CN1172016A - 喷墨记录装置及墨盒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种喷墨记录装置,即使在供墨通路一部分上具有易留气泡的界面的喷墨打印机中,也能够容易地排出供墨通路内的气泡,此外,即使在气泡没有完全排出时,气泡也不会堵塞供墨通路。在具有排出记录用油墨的喷嘴57,并根据记录内容排出墨滴的记录头55,和与贮存记录用油墨的贮墨部30相连的供给管66的喷墨记录装置中,在记录头55与供给管66相连接部分生成的界面151上游侧设有多个窄流通路67。此外,窄流通路67设在与界面151保持给定距离的位置上。

Description

喷墨记录装置及墨盒

本发明涉及一种由记录头喷射墨滴并记录到被记录部件上的喷墨记录装置，特别是涉及一项防止因气泡混入供墨通路内，阻止墨滴正常喷射的技术。

以往，这种喷墨记录装置是由记录头、接收油墨的油墨容器、将油墨容器与记录头相连的供给管等构成。一般地，油墨容器是由包含橡胶件或多孔质部件的塑料盒等构成，当喷墨记录装置长期不用于打印时，因空气渗透，会在内部蓄积气泡，从而气泡会流入供给管内。此外当不注意摔落等现象产生的比较大的冲击作用于记录装置上时，供给管内也会产生气泡。再者，在能更换油墨容器型的喷墨记录装置中，在油墨容器更换时气泡也会流入供给管内。另外还有含在油墨中的氮随着温度上升也会产生气泡。

希望将上述所产生的气泡排到记录头外，例如，在美国专利4,967,209中公开了一种喷墨打印机，它采用针件推压油墨容器的后端部，以排出喷嘴附近粘度高的油墨或记录头内气泡(下称其为启动加注动作)的复原装置。此外，公知的还有用罩盖住喷嘴，通过与罩连通的泵抽吸记录头内气泡与周围油墨，同时排出气泡的复原处理方法。

对于上述方法存在着不能除去供给通路内气泡的情况。作为供给通路内停留气泡的主要因素是：在供给通路内存在着不流通点(即使压力加到供给管内流速几乎为0处)的情况，气泡会留在此流速较低处，即使采用前述复原处理也不能除去气泡。此外，为了完全除去气泡，必须更多地排出与气泡在一起的油墨。

下面，用图16说明易留住气泡的供墨通路情况的一例。图16中，序号155为记录头，它具有与喷嘴连通的油墨入口158。序号153是供给管，用于将存在油墨容器内的油墨供入记录头内，供给管具有连接记录头155的供给口152。将记录头155插入供给口152后，周围用粘接剂159密封固定，由此形成将油墨供给喷嘴的供给通路。

在这种供给通路中，在记录头155与供给管153连接部形成供给通路断面积不连续变化的界面(台阶151)，从而在此部分易停留较大气泡168。因为较大气泡168与油墨通路壁面相接触的面积也较大，当移动气泡168时所产生的阻力也增大，正如上述，即使进行复原处理，停留在连接部的气泡也不能完全排出。此外，在气泡排出较好的情况下，需要多排出油墨，白白地浪费了油墨。

此外，能从上游一侧流动的较小气泡169也被留在此部分的大气泡168吸住，更增大了气泡的尺寸。在最坏情况下，气泡横跨界面整个区域地增长，会塞住油墨入口158。这样，油墨不会供给记录头155，存在着不能完全打印的重大问题。

在这样的一部分上形成台阶状的供给通路外，作为具有气泡易停留的界面的供给通路，提供了在供给通路一部分上设有防止异物流入下游一侧的过滤器，但存在着较大气泡易停留在过滤器前面的同样的问题。

本发明的目的在于提供一种克服上述缺陷的喷墨记录装置，它能够比较容易地排出气泡，即使在气泡不能完全排出时，也能防止因气泡、油墨不能供给记录头的问题。

本发明的喷墨记录装置具有贮存记录用油墨贮墨部、具有排出所述记录用油墨的喷嘴的记录头、及将所述贮墨部与所述喷嘴相连的供给通路，至少在所述供给通路的一部分上具有其断面积从上游一侧向下游一侧不连续减少的界面，其特征在于，在所述界面上游侧的供给通路内，具有由与油墨流动方向大致平行布置的多个壁面构成的窄流通路，所述壁面的下游侧端部设在与所述界面保持给定距离的位置上。

采用本发明，在易存气泡的界面上游侧的供给通路内设有由与油墨流动方向大致平行布置的多个壁面构成的窄流通路，所以通过复原手段，对墨流通路内油墨抽吸或加压之际，墨流通路内气泡通过此窄流通路被细化，朝界面下游侧的流动变得容易了，能更确保排出气泡，从而能防止大气泡停留在墨流通路内的现象。

窄流通路的断面可以是三角形或四角形那样的非圆形形状，这样至少在一处具有角状的话，即使窄流通路内气泡增大，气泡不会占满此部分。特别是，由于形成窄流通路的壁面下游侧的端部设置在与界面保持给定距离的位置上，从而在此端部与界面间难存气泡。因而，即使气泡停留在窄流通路内，从窄流通路的角部，沿着形成窄流通路的壁面下游侧的端部将油墨供给界面下游侧，能够防止因气泡、油墨不能供给记录头的现象。

最好是，所述壁面下游侧的端部与所述界面的距离为0.05～0.5mm，如设定在此范围，即使气泡停留也能确保油墨确实供给记录头。

作为窄流通路较好的具体情况是，把梳齿状或格子状的壁部设在界面的上游、由壁部的壁面形成窄流通路的情况，或者是，将带多个贯通孔的多孔板设在界面上游侧的情况。即使在任一情况下，正如前所述，最好是如此形成的窄流通路的断面为非圆形形状。

特别是，在供给通路一部分上具有形成所述界面的长方形断面的开口时，此部分上易停留气泡，通过将梳齿状的壁部大致垂直地布置在所述开口的长边上，更容易排出气泡。

由于这样设置窄流通路，作为获得较好效果的位置是由所述记录头的油墨口与供给管的油墨入口相连部分所产生的界面或由设置过滤器的平面所产生的界面上游侧，其中，过滤器设在供给通路的一部分上，用于防止异物流入下游侧。

此外，在根据记录内容排出墨滴的记录头，和具有贮有供给喷墨头的油墨的贮墨部的喷墨盒中，即使在所述记录头与所述贮墨部相连的部分上设置多个窄流通路部，也能获得同样的效果。

图1示出适用本发明的喷墨打印机一例的侧面立体图，

图2示出适用本发明的喷墨盒一例的部分剖视的侧面立体图；

图3示出适用本发明的喷墨打印机另一例的部分剖视的侧面立体图，

图4是着眼于图2及图3实施形态的喷墨盒中供墨管的侧面立体图，

图5为图2喷墨盒的墨袋断面示意图，

图6为图5喷墨盒的A-A断面示意图，

图7示出本发明第1实施例的供墨通路窄流部的侧面立体图，

图8为从头部触点的进墨口侧(箭头C方向)看图7供墨通路窄流部的平面图，

图9为从上侧(箭头D方向)看图7窄流部头部触点的连接部分的平面图，

图10示出图7实施例中气泡排出状态的截面图，

图11示出本发明供墨通路窄流部的第2实施例，是从头部触点的进墨口侧看的平面图，

图12示出从上侧(箭头E方向)看图11的供墨通路的头部触点及窄流部的连接部分的截面图，

图13示出本发明供墨通路窄流部第3实施例，是从头部触点的进墨口侧看的平面图，

图14示出从上侧(箭头F方向)看图13的供墨通路的头部触点及窄流部的连接部分的截面图，

图15示出本发明的供墨通路的窄流部的第4实施例；

图16示出以上例中气泡停在供墨通路界面上的状态的截面图。

下面说明本发明的实施例。

图1是适用本发明的喷墨打印机一例的侧面立体图。喷墨盒1装在滑架2上，在电机3作用下，经皮带5由导引轴4引导着在记录纸6的记录方向上移动，并根据未示出的控制装置送来的记录数据进行打印。

图2为示出图1所示的喷墨盒1一例的部分剖视的侧面立体图。此喷墨盒1由头罩10、墨袋30及供墨套50构成。头罩10由PAR(多芳基化物)、PSF(多硫化物)、PC(聚碳酸盐)等透明部件构成，在它正面的右肩上，设有喷嘴板11，当装有后述的头部触点55时，喷嘴板11具有呈喷嘴的开口11a，在开口11a的周边设有贮墨槽12，在进行启动加注动作时，从喷嘴57喷出的油墨在其表面张力作用下会由贮墨槽12贮存，此时喷出的油墨在保持表面张力的状态下附着到此槽内部。从而，此贮墨槽12成为启动加注喷出油墨量的标准，把它作为标准在进行启动加注时，能够防止因过度启动加注造成的油墨无效损失，以及因启动加注动作不足产生的喷墨记录装置未复原的现象(喷嘴内高粘度油墨及气泡未排出)。

头罩10正面的下部设有注墨口13，不注墨时将螺栓14插入此口13内。所插入的螺栓14考虑为非橡胶材料，例如由尼龙件等构成，但采用聚酰胺等柔软树脂或金属球那样的材料也是可行的，它与后述的供墨套50中的螺栓60是同样的。在头罩10的背面形成后述的供墨管，在它的入口部分热融着过滤器15。过滤器15是由织成斜纹“榻榻咪”式的不锈钢网眼构成。在头罩10背面形成的供墨管与在供墨套50上形成的供墨管径O形环16相连接。即，O形环16由头罩10与供墨套50夹持着，形成供墨管的一部分。另外，在此头罩10的背面还设有多个与供墨套50相结合的销17。

墨袋30的材质例如是由丁基橡胶构成，它的前端如图示为圆形的开口31，在开口31的边缘形成衬垫部32。此衬垫部32由头罩10与供墨套50夹持着，并在滑架移动方向上形成长偏平状的或椭圆形的密封结构。在墨袋30的下侧还设有厚壁部分33。

供墨套50与头罩同样的，是由PAR(多芳基化物)、PSF(多硫化物)、PC(聚碳酸盐)等透明部件构成，在它与头罩10相对侧形成开口51，用于安放墨袋30。还形成接合孔52，头罩10的销17插入并固定于该接合孔52内，以使头罩10与供墨套50相结合。在供墨套50与头罩10相对着的侧部还形成与头罩10的喷嘴板11的开口11a同样的开口53，并在侧端还设有头部FPC(挠性印刷电路)接收部54。在这些开口53及头部FPC接收部54上安放头部触点55及头部FPC56。在头部触点55的一端形成多个喷嘴等间隔列状布置的喷嘴部57，而在另一端形成在喷嘴列方向有细长的、略为长方形状断面的油墨入口58。

头部触点55设置在位于头罩10背面的空间18内，喷嘴部57插入头罩10的喷嘴板11的开口11a内，且其四周被粘接固定。并且，油墨入口58插入到由供墨套50的供墨口构成的开口53内且其周围用粘接剂密封固定。头部FPC56的材质为聚酰胺，并与头部触点55由各向异性的导电膜导通，接点59例如是由两面带粘接固定到供墨盒50的FPC接受部54上。

在供墨套50的头部FPC接收部54的相反侧设有开口(图中未示)，螺栓60插入其内。突起状的把手61设在供墨套50的上部。在供墨套50的下侧还设有贯通孔(图中未示)，加压棒63插入此通孔内，在开始打印动作的初期或不能打印时，通过推压墨袋30的厚壁部33，外加压力于墨袋30内的油墨中，在供墨套50的头部FPC接收部54上设有相对滑架(图中未示)的定位销64，65，在喷墨记录装置装在滑架上时，是以此定位销64、65作为基本位置安装的。上述结构的喷墨记录装置基本由透明部件构成，从而操作者可见其内部，能预测墨袋内的墨余量，能够预先判断可否打印。

图5及图6是图2喷墨盒的墨袋30的断面示意图及其A-A断面示意图。如图所示，与加压棒63相接触的墨袋30的厚壁部33在墨袋30下侧的中央沿长度方向约为全长1/3的长度，在圆周方向为90°～180°的区域，它的壁厚为1～3mm，薄壁部为0.3～0.5mm的结构，此外在厚壁部33上设有导向部34，以在由加压棒63进行启动加注动作时确实推压厚壁部33，而厚壁部33在墨袋30内侧较厚。希望此厚壁部33即加压部分与供墨盒50间的间隙能尽可能小。墨袋30还可为沿滑架移动方向B的尺寸较大的偏平形状，并能使与厚壁部33协同动作的、由加压棒63启动加注动作时的变形成为一定。

图3示出图1所示喷墨盒1另一例的部分剖视的侧面立体图。是吸墨部由多孔质部件构成例的部分剖视立体图。图3所示的喷墨盒除了吸墨部外与图2的喷墨盒具有相同的结构，为此除吸墨部外的结构说明加以省略。

多孔质部件70的材料例如是由具有微细空隙的氨基甲酸乙脂泡沫构成，多孔质部件70是浸渍油墨的吸收体，它安放在供墨套50的开口51上。这样的吸墨部由多孔质体构成的喷墨盒由于不能进行启动加注动作，要用以下说明的方法进行复原处理。

即，作为记录装置的复原手段，例如罩住头部触点55的喷嘴57的部件(未示出)，与罩件连通的泵等构成的吸收手段(未示出)设置在图1所示的喷墨打印机的电机3上方。罩住喷嘴57后，通过吸收手段吸入罩内的喷嘴附近粘度较高的油墨或者油墨通路内的气泡进行抽吸排出而进行复原处理。

图4是着眼于图2及图3的喷墨盒中供墨管的立体图。供墨管66如图所示，形成于罩住墨袋30的头罩10及供墨套50上。作为本发明特征部分的窄流通路设在将供墨管66与头部触点55的吸墨口58相连接的供墨套50的开口(供墨口)处。以下参照图7～10说明本发明的一实施例。图7示出了本发明一实施例的油墨通路中窄流通路部的立体图，图8是从箭头D方向即从头部触点的吸墨口侧看图7窄流通路部的平面图，图9是从箭头C方向看图7窄流通路部并示出头部触点与窄流通路连接部分的平面图。头部触点55的吸墨口58的形状正如图8假想线所示，为高度h₂、宽度l的宽度方向为扁平的长方形，此外，与吸墨口58相连的供墨套50侧的开口高度h₁比h₂要大很多，在此部分形成大气泡易停留的界面151。

在供墨套50侧开口53内另一端上并排设置着多个细长壁部69，这些壁部69，在头部触点55插入开口部53内时，可以大致垂直地、交替地设置于长方形的吸墨口58的长边上。此外，这些壁部69的端面69a以保持给定距离d的方式设置于吸墨口58的端部(界面151)上。结果，在此界面的上游部分形成非常狭小的梳齿状通路67a(宽C、高h₁)。

图10示出本实施例的气泡排出状态的断面图。供墨管66内所存在的气泡68通过启动加注动作或抽吸动作向头部触点55侧移动，并由窄流通路部67a加以细化。由此，因朝吸墨口58流动时的阻力变小易流动，从而确实能够排出气泡。

对于具有宽度1为4.5mm，高度h₂为0.087mm吸墨口的记录头，将高度h₁为0.84mm，宽度C为0.3mm的6个窄流通路对着界面，并且实际上已确认形成在距离d＝0.015mm的位置上时，会获得良好的结果。即，在不具有窄流通路的供给管中，界面上会停留大的气泡，即使进行启动加注也不能完全排出气泡，而在持有如上所述的窄流通路的话，能够比较容易地排出气泡。

此外，在不持有窄流通路的供给管中，气泡会成长直至堵塞吸墨口整体，油墨不会供给记录头、不能继续进行打印，但在设有窄流通路时，即使气泡成长，油墨不会不供给记录头。另外，从界面与窄流通路的间隔d即使设定为0.05～0.5mm的范围，同样的，通过实验已能确认不会发生油墨不供给记录头的现象。

另外，此窄流通路67断面尺寸并不限于本实施例的尺寸，至少比上游侧产生的气泡直径大就可以，即，如在窄流通路的上游侧端部具有不停留气泡的尺寸，尺寸尽可能小也是有效果的。

图11示出从头部触点的吸墨口侧看本发明第2实施例的窄流通路形状的平面图，图12是从上看图11实施例中头部触点与窄流通路连接部分的平面图，其中上方向为箭头E方向。格子件82的材料例如是由PSF(多硫化物)等难浸油墨的塑料件构成，格子件82上形成格子状隔开的非常狭小的、连通的多个孔部并将其安放于备用盒80内。前述的格子件82并不限于由塑料件制成的，用不锈钢等金属制成也是可行的，使油墨从供墨管66向吸墨口58流动的方向并在备用盒80内分成格子状的部件也是可行的。供墨管66内存在的气泡因启动加注动作或抽吸动作向头部触点55侧移动，并由格子部件82细化，从而朝吸墨口58流动时的阻力变小，变得易于流动，因而确实能够排出气泡并能复原。

图13示出本发明窄流通路的第3实施例，是从头部触点的吸墨口侧看的平面图。图14是从图13的头部触点与窄流通路连接部分上方(箭头F方向)看的平面图。多孔板83的材料例如是由不锈钢等难浸入油墨的金属件构成，通过贯通的多个孔形成窄流通路67c，多孔板82安放到备用盒80中。备用盒80由供墨管供给油墨。窄流通路67c的断面为三角形，对于这种断面形状，在窄流通路67c内即使存在气泡，也能防止气泡完全堵塞窄流通路的现象。此断面形状并不限于三角形，能使球状气泡不完全接触窄流通路壁面的形状均可。此外，多孔板83也不限于金属制品，例如PSF(多硫化物)等难浸入油墨的塑料部件也是可行的。

图15是本发明窄流通路第4实施例的断面图，在设有防止内部异物流入下游侧的过滤器115的供墨管166上还设有窄流通路67。过滤器115能防止油墨通路中最小断面处的喷嘴不会由异物塞住，所以过滤器115用非常细的网孔状部件形成。从而，能从上游流动的较细的气泡也停留在过滤器前面，边吸住后续的气泡边使气泡长得比较大，即使用复原动作也难以排出气泡。此外，也存在因气泡完全塞住供墨通路使油墨难供至下游侧的问题。

即，也要在供给管内的过滤器115前面形成易停住气泡的界面151，也要与此界面151相隔为d的离开上游侧的位置处设有窄流通路67，从而能够获得气泡排出性提高的效果，此外，也能获得防止因气泡停留而成长的气泡堵供墨通路的效果。

此外，窄流通路67的形状可以采用第1至第3实施例所示的形状，除此之外，根据供给管断面形状形成最适宜形状的窄流通路也是可行的。

本发明并不局限于上述实施例，可以做出各种变形。

例如，在上述实施例中，仅对适用于内含记录头和供墨通路的墨盒的情况加以说明，但是本发明并不局限于此，对于独立构成记录头和供墨通路，并在将它们连接的供给管上设置窄流通路也是可行的。另外，在上述实施例中，仅仅对于对贮墨部加压、进行气泡排出的情况加以了说明，但本发明并不局限于此，例如，在适当的位置上设有抽吸手段或加压手段也是可行的，其中抽吸手段是将由泵、罩等构成的记录头内油墨经前述喷嘴吸引的抽吸手段，而加压手段是将头部内的油墨经喷嘴排到油墨贮存部与窄流通路间的加压手段。

采用如上所述的本发明，因窄流通路形成在记录头的吸墨口处，能够容易地高效地排出供墨管内的气泡，得到能确实恢复打印的效果。此外，随着气泡排出，收到排出的油墨量少的效果。另外，即使在气泡没有完全排出时，成长的气泡不会堵塞供墨管，确实能够防止油墨不能供给记录头的现象。

Claims (12)

1、一种喷墨记录装置，具有贮存记录用油墨的贮墨部，带有排出所述记录油墨的喷嘴的记录头，将所述贮墨部与所述喷嘴相连的供给通路，至少在所述供给通路的一部分上具有界面，它的断面积从上游侧向下游侧呈不连续减少状，其特征在于，

在所述界面的上游侧供给通路内具有由与墨流方向大致平行布置的多个壁面构成的窄流通路，所述壁面下游侧的端部设在与所述界面保持给定距离的位置处。

2、按照权利要求1所述的喷嘴记录装置，其特征在于，所述壁面下游侧端部与所述界面的距离为0.05～0.5mm。

3、按照权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于，具有形成所述窄流通路的梳齿状壁部。

4、按照权利要求3所述的喷墨记录装置，其特征在于，所述供给通路的一部分上具有形成所述界面的长方形断面的开口，所述梳齿状壁部相对所述开口的长边大致垂直地布置着。

5、按照权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于，具有形成所述窄流通路的格子状壁部。

6、按照权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于，具有多孔板，多孔板上带有形成所述窄流通路的多个贯通孔，所述贯通孔的断面为非圆形状。

7、按照权利要求1～6任一所述的喷墨记录装置，其特征在于，所述记录头具有在记录头内部吸墨用的吸墨口，所述供给通路具有与所述吸墨口相连的供墨口，该供墨口的断面积比所述吸墨口的断面积要大，在与设有所述记录头的吸墨口的平面所生成的界面保持给定距离处设有所述窄流通路。

8、按照权利要求1～6任一所述的喷墨记录装置，其特征在于，在所述供给通路一部分上具有防止异物流入下游侧的过滤器，在与设有所述过滤器的平面上生成的界面相保持给定距离处设有所述窄流通路。

9、按照权利要求1～8任一所述的喷墨记录装置，其特征在于，还具有由所述喷嘴吸引所述记录头内油墨的抽吸手段。

10、按照权利要求1-8任一所述的喷墨记录装置，其特征在于，还设有用所述喷嘴将所述记录头内油墨排到所述贮墨部与所述窄流通路之间的加压手段。

11、一种喷墨盒，其特征在于，带有权利要求1-8所述的贮墨部、记录头、供墨通路以及窄流通路，以及具有将它们接收的箱筐体。

12、按照权利要求11所述的喷墨盒，其特征在于，具有对所述贮墨部加压的加压手段。

Images