CN1019085B - 喷墨记录头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷墨记录头，它具有第一和第二零件，这两个零件接合在一起构成液体通道，一个压紧件，用于向所述零件之一施加线压力。本发明的喷墨记录头结构简单，喷墨稳定，压紧力可均匀作用在另一零件上防止串通现象。

Description

本发明涉及一种喷墨记录头。

大家知道，喷墨记录头是各种零件的组件。当将零件组装在一起时要使用板簧。在利用板簧的弹力的情况下，用于形成墨水的通道的底座和顶板由一板簧固定，而在普通的喷墨记录头中板簧具有很大宽度。在某些记录头中使用孔板，但由于各种需要，其位置调整困难。大家也知道，为了便于最后组装在一起，零件间暂时粘接在一起。

一般利用“M”形板簧平面部分的表面压力来联结两零件。然而压力不集中在中部，因此，压力均匀地分布在接触面上，结果，引起中部压力减小。

如果上述技术应用于喷墨记录头，在带有限定墨水通道的槽的顶板和板簧之间的压力就不均匀，在相邻近的通道之间就会形成间隙。因此，在通道底板上形成的压力就传到相邻近的墨水通道，形成不稳定的喷墨速度，或喷墨偏斜，或串通，墨水就会通过不当的通道喷射。如果发生这种情形，当然就会降低印刷质量等级。在普通的记录头中，顶板是由树脂材料制成的，因此，表面压力会使顶板翘曲，从而难于均匀压紧喷孔部分。另外，制造板簧时为可避免的变化也会使压力的精度改变。

本发明的目的在于提供一种喷墨记录头，其结构简单而喷墨稳定。

本发明的另一个目的是提供一种喷墨记录头，其中，一零件由压紧力作用，可以均匀地压紧在另一零件上。

本发明还有一个目的是提供一种可以防止上述的串通现象的喷墨记录头。

按照本发明的一个方面，使用线压力而不是而压力来使顶板压在底板上。发明者的实验和调查揭示，线压力可以提供一种克服上述问题的解决方案。具体地说，具有限定墨水通道的槽的顶板是靠施加线压力的一压紧件而与限定一封闭的通道的底座压紧联结在一起的。

按照本发明的一个实施例，一板簧被弯曲大约90°，而利用弯曲的部分压紧零件则很容易地施加了线压力。

现在对照以下附图详细描述本发明的推荐实施例。就会使本发明的上述和其它目的，特征和优点更加清楚。

图1A中按照本发明-实施例的喷墨记录头的立体图;

图1B是图1所示喷墨记录头的剖面图;

图2是按照本发明一实施例的一种喷墨盒的分解立体图;

图3是按照本发明另一实施例的喷墨盒的立体图;

图4是从安装喷墨记录头的一侧看去的，喷墨盒的墨水容器的立体图;

图5所示俯视图反映喷墨盒在喷墨记录装置上的装配情况;

图6是按照本发明一实施例的喷墨记录装置的立体图;

图7是按照本发明另一实施例的喷墨记录头的立体图;

图8是按照本发明另一实施例的喷墨记录头的剖视图;

图9是按照本发明又一实施例的喷墨记录头的正视图;

图10是在顶板和加热联结后孔的剖视图;

图11所示立体图反映在加热板和顶板之间的联结情况;

图12A，12B和12C表明按照本发明各实施例的各种喷墨记录头，其中图12A是带槽顶板的立体图;图12B是记录头的立体图;图12C是图12B所示记录头的剖面图;

图13是图1或图12所示喷墨记录头的立体图;

图14A和图14B分别是按照本发明的具有供墨容器的一实施例的喷墨盒的分解立体图和装配立体图;

图15是按照本发明一实施例的喷墨记录单元的供墨器零件的正视图;

图16是按照本发明一实施例的喷墨记录头的分解立体图;

图17是按照本发明又一实施例的喷墨记录头的立体图。

图2，3，4，5和6表示按照本发明一实施例的喷墨单元IJU，喷墨头IJH，墨水容器IT，喷墨盒IJC，喷墨头滑座HC以及喷墨记录装置的主要组件IJRA，以及它们之间的关系。下面将描述各种部件的结构。

如图3的立体图所示，在该实施例中的喷墨盒IJC具有较大的容墨空间，喷墨单元IJU的端部从墨水容器IT的前表面销销突出。借助适当的定位装置和电触点（下文将详述），喷墨盒IJC可以安装在喷墨记录装置主要组件IJRA的滑座HC上的正确位置上。在本实施例中，一种自由使用式的喷墨头可安装在滑座AC上。现在首先概述图2-6中所示结构的各个新颖特征。

1.喷墨单元IJU

喷墨单元IJU是气泡喷射记录式的，它使用根据电信号产生热能从而使墨产生薄膜式沸腾的电热换能器。

如图2所示，喷墨单元具有一加热板100，加热板有一沿一线布置在硅基底上的电热换能器，铝或类似物质的电线向其供电。电热换能器和电线是由制膜工艺形成的。一线路板200与加热板100配合工作，并包括相应于加热板100线路的线路（例如用线粘接技术连接），线路端部的接点201用来接受来自记录装置主要组件的电信号。

顶板1300上设有槽，槽限定了分隔相邻的墨水通道隔障，顶板还设有一共用的液室用来容放准备向各墨水通道输送的墨水。顶板1300上整体式设有一喷墨孔1500，用来接受来自墨水容器IT的墨水并使墨水流入共用液室，还设有一孔板400，其上具有许多相应于墨水通道的喷孔。整体模制材料最好是聚砜，但是也可用其它的模制用的树脂材料。

一支承板300是由（例如）金属制成的，用来支承在一平面内的线路板200的后侧，并形成喷墨单元IJU的底板。一限制弹簧500呈“M”形，其中间部分以轻压力压向共用液室，一压紧件501以轻压力集中式压向液体通道的一部分，最好是邻近喷孔的部分。限制弹簧500具有腿部，用于压紧加热板100和顶板1300，其方式是穿过支承板300上的孔3121并接合支承板300的背面。因此，加热板100和顶板1300通过上述腿部和弹簧500的压紧件501的集中压紧力来压紧。支承板300具有定位孔312，1900和2000，分别可与两个定位凸起1012，以及墨水容器IT的定位和热熔固定的凸起1800和1801接合。支承板300在其背面还具有凸起2500和2600，用于相对于主要组件IJRA的滑座HC定位。

另外，支承板300具有一孔320，供墨管2200（下文将详述）从中穿过，用于输送来自墨水容器的墨水。线路板200借助粘接剂或类似的物安装在支承板300上。支承板300上设有邻板于定位凸起2500和2600的凹口2400和2400。

如图3所示，装配好的喷墨盒IJC具有一头部突出的部分，其上具有三个设有多个平行槽3000和3001的侧面。凹口2400和2400分别位于顶面和侧面上的平行槽的延伸部位以防止墨水或异物沿槽移动，达到凸起2500和2600。罩子800上具有平行槽3000，如 图5所示，罩子800构成喷墨盒IJC的外壳，并与墨水容器一起限定一装入喷墨单元IJU的空间。具有平行槽3001的供墨件600具有墨水导管1600，与上述供墨管2200连通并在供墨管2200一侧悬伸。为了保证在墨水导管1600和供墨管2200的固定侧的毛细作用，插入一密封销602。

密封垫601使墨水容器IT和供墨管2200间的连接部分密封。一过滤器700装在供墨管的墨水容器一侧的端部。供墨件600是模制的，因此，制造成本低而定位程度高。另外，即使供墨件600是大批生产的，导管1600的悬伸结构也能保证导管1600和进墨孔1500之间的压力接触。

在此实施例中，仅依靠从在压力接触状态下的供墨件一侧送入密封粘接剂就可以保证完满的连通状态。供墨件600可以固定在支承板300上，其方法是，使供墨件600背面的销（未画出）穿过支承板300上的孔1901和1902，并使销凸出支承板300的背面的部分热熔。这样形成热熔后的销销凸起的部分容纳在墨水容器IT的装配喷墨单元（IJU）的那一面上的凹口（未画出）中，因此，喷墨单元IJU可以得到正确定位。

2.墨水容器IT

墨水容器具有一个主体1000，吸墨材料900和一个罩子1100。吸墨材料900从装配喷墨单元（IJU）的相反侧插入主体1000，然后用罩子1100封住主体。

这样就使吸墨材料900安放在主体1000中。供墨孔1200用来向具有上述零件100-600的喷墨单元供墨，也用做一进墨口，在喷墨单元IJU装在主体的部分1010上之前，向吸墨材料900进行最初的供墨。

在此实施例中，墨水可通过一通气孔和这个供墨孔提供。为了顺利提供墨水，在主体1000的内表面形成肋2300，在罩子1100内形成肋2301和2302，这些肋在墨水容器中有效地提供了一个存在墨水的区域，这个区域从通气孔侧连续延伸至最远离供墨孔1200的主体角部。因此，为了使墨水均匀分布，最好通过供墨孔1200来供墨。这种供墨方法很有实效。在此实施例中有四条肋2300，肋2300平行于邻近墨水容器主体后侧的滑座的运动方向延伸，借以防止吸墨材料900紧密接触主体后侧的内表面。肋2301和2302在罩子1100内表面上形成的部位基本是肋2300的延伸，但是，与大的肋2300相比，肋2301和2302的尺寸较小，好象是分成的肋，因此，肋2301和2302的存气空间比肋2300来得大。肋2302和2301在罩子1100的整个区域分布，而其面积不大于全部面积的一半。由于肋的设置，在吸墨材料的离供墨孔1200最远的角部区域中的墨水可以稳定而可靠地通过毛细作用输送到进孔。喷墨盒设有通气孔用于喷墨盒内部与外部空气的连通。在通气孔1400内有防水材料以防止内部的墨水通过通气孔1400外漏。

在墨水容器IT中的容墨空间基本是正平行六面体的，长侧面在滑座运动的方向上，因此，上述肋的布置特别有效。当长侧面是沿滑座运动方向延伸时，或者当容墨空间为正方体时，肋最好在罩子1100内的全部表面上形成，以便稳定来自吸墨材料900的供墨。立方体形状是从在有限的空间容纳尽可能多的墨水的观点出发而提出的。然而，从使用墨水容器中最小可达到的部分的墨水的观点出发，肋是在构成一角的两个表面上形成的。

在此实施例中，墨水容器IT内部的肋2301和2302基本均匀地分布在正平行六面体形状的厚度方向上。这样一种结构很重要，因为当吸墨材料被消耗时，使墨水容器中的气压分布均匀，因此，仍旧可以得到的量基本为零。肋最好布设在一圆弧外面的表面上，该圆弧的圆心在正平行六面体的吸墨材料顶面的供墨孔圆心在正平行六面体的吸墨材料顶面的供墨孔1200上的凸出部位上，其半径等于正平行六面体的长度，因为在圆弧外存在的吸墨材料可快速地建立起外界的气压。墨水容器的通气孔的位置并不限于此实施例的位置，只要利于把外界空气引入肋所设置的位置即可。

在此实施例中，喷墨盒IJC的背面是平的，因此，在装置中安装时所需空间最小同时保持了最大的容墨量。因此，装置的尺寸可以减小，同时换盒的频率也可减低。利用使喷墨单元一体化的空间的后部空间设有通气孔1401的凸起，该凸起的内部基本是空的，空间1402用于均匀地以吸墨材料厚度的方向将空气输送到墨水容器IT之中。由于上述各种特征，做为一个总体的喷墨盒的性能要优于普通的喷墨盒。提供空气的空间1402比普通喷墨盒的该空间要大得多。另外，通气径处于上部，因此，如果墨水因某种原因离开吸墨材料，空间1402可暂时存留这些墨水，以便使这些墨水可以被吸回到吸墨材料中去，因此，可以避免墨水的浪费。

图4中示出安装喷墨单元IJU的墨水容器IT的表面的结构。两个定位凸起1012在一条线L₁上，线L₁穿 过孔板400上的喷孔阵列的中心并平行于墨水容器IT的底面，或平行于滑座的支承墨水容器的基准面。凸起1012的高度稍小于支承板300的厚度，凸起1012的作用是使支承板300正确定位。在图4的延伸部位（右侧）有一爪2100用来接合滑座定位钩4001的直角接合面4002。因此，使喷墨单位元相对于滑座定位的力作用在平行于L₁所在的一基准平面的平面内。这些关系是很重要的，因为这使得墨水容器的定位精度等同于记录头喷孔的定位精度，这一点将对照图5详细描述。

相应于用来将支承板300固定在墨水容器侧面的固定孔1900和2000的凸起1800和1801长于凸起1012，因此，它们穿过支承板300，而突出的部分热熔后使支承板300固定在墨水容器的侧面上。线L₃穿过凸起1800且垂直于线L₁，线L₂穿过凸起1801且垂直于线L2。供墨孔1200的圆心基本在线L₃上，供墨孔1200和供墨管2200之间20连接是稳定的，因此，即使喷墨盒落下，或者即使有振动作用于喷墨盒上，也可减小作用在连接部分上的力。另外，由于线L₂和线L₃是不重叠的，并且由于凸起1800和1801邻近于离喷墨头的喷墨孔较近的那个凸起1012，所以喷墨单元相对于墨水容器的定位进一步得到改善。在此图中，曲线L₄指示安装时供墨件600的外壁的位置。由于凸起1800和1801是沿着曲线L₄的，所以这些凸起提供了抵抗喷墨头IJH端部结构重量的足够的机械强度和定位精度。

墨水容器IT的一个端部凸起2700可与滑座前板4000上的一个孔接合以防止喷墨盒被急剧地移出所在位置。止动器2101可与滑座HC的一根未画出的杆接合，当通过转动正确地安装喷墨盒IJC时（这一点下文将详述），止动器2101位于上述杆之下，因此，即使无意中施加使喷墨盒脱离其正确位置的向上的力时，也能保持正确的安装状态。当喷墨单元IJU在墨水容器IT上装好后，即用罩子800将墨水容器盖好。然后，除去其底面外封好喷墨单元IJU，然后其底面的开口使喷墨盒可以被安装在滑座HC上，且底面邻近于滑座HC，因此，喷墨单元基本上被六面封闭。因此，喷墨头IJH产生的热量处于封闭的空间内，从而有效地保持了该封闭空间的温度。

然而如果喷墨盒IJC长时间连续工作，温度则会稍许增加。为了对付这种温度的增加，喷墨盒顶面设有宽度小于封闭空间的一条裂缝1700，借以增加自然的热辐射以防温度上升，同时入使整个喷墨单元IJU的均匀的温度分布不受外界条件的影响。

在喷墨盒装好之后，通过供墨孔1200支承板300的孔320和供墨件600背面上形成的进孔从喷墨盒内向供墨件600中的室输送墨水。从供墨件600的室墨水通过出孔，供墨管和顶板1300上形成的进墨孔1500输送至共用室。墨水输送通路的连接部分由硅橡胶，异丁烯橡胶等保证密封。

在此实施例中，顶板1300是由对墨水有抵抗性的树脂材料如聚砜，聚醚砜聚苯醚（pelyphenylene    oxide）聚丙烯制成的。顶板是与孔板400一起在一模中整体模制的。

如前所述，这种整体部体具有供墨件600，顶板1300，孔板400及其整体式零件和墨水容器主体1000。因而改善了装配精度，便于大批量生产。零件的数目少于普通装置，因此保证了良好的工作性能。

在此实施例中，如图2-4所示，组装后的结构是，供墨件600的顶面部分603及具有裂缝1700的顶面之间形成裂缝S，如图3所示。底面部分604与墨水容器IT所粘接的薄板的侧端4011间形成类似于裂缝S的一条裂缝（未画出）。在墨水容器IT和供墨件600之间的裂缝有效地增加了热辐射，也有效地防止了对墨水容器的预计压力直接影响供墨件或喷墨单元IJU。

上述各结构分别有效地提供了各自的优点，而当其相互结合时则最有效果。

3.喷墨盒IJC在滑座HC上的装配

在图5中，一压纸卷筒5000从底到顶引导记录媒介P。滑座HC可沿压纸卷筒5000移动。滑座具有一前板4000，用于电气连接的一支承板4003和一个定位钩4001。前板4000的厚度为2mm，离压纸卷筒放置得较近。当喷墨盒IJC安装于滑座时，前板4000靠近喷墨盒IJC的前侧放置。支承板4003支承着一挠性片4005，其上具有相应于喷墨盒IJC的线路板200上的接点201的接点2001，支承板4003还支承着一橡胶接点片4007，用于产生将挠性片4005的背面压向接点2001的弹力。定位钩4001的作用是将喷墨盒IJC固定于记录位置。前板4000设有相应于前述喷墨盒的支承板300的定位凸起2500和2600的两个定位凸起面4010。装好喷墨盒后，前板接受垂直于凸起面4010方向上的力。因此，在前板的压纸卷筒一侧有许多加强肋延伸于上述力的方向。当喷墨盒IJC装好后，加强肋从前面位置L₅稍许向着压纸卷筒突出（大约 0.1mm），因此，它们用作头部的保护性凸起。支承板4003设有许多加强肋4004，沿垂直于上述前板肋的方向延伸。加强肋4004的高度从压纸卷筒侧至定位钩侧逐步减小，借此，在喷墨盒安装时，如图5所示，使喷墨盒倾斜。

在支承板4003的左下部，即接近定位钩的定位置上设有另外两个定位面4006。定位面4006相应于凸起面4010。借助这两个另外的定位面4006，喷墨盒接受与借助前述定位凸起面4010喷墨盒所受力方向相反的力，因此，电触点都很稳定。在上、下凸起面4010之间设有一接点区，因而决定了相应于接点2011的橡胶片4007的凸起变形量。当喷墨盒IJC固定在记录位置时，使定位面与支承板300的表面接触。在此实施例中，支承板300的接点对称于上述线L₁分布，因此，使橡胶片4007的各凸起的变形量均匀，从而稳定了接点2011和201的接触压力。在此实施例中，接点201分两列，上下两行布置。

定位钩4001设有可与固定稍4009接合的长孔。利用该长孔提供的可移范围，钩4001逆时针转动，因此，沿压纸卷筒向左移动，喷墨盒IJC因此而在滑座HC上定位。钩4001的这种可移动机构也可由另一种结构实现，但是最好使用一杠杆或类似物。在钩4001的转动过程中，喷墨盒IJC从图5所示位置移向压纸卷筒一侧的位置，而且定位凸起2500和2600也运动到可与定位面4010接合的位置。然后，钩4001左移，因此使钩表面4002接触喷墨盒IJC的爪2100，喷墨盒IJC在水平面内绕定位面2500和定位凸起4010之间的触点转动，因此使接点201和2011相互接触。当钩4001被锁定时，保持在固定和锁定位置，因而同时建立起接点201和2011之间，定位部分2500和4010之间，直立表面4002和爪的直立表面之间，以及支承板300和定位面4006之间的完全接触，因此，完成了喷墨盒IJC在滑座上的安装。

4.装置的总体布置

图6是使用本发明的喷墨记录装置IJRA的立体图。一条丝杠5005借助传动机构的齿轮5011和5009及驱动电动机5013的正反转动而转动。丝杠5005上有一螺旋槽5004，滑座HC的一个销（未画出）与螺旋槽接合，因此，滑座可在a和b两方向往复运动。限制板5002把压纸卷筒上的片限制在滑座的运动范围内。零位检测装置5007和5008呈光耦合器（Photocoupler）形式，用以检测响应于电动机5013接通的转向的滑座杠杆5006的存在。一支承件5016将记录头的前面支承于一封顶件5022，封顶件5022用于记录头的封顶。吸力装置5015的作用是通过封顶件上的开口5023吸住记录头以便使记录头复位。

一个移动件5019使一清洁片5017前后移动，它们被支承在装置的主要组件的支承框架5018上。清洁片可呈另一种形式，即可为一种公知的清洁片。一根杠杆5021用于起动上述吸力装置的工作并随着与滑座接合的凸轮5020的运动而运动。来自驱动电动机的驱动力受公知的传动装置如离合器等的控制。

在此实施例中，当滑座由丝杠5005带到零位时即可进行上述封顶、清洁和吸回复位工作。然而，本发明也可应用于另一种系统，其中上述工作可在不同的时刻进行。上述各结构具有优点，而其综合应用更为有利。

图1A和图1B分别是按照本发明一实施例的喷墨记录头的一部分的立体图和剖面图。底板100具有许多喷压发生装置，在此实施例中呈电热换能器的形式。底板是用硅制成的。标号2代表树脂制成的一顶板。顶板2具有若干槽7a和壁7b构成若干喷墨孔9和若干墨水通道7。顶板2还有一个共用墨水室8，用于容纳向各墨水通道输送的墨水。一支承板由铝制成，构成一个头部。板簧4的作用是从机械上限制或压紧底板1和顶板2，以构成墨水通道7和共用墨水室8。板簧4是由磷青铜，弹簧不锈钢，玻璃钢等制成。板簧4上有一中心孔4C，使墨水可送往记录头的墨水接收器3。标号5是使底板1和顶板2暂时联结的一种粘接剂或粘接材料，是光固化粘接剂。

图1A和1B所示的板簧4的表面部分带有中心孔4C并与顶板2的顶面基本平行，其侧面4b和4d沿底板1和顶板2之间的接合面沿伸。板簧基本呈“M”形。侧面4d有一接合支承板3的臂4e以便向板簧4施加压力。板簧4具有一个线压力作用部分6，是由板簧向顶板2的顶面弯曲而形成的。借助线压力作用部分6由线压力压紧底板1和顶板2，因而压力可集中在线上以提供均匀的压紧力，使压紧十分可靠。

在此实施例中，板簧4是用磷青铜制成的，厚板为0.15mm。所提供的全部压力为1kg。

在此相反，普通的板簧则产生面压力压向顶板2的顶面，因而力不集中在需要保证压紧的邻近喷墨孔和墨水通道的部位，而是分布在顶板2的顶面上，另外，也难于向形成墨水通道7的墨水通道的壁7b施 加均匀的力。

然而在此实施例中，板簧4具有一个宽度为0.15mm的线压力作用部分6，因此，均匀的压紧可以基本作用在形成喷墨孔和墨水通道区域的整个宽度上。因此，可以保证防止在相邻墨水通道7间产生间隙。

因此，根本消除了喷墨不稳定的问题。

在顶面最好设置中心孔4C，因为这样可使力更加集中在线压力作用部分6上。

图7所示为另一实施例，其中，线压力作用部分6先弯离顶板2，然后再向顶板2弯回，因此，基本呈“V”形。由于这种结构，线压力作用部分6本身比图1实施例更具弹性，因此，压紧力更易于调节以便使压力更为均匀。

图8是图7所示结构的局部放大剖面图。在此例中的顶板400具有一孔板404b，在孔板404b上形成喷墨孔，还具有一前板404C。前板404C与孔板的外周为一整体并伸出底板100之外。本发明可方便地应于于这种记录头上。

在这种情况下，板簧500的线压力作用部分501的外表面与前板404C的外表面接触。当线压力作用部分501向下压力时，一部分力会向外发散，但是上述结构有效地限制了力的向外发散，因此，压紧力全部向下作用，这样保证了均匀的压紧。

在此实施例中，进墨孔1500可与板簧上的孔500接合以保证线压力作用部分6的定位精度。最好再设置可与其上的孔接合的凸起以便使线压力作用部分6正确定位。

在图8所示实施例中，从喷墨孔9的端部至墨水通道和共用墨水室间边界的距离为0.4mm。线压力作用部分6的放置使它压紧与喷墨孔9相距0.3mm的部分。

线压力作用部分6的作用位置并不局限于本例的情况。但是，起码要压紧由底板和顶板2或12间联结而形成的墨水通道区域。另外，最好要压紧接近于喷墨孔的区域，最好还要压紧喷墨孔区域。

最好特别要使板簧4的线压力作用部分6所提供的压紧区域覆盖墨水通道与喷墨孔连通的整个区域，如图9所示。

线压力作用部分6最好覆盖形成喷墨孔的区域的整个宽度或其内部的区域的整个宽度，以便形成适当的压紧。

在此实施例中，板簧的顶部不与顶板2的顶面接触，因此，板簧顶部并不压着顶板2。这样线压力的作用较稳定，但是，板簧的上述顶部也可以作用压力。在任何情况下，当压紧零件时压紧力都可以使用线压力来集中压紧力。可以用均匀的压紧或限制压力来压紧邻近于喷墨孔的顶板和底板。因此，相邻通道可以由完全地与底板接触的墨水通道壁来完整地分隔。因此，喷射压力不会串通相邻通道微滴的墨水喷射很稳定，因而总是可以提供优良的印刷质量。

现在对照图10和11描述记录头的装配。

图10所示剖视图表示在顶板和底板联结好后以及由限制弹簧的作用而相互压紧接触后，邻近喷墨孔和墨水通道的加热板。

在图10中，标号421和422代表孔;标号411和412代表与孔相连通的墨水通道。墨水通道又与用于形成一共用墨水室的凹口430相连通。

在此实施例中，顶板400由聚砜，聚醚砜（Polyethersulfone），聚苯醚（Polyphenylene    oxide，聚丙烯等对墨水具有良好抵抗性的材料制成，是与孔板404在一个模中同时整体模制的。

现在描述墨水通道的槽411和412以及孔421和422的形成方法。

墨水通道的槽是由其有机加工等方法制成的槽的相反形状的树脂模所形成的。使用这种模可以在顶板400上形成槽411和412。

关于孔421和422，是在顶板从模中取出后，从顶板的墨水通道一侧向孔板404内投射紫外激光束而形成的。由于激光束的照射，树脂被除掉即蒸发了，因而形成了孔421和422。

在此实施例中，槽宽40微米，壁宽23.5微米。墨水通道的高（深）为40微米。在图中为简化只画了两条槽，但实际上，有90条槽，由激光束形成的孔有74个。孔板404的厚度a在10-60微米范围内变化。爪的尺寸b，即，墨水通道的槽的端面441和孔板404的内表面之间的距离在3-50微米的范围内变化。

当使用激光束制孔时，在通道411（412）中的孔421（422）位置的变化是由改变在墨水通道前端441圆孔的底端和与加热板100的接合面之间的距离C来实现的，其变化范围是2-10微米。

所生产的顶板的可变化尺寸a，b和c如表1所示。

在1-8号试验中，孔板404的厚度a为20微米，距离c为5微米，而爪的尺寸b在3-50微米的范围内变化。

在9-15号试验中，爪的尺寸b为10微米，距离c为 5微米，而孔板404的厚度a在10-60微米的范围内变化。

在16-18号试验中，孔板404的厚度a为20微米，爪的尺寸b为10微米，而距离c在2-10微米的范围内变化。

曾使用上述各种尺寸的顶板装配记录头，其制造方法如前所述。已证实，在1-18号试验和9-22号试验中，由限制弹簧在各记录头中形成顶板的通道壁和加热板之间的间隙基本为0微米。

现在描述对记录头的评价。做为对照例，表1中有爪的尺寸b为0微米的情况（普通结构）。

评价是对以下三个方面做出的：（1）可成形性，（2）形成孔的难易，以及（3）记录头的性能（串通和印刷质量）。关于可成形性，所要考虑的是，如果顶板的孔板404的厚度a太小，那么在模制时树脂流就会不足，因而不能形成所需形状。关于形成孔的难易，所要考虑的是，如果激光束的任务太重，即，厚度a和尺寸b的和a+b太厚，那么由于激光束的功率有限，孔的所需尺寸或形状就不能形成。关于串通，要进行印刷操作，并通过观察来评价印刷结果。

在1-8号试验中，孔板404的厚度为20微米，距离c为5微米，而爪的尺寸b是变化的。1号记录头，爪的尺寸b为3微米，显示了足够的可成形性，孔的形成良好，但是有串通现象，印刷质量不好。2号记录头，爪的尺寸b为5微米，与1号记录头相比，串通现象不那么频繁，然而有时还有串通现象，印刷质量不很满意。考虑到，这是因为爪的尺寸b很小，因而取决于加热板和顶板间联结情况的变化，在某些地方，爪未与加热板接触，因此，喷射力串通入相邻的通道。

3-6号记录头，爪的尺寸为10-30微米，显示良好的可成形性，孔的形成良好，未产生串通现象，印刷质量良好。7号记录头，爪的尺寸为40微米，显示良好的可成形性，未产生串通现象，印刷质量良好，但孔的形成困难。这是因为激光束的任务是60微米（爪尺寸40微米加上孔板的厚度20微米）。因此，要得到所需尺寸的孔，需增加激光束功率和加工时间。在8号试验中，爪的尺寸为50微米，尽管以各种方式调整激光，但是未能制出所需尺寸的孔，因而未能评价印刷质量。

在9-16号试验中，爪的尺寸b为10微米，距离c为5微米而孔板的厚度在10-60微米的范围内变化，对其的评价如下。当孔板的厚度为10微米时，树脂不能形成10微米厚度（树脂不能流入模，因而无法模制孔板），因而无法做出评价。10-15号记录头，孔板厚度为15-50微米，显示良好的可成形性，孔的形成容易，未产生串通现象，而且印刷质量良好。然而，16号记录头，孔板厚度为60微米，由于激光束的加工任务是70微米，故未能用激光束加工成孔。因而印刷质量无从评价。

在16-18号试验中，爪尺寸b为10微米，孔板厚度a为20微米，距离c分别为2微米，3微米和10微米。距离c分别为2微米和3微米的17和18号记录头产生了串通现象。17号记录头情况较差，而18号记录头产生少许串通现象，印刷质量还好。

其原因分析如下：虽然加热板100和顶板400由限制弹簧加压接触，但尺寸c很小，因此，从结构上看强度不够，结果喷射力串通到邻近通道。尺寸c为10微米的记录头，未显示任何印刷质量上的问题。

在19-29号试验中，爪的尺寸为0微米，所有记录头都有串通现象，印刷质量不好。因此，显然可以看到，没有爪，就不能充分地消除串通现象。

总之，从产生串通现象的观点来看，爪的尺寸b最好不小于5微米。从可成形性的观点来看，孔板的厚度a最好不小于15微米，而从使用激光束形成孔的观点来看，a+b的和最好不大于60微米。

距离c最好不小于3微米。

现将试验结果总结如下：

（1）20微米≤a+b≤60微米

（2）b≥5微米

（3）c≥3微米

如果满足上述条件，则记录头不会产生串通现象且印刷质量良好。

如上所述，带有爪的顶板结构，可使喷墨记录头消除串通现象且印刷质量良好。另外印刷产量增加。另外，制造成本下降。

如果采用爪结构，同时采用线压力作用部分6，那么其协同效果是所装配出的记录头可以十分稳定，因此，最好综合采用这两种结构。（表1见文后）

图11表示加热板100和顶板400联结和固定情况之一例。如图所示，为简化起见前档板即线压力作用部分501和顶板的孔板部分404在图中用虚线表示。另外，也是为简化起见加热板上的布线情况没有画出。如前所述，为了在加热板100和顶板400之间的对准，加热板100的一个端面被紧贴于孔板404。在此时， 沿顶板400三个周边尺寸上施加粘接材料405。

然后，用粘接剂306将结合在一块儿的顶板400和加热板100固定在支承板300上。

在这种状态下，两个零件（加热板100和顶板400）仅在周边部分而未在墨水通道处粘接，因此这样的压紧接触是不够的。然后，用限制弹簧500向顶板400的顶面施加弹力。将限制弹簧的侧腿的爪507插入支承板300的孔307将它们压紧，借此向顶板400的顶面施加机械压力。这样上述两零件即有足够的压紧接触。限制弹簧500有一孔520，以插入连接顶板400的进墨孔和供墨容器600的供墨孔的供墨管。

在上述的记录头的制造过程中，没有将孔板（形成喷墨孔的零件）粘接到其它零件上去的粘接步骤。因此，不需要在粘接时的定位。另外，没有使用粘接剂，可以防止墨水通道被粘接剂堵塞。

现在对照图12A，12B和12C描述本发明的进一步改进。当用粘接剂粘接第一个底件1和第二个底件2时要求很高的模制精度以便消除第一个底件和第二个底件间的倾斜或偏离。

但是，当在第二底板上形成的墨水通道壁404b的布置方向的倾斜不同于共用墨水室8后端的壁400a的倾斜时，也就是说当制造精度不高时，与第一底板的接合面就不均匀。如果发生这种情况，第一底板和第二底板不进行现场处置就对不准。这时，墨水就可能进入间隙，或者当喷墨水时气泡提供的压力就会穿过间隙，因此，墨水微滴的喷射能量就被浪费，从而降低了印刷质量。

另一方面，在第一底板和第二底板之间的间隙中的粘接剂的厚度有时是不均匀的，这样，从记录头一零件来的漏墨就会贴污装置中的电路，从而引起故障。

在图12A-12C所示的实施例中，在构成共用墨水室的第二底板的壁上和在与第一底板的接合面的一部分上有一凸起。

按照此实施例，凸起有效地保持了墨水通道的平行度，因此，在墨水通道壁表面和第一底板之间的压紧接触得到改善，从而改善了墨水微滴的喷射性能。

另外，在第一底板和第二底板联结时，不必使用粘接剂，因此可能堵塞墨水通道的粘接剂的膨胀就不会发生。

在图12A中，顶板400具有墨水通道7，形成共用墨水室8的凹口404a以及壁404b和404d。具有与墨水通道7连通的喷墨孔9的孔板421整体式装在顶板400上。构成共用墨水室8的壁400a的后端部设有预定高度的凸起1。凸起1设在共用墨水室8的后壁400a的预定区域，最好是在后壁400a的中心。这样，当与底板100联结时就有良好的平衡。

然后，相对于墨水通道壁404b的线性布置，在凸起的一点上施加力，因此，不必再顾虑底板和顶板间的倾斜或偏离。

另一方面，顶板400的壁404b的厚度比其用墨水室8的壁400a的厚度大d，因此，形成一台阶。该台阶形成一间隙，当底板100和顶板400之间接合时，粘接剂可通过这个间隙进入。

凸起1的高度d基本相应于图10中的台阶c。因此，如图12B和12C所示，施加在底板100和顶板400之间接合面周边的粘接剂均匀地进入底板100和顶板400的接合面。

在此实施例中，顶板和孔板是整体模制的，防止了粘接剂对孔和墨水通道的堵塞。

图13表示线压力作用件的改进实施例，其中，左，右侧的力均匀分布，因而实现了相邻喷墨孔的压紧。线压力作用件的形状并不局限于上述各实施例的形状，但是在此实施例中，施加力的位置可以是分开的。

图14A，14B和15是结合图2描述的结构的放大图。在图14A中，标号400代表顶板（限定墨水通道的零件），其上设有构成与喷墨孔9连通的墨水通道的槽;标号100代表一加热板，加热板具有一加热器100A（产生喷射能量的零件），用于产生喷墨的能量;标号1600代表悬臂结构的墨水导管，悬臂结构与从墨水容器向顶板400的进墨孔1500输送墨水的供墨管2200是整体形成的。顶板400和加热板100受上述板簧或限制弹簧作用而压紧接触。墨水导管1600和供墨管2200与供墨件600（图2）是整体的，是喷墨记录头的一构成零件。

图14B表示-喷墨单元的示意立体图。由墨水导管1600的挠曲产生的弹力作用于顶板的进墨孔1500，使墨水导管1600的一端与进墨孔1500压紧接触。做为一例，上述挠曲产生的力大约为100-200克。以这种方式，墨水导管的自由端压紧接触限定墨水通道的零件，另一端固定于做为压紧接触基础的供墨件，这样构成了一种悬臂结构。

墨水导管1600，供墨管2200和供墨件600是由树 脂材料如聚砜整体模制的，但是，由于结构上的原因，只通过模制很难形成完整的供墨通道，因此，将一密封销602压配在供墨管2200中以形成封闭的供墨通道。当将供墨件600装入喷墨盒时，墨水导管1600的端部压紧接触于顶板400。为了改善压紧接触，一种密封剂如PSE    BLack（商品名称，可从日本Toshiba    Silicone    Kabushiki    Kaisha买到）可施加在压紧接触区，这种密封剂可以同时保护用来建立电气连接的粘结接线点。

在供墨管2200的一端设有一过滤器700，该端压紧在墨水容器内的浸透墨水的泡沫材料上。

图15表示供墨容器的结构。

在此实施例中，供墨容器600，与顶板400一样，是用对墨水有良好抵抗性的树脂材料模制的。供墨容器600具有一个过滤器700熔化接合于喷墨盒的进墨孔600a，供墨容器600定位并固定在记录头上，当定位时，定位销600b已模制在供墨容器600上，定位销600b插入支承板300的一个通孔内，将定位销熔化接合在支承板300的背面。在此实施例中，供墨容器600和过滤器700之间，以及供墨容器600和支承板300之间的连接是由熔化接合实现的，但是其间也可用其它方法固定。但是，如果在供墨容器600和过滤器700之间的连接使用粘接剂，则粘接剂可能进入过滤器700的网孔，因此，很难保证有效的面积。但是在此实施例中，在过滤器的熔接中，供墨容器的熔接过滤器的部分设有一凹口600c，用于过滤器的定位，如图15所示，在熔接之后，凹口600c保护过滤器700。因此，即使供墨容器600频繁更换，过滤器也不会脱开。

因而如图2和3所示的喷墨盒可以用如上所述的方法与供墨零件一块制造。而且使用这种喷墨盒可以制成喷墨印刷器，或具有可再次使用的喷墨盒的喷墨印刷器。

在前述各实施例中，记录头本体与供墨源是整体的，但它们也可以是分离式的，此种情况下，供墨源是可以自由使用的，但是，它们两者都可以是可以再次使用的或者可以自由使用的。甚至记录头是固定式（不可自由使用的）时，记录头的简单结构和低成本也可有效地降低印刷器的成本。

按照图14和15的实施例：

（1）无需使用软管，因而可省去管道连接步骤，由于无需使用软管，可降低制造成本。

（2）由于采用了悬臂结构，墨水导管的变形不仅有效地将墨水导管本身压紧于顶板，而且也将顶板压紧于加热板。因此，防止了墨水通过接合部分的泄漏，也防止了空气的进入。

（3）设置过滤器时不会通过墨水导管的端部暴露在外，因而不会进入外界杂质，墨水的供应可以顺利进行。

图16和17表示克服以下问题的改进实施例：因粘接剂的固化收缩而引起的定位偏差或应力;因粘接剂引起墨水通道的堵塞或变形，从而引起的不正常喷墨，墨水与粘接剂直接接触而引起的墨水变质;由于粘接剂的膨胀而形成的顶板和加热板间的间隙，从而引起的串通的现象。

在图16中，与顶板1300整体模制的孔板400由虚线画出，为了简化而未画加热板上的布线图。在孔板400上以下述方式形成喷墨孔，即喷墨孔基本沿顶板1300和加热板100间的连接部分和在液体通道1300d之前布置。

加热板（底板）100和顶板1300之间的对准是用将加热板100的一端靠紧孔板400的方式实现的。将粘接剂1300c施加在暂时粘接部分（两个部分），暂时粘接部分布置在顶板1300的两个外端（共用墨水室1300e的外端的形状基本为三角形或梯形，如图中所示，然后，将液体通道和电热换能器对准，将其暂时粘接在一起。

在此实施例中，粘接材料1300c的暂时粘接部分的位置不设置在墨水通道的形成区域，也不设置在顶板1300和加热板100的接触区域（这两个区域在此实施例中由槽1300b分开），因此防止了粘接材料1300c或密封材料流入液体通道1300d和共用墨水室1300e。

图17表示图16所示结构的改进。此实施例与图16实施例有下述不同：在图17所示实施例中，顶板11300设有一台阶，借以分开上述两区域。用粘接材料将加热板100粘接于支承板300，粘接材料施加在支承板300的加热板100的两侧和/或顶板1300的两端，将其粘接在一起。与图16所示实施例相似，防止了粘接剂流入液体通道和共用墨水室1300e。

本发明特别适用于日本佳能株式会社研制的气泡喷墨记录头和记录装置，这是因为可以使图象实现高密度和使记录圆满完成。

典型的结构和工作原理公开于美国专利4，723，129和4，740，796号。这种工作原理可用于所谓根据 需要式（on-demenddtype）记录系统和连续式记录系统，但是特别适用根据需要式记录系统，因为其工作原理是，向放置在液体（墨水）保持片或液体通道的电热换能器施加-驱动信号，该驱动信号可产生超过成核沸点的快速温升，借以通过电热换能器提供热量，以便在记录头的加热部分产生薄膜式沸腾，从而在液体（墨水）中产生相应于每个驱动信号的气泡。由于气泡的发展和崩溃，液体（墨水）喷出喷墨孔，产生至少一个墨水微滴。驱动信号最好是脉冲式的，因为气泡的发展和崩溃可以在瞬时完成，因此，液体以快速的反应喷出。脉冲式驱动信号如美国专利4，463，359和4，345，262号公开的那样。另外，加热表面的温升速率最好如美国专利4，313，124号公开的那样。

记录头的结构可以如美国专利4，558，333和4，459，600号所公开的那样，其中，除了在上述各专利中所公开的喷墨孔，液体通道和电热换能器的综合结构外，还在一弯曲部位设置了加热部分。另外，本发明适用于日本专利申请公开号123670/1984中所公开的那种结构，其中，使用一条公开裂缝做为许多电热换能器的喷墨孔。本发明也适用于日本专利申请公开号138461/1984所公开的那种结构，其中，相应于喷射部分形成一个吸收热能压力波的开口。这是因为不论记录头的种类如何，本发明都可以可靠地，高效地进行记录工作。

本发明有效地适用于所谓全线式（full-line    type）记录头，这种记录头的长度相应于最大的记录宽度。这样的记录头可以具有单一的记录头或许多结合在一块覆盖整个宽度的记录头。

另外，本发明适用于串列式记录头，其中，记录头固定在一个主要组件上。本发明也适用于可更换的电路块式记录头，这种记录头与主装置有电气连接，装在主要组件上向其输送墨水。本发明还适用于盒式记录头，这种记录头具有整体式的墨水容器。

最好设置用于预备操作的复位装置和辅助装置，因为这些装置可使本发明更稳定地工作。这些装置有记录头的封顶装置，记录头的清洁装置，压紧或吸力装置，喷墨电热换能器或喷墨电热换能器及另外的加热装置共同组成的预热装置，以及可使记录工作稳定的喷墨预备装置，喷墨预备装置本身不是用于记录工作的。

至于可安装的记录头的种类，可以是相应于单一墨色的单一记录头，也可以是具有不同墨色或密度的多个记录头。本发明可有效地应用于至少具有下述方式之一的装置;主要是黑色的单色方式;有不同颜色墨水材料的多色方式，以及全色方式，全色方式可以是整体形成的记录单元或多个记录头组合而成，以便综合提供各种颜色。

另外，在前述实施例中，墨水都是液体的。但是也可以用在室温以下固化而在室温液化墨料。由于在喷墨记录系统中，墨水控制在30℃-70℃的范围内以稳定其粘度，以便稳定地喷墨。在这类的普通记录装置中，当施加记录信号时墨料在上述温度范围内是液态的。另外，由于要消耗热能用于墨从固态变成液态，所以绝对防止由于热能引起的温升。或者使用后留下的墨又固化以防止墨的蒸发。在这两种情况下，由于产生热能的记录信号的应用，墨被液化，从而使液化的墨可以被喷出。当墨到达记录材料时可开始固化。本发明适用于使用热能而液化的墨料。这种墨料可以以液态或固态留在如日本专利申请公开号56847/1979和71260/1985所公开的多孔板上形成的通孔或凹口内。这种多孔板面对着电热换能器。上述墨料中最有效的一种是薄膜沸腾系统。

喷墨记录装置可以用做如计算机等信息处理装置，与图象读出器等结合的复印装置或者具有信息输送或接受功能的传真机的输出终端。

虽然通过说明书中公开的各种结构详细描述了本发明，但是本发明并不局限于所述的细节，本申请的目的是包括在本发明的目的之内的各种改进或变型，即权利要求书的范围。

Claims (10)

1、一种喷墨记录头，它具有：

第一和第二零件，它们接合在一起以构成液体通道；

其特征在于：

一个压紧件，用于向所述零件之一施加线压力。

2、如权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于：所述压紧件的一个端部弯曲以构成施加线压力的部分。

3、如权利要求2所述的喷墨记录头，其特征在于：施加线压力的弯曲部分邻近于液体通道。

4、如权利要求2所述喷墨记录头，其特征在于：施加线压力的弯曲部分邻近于与通道连通的喷墨孔。

5、如权利要求2所述喷墨记录头，其特征在于：通道设有电热换能器。

6、如权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于：所述第一零件具有一整体式孔板，上述孔板设有一凹口，用于接合所述第二零件的一端。

7、一种喷墨记录头，它具有：

一个第一零件;

一个第二零件，它与第一零件接合以构成液体通道，所述第二零件具有一个形成喷墨孔的孔板，在其中形成一个与所述通道连通的喷墨孔，其特征在于：所述孔板的厚度为a，并设有尺寸为b的爪，所述孔板的喷墨孔的内端设置在离开所述通道相邻壁一个距离c处，满足以下关系：

b≥5微米

c≥3微米

20微米≤a+b≤60微米

8、如权利要求7所述的喷墨记录头，其特征在于，所述通道设有电热转换元件。

9、一种喷墨记录装置，其特征在于：具有如权利要求1所述的喷墨记录头。

10、一处喷墨记录装置，其特征在于：具有如权利要求7所述的喷墨记录头。

Images