水储池30的可拆分结构。

图2和图2A是设置在喷嘴31中的阀的结构的实施例的视图，示出开和关两种状态。首先，在上边所示的关的状态下，通过卷簧31d的促动力，阀31c关闭。如果墨水储池30的喷嘴31安装到连接部41中，一个阀杆31e向上推阀31c，以使墨水储池30的喷嘴31与墨水腔40的连接部41连通。

当从连接部41向上拉墨水储池30时，该阀31c通过上述相反的操作被关闭。因而，刚好在装上墨水储池30之前，即使喷嘴31末端面朝下，里面的墨水也不会漏出。同样，在替换墨水储池30期间，如果该墨水储池30被拉出，该阀31c立即被关闭，从而该墨水此时也不会从喷嘴31的末端漏出。

图3是包括打印头1的概略图(正视图)，图3A是A部分的细节图。

该墨水喷射单元100包括一个基板101，一个薄膜103，和一个喷嘴板104。该基板101由诸如硅等半导体基板制成，并且在一个表面上(图3A中的底面)具有加热电阻器(加热器)102以用于加热喷射墨水。

该加热电阻器102的驱动控制由基板101完成，其设置有一个逻辑IC和一个驱动晶体管(未示出)。

该薄膜103层叠在图3A基板101的底面上，并且由例如曝光固化型防干膜保护层制成。当薄膜103层叠在其上形成有加热电阻102的基板101几乎整个表面上之后，通过光刻过程去除不需要的部分，以产生预定图样。

由此，薄膜103构图成以大致凹入的方式围绕每个加热电阻。围绕该加热电阻102的每个部分将成为墨水压力腔室105，于是，薄膜103构成该墨水压力腔室105的一部分。

喷嘴板104是一个片状部件，其上设置有喷射墨水用的喷嘴104a，并层叠在薄膜103的底面上。喷嘴104a布置成作为圆形孔位于每个加热电阻102下面。该喷嘴板104构成墨水压力腔室105的一部分。

提供有墨水通道部106以便连通每个墨水压力腔室105。墨水通道部106将墨水供给装置10提供的墨水向每个墨水压力腔室105供给。即，该墨水通道部106与上述墨水传送部43相通。由此，从墨水供给装置10提供的墨水流进该墨水通道部106，从而，墨水压力腔室105充满墨水。

多个墨水压力腔室105和喷嘴104a线状并列在基板101上。如图3概略图所示，墨水i从每个喷嘴104a中喷射出来。

接下来，将详细描述墨水喷射之后的墨水供给。

图4至图7在图3A细节图中示出的墨水喷射单元100的截面图，相继地显示了墨水直到其供给到墨水压力腔室105中的状态。在图4A到图7A中示出了在该状态下阀50的封闭元件52的操作。

首先，通过来自打印机控制单元(未示出)的指令，一个电流脉冲通过一个选择的加热电阻器102很短的时间段(例如大约1到3微秒)，以使该加热电阻102被迅速加热。结果，在墨水接触该加热电阻器102的部分产生一个气泡(墨水气泡)，于是，通过气泡的膨胀，而占用了墨水的一些空间。由此，具有与被占用的墨水相同提及的接触该喷嘴104a的墨水i作为墨滴从喷嘴104a中喷出，并显现在记录介质，例如纸张上。

图4示出墨水i从喷嘴104a喷射出来的瞬时状态。此刻，如图4A所示，封闭元件52被弹簧53的促动力推到墨水腔室40的上表面，于是，封闭元件52位于关闭该开口区域51的位置。

然后，如图5和图5A及进一步如图6和图6A所示，该气泡B逐渐收缩。随着收缩，产生了一个将墨水带到墨水压力腔室中的力。通过该携带力的产生，墨水被供给到墨水压力腔室105中。

其中，墨水压力腔室105，墨水通道部106，以及墨水腔室40的墨水传送部43互相连通。由此，从墨水压力腔室105到墨水腔室40的连通部的压力变得比平时小。结果，在墨水腔室40中，产生一个抽吸力用来抽吸墨水，于是给封闭元件52提供一个力，使其克服弹簧53的促动力而向下移动。因此，形成墨水腔室40上部的开口区域51被打开，于是墨水从墨水储池30供给到墨水腔室40。

如果在墨水储池30中的墨水向下流到墨水腔室40，在墨水储池30中的墨水量减少从而墨水储池30中压力减小。由此，空气(新鲜空气)通过空气入口管32的下端进入墨水储池30。该空气变成气泡从而穿过墨水浮起，最终聚集形成墨水储池30的上部(以及空气入口管32的外部)。以这种方式，如果在墨水储池30的墨水向下流向墨水腔室40，通过从新鲜空气连通孔32a经空气入口管32流下，就有相应于所减少的墨水的量的空气进入墨水储池30。

接着，如图7和图7A所示，如果在墨水压力腔室105中的气泡B消失，从墨水压力腔室105到墨水腔室40的流通部的压力恢复到先前水平，从而带动墨水的抽吸力在墨水腔室40中消失。因此，弹簧通过其促动力向上推封闭元件52使之接触该墨水腔室40的上表面以再次关闭该开口区域51。由此，从墨水储池30向墨水腔室40的墨水向下流动停止，并且恢复在墨水从喷嘴104a喷出之前的状态，而处于平衡条件下。

以这种方式下，当墨水从墨水喷射单元100中喷出以供使用时，封闭元件52打开并重复上述操作。从而，在墨水储池30中的墨水逐渐减少。

另外，如图1所示，因为在墨水储池30的内侧设置具有新鲜空气流通孔32a的空气入口管32，同时空气入口管32的下端32c位于比墨水储池30顶面更低的位置，因此，即使振动施加到墨水储池30上或墨水储池30倾斜，也可防止墨水储池30中墨水漏出来。

而且，对于压力或温度的变化，也能防止墨水储池30中的墨水漏出。

图8和图9是说明这个优点的附图；图8示出通常温度和压力的状态，其中空气入口管32中几乎没有墨水。

如果在这个状态中发生压力减小或温度升高，存在于空气入口管32外侧的墨水储池30中的空气(存在于形成墨水储池30的上部并与新鲜空气隔绝的空气)将膨胀。通过该空气的膨胀，如图9所示，存在空气入口管32外侧的墨水液面将降低。尽管一定量的墨水回流向该空气入口管32，但这些的墨水被暂时存储在空气入口管32的缓冲部32b中，从而防止墨水储池30中的墨水泄漏到外侧。

在墨水储池30中的墨水未使用时，在空气入口管32管中或许没有墨水，或者该空气入口管32中可以充满墨水。如果在空气入口管32内没有墨水的状态下墨水储池30附着到墨水供给装置10上，一开始就成为如图1所示的状态。

而在包括空气入口管32在内的几乎整个墨水储池30充满墨水的状态下，如果该墨水储池30附着于该墨水供给装置10上，开始时只有空气入口管32中的墨水被使用。这是因为只有空气入口管32的内侧通过新鲜空气流通孔32a与大气连通。然后，当空气入口管32中几乎所有墨水被消耗时，恢复到图1所示的状态。

其中，在包括空气入口管32在内的几乎整个墨水储池30充满墨水的状态下，在墨水储池30中存在于空气入口管32外侧的封闭的空气(空气层)体积非常小。由此，尽管由于压力减小或温度升高封闭的空气膨胀，在空气入口管32的外侧存在的墨水液面下降也很小，从而由于压力减小或温度升高的回流量被相当大地减小。由此，墨水不能泄漏到新鲜空气流通孔32a之外。

如上所述，在墨水储池30中的墨水未被使用期间，在空气入口管32中也许没有墨水或空气入口管32也许充满墨水。在任何状态下，都可防止由于压力减少或温度增加导致该墨水储池30墨水的外泄。

接下来，根据本实施例，将描述在空气入口管32下端32c处的墨水弯月形液面保持能力。

图10是图1中B部分的细节图，说明了空气入口管32的下端32c的墨水的弯月形液面。如图10所示，向下凸起的弯月形液面形成在空气入口管32的下端。

参照图10，墨水的表面张力用γ表示；空气入口管32的下端32c的孔径用D标记；而空气入口管32的下端32c和墨水之间的接触角用θ表示。

其中在表面张力γ在垂直方向的分量表示如下：γcosθ。

由于表面张力γ垂直方向的分量施加于空气入口管32的下端32c的圆周(πD)上，因此整个圆周上的表面张力γ在垂直方向的分量变成πDγcosθ。

如果上述值被空气入口管32的下端32c的开口空间(S＝πD2/4)划分，可以得到一个用于保持形成于空气入口管32下端32c的弯月形液面的力(弯月形液面能力(压力))。如果该力用P表示：

则该弯月形液面能力P＝πDγcosθ/(πD²/4)＝4γcosθ/D。

另一方面，在墨水供给装置10和墨水喷射单元100内侧的压力保持低于大气压。这是因为如果墨水喷射单元100内部的压力比大气压大，则墨水会漏出喷嘴104a之外。因此，墨水喷射单元100内侧的压力要保持在低于大气压。在图10中，该压力作用为向下移动弯月形液面的作用力。

尽管如上所述弯月形液面保持能力P是一个保持墨水弯月形液面的力，在图10中其是一个向上的力。如果在空气入口管32下端32c处的弯月形液面保持能力P比墨水储池30内侧的压力大，侧弯月形液面被维持。

然而，如果使用墨水时，墨水从墨水储池30向墨水腔室40流出，在墨水储池30中的压力比先前进一步减少，从而使向下移动该墨水弯月形液面的力进一步增加。

如果墨水弯月形液面在图10中向下方向移动，借助于这个力，它不能被保持在空气入口管32的下端32c并被破坏。由此，空气从空气入口管32的下端32c进入墨水储池30。

然后，当空气进入墨水储池30从而墨水储池30中压力增加时，墨水储池30中压力返回到上文中所述的压力。该墨水弯月形液面由此再一次形成在空气入口管32的下端32c并被该弯月形液面保持能力保持。

如上所述，其中，如果墨水从墨水喷射单元100喷出并被使用，就会致使进一步减小内部压力，于是打开阀50。

然而，当需要阀50通过内部压力敏感变化设置成开和关时，则使用具有小弹性常数的弹簧53。因此，也许存在问题：由于混入外来颗粒导致阀50不能精确进行关闭操作，或由于弹簧53的金属疲劳弹性常数每小时都会变化，由此阀50的关闭操作不能精确进行。在这种情况下，内部压力不能维持在低于大气压的预定压力。

如果该阀50的关闭操作不能精确完成，在墨水供给装置10和墨水喷射单元100中的压力不能被维持在能够在其中保持墨水的压力，侧墨水从喷嘴104a漏出。

而根据实施例，即使阀50的关闭操作不能精确完成，墨水供给装置10和墨水喷射单元100的压力被建立成维持在能够在其中保持墨水的压力。

当大气压施加在喷嘴104a上时，与从喷嘴104a底面到空气入口管32下端32c的高度相对应的水头H(参见图1并且它比大气压小)施加到空气入口管32的下端32c。

如果在空气入口管32的下端32c处的墨水弯月形液面保持能力P的绝对值比水头压力H的绝对值大，即使阀50打开，空气也不能从空气入口管32进入，于是墨水不能从喷嘴104a中漏出。

即，如果：P＝4πγcosθ/D＞H，则空气不能从空气入口管32中进入，从而墨水不能从喷嘴104a中漏出。

如果上述等式变换一下，D＜4πγcosθ/H。

基于该等式，如果确定了空气入口管32下端32c的孔径D和水头压力值，就可以防止墨水从喷嘴104a漏出。

上述描述的是空气入口管32下端32c孔的形状为圆形的的情况。

图11是墨水表面张力γ、空气入口管32下端32c的孔径D、空气入口管32下端32c的圆周L(πD)、空气入口管32的下端32c的开口空间S(＝πD²/4)、接触角θ、和弯月形液面保持能力P的数据；图11A为孔径D和弯月形液面保持能力P之间的关系曲线。

参看图11和图11A，如果水头压力H是20mmAq，当孔径大约为0.6mm或更小时墨水不会从喷嘴104a漏出。

另外，当该孔径D是0.3mm时，例如，弯月形液面保持能力大约为40.6mmAq，从而若水头压力H小于40.6mmAq墨水不能从喷嘴104a漏出。

另外，在实际设计中，考虑到墨水喷射单元100的倾斜以及制造中的误差如加工公差，优选地，该水头应偏小(例如H＝大约20mmAq)，留下些余量。

(第二实施例)

图12是根据本发明第二实施例中打印头1A的前剖视图。根据第二实施例，提供了一种与第一实施例不同的墨水供给装置。

墨水供给装置10A具有与第一实施例不同的空气入口管32A，而其他元件与第一实施例中的相同。

空气入口管32A与第一实施例的空气入口管32不同而没有缓冲部。该空气入口管32A构造成圆柱形并沿着纵向具有一个不变横截面，除了下端32c附近外。空气入口管32A的横截面空间比第一实施例中空气入口管32的大，缓冲部32b除外。

在这种方式下，根据第二实施例的空气入口管32A没有缓冲部32b；只要在墨水回流期间墨水能储存在其中，就不需要缓冲部32b。

根据第二实施例的下端32c的孔径D与第一实施例中的一样。也就是说，只要下端32c的孔径D具有预定尺寸，则墨水弯月形液面就能被保持在下端32c，从而空气入口管32A的其他部分可以为任意形状。

另外，空气入口管32A的横截面也可以是圆形或其他非圆形，诸如多边形。

即使空气入口管32A以这种方式构造，，也可以获得与第一实施例同样的优点。

已经对本发明实施例作出了描述；本发明不受上述实施例的限制，而可以作出如下的各种改进，例如。

1)根据本发明，热系统作为墨水喷射单元100是示例性的，其中，墨水由加热电阻器102加热而喷射到压力腔室105中，然而，本发明不局限于此，可以包括有静电喷射系统或压电喷射系统；

在静电喷射系统中，作为能量发生器，提供一个膜片和布置在膜片之下的两个电极，并且在他们中间有一个空气层。通过在两电极上施加电压，膜片向下偏转，然后，电压被调整为0V以释放静电力。此时，通过利用膜片返回到初始状态时的弹性力，墨水被喷射出来。

压电系统采用一个两表面都形成有电极的压电元件以及膜片的分层产品作为能量发生器。如果在压电元件的两个表面的电极间施加电压，则膜片由压电效应而产生一个弯曲力矩，从而使膜片偏转。墨水被偏转作用喷射出来。

2)根据各实施例，该墨水储池30是可拆式结构；另外，墨水储池30的喷嘴31和墨水腔室40的连接部41也可以被整体连接在一起。在这种情况下，不设置O形圈42。在这种结构下，墨水储池30不象第一和第二实施例那样作为一个墨盒使用，当墨水储池30中的墨水在用完后，整个墨水供给装置10或10A可被更换(在这种情况下，需要将墨水供给装置10或10A构造成相对于墨水喷射单元100可拆卸)，或更换包括墨水喷射单元100的整个打印头1或1A。

3)根据各实施例，打印头1或1A以及墨水供给装置10或10A是示例性的；然而，除了墨水之外，可以结合各种液体供给装置和液体喷射装置。例如，可以结合喷射包含DNA的溶液的装置，以用来检验生物材料。

根据本发明的液体供给装置，由于在液体储池内未设置多孔材料来保持液体，所以，可以增加液体容量。另外，在没有用于减少液体储池内的压力的弹簧的前提下，在通过打开和关闭液体储池和液体腔室之间的阀的封闭元件的同时，在液体储池和液体腔室之间进行气-液交换，于是，该结构被简单化，并且液体能被很好的保持而不会泄漏。

由于空气入口管布置成从新鲜空气流通孔向液体储池延伸，只要整个空气入口管未充满液体，即使振动施加于液体供给装置或该装置倾斜，液体也不会通过新鲜空气流通孔漏出。

此外，在空气入口管具有缓冲部的情况下，即使发生压力减小或温度升高时液体储池中的空气膨胀，使得液体回流向新鲜空气流通孔，液体也可以容纳在空气入口管中，而防止了液体从新鲜空气流通孔漏出。而且，在液体储池中除空气入口管外的空间充满液体的情况下，即使压力减少或温度升高使得被封闭的空气膨胀，液体也能回流向空气入口管并且被容纳在空气入口管中，从而防止液体从新鲜空气流通孔中漏出。

此外，在包括空气入口管在内的液体储池充满液体的情况下，即使压力减小或温度升高致使被封闭的空气膨胀，液体向空气入口管回流的量很少，防止了液体从新鲜空气流通孔漏出。

Claims (8)

1.一种液体供给装置包括：

液体储池，用于在其中盛装液体；

液体腔室，包括其与液体储池中间的开口区域，并连接到液体储池上，以便液体储池中的液体可向下流动；

阀，其包括被促使关闭该开口区域的封闭元件，通过液体腔室中液体量减少导致的液体腔室内压力减小而移动该封闭元件，从而打开该开口区域；

新鲜空气流通孔，其置于液体储池中，用于与新鲜空气连通；以及

空气入口管，其布置成从新鲜空气流通孔向液体储池延伸，使得当液体腔室中一定量的液体量减少时，相应于液体减少量的空气量可以从新鲜空气流通孔被带入液体储池，

其中，空气入口管下端的孔径D和水头确定为：使得液体在空气入口管下端处的弯月形液面保持能力P和水头压力H满足关系：P＞H，其中，弯月形液面保持能力P由P＝4γcosθ/D表示，γcosθ是表面张力γ在垂直方向上的分量，水头压力H对应于从与液体储池和液体腔室之一相连的外部设备的液体出口到空气入口管下端的高度，而大气压施加到该液体出口上。

2.如权利要求1所示装置，其中，空气入口管设置有形成于液体入口管一部分内的缓冲部，以便具有比空气入口管其他部分更大的液体包含能力。

3.如权利要求2所述装置，其中，预先在包括该空气入口管在内的液体储池中充满液体。

4.如权利要求2所述装置，其中，

预先在除空气入口管外的液体储池中充满液体。

5.一种液体喷射装置，包括：

液体供给装置，其包括液体储池，用于盛装液体于其中；液体腔室，其包括其与液体储池之间的开口区域，并连接到液体储池上，以便在液体储池中的液体可以向下流动；阀，其包括被促使关闭该开口区域的封闭元件，通过液体腔室中液体量减少而导致的液体腔室压力减小，该封闭元件被移动，从而打开该开口区域；新鲜空气流通孔，其设置在液体储池中，与新鲜空气连通；以及空气入口管，其布置成从新鲜空气流通孔向液体储池延伸，使得在液体腔室中液体量减少时，相应于减少的液体量的空气量可以从新鲜空气流通孔被带进液体储池；以及

液体喷射单元，其与液体供给装置连通，并具有用来喷射从液体供给装置提供的液体的喷嘴，

其中，该空气入口管下端的孔径D和水头被确定成：使得液体在空气入口管下端的弯月形液面保持能力P和水头压力H满足关系：P＞H，其中弯月形液面保持能力P由P＝4γcosθ/D表示，γcosθ是表面张力γ在垂直方向上的分量，水头压力H对应于从液体喷射单元的喷嘴表面到空气入口管下端的高度。

6.如权利要求5所述的装置，其中，空气入口管设置有形成于液体入口管一部分内的缓冲部，以便具有比空气入口管其他部分更大的液体包含能力。

7.如权利要求6所述的装置，其中，预先在包括该空气入口管在内的液体储池中充满液体。

8.如权利要求6所述的装置，其中，预先在除空气入口管外的液体储池中充满液体。

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