專利名稱：一種液體噴射裝置及使用該裝置的記錄設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從一初始噴射階段穩(wěn)定噴射一種液體的裝置和一種噴墨記錄設(shè)備。更具體地，本發(fā)明通過將氣泡引入液體腔可以避免二次工作的液體噴射失誤。本發(fā)明可以提供用來打印出輸入到辦公自動化設(shè)備，如個人計算機(jī)或文字處理器中的信息的設(shè)備與方法。
在噴射液體的噴墨記錄過程中存在的一個問題是，在一個長的閉置期間后或在打開主開關(guān)后，第一次噴出記錄工作可以恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行，但第二次噴出記錄則進(jìn)行的不穩(wěn)定。
人們知道，如果采用電機(jī)轉(zhuǎn)換件作為噴射元件，就會因為機(jī)械振動產(chǎn)生的墨的高頻振動使墨的半月面來回移動的現(xiàn)象或因為側(cè)壁反射的壓力波向噴射孔運行的影響而產(chǎn)生上述問題。為了解決這一問題，已經(jīng)發(fā)明了各種裝置來改進(jìn)加在電機(jī)轉(zhuǎn)換件上的電信號。但是，由于墨特性的改變以及環(huán)境因素的改變這一問題會遺留下更加復(fù)雜的現(xiàn)象。因此，沒有已知的方法能可靠地解決這個問題。
如果采用電熱轉(zhuǎn)換件作為噴射元件，記錄操作中的變化很小，而在機(jī)械轉(zhuǎn)換件的情況下相應(yīng)的變化是很大的。然而，已經(jīng)知道一種方法，其中考慮到電熱轉(zhuǎn)換件與相鄰的噴射部件之間的干擾影響從而根據(jù)預(yù)定條件來設(shè)置液流通道長度和液體腔側(cè)擘的位置。特別是，日本專利公開，公開號55-128465，公布了一種配置，其中在電熱轉(zhuǎn)換元件的液體腔側(cè)的一個墨通道的側(cè)壁上開有一個與空氣貫通的小孔用來減小壓力波的強度。這一配置在實踐是有效的，但仍遺留了墨通過小孔蒸發(fā)的問題，或者當(dāng)記錄頭長時間閉置不用時在小孔附近墨的凝結(jié)和粘附問題。同時在間隔一段時間后開始記錄時，還有一個操作失誤的可能性。
另一方面，人們已清楚地知道通過進(jìn)行一種抽吸恢復(fù)操作可以實現(xiàn)一種適當(dāng)?shù)膰娚錀l件，英國未審專利公開No.2184066公布了一種配置，其中抽吸恢復(fù)是在將空氣引入到與多個噴射孔貫通的一個共用的液體腔室并同時引入到這些噴射孔之后才實現(xiàn)的。因而在公共液體腔中的恢復(fù)可以在同一時刻實現(xiàn)，這是其優(yōu)點。
然而，在傳統(tǒng)的記錄頭領(lǐng)域尚未能實現(xiàn)不受環(huán)境變化或各種其它條件變化嚴(yán)重影響的適當(dāng)作法，即不能有效地避免在一個長的未用期間后開始記錄時立即產(chǎn)生的記錄失誤。至于其它類型的液體噴射，還沒有能解決這種問題的方法或設(shè)備。
在許多傳統(tǒng)的噴墨記錄設(shè)備中，墨根據(jù)要記錄的圖像或字符的記錄數(shù)據(jù)被持續(xù)地通過噴射孔放出。如果這種持續(xù)噴射產(chǎn)生于一段閉置未用期間之后或者緊接著主開關(guān)打開之后，則由于這種持續(xù)噴射的第二次噴射作用，會在記錄紙上形成一個墨點，成為故障墨點。這將導(dǎo)致記錄質(zhì)量惡化。這種由于二次噴射作用產(chǎn)生特定的墨點故障的起因已被研究，從而發(fā)現(xiàn)下述理論使墨流向釋放端的作用力如下式所示(毛細(xì)作用力)+(慣性力)(液體腔側(cè)壁的起泡能量)(罐的真空度) …(1)再灌滿的時間是根據(jù)由上式(1)進(jìn)行的作用力來確定的。
然而應(yīng)當(dāng)注意到，當(dāng)進(jìn)行第一次釋放時，上式(1)的條件不滿足。這是因為氣泡是當(dāng)墨處于穩(wěn)定狀態(tài)時產(chǎn)生的。即，當(dāng)進(jìn)行第一次墨釋放時，其氣泡是在不存在流向釋放端的墨的條件下產(chǎn)生的。因此，在相繼的第一次與第二次釋放之間進(jìn)行再注滿所需的使墨流動的作用力由下式給出(毛細(xì)作用力)-(液體腔壁的起泡能量)-(罐的真空度)…(2)正如可從上式(1)和(2)看到的那樣，從公共液體腔(1)向噴嘴供墨(即將墨推向釋放端的作用力)的供墨特性為在式(2)的情況下需要較長再注滿時間。這是因為在式(2)的情況下用于將墨壓向釋放端的作用力小于其在式(1)情況下的作用力。即，在第一次釋放后進(jìn)行用灌所需的再灌時間比其它再灌操作所需的時間長。通常，第一次與第二次釋放之間的時間間隔不能特別地設(shè)置得比其它間隔長。第二次釋放中墨滴形成的故障被認(rèn)為與這一事實有關(guān)。
這便引起這樣一個實際問題，當(dāng)要做由圖8A所示的兩點形成的垂直線時，由于產(chǎn)生第二點墨滴的故障會產(chǎn)生圖8B所示的由微小墨滴聚集形成的線的虛象。
無論如何，當(dāng)墨因電熱轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的泡沫能量而釋放時，如果第一驅(qū)動能量加在具有慣性的墨上，則在公共液體腔內(nèi)會產(chǎn)生格外大的壓力。進(jìn)而，墨受此壓力壓縮從而具有更加大的慣性力。此時，半月面持續(xù)從釋放口向電熱轉(zhuǎn)換元件移動直至供墨。這一傾向一直保持到氣泡產(chǎn)生。在這種狀態(tài)下，由于加在公共液體腔中墨的大的慣性，向公共液體腔中供墨過程相對于普通記錄操作而言趨于延緩。另外，這種借助于氣泡的墨釋放構(gòu)成的記錄系統(tǒng)表現(xiàn)出很高的記錄信號響應(yīng)速度。還有，第二驅(qū)動信號被不理想地輸入到電熱轉(zhuǎn)換元件，這樣半月面便趨于進(jìn)一步向公共液體腔移動。這也可歸因于氣泡產(chǎn)生的壓力向公共液體腔傳遞的延遲，因為氣泡與公共液體腔之間的流動通道的阻抗小于氣泡與釋放口之間的阻抗。這樣，向公共液體腔灌注墨被延緩，另外，半月面的朝向公共液體腔的收縮力增大。在第二次釋放中的釋放故障就是由這些因素引起的。
第二次釋放產(chǎn)生的氣泡比其它釋放過程更易于移向公共液體腔，其部分原因在于半月面的收縮力。其氣泡消失狀況也不同于其它釋放過程。
這樣便證明了上面描述的全新技術(shù)課題，特別是對于依靠熱能產(chǎn)生氣泡的系統(tǒng)，是完全不同于關(guān)于傳統(tǒng)電熱轉(zhuǎn)換元件的現(xiàn)象與行為的所被傳統(tǒng)地認(rèn)為的問題。
本發(fā)明的一個主要目的是在用電熱轉(zhuǎn)換元件的液體噴射裝置中提供一種可避免上面所述特定缺點的液體噴射裝置，更理想地，可以提供一種在采用其它類型噴射元件情況下能有效地解決上面提到的問題的裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種液體噴射裝置，它可以使用電熱轉(zhuǎn)換件來適當(dāng)?shù)貒姵鲆后w沫或者可以適當(dāng)?shù)匦纬梢后w微滴而不受各種環(huán)境變化或墨(液體)特性變化的影響。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種具有一個全新的可靠的氣泡引入裝置的液體噴射記錄頭。以及使用該記錄頭的記錄設(shè)備。該氣泡引入裝置用來引入氣泡使之在公共液體腔內(nèi)的有空氣的區(qū)域發(fā)揮積極作用。
本發(fā)明的一個進(jìn)一步目的是提供一種能夠?qū)Τ掷m(xù)噴射過程中緊接著第一次噴射操作后再灌時的遲滯進(jìn)行限制的噴墨記錄設(shè)備和記錄頭。
為了實現(xiàn)這些目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供有一種用于噴墨的記錄頭，包括一個噴射孔，通過該孔進(jìn)行噴墨、一個噴射能量施加部分，該部分與噴孔貫通并對墨施加噴射能量以噴射墨、一個貯墨區(qū)部分，它與噴射能量施加部分相通并裝有可供給施加部分的墨、以及氣泡形成裝置，使貯墨區(qū)部分中在進(jìn)行記錄前就有氣泡，氣泡是通過加熱產(chǎn)生的。較理想地，在噴射能量施加部提供一個用來產(chǎn)生熱能作為噴射能量的電熱轉(zhuǎn)換件，熱能引起薄層沸騰，同時墨由于薄層沸騰產(chǎn)生的泡而被噴射出去。按照這種配置，可由泡形成裝置，即一個用于加熱貯墨區(qū)部分(公共液體腔)中的墨的加熱器，形成一種合適的氣泡，這種氣泡不會對噴射產(chǎn)生不良影響。這樣形成的氣泡可以起緩沖器作用，并可以在膨脹/收縮的噴射起泡期間吸收作用在公共液體腔的起泡能量(壓力波)，從而限制了墨汁流向與噴射孔相對的位置。即，可以在噴射后迅速地再灌墨汁。
根據(jù)本發(fā)明的氣泡緩沖器構(gòu)造可以通過例如這種加熱裝置來實現(xiàn)，該加熱裝置提前產(chǎn)生溶于墨汁中的氣泡從而有效地利用泡進(jìn)行記錄。這樣，墨汁的性能穩(wěn)定?；蛘呖梢酝ㄟ^其它裝置如外部加熱裝置、內(nèi)部加熱裝置或在基底上形成的與噴射加熱器一體的加熱器，只要其可以在包括裝有墨部分的貯墨區(qū)部分生成氣泡以將墨供給公共液體腔或液體通道。
在實際中，較理想的是采用薄層沸騰作為噴射裝置，并根據(jù)較低溫度的加熱需要采用核心沸騰或其它泡形成裝置作為上述的氣泡形成裝置。根據(jù)本發(fā)明，事實上很重要的是泡緩沖作用存在于記錄過程的初始階段。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于實現(xiàn)由噴墨進(jìn)行記錄的噴墨記錄設(shè)備，包括一個記錄頭，它具有一個通過其進(jìn)行噴墨的噴射孔、一個液體通道，它與噴射孔相通并具有一電熱轉(zhuǎn)換件，用于產(chǎn)生熱能以形成噴墨用的氣泡、以及一液體腔，它與液體通道相通并盛有墨，當(dāng)噴墨時向液體通道供應(yīng)墨、驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動電熱轉(zhuǎn)換件產(chǎn)生熱能、以及控制裝置，用于控制驅(qū)動裝置使電熱轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生不用來噴墨的氣泡。較理想地，液體腔具有一個大于液體通道橫截面積的截面積，并具有一傾斜的側(cè)壁表面。根據(jù)這一配置，在液體腔中的電熱轉(zhuǎn)換件可以被驅(qū)動來形成相對細(xì)小的氣泡，它們不用于噴入。這些氣泡運動到與液體通道相通的液體腔從而在液體腔的一預(yù)定位置處集合成一個氣泡。此后，該氣泡起緩沖作用并通過分解在噴射起泡期間吸收作用于公共液體腔的起泡能量(壓力波)，因此，限制了墨流向與噴孔相對的位置。即，有可能在噴射后迅速地再灌入。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，有一個噴墨記錄裝置，通過將墨噴在記錄載體上而進(jìn)行記錄，它包括一個具有噴射孔的記錄頭，墨經(jīng)該孔噴出，一個與噴射孔相通的液體通路，該通路具有熱能產(chǎn)生部件，用于產(chǎn)生熱能，形成噴墨的氣泡，以及一個與液體通路相通的液體腔，當(dāng)噴墨時，該液體腔盛裝將要提供給液體通路的墨，驅(qū)動裝置用于在熱能產(chǎn)生部件中產(chǎn)生熱能，控制裝置控制驅(qū)動裝置，以便在熱能產(chǎn)生部件中產(chǎn)生微小的氣泡，這些氣泡并不起噴墨的作用，這之后，從微小氣泡構(gòu)成的核心中逐漸形成氣泡。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，有一個噴墨記錄裝置，通過將墨噴在記錄載體上而進(jìn)行記錄，它包括一個具有噴射孔的記錄頭，墨經(jīng)該孔噴出，一個與噴射孔相通的液體通路，該通路具有熱能產(chǎn)生部件，用于產(chǎn)生熱能，形成噴墨的氣泡，以及一個與液體通路相通的液體腔，當(dāng)噴墨時，該液體腔盛裝將要提供給液體通路的墨，驅(qū)動裝置用于在熱能產(chǎn)生部件中產(chǎn)生熱能，控制裝置控制驅(qū)動裝置，以便在熱能產(chǎn)生部件中產(chǎn)生氣泡，這些氣泡并不起噴墨作用，噴射恢復(fù)裝置用于通過噴射孔排出墨，以便適當(dāng)?shù)乇３謬娚淇椎膰娔珷顟B(tài)，當(dāng)由控制裝置形成并不起噴墨作用的氣泡時，與為適當(dāng)?shù)乇３謬娔珷顟B(tài)的排墨情況相比，噴射裝置以較小的排放率或較小的排放能排出墨。
根據(jù)本發(fā)明的另一目的，有一個噴墨記錄裝置，通過將墨噴在記錄載體上而進(jìn)行記錄，它包括一個具有噴射孔的記錄頭，墨經(jīng)該孔噴出，一個與噴射孔相通的第一液體通路，該通路具有熱能產(chǎn)生部件，用于產(chǎn)生熱能，形成噴墨的氣泡，一個在第一液體通路的至少一側(cè)的第二液體通路，該通路具有熱能產(chǎn)生部件，用于產(chǎn)生熱能，以有一個與第一和第二液體通路相通的液體腔，當(dāng)噴墨時，該液體腔盛裝將要提供給第一和第二液體通路的墨，驅(qū)動裝置用于在第一和第二液體通路的熱能產(chǎn)生部件中產(chǎn)生熱能，控制裝置控制驅(qū)動裝置，以便在第二液體通路的熱能產(chǎn)生部件中產(chǎn)生氣泡，這些氣泡并不起噴墨的作用。
根據(jù)上述每一種結(jié)構(gòu)，從液體通路中產(chǎn)生的微小氣泡構(gòu)成的核心中形成相當(dāng)大的氣泡，因此在液體腔中實際上能夠形成緩沖氣泡。該緩沖氣泡在噴射泡沫期間能吸收作用在公共液體腔的發(fā)泡能(壓力波)，以便控制流向噴射孔相反位置的墨，這樣就有可能在噴射之后快速補充墨。
在液體腔中形成緩沖氣泡之后，通過與正?；謴?fù)相比的一個較小的吸力或以一個較小的速率進(jìn)行噴射恢復(fù)的吸取過程，由此防止出現(xiàn)由噴射恢復(fù)過程排出形成的緩沖氣泡帶來的問題。
此外，也可以在位于一排用于記錄的噴射孔一端的空噴嘴(dummy-nozzle)液體通路中形成緩沖氣泡。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一種噴墨記錄頭的構(gòu)造;
圖2表示從后部看的一個頂板的透視圖;
圖3是記錄頭座的分解透視圖，其中盛墨罐與記錄頭做在一起，該圖表示本發(fā)明的一個實施例，圖4是圖3所示的記錄頭座的透視圖;
圖5是圖3所示的盛墨罐的透視圖;
圖6是一幅頂視圖，表示圖3所示的記錄頭座是如何安裝在噴墨記錄裝置上的;
圖7是用記錄頭完成記錄過程的噴墨記錄裝置的透視圖;
圖8A和8B解釋連續(xù)排墨過程中存在于由第二次排墨形成的圓點中的問題;
圖9A和9B是解釋去除保留在液體通路中氣泡的剖面圖;
圖10是頂板的平面圖，該頂板是本發(fā)明的記錄頭的組成部分;
圖11表示從排放口陣列的方向看過去的圖10所示頂板的剖面圖;
圖12是沿排墨方向切開的剖面圖，表示圖10所示頂板和基底之間的連接;
圖13是記錄頭驅(qū)動電路的電路圖;
圖14是用于氣泡產(chǎn)生過程的排墨加熱器驅(qū)動脈沖的波形圖;
圖15是一幅框圖，表示用于驅(qū)動排墨加熱器及保持記錄頭溫度的加熱器的裝置;
圖16是記錄頭座的透視圖，利用它可以進(jìn)行本發(fā)明的氣泡產(chǎn)生過程;
圖17是圖16所示的記錄頭座的分解透視圖;
圖18是采用圖16和17所示的記錄頭座進(jìn)行記錄的噴墨記錄裝置的透視圖。
圖19是流程圖，表示在本發(fā)明的恢復(fù)處理之后執(zhí)行的操作;
圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個氣泡引導(dǎo)裝置的實例;
圖21是根據(jù)本發(fā)明的另一個氣泡引導(dǎo)裝置的實例;
圖22是根據(jù)本發(fā)明的第三個氣泡引導(dǎo)裝置的實例。
圖1表示本發(fā)明的基本概念。圖1中畫出了兩個氣泡，由于有一個將氣泡引導(dǎo)至公共液體腔15的裝置，它們離開公共液體腔15中的過濾器7有一段距離。參考號5表示液體通道14中的彎月形部件，參考號4表示一個氣泡，它是通過電熱轉(zhuǎn)換元件H引起的膜沸騰形成的，以便噴墨，參考號8表示一個墨供應(yīng)裝置。在該裝置中，噴射孔與空氣相通，而公共液體腔和液體通道不直接與空氣相通。圖1表示裝置閑置不用之后開始記錄或噴墨的狀態(tài)。
氣泡引導(dǎo)裝置將氣泡10或浮動的氣泡9在最初的噴射之前引導(dǎo)至公共液體腔。電熱轉(zhuǎn)換元件H由一個初始噴射信號驅(qū)動，以形成氣泡4。由此產(chǎn)生的相當(dāng)大的瞬時壓力到達(dá)公共液體腔，其作用是改變氣泡10和9的量，并且因此而減弱。換句話說，沒有發(fā)生迫使公共液體腔中的墨向過濾器7運動的壓力集中的現(xiàn)象。由于減小了具有大的慣性力的公共液體腔中的墨的量，所以墨可以從供應(yīng)裝置8中適當(dāng)?shù)靥峁４藭r氣泡10和9也可能變形，這樣，公共液體腔中的墨部分地運動，以恢復(fù)其初始操作狀態(tài)，由此減小其慣性。這種現(xiàn)象也是本發(fā)明的優(yōu)點。
可以理解，上述原因能夠通過利用這樣的氣泡引導(dǎo)裝置，在公共液體腔中除了靠近過濾器的任何位置處形成氣泡而加以消除。
圖3至圖7表示適用于形成本發(fā)明的實施例的設(shè)備或單元，即，記錄頭單元ITU，貯墨罐IT，記錄座IJC，噴墨記錄裝置體IJRA，以及支架HC，這些圖還表示這些部件之間的關(guān)系。這些部件的結(jié)構(gòu)將參照圖3至圖7在以下給予描述。
圖3是記錄頭座的一個實例的分解透視圖。
圖3所示的記錄頭單元IJU是一個氣泡噴射型單元，它根據(jù)一個電信號，通過產(chǎn)生熱能，在墨中形成膜沸騰，以便噴墨。加熱器板100具有在硅基底上排成一排的多個電熱轉(zhuǎn)換元件(噴射加熱器)，以產(chǎn)生用于噴墨的熱能，加熱器板100還具有鋁或類似材料制成的電導(dǎo)體，用于施加電能。這些部件和導(dǎo)體由膜形成技術(shù)制成。線路板200具有對應(yīng)于加熱器板100的那些電導(dǎo)體的電導(dǎo)體(例如，由電線束連接)，以及置于這些導(dǎo)體端部的用于接收從裝置體發(fā)出的電信號的緩沖墊201。頂板1300具有用于形成對應(yīng)于多個噴墨孔和一個公共液體腔的墨通路的隔壁部分。頂板1300與一個墨接收口1500和一個具有多個噴射孔的小孔板400做在一起，通過接收口1500將從貯墨罐提供的墨引導(dǎo)至公共液體腔。隔壁和頂板1300上的其它部件與頂板1300做在一起。這些集中地做在一起的部件的材料最好是聚砜。然而，也可以從任何其它的制模樹脂中選取。
支板300作為一個平面支撐線路板200的反面，并且由例如金屬制成。支板300是記錄頭單元的構(gòu)件。一個M形固定彈簧500壓著對應(yīng)公共液體腔的頂板1300的一部分，該部分對著M形的中心。固定彈簧500也有一個前凸片501，它以一種直線的接觸方式與對應(yīng)液體通路的頂板1300的一部分接觸，壓著該頂板部分。固定彈簧500的腳穿過支板300的孔3121，與支板300的反面相連接，結(jié)果加熱器板100和頂板1300被夾緊在支板300和固定彈簧500之間。也就是說，通過在上面對一個固定彈簧500和同一彈簧的前凸片501加負(fù)荷力，加熱板100和頂板1300被固定在支板300的上面。支板300有兩個孔312和兩個孔1900和2000，用于嵌入貯墨罐上的兩個定位突出物1012和兩個定位/熔合緊固突出物1800和1801，以及在其反面的突出物2500和2600，以便根據(jù)裝置體上的支架對記錄頭座定位。支板300還有孔320，一根用于從貯墨罐供應(yīng)墨的墨供應(yīng)管2200(以后說明)從中穿過。線路板200通過粘合或類似材料粘附在支板上。
凹口2400在支板300上形成，位于定位突出物2500和2600的附近。當(dāng)組裝記錄頭座時(如圖4所示)，這些凹口與在記錄頭座的記錄頭單元IJU的三個周邊上形成的平行槽3000和3001的部位吻合，因此就避免了諸如灰塵和墨這樣的不需要的物質(zhì)到達(dá)突出物2500和2600。其中形成平行槽的外罩800構(gòu)成了記錄頭座的外壁，并構(gòu)成在其中容納記錄頭單元IJU的部分。其中形成平行槽3001的墨供應(yīng)通路600具有墨導(dǎo)管1600，當(dāng)與墨供應(yīng)管2200聯(lián)接時，墨導(dǎo)管與上述墨供應(yīng)管2200相連。墨導(dǎo)管1600取懸臂的形式，固定在與供應(yīng)管2200聯(lián)接的位置。墨供應(yīng)通路600還有一個密封銷602，用以確保墨導(dǎo)管固定部分和墨供應(yīng)管2200之間的毛細(xì)作用。組合件601用于在貯墨罐和供應(yīng)管2200之間進(jìn)行密封。過濾器700置于供應(yīng)管2200的貯墨罐一側(cè)的端部。墨供應(yīng)通路600可以以低成本制造，并且位置精度有所改善，因為它可以用注模方法制造。此外，通過以懸臂的形式設(shè)計導(dǎo)管1600，就有可能穩(wěn)定導(dǎo)管1600和頂板1300的墨接收口1500之間的接觸狀態(tài)。在本實施例中，當(dāng)這些部分在壓力下保持相互接觸時，從墨供應(yīng)通路一側(cè)倒入密封粘合劑。
墨供應(yīng)通路600能夠以這種方式容易地固定在支板300上，即銷出現(xiàn)在墨供應(yīng)通路600的相反一側(cè)，面對支板300的孔1901和1902，銷穿過這些孔，并且突出在支板300的反面的這些銷通過熱被熔合緊固。熔合緊固在反面的小的突出物容納在記錄頭單元IJU連接面上的貯墨罐壁中的凹口內(nèi)(未示出)，因此，一個單元IJU的定位面可以精確地緊靠貯墨罐的表面。
貯墨罐由座體1000構(gòu)成，當(dāng)經(jīng)過上述單元IJU連接而插入墨吸收器900以后，墨吸收器900和用于封閉貯墨罐一側(cè)的外蓋1100對著該連接面。吸收器900放在座體1000之中。有一個供應(yīng)口1200，通過它向上述部件100至600構(gòu)成的單元IJU提供墨。在將IJU固定在座體1000的部分1010上之前，墨也經(jīng)供應(yīng)口1200注入貯墨罐。吸收器900因此被墨滲透。在本實施例的記錄頭座中，墨可以通過大氣交換口1401或供應(yīng)口1200注入貯墨罐。然而在這種結(jié)構(gòu)中，存在空氣的區(qū)域是由在座體1000的內(nèi)表面形成的肋2300和在外罩1100的內(nèi)表面形成的肋2500和2501構(gòu)成的，該區(qū)域延伸至空氣交換口1401，并位于最遠(yuǎn)離墨供應(yīng)口1200的地方，因此能保持從墨吸收器供應(yīng)墨的合適效果。因此，重要的是通過供應(yīng)口1200相對有效地均勻地注入墨。這一方法在實踐中是非常有效的。平行于支架運動方向的四個肋2300(圖3中只畫出了上面的兩個肋)位于墨座體1000的后部，以便防止吸收器緊密接觸座體1000的表面。單個的肋2501位于外蓋1100的內(nèi)表面，其位置使肋2300的縱向軸與外蓋1100相遇，肋2500的高度與肋2501一樣。不像肋2300，肋2500是分開的，以便增加空氣存在空間。肋2500和2501分布在外蓋1100的內(nèi)表面區(qū)域，其面積不大于外蓋1100內(nèi)表面的總體面積。由于有了這些肋，在最遠(yuǎn)離罐供應(yīng)口1200的貯墨罐角落的貯墨罐區(qū)域中的墨能夠通過毛細(xì)作用，以經(jīng)改進(jìn)的可靠性和穩(wěn)定性導(dǎo)入供應(yīng)口1200?？諝饨粨Q口1401在外罩上形成，用于在貯墨罐內(nèi)部和空氣之間進(jìn)行氣體交換。防水部件1400放在空氣交換口1401之中，用以防止墨通過空氣交換口1401泄漏。
貯墨罐中的容納墨的空間是長方體。在本實施例的方案中，如果垂直于支架運動方向的該空間的側(cè)面對應(yīng)于長方體的主要的側(cè)面，那么上述肋的安排方式就特別有效。然而，如果長方體的主要側(cè)面平行于支架的運動方向，或者如果容納墨的空間是立方體，那么在外蓋1100的內(nèi)表面的整個長度方向上都連續(xù)形成肋，以便穩(wěn)定地從墨吸收器900供應(yīng)墨。
圖5表示IJU單元上的貯墨罐IT的連接面。與支板300中的孔312配合的兩個定位突出物1012位于直線L1上，該直線穿過孔板100上的一排噴射孔，通常穿過它們的中心，并且與盛墨罐IT的底平面或放置支架平面的基準(zhǔn)面平行。突出物1012的高度略小平支板300的厚度。突出物1012與孔312配合，將支板300定位。從圖5看出，能與支架的一個定位鉤4001的垂直配合表面4002配合的凸片2100位于直線L1上，因此，施加在支架上用于定位的力作用在包含直線L1并平行于上述基準(zhǔn)面的平面上。采用這種關(guān)系的結(jié)構(gòu)安排是有效的，因為貯墨罐相對于支架的定位精度等于記錄頭的噴射孔相對于支架的定位精度，如以后參照圖6所要說明的那樣。
對應(yīng)于孔1900和2000、用于將支板300固定到貯墨罐側(cè)面的貯墨罐的突出物1800和1801比突出物1012長。因此突出物1801能夠穿過支板300，并從上面突出來。有可能通過熔合緊固突出物1800和1801的突出端將支板300固定到貯墨罐側(cè)面。假定直線L3垂直于直線L1并經(jīng)過突出物1800，直線L2垂直于直線L1并經(jīng)過突出物1801，那么供應(yīng)口1200的中心通常在直線L上，因此，供應(yīng)口1200和供應(yīng)管2200之間的連接是穩(wěn)定的，并且由于向下?lián)舸虻燃釉诠?yīng)口1200和供應(yīng)管2200的連接處上的負(fù)荷也可以減小。直線L2和L3相互不重合，并且突出物1800和1801靠近位于記錄頭的噴射孔側(cè)的兩個突出物1012之中的一個。將記錄頭相對于貯墨罐定位的效果因此進(jìn)一步得到了改善。當(dāng)上述墨供應(yīng)部件600與盛墨罐相連時，曲線L4通常與該部件的外壁位置重合，突出物1800和1801沿曲線L4放置，因此相對于記錄頭前部的重量，能夠確保充分高的連接強度和定位精度。盛墨罐IT的前端突出物2700插入支架的前板4000上的孔，以便應(yīng)付盛墨罐大量排墨時所出現(xiàn)的異常情況。配合部分2101與支架HC的另外的定位部分配合。
IJU單元與盛墨罐相連之后，除了向下的開口之外，IJU單元被外罩800遮蓋。當(dāng)記錄頭座安裝在裝置體的支架上時，下開口靠近支架，因此，記錄頭座中的空間基本在每一側(cè)都被包圍。在該包圍的空間中的從記錄頭ITH發(fā)出的熱量被均勻地在該空間中擴(kuò)散，以便有效地保持空間基本恒溫。然而，如果連續(xù)驅(qū)動記錄頭一段很長的時間，就有可能使溫度略微升高。因此，在本實施例中，在記錄頭座的上壁有一道縫隙1700，其寬度小于空間的寬度，以便改進(jìn)從支板300的自然散熱效果，結(jié)果在整個IJU單元的溫度分布不受環(huán)境的影響，防止了溫度的過量升高。
當(dāng)記錄頭座IJU按圖4那樣組裝時，墨經(jīng)供應(yīng)管2200導(dǎo)入墨供應(yīng)通路中的導(dǎo)管1600，該供應(yīng)管2200從盛墨罐的供應(yīng)口1200延伸，通過形成在支架300上的孔320以及形成在供應(yīng)通路600的相反側(cè)的內(nèi)壁上的輸入孔，墨導(dǎo)入導(dǎo)管1600并流過該導(dǎo)管，然后經(jīng)過頂板1300的墨輸入口1500流進(jìn)公共液體腔。在供應(yīng)管和導(dǎo)管之間的連接處有一個密封件，它由例如硅橡膠或丁基橡膠制成的，密封連接部分，這樣便完成了墨供應(yīng)通路。
在本實施例中，頂板1300由具有經(jīng)改進(jìn)的抗墨性的樹脂制成的，例如聚砜，聚醚砜，聚苯撐氧或聚丙烯，與且同時與小孔板部分400在一個模具中整體形成。并在一個模型中與小孔板400同時做在一起。
如上所這，有三個鑄模在一起的部分。墨供應(yīng)通路600，頂板/小孔板和盛墨罐，因此當(dāng)大批量生產(chǎn)時，記錄頭座可以高精度地裝配，并且質(zhì)量得到了改進(jìn)。與傳統(tǒng)的記錄頭座相比，零部件的數(shù)量減少了，并且由于可靠性提高，從而得到所要求的改進(jìn)了的特性。
參照圖6，滾筒5000旋轉(zhuǎn)，通過摩擦力以從圖6的底部到頂部方向移動記錄載體P。支架HC沿滾筒5000的方向移動，并且位于記錄頭座IJC前側(cè)的前板4000(厚2mm)安裝在支架面向滾筒的一側(cè)。在支架上裝有柔性片4005，它有對應(yīng)于記錄頭座IJC的線路板200的緩沖墊201的緩沖墊2011，還裝有一個電連接支板4003，它支撐著具有從相對于緩沖墊2011的相反側(cè)壓緊柔性片4005的回彈力的橡膠緩沖墊4006，以及裝有用于將記錄頭座IJC固定在一個記錄位置的定位鉤4001。前板4000具有相對于上述座支板300的定位突出物2500和2600的兩個定位突出表面4010，并且在安裝座之后，承受垂直施加在突出表面4010的力。因此前板4000具有多個在面向滾筒一側(cè)的垂直力方向上突出的肋(未示出)。當(dāng)安裝記錄頭座JIC時，這些肋突出于座JJIC前側(cè)位置(由圖6中線L5表示)一點點(大約0.1mm)，由此起到記錄頭保護(hù)突出物的作用。電連接支板4003具有多個以垂直于圖6的突出平面方向延伸的增強肋4004，其厚度在平行于滾筒5000的方向上從滾筒一側(cè)到鉤一側(cè)逐漸減小，這種結(jié)構(gòu)使座在安裝時處于傾斜位置，如圖所示。支板4003也有滾筒側(cè)定位面4008和鉤側(cè)定位面4007，用于穩(wěn)定電接觸狀態(tài)。緩沖墊接觸區(qū)域被限定在這些定位面之間，并且具有對應(yīng)于緩沖墊2011的突出物的橡膠片的變形程度由這些定位面確定。當(dāng)座IJC固定在一個位置以便能記錄時，這些定位面與線路板200的緩沖墊201對稱于線L1，結(jié)果橡膠片4006的突出物的變形程度均勻，因此進(jìn)一步穩(wěn)定了用于保持緩沖墊2011和201相互接觸的壓力。在本實施例中，緩沖墊201以上、下兩排和垂直的兩排形式分布。
鉤4001有一個長孔，用于與一個固定軸4001配合。通過使用該長孔中的移動空間，鉤4001從圖6所示位置反時針旋轉(zhuǎn)，然后向左平行于滾筒運動，當(dāng)安裝座IJC時，由此確定噴墨座IJC在支架HC上的位置。鉤4001的這種運動可以由任何裝置產(chǎn)生。然而，最好通過一個桿或類似裝置使鉤4001運動。在任何情況下，當(dāng)鉤4001旋轉(zhuǎn)時，座IJC向滾筒運動，并且同時運動到一個位置，在該位置定位突出物2500和2600能夠與前板的定位表面4010接觸，當(dāng)鉤向左運動時，座IJC的垂直鉤表面4002在沿水平面的定位表面2500和4010之間的接觸區(qū)域旋轉(zhuǎn)，而垂直鉤表面4002與座IJC的凸片2100的垂直表面保持緊密接觸。最后，緩沖墊201和2011因此而互相接觸。當(dāng)鉤4001保持在固定位置時，緩沖墊201和2011的完全的接觸狀態(tài)、定位表面2500和4010之間的全部的表面接觸、垂直表面4022和凸片2100的垂直表面間的兩面接觸，以及線路板200和定位面4007和4008間的表面接觸都形成了，因此完成了將座IJC固定在支架上的過程。
圖7是應(yīng)用本發(fā)明的噴墨記錄裝置IJRA的透視圖。驅(qū)動電機(jī)5013的正/反轉(zhuǎn)經(jīng)過驅(qū)動力傳動齒輪5011和5009傳送到導(dǎo)桿5005。通過導(dǎo)桿5005的旋轉(zhuǎn)，支架HC通過與導(dǎo)桿5005的螺旋槽5004相配合的支架HC的針(未示出)沿a、b方向反復(fù)運動，擋紙板5002用于沿著支架運動方向的距離內(nèi)將記錄紙壓緊在滾筒5000上。光耦合器5007和5008與桿5006一起動作，并在桿5006位于它們之間時，確定支架的位置，以開始改變電機(jī)5013或類似裝置的轉(zhuǎn)動方向。一個件5016托著一個帽5022，該帽將記錄頭的前面蓋上。由一個泵或類似裝置構(gòu)成的抽空裝置5015經(jīng)過帽中的一個開口5023在帽的內(nèi)空間里吸墨或抽空氣，來進(jìn)行記錄頭噴射恢復(fù)過程。一個固定在裝置體支板5018上的件5019將清潔刀片5017前后移動。刀片5017不限于圖示的類型;一個不同的、眾所周知的清潔刀片當(dāng)然可以應(yīng)用到本實施例中。桿5012起動噴射恢復(fù)的排放操作。在支架HC的運動過程中，桿5012按照與支呆HC嚙合的凸輪5020的運動而移動。經(jīng)過一個眾所周知的傳動裝置如離合器傳送來自驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩來進(jìn)行這種移動。
根據(jù)當(dāng)支架HC移至原位區(qū)域時導(dǎo)桿5005的轉(zhuǎn)動和其螺旋槽5004的轉(zhuǎn)動位置，可在一定的位置上開始蓋帽、清潔和抽空恢復(fù)操作。不用說，對于每次操作，要進(jìn)行眾所周知的適當(dāng)?shù)挠嫊r。
將參照圖1、2、6以及以后的其它圖來對圖3至圖7所示的、適用于上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖2為頂板1300的圖解分解透示圖和從反面看的頂板透示圖，頂板1300帶有槽(頂板件帶有凹口)，與小孔板400和圖3所示加熱器100構(gòu)成一體。如上所述，噴射孔(小孔)41在小孔板上形成，小孔板最大厚度為200μm，墨接收口1500向由頂板1300、溝紋和加熱器板100組成的公共液體腔供應(yīng)墨。加熱器，即熱轉(zhuǎn)換部件91產(chǎn)生用來噴射墨的熱能。公共液體腔內(nèi)注滿了通過墨接收口1500提供的墨。
在此類記錄頭中，存在這樣的可能性，細(xì)小的氣泡由于種種原因，沒有排出或消失而停留在液體通路和公共液體腔內(nèi)，并通過在公共液體腔內(nèi)長至一定大小而停留在那兒。在公共液體腔內(nèi)的氣泡并不總是對頭的工作有壞影響。不過，如果腔內(nèi)收集了過量的氣泡或氣泡的體積過大，這些氣泡可塞滿液體通路，因而不能保持液體通路的理想的流速或會改變噴墨的方向或噴墨量。因此，最好通過噴射恢復(fù)過程將混在公共液體腔內(nèi)墨中的氣泡量減至最少，噴射恢復(fù)過程在出現(xiàn)噴射故障時進(jìn)行(在本實施例中利用負(fù)壓的抽空恢復(fù)過程)。
在本實施例中，為了有效地移走公共液體腔內(nèi)的氣泡，如圖2所示，公共腔制成三角形。就是說，當(dāng)墨在噴射恢復(fù)的抽空操作期間流向墨通路或噴射孔時，沿著墻表面的墨流速為零。相應(yīng)地，為了一致地從公共液體腔內(nèi)抽墨以移走停留在內(nèi)的氣泡，有必要把具有通常與在抽空操作期間引起的墨流平行的形狀的公共液體腔壁減到最少。具有阻礙墨流動形狀的腔也是不理想的。因而，將能通過最短途徑將墨引向墨通路的三角形選為優(yōu)先形狀，而不是圓的或有角的形狀，如環(huán)形或矩形。
圖10、11和12為圖2所示的頂板的細(xì)節(jié)。
圖10、11和12分別為從反面看的頂板的平面圖，沿著排有噴射孔的方向的頂板1300的剖面圖和沿著噴射方向的頂板1300的剖面圖。
在圖10和12中，展示了墨接收口1500小孔板400、墨通路14、公共液體腔壁表面1321和內(nèi)壁1319、1320，上述導(dǎo)管1600與墨接收口連接，向公共液體腔15供墨，墨通路包括用于加熱器91熱作用的區(qū)域，公共液體腔壁表面自墨接收口1500延伸至置通路14，內(nèi)壁表面在表面1321的左右手側(cè)。本實施例中的傾斜壁表面為平面，這可從這些圖中得知。不過，它們不限于平面，尤其左右表面1319和1320可有一個小彎曲。
從上所述可清楚地知道，公共液體腔15在墨接收口1500那邊有一個區(qū)域Z和傾斜表面1321，區(qū)域Z自每個液體通路14連續(xù)形成以增加與液體通路14相比的截面積，傾斜表面1321自墨接收口1500延伸至區(qū)域Z;傾斜表面1321與位置P0在基底100的表面相交。在本實施例中，傾斜表面1321與墨通路的中心線C2之間的夾角為22°，而左右內(nèi)壁表面1319與1320與該線之間的夾角分別為15°。
在區(qū)域2收集小氣泡，所收集的氣泡保存在與置有加熱器91的每條液體通道14有一定距離的一個區(qū)域。此外，氣泡不斷變大，沿著傾斜的表面被引向遠(yuǎn)離液體通道14的地方。隨之，在很大程度上阻止了噴射故障的發(fā)生。因而，在此結(jié)構(gòu)中，一傾斜表面的生產(chǎn)線在面向區(qū)域Z的基底100表面與P點相遇，這樣，當(dāng)存于公共液體腔15內(nèi)的氣泡由于某種擊打而沿著傾斜的表面移動，進(jìn)入液體通路14時，作為擋板的基底100阻止大氣泡進(jìn)入液體通道14而引起噴射故障。
如上所述，由于根據(jù)本發(fā)明的公共液體腔的形狀的作用，可以收集已經(jīng)進(jìn)入到公共液體腔內(nèi)并已散開的氣泡，這就很容易形成一個氣泡B-A。通過在噴射恢復(fù)過程時由抽空或加壓而形成的墨流，可以容易地使液體腔15中的氣泡沿著傾斜的內(nèi)壁向液體通路14移動。通過這個作用，以及公共液體腔的三角形的作用，在噴射恢復(fù)過程中，可以通過噴射孔很容易地排放排出氣泡。這樣，就可能防止由于氣泡停留在公共液體腔和其它地方而引起的記錄故障和記錄頭壽命的減少。
具體地說，通過增加左右內(nèi)壁表面1319和1320相對于傾斜表面1321傾斜度的傾斜度，以完善該結(jié)構(gòu)，氣泡排放方向可以在一邊形成中心，這樣就進(jìn)一步提高了氣泡移動效率。
如果公共液體腔為上述形狀，使得在液體腔內(nèi)的氣泡能更容易地排放，那么在完全排清的公共液體腔內(nèi)就有氣泡的風(fēng)險。這就是，在一個沒有如本結(jié)構(gòu)內(nèi)的液體腔緩沖器(公共液體腔結(jié)構(gòu))的記錄頭結(jié)構(gòu)的情況下，如果在公共液體腔內(nèi)的氣泡全部排光，在連續(xù)噴射過程中，在第一次與第二次噴射操作之間重新注入墨所需的時間就會增加，這樣第二次噴射用的小墨滴就不能適當(dāng)?shù)匦纬?，并且有可能降低圖像質(zhì)量。在本實施例中，將進(jìn)行如下所述的氣泡形成控制來解決這個問題。
通過噴射恢復(fù)過程，在公共液體腔內(nèi)氣泡消失了。相應(yīng)地，根據(jù)本實施例，在每次抽吸過程后可進(jìn)行一次氣泡形成控制，這樣，大小合適的氣泡，即不會有壞影響并能起緩沖器作用的氣泡在公共液體腔內(nèi)形成，同時氣泡的數(shù)量、大小等也受到控制。
第一實施例在本發(fā)明的第一個實施例中，通過使用排出加熱器91直接加熱墨產(chǎn)生的氣泡。最低的理想加熱溫度為墨開始中心沸騰的溫度。加熱至該沸點的墨在墨通道14中產(chǎn)生小氣泡。考慮到溶解在墨中的氣體或墨中的水成份的蒸發(fā)所產(chǎn)生的氣泡，由加熱器91所產(chǎn)生的加熱溫度可以從60℃至80℃。然而，加熱溫度應(yīng)根據(jù)各種條件來決定，包括在噴墨記錄裝置中的排出恢復(fù)程序后所進(jìn)行的氣泡產(chǎn)生程序所能分配到的時間。隨后產(chǎn)生的氣泡將在液體通道14中所產(chǎn)生的細(xì)小氣泡推出液體通道14，這些小氣泡的一部分進(jìn)入了公共液體腔15。在公共液體腔15中，由于公共液體腔的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)已結(jié)合圖10至12做了說明，氣泡聚集在液體腔內(nèi)的預(yù)定部位，并由此形成一個具有預(yù)定大小的氣泡。因此，通過控制施加到排出加熱器91的電脈沖能級和施加時間，是可能控制停留在公共液體通道內(nèi)的氣泡大小的。盡管取決于記錄頭的大小，仍留在公共液體通道并作為由于排放墨而引起的墨抖動的緩沖器的那些氣泡的直徑各不相同，在本實施例的記錄頭中，直徑在100μm至300μm之間。并且，在具有公共液體腔結(jié)構(gòu)的記錄頭中而且在該結(jié)構(gòu)中如圖12所示，一個氣泡B-A停留在墨貯存器1500附近，對于從公共液體腔內(nèi)貯墨罐所供墨的流動性來說，氣泡的截面積最好為墨貯存器1500面積的60%或以下，20至50%則更好些。
在上述氣泡產(chǎn)生程序后仍留在液體通路的氣泡已消失，已長成一定大小的氣泡則通過空排而排出。圖9A展示了氣泡如何仍留在液體通道內(nèi)的一個例子。圖9B展示了氣泡如何仍留在在液體通道內(nèi)的另一個例子。在圖9B所示的狀態(tài)中，墨通過毛細(xì)現(xiàn)象來重新注入。就是說，空排是在這樣的狀態(tài)下進(jìn)行，預(yù)先將氣泡送入液體通道內(nèi)來將處于液體通路前部的墨與氣泡一起排出，從而達(dá)到利用毛細(xì)力量將墨重新注入液體通道的狀態(tài)。隨后，墨被重新注入液體通道，記錄頭已準(zhǔn)備好，可以用于記錄。然而，有可能預(yù)先將小氣泡送入液體通道內(nèi)的墨中。因此，最好進(jìn)行若干次空排，以排出這些細(xì)小的氣泡。
排出液體通道內(nèi)氣泡的另一有效方法是在偶數(shù)和奇數(shù)排出口上交替進(jìn)行空排。在此法中，停留在液體通道內(nèi)的鄰近排出口之間的氣泡得以排出。此方法曾被提議過，例如，在日本專利申請?zhí)?-95405和2-97250。
在本實施例中，在抽吸恢復(fù)后執(zhí)行氣泡產(chǎn)生操作。不過亦可進(jìn)行在公共液體腔內(nèi)產(chǎn)生一個氣泡，該氣泡在公共液體腔內(nèi)的氣泡被排出后可用作緩沖器，即，通過排墨裝置執(zhí)行了排墨程序，例如，通過給液體通道內(nèi)的墨加壓。
此外，在本實施例中，在所產(chǎn)生的熱量方面顯示出較少變化的排出加熱器亦可用作加熱裝置。不過，可以使任何能加熱墨的裝置，這點將在隨后的實施例中詳細(xì)說明。
如上所述，通過在執(zhí)行了排墨程序后再加熱墨，不會對排出有相反影響的足夠的氣泡可保留在公共液體腔內(nèi)。隨后，在排出時導(dǎo)向公共液體腔的排放能量(壓力波)可由這些氣泡的擴(kuò)大和收縮而吸收掉，由于排出而引起并指向貯墨罐的墨抖動的作用則可受到限制。結(jié)果，不需使用專門的液體腔緩沖器就可制止在連續(xù)排出時在第一次排出后出現(xiàn)的延遲重新注入。
第二個實施例下面將說明能減輕有害的熱效應(yīng)并能在公共液體腔內(nèi)有效地產(chǎn)生氣泡的另一個實施例。
當(dāng)通過加熱墨產(chǎn)生氣泡并由此而使墨沸騰，施加到加熱裝置上的能量強度越大，有害的熱效應(yīng)就越小。
就是說，亦可通過以低能級用長時間加熱墨來產(chǎn)生預(yù)定的氣泡。不過長時間加熱墨不僅會使與墨直接接觸的加熱器板100的溫度升高，還會使金屬制造的支板300和記錄頭的其它零件溫度升高，它們具有很大的吸熱能力，這樣就會增加產(chǎn)生氣泡所需的能量。而且，具有很大的吸熱能力的零件的溫度下降比具有小吸熱能力的零件慢得多。在噴墨記錄頭中，由于墨排出率與墨的溫度成比例變化，具有大吸熱能力的零件的溫度上升延長了排出率發(fā)生這種變化的時間。換言之，具有大吸熱能力的零件的溫度上升妨礙了具有一致直徑的點的形成，因而降低了圖象的質(zhì)量。
以下說明一頭驅(qū)動電路的例子和一個在該電路中提高能量強度的例子。
圖13為用來驅(qū)動加熱器91的驅(qū)動電路的線路圖，該加熱器用于單個的64個排放口。同時驅(qū)動64個加熱器91而又不產(chǎn)生壓降需要很大的供電能力。因此，將排放口分成若干組，根據(jù)預(yù)定的延時間隔，以組為單位按順序分別驅(qū)動。如果一組包括8個排放口，共有8組，那么一次驅(qū)動8個加熱器。根據(jù)預(yù)定的延時間隔按順序驅(qū)動各組。這樣一組的驅(qū)動不需要由64個驅(qū)動器驅(qū)動64個排放口加熱器91。在本實施例中，如圖13所示，通過開關(guān)8個驅(qū)動器(公共驅(qū)動器3011至3018)來選擇驅(qū)動器組，開關(guān)8個驅(qū)動器(分段驅(qū)動器3021至3028)來選擇每組內(nèi)的8個加熱器91，從而有選擇地驅(qū)動加熱器。
在本實施例中，利用上述分組驅(qū)動方法按下述方式進(jìn)行墨加熱。
在本實施例中，在記錄時施加至單一的加熱器上的功率為3.5瓦(150mA×23V×7μm)。對加熱器施加該能級會在加熱器上產(chǎn)生臘沸騰，從而產(chǎn)生氣泡。這些氣泡的能量用來從排放口排出小墨滴用于記錄。排出頻率為3KHz。
如果在氣泡產(chǎn)生程序時施加到加熱器的能級與在記錄時所施加的能級相同，就排墨，并從公共液體腔送入未加熱的墨，降低在液體通道中的墨的溫度，即，不能將液體通道內(nèi)的墨加熱，并且很難產(chǎn)生氣泡。
為了避免這個問題，具有保證不會產(chǎn)生排放的能級的能量可以施加到加熱器91。這是通過降低施加到加熱器91的電壓或電流來實現(xiàn)的。不過，在本方法中，加熱墨所需的時間會增加，上述有害的熱效應(yīng)會產(chǎn)生。
在本實施例中，利用施加到加熱器的脈沖的施加時間和驅(qū)動頻率來解決上述問題。在本實施例中，在氣泡產(chǎn)生過程中施加脈沖周期小于記錄時所施加的脈沖的周期(該周期小于7μm的一半)的一半的脈沖。由于脈沖周期減半引起所施加的能級的降低，通過提高驅(qū)動頻率而得到補償。這樣，可以在一段短時間內(nèi)提高在墨通道內(nèi)墨的溫度而又不會排出墨。換言之，通過減少具有大吸熱能力零件的溫度升高，有害的熱效應(yīng)可以降至最低，在公共液體腔內(nèi)產(chǎn)生預(yù)定的氣泡也就成為可能。
本實施例中的頭驅(qū)動電路亦可以下述方式控制。至于施加一個具有例如2μsec脈沖周期的脈沖時，可以施加一個具有3μsec脈沖周期的單脈沖。不過，當(dāng)施加同樣能級時，通過先后施加兩個脈沖，總的脈沖周期為2μsec，中間有一段無脈沖時間，如圖14所示，可以進(jìn)一步延遲出現(xiàn)排墨的時間。實際上，進(jìn)行以下控制。
在圖13所示驅(qū)動電路中，由于流入公共驅(qū)動器3011至3018的電流大于流入分段驅(qū)動器3021至3028的電流，斷開公共驅(qū)動器的時間也就要長些。實驗中發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器的斷開已得到控制后，要用一微秒或少些時間才能真正斷開額定值為幾百毫安的驅(qū)動器如分段驅(qū)動器，而額定值為幾安培的驅(qū)動器，如公共驅(qū)動器則要用10微秒才能真正斷開。就是說，如果組驅(qū)動的時間間隔為10微秒或多些時間，當(dāng)公共驅(qū)動器3011和分段驅(qū)動器3021被斷開時，第一組內(nèi)的加熱器也被斷開。那時，如果第二組在公共驅(qū)動器3011和分段驅(qū)動器3021被斷開后10微秒內(nèi)被接通，由于斷開第一組的公共驅(qū)動器尚未完成，第一組與第二組同時被接通。
實際上，為了在公共液體腔內(nèi)產(chǎn)生預(yù)定的氣泡，要接通加熱器所施加的脈沖的脈沖周期設(shè)定為1μsec，組驅(qū)動的時間間隔設(shè)定為10μsec，所施加的功率設(shè)定為3.5W，這與記錄時所施加的能級相同，驅(qū)動頻率設(shè)定為20KHz，總控制時間設(shè)定為1.0秒。當(dāng)兩組驅(qū)動時間間隔為10微秒時，在由于完成后一組的驅(qū)動而斷開公共驅(qū)動器前開始后一組的驅(qū)動，這樣前一組的加熱器與后一組的加熱器同時被驅(qū)動。這意味著，盡管脈沖周期為1微秒，在一個單一的驅(qū)動周期內(nèi)每個加熱器實際接通2微秒，導(dǎo)致能量強度提高。與將脈沖寬度一開始設(shè)定為2微秒的情況相比較，由于有一般無脈沖時間，并且不是連續(xù)2微秒施加一個脈沖，可以與連續(xù)施加的情況一樣施加同樣的功率，而又能延遲排墨。
第三個實施例以下說明在公共液體腔內(nèi)產(chǎn)生氣泡的又一個實施例。
在上述實施例中，利用排出加熱器對墨施加能量。不過，亦可利用排出加熱器以外的其它加熱裝置來產(chǎn)生氣泡。在噴墨記錄頭中，由于小墨滴排出率根據(jù)記錄頭(墨)的溫度變化，如上所述，除了排出加熱器外，通常不有一個加熱器來加熱記錄頭或維持記錄頭的溫度(以下簡稱副加熱器)。
以上述實施例所述的類似方式，通過在完成恢復(fù)后接通副加熱器，可以在公共液體腔內(nèi)產(chǎn)生作為緩沖器的氣泡。在一個裝置中，其中在排出加熱器使用壽命終止前利用該排出加熱器排出的點的數(shù)目必須增加，將該排出加熱器用于氣泡產(chǎn)生程序就會降低它的使用壽命。使用副加熱器就可克服這個缺點。
從有效地產(chǎn)生氣泡的觀點來看，與墨直接接觸的副加熱器更加理想。在本實施例中所提到的副加熱器可以是在構(gòu)成記錄頭的基底上一排出加熱器一起排到的一個加熱器或在記錄頭外的一個加熱器，例如，在頭的支板上。不管怎樣，任何加熱墨和保持墨的溫度的裝置都可以用。
圖15為一方框圖，展示了驅(qū)動排出加熱器或副加熱器的驅(qū)動控制配置的一個例子。在圖15中，為了簡化圖示，只展示了三個排放器41和對應(yīng)的三個排出加熱器91。
在液體通道14和公共液體腔15內(nèi)，分別有排出加熱器91和控制墨溫度的副加熱器910。還有分別驅(qū)動排出加熱器91和副加熱器910的驅(qū)動器91D和910D。排出加熱器91由AND信號驅(qū)動，該信號取自脈寬信號和排出信號，脈寬信號是由脈寬產(chǎn)生電路91C根據(jù)來自MPC1550的脈寬數(shù)據(jù)產(chǎn)生的，排出信號是由解碼電路91B根據(jù)來自MPU1550的記錄數(shù)據(jù)(排出數(shù)據(jù))產(chǎn)生的。這樣，脈沖周期和驅(qū)動頻率可在排墨期間和氣泡產(chǎn)生期間變換。副加熱器910由一個驅(qū)動信號驅(qū)動，該驅(qū)動信號是由解碼電路910A根據(jù)來自MPU1550的驅(qū)動數(shù)據(jù)產(chǎn)生的。MPU1550根據(jù)儲存在ROM1550A內(nèi)的處理程序傳送記錄數(shù)據(jù)、脈寬數(shù)據(jù)和驅(qū)動數(shù)據(jù)。那時，RAM1550B作為執(zhí)行這些程序的工作區(qū)域。
除排出加熱器或副加熱器外，任何能對墨施加能量的裝置可用作墨加熱裝置。
適于在公共液體腔內(nèi)產(chǎn)生預(yù)定的氣泡的能量隨著記錄頭的溫度(墨的溫度)，包括記錄頭環(huán)境溫度和由記錄引起的記錄頭溫度升高的變化而變化。因而，可增加檢測環(huán)境溫度或記錄頭溫度和根據(jù)檢測到的溫度改變施加到加熱器以產(chǎn)生氣泡的能量的裝置。利用已知的根據(jù)環(huán)境溫度或記錄頭溫度改變施加到排出加熱器的能量的同樣結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)這一點。
此外，在本實施例中，排出加熱器或保持記錄頭溫度的副加熱器用作產(chǎn)生氣泡的加熱裝置。不過，這兩類加熱器可合用來產(chǎn)生氣泡。這樣，較容易在充足的時間內(nèi)產(chǎn)生足夠大小的氣泡，并制約上述有害的熱效應(yīng)的產(chǎn)生。
在本實施例和先前的實施例中，是在通過例如排出恢復(fù)將公共液體腔內(nèi)的氣泡排出后進(jìn)行氣泡產(chǎn)生的。亦可在下述時間內(nèi)進(jìn)行氣泡產(chǎn)生。氣泡產(chǎn)生程序的理想時間是在排出恢復(fù)程序之后和在記錄之前立即進(jìn)行。在這樣一個氣泡產(chǎn)生程序中，可以可靠地產(chǎn)生在為記錄而排墨時起緩沖器作用的氣泡，可以容易地控制氣泡的大小。不過，當(dāng)長時間未使用記錄頭時，氣泡可進(jìn)入液體通道或公共液體腔。這些氣泡逐漸長成一定大小。尤其是，在上述錐形的公共液體腔內(nèi)，這些氣泡可聚集形成與以上實施例中所提到的同樣的氣泡。在實驗中發(fā)現(xiàn)按這種方式產(chǎn)生一個直徑為1μm的氣泡需要大約1秒，由這樣一個氣泡長至100μm的氣泡則需要三天。如上所述，當(dāng)長時間未使用記錄裝置時，公共液體腔內(nèi)會出現(xiàn)一定大小的氣泡。在這樣的情況下，如果在試驗前確認(rèn)了氣泡的大小，通過根據(jù)在記錄關(guān)立即產(chǎn)生的氣泡的大小來驅(qū)動加熱裝置，可以獲得理想的氣泡，這樣就不用在記錄前進(jìn)行排出恢復(fù)過程。
在不用排出加熱器，而是用其它加熱器，如副加熱器作為產(chǎn)生氣泡的加熱裝置時，亦可將本發(fā)明應(yīng)用于不用熱能而用放電產(chǎn)生能量的元件，如壓電元件的那類噴墨記錄頭。
下面說明可應(yīng)用本發(fā)明的記錄頭座和使用本發(fā)明的噴墨記錄裝置的又一個例子。
圖16展示了一個頭座，該頭座可安裝在圖18所示的噴墨記錄裝置的支架上。圖16所示的座有一個貯墨罐單元IT和一個頭單元IJU。貯墨罐單元IT和頭單元IJU形成一體，但又可拆開。連接器102置于與頭單元IJU和貯墨罐單元IT成一直線的位置，該連接器用于接收驅(qū)動頭單元IJU排出部分101的信號和輸出一個剩余墨檢測信號。當(dāng)連接器安裝在座上時，這使得座的高H和厚度可以減少，以后將加以說明。這又轉(zhuǎn)過來使支架的大小可以縮小，在支架上座按以后結(jié)合圖18說明的方式排成一行。
為了將頭座裝在支架上，操作員握緊貯墨罐單元IT上的一個突出部201，使排出部分101向下，將頭座置于支架上。突出部201與支架上的一個桿嚙合，使座安裝在支架上。當(dāng)支架裝上了，支架上的一個銷與頭單元IJU的一個銷嚙合部分103相嚙合，這樣頭單元IJU就定位了。
在圖16所示的頭座中，與排墨部分101成直線有一吸收器104，用于請潔一個擦凈排墨部分101表面的零件。在貯墨罐單元IT的基本上中央部位有一空氣導(dǎo)入孔203，當(dāng)貯墨罐單元中墨的平面下降時，通過該孔將空氣導(dǎo)入貯墨罐。
圖17是圖16所示頭座的分解透視圖。圖17所示的頭座有頭單元IJU和貯墨罐單元IT。將參照圖17將各單元逐個加以詳細(xì)說明。
頭單元用鋁或類似材料制成的底板111作為裝配頭單元IJU單個零件的參照物。在底板111之上裝有一個基底112和一塊印刷線路板115，在基底上有一組用于產(chǎn)生排墨所用能量的部件，在印刷線路板上有向部件提供動力的相互聯(lián)接點?；?12和印刷線路板115用絲焊或類似方式來相互連接。在基底112上的部件是熱電轉(zhuǎn)換部件，用于產(chǎn)生當(dāng)給與能量時在墨中產(chǎn)生膜沸騰所需的熱能。以后基底112將稱為加熱器板。
上述連接器102為PCB115的一部分。連接器102接收到來自控制電路(未示)的一具驅(qū)動信號，這個信號再傳到加熱器板112。在本實施例中，PCB115是一塊雙面印刷線路板。在PCB115上有一個電容器129和一個IC128，該IC為ROM，用來儲存頭固有的數(shù)據(jù)，如電熱轉(zhuǎn)換部件的合適驅(qū)動條件、ID號、墨色數(shù)據(jù)、驅(qū)動條件更正數(shù)據(jù)(頭漸變(HS)數(shù)據(jù))或PWM控制條件等。
如圖17所示，IC128和電容器129置于PCB115與基板111相對的那面上并且位于與基板的凹口111A相對的位置上。因此，如果當(dāng)1C裝在PCB115上，1C的高度小于底板111的厚度，當(dāng)將PCB115和底板111相互粘結(jié)時，1C就不會突出來，這樣在制造時就不必為突出的IC做調(diào)整。
在加熱器板112上有一個頂板113和一組將液體腔與排放口接通的液體通道，頂板有一形成公共液體腔的凹口，來自貯墨罐單元IT的墨會暫時停留在公共液體腔內(nèi)。構(gòu)成件113A(通氣口板)的一個排放口與頂板113形成一體，在件113A中形成排墨口。頂板113通過一個壓簧114緊緊地附在加熱板112上，構(gòu)成排出部分101。
單元外罩116是一個熱塑件。在這個頭單元外罩116中，有一個供墨管部分116A、一個墨通道116B、三個銷子116C、一個銷嚙合部分103、一個吸收器104的安裝部分和其它必要的部分，供墨管部分進(jìn)入到貯墨罐單元IT，墨通道將供墨管部分116A與頂板側(cè)墨導(dǎo)入管部分連接，三個銷子用于頭單元外罩116相對于底板111的定位或用于將頭單元外罩116固定在底板111上。一個通路蓋107置于與墨通道116B相對的位置。在供墨管116A前端有一個用于移走氣泡或灰塵的過濾器和一個防止連接部分漏墨的密封圈。
組裝頭單元時，將PCB115放在與底板相對的位置，將從底板111突出的一個銷子111P插入在PCB115中的一個通孔115P。在這種狀態(tài)下，PCB115與底板111連接在一起。因為需要高度準(zhǔn)確地相對于底板111來安裝的加熱器板112另外再固定在底板111上，所以將PCB115固定在底板111上不需要高度準(zhǔn)確。
下一步，將加熱器板112準(zhǔn)確地固定在底板111上，在加熱器板112和PCB115之間做必要的電氣連接。之后，裝上頂板113和彈簧114，需要時進(jìn)行粘結(jié)和使緊密接觸。隨后，外罩116由外罩上三個插入底板111的孔111C中的銷子定位。將三個銷子熔化，至此完成了頭單元的組裝。
貯墨罐單元圖17所示的貯墨罐單元具有一個貯墨器211，它是貯墨罐單元的殼體，一個浸有墨的吸墨器，一個貯墨器蓋216，用于檢測剩余墨量的電極頭212，以及電極頭212的接觸部件213和214。
貯墨器211的一部分220上裝有電極頭212，接觸部件213，214以及前面提到的頭架單元IJU，貯墨器212還有一個用于接收供墨管部分116A的供墨口231，按鈕201，以及基本上位于貯墨器211底面中心的中空柱形部分232(如圖17所示)。這樣一種貯墨器211由樹脂做成一整體。
柱形部分233的底面是開口的，這是考慮充墨過程的需要。充墨后，蓋217被安裝在柱形部分233的底部以封閉柱形部分233。如圖17所看到的，在柱形部分233的頂面形成一個螺旋或鋸齒形的槽235(圖17所示為螺旋槽)。在槽235的一端235A處(圖17所示螺旋槽的中心)形成一個與柱形部分233的內(nèi)部空間連通的孔。槽235的另一端235B與貯墨器蓋216上形成的進(jìn)氣口203相對。
在柱形部分233的側(cè)面等角地形成多個槽237(圖17中示出4個)，它們與柱形部分233的內(nèi)部空間相連通。結(jié)果，通過進(jìn)氣口203，螺旋槽235，柱形部分233的內(nèi)部空間以及槽237實現(xiàn)了貯墨單元的內(nèi)部與大氣之間的連通。這時，柱形部分233的內(nèi)部空間作為一個緩沖器，防止由于振動或振蕩引起的油墨滲漏。同時，螺旋槽233的形成增加了到進(jìn)氣口203的通路，這能更有效地防止油墨滲漏。
此外，在位于貯墨單元中心的柱形部分233側(cè)面上等角地形成多個槽237使空氣能夠均勻地提供給柱形部分周圍的吸墨器215。這反過來又保證了向吸墨器壓縮區(qū)(靠近供墨口231)均勻供墨，這將在下面說明。
槽237向下延伸，低于貯墨器厚度W1的中心，并且在圍繞區(qū)域A的一個區(qū)域處都提供有槽237，區(qū)域A處有支持口231?？紤]到剩余油墨檢測頭212的位置，形成了槽237。因此，油墨和空氣可以在頭212周圍均勻分布，從而可增加剩余油墨的檢測精度。
浸有油墨的吸墨器215有一孔215A，用于接收柱形部分233，當(dāng)柱形部分233位于孔215A中時，吸墨器并未被柱形部分233壓迫，從而在吸收器215的壓縮區(qū)中沒有剩余油墨，此時壓縮區(qū)中有高負(fù)壓。吸墨器215的形狀與貯墨單元蓋216和貯墨器211形成的空間(圖17中虛線表示)的形狀并不完全相同，但它在位于支持口231處隆起。這樣，當(dāng)吸墨器215裝入貯墨單元時，隆起部分受壓并因此具有一具高負(fù)壓，使油墨順利被引向供墨口231。
圖18是利用前述記錄頭架的噴墨記錄裝置透視圖。該記錄設(shè)備是一個全色串行打印機(jī)，它裝有可更換的四色(黑，深蘭，深紅和黃)記錄頭架。用于此打印機(jī)的頭架的分辯率為400dpi并有128個出墨口，驅(qū)動頻率為4KHz。
在圖18中，IJC表示包括黃，深紅，深蘭和黑四種顏色的記錄頭架，在每個記錄頭架中，記錄頭架和存有向記錄頭提供的墨的貯墨器被做成一個整體。各記錄頭架IJC以圖中未示出的結(jié)構(gòu)被可拆卸地安裝在架上，架82與導(dǎo)軸811滑動嚙合，并與由主掃描電動機(jī)(未示出)驅(qū)動的驅(qū)動螺栓852的一部分相連，借此，記錄頭架IJC可沿導(dǎo)軸811移動以便掃描。傳送輥815、816、817和818與導(dǎo)軸811基本上平行地被設(shè)置于記錄頭架IJC的記錄區(qū)域的這一側(cè)和另一側(cè)。傳送輥815、816、817和818由一個副掃描電動機(jī)(未示出)驅(qū)動以傳送記錄介質(zhì)P。被傳送的記錄介質(zhì)P與裝有出墨口的記錄頭架的表面相對，并構(gòu)成記錄表面。
在靠近記錄頭架IJC的可進(jìn)入的記錄區(qū)域處提供有一恢復(fù)系統(tǒng)單元。在恢復(fù)系統(tǒng)單元中，為具有記錄頭的各個架IJC提供有多個蓋單元8300。蓋單元8300如圖18所示可上、下、左、右滑動。當(dāng)頭架82處于起始位置時，蓋單元與相應(yīng)的記錄頭接觸蓋住它們。片板8401作為清掃部件。
泵單元8500從記錄頭的出墨口吸周圍通過蓋單元8300吸取油墨。
第四實施例在此實施例中，驅(qū)動液體通道中的電熱轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生不出墨的相對小的氣泡。在液體通道中產(chǎn)生的氣泡進(jìn)入液體室并在一預(yù)定部分會集形成一個單個的氣泡。這樣一個氣泡作為一種緩沖氣泡，即，在出墨期間導(dǎo)向液體腔的能量(壓力波)被該氣泡的膨脹和收縮所吸收，從而可以阻止油墨朝出墨口相反的方向流動。換句話說，出墨后可迅速重新充墨。因此，當(dāng)油墨連續(xù)從某一出墨口放出時，這種連續(xù)出墨的第一次后的補充可很好地進(jìn)行，而且第二次出墨后可形成一個合適的點。
第五實施例在第五實施例中，利用液體通道中的小氣泡產(chǎn)生一個可作為緩沖氣泡的相對大的氣泡。
這就是，液體通道中的小氣泡作為蒸氣產(chǎn)生泡核，并加速可作為緩沖氣泡的氣泡的產(chǎn)生。從而，在此實施例中，可作為產(chǎn)生泡核氣泡的氣泡在利用出墨加熱器直接加熱油墨接觸面之前就產(chǎn)生了。在此實施例中，使用了有3600dpi分辨率和64個出墨口的記錄頭。在記錄過程中，每個單個加熱器施加的能量為3.5W(150mA×23V×7μsec)，出墨頻率為3KHz。
圖19是產(chǎn)生一個可作為緩沖氣泡的氣泡的過程的流程圖。
在步驟S21的抽吸恢復(fù)操作完成之后，在步驟S22所有的出墨加熱器都由相對高的驅(qū)動頻率(高于驅(qū)動頻率)驅(qū)動以連續(xù)出墨。結(jié)果，氣泡的生長(產(chǎn)生)和收縮(消滅)由于出墨加熱器上的膜起泡而重復(fù)，墨滴被排出。此時，各液體通道中成靠近液體通道的公共液體腔的部分中留有部分小氣泡。剩余小氣泡的尺寸和數(shù)量可通過改變連續(xù)出墨的頻率和出墨時間來控制，即通過改變加在加熱器上的能量來控制。整個出墨過程在恢復(fù)系統(tǒng)的一個預(yù)定部分，例如原始位置進(jìn)行。
在小氣泡產(chǎn)生之后，液體通道立即被加熱到沸點，使其不用出墨加熱器出墨。
如果此時出墨，會帶出熱能，這使還未被加熱的油墨從公共液體腔中被提供出去。當(dāng)加熱油墨產(chǎn)生氣泡而使之沸騰時，加在加熱器上的能量越高，負(fù)效應(yīng)就越小。
也就是說，在低能下長時間加熱油墨也可產(chǎn)生預(yù)定氣泡。然而，長時間加熱油墨不僅增加直接與油墨接觸的加熱器板100的溫度，而且增加由金屬構(gòu)成的支撐板300和具有大熱容量的記錄頭的其它元件的溫度，從而增加了產(chǎn)生氣泡所需的溫度。此外，具有大熱容量的部件的溫度下降比具有小熱容量部件例如加熱器板100慢得多。在噴墨記錄頭中，由于出墨速度隨油墨溫度成比例變化，具有大熱容量的部件的溫度升高延長了出墨速度這種變化發(fā)生的時間。換言之，具有大熱容量的部件的溫度升高防止了具有均勻直徑的點的形成，從而降低了圖像質(zhì)量。
在此實施例中，利用了持續(xù)時間小于記錄期間所加脈沖一半(小于7μsec的一半)的脈沖。將脈沖持續(xù)時間減半造成的所加能量的降低通過增加驅(qū)動頻率得到補償。這樣，可以短時間增加油墨通道中油墨的溫度而不排放油墨。結(jié)果，從油墨中分解出的蒸氣和空氣在小氣泡周圍聚集，并增長成能作為緩沖氣泡的氣泡。這些氣泡被后續(xù)氣泡推出液體通道，其一部分流入公共液體腔。因此，保留在公共液體腔中的氣泡量可通過控制加在出墨加熱器91上的能量來控制。
如上所述，由于產(chǎn)生泡核(小氣泡)的氣泡的存在，以及在氣泡產(chǎn)生過程開始時加熱器周圍已被加熱，可以更有效地產(chǎn)生可作為緩沖氣泡的氣泡。
在步驟S23產(chǎn)生氣泡之后，留下液體通道中的氣泡在步驟S24被空閉排放排出。圖9A示出了氣泡如何留在液體通道中的另一個實例。在圖9B所示狀態(tài)中，由于毛細(xì)現(xiàn)象而補充油墨。即，空排以這樣一種狀態(tài)進(jìn)行，其中氣泡存在于液體通道以排放位于液體通道前部的油墨，從而獲得這樣一種狀態(tài)，其中油墨可由于毛細(xì)力而在液體通道補充油墨。結(jié)果，油墨在液體通道中補充，記錄頭已準(zhǔn)備好進(jìn)行記錄。然而，氣泡可能存在于液體通道的油墨中。因此，以低于正常驅(qū)動頻率(等于或低于出墨驅(qū)動頻率)的驅(qū)動頻率多次進(jìn)行空排以排放出小氣泡。
排放液體通道中氣泡的另一種有效方法是在偶數(shù)排放口和奇數(shù)排放口上交替進(jìn)行空閑排放。這樣，停留在液體通道的相鄰排放口間的氣泡被排放，這種方法已在日本專利公報2-95405和2-097250中提出。
空排之后，在步驟S25等待記錄。
如上所述，在排墨過程進(jìn)行之后加熱油墨，可在公共液體腔中保存適當(dāng)?shù)牟粫绊懪欧诺臍馀?。結(jié)果，在排放過程中加在公共液體腔的氣泡產(chǎn)生能量(壓力波)可被這些氣泡的膨脹和收縮所吸收，由排放引起的朝向貯墨器的油墨脈動效應(yīng)可受到限制。這樣，不用一個特殊的液體室緩沖氣泡，發(fā)生在連續(xù)出墨的第一次出墨后的充墨延遲可得到限制。
第六實施例下面說明抽吸恢復(fù)過程的例子，在該過程中，可作為緩沖氣泡的氣泡借助第五實施例所述的方法被留在公共液體腔中。
正常抽吸恢復(fù)操作的目的在于去掉記錄頭中排放口周圍，液體室中，成正常排放所要求的公共液體室中的粘性油墨。在這種抽吸恢復(fù)操作中，不僅可去掉液體通道中的氣泡，而且可去掉公共液體室中可作為緩沖氣泡的所泡，從而消除氣泡生成的影響。
因此，在此實施例中，只去掉了留在液體通路中的粘性油墨的氣泡。即，抽吸是在低于正常抽吸恢復(fù)操作抽吸水平上進(jìn)行的。
實際上，抽吸是在低于正常抽吸恢復(fù)操作壓力200/0～300/0的抽吸壓力下進(jìn)行的，時間與正常抽吸恢復(fù)操作時間相同。在這樣低的壓力下抽吸能夠僅去掉液體通道中的氣泡，并且最大限度地減小了對公共液體室中能作為緩沖氣泡的氣泡的影響。
這種弱抽吸減小了在抽吸恢復(fù)過程中與氣泡一起排出的油墨量，從而減少了浪費的油墨量，從而延長了油墨架的壽命。
排出油墨量的減少使存貯廢油墨的容器的尺寸減小，從而降低了生產(chǎn)成本。
第六實施例的第一變形下面說明第六實施例的變形，在此變形中，進(jìn)行第六實施例那樣的弱抽吸，但使用一種不同的抽吸方法。
即，在第六實施例中，抽吸是在低于正常抽吸壓力下進(jìn)行的，在此變形中，通過減少抽吸時間來減小抽吸水平。
在此變形中，在與正常抽吸相同的壓力下進(jìn)行抽吸，但時間縮短。這種抽吸可以通過控制抽吸泵的驅(qū)動條件從而縮短抽吸時間來實現(xiàn)，也可通過機(jī)械地釋放蓋，同時電氣地維護(hù)正常抽吸條件來實現(xiàn)。抽吸時間置于最佳值，這保證了液體通道中的氣泡被去掉而公共液體腔中的氣泡不被去掉。
在此變形中進(jìn)行的弱抽吸保證了與第六實施例同樣的抽吸水平及同樣的效果。此外，由于抽吸時間縮短，可以減少執(zhí)行該過程所需的時間。
第六實例的第二變形通過弱抽吸的可變控制，可以去掉液體通路中的氣泡而保留公共液體腔中預(yù)定的氣泡。
即，利用一個定時間控制不進(jìn)行抽吸的時間，弱抽吸的抽吸程度根據(jù)此時間變化。隨著記錄次數(shù)的增加，保留在公共液體腔的氣泡增加。一次抽吸操作可能不能去除這些氣泡。如這樣形成可以作為緩沖氣泡的氣泡，剩余的氣泡可進(jìn)入公共液體腔，在這種情況下，進(jìn)行一次的前述弱抽吸操作可能不足以完全去掉液體通道中的氣泡而保留在作為緩沖氣泡的氣泡。
為防止這個問題，根據(jù)還沒進(jìn)行抽吸的時間改變進(jìn)行抽吸的次。結(jié)果，不進(jìn)行抽吸時保留在公共液體腔中的氣泡量可控制在這樣一種程度，它能保證液體通道中的氣泡被弱抽吸所去掉，根據(jù)不抽吸的時間也可控制弱抽吸的時間或壓力。
第七實施例在此實施例中，要保留在公共液體腔中的氣泡借助于一個設(shè)置在空噴咀中的加熱器加熱該噴咀中的油墨產(chǎn)生。
設(shè)置在該空噴咀中的加熱器可以與排放加熱器相似，或者可以是一個特制的用以有效產(chǎn)生氣泡的噴咀。在此實施例中，使用了與排放加熱器相同的加熱器。除了64個出墨口之外，本實施例中所用的記錄頭在其兩側(cè)各有三個排放口作為空噴咀。
圖20是這樣一種記錄頭的放大剖視圖。
空噴咀中的加熱器131與其它加熱器結(jié)構(gòu)相同。當(dāng)加熱器131被驅(qū)動和加熱時，被加熱到沸點的油墨在空噴咀的液體通道中產(chǎn)生氣泡。產(chǎn)生的氣泡被后續(xù)氣泡推出液體通道，其一部分進(jìn)入公共液體腔，在公共液體室中，這些氣泡形成一個能做為緩沖氣泡的氣泡。
當(dāng)利用排放加熱器產(chǎn)生出能作為緩沖氣泡的氣泡時，留在液體通道中的氣泡必須被空閑排放去掉以進(jìn)行一次后續(xù)排放。然而，在此實施例中，由于只有空噴咀中產(chǎn)生可作為緩沖氣泡的氣泡，用于正常記錄的排放口維持圖9B所示的狀態(tài)，即，排放口隨時可進(jìn)行記錄。這樣，可以去掉氣泡形成后要進(jìn)行空排。
第七實施例的第一變形在此變形中，空噴咀的加熱器141做得比正常記錄所用的加熱器長，即，加熱器的氣泡產(chǎn)生面從圖21所示的正常記錄所用的加熱器向外擴(kuò)展，這樣，可高效地產(chǎn)生氣泡，并可在短時間內(nèi)形成氣泡。
第七實施例的第二變形在此變形中，示于第一變形中的空噴咀的相對長的加熱器151置于遠(yuǎn)離排放表面的位置，即靠近公共液體室的位置。該表面處沒有其它記錄用的加熱器。這樣，液體室中產(chǎn)生的氣泡可有效地進(jìn)入公共液體室，并且可在短時間內(nèi)形成空氣緩沖器。
在第七實施例及其變形中，氣泡產(chǎn)生于排放口陣列的兩端部分。因此，氣泡在公共液體腔中的移動是從其周邊部分向中央部分的單向運動。結(jié)果，氣泡在公共液體腔中均勻分布，并且相對于各液體通道可均勻而有效地作為緩沖氣泡。
參照圖15說明的結(jié)構(gòu)也可用于第四到第七實施例。
這就是說，下面將參照圖15說明用于驅(qū)動排放加熱器(包括用于空噴咀的加熱器)成副加熱器的結(jié)構(gòu)。圖15只示出了三個排放口和相應(yīng)的排放加熱器91或兩個用于空噴咀的加熱器131(141，151)，空噴咀設(shè)置在排放加熱器91的兩側(cè)。此后，排放加熱器91的描述將取代空噴咀加熱器131(141，151)的描述。
在液體通道14和公共液體腔15中，分別設(shè)置了用于控制油墨溫度的排放加熱器91和副加熱器910。還設(shè)置了分別用于驅(qū)動排放加熱器91和副加熱器910的驅(qū)動器91D和910D，排放加熱器91由“與”門信號驅(qū)動，該信號是從脈寬發(fā)生電路91C根據(jù)MPU1550的脈寬數(shù)據(jù)產(chǎn)生的脈寬信號和解碼電路根據(jù)MPU1550的記錄數(shù)據(jù)產(chǎn)生的排放信號中獲得的。這樣，如上所述，在出墨和產(chǎn)生氣泡之間可改變脈沖持續(xù)時間和驅(qū)動頻率。副加熱器910由解碼器電路910A根據(jù)MPU1550的驅(qū)動數(shù)據(jù)產(chǎn)生的驅(qū)動信號驅(qū)動。MPU1550在存貯于ROM1550A中的處理程序的基礎(chǔ)上傳送記錄數(shù)據(jù)，脈寬數(shù)據(jù)和驅(qū)動數(shù)據(jù)。此時，RAM1550B作為執(zhí)行該程序的工作區(qū)域。
如上所述，在第五到第七實施例中，利用液體通道中產(chǎn)生的小氣泡作為泡核產(chǎn)生相對大的氣泡，從而可以有效地在液體室中形成空氣緩沖氣泡?？諝饩彌_器吸收在排放過程中導(dǎo)向液體室的排放能量(壓力波)，從而限制油墨朝排放口相反的方向流動。這就是說，排放后可快速充墨。
液體室中的空氣緩充器形成之后，在一低于正?；謴?fù)操作的低水平上進(jìn)行抽吸以便進(jìn)行抽吸恢復(fù)，以防止排放恢復(fù)過程排放空氣緩沖器。
此外，在各空氣噴咀的液體通道中可形成空氣緩沖器，空氣噴咀設(shè)置在用于記錄的排放口陣列的兩端部分。
結(jié)果，從某一排放口連續(xù)出墨時，可很好地進(jìn)行連續(xù)排放的第一次排放之后要進(jìn)行的充墨，第二次排放可形成一個適當(dāng)?shù)狞c。
本發(fā)明也可用于全線形其長度相當(dāng)于記錄介質(zhì)長度的記錄頭，記錄介質(zhì)具有能用記錄設(shè)備記錄的最大尺寸。這種記錄頭可通過結(jié)合多個記錄頭而形成。這種記錄頭也可是單記錄頭結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明可應(yīng)用的串聯(lián)型打印機(jī)包括一固定在設(shè)備體上的記錄頭，一個可替換的片型記錄頭，通過將其安裝在設(shè)備體上可獲得和設(shè)備及供墨裝置的電連接，還包括一個架形記錄頭，其中貯墨器和記錄頭形成一個整體。
此外，從進(jìn)一步增強本發(fā)明的優(yōu)點這一觀點看，希望設(shè)置恢復(fù)記錄頭用的恢復(fù)裝置成預(yù)備輔助裝置作為記錄設(shè)備的部件。實際上，這一部件可以是記錄頭的蓋裝置，清洗裝置，加壓或抽吸裝置，電熱能轉(zhuǎn)換元件，另一加熱元件，由電熱能轉(zhuǎn)換元件和另一加熱元件成初步排放裝置結(jié)合而形成的初步加熱裝置。
裝在記錄設(shè)備上的記錄頭的類型和數(shù)量沒有限制，可設(shè)置一個單一的單色記錄頭或多個相應(yīng)于不同顏色或密度的記錄頭。這就是說，本發(fā)明不僅可用于能以單主色，如黑色，記錄和記錄設(shè)備，而且可用于以多數(shù)顏色或全色記錄的記錄設(shè)備。當(dāng)設(shè)備多個記錄頭時，記錄頭可由多個記錄頭結(jié)合而成，也可是單一記錄頭結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的前述實施例中，對液體油墨進(jìn)行了描述。然而，也可使用低于室溫時固化，時溫時軟化或液化的油墨。在噴墨記錄過程中，由于油墨溫度一般可在30℃-70℃間調(diào)整以便油墨有一定粘度以保證穩(wěn)定出墨。因此，可以使用當(dāng)記錄信號加在其上時是液體的油墨。在本發(fā)明中可使用記錄信號施加熱能時液化并以液體形式排出或到達(dá)記錄介質(zhì)時固化的油墨。這種油墨能防止溫度的增加，因為它利用熱能做為從固態(tài)到液態(tài)轉(zhuǎn)變的能量。這種油墨還可防止蒸發(fā)。
此外，當(dāng)與一閱讀器或者傳送/接收功能的復(fù)印機(jī)結(jié)合時，可利用本發(fā)明的噴墨記錄設(shè)備可用作數(shù)據(jù)處理設(shè)備的圖像輸出終端，例如一臺計算機(jī)，一臺復(fù)印機(jī)。
從前面的敘述可知，根據(jù)本發(fā)明可利用氣泡形成裝置形成合適的氣泡，這些氣泡不會反過來影響排放。形成的氣泡作為緩沖器，從而在排放期間吸收朝向公共液體室的排放能量(壓力波)以限制油墨朝排放口相反的方向流用。即，排放后可快速補充油墨。
因此，當(dāng)油墨從某一排放口連續(xù)排出時，可很好地進(jìn)行第一次排放后的補充，而且第二次排放可形成一個合適的點。
權(quán)利要求
1.一種噴液裝置包括多個液體通道，各有一個噴射元件并與一噴射口聯(lián)通；一個公共液體腔與所述多個液體通道的每一個相連通；氣泡引入裝置，用于在噴射液體前使一個氣泡存在于所述公共液體腔中，并用于使液體在氣泡存在的情況下被噴射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的噴液裝置，其中利用熱能形成氣泡。
3.一種用于噴墨的記錄頭包括一個油墨可從中噴出的噴墨口;一噴射能量施加部分與所述噴墨口連通，用于將能量加在油噴上以便噴墨;一個貯墨區(qū)部分與所述噴射能量施加部分連通，并裝有要向所述施加部分提供的油墨;氣泡形成裝置，用于在記錄前使氣泡存在于貯墨區(qū)部分，氣泡是通過加熱形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的記錄頭，其中所述的氣泡形成裝置包括用于加熱所述記錄頭的裝置，所述記錄頭的形狀使所述加熱裝置在所述記錄頭的油墨中產(chǎn)生的氣泡被收集在所述貯墨區(qū)部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的記錄頭，其中所述氣泡形成裝置通過加熱其中的油墨而在所述貯墨區(qū)部分中形成氣泡。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的記錄頭，其中在噴射能量施加部分設(shè)置有電熱轉(zhuǎn)換部件用于產(chǎn)生熱能作為噴射能量，膜沸騰是由所述熱能引起的，基于所述膜沸騰產(chǎn)生的氣泡，油墨被噴射出。
7.一種噴墨記錄設(shè)備包括一個記錄頭，其上有一噴射孔，通過該孔進(jìn)行噴墨;一噴射能量施加區(qū)與所述噴射孔連通，用于向油墨施加噴射能量以噴射油墨;一貯墨區(qū)部分與所述噴射能量施加裝置連通，并且裝有要提供給該裝置的油墨;加熱裝置，用于加熱所述貯墨區(qū)的內(nèi)部;以及氣泡形成裝置，用于操作所述加熱裝置以便在記錄前，使氣泡存在于所述貯墨區(qū)部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的記錄頭，其中所述的氣泡形成裝置包括用于加熱所述記錄頭的裝置，所述記錄頭的形狀使所述加熱裝置在所述記錄頭的油墨中產(chǎn)生的氣泡被收集在所述貯墨區(qū)部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的記錄頭，其中所述氣泡形成裝置通過加熱其中的油墨而在所述貯墨區(qū)部分中形成氣泡。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的記錄頭，其中在所述噴射能量施加裝置和貯墨區(qū)中的墨被排放掉以后，由所述氣泡形成裝置形成氣泡。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的記錄頭，其中在所述氣泡形成裝置形成氣泡后進(jìn)行記錄操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的記錄頭，其中在噴射能量施加部分設(shè)置的電熱轉(zhuǎn)換部件用于產(chǎn)生熱能作為噴射能量，膜沸騰是由所述熱能引起的，基于所述膜沸騰產(chǎn)生的氣泡，油墨被噴射出。
13.一種噴墨記錄方法包括下述步驟通過加熱在一貯墨區(qū)中形成一空氣緩沖器，該緩沖器允許油墨提供給所述貯墨區(qū)并起作用以減小記錄時產(chǎn)生的壓力波的量值;以及其后，啟動記錄。
14.一種通過噴射油墨啟動記錄的噴墨記錄設(shè)備包括一個記錄頭，其上有一噴射孔，通過該孔進(jìn)行噴墨;一液體通道與所述噴射孔連通并且有一電熱轉(zhuǎn)換部件，用于產(chǎn)生熱能以形成用于噴墨的氣泡;以及一液體腔與所述液體通道連通，其中裝有噴墨時要向所述液體通道提供的油墨;驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述電熱轉(zhuǎn)換部件以產(chǎn)生熱能;以及氣泡引入裝置，用于控制所述驅(qū)動裝置重新加熱由所述電熱轉(zhuǎn)換部件形成的氣泡，以便在所述液體通道中形成不作噴墨用的氣泡。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的噴墨記錄設(shè)備，其中所述液體腔有一區(qū)域大于所述液體通道的模截面，并且有一傾斜壁。
16.權(quán)利要求14的噴墨記錄設(shè)備，其中引入的氣泡也由加熱所述記錄頭的加熱裝置形成，不作為噴射油墨用的氣泡由所述的電熱轉(zhuǎn)換部件形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的噴墨記錄設(shè)備，其中所述加熱裝置包括設(shè)置在所述液體腔中的加熱器。以加熱油墨。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的噴墨記錄設(shè)備，其中所述的氣泡在所述液體通道和所述液體腔中的油墨排出后形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的噴墨記錄設(shè)備，其中所述記錄頭有多個噴射孔和分別對應(yīng)于所述噴射孔的電熱轉(zhuǎn)換部件，所述出墨是交替驅(qū)動所述噴射孔列中相應(yīng)于奇數(shù)位置的噴射孔和相應(yīng)于偶數(shù)位置的其它噴射孔來啟動的。
20.一種通過將油墨噴射到一記錄介質(zhì)上啟動記錄的噴墨記錄設(shè)備包括一個記錄頭，其上有一噴射孔，通過該孔進(jìn)行噴墨;一液體通道與所術(shù)噴射孔連通并且有一熱能產(chǎn)生區(qū)，用于產(chǎn)生熱能以形成用于噴墨的氣泡;以及一液室與所述液體通道連通，其中裝有噴墨時要向所述液體通道提供的油墨;驅(qū)動裝置，用于在所述熱能產(chǎn)生區(qū)以產(chǎn)生熱能;以及控制裝置，用于控制所述驅(qū)動裝置以在所述熱能產(chǎn)生區(qū)中產(chǎn)生不用作噴墨的小氣泡，并且用于將由所述小氣泡形成的泡核生長成一個氣泡。
21.一種通過將油墨噴射到一記錄介質(zhì)上啟動記錄的噴墨記錄設(shè)備包括一個記錄頭，其上有一噴射孔，通過該孔進(jìn)行噴墨;一液體通道與所述噴射孔連通并用有一熱能產(chǎn)生區(qū)，用于產(chǎn)生熱能以形成用于噴墨的氣泡;以及一液體室與所述液體通道連通，其中裝有噴墨時要向所述液體通道提供的油墨;驅(qū)動裝置，用于在所述熱能產(chǎn)生區(qū)以產(chǎn)生熱能;以及控制裝置，用于控制所述驅(qū)動裝置以在所述熱能產(chǎn)生區(qū)中產(chǎn)生不用作噴墨的小氣泡;噴射恢復(fù)裝置，用來通過所述噴射孔出墨以適當(dāng)維持油墨從所述噴射孔噴出的狀態(tài)，當(dāng)由所述控制裝置形成不用作噴墨的小氣泡時，所述噴射恢復(fù)裝置以與適當(dāng)維持噴墨狀態(tài)相比較小的出墨速度或出墨功率排墨。
22.一種通過將油墨噴射到一記錄介質(zhì)上啟動記錄的噴墨記錄設(shè)備包括一記錄頭，具有一噴射孔，通過該孔進(jìn)行噴墨，第一液體通道，與所術(shù)噴射孔連通并有一熱能產(chǎn)生區(qū)，用于產(chǎn)生熱能以形成用于噴墨的氣泡，第二液體通道，設(shè)置在所述第一液體通道的至少一側(cè)并具有一熱能產(chǎn)生區(qū)用于產(chǎn)生熱能，一液體腔與所述第一和第二液體通道連通并裝有噴墨時要提供給所述第一和第二液體通路的油墨;驅(qū)動裝置，用于在所述第一和第二液體通道的熱能產(chǎn)生區(qū)產(chǎn)生熱能;控制裝置，用于控制所述驅(qū)動裝置以在所述第二通道的所述熱能產(chǎn)生區(qū)產(chǎn)生不用于噴墨的氣泡。
全文摘要
本發(fā)明的方法和裝置可限制連續(xù)出墨中第一次出墨后要立即進(jìn)行的充墨的延遲，借助于氣泡形成單元，例如一個加熱貯墨區(qū)(如一公共液體腔)中油墨的副加熱器，可形成不影響出墨的合適的氣泡。形成的氣泡作為緩沖氣泡，從而吸收在排放過程中向公共液體腔的排放能量(壓力波)以限制油墨朝排放口相反的方向流動。因此出墨后可快速充墨。
文檔編號B41J2/18GK1064046SQ9210030
公開日1992年9月2日 申請日期1992年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月19日
發(fā)明者矢野健太郎, 池田雅富, 平林弘光, 田中茂昭, 松原美由紀(jì), 大冢尚次, 杉本仁, 高橋喜一郎 申請人:佳能株式會社