CN1197006A - 用以存储并提供喷墨打印头中活性液体的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用以存储并提供喷墨打印头中活性液体的装置,包括:喷墨器,用以喷出存储在储油盒中的油墨;和活性液体储存盒,其紧靠储油盒底部的一侧进行安装,可储存提供给喷墨器的活性液体,和在其中形成有单一液体通路,以便使活性液体循环并返回喷墨器中,具有该液体通路的装置可用以将活性液体提供到喷墨器中的加热室之间,随着打印的高速可迅速地冷却加热室,并且使其可用以检查活性液体是否通过馈送孔和循环孔完全地喷出。

Description

用以存储并提供喷墨打印头中活性液体的装置

本发明总的涉及一种用以存储并提供喷墨打印头中活性液体的装置，特别是，涉及一种用以存储并提供喷墨打印头中活性液体的装置，其中加热室可被加热用以改变将存储活性液体的墨盒与加热室分开的薄膜形状，并由此将放置在墨盒中的油墨喷射到打印介质上。

通常，喷墨打印机具有控制部分，其可接收由系统所产生的打印数据。控制部分可处理打印数据，产生控制信号，用以驱动喷墨打印头，使存储在其中的油墨通过喷嘴而喷出，以便根据打印数据在介质上产生图象。

图1表示该常用喷墨打印头的一个实例，其可根据控制部分所提供的控制信号以成滴形式存储和喷出油墨。

如图1所示，常用喷墨打印头包括：弹性体1，用于存储油墨；外壳2，其内具有油墨存储弹性体，并且形成油墨过滤器2a，其可过滤油墨并可被粘接到油墨存储弹性体1的底表面上，油墨保持管2b，其形成通过油墨过滤器2a所过滤的油墨馈送通路，和油墨通路2c；喷墨器3，用以根据电连接部分3a所提供的电信号以成滴的形式喷射由外壳2的油墨通路2c所提供的油墨；和外壳盖4，用以在将油墨储存弹性体1安装在外壳2中以后通过加热或超声波熔接而紧密地覆盖外壳2，并且制成小孔4a使气压保持恒定。

如图2所示，喷墨器3包括：衬底3a，用以提供支撑；金属层3b，其设置在衬底3a上；加热器3c，其以特殊图形设置在金属层3b上，用以将电能变换为热能；两个电极3d和3d′，其可设置与加热器3c相接，以便将电能提供给加热器3c；加热室阻挡层3f，其设置在两个电极3d和3d′的上表面上，以便形成加热室3e；多层薄膜3g和3g′，其粘接在加热室3f的上表面上，并且通过加热器3c进行加热，以使其形状膨胀和改变；油墨室阻挡层3i，其粘接在多层薄膜3g和3g′的上表面上，以便形成油墨室3h；和喷嘴板120，其粘接以形成与油墨室3h一致的小孔3j-1。

该结构的喷墨打印头通过设置在外壳盖4特定位置上的小孔4a将外壳2内的压力保持在大气压下。通过喷墨器3保持外壳压力在大气压下喷射的油墨会产生吸力，即由喷射力而产生悬浮压力。

在喷墨打印头的喷墨器3上所产生的悬浮压力会迫使在油墨存储弹性体1上所形成敞开壳层上的油墨通过油墨过滤器2a而过滤，并且通过油墨保持管2b和油墨通路3a而提供给喷墨器3。

给喷墨器3所提供的油墨形成油滴，并且按照电连接部分3a所提供的电信号进行喷射。即，将电能通过两个电极3d和3d′提供给加热器3c，其中加热器3c以特定形式设置在金属层3b上，其金属层叠置在用以支撑喷墨器3的衬底上。

给加热器3c所提供的电能可加热在加热室3e内所注入的活性液体，以产生蒸汽压力，其会使许多薄膜3g和3g′膨胀。

除了许多薄膜3g和3g′膨胀以外，蒸汽压力会使提供给由油墨通路(图1中的参考标号2c)所限定的油墨室和油墨室阻挡层3i的油墨膨胀。当油墨的膨胀中断了给两个电极3d和3d′所提供的电能时，膨胀的油墨会由于表面张力形成油滴，并且被喷射到打印介质上。

一旦油墨滴通过喷墨器3进行喷射的话，外部空气会被导入设置在外壳盖特定位置上的小孔4a，使得油墨存储弹性体1的顶部充满了与喷射油墨同样多的空气量。在与充满油墨存储弹性体1顶部同样多空气量的压力下，油墨会向下移动到弹性体1的底部。

喷墨器3将油墨喷射到打印介质上，用以按照电连接部分3a所提供的电信号产生字体或曲线图象。

然而，人们难以检查活性液体是否完全喷入设置在使用薄膜的油墨喷射打印头的喷墨器上的各加热室中。喷射器也不适于长期使用，使得喷墨器内的活性液体受热蒸发或消耗，由于点遗漏的结果而导致油墨喷射速率的降低。再有，当油墨室由所喷射于其中的活性液体而形成时，油墨室的形成在现有技术中将是困难的。

因此，本发明就是涉及一种存储和提供喷墨打印头中活性液体的器件，其实质上克服了由于现有技术的限制和缺点而存在的一个或多个问题。

本发明的目的是提供一种存储和提供喷墨打印头中活性液体的器件，其可以通过由活性液体储存盒到加热室所形成的单一液体通路使活性液体循环并返回到活性液体储存盒中，由此可以检查活性液体是否完全喷射并且可以增加油墨的喷射速率。

本发明的其它特征和优点将通过下面加以描述，其中部分将会通过描述而更加清楚，或通过实施本发明而知道。本发明的目的和其它优点可以通过所撰写的说明书以及权利要求和附图中所指出的特定结构而实现和获得。

为了实现本发明的上述目的和这些以及其它的优点，概括地说，用以存储并提供喷墨打印头中活性液体的装置包括：喷墨器，用以喷射存储在油墨储存盒中的油墨；和活性液体存储盒，其紧靠油墨存储盒的底部一侧而进行安装，可存储给喷墨器所提供的活性液体，和具有其中所形成的单一液体通路，以便使活性液体循环并通过其返回到喷墨器中。

可以理解，下述的实例和说明只是一般性的描述，本发明将试图通过权利要求提供进一步的限定。

附图将与所进行的说明和所述的实施例一起用来说明本发明的原理，其中提供了对本发明的进一步说明，并且作为说明书的一部分而包含在说明书中。

在附图中：

图1是常用喷墨打印头一个实例的侧截面图；

图2是图1所示喷墨器的截面图；

图3是使用根据本发明用以储存并提供活性液体的器件的喷墨打印头的侧截面图；

图4是后视图，其表示图3所示用以存储并提供活性液体的器件的结构；

图5是图4所示活性液体储存部分的放大图；

图6是图4所示喷墨打印头的喷墨器后视图；

图7是表示图4所示喷墨器基本部分的放大截面图；

图8表示图7所示活性液体进行最初加热的状态；

图9表示图7所示活性液体受热膨胀的状态；

图10表示在喷射之前图7所示活性液体的状态；

图11表示图7所示活性液体喷射并冷凝的状态；

图12表示图7所示活性液体冷凝并冷却的状态；和

图13表示图7所示活性液体的弯曲现象。

现将参照附图所示实例对本发明优选实施例进行详细的描述。

图3是使用按照本发明用以储存并提供活性液体的器件的喷墨打印头的侧截面图。

如图3所示，本发明的喷墨打印头10包括：储墨盒11，用以存储油墨；喷墨器20，用以喷射由储墨盒11所提供的油墨；和活性液体储存盒30，其紧靠储墨盒11底部的一侧安装，并储存有提供给喷墨器20的活性液体，其中活性液体可通过在活性液体储存盒30中所形成的单一液体通路循环并返回到喷墨器20。

活性液体储存盒30包括：紧靠储油盒30底部一侧安装的后壳体36′，和用密封或熔化的粘接剂36a粘接于后壳体36′上的前壳体36。

该结构将结合图4进一步详细地加以描述。

该装置包括：形成单一液体通路的喷墨器20，其包括提供有活性液体的第一共用油墨馈送孔21，用以使来自储油盒11中油墨的油滴活化，许多加热室22，和第一共用油墨循环孔25；第一通道部分32，其与喷墨器20的第一共用油墨馈送孔21相一致地加以安装；第二通道部分33，其与喷墨器20的第一共用油墨循环孔25相一致地加以安装；和活性液体储存盒30，其包括第一储存盒31，用以存储馈送到喷墨器20的活性液体，和第二储存盒34，用以存储给喷墨器所提供的活性液体，其循环并通过第二通道部分33返回。

喷墨器20包括：油墨馈送小孔26，使存储在储油盒11中的油墨通过其而导入；第一共用油墨馈送孔21，使所提供的活性液体通过其提供蒸汽压力，以便形成馈送到油墨馈送小孔26中的油墨滴；形成单一液体通路的许多加热室22，其连接于第一共用油墨馈送孔21，以便使活性液体循环；和第一共用循环孔25，用以通过与许多加热室22一起所形成的单一液体通路排出循环的活性液体。

第一通道部分32包括：第一通道32b，其一侧与喷墨器20的第一共用油墨馈送孔21一致地设置，以便通过其提供活性液体，和另一侧具有第二共用油墨馈送孔21，用以通过第一存储部分31接收活性液体。

第二通道部分33包括：第二通道33a，其一侧与喷墨器20的第一共用油墨循环孔25一致地设置，以便接收第一共用油墨循环孔25流出的活性液体，和另一侧具有第二共用油墨循环孔33b，用以将活性液体排到第二储存部分34中。

活性液体储存盒30的第一储存部分31包括：空气注入小孔31a，其与第一通道部分32相一致地设置，以便允许活性液体循环并保持内部压力恒定；和第一弹性体31b，用以存储通过空气注入小孔31a所提供的活性液体。

活性液体储存盒30的第二储存部分34包括：第二储存部分34，其与第二通道部分33a的第二共用油墨循环孔33b相一致地设置，以便形成单一液体通路，使孔33b所排出的活性液体通过其流动，并可存储由其循环并返回的活性液体。

第一和第二储存部分31和34可通过分隔壁35而相互分开。

下面将参照图5和图6来描述按上述构成的装置的操作。

在喷墨打印头10一侧底部上所设置的活性液体储存盒30具有第一和第二储存部分31和34，使得其可紧靠由前和后壳体36和36′所限定的空间。

第一和第二储存部分31和34相对于喷墨器30而相互分开。喷墨器30可设置在第一和第二储存部分31和34之间，以便形成用于活性液体的单一液体通路。

第一和第二储存部分31和34可通过在前和后壳体36和36′上所形成的分隔壁35而相互分开，并且其压力可借助于通孔35′而保持均匀。

第一储存部分31可储存已经被吸入到第一弹性体31b中的活性液体。第一储存部分31的第一弹性体31b可安装使得其可与前和后壳体36和36′压配在一起。也就是说，第一弹性体31b可安装在后壳体36′的内部空间中，然后可将后壳体36′的截面部分紧靠前壳体36进行粘接。在这种情况下的粘接可使用密封或熔化粘接技术而获得。

在前壳体和后壳体36和36′紧密结合情况下，第一弹性体31b由于前壳体36到后壳体36′的结合力而处于特定压力下。在这种情况下，安装在由前壳体和后壳体36和36′所限定空间中的第二弹性体34b可同时与第一弹性体31b加以固定。

在由前壳体36所产生初始压力下的第一储存部分31的第一弹性体31b可将其内所储存的活性液体提供给油墨20的多个加热室22。由此，活性液体首先将通过第一过滤器31c加以过滤。

第一过滤器31c可与第一储存部分31整体形成，以便除去包含在由第一弹性体31b所提供活性液体中的外来材料。通过第一过滤器31c，使活性液体可流入第一通道部分31。也就是说，活性液体可通过紧靠第一过滤器31c所形成的第二共用油墨馈送孔32a，流入形成单一液体通路的第一通道32b。

流过第一通道32b的活性液体通过在喷墨器20上所形成的第一共用油墨馈送孔21进入许多加热室22，并且通过加热室流过设置在室22之间的通道23。

在一定数量的加热室22充满了活性液体以后，活性液体可通过循环通道24填充到其余加热室22中。也就是说，通过第一共用油墨馈送孔21所提供的活性液体可通过室22之间的通道23而由第一加热室22流到另一加热室22中。

一旦为形成单一液体通路所设置的许多加热室22充满活性液体时，活性液体会流出第一共用油墨循环孔25并进入第二通道部分34。第二通道部分34具有第二通道33a，其与第一共用油墨循环孔25相一致地设置，以用于使活性液体流过。

活性液体流过与第二通道一致所设置的第二共用油墨循环孔33b，并通过第二过滤器34a加以过滤，其过滤器可紧靠第二共用油墨循环孔33b而设置。然后，可存储在第二储存部分34的第二弹性体34b中。

一旦进入设置在活性液体储存盒30前壳体上的空气注入小孔31a中时，活性液体可流过单一液体通路，其包括第一储存部分31，第一通道32b，喷墨器20，第二通道33a和第二存储部分34。已经通过单一液体通路的活性液体可进入在喷墨器20上所形成的许多加热室22中，循环并返回到第二储存部分34中。

还有，空气注入小孔31a可保持压力恒定，以便在多个加热室22中出现蒸汽压力时，保持活性液体循环进入加热室22中。

因此，可以在任何时候检查活性液体是否完全进入在喷墨器20上所形成的多个加热室22中，即活性液体在活性液体最初注入时进入第二储存部分34中。

当喷墨器20的许多加热室22被活性液体储存盒30中的活性液体充满时，储存在储油盒10中的油墨可通过油墨馈送孔26提供给由喷射器20。

下面将参照图7来描述提供有油墨和活性液体的喷墨器20的结构。

如图7所示，喷墨器20包括：提供支撑的衬底20a；设置在衬底20a上的金属层20b；设置在金属层20b上的加热器20c；两个电极20d和20d′，用以将电能提供给加热器20c；加热室阻挡层20f，其设置在两个电极20d和20d′的上表面上；由加热室阻挡层20e所限定的加热室22，其具有空腔，以便由第一油墨馈送孔(图4中的参考标号21)提供活性液体；许多薄膜20g和20g′，其粘接在加热室22的上表面上，并通过加热器20c进行加热使其由于活性液体的蒸汽压力而膨胀；油墨室阻挡层20g，其粘接在多个薄膜20g和20g′的上表面上，以便形成油墨室22；和喷嘴板20i，其粘接在形成小孔20i-1，其与由油墨室阻挡层20g所限定的油墨室20h相一致。

下面将结合图8-11对喷墨器20的操作加以描述。

通常，喷墨打印头10可处理其外部控制部分(未示出)所提供的打印数据，产生打印控制信号，该信号可发送给打印头驱动电路(未示出)。喷墨打印头10的喷墨器20可根据打印控制信号加以驱动。

在打印头驱动电路的控制下，喷墨器20可将电能即共用电压提供给两个电极20d和20d′中的一个。在这时，另一电极层在打印头驱动电路的控制下打开或短路。也就是说，打印头驱动电路可控制在喷墨器20的喷嘴板20i上所形成的小孔20i-1，以便按照外部所提供的打印数据产生喷墨图象。

喷墨器20可通过油墨馈送孔26提供存储在储油盒(图3中的参考标号10)中的油墨。在油墨通过油墨馈送孔26提供之前，喷墨器20可通过第一通道(图4中的参考标号32b)由活性液体储存盒30的第一储存部分(图4中参考标号)提供活性液体。

通过第一通道32b所提供的活性液体流入许多喷墨器20的加热室22中。

当喷墨器20上所形成的多个加热室22完全充满活性液体时，在打印头驱动电路的控制下，可将电能提供给两电极20d和20d′中的一个。电极层可将电能提供给加热器20c，使其通电而产生热。

也就是说，以电阻示出的加热器20c可将电能变换为热能，用以加热加热室22中的活性液体。如图8所示，在加热室22中的活性液体将受热产生垂直方向H-H′上升高的蒸汽压力。

该升高的热蒸汽压力引起许多薄膜20f和20f′在垂直方向H-H′上的膨胀，形成向油墨室20h的弯曲。

随着油墨中活性液体蒸汽压力上升使多个薄膜20f和20f′的膨胀产生作用于油墨上的力，使油墨由馈送孔(图4中的参考标号)提供给油墨室20h，使得油墨被排出喷嘴板20i上所形成的小孔20I-1。

随着加热室22中活性液体的蒸汽压力的增加，如图9所示，使多个薄膜20f和20f′逐渐膨胀，其强有力地迫使油墨室20h中的油墨排出小孔20i-1。

如图10所示，当多个薄膜20f和20f′膨胀到最大时，油墨室20h中的油墨刚好排出小孔20i-1。如果两个电极20d和20d′中的一个通过打印头驱动电路而打开的话，会中断提供给加热器20c的电能。

由于电能的中断，使多个薄膜20f和20f′在图11所示G-G′和J-J′方向上收缩，使得由油墨室20h和加热室22所产生的力在I-I′方向上移动。这会由于油墨的表面张力产生油滴40。

当加热器20c的操作温度降低时，在加热室22中的活性液体会凝固并由通过加热室之间的通道(图6中参考标号26)从未加热加热室22所提供的活性液体所代替。

当未加热的活性液体流入加热的加热室22中，如图12和13所示，多个薄膜20f和20f′会在加热室22的方向上迅速地收缩，使油墨成油滴40喷射在打印介质上，以按照外部所提供的打印数据产生图象。

如上所述，活性液体通过未加热室22中的活性液体迅速地被冷却，其会提高油滴40的喷射速率。

如在如上所述的本发明中，喷墨打印头可配备有液体通路，用以提供喷墨器中加热室之间的活性液体，随着打印的高速迅速地冷却加热室，喷墨器可明显地安装在活性液体喷射之前的喷墨打印头上，使其可用以检查活性液体是否通过馈送孔和循环孔完全地喷出。

在按照本发明的用以储存并提供喷墨打印头中活性液体的装置基础上，可以进行各种改进和变形，这对于本技术领域的普通专业人员来说将是明显的，其均不会脱离本发明的精神或范围。由此，本发明将试图覆盖所有的改进和变形，使本发明及其等价物均落入权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用以存储并提供喷墨打印头中活性液体的装置，其包括：

喷墨器，用以喷出存储在储油盒中的油墨；和

活性液体储存盒，其紧靠储油盒底部的一侧进行安装，可储存提供给喷墨器的活性液体，并且在其中形成有单一液体通路，以便使活性液体循环并返回喷墨器中。

2.按照权利要求1的装置，其中活性液体储存盒可安装在由后外壳所形成的空间中，其中后外壳紧靠储油盒底部的一侧，并且前外壳可粘接在后外壳上。

3.一种用以存储并提供喷墨打印头中活性液体的装置，其包括：

喷墨器，用以将存储在储油盒中的油墨通过其中所形成的单一液体通路而喷出，单一液体通路包括第一共用油墨馈送孔，用以接收活性液体，其可用作形成油滴的介质；许多加热室；和第一共用油墨循环孔；

第一通道部分，其与喷墨器的第一共用油墨馈送孔相一致地设置；

第二通道部分，其与喷墨器的第一共用油墨循环孔相一致地设置；

活性液体储存盒，其具有第一和第二储存部分，第一储存部分可存储活性液体，其可通过第一通道部分提供给喷墨器，第二储存部分可存储活性液体，其可提供给喷墨器，在第二储存部分中的活性液体可通过第二通道部分循环并返回。

4.按照权利要求3的装置，其中喷墨器包括：

油墨馈送孔，其可提供储油盒中所存储的油墨；

第一共用油墨馈送孔，其可提供活性液体，用以提供蒸汽压力，以便形成提供给油墨馈送孔的油滴；

许多加热室，其与第一共用油墨馈送孔相连，以形成单一液体通路，用以接收并循环活性液体；和

第一共用油墨循环孔，其与多个加热室相连，以形成单一液体通路，用以使所循环的活性液体流出。

5.按照权利要求3的装置，其中第一通道部分包括第一通道，其一侧与喷墨器的第一共用油墨馈送孔相一致地设置，以便提供活性液体，并且另一侧具有第二共用油墨馈送孔，用以通过第一储存部分接收活性液体。

6.按照权利要求3的装置，其中第二通道部分包括第二通道，其一侧与喷墨器的第一共用油墨循环孔相一致地设置，以便接收第一共用油墨循环孔所流出的油墨，并且另一侧具有第二共用油墨循环孔，用以将活性液体排到第二储存部分中。

7.按照权利要求3的装置，其中活性液体储存盒的第一储存部分包括：

空气注入小孔，其形成在与第一通道部分相一致的一侧上，以便保持活性液体的循环和恒定内部压力；和

第一弹性体，用以存储所喷射的油墨。

8.按照权利要求3的装置，其中活性液体储存盒的第二储存部分包括第二弹性体，其设置用以形成通路以便使活性液体流出第二通道部分的第二共用油墨循环孔，并且可存储由喷墨器所循环的活性液体。

9.按照权利要求3的装置，其中第一和第二存储部分可通过分隔壁而相互隔开。

10.按照权利要求3的装置，其中第一储存部分可通过第一过滤器过滤活性液体，并且将其提供给喷墨器的许多加热室。

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