專利名稱：油墨容器和利用該容器的噴墨記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油墨容器和一種利用該容器的噴墨記錄裝置，可用于打印機、復(fù)印機或傳真機。
在噴墨記錄裝置中，設(shè)置了一種油墨防漏裝置，油墨容器內(nèi)的油墨液面保持在一個低于記錄頭的噴射出口的位置上，以防止油墨通過噴射出口的泄漏，并且利用油墨容器和噴射出口之間的油墨供應(yīng)系統(tǒng)的毛細(xì)管中的毛細(xì)力，在油墨供應(yīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生一個真空。這種類型的油墨防漏裝置牽涉到對油墨容器相對于記錄頭的位置的限制和對油墨容器形狀的限制。
作為這些問題的一種解決建議，日本公開的專利申請?zhí)?04，355/1985公開了一種如圖8A和8B所示的結(jié)構(gòu)。在油墨容器201內(nèi)安置一個活動壁，并且活動壁根據(jù)油墨通過卸料口203的消耗量向卸料口203移動。憑借活動壁和油墨容器201內(nèi)表面之間的交界面上的磨擦力，油墨容器201內(nèi)的油墨真空度受到控制。圖8A示出了活動壁204在其邊緣上帶有一個O環(huán)202的例子。圖8B示出了由彈性材料制造的隔板形式的活動壁304的例子。
根據(jù)上述方案，為了維持活動壁和油墨容器之間的密封性能和防止活動壁的傾斜，要求O環(huán)和隔板的剛度必須很大和/或O環(huán)和隔板的厚度很大，以增加其與油墨容器的接觸面積。因此，活動壁和油墨容器內(nèi)側(cè)之間的磨擦增加，其結(jié)果就是對活動壁的移動造成大的啟動阻力，換句話說，其結(jié)果就是啟動活動壁的運動所需要的壓差大，這就難于控制油墨的高真空度。大的啟動壓力造成活動壁整體平穩(wěn)移動的困難，因此有出現(xiàn)活動壁傾斜的趨勢。
因此，提供一種油墨容器和一種利用該容器的噴墨記錄裝置是本發(fā)明的一個主要目的，在這套裝置中，活動壁和油墨容器內(nèi)表面之間的摩擦將減少到使真空度控制具有高的精確度。
按照本發(fā)明，提供了一種油墨容器，包括一個容器體;一個活動壁，可沿著上述容器體的內(nèi)表面移動;上述活動壁包括一個密封部和至少一個防傾斜部，該密封部是與上述容器體的內(nèi)表面密封接觸，該防傾斜部用于防止上述活動壁傾斜，上述防傾斜部是和上述密封部分隔開的。
具備一種相對于油墨容器有密封功能的至少一個防傾斜部和/或?qū)⒁环N不溶解于油墨的材料放置在活動壁和油墨容器內(nèi)表面之間，這是可能的。
活動壁是由彈性材料整體成形的和/或在活動壁的至少一側(cè)這種材料上成形凹槽，這也是可能的。
在油墨容器中裝一種泡沫或彈性材料是有益的。
在考慮了下述的本發(fā)明的一些推薦的實施例連同附圖后，本發(fā)明的這些和其它目的、特性和優(yōu)點將變得更加明顯。


圖1是按照本發(fā)明的第一個實施例的油墨容器的一個剖視圖。
圖2是按照本發(fā)明第一個實施例的油墨容器活動壁的一個放大剖視圖。
圖3A是油墨容器的一個剖視圖，其中活動壁移動到油墨容器的中央位置。
圖3B類似于圖3A，但是活動壁已達(dá)到最靠近卸料口的位置。
圖4A、4B和4C是按照本發(fā)明的第二個、第三個和第四個實施例的油墨容器內(nèi)所用的活動壁的剖視圖。
圖5示出了按照本發(fā)明的另一個實施例的油墨容器活動壁，它是從后部所看到的。
圖6A和6B是一些顯示與活動壁的運動有關(guān)的真空度的圖表，其中圖6A表示油墨容器內(nèi)沒有泡沫材料的真空度圖表，而圖6B表示油墨容器內(nèi)裝有泡沫材料的真空度圖表。
圖7是按照本發(fā)明一個實施例的噴墨記錄裝置的一個透視圖，該裝置利用了按照本發(fā)明一個實施例的油墨容器。
圖8A和8B示出了常規(guī)的油墨容器，其中圖8A示出了一個帶O環(huán)的活動壁的例子，而圖8B示出了一個油墨容器具有隔板形式的活動壁。
參照圖1，它以剖面形式示出了按照本發(fā)明第一個實施例的油墨容器。圖2A和2B是活動壁的放大剖視圖。
如圖1所示，油墨容器一般是圓筒形的。其底壁設(shè)置了一個卸料口3，允許從那里供應(yīng)油墨。卸料口3是用球5封閉的，球5通常是由彈簧6推向封閉卸料口3的方向。油墨容器1的敞開端是由后蓋2封閉的。在油墨容器1內(nèi)設(shè)置了活動壁4，它可以沿著油墨容器1主體的內(nèi)表面向左或向右移動。后蓋設(shè)置了一個小的通風(fēng)孔，可允許空氣按照活動壁的運動進(jìn)入，這樣使得活動壁平穩(wěn)移動。
如圖2所示，由柔韌的彈性材料諸如橡膠或合成樹脂材料制作的活動壁4，一般是圓筒形成的。活動壁4的底部是成形出一個環(huán)形凸出部4e，它包圍一個凹穴4f?；顒颖?的圓筒部4a設(shè)置了一個密封部4b，用于在朝向油墨容器內(nèi)部的圓筒部側(cè)外邊緣上提供密封作用，并且在靠近底壁4d的圓筒部外邊緣上設(shè)置了一個防傾斜凸出部4c。
密封部4b的直徑基本上等于或稍大于油墨容器1內(nèi)表面的直徑，以在兩者之間提供令人滿意的密封作用。密封部4b對油墨供給時的初始壓力有很大影響。因此它在沒有太緊密接觸油墨容器1的內(nèi)壁表面的情況下提供足夠的密封。這樣，兩者之間產(chǎn)生相當(dāng)小的摩擦力。既然兩者之間的小接觸面積是所希望的，密封部4b是錐形的，以在其頂部提供一個銳角。
防傾斜凸出部4c是用于阻止活動壁的傾斜運動。因此，和油墨容器內(nèi)壁接觸不是絕對必要的。
在這個實施例中，活動壁具備有密封部4b和防傾斜凸出部4c，兩者之間有一個預(yù)先確定的距離，由此真空度的控制，能夠在小的均勻的初始壓力的情況下，通過小的壓力變化來實現(xiàn)。
在操作中，當(dāng)油墨容器1是充滿油墨的，如圖1所示，活動壁4在油墨容器內(nèi)是靠近后蓋2。球5在彈簧6的彈力的作用下被壓在卸料口3的錐形表面上而封閉卸料口3。
這個實施例的油墨容器是安裝到一個記錄頭或類似物上。在這時，如圖3所示，記錄頭的油墨供應(yīng)管7推動球5克服彈簧6的彈力，使球5脫離卸料口3的錐形表面，這樣打開了卸料口3。當(dāng)記錄操作開始時，油墨通過卸料口3輸出。隨著油墨的消耗，如圖3a所示，活動壁4在油墨容器內(nèi)表面上向卸料口3滑動。抵抗滑移運動的摩擦對于記錄造成一種真空?；顒颖?的密封部4b和防傾斜凸出部4a接觸到油墨容器1的內(nèi)壁，因此活動壁4平穩(wěn)移動而不傾斜，因此，維持一恒定的真空度。隨著油墨進(jìn)一步的消耗，如圖3B所示，活動壁接近卸料口3。包括推動球5的彈簧6或類似物在內(nèi)的閥門機構(gòu)的凸出部被容納在活動壁的凹穴4f中，這樣使得油墨容器1內(nèi)的油墨得到有效利用。
參照圖4A、4B和4c，對附加的實施例將作描述。在圖4A中，密封部14b是夾緊在法蘭14a鄰近圖4A左端的一個臺階上。另外，一個分開的防傾斜凸出部14c是夾緊在鄰近法蘭14a右端的一個臺階上。
在圖4B中，示出了另一個實施例，它不同于第二個實施例之處只是在活動壁的法蘭24a的結(jié)構(gòu)上。法蘭24a是圓筒形的，其內(nèi)部空間提供了凹穴24f。密封部24b是夾緊在鄰近凹穴24f敞口端的法蘭外邊緣的一個臺階上。在鄰近底壁24d的法蘭外邊緣的一個臺階上夾緊一個凸出部24c，以防止活動壁24的傾斜。
在圖4c中，采用了一個圓筒形零件34a，它是由彈性材料制作的，并且它具有一個整體的密封部34b。圓筒形零件34a的對著有密封部34b那端的另一個端部是夾緊在底壁34d的臺階上。一個凸出部34c夾緊在鄰近另一端的底壁34d的一個臺階上。
在上述的一些油墨容器的任一種中，一種不溶解于油墨的材料最好施加在活動壁和油墨容器之間，以改善潤滑作用和密封作用。
上述不溶解材料的一些例子包括幾種液體諸如硅油、氟油、聚丁烯、聚異丁烯或類似物，固體潤滑劑諸如二硫化鉬、石墨、氮化硼或類似物，或涂覆材料諸如聚四氟乙烯或類似物。
最可取的是至少一部分不溶解于油墨的材料被保留在密封部和防傾斜部之間的空間內(nèi)，此后不溶解材料在密封部和油墨容器內(nèi)表面之間以及在防傾斜部和油墨容器內(nèi)表面之間，起密封作用并改善摩擦性能。另外，即使由于油墨容器的振動，例如使油墨容器旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的，在密封部和油墨容器內(nèi)表面之間出現(xiàn)間隙，由于不溶解材料的存在，油墨的泄漏能夠被有效地阻止。
在每一種油墨容器內(nèi)，可能的改變是設(shè)置兩個或更多的防傾斜凸出部，并且它們當(dāng)中的至少一個相對于油墨容器1的內(nèi)表面，可以起提供密封的作用。
在前述的實施例中，防傾斜零件是環(huán)形的，然而，當(dāng)不保留上述不溶解材料時，在底壁44d邊緣表面上的防傾斜部可以是多個凸出部形式的，如圖5所示。這樣，和油墨容器內(nèi)表面的接觸面可以減小，這樣允許活動壁44精確運動。在這個圖中，3個防傾斜凸出部44c被設(shè)置在底壁44d的邊緣表面上。然而，數(shù)目是不限制的，因此，如果它有足夠側(cè)面來防止活動壁44的傾斜，可以是兩個。數(shù)目也可以是四個或更多。當(dāng)分散的防傾斜凸出部被采用時，并且當(dāng)需要使用不溶解材料時，密封部可以是雙環(huán)形式的，在它們之間放置不溶解材料，或者密封部具有一個槽溝形式的斷面，不溶解材料保留在槽溝內(nèi)。
密封部和/或防傾斜部可以是和活動壁整體地成形的，或者是一個分立的零件。
下面將描述另一個實施例，其中，在活動壁的貯有油墨側(cè)內(nèi)，空氣或氣體以一個氣泡，多氣泡等形式存在。圖6A是油墨消耗、油墨真空度和活動壁移動隨時間的變化圖，這時沒有裝入任何泡沫，而圖6B示出同樣的情況，但是有泡沫。
在正常操作中，在基本恒定的油墨消耗操作的情況下，當(dāng)油墨突然從記錄頭的所有噴口噴射出來時，在這種情況下必定是實體的黑像突然出現(xiàn)了，也就是說，油墨的消耗急劇地增加，油墨將從油墨容器供給記錄頭。然而，如這些圖所示，活動壁的運動延遲。由于油墨是液體，它的體積幾乎不膨脹，油墨的真空度可以猛然增加。如果真空度變得強于在記錄頭噴射出口形成的彎液面所產(chǎn)生的液體保持力，或者當(dāng)真空度限度被如此超過，以致油墨的重新填充活動受到阻礙時，油墨可以不通過一個噴射出口或一些噴射出口噴射出來。當(dāng)泡沫或多泡沫存在時，泡沫在油墨容器內(nèi)膨脹，即使液體，如油墨的消耗速率和泡沫起一種緩沖器或吸收器的作用。因此真空度極限不會超過。因此不會出現(xiàn)噴射故障。
當(dāng)活動壁不移動時，即使所有噴射出口為5個字符區(qū)(一個區(qū)為64×36點)的實體黑像連續(xù)噴射油墨液滴，為了防止真空度限度被超過，所需要的泡沫或多泡沫的體積是0.1CC.左右。
對于正常的實體像打印，如果體積不小于0.05CC，它將是足夠的。如果它太大，當(dāng)油墨容器被振動時，油墨可以大大地運動。其影響可以傳遞給記錄頭的記錄操作。因此它最好小于1CC。代替泡沫，可以裝進(jìn)一種彈性材料或多種彈性材料。
參照圖7，一種采用本發(fā)明的油墨容器的噴墨裝置將加以描述。
記錄頭103和按照本實施例的油墨容器聯(lián)接起來組成一個記錄頭裝置。該記錄頭裝置是裝載在滑架101上，滑架是由導(dǎo)向軸104和具有螺旋槽105a的絲桿105導(dǎo)向的。在另一種布置中，根據(jù)本發(fā)明的油墨容器可以安裝到記錄頭上。記錄頭103設(shè)置有管或桿7，如圖3所示，當(dāng)油墨盒102安裝時，管或桿7插進(jìn)油墨容器1的卸料口，以克服彈簧6施加給球5的彈力而打開卸料口3。
絲桿105是由可換向馬達(dá)106通過齒輪系106a、106b、106c和106d驅(qū)動按向前和向后方向旋轉(zhuǎn)?；?01是通過滑架101的一個未示出的銷子按箭頭所示方向和相反方向作往復(fù)運動，銷子的端部是和螺旋槽105a相嚙合。驅(qū)動馬達(dá)106的向前旋轉(zhuǎn)和向后旋轉(zhuǎn)之間的轉(zhuǎn)換是隨對滑架101原來位置的探測而實現(xiàn)的，這是由滑架101的桿115和光耦合器116的聯(lián)合來探測。
記錄材料是一張紙109形式的，由限制板108限制到壓紙卷筒107上，并且是由紙張進(jìn)給馬達(dá)110所驅(qū)動的未示出的紙張進(jìn)給滾筒帶動面對記錄頭。
恢復(fù)裝置111用于去掉記錄頭103噴射出口側(cè)上沉積的外來物，或者粘度增大的油墨，以恢復(fù)正規(guī)的噴射性能。
恢復(fù)裝置111包括覆蓋件113連同未示出的吸入裝置，通過被覆蓋的記錄頭103噴射出口吸入油墨，以從噴射出口附近去掉外來物和粘度增大的油墨。在恢復(fù)裝置111和壓紙卷筒107之間，設(shè)置了清除片114，它沿著導(dǎo)向件112可以向著或離開記錄頭103噴射出口側(cè)的運動路線運動。清除片114的自由端可以有效地去掉記錄頭噴射出口側(cè)表面上沉積的外來物和油墨液滴。
本發(fā)明是特別適合用于油墨噴射記錄頭和記錄裝置，其中由電熱換能器、激光束或類似物所產(chǎn)生的熱能用于引起油墨狀況的改變，以噴射或輸出油墨。這是高密度的像素和高清晰度的記錄成為可能的原因。
在美國專利號4，723，129和4.740，796中所公開的典型結(jié)構(gòu)和操作原理是可取的。該原理和結(jié)構(gòu)適用于所謂按要求型記錄系統(tǒng)和連續(xù)型記錄系統(tǒng)。然而，它特別適合于按要求型，因為其原理是這樣的，至少一個驅(qū)動信號施到安置在液體(油墨)保留板或液體通道上的電熱換能器，該驅(qū)動信號足以提供這樣一種快速溫升，超過偏離成核沸點，因此由電熱換能器所提供的熱能可在記錄頭的加熱部上產(chǎn)生膜沸騰，由此按照每一個驅(qū)動信號，在液體(油墨)中能夠形成一個氣泡。
隨著氣泡的產(chǎn)生、擴展和收縮，液體(油墨)通過噴射出口噴射出去，可產(chǎn)生至少一個液滴。驅(qū)動信號最好是以脈沖形式的，因為氣泡的擴展和收縮可以是瞬間實現(xiàn)的，因此液體(油墨)是以快速響應(yīng)的方式噴射出去。脈沖形式的驅(qū)動信號是可取的，諸如美國專利號4，313，124中所公開的。
記錄頭的結(jié)構(gòu)可以是如美國專利號4，558，333和4，459，600中所示出的，其中加熱部安置在一個彎曲件上，以及噴射出口、液體通道和電熱換能器的組合結(jié)構(gòu)如上述一些專利所披露的。另外，本發(fā)明適用于日本公布的專利申請?zhí)?23670/1984所披露的結(jié)構(gòu)，其中一條公共的微縫用作多個電熱換能器的噴射出口，和適用于日本公布的專利申請?zhí)?38461/1984所公開的結(jié)構(gòu)，其中用于吸收熱能壓力波的開孔是按照噴射部成形的，這是因為本發(fā)明可以肯定地和高效率地用于執(zhí)行記錄操作，而不管記錄頭的類型如何。
本發(fā)明可以有效地適用于具有相應(yīng)于最大記錄寬度的長度的所謂全線型記錄頭。這樣的記錄頭可以由單個記錄頭和多個組合的記錄頭構(gòu)成，以復(fù)蓋最大寬度。
另外，本發(fā)明適用于串聯(lián)型記錄頭，其中記錄頭是固定在主要組件上;適用于可更換的片型記錄頭，后者和主要裝置是電氣聯(lián)接的，并且當(dāng)它安裝在主要組件中時，能夠供給其油墨;或者適用于盒型記錄頭，后者有一個整體式油墨容器。
對于初始操作，恢復(fù)裝置和/或輔助裝置的設(shè)置是可取的，因為它們能夠進(jìn)一步使本發(fā)明的效果穩(wěn)定，就這樣一些裝置而論，有記錄頭的覆蓋裝置和清除裝置、擠壓或吸入裝置、初始加熱裝置，該加熱裝置可以是電熱換熱器、附加的加熱元件或其組合。同樣，用于實行初始噴射(不用于記錄操作)的裝置能夠使記錄操作穩(wěn)定。
至于可安裝的記錄頭的變化，它可以是單個的，對應(yīng)于單色油墨，或者可以是多個的，對應(yīng)于具有不同記錄顏色或密度的油墨材料的多樣性。本發(fā)明可以有效地適用于這樣一種裝置，它具有至少一種單色模式，主要是黑色，多色模式，用不同顏色的油墨材料，和/或全色模式，用一些顏色的混合;它可以是一個整體成形的記錄部件或者多個記錄頭的組合。
而且，在前述的實施例中，油墨是液體。然而它可以是這樣一種油墨材料，在低于室溫時固化，但是在室溫時液化。既然油墨是控制在不低于30℃和不高于70℃的溫度范圍內(nèi)，可使油墨的粘度穩(wěn)定，以在這種通常的記錄裝置中提供穩(wěn)定的噴射，油墨可以是這樣的，在記錄信號存在時的溫度范圍內(nèi)，它是液體。本發(fā)明適用于其余類型的油墨。在其中一種油墨中，由于熱能產(chǎn)生的溫升完全被油墨從固態(tài)到液態(tài)的狀態(tài)改變而消耗的熱能所阻止。另一種油墨材料在其留下時固化，以防止油墨蒸發(fā)。在兩種情況中，利用記錄信號產(chǎn)生的熱能，油墨液化，并且液化油墨可以噴射出去。另一種油墨材料可以在其到達(dá)記錄材料上時開始固化。本發(fā)明也適用這樣一種油墨材料，在加上熱能時液化。這樣一種油墨材料可以作為一種液態(tài)或固態(tài)材料保留在多孔板中所成形的通孔或凹穴內(nèi)，如日本公開的專利申請?zhí)?6847/1979和日本公開的專利申請?zhí)?1260/1985中所披露的。該多孔板是面對著一些電熱換能器。對于上述的一些油墨材料，最有效的系統(tǒng)是膜沸系統(tǒng)。
油墨噴射記錄裝置可以用作為信息處理裝置的一個輸出終端，諸如計算機或類似物，和像閱讀機結(jié)合的復(fù)印裝置或類似物，具有信息發(fā)送和接收功能的傳真機。
既然本發(fā)明有上述的結(jié)構(gòu)，能夠提供下列有益的作用。即使活動壁和油墨容器內(nèi)表面之間的摩擦是選擇成低水平的，活動壁傾斜的傾向性也是小的。因為摩擦力小，啟動活動壁所需要的壓力小，所以真空度控制能夠作到對小的壓力變化起反應(yīng)，記錄裝置的可靠性增加。
當(dāng)活動壁設(shè)置有凹穴時，那么如果打開油墨容器卸料口用的開啟或關(guān)閉裝置用于油墨容器，凹穴可用于容納該開啟或關(guān)閉裝置，因此不可利用的油墨量能夠相應(yīng)地減少。
在記錄頭裝置使油墨容器和記錄頭連接在一起的情況中，油墨容量能夠增加，而不增加油墨容器的尺寸。而且，在一個裝有這樣的記錄頭裝置的噴射記錄裝置中，滑架結(jié)構(gòu)不會變成龐大的，因此整個裝置的尺寸不會變成龐大的，并且不妨礙穩(wěn)定的長期記錄操作。
在本發(fā)明已參照這里所公開的結(jié)構(gòu)加以描述時，它不局限于所規(guī)定的細(xì)則，這種應(yīng)用是打算包括這樣一些修改或變化，它們可以來自于改進(jìn)的目的或下列權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種油墨容器包括一個容器體；一個活動壁，它可沿著上述容器體的內(nèi)表面移動；上述活動壁包括一個密封部和至少一個防傾斜部，密封部和上述容器體的內(nèi)表面密封接觸，防傾斜部用于防止上述活動壁傾斜，上述防傾斜部是和上述密封部分隔開的。
2.按照權(quán)利要求1的油墨容器，其中上述的至少一個防傾斜部是和上述油墨容器的內(nèi)表面密封接觸的。
3.按照權(quán)利要求1的油墨容器，其中不溶解于油墨的材料是設(shè)置在上述容器體的內(nèi)表面和上述活動壁之間。
4.按照權(quán)利要求3的油墨容器，其中至少一部分不溶解材料是施加在上述密封部和上述防傾斜部之間的空間內(nèi)。
5.按照權(quán)利要求1的油墨容器，其中上述活動壁是用彈性材料整體地成形的。
6.按照權(quán)利要求1的油墨容器，其中就上述活動壁的運動方向而言的上述活動壁的前表面設(shè)置了一個凹穴。
7.按照前述權(quán)利要求中任何一個的油墨容器，其中上述油墨容器裝有泡沫和油墨。
8.按照權(quán)利要求1-8中任何一個的油墨容器，其中油墨中帶有彈性材料。
9.一種帶有前述權(quán)利要求中任何一個所規(guī)定的油墨容器的噴墨記錄裝置。包括用于安裝記錄頭連同上述油墨容器的滑架;供給電信號到上述記錄頭上的裝置;和進(jìn)給記錄材料面對上述記錄頭的裝置。
全文摘要
油墨容器包括一個容器體；一個可沿容器體內(nèi)表面運動的活動壁；活動壁包括一個密封部和一個防傾斜部，密封部和容器體內(nèi)表面密封接觸，防傾斜部用于防止活動壁傾斜，防傾斜部是和密封部分隔開的。
文檔編號B41J2/175GK1071372SQ921102
公開日1993年4月28日 申請日期1992年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月30日
發(fā)明者氏田敏彥, 松本治行 申請人:佳能株式會社