專利名稱：墨盒和使用它的噴墨記錄設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于噴墨記錄設(shè)備、復(fù)印設(shè)備、傳真機(jī)或類似機(jī)器上的盛墨容器即墨盒，以及一種使用它的記錄頭單元和記錄設(shè)備。在噴墨記錄設(shè)備中，希望既能防止墨經(jīng)噴墨口泄漏，同時(shí)又能使墨平穩(wěn)地供到噴墨口，用來(lái)進(jìn)行記錄。已知有下述類型的墨盒(a)如

圖17所示，墨盒的開口由一柔性件200蓋住，柔性件200有一壁厚為t1的側(cè)壁和一壁厚為t2的底壁。借著內(nèi)部壓力的降低，柔性件200壓縮墨盒(參見日本延遲公開專利申請(qǐng)No.98857/1984)。
(b)如圖18A和18B所示，在墨盒201中設(shè)置一活動(dòng)壁，活動(dòng)壁根據(jù)流經(jīng)噴墨口的墨消耗量，朝噴墨口203運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，由活動(dòng)壁和墨盒內(nèi)側(cè)表面之間的界面摩擦力建立起墨的負(fù)壓。在圖18A中，活動(dòng)壁裝有一個(gè)密封圈202;而在圖18B中，活動(dòng)壁為一彈性膜片304(參見日本延遲公開專利申請(qǐng)No.204355/1985)。
在上述情形(a)中，墨盒的開口由一個(gè)彈性柔性件蓋住，它根據(jù)墨消耗所產(chǎn)生的真空而凹陷或縮癟。當(dāng)墨消耗到一定程度，柔性件的變形較為充分，結(jié)果給進(jìn)一步的變形帶來(lái)困難。這樣，以后產(chǎn)生的真空度也變大了。這就有可能阻止供墨。柔性件的變形開始于側(cè)部，因此，在靠近安裝柔性件的開口附近，柔性件并不變形，其結(jié)果是不能供墨。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，(a)型的墨盒中的墨利用率最大為50%。此外，如果此墨盒與帶有噴墨口的部件是可分離的，或者它們確實(shí)是分離的，則柔性件的回復(fù)力容易將空氣引入墨盒。如果出現(xiàn)這種情況，就不能以良好的狀態(tài)連續(xù)地噴墨，而且會(huì)由于空氣的堵塞而中斷供墨。
為了提高墨的利用率，美國(guó)專利No.5，040，001提出將柔性件的側(cè)壁制成不同的壁厚，使得柔性件首先在壁厚較薄處發(fā)生凹陷。然而，安裝柔性件的開口處結(jié)構(gòu)與上述(a)的類似，所以墨的利用率不能大幅度提高。此外，如果薄壁部分變形不均勻，或如果與開口相對(duì)的部分向內(nèi)變形而凹陷，則真空度也變得不均勻，或者在尚存有大量墨的情況下，該真空度增大到無(wú)法供墨的程度。這就會(huì)降低墨的利用率。
在情形(b)中，為了保持活動(dòng)壁和墨盒間的密封和為了防止活動(dòng)壁的傾斜，需要增加密封圈或膜片的剛性，或者加大密封圈或膜片的厚度，以便使它們與墨盒有一較大的接觸面積。其結(jié)果是，活動(dòng)壁與墨盒內(nèi)側(cè)表面間的摩擦力加大了。這樣，使活動(dòng)壁入靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所需的起動(dòng)力就變大了。因此，難于高精度地控制墨的真空度。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種墨盒、一種使用它的記錄頭和一種使用它的記錄設(shè)備，其中，墨盒的內(nèi)部壓力可敏感地跟隨很小的耗墨量而變化(也就是說(shuō)，即使存在很小的耗墨量，也會(huì)引起墨盒內(nèi)部壓力的變化)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種墨盒、一種使用它的記錄頭和一種使用它的記錄設(shè)備，其中，能有效地防止空氣進(jìn)入墨盒。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了這樣一種墨盒，它包括一個(gè)具有一封閉端和一相對(duì)的開口端的筒形件，以及一個(gè)蓋在筒形件的開口端上用于限定盛墨部分的柔性件，該柔性件具有一個(gè)彎折部分，此彎折部分隨著墨的消耗能沿著筒形件的內(nèi)表面運(yùn)動(dòng)，其中彎折部分的運(yùn)動(dòng)是不可逆的。
可以對(duì)柔性件的外表面進(jìn)行潤(rùn)滑處理。柔性件的周圍邊緣可固定在外筒形件的開口端上，或固定在一塊底板上。另外，可將一個(gè)帶有通氣孔的蓋設(shè)置在柔性件的外側(cè)。
隨著墨的消耗，墨盒內(nèi)部壓力下降而產(chǎn)生真空。真空導(dǎo)致的負(fù)壓使柔性件變形，其彎折部分沿著墨盒的內(nèi)表面朝著底板運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，柔性件的底部與其外壁和內(nèi)壁相比不易變形，因此，當(dāng)彎折部分運(yùn)動(dòng)時(shí)，其底部仍保持原形。這就是說(shuō)，柔性件的變形是不可逆的。由外筒形件、底板和柔性件限定的墨盒的盛墨容積的減小量與墨的消耗量是一致的。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的墨盒的透視圖。
圖2是圖1所示墨盒的剖面圖。
圖3是圖1所示墨盒的一種改進(jìn)型式的剖面圖。
圖4是圖1所示墨盒的另一種改進(jìn)型式的剖面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的墨盒的剖面圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的墨盒的剖面圖。
圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例的第一種改進(jìn)型式的墨盒的剖面圖。
圖8是本發(fā)明第三實(shí)施例的第二種改進(jìn)型式的墨盒的剖面圖。
圖9是本發(fā)明第三實(shí)施例的第三種改進(jìn)型式的墨盒的剖面圖。
圖10是本發(fā)明第三實(shí)施例的第四種改進(jìn)型式的墨盒的剖面圖。
圖11A表示了本發(fā)明的墨盒處在使用的初始狀態(tài)。
圖11B表示墨盒處在使用的中間狀態(tài)。
圖11C表示墨盒處在使用的最終狀態(tài)。
圖12A、12B和12C分別表示圖5所示的墨盒處在使用的初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和最終狀態(tài)。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的墨盒的剖面圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的墨盒的剖面圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的墨盒的剖面圖。
圖16是使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的墨盒的一種噴墨記錄設(shè)備的透視圖。
圖17是傳統(tǒng)的墨盒中的柔性件的部分剖視側(cè)面圖。
圖18A表示了帶有活動(dòng)壁和密封圈的另一種傳統(tǒng)的墨盒。
圖18B表示了具有活動(dòng)膜片的另一種傳統(tǒng)的墨盒。
下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例加以說(shuō)明。
如圖1和圖2所示，此實(shí)施例的墨盒包括一個(gè)外筒形件1，其一端由底板4封閉，其外端開口，但由用橡膠或軟塑料制成的柔性件2封閉。底板4帶有一排放口5，用于供給或分配墨水。在墨盒不使用時(shí)，排放口5由一個(gè)作為封堵裝置的球堵住。
柔性件2固定在外筒形件1開口的外周圍端面上，它是彎折的，并且沿著外筒形件1的內(nèi)表面向外筒形件的底板延伸。柔性件2包括一個(gè)從其固定部分沿著外筒形件1的內(nèi)表面朝著筒形件1的內(nèi)側(cè)延伸的外壁部分2a;一個(gè)彎折部分2b，柔性件基本上在外筒形件1的縱向中點(diǎn)由此折回;一個(gè)從彎折部分2b沿著外壁部分2a延伸回到外筒形件1的開口端附近的內(nèi)壁部分2c;和一個(gè)由內(nèi)壁部分2c延伸而形成的圓盤形底部2d。
在圖2中，示意地表示了柔性件2的形狀。彎折部分2b可以具有較大的曲率半徑，這取決于其制造材料的性質(zhì)。
圖3和圖4表示了第一實(shí)施例的改進(jìn)型式。在圖3中，排放口5成形在靠近外筒形件1的底板的筒身上。而在圖4中，排放口5成形在靠近外筒形件1周邊的底板上。
通過(guò)不把排放口5設(shè)置在底板4的中心上，而是將其設(shè)置在該中心的下部，可以借助重力使墨水聚集到排放口附近，由此可進(jìn)一步改善供墨。
現(xiàn)參照?qǐng)D5，它以剖面圖表示了根據(jù)第二實(shí)施例的墨盒。柔性件12的邊緣部分固定到外筒形件11的底板14上。柔性件12包括一個(gè)沿著并靠近筒形件11的內(nèi)表面延伸的外壁部分12a;一個(gè)彎折部分12b，柔性件12在外筒形件11的開口端附近由此向回延伸;一個(gè)從彎折部分12b沿著外壁部分12a延伸的內(nèi)壁部分12c;和一個(gè)從內(nèi)壁部分12c延伸出來(lái)的圓盤形的底部12d。在其它方面，此實(shí)施例與第一實(shí)施例相同。
在此實(shí)施例中，柔性件12的開口端連接到外筒形件11的底板上。從這種意義上講，此墨盒看起來(lái)類似于圖17所示的先有技術(shù)的墨盒。因此，其外壁部分12a有可能在底部12d運(yùn)動(dòng)之前先發(fā)生凹陷。鑒于此，在柔性件的外壁部分和外筒形件11的內(nèi)表面之間設(shè)置一種結(jié)合材料或類似材料，它提供很弱的結(jié)合力。這可以有效地迫使柔性件12的底部首先運(yùn)動(dòng)。這樣，就能有效地防止由于墨水的消耗而增大的真空度所可能引起的柔性件12的外壁部分的向內(nèi)凹陷，因此可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定地供墨。此外，從外筒形件11的內(nèi)表面上撕下柔性件12的外壁部分12a所需的力，可以有效地為墨水提供真空，從而能防止墨水泄漏。通過(guò)調(diào)整從外筒形件11的內(nèi)表面上撕下柔性件12的外壁部分12a所需的力的大小，就能調(diào)整墨盒內(nèi)產(chǎn)生的真空度。
圖6表示了第三實(shí)施例，在此例中，帶有一個(gè)結(jié)構(gòu)與圖1類似的柔性件22的外筒形件21的開口端，由一個(gè)具有通氣孔27a的帽蓋27蓋住。
通過(guò)設(shè)置帶有通氣孔27a的帽蓋27，可保護(hù)柔性件22的底部免受外部作用。因此，可以防止把可引起墨水泄漏的不應(yīng)有的壓力施加到柔性件上。此外，使用這種柔性件，可使供墨平穩(wěn)。
圖7-圖10表示了圖6所示的第三實(shí)施例的幾種變型形式。其中，成形的底板上的排放口的封堵裝置是不同的。這些封堵裝置也可用于第一、第二以及第三實(shí)施例中。
在圖7中，制在底板24-1中的排放口25-1由一個(gè)球塞23-1封堵。在底板24-1的內(nèi)側(cè)，安裝了一個(gè)盒形的防擺裝置28，它具有一個(gè)用作墨通道的開口28a，防擺裝置包圍著排放口25-1。在此實(shí)施例中，即使墨盒受到?jīng)_擊，防擺裝置28也能有效地防止墨水經(jīng)排放口25-1泄漏。
在圖8中，排放口25-2由一可撕開的封堵件23-2取代球塞進(jìn)行封堵。
在圖9中，排放口25-3由一薄膜狀密封件23-3封堵。
在圖10中，一個(gè)球?qū)Ч?8-1安裝在底板24-4上，球?qū)Ч芫哂幸粋€(gè)可作為墨水通道的開孔28a-1。在球?qū)Ч?8-1內(nèi)，設(shè)置了一個(gè)壓縮彈簧28b-1，以便利用球塞23-4封堵排放口25-4。在此變型實(shí)施例中，在使用墨盒時(shí)，可利用適當(dāng)?shù)氖侄螌?duì)著壓縮彈簧28b-1的彈力推動(dòng)球塞23-4，以打開排放口25-4。使用后，去掉上述推力，則排放口25-4被關(guān)上。
下面對(duì)墨盒的工作情況進(jìn)行說(shuō)明。
圖11A、11B和11C表示了墨盒安裝在記錄設(shè)備的記錄頭29中時(shí)，墨水6經(jīng)噴墨口19a噴射而逐漸消耗的情況。此墨盒為第一實(shí)施例的形式。圖11A、11B和11C分別表示了初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和最終狀態(tài)。
在初始狀態(tài)，如圖11A所示，當(dāng)墨盒安裝在記錄頭29上時(shí)，球塞(未示出)由記錄頭29上的一根桿或類似物頂開，使球塞離開排放口3。這樣就打開了排放口3，允許墨經(jīng)噴墨口29a消耗。隨著墨水6的消耗，墨盒的內(nèi)部壓力降低而產(chǎn)生真空。此真空度足以使柔性件2變形。因此，柔性件2如此變形，使得彎折部分2b沿著外筒形件1的內(nèi)表面朝著底板4運(yùn)動(dòng)。柔性件的底部2d不象其外壁部分2a和內(nèi)壁部分2c那樣易于變形，因而它在朝底板4運(yùn)動(dòng)時(shí)保持初始形狀。以這種形式，由外筒形件1、底板4和柔性件2限定的墨盒的容積與墨水的消耗量一致地減小。
如圖11C所示，最終彎折部分2b被帶到與底板4接觸的位置。這樣，柔性件2就不能再變形了，墨盒內(nèi)的真空度增大到不能供墨的程度。在通常使用情況下，不能再噴出墨水。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，柔性件的彎折部分沿著外筒形件1的內(nèi)表面運(yùn)動(dòng)。因此，在墨水消耗期間，幾乎沒有墨水剩留在底部的下游側(cè)附近，即底板的內(nèi)表面附近。此外，由于底部2d到達(dá)底板4時(shí)仍保持原始形狀，所以墨水能被最大限度地消耗掉。
由上述可以理解，柔性件的運(yùn)動(dòng)是沿著外筒形件的內(nèi)表面進(jìn)行的，所以柔性件的變形不能恢復(fù)，即柔性件很難回彈，因此，彎折部分的變形是不可逆的。與先有技術(shù)的依靠柔性件的彈性變形的情況相比，本發(fā)明可以防止柔性件形狀的恢復(fù)。因此，這種墨盒不會(huì)吸入周圍空氣。這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槿绻l(fā)生這種情況，空氣就會(huì)堵塞供墨，而且柔性件的彎折部分和外壁部分會(huì)緊密地壓觸到外筒形件的內(nèi)表面上，或與之分開。
因此，對(duì)柔性件的尺寸精度要求不高。這使得墨盒的制造過(guò)程較為容易，由此能降低成本。
本實(shí)施例所用的柔性件2最好是易變形和柔軟的。
從保持墨水的性質(zhì)的觀點(diǎn)來(lái)看，制造墨盒的材料最好滿足以下要求(1)它們不含增塑劑，或不對(duì)墨水產(chǎn)生有害作用。
(2)它們不含表面活性劑，或不對(duì)墨水產(chǎn)生有害作用。
(3)它們不含重金屬，不對(duì)墨水產(chǎn)生有害作用。
(4)它們是具有低吸濕率的高聚合物。
(5)它們具有出色的隔氣性。
(6)它們是具有低于室溫的玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)的高聚合物。
(7)它們是不會(huì)由墨水脹大或變形的高聚合物。
(8)它們是不受天氣影響的，而且對(duì)環(huán)境條件的變化具有耐久性。
(9)它們是可被加工成厚度不超過(guò)2mm，最好不超過(guò)1mm的高聚合物。
具有低于室溫的玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)的材料包括氟橡膠、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚偏氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯、乙烯酸乙烯酯共聚物、聚丁烯、三聚乙丙橡膠(EPDM)、二元乙丙橡膠/三元乙丙橡膠、丁基氯橡膠、聚氨基甲酸乙酯、丙烯酸橡膠、硅橡膠、聚丁二烯橡膠、丁腈橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、氯磺聚乙烯和聚硫橡膠。
柔性件2可以是一種層壓結(jié)構(gòu)，它具有多層，以提供所需的性能。
例如，在墨盒的外筒形件和柔性件的外壁部分之間采用一種具有良好隔氣性能的材料和一種具有良好滑動(dòng)性能的材料相結(jié)合的方案，以提供所需的性能。作為另一個(gè)例子，最內(nèi)層可以選用具有良好的耐墨性和良好的與液體接觸性的材料，或者考慮到折回運(yùn)動(dòng)，可選用一種具有低摩擦系數(shù)的材料，以使其壁能平滑地運(yùn)動(dòng)。
作為再一個(gè)例子，選用的材料可具有良好的隔氣性能，以防墨水蒸發(fā)和氣體侵入，或者采用如橡膠這樣的具有良好的形狀保持性和高柔性的材料。
橡膠材料最好具有可長(zhǎng)期使用的耐久性。優(yōu)選的橡膠材料包括丁基橡膠、二元乙丙橡膠、三聚乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、氟橡膠、熱塑性高彈體。
另一方面，外筒形件或柔性件可部分地或全部地由透明材料制成。
通過(guò)透明部分，使用者可觀察確定內(nèi)部墨水的使用程度和墨水的顏色，從而提高操作性。
在本發(fā)明中，特別是在圖2所示的實(shí)施例中，柔性件2的內(nèi)壁部分2c和外壁部分2a可以互相接觸。如果它們之間的摩擦大，則會(huì)阻止柔性件2的彎折部分2b的運(yùn)動(dòng)，從而干擾供墨。
為了避免這種情況，最好在上述兩接觸面之間加入潤(rùn)滑材料，以降低摩擦力;或者，它們本身的材料具有良好的潤(rùn)滑性。
具有潤(rùn)滑性的材料例如包括小顆粒材料，如玻璃珠、淀粉、滾球或其它粉末材料。其它的還有油料、不揮發(fā)液體、膠質(zhì)材料和蠟。
圖12A、12B和12C表示了圖5所示的第二施例的墨盒連在一記錄頭29上后，其中的墨水16經(jīng)噴墨口29a消耗時(shí)，墨盒的工作狀態(tài)。圖12A、12B和12C分別表示了初始狀態(tài)、中間狀態(tài)和最終狀態(tài)。
在初始狀態(tài)，如圖12A所示，當(dāng)墨盒與記錄頭29相連時(shí)，球塞(未示出)被從排放口15中推開，從而打開排放口15，允許向噴墨口29a供墨。
隨著墨盒內(nèi)墨水16的消耗，墨盒的內(nèi)部壓力降低而產(chǎn)生真空。如圖12B所示，此真空使柔性件12變形，使彎折部分12b沿著外筒形件11的內(nèi)壁表面朝著底板14運(yùn)動(dòng)。柔性件12的底部12d并不象其外壁部分12a和內(nèi)壁部分12c那么容易變形，因此，它在朝底板14運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中仍保持初始形狀。這樣，由外筒形件11、底板14和柔性件12限定的墨盒的容積，與墨水的消耗量一致地減小。
如圖12C的示，在最終狀態(tài)，柔性件12的彈性力與墨盒內(nèi)的真空達(dá)到平衡，因此不能再供墨。
在此實(shí)施例中，柔性件12的變形也是不可逆的，由此可防止空氣進(jìn)入墨盒。
圖13、14、15和16表示了其它的實(shí)施例，其中，柔性件的形狀與第一實(shí)施例是不同的。因此，下面僅對(duì)柔性件加以說(shuō)明，而略去對(duì)其它部分以及工作情況的說(shuō)明。
圖13示出了第四實(shí)施例，其中柔性件32的底部32d是半球形的。利用這種形狀，在墨水耗盡的最終狀態(tài)，柔性件的底部32d變成朝著排放口凸出的反半球形，因此進(jìn)一步提高了墨水的供墨率。
圖14表示了第五實(shí)施例，其中柔性件42的外壁部分42a和內(nèi)壁部分42c上帶有凹槽和凸起。
利用柔性件的不均勻壁厚，可以調(diào)節(jié)由柔性件產(chǎn)生的真空度，而且可以改善其外壁部分42a和內(nèi)壁部分42c之間的接觸。此外，它還能降低摩擦系數(shù)。
圖15表示了第六實(shí)施例，其中柔性件52的底壁部分52d做得比外壁部分52a和內(nèi)壁部分52c要厚。在此實(shí)施例中，底壁部分52d更難于變形，進(jìn)一步提高了工作的穩(wěn)定性。
外筒形件可以制成圓筒，矩形筒或方形筒。
參見圖16，下面對(duì)使用本發(fā)明的墨盒的噴墨記錄設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。
一個(gè)托架101載帶著記錄頭單元，此單元由記錄頭103和根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的墨盒結(jié)合而成。托架101由導(dǎo)桿104引導(dǎo)，并由一個(gè)帶螺旋槽105a的驅(qū)動(dòng)螺桿105驅(qū)動(dòng)。在托架101上，可以安裝一個(gè)具有本發(fā)明的墨盒的墨盒組件102。記錄頭103帶有一根未示出的桿，此桿在墨盒組件102與記錄頭接配時(shí)，能插入墨盒1的排放口5，以頂開球塞3而打開排放口5。
驅(qū)動(dòng)螺桿105利用可逆驅(qū)動(dòng)馬達(dá)106，經(jīng)過(guò)齒輪系106a、106b、106c和106d來(lái)前、后轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，托架101借助于一個(gè)與驅(qū)動(dòng)螺桿105相嚙合的銷子(未示出)，沿箭頭方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)106的前、后轉(zhuǎn)動(dòng)的切換，是根據(jù)由托架101的桿115和光耦合器116對(duì)托架101的靜止位置所做的探測(cè)來(lái)進(jìn)行的。
另一方面，一張記錄紙109由一壓板108壓在壓紙卷筒107上，并由一個(gè)由供紙馬達(dá)110驅(qū)動(dòng)的供紙輥(未示出)供送，以便使紙面對(duì)記錄頭。
設(shè)置了一個(gè)恢復(fù)單元111，它通過(guò)去除沉積在記錄頭的噴墨口側(cè)表面上的外來(lái)物(異物)或高粘度墨滴，來(lái)恢復(fù)記錄頭的正常噴墨。
恢復(fù)單元111包括一個(gè)封蓋件113，此封蓋件與一個(gè)抽吸裝置(未示出)連通。當(dāng)噴墨口由封蓋件113蓋住時(shí)，可經(jīng)噴墨口抽出墨水，由此可以除掉沉積在記錄頭103的噴墨口側(cè)表面上的外來(lái)物和(或)高粘度墨滴。在恢復(fù)單元111和壓紙卷筒107之間，設(shè)置了一個(gè)清理葉片114，它由導(dǎo)向件112引導(dǎo)，相對(duì)于記錄頭103的噴射側(cè)表面的運(yùn)動(dòng)路線作前進(jìn)和縮回運(yùn)動(dòng)。利用清理葉片114的刃邊，可除去沉積在記錄頭噴射側(cè)表面上的異物和墨滴。
本發(fā)明特別適用于這樣一種噴墨記錄頭和記錄設(shè)備，其中利用由電熱換能器、激光束或類似器件產(chǎn)生的熱能，來(lái)改變墨水的狀態(tài)，以噴出墨水。在這種情況下，可以獲得具有高密度像素和高分辯率的記錄。
這種記錄設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)和工作原理最好采用美國(guó)專利No.4，723，129和4，740，796所公開的。這種原理和結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于所謂的“根據(jù)要求型”(on-demand type)記錄系統(tǒng)和連續(xù)型記錄系統(tǒng)。然而，它尤其適用于“根據(jù)要求型”系統(tǒng)，因?yàn)樵撛硎菍⒅辽僖粋€(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加到位于液體(墨水)保持片或液體通道上的電熱換能器，此驅(qū)動(dòng)信號(hào)足以提供一個(gè)超過(guò)核化沸點(diǎn)的溫升，由電熱換能器以此方式產(chǎn)生的熱能在記錄頭的加熱部分產(chǎn)生薄膜沸騰，由此對(duì)應(yīng)于每一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)在液體(墨水)中形成一個(gè)氣泡。利用氣泡的產(chǎn)生，擴(kuò)展和收縮，將液體(墨水)經(jīng)噴射口噴出，產(chǎn)生至少一個(gè)液滴。驅(qū)動(dòng)信號(hào)最好是脈沖式的，因?yàn)檫@時(shí)氣泡的擴(kuò)展和收縮是瞬間完成的，因此液體(墨水)可以快速反應(yīng)的方式被噴射。脈沖式的驅(qū)動(dòng)信號(hào)最好是象美國(guó)專利No.4，463，359和No.4，345，262公開的那樣。此外，加熱表面的溫升速率最好如美國(guó)專利No.4，313，124公開的那樣。
記錄頭的結(jié)構(gòu)可以是美國(guó)專利No.4，558，333和No.4，459，600所示的那樣，其中，加熱部分位于一個(gè)彎曲部分上。另外，噴射口、液體通道和電熱換能器的組合結(jié)構(gòu)也與上述專利公開的相同。此外，本發(fā)明還可應(yīng)用到日本延遲公開專利申請(qǐng)No.123670/1984公開的結(jié)構(gòu)上，其中，一個(gè)公共狹縫被用作為多個(gè)電熱換能器的噴射口。本發(fā)明也可應(yīng)用到日本延遲公開專利申請(qǐng)No.138461/1984公開的結(jié)構(gòu)中，其中，對(duì)應(yīng)于噴射部分形成有一個(gè)吸收熱能的壓力波的開孔。這是因?yàn)楸景l(fā)明能夠確實(shí)可靠地、高效地實(shí)現(xiàn)記錄操作，而與記錄頭的類型無(wú)關(guān)。
本發(fā)明可有效地應(yīng)用到一種稱做“全線型”(full-line type)記錄頭，這種記錄頭具有對(duì)應(yīng)于最大記錄寬度的長(zhǎng)度。這種記錄頭可以包括一個(gè)單一的記錄頭和組合在一起能覆蓋上述最大寬度的復(fù)合記錄頭。
另外，本發(fā)明也可應(yīng)用于串聯(lián)型(serial type)記錄頭，其中此記錄頭固定在一個(gè)主組件上;本發(fā)明還可應(yīng)用于可更換的薄片型(chip type)記錄頭，此記錄頭與主組件電連接，且當(dāng)它安裝在主組件中時(shí)被供給墨水;或者本發(fā)明用于具有整體墨水盒的盒型(cartridge type)記錄頭。
最好裝設(shè)恢復(fù)裝置和/或用于預(yù)備操作的輔助裝置，因?yàn)樗鼈兡苓M(jìn)一步加強(qiáng)本發(fā)明的效果。說(shuō)到這些裝置，包括記錄頭的封蓋裝置、清理裝置、加壓或抽吸裝置、預(yù)加熱裝置(可以是電熱換能器)、附加加熱元件或它們的組合。再有，用于預(yù)噴射(不是用于記錄操作的)的裝置能穩(wěn)定記錄操作。
至于說(shuō)可以裝的記錄頭的變化，它可以是對(duì)應(yīng)于一種顏色墨水的單個(gè)記錄頭，也可以是對(duì)應(yīng)于具有不同記錄顏色和密度的多種墨水的復(fù)式記錄頭。本發(fā)明可有效地應(yīng)用于這樣一種記錄設(shè)備中，它至少具有一個(gè)主要為黑色的單色工況、一個(gè)采用不同顏色的墨料的多色工況和(或)一個(gè)采用混合色的全色工況。它可以是一個(gè)整體成形的記錄單元，或一個(gè)由多個(gè)記錄頭組成的組件。
另外，在前述實(shí)施例中，墨都是液體。然而，墨料也可以在低于室溫時(shí)為固態(tài)，而在室溫下為液態(tài)。由于為了穩(wěn)定墨的粘度以使記錄設(shè)備穩(wěn)定地噴墨，需要將墨的溫度控制在不低于30℃和不高于70℃，所以要求在施加記錄信號(hào)時(shí)墨在這一溫度范圍內(nèi)為液態(tài)。本發(fā)明也可采用其它類型的墨。在一種類型中，由熱能導(dǎo)致的溫升通過(guò)墨從固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)時(shí)消耗熱量而加以避免。另一種墨在處于存放狀態(tài)時(shí)為固態(tài)，以防蒸發(fā)。在任何情況下，當(dāng)施加產(chǎn)生熱能的記錄信號(hào)時(shí)，墨都被液化，而液態(tài)的墨可以被噴出。另一種墨是在到達(dá)記錄材料上時(shí)就開始固化。本發(fā)明還可使用類似于由熱能液化的墨料。這種墨以液態(tài)或固態(tài)保持在一多孔板的通孔或凹槽中，如日本延遲公開專利申請(qǐng)No.56847/1979和No.71260/1985公開的那樣。這種多孔板面對(duì)電熱換能器。對(duì)于上述墨料來(lái)說(shuō)，最有效的是采用薄膜沸騰系統(tǒng)。
噴墨記錄設(shè)備可以用作為一種信息處理設(shè)備的輸出終端，信息處理設(shè)備可以是計(jì)算機(jī)等，帶有圖像讀出器的復(fù)印設(shè)備等，或具有信息傳遞和接收功能的傳真機(jī)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，柔性件具有一個(gè)彎折部分，此彎折部分可沿一外筒形件的內(nèi)表面運(yùn)動(dòng)，該柔性件能不可逆地發(fā)生變形，使得墨盒的容積可以根據(jù)由消耗墨水所導(dǎo)致的微小壓力變化而相應(yīng)地減小，而在沒有墨水消耗時(shí)，該柔性件保持其形狀不變。其結(jié)果是，可有效地防止空氣進(jìn)入墨盒，從而提高了記錄設(shè)備的可靠性。
盡管結(jié)合上面公開的結(jié)構(gòu)對(duì)本發(fā)明作了說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于上述細(xì)節(jié)，本申請(qǐng)將覆蓋屬于權(quán)利要求所定范圍內(nèi)的各種修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種墨盒，包括一個(gè)筒形件，它具有一個(gè)封閉端和一個(gè)相對(duì)的開口端，一個(gè)柔性件，它蓋在所述筒形件的開口端上，限定一個(gè)盛墨部分，所述柔性件具有一個(gè)彎折部分，此彎折部分可隨著墨的消耗而沿著所述筒形件的內(nèi)表面運(yùn)動(dòng)，其中，所述彎折部分的運(yùn)動(dòng)是不可逆的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的墨盒，其特征是所述柔性件的外表面經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的墨盒，其特征是所述柔性件的周圍邊緣固定到所述筒形件的開口端的端面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的墨盒，其特征是所述柔性件的周圍邊緣固定到所述筒形件的封閉端處的底板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)的墨盒，其特征是所述筒形件的開口端由一個(gè)帶有通氣孔的蓋蓋住。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)的墨盒，其特征是所述筒形件在其封閉端處的底板中或其附近具有一個(gè)墨的排放口，所述排放口由一個(gè)封堵裝置堵住。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的墨盒，其特征是在所述墨盒的內(nèi)表面上，圍繞著所述排放口設(shè)置了防擺裝置。
8.一種具有如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所限定的墨盒的記錄頭單元，還包括利用噴射能量產(chǎn)生裝置來(lái)噴墨的噴墨口，以及用于連通所述墨盒的排放口和所述噴墨口的液體通道。
9.一種具有如權(quán)利要求8所限定的記錄頭的記錄設(shè)備，還包括用于向所述能量產(chǎn)生裝置提供電信號(hào)的裝置，以及一個(gè)用于載帶所述記錄頭的托架和用于將記錄材料供送到所述記錄頭對(duì)面的供送裝置。
全文摘要
一種墨盒，包括一個(gè)具有一封閉端和一相對(duì)的開口端的筒形件，以及一個(gè)蓋在筒形件開口端上用于限定盛墨部分的柔性件。該柔性件具有一個(gè)彎折部分，此彎折部分可隨著墨水的消耗而沿著筒形件的內(nèi)表面運(yùn)動(dòng)，其中彎折部分的運(yùn)動(dòng)是不可逆的。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1074174SQ92113178
公開日1993年7月14日 申請(qǐng)日期1992年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月18日
發(fā)明者巖田和夫, 竹之內(nèi)雅典, 渡邊顯二郎, 氏田敏彥, 長(zhǎng)田虎近, 中島一浩, 久保田秀美, 小滝靖夫, 佃圭一郎, 佐藤陽(yáng)平, 齊藤敬 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社