CN1026964C - 油墨容器和具有油墨容器记录头盒 - Google Patents

Abstract

一用于盛纳油墨的油墨容器包括一外壳，一上述外壳内的内壳用于盛纳油墨，在上述外壳和内壳之间安置填料，以使油墨与外界条件的变化隔绝。

Description

本发明与用于喷墨记录装置中盛纳油墨的油墨容器以及与油墨容器成一体的记录头盒有关。

最近，一种喷墨的记录方法特别受到注意，其中，墨滴通过记录头的喷墨口喷出以进行清楚而有效地记录。一般说，有二种供墨系统。其中之一，是将油墨盛在具有铝真空镀膜外壳且可挠曲的软袋内，该软袋置在一壳体内组成了一可替换的墨盒。从该墨盒通过一供墨系统（诸如管子）输到装在喷墨记录装置内的记录头。而另一系统，油墨容器内盛纳吸满油墨的吸墨材料，油墨容器与记录头成一体，带有油墨容器的记录头整个可拆卸地装在该记录装置上，这就叫喷墨记录头盒。在后一种情况下，随着油墨的消耗，吸墨材料所产生的真空也随之增加。正如本申请发明人所发现那样，某些情况下不可能达到在记录头盒中无油墨的程度。

因此，设法在喷墨记录头盒中采用墨袋结构，或不放吸墨材料在记录头盒中盛墨的另一种结构，结果，油墨可更有效地使用。

然而，即使在油墨容器盒内，把铝真空镀膜外层软袋用作油墨容器，也难于产生正常的真空;因此，这种墨袋不适合整体记录盒（与油墨容器成一体），在采用具有弹性的墨袋情况下，可以利用它的弹性产生真空，这样就改善了供墨状况。但是，弹性的墨袋，根据它所采用的材料又会产生长期使用中油墨的蒸发、空气的引入以及由于外界条件变化而引起油墨性能的改变（诸如粘度改变、沉淀）等问题。当记录头在记录材料的宽度方向对记录材料移动扫描时，墨袋可能会在记录头盒内移动（摆动或振动），这会影响到供墨。

在利用热能喷墨的记录头类型中，油墨被油墨中瞬间产生的气泡喷出，其中产生气泡的油墨通道尺寸和喷墨口尺寸是小的，油墨的性能和油墨的喷出状态对油墨的喷出量有比较重大的影响。

当油墨粘度高时，所产生的喷出墨滴的气泡不够，结果只能排出较少量的油墨滴。即使产生足够多的气泡，如果粘度高，而对应所产生气泡的油墨量并不够，结果喷出墨滴所描的图之深浅随着油墨的性能诸如粘度等的变化而变化。当油墨温度低时，粘度就高，通过油墨内水份的蒸发，粘度也会增加。

当油墨内含有微小的空气泡时，这些微小空气泡就会阻碍能促使喷出油墨的那种气泡产生，这样就减小了墨滴内的油墨量。此外，气泡和油墨的混合也减少了墨滴中的油墨量。油墨中的小气泡合在一起变成较大气泡，它会阻滞油墨通道内的油墨流动。

因此，本发明的一个主要目的是提供一油墨性能几乎不变的油墨容器，借助该容器则所描的图质量就高且稳定不变。

本发明的另一目的是提供一使油墨一直保持在适合喷墨条件下的油墨容器。

本发明还有一目的是提供一由油墨容器与油墨容器成一体的喷墨记录头盒以及提供一可与油墨性能保持稳定的油墨容器或记录头盒一起用的喷墨记录装置。

根据本发明的一个方面，所提供的用于盛纳油墨的油墨容器有：一外壳;在外壳内用于盛纳油墨 的内壳;在上述外壳和内壳之间安置了填料以隔绝油墨不受外界条件的变化影响。

根据本发明的另一个方面，所提供的记录头盒有：用于盛纳油墨的油墨容器包括一外壳，一内壳，在上述外壳内用于盛纳油墨，在上述外壳和内壳之间安置了填料以隔绝油墨不受外界条件的变化的影响;一记录头用于从上述油墨容器喷出油墨以及用于把上述油墨容器和上述记录头连成一体的装配装置。

根据本发明的再一个方面，所提供的用于通过喷墨有效进行记录的喷墨记录装置有：一记录头盒，它包括一用于盛纳油墨的油墨容器，上述容器包括一外壳，一内壳，在上述外壳内，里面盛纳油墨，在上述外壳和内壳之间安置了填料以隔绝油墨不受外界条件的变化影响，一用于从上述油墨容器喷出油墨的记录头;用于把上述油墨容器和上述记录头连成一体的装配装置以及于接纳上述记录头和上述油墨容器的平台部分。

根据本发明，油墨容器有一用于盛纳油墨的外壳和内壳，在外壳和内壳之间的空间充满了填料，这样油墨是绝热的，填料能有效防止空气进入油墨内或油墨蒸发，所以装在里面的油墨能稳定地维持在正常状态而不会出现记录性能的恶化，此外也改进了所使用油墨的效率。

通过对本发明最佳实施例下述描述再结合附图一起考虑，本发明的这些目的、特点以及优点就会变得更加明显。

图1是根据本发明的实施例的一记录头头盒的透视图。

图2是根据本发明一实施例的一记录头盒的顶视图。

图3是根据本发明另一实施例的一记录头盒的顶视图。

图4是根据本发明又一实施例的一记录头盒的顶视图。

图5是根据本发明再一实施例的一记录头盒的顶视图。

图6是带有图2-图5所示记录头盒的一喷墨记录装置一实施例的透视图。

参照图1，所示的记录头盒有一记录头和与其成一体的油墨容器，如图所示，记录头盒IJG主要由一记录头1300和一油墨容器1000组成，它们形成一个整体。记录头盒IJG如图6所示，例如，是可拆卸地装到喷墨记录装置上，当油墨容器1000内的油墨用完时，可以用一新的记录头盒替换。

在图1中，记录头1300有一图中未示出的基板、若干电热转换器件和驱动电路。在基板上装有一具有合适槽的顶板，形成了相应于电热转换器件的喷墨口和油墨通道以及与油墨通道相通的公共腔。在图1中所示为具有喷墨口1300N的喷墨口表面。

从图2，3和4中会明白，油墨容器1000占据了记录头盒IJG的绝大部分而油墨盛纳腔位于其内。

图2是部分剖视的顶视图，在图2中，一油墨保留件900的作用是当油墨容器内压力改变时暂时保留油墨该保留件900有若干环形薄板或螺旋薄板901用以提供使油墨保留的一个槽或多个槽。一用于把油墨引到记录头供墨口的毡芯902，一用于突出薄的部分901以提供毛细管作用力的狭缝，以及一把油墨从毡芯902引来的连结部分。在具有暂保留件的此实施例和下一实施例中，相对于记录头的真空是由毡芯902来维持的。

保留件900安置在邻近容器1000的油墨盛纳腔并位于油墨盛纳腔和记录头1300之间的供墨通路中。它与油墨盛纳腔分开并且其周围环境通过空气通气管A2与外界空气相通。

如图2所示，油墨盛纳腔有一双壳结构。更具体地说，盛纳腔组成一油墨容器1000壳体的一部分。在盛纳腔内，有一具有与盛纳腔相似结构的内壳形式的内容器950。内容器950在油墨盛纳腔内的二个部位支撑着。除了内容器950外，盛纳腔内的其它部分充满了液体或粉状填料960。内容器950里面通过包围毡芯902的管道902A所提供的连接通道与周围环境相通。

综上所述，双壳结构和内外壳之间的填料借助它们所提供的绝热效应就能维持容器内油墨温度恒定，而与外界温度无关。甚至当记录头盒处于不用时，能防止油墨的水分通过壳体或连结部分蒸发掉。相反，进入油墨的空气就会减少。结果，油墨就维持在适合于由记录头喷出油墨的状态。

具有暂时保留件900的油墨容器结构，随着油墨的消耗，空气就进入容器950。因此，如果外 界温度发生突然改变，例如发生骤然温升，那么容器950内的空气就会膨胀，随之，油墨就被推出，但是油墨暂时仍留在保留件900内。然而，如不是通过油墨通过内容器950壳体内的消耗而使空气引入到容器950内，就会发生意想不到的空气膨胀。如果空气膨胀超过暂时保留件900的容量，油墨就会在记录头处漏出，所以为了防止把不需要的空气引入到内容器950内，在油墨容器950的外面周围填上填料是有利的。

最好，用作填料的液体有较大比热和非挥发的性质。作填料的液体粘度最好大，这样由记录头盒的记录移动所引起的其动作很快变小以至不会影响到它的记录操作。如果填料是粉状的，填料最好有万一有油墨从内壳950漏出时可吸收油墨的特性。

这些液体填料的例子包括11-庚醇，2-庚醇，3-庚醇，n-辛醇2-辛醇，2-乙基己醇，2-乙基丁醇，甲基酰胺乙醇，壬醇，乙二醇，二乙二醇，三乙二醇甘油，丙二醇，戊酸，硅油等。

填料粉的例子包括聚乙烯粉，聚丙烯粉，尼龙粉，聚苯乙烯粉，聚酰胺亚胺树脂粉，异丁烯酸树酯粉，粉状NBR，聚四氟乙烯树酯粉，聚氯乙烯树酯粉。

图3为根据本发明另一实施例的记录头盒的顶视图。在图3中，以可挠曲材料（诸如橡胶）制成的墨袋970形式来代替上述的内容器。与图2中实施例相似，在墨袋调节装置和墨袋970之间的空间充满了填料960。这样布置有同样的有利效果。填料960的存在缓冲了由于记录头盒记录移动而引起的墨袋的动作。特别是随着油墨消耗，空气和油墨的混合可能会增加，而通过记录头的振动就可防止空气和油墨混在一起。这样做就能排除空气进入油墨内。

在此实施例中，由多孔材料制成的吸墨材料设置在油墨容器内，更具体地说，吸墨材料6000放在内罐950，而油墨被保留在吸墨材料内。像上述实施例一样除了内罐950外，在内罐调节装置的空间充满了填料960。通过一通气管7000使内罐950的里面与空气连通。通气管7000的形状并不局限于如图4所示直线形。如果正常通气，就能避免内罐950的油墨泄漏。通过供墨管903，就可有效地把墨供到记录头1300处。使用这种结构形式，就可不使用图2和图4所示的油墨暂时保留件900，这是因为油墨已保留在吸墨材料内，所以能与记录头维持良好的压力协调，这就防止了从内罐950供油墨过量或供油墨不足的现象。

在单壳中，具有吸墨材料6000的普通结构中，如果外界条件突然发生变化或当在吸墨材料中油墨的分布改变或由吸墨材料所提供的真空条件改变，这样将使不可使用的残留的墨汁会增加。但是采用本发明的结构，使油墨维持极稳定温度，因此油墨容器内的油墨分布和真空条件不会有重大变化，这样便可稳定地供墨，减少了不能使用的残留油墨。

图5表明根据本发明又一实施例的记录头盒，该实施例相当于图2和图4实施例相加。在从内容器950到记录头1300的油墨通道内备有一油墨保留件900用于暂时保留油墨，在内容器950的一部分中充满了吸墨材料6000，使用这种结构，油墨供应处于良好状态，而在内容器950的吸墨材料可如图所示占其一部分或整个部分。

本发明使用一记录头和油墨容器做成一体的记录头盒，但是也使用油墨容器本身可拆卸地装在记录头上的油墨容器。换句话说，本发明组合了图2，3，4和5所示具有相同优点的油墨容器。本发明可在具有相同良好效果的墨盒。当本发明的结构用在墨盒时，填料可以是有良好吸墨性质的材料。因此，填料就用作残留油墨吸附层。

参照图6，所示为结合本发明的喷墨记录装置IJRA，一底座HC有一与导引螺杆5005的螺旋槽相啮合的销（未示出），螺杆5005通过与驱动马达前后转动相配合的一驱动齿轮5011而被驱动，然后，底座（HC）按照导引螺杆的转动，以箭头a和b所示的方向往复移动。图1和图2所示的记录头盒IJG装在底座HC上。用于定位记录头的结构以及在记录头和喷墨记录装置的主要组件之间建立电信号联系的结构在图6中为了简化都已省略。其详情已公开在已转让给本申请的受让人的日本专利申请公报1988年的No241081中。限定极5002用来限定记录材料诸如纸或OHP胶卷或类似物。由元件5007和5008所组成的一光耦合器的功能是检测底座的杆5006的出现以调转马达5013的转动方向。光耦合起到复原位置检测装置的功能。一支撑装置5016支撑一盖帽件5022用来封 住记录头的前侧。一抽吸装置5015的功能当盖帽封住记录头的前侧时把空气抽出盖帽。这样通过把油墨从喷墨口吸出使记录头的复原运转生效。一清理叶片5017由元件5019所带动，它们都支撑在主框架5018上。叶片也可以是另外一已知形式。当抽吸复原操作开始时，杆5012就动作，该杆随与底座相啮合的凸轮5020转动一起运动。马达的驱动力由一已知的传送装置诸如离合器等装置所控制。封顶、清理以及抽吸复原操作在底座HC位于复原位置区时借助引导螺杆5005就可进行。然而可用另一机构以定时方式来进行这些操作。

本发明特别适用在喷墨记录头和记录装置，其中由电热转换器，激光束等所产生的热能用来使油墨状态改变以喷墨或排墨。这是因为它可实现图形的高密度以及记录的高清晰度。

典型的结构和操作原理最好参考美国专利No4723129和4740796所公开的内容，该原理和结构应用到所谓即期型记录系统和一连续型记录系统，然而特别适合即期型，因为该原理是至少把一驱动信号加到一安置在一液体（油墨）保留板或液体通道上的电热转换器上，此驱动信号足以提供一快速温升避开其集结沸点，借助快速温升，电热转换器所提供的热能可在记录头的加热部分产生薄膜沸腾，从而相应每驱动信号就会在液体（油墨）中形成一气泡。依靠气泡的产生，发展到收缩，液体（油墨）就通过喷墨口喷出至少一滴油墨。驱动信号最好以脉冲形式，因为气泡的发展和收缩只能瞬间有效，因此液体（油墨）随着快速反应喷出。以脉冲形式的驱动信号最好以美国专利No4463359和4345262所公开的形式。此外，加热面的温升率最好如美国专利No431324所公开的那样。

记录头的结构可以用美国专利No4558333和No4459600所示的方式，其中，加热部分安置在一弯曲部分，而喷墨口、液体通道和电热传感器的组合结构如上述专利文件。此外，本发明还应用到日本专利申请No123670/1984所公开的结构中，其中一共同狭槽用作若干电热转换器的排墨口。本发明还应用到日本延迟公开的专利申请No138461/1984所公开的结构中，其中形成相应于喷墨部分设置一吸收热能压力波的开孔。这是因为本发明不管记录头的型号，都能高效和无误地执行记录操作。

本发明能有效应用到有相应于最大记录宽度的长度所谓实线式记录头。这种记录头可有一单个记录头和若干记录头结合一起以覆盖住最大宽度。

此外，本发明应用到一系列型号记录头，其中记录头可安装在主组合件上，还应用到一可替换的单片型记录头，此记录头与主装置电路上相连并当此记录头装在主组合件内时就能供墨，或者应用到与油墨容器成一体的盒式记录头。

最好在初次操作中设置复原装置和/或辅助装置，因为这些装置进一步稳定了本发明的效果。有关这类装置，有记录头的封顶装置、清理装置、加压和抽吸装置、可以是电热转换器的初步加热装置、一附加加热元件或者它们的组合。另外，用于初步喷墨的装置（不用于记录操作）能稳定记录操作。

至于说到装在设备上记录头的品种，它可以是相应单色油墨的单一记录头或相应于有不同记录颜色或深浅的若干种油墨的多个记录头。本发明可有效地应用到至少有一单色主要为黑色的绘图装置，也可应用到不同色油墨的多色绘图装置和/或用多种色混和的全色绘图装置，该装置既可成整体式记录装置也可是多个记录头的组合。

另外在上述实施例中油墨已是液体，然而，油墨可在室温以下是固体而在室温为液体。因为油墨控制在不低于30°和不高于70℃下可稳定油墨粘度以使此种常用记录装置中油墨稳定地喷出。当本发明使用其它种油墨时不管用那种油墨在记录信号温度范围内油墨是液体。其中一种，通过消耗热能即把油墨从固态转变到液态就能防止热能引起的温升。另一种当油墨留下时，使其固化以防止蒸发。在上述任何一种情况下，应用记录信号产生热能，使油墨液化，液化的油墨可喷出。另外一种油墨在其到达记录纸时开始固化。本发明也适用于那种用热能来液化的油墨。正如被延迟公开的日本专利申请No56847/1979和日本专利申请No7126/1985所公开的，这种油墨可以作为液体和固体料保留在多孔板的通孔或槽内。多孔板面向电热转换器，上述油墨中最有效的一类是薄膜沸腾系。

喷墨记录装置可以用作一信息加工装置的输出端，诸如计算机等的输出端，或用作结合图像读出器的复印机或用作具有信号接送功能的传真机。

从上文内容会明白，本发明采用了双壳结构，而油墨就盛纳在内壳中。内外壳之间充有填料使容器内的油墨绝热。此外，要防止把空气引入到油墨内或防止油墨蒸发。结果，油墨能保持在良好的稳定条件下，所以油墨可有效地用完且能进行正常的记录工作。

本发明已参照公开的结构进行了说明，但并不局限于所述内容，凡是在下述权利要求范围之内或为了改进目的的改型都包括在本申请的保护范围内。

Claims (7)

1、成一整体的记录头盒包含有：

一包括一外壳和一内壳的盛墨水部分，在上述外壳内用于盛纳墨水；

用于从上述盛墨水容器中喷墨的记录头部分；

用于连通上述记录头部分和上述盛墨水容器部分之间的墨水通道，以从上述盛墨水容器中把墨水输送到记录头部分；其特征在于备有具有绝缘或密封特性的填充料且安置在上述外壳和上述内壳之间，至少与部分上述墨水通道相接触。

2、根据权利要求1所述的记录头盒，其特征在于该填充料是显示出热绝缘性或密封性的液体或粉末。

3、根据权利要求1所述的记录头盒，其特征在于上述墨水通道设有一墨水吸收材料。

4、根据权利要求1所述的记录头盒，其特征在于上述的内壳是一由可挠曲材料制成的内胆。

5、根据权利要求1所述的记录头盒，其特征在于上述内壳是由刚性容器制成。

6、根据权利要求1所述的记录头盒，其特征在于上述盛墨水容器部分包括一至少在上述内壳和上述墨水通道相连的区域内的墨水吸收材料。

7、根据权利要求1所述的记录头盒，其特征在于上述填充料的功能是吸收残余的墨水。

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