CN1590103A - 喷墨头单元和包括此单元的打印机 - Google Patents

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Abstract

头芯片具有制有喷嘴孔的第一面和制有至少一个墨水入口的第二面，墨水从所述喷嘴孔喷出，所述墨水入口与喷嘴孔相通。墨水通道把喷嘴孔与供墨源相通以供应待喷射墨水。过滤器放置在墨水入口的上游侧处的墨水通道内。所述过滤器具有导向至墨水通道的上游侧的第一面。覆盖件，其覆盖过滤器的第一面的至少一部分，所述覆盖件构造成允许在墨水通道中的墨水通过，同时防止在墨水中的气泡与过滤器的第一面接触。

Description

喷墨头单元和包括此单元的打印机
技术领域
本发明涉及一种喷墨头单元和包含此单元的打印机
背景技术
日本专利公开出版物3-224744A号披露了一种配有阻尼室的喷墨头单元(以下简单称为头单元)，所述阻尼室用于吸收墨水压力，所述墨水压力是由于当托架移动以传送头单元时由于加速等产生的。
头单元进一步配有放置在墨水通道上的过滤器，所述过滤器用于防止侵入的异物流入通道的下游侧。
在这种头单元中，气泡由于多种原因的结果聚集在阻尼室。这种气泡倾向于存留在墨水通道内的滞点，在所述滞点上墨水的流速是零或接近零(例如，在墨水通道区域需要更宽的过滤器附近)。在这样的位置上，气泡倾向于变得更大。
例如，在气泡粘附在过滤器的上游侧表面的情况下，所述气泡在高温环境下已经变大，在过滤器内的墨水通道被堵塞，而导致打印故障。
另外，保持在阻尼室中的气泡在托架运行过程中由于震动等会被破碎成较小的气泡。这种较小的气泡可以流回入头单元的上游侧的墨水通道。在这种情况下，有气泡可以在高温环境下长大并再一次进入阻尼室的可能性。结果，气泡会粘附在过滤器上，导致上述相同的问题。
日本专利公开出版物9-300654A号披露一种起动(priming)操作，用于通过强制地在墨水通道中抽吸或压缩墨水而排除气泡，进而去除在墨水通道中的气泡。为了增强起动操作的可靠性，待被排除的气泡通过窄的通道并被破碎成较小的气泡，进而减小排出阻力。图12至15说明这种结构。
如图12所示，供墨盒200制有供墨管201和开口部分(供墨口)205，所述开口部分205连接供墨管201和头芯片202的墨入口203。喷嘴部分204设在头芯片202的末端，在所述喷嘴部分204内多个喷嘴孔以固定的间距排列，所述头芯片202的此末端与制有墨水入口203的端面208(图15)相对。
如图13和15所示，多个薄壁211排列在供墨端口205的上游侧。薄壁211的每一个都垂直于供墨端口205(墨水入口203)的延伸方向而延伸。设置每个薄壁211的下游侧端以保持与具有墨入口203的头芯片202的末端预定距离d。因此，多个窄的通道212(每个都具有宽度e)制在墨水入口203和供墨端口205之间的边界(端面208)的上游侧。
由图14中虚线所示，墨水入口203是一个宽K、高H2的细长矩形，所述高H2远远小于供墨端口205的高H1。因此，气泡倾向于存留在边界208处。
在气泡存在于供墨管201内的情况下，气泡通过起动操作朝头芯片202移动并且由窄化的通道212破碎。
然而，此出版物对解决上述问题没有提及(即，破碎的气泡粘附在过滤器上或流回墨水通道的上游侧的情况)
此外，在供墨盒200的供墨端口205附近制成窄化的通道212和装配头芯片202同时保持上述距离d需要高的加工精度和装配精度，从而导致高的成本。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种喷墨头单元，所述喷墨头单元能够有效地消除由于保持在阻尼室的气泡造成的不理想的影响。
本发明的目的也是提供一种包括这种喷墨头单元的打印机。
为了达到上述目的，根据本发明，提供一种连接至供墨源的喷墨头单元，包括：
头芯片，具有制有喷嘴孔的第一面和制有至少一个墨水入口的第二面，墨水从所述喷嘴孔喷出，所述墨水入口与喷嘴孔相通；
墨水通道，其把喷嘴孔与供墨源相通以供应待喷射墨水；
过滤器，其放置在墨水入口的上游侧处的墨水通道内，所述过滤器具有第一面，所述第一面导向至墨水通道的上游侧；和
覆盖件，其覆盖过滤器的第一面的至少一部分，所述覆盖件构造成允许在墨水通道中的墨水通过，同时防止在墨水中的气泡与过滤器的第一面接触。
通过这种构造，可以防止存在在墨水通道中的气泡粘附于的第一面。因此，可以防止过滤器被堵塞，进而消除打印故障。
优选地，阻尼室形成件被固定在头芯片的第二面上面，所述阻尼室形成件具有至少一个阻尼室，用于使发生在那里的压力波动衰减。所述过滤器和覆盖件放置在墨水入口和阻尼室之间。
此处，优选地覆盖件制有连通阻尼室和过滤器的第一面的至少一个开口。
另外，优选地，开口具有防止具有1.5mm直径的气泡进入其中的尺寸。
此至少一个开口可以包括至少一个细长的狭缝。
优选地，供墨管把墨水从供墨源供应至阻尼室。供墨管的末端部分放置在阻尼室内部。密封件包围供墨管的末端部分，进而确定一个空间以在那里储存墨水。供墨管的末端部分通过用添满空间的墨水而是可密封的。
通过这种构造，可以防止气泡流回供墨管，从而防止回流和变大的气泡再一次进入阻尼室。
此处，优选地覆盖件和密封件制成一体。
可选择地，密封件与阻尼室形成件制成一体。
优选地，密封件包括环形壁，所述环形壁放射性地与供墨管的末端部分留有间隔并包围供墨管的末端。
根据本发明，也一同一种喷墨打印机，包括：
供墨源，所述供墨源中储存墨水；
头芯片，其具有制有喷嘴孔的第一面和制有至少一个墨水入口的第二面，墨水从所述喷嘴孔喷出，所述墨水入口与喷嘴孔相通；
墨水通道，其把喷嘴孔与供墨源相通以供应待喷射墨水；
过滤器，其放置在墨水入口的上游侧处的墨水通道内，所述过滤器具有第一面，所述第一面导向至墨水通道的上游侧；和
覆盖件，其覆盖过滤器的第一面的至少一部分，所述覆盖件构造成允许在墨水通道中的墨水通过，同时防止在墨水中的气泡与过滤器的第一面接触。
根据本发明的另一个布置，提供一种连接至供墨源的喷墨头单元，包括：
头芯片，其具有制有喷嘴孔的第一面和制有至少一个墨水入口的第二面，墨水从所述喷嘴孔喷出，所述墨水入口与喷嘴孔相通；
墨水通道，其把喷嘴孔与供墨源相通以供应待喷射墨水；
过滤器，其放置在墨水入口的上游侧处的墨水通道内；
供墨管，其把墨水从供墨源供应至阻尼室，所述供墨管的末端部分放置在阻尼室内；和
密封件，其包围供墨管的末端部分，确定空间以在那里储存墨水；
其中，供墨管的末端部分通过用添满空间的墨水而密封。
附图说明
参照附图通过详细地说明优选实施例，本发明的上述目的和优点将成为更明显的，其中：
图1是根据本发明的第一实施例的喷墨头单元的横截面图；
图2是包括图1的头单元的喷墨打印机的示意图；
图3是从头单元的前面看的头单元的分解状态的透视图；
图4是从头单元的后面看的头单元的分解状态的透视图；
图5是包含在图1中的头单元中的过滤器的透视图；
图6是说明图1的头单元的关键部分的放大截面图；
图7是根据本发明的第二实施例的过滤器罩的部分透视图；
图8是根据本发明的第三实施例的过滤器罩的部分透视图；
图9是根据本发明的第四实施例的过滤器罩的部分透视图；
图10是说明根据本发明的第五实施例的头单元的主要部分的放大截面图；
图11是说明根据本发明的第六实施例的头单元的主要部分的放大截面图；
图12是传统喷墨头单元的分解状态下的透视图；
图13是设在图12中头单元的窄化的通道的透视图；
图14是说明从箭头XIV的方向看，在头单元内的墨水通道的图解；和
图15是说明从箭头XV的方向看，墨水通道的图解。
具体实施方式
现在参照附图，将说明喷墨打印机的头单元的一个优选实施例。
如图1和2所示，在本实施例中的喷墨打印机1是串行型，并且喷墨头单元4(以下，简单地称头单元)安装在托架3上，所述托架3能够沿导向轴2往复运动。墨水通过柔软的墨水管6从放置在预定位置的墨水容器5供应至头单元4。在本实施例中，包括青色、洋红、黄色和黑色四种颜色的墨水通过四个墨水管6-1至6-4从墨水容器5-1至5-4供应至头单元4，在所述罐5-1至5-4中，墨水被分别储存。
将参照图1至4详细说明头单元4。本实施例的头单元4具有单元罩11，所述单元罩11的后面侧是打开的，并且所述单元罩11具有长方体的形状，头-元件组件容纳在单元罩11内。
头芯片12、单元基座13、由橡胶制作的阻尼器薄膜14、阻尼器固定器15和继电器板16一个接一个地以上面的顺序从它的前面侧被叠置在单元罩11上。四个阻尼室21(1)至21(4)由单元基座13和阻尼器薄膜14限定。单元罩11、单元基座13和阻尼器固定器15由树脂压模制成。
当各个墨水管6(1)至6(4)被连接至供墨管22(1)至22(4)的后末端部分22b(1)至22b(4)时，供墨管22(1)至22(4)的前末端部分22a(1)至22a(4)与各个阻尼室21(1)至21(4)相通，所述供墨管22(1)至22(4)的前末端部分22a(1)至22a(4)与阻尼器固定器15制成一体。各个阻尼室21(1)至21(4)制在头芯片12内以通过供墨端口23(1)至23(4)与四个墨水入口24(1)至24(4)连通。
因此，从墨水容器5(1)至5(4)来的墨水通过墨水管6(1)至6(4)和供墨管22(1)至22(4)被供应至各个阻尼室21(1)至21(4)，进一步通过供墨端口23(1)至23(4)和墨水入口24(1)至24(4)从阻尼室21(1)至21(4)供应至各个颜色的喷嘴孔群。
头芯片12具有平的长方体形状，其前面12a是喷嘴形成面，在那里制成用于排出各个颜色的墨水的喷嘴孔排(未出示)。此喷嘴形成面12a从单元罩11的前面开口11a暴露。此外，用于供应电能的柔软接线板25(1)和25(2)与头芯片12的侧面邻接并沿单元罩11的侧面的内面导出至后侧，并且连接至继电器板16的后面。头-芯片驱动ICs26(1)和26(2)连接至柔软配线板25(1)和25(2)的与单元罩11的各个侧面相对的那些部分。
放置在头芯片12的后侧上的单元基座13包括前壁31、侧壁32和垂直分隔壁33及水平分隔壁34，头芯片12连接并固定至所述前壁31，所述侧壁32从前壁31的四边在向后方向上垂直地延伸，所述垂直分隔壁33及水平分隔壁34把由前壁31和侧壁32的后面所限定的空间分隔成十字形。
如图3所示，凹入部分31a制在前壁31的前面，头芯片12将被安装入所述凹入部分31a，用于填充粘合剂的连接槽31b制在凹入部分31a的底面，这些连接槽31b的上端部分延伸至侧壁32的上面。头芯片12装配入凹入部分31a并通过在连接槽31b内填充的粘合剂连接至前壁31上。
作为阻尼室的四个凹入部分35(1)至35(4)通过垂直分隔壁33和水平分隔壁34制在单元基座13的后部分。这些凹入部分大体上是相同形状的，并且制在前壁31内的供墨端口23(1)至23(4)对各个凹入部分35(1)至35(4)的底面35a是打开的。
此外，过滤器36以这样的方式热沉积以覆盖底面35a，从而墨水从阻尼室21(1)至21(4)供应至头芯片12同时通过过滤器36。在每个凹入部分35(1)至35(4)的底面35a上，制有凹痕35b以在底面35a和过滤器36之间确定微小的通道。
非固定的过滤器罩100放置在阻尼室21(1)至21(4)的每一个上。过滤器罩100包括盘形部分110和杯形部分120，所述盘形部分110覆盖至少一部分的过滤器36的上游侧面，所述杯形部分120适于包围插入至阻尼室21(1)至21(4)的供墨管22(1)至22(14)的相关一个的前末端部分。过滤器罩100用树脂模制，从而盘形部分110和杯形部分120制成一体。
如图5和6所示，盘形部分110制有多个圆形孔111，所述多个圆形孔111各自在过滤器36的上游侧面和阻尼室21(1)至21(4)之间连通。这些孔111制成能够防止大的气泡G直接与过滤器36的上游侧面接触的尺寸，所述大的气泡G在阻尼室21(1)至21(4)内产生。在本实施例中，孔111制成直径0.5mm。然而，直径可以在0.1mm至1.0mm的范围内，因为较小的气泡G具有大约1.5mm的直径。范围的最小值依赖于加工技术。
杯形部分120由底壁122和与底壁122垂直的环形壁121组成，从而具有稍微大于供墨管22(1)至22(4)的前末端部分22a(1)至22a(4)的每一个外径的内径。因此，作为墨水通道的一部分具有0.2至1.0mm的宽度的间隙在它们之间确定。环形壁121的高度被确定，从而即使当过滤器罩110的底面与过滤器36的上游侧面接触时，供墨管22(1)至22(4)的前末端部分22a(1)至22a(4)的每一个停留在杯-形空间内。
其次，阻尼器薄膜14通过被连接至单元基座13的后面(即侧壁32、垂直隔板壁33和水平隔板壁34的后端面)而固定。另外，阻尼器薄膜14通过连接至阻尼器薄膜14的后面侧上的阻尼器固定器15向单元基座13挤压。
对于阻尼器薄膜14，相对各个凹入部分35(1)至35(4)的部分14(1)至14(4)是薄壁并在它们面的向外方向上是可转向的。凹入部分35(1)至35(4)通过阻尼器薄膜14的薄壁部分14(1)至14(4)而密封以形成阻尼室21(1)至21(4)。
阻尼器固定器15具有后壁41、侧壁42和垂直分隔壁及水平分隔壁(都没有出示)，所述侧壁42在向前的方向上垂直于外边缘延伸，所述垂直分隔壁及水平分隔壁把由后壁41和侧壁42的前面所包围的空间分割成十字形。进而形成面对阻尼室21(1)至21(4)的四个凹入部分45(1)至45(4)。凹入部分45(1)至45(4)通过通风孔46与大气相通，所述通风孔46制字后壁41内。阻尼器薄膜14的薄壁14(1)至14(4)通过凹入部分45(1)至45(4)在它们面的向外方向上是可自由转向的。
在本实施例中的阻尼器固定器15中，四个供墨管22(1)至22(4)与它的部分47在垂直和水平隔离板相交的地方制成一体，例如，阻尼器固定器15可由树脂模塑法制成。供墨管22(1)至22(4)的后-末端部分22b(1)至22b(4)通过穿过制在继电器盘16上的孔51(1)至51(4)而放入后侧，并连接至墨水管6(1)至6(4)。相反，供墨管22(1)至22(4)的顶部分22a(1)至22a(4)通过制在阻尼器薄膜14内的插入孔52(1)至52(4)并放入各自的阻尼室21(1)至21(4)。插入孔51(1)至51(4)放入各自的阻尼室21(1)至21(4)并具有预定的长度，而且它们的内径制成稍微小于供墨管22(1)至22(4)的前末端部分22a(1)至22a(4)的外径。
因此，阻尼器薄膜14的制成插入孔52(1)的部分通过阻尼器薄膜14本身的弹性回复力与前末端部分22a(1)至22a(4)的外周面紧密接触，从而在阻尼器薄膜14和前末端部分22a(1)至22a(4)之间的接触面处于完全的密封状态。
供墨管22(1)至22(4)的前末端部分22a(1)至22a(4)的每一个的外径被缩小，从而确保在前末端部分和环形壁121之间具有较大的间隙，进而降低墨流阻力。
因此而构造的头单元4以图1和2中的箭头A所示的方向移动的同时进行喷墨。施加于墨管6内部墨水的压力的波动由设在头单元4内的四个阻尼室21(1)至21(4)所吸收或减弱。
由于墨水通过过滤器36从阻尼室21(1)至21(4)供应至头芯片12，用过滤器36可靠地捕获从上游侧流入的异物、防止在喷嘴内堵塞是可能的。
如图6所示，为了一些原因，气泡G有时在阻尼室21(1)至21(4)内存留并变大。然而，由于过滤器罩100的盘-形部分110覆盖过滤器36的上游侧面，防止存留的气泡G粘附于过滤器36的上游侧面是可能的。
因此，防止大的存流气泡G紧密接触过滤器36的上游侧面而阻塞墨水通道是可能的。因此，能够防止由于堵塞过滤器36内的墨水通道而打印故障。
由于盘形部分110制有多个孔111，因此盘形部分110不干扰墨水流。另外，在起动操作中，气泡能够通过孔111而被移动至过滤器36侧。因此，气泡能够容易地清除。
根据制在过滤器罩100内的杯形部分120，各个供墨管22(1)至22(4)的前末端部分22a(1)至22a(4)能够用液体密封。因此，可以防止气泡G从阻尼室21(1)至21(4)流回供墨管22(1)值22(4)。结果，可以防止已经流回并变大气泡再一次进入头单元。
制在过滤器罩100的盘形部分110的孔111的结构、数量和形状可以改善。例如，如图7所示的盘形部分110B，可以制成矩形孔111b。可选择地，如图8所示的盘形部分110C，可以制成细长的狭缝111c。即使在这种情况下，为了获得如图5中孔111的相同的效果，把孔111b和111c的长度和宽度设定成这样的尺寸从而使大的气泡不能与过滤器36接触是必要的。在图7中，孔111b可以制成矩形孔，在所述矩形孔中每一边具有0.1-1.0mm的长度。在图8中，每个细长的狭缝111c具有0.1-1.0mm的宽度。与上述孔111的情况相同，尺寸的最小值依赖于的加工技术。
在其厚度方向上，孔不总是必须穿透盘形部分110。例如，在图9所示的盘形部分110D中，允许墨水从侧端面流入，并且可以采用从底面流出的墨水，所述底面面对过滤器36的上游侧面。
此处，在侧端面开口的水平孔111d-1在盘形部分110D内横向延伸，并且大量的垂直孔111d-2制在盘形部分110D的底面，从而与各自水平孔111d-1相通。因此，制有从侧面至盘形部分110D的底面连续的墨水通道组成的孔111d。
在这种情况下，即使当盘形部分110D的上面覆盖气泡，由于气泡没到达侧端面，所以能够防止墨水通道的堵塞。同样地，可以制成大气泡不能通过而仅墨水能够通过的孔。
由于放置在阻尼室21(1)至21(4)的每一个上的过滤器罩100没有固定，所以在过滤器36的上游侧面和过滤器罩100的底面之间可以制成微小的间隙。因此，如图10所示的过滤器罩130的盘形部分132可以设成没有孔。
在这种情况下，墨水流过在过滤器36和盘形部分132之间的空间，或等效于过滤器36的末端面的过滤器36的厚度的区域。因此，墨水通过过滤器36流入供墨端口23(1)至23(4)。
另外，在本实施例中，盘形部分110和杯形部分120没有制成一体。即，杯形部分120可以被环形部分121所包括，所述环形部分121直接从单元基座13的前板部分31突出出来。
可选择地，如图11所示，盘形部分110和杯形部分120可以分离地设置，同时确定具有宽度C的间隙。宽度c是与制在盘形部分110内孔111的直径相同的尺寸，进而防止气泡通过至过滤器36侧。
即使当仅制成盘形部分110和杯形部分120之一时，它也可消除存留气泡的问题。例如，当仅制有盘形部分110时，也能够解决粘附于过滤器36的存留气泡问题。当仅制有杯形部分120时，也可以解决气泡回流入供墨管22(1)至22(4)的问题。
虽然上述实施例考虑到安装在串行型的喷墨打印机内的头单元，但是本发明相似地可应用于其他型号的喷墨打印机的头单元。
虽然上述实施例考虑到安装在进行四中颜色的彩色打印的喷墨打印机的头单元了，但是本发明相似地可应用于除了四种颜色外而进行单一颜色打印或多种颜色打印的喷墨打印机中的头单元。
虽然本发明已经通过现被认为是最实用和优选的实施例进行了说明，但应该理解，本发明并不仅限于所披露的实施例，相反，旨在包括在权利要求的原理和范围内的多种修改和等同方案。

Claims (12)

1.一种连接至供墨源的喷墨头单元，包括；
头芯片，所述头芯片具有制有喷嘴孔的第一面和制有至少一个墨水入口的第二面，墨水从所述喷嘴孔喷出，所述墨水入口与喷嘴孔相通；
墨水通道，所述墨水通道把喷嘴孔与供墨源相通以供应待喷射墨水；
过滤器，所述过滤器放置在墨水入口的上游侧处的墨水通道内，所述过滤器具有导向至墨水通道的上游侧的第一面；和
覆盖件，所述覆盖件覆盖过滤器的第一面的至少一部分，所述覆盖件构造成允许在墨水通道中的墨水通过，同时防止在墨水中的气泡与过滤器的第一面接触。
2.根据权利要求1所述的喷墨头单元，进一步包括固定在头芯片的第二面上的阻尼室形成件，所述阻尼室形成件具有至少一个阻尼室，用于抑制其中的压力波动。
其中过滤器和覆盖件放置在墨水入口与阻尼室之间。
3.根据权利要求2所述的喷墨头单元，其中覆盖件制有至少一个开口，所述开口连通阻尼室和过滤器的第一面。
4.根据权利要求3所述的喷墨头单元，其中开口具有防止直径为1.5mm的气泡进入其中的尺寸。
5.根据权利要求3所述的喷墨头单元，其中至少一个孔包括至少一个细长的狭缝。
6.根据权利要求2所述的喷墨头单元，进一步包括：
供墨管，所述供墨管把墨水从供墨源供应至阻尼室，所述供墨管的末端部分放置在阻尼室内；和
密封件，所述密封件包围供墨管的末端部分，限定空间以在其中储存墨水；
其中，供墨管的末端部分通过用添满空间的墨水而密封。
7.根据权利要求6所述的喷墨头单元，其中覆盖件和密封件制成一体。
8.根据权利要求6所述的喷墨头单元，其中密封件与阻尼室形成件制成一体。
9.根据权利要求6所述的喷墨头单元，其中密封件包括环形壁，所述环形壁放射性地与供墨管的末端部分留有间隔并包围供墨管的末端。
10.一种喷墨打印机，包括：
供墨源，所述供墨源中储存墨水；
头芯片，所述头芯片具有制有喷嘴孔的第一面和制有至少一个墨水入口的第二面，墨水从所述喷嘴孔喷出，所述墨水入口与喷嘴孔相通；
墨水通道，所述墨水通道把喷嘴孔与供墨源相通以供应待喷射墨水；
过滤器，所述过滤器放置在墨水入口的上游侧处的墨水通道内，所述过滤器具有导向至墨水通道的上游侧的第一面；和
覆盖件，所述覆盖件覆盖过滤器的第一面的至少一部分，所述覆盖件构造成允许在墨水通道中的墨水通过，同时防止在墨水中的气泡与过滤器的第一面接触。
11.一种连接至供墨源的喷墨头单元，包括：
头芯片，所述头芯片具有制有喷嘴孔的第一面和制有至少一个墨水入口的第二面，墨水从所述喷嘴孔喷出，所述墨水入口与喷嘴孔相通；
墨水通道，所述墨水通道把喷嘴孔与供墨源相通以供应待喷射墨水；
过滤器，所述过滤器放置在墨水入口的上游侧处的墨水通道内；
供墨管，所述供墨管把墨水从供墨源供应至阻尼室，所述供墨管的末端部分放置在阻尼室内；和
密封件，所述密封件包围供墨管的末端部分，限定空间以在其中储存墨水；
其中，供墨管的末端部分通过用添满空间的墨水而密封。
12.根据权利要求11所述的喷墨头单元，其中密封件包括环形壁，所述环形壁放射性地与供墨管的末端部分留有间隔并包围供墨管的末端。
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