专利名称：喷墨头存储结构和充液方法
发明
背景技术：
领域本发明涉及一种用于存储喷墨头的结构，所述喷墨头通过从排出口排出记录液体而实现记录。
背景技术：
在常规的记录系统中，由于通过从排出口排出油墨而在记录介质上实现记录的喷墨记录系统具有低噪音和能实现高密度的高速记录操作的特点，因此近年来已广泛应用这样的系统。
普通的记录设备有这样的系统，即包括用于排出油墨以在记录介质上形成图像的喷墨头，和用于传输记录介质的输送装置。
作为喷墨头，已有这样一种喷墨头，其中在与排出口相连通的喷嘴内布置电热转换元件(如压电元件)以从排出口排出墨滴；还有这样一种喷墨头，其中有电热转换元件(如生热电阻)；还有一种喷墨头，其中有电磁波(如电波或激光)/机械转换元件或电磁波/热转换元件。在这些种喷墨头中，在利用热能排出墨滴的一种喷墨记录设备中，由于喷嘴可以高密度地排列，因此可以获得高分辨率的记录。
特别地，与使用电/机械转换元件的喷墨头相比较，在使用电热转换元件作为热能产生元件的喷墨头中，能容易地达到紧密度，而且，此外，通过充分利用IC技术和微加工技术的优点，利用较低的成本就能容易地获得高密度的排列，在最近的半导体制造领域，IC技术和微加工技术的创造性和可靠性已显著增强。带有玻璃/环氧树脂的基底材料的布线基片被附着在喷墨头上，所述布线基片用于将来自记录设备的主体的电信号传输到位于转换元件的转换部分的热源板上。用引线接合法将热源板和布线基片互相连接。与记录设备主体的柔性布线基片接触并电连接的接触垫被布置在布线基片的上表面上。
在普通的喷墨头中，记录所需要的油墨量被稳定地从一个容纳油墨的油墨容器供送到喷嘴。此外，为了防止油墨通过排出口渗漏，更具体地讲，为了保持油墨在排出口中的弯液面不被破坏，将从油墨容器到喷嘴的供给压力调节成负压。作为将供给压力调节为负压的方法，有这样的方法，即，利用从直接包含油墨的油墨容器的油墨导入孔到排出口的水位差的方法以及在油墨容器中布置吸墨体的方法，所述吸墨体作为负压产生元件。
作为将油墨供应到喷墨头的喷嘴的方法，有通过整体地或单独地将油墨容器安装到位于滑架上的喷墨头上来将油墨供应到喷嘴的方法和所谓的管供应的方法，在管供应的方法中，以通过一个管子将喷墨头连接到滑架以外的油墨容器上的方式将油墨供应到喷嘴。在消耗大量油墨的喷墨打印机中，油墨容器必须有大容量。在这种情况下，如果有着大容量的油墨容器被安装到滑架上，会使喷墨打印机自身变得庞大，在这样的打印机中，就适合采用管供应的方法。
在管供应类型的喷墨头中，在油墨容器和喷墨头之间，装设有诸如用来辅助性地储存油墨的缓冲部分(诸如油墨容器)、过滤器或类似装置，以防止由于压力突变而导致油墨喷射量不足和渗漏。此外，还装有组成一个墨滴排出部分的喷嘴、油墨储存空间和油墨导入孔。
在这样的喷墨头中，如果在开始使用时喷嘴是干燥的，当油墨被供应到喷嘴时，会使喷嘴内表面的油墨润湿能力改变，因此由于不均匀的润湿能力就可能出现喷射量不足。为了避免这种情况，当运输喷墨头时，通过用不含彩色原料的油墨(不含彩色原料的透明油墨)充满喷嘴，使该喷墨头(喷嘴的内部)保持润湿状态。如果油墨中包括彩色原料，当作为油墨主要成分的水分被蒸发时，溶解在水分中的彩色原料被析出而导致堵塞喷嘴。不含彩色原料的油墨中不包括彩色原料的原因是可以防止这样的堵塞。
附带地，一些装在滑架上的管供应类型的喷墨头被设计成将空气收容在用于容纳被供应到喷嘴的油墨的油墨储存部分中。然而，当将空气收容进油墨储存部分的这种类型的喷墨头被存储时，如果，由于在从喷墨头的制造到其发运期间的存储阶段中的环境变化或在从喷墨头发运到喷墨头运送到用户期间的运输阶段中的环境变化而导致该头的内部压力增加，那么不含彩色原料的油墨可能从喷嘴的排出口或油墨导入孔中漏出。
此外，在运输过程中喷墨头的放置姿势不当，不含彩色原料的油墨的这种渗漏可能更显著。
为了防止油墨从喷嘴漏出，考虑把胶带或橡胶片直接附着在工作面以密封喷嘴。然而，当空气被如上所述收容时，由于空气的膨胀会导致压力增量变大，因此，为了防止油墨渗漏，必须用相当强的力将胶带或橡胶片推到工作面上。然而，如果用很强的力将胶带或橡胶片推到工作面上，那么可能会使喷嘴变形。此外，在胶带或橡胶片与工作面之间可能夹有如污物等异物，从而会堵塞喷嘴，或者胶带的胶粘剂将转移到工作面而改变油墨润湿能力或损坏工作面。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供具有高可靠性的存储结构，其中喷嘴可以确保润湿，并且可以防止由于环境变化而导致的油墨渗漏和对电连接的影响，而且不会损坏工作面和喷嘴。
为了实现上述目的，依照本发明的第一方面，提供一种用于存储或储备喷墨头的存储结构，所述喷墨头包括与喷液口相通的喷嘴；用于储存被供应给喷嘴的液体的液体储存部分和用于从外部将液体导入到液体储存部分的液体导入部分，其中，在所述喷墨头中，空气被收容在所述液体存储部分中，并且液体至少被容纳在所述喷嘴中，围绕着所述开口的盖罩部分与形成有所述开口的面紧密接触并依附于所述面，其中盖罩部分包括用于覆盖所述开口区域的弹性罩和位于所述弹性罩内的液体吸收元件，至少当所述液体存储部分的内压增加时所述液体引入部分与大气相通，从而将所述盖罩部分内的一个空间维持在润湿状态。
此外，本发明还提供了一种用于存储或储备喷墨头的存储结构，所述喷墨头包括与用来排出液体的开口相通的多个喷嘴，用来存储被供应给所述喷嘴的液体的多个液体存储部分和从外部将液体引入到所述液体存储部分中的多个液体引入部分，其中，在所述喷墨头中，空气被收容在所述液体存储部分中，并且液体被至少容纳在所述喷嘴中，围绕着所述开口的盖罩部分与形成有所述开口的面紧密接触并依附于所述面，其中盖罩部分包括用于覆盖所述开口区域的弹性罩和位于所述弹性罩内的液体吸收元件，至少当所述液体存储部分的内压增加时所述液体引入部分与大气相通，从而将所述盖罩部分内的一个空间维持在润湿状态。
另外，所述液体引入部分可能包括形成有缝隙的一个弹性元件。
此外，用于将喷墨头的内部与喷墨头的外部连通的连通管可能被插入到所述液体引入部分。
优选的是，被插入到所述液体引入部分的元件的插入部分的基座端直径大于其末梢端直径。
而且，优选的是，所述元件的所述插入部分逐渐变细以从末梢端到基座端增加直径。
容纳于所述喷嘴中的液体可是不含彩色原料的油墨。
容纳于所述喷嘴中的液体可是油墨。
液体被所述喷嘴的毛细力所控制。
在所述喷墨头的外表面上有用于将所述喷墨头电连接到喷墨打印机的接触垫。
附装在喷墨头上的所述盖罩部分中的液体吸收元件可不与喷嘴的所述开口形成于其中的工作面接触。
所述喷墨头可能被容纳于一个托架中，所述托架又可能被收容在由低透气性材料制成的外壳中，其中喷墨头的所述盖罩部分依附于所述喷嘴的所述开口形成于其中的工作面上，大气释放元件被插入到所述液体引入部分，所述液体吸收元件被推向所述大气释放元件的大气释放孔。
所述低透气性材料制成的外壳可以是铝质外壳。
在通过从所述喷嘴的所述开口中喷出记录液体而实现记录的喷墨头中，所述盖罩部分相对于所述喷嘴的所述开口形成于其中的工作面是可拆卸的，所述可拆卸的盖罩部分包括保护元件，用于保护喷墨头的所述喷嘴的所述开口形成于其中的工作面；固定在所述保护元件上的弹性盖罩，所述弹性盖罩与所述喷嘴的所述开口形成于其中的工作面紧密接触以覆盖喷嘴区域；和位于所述弹性盖罩之内的液体吸收元件。所述弹性盖罩可有环形凸缘以与喷嘴区域的外围紧密接触，从而为喷嘴区域提供一个封闭空间。
不含彩色原料的油墨可被装入所述液体吸收元件，在所述盖罩部分安装到所述喷墨头上的条件下，所述液体吸收元件可不与所述喷嘴的所述开口形成于其中的工作面接触。
保护元件可装有能够相对于喷墨头而定位的定位部分和能扩展并随后钩在所述喷墨头上的夹子形状接合部分。
本发明还提供了一种在喷墨头存储中的液体充注方法，存储中的喷墨头包括与用来排出液体的开口相通的一个喷嘴；用来存储被供应给所述喷嘴的液体的一个液体存储部分；和从外部将液体引入到所述液体存储部分中的一个液体引入部分。该方法包括以下步骤将液体充注到所述液体存储部分中；通过以预定的时间间隔从开口吸取充注在液体存储部分中的液体而喷出所述液体存储部分中的液体；以及在所述盖罩部分在环绕所述开口周围被紧密接触的状态下将盖罩部分连接到所述开口形成于其中的工作面上。
采用这样的存储结构，与油墨存储空间充满不含彩色原料的油墨的传统喷墨头相比，由于防止了由环境变化引起内压增加从而导致的不含彩色原料的油墨的泄漏，并且也防止了由于喷墨头的摆放方式的不同而导致的不含彩色原料的油墨的泄漏，所以可以提供高可靠性的喷墨头。
图1是示出了依照本发明的一个实施例的喷墨记录设备的一个结构的示意性透视图；图2是用于解释图1所示的喷墨记录设备的油墨供应路径的视图；图3是图2的喷墨头的下部透视图；图4是图2的喷墨头的上部透视图；图5A是喷墨头的纵向剖面图，其中示出了用于依照本发明的第一实施例的喷墨头的存储结构；图5B是纵向剖面图，示出了依照本发明的第一实施例的喷墨头；图6A、6B和6C是用于解释盖罩部分的视图，其中图6A是示出了与工作面接触的盖罩部分一个侧面的平面图，图6B是沿图6A的线6B-6B的剖面图，图6C是从图6A中所示的箭头6C的方向上看去的侧视图；图7是安装有图6A到6C的盖罩部分的喷墨头的局部剖面侧视图；图8是喷墨头的纵向剖面图，其中示出了当释放盖被插入时的本发明的喷墨头的存储结构；图9是用于解释图8中接缝橡胶、释放盖和吸收体的狭缝的纵向剖面图；图10是喷墨头的纵向剖面图，其中示出了用于依照本发明的第二实施例的喷墨头的存储结构；图11A、11B和11C是示出了盖罩部分被安装到本发明的喷墨头上的状态的视图；图12A和12B是示出了当油墨从喷墨头的开口漏出时开口形成于其上的面和盖罩部分之间的位置关系的视图；图13是本发明的其底部端大于其顶部端的释放盖的纵向剖面图；图14是示出了依照本发明的喷墨头和释放盖的透视图；图15是喷墨头的纵向剖面图，其中示出了用于依照本发明的第三实施例的喷墨头的存储结构；图16是用于储存依照本发明的第三实施例的喷墨头的托架的上部视图。
具体实施例方式
下面将参考附图结合优选实施例来解释本发明。
首先，将描述有喷墨头的喷墨记录设备的一个例子，本发明的喷墨头存储结构适用于该喷墨头。
图1是示出了依照本发明的一个实施例的喷墨记录设备的一个结构的示意性透视图。
图1中所示出的喷墨记录设备是串行型的喷墨打印机，其中，当重复进行喷墨头201的相互移动(主扫描)和诸如标准记录纸、特殊纸、OHP纸等等记录纸S的预定间距的递送(次扫描)时，通过与上述运动同步地从喷墨头201中选择性地排出油墨，使油墨附着在记录纸上，形成图象(字符和/或符号)。
在图1中，喷墨头201被可拆卸地安装于滑架202上，滑架202由两个导轨滑动地支撑并且通过如马达(未示出)驱动器的驱动而沿着导轨往复运动。记录纸S由输送辊203以垂直于滑架202的移动方向(例如箭头A所示的方向)输送，如此记录纸以预定的间隙对着喷墨头201的喷墨面。
喷墨头201有用于喷射不同颜色油墨的许多喷嘴组。与从喷墨头201中喷出的油墨的颜色一致，许多分立的主箱204被可拆卸地安装于供墨单元205上。供墨单元205通过许多与油墨颜色对应的供墨管206与喷墨头201连接，因此，当主箱204被安装于供墨单元205上时，装在主箱204中的各种颜色的油墨就能独立地被供应到各个喷嘴组。
在喷墨头201的往复移动的运动范围内和在记录纸的扫描区之外的非记录区内，输送单元207以与喷墨头201的喷墨面呈面对面的关系而布置。
下一步，将参考图2来解释喷墨记录设备的供墨系统的详细结构。图2是用于解释图1的喷墨头的油墨供应路径的视图。为了简化说明，图2示出了只用于一种颜色的一个油墨供应路径。
首先，将描述喷墨头201。
通过连接器插入口201a使油墨被供应到喷墨头201，所述连接器插入口201a与位于供墨管206的末梢的液体连接器密封地连接。连接器插入口201a与形成在喷墨头201上部的次箱部分201b相通。在次箱部分201b之下沿重力方向上，有将油墨直接供应到带有许多平行排列的喷嘴201g的喷嘴部分的液体腔201f。过滤器201c界定了次箱部分201b和液体腔201f，有开口201d的隔板部分201e位于次箱部分201b和液体腔201f之间的边界处，过滤器201c位于隔板部分201e上。
通过这样的布置，利用连接器插入口201a使被供应到喷墨头201的油墨通过次箱部分201b、过滤器201c和液体腔201f被供应到喷嘴201g。从连接器插入口201a到喷嘴201g之间的区域相对于大气密封。
在次箱部分201b的上表面有个开口，并且该开口被圆顶状弹性元件201h覆盖。由弹性元件201h包围的空间(压力调节腔201i)的体积根据次箱部分201b内的压力而变化，如稍后将描述的，这样可调节次箱部分201b内的压力。
每个喷嘴201g都是有大约20微米截面宽的圆柱形。通过对喷嘴201g中的油墨施加喷射能量，使油墨从喷嘴201g中喷射出来，并且在喷射后，喷嘴201g的毛细作用力将新油墨引入喷嘴201g中。为了给喷嘴201g中的油墨施加喷射能量，喷墨头201有用于各个喷嘴201g的能量产生装置。在该实施例中，用于加热喷嘴201g中的油墨的生热电阻被用作能量产生元件，通过根据从用于控制喷墨头201驱动的喷墨头控制部分(未示出)传出的指令选择性地驱动生热电阻，在所希望的喷嘴201g的油墨中引起薄膜沸腾，利用薄膜沸腾产生的气泡的压力将油墨从所希望的喷嘴201g中喷出。
虽然每个喷嘴201g都被布置为其喷出油墨的末梢向下的形式，但是没有设置用于关闭该末梢的阀机构，因此油墨充满喷嘴201g并在其中形成弯液面。因此，喷墨头201的内部，尤其是喷嘴的内部保持负压状态。然而，当负压太小时，如果杂质和油墨黏附在喷嘴201g的末梢，该油墨的弯液面可能被破坏，导致喷嘴201g泄漏油墨。另一方面，当负压太大时，在喷射过程中，将油墨吸引回到喷嘴201g的力变得大于施加给油墨的力，从而导致喷射不足。因此，使喷嘴201g内的负压保持在略小于大气压的一个预定范围内。负压的范围随喷嘴201g的数量、喷嘴的横截面积、生热电阻的特性等而变化。
在该实施例中，由于喷墨头201通过供墨管206与供墨单元205连接，并且喷墨头201相对于供墨单元205的位置可以相当自由地设定，为了在喷墨头201中产生负压，喷墨头201位于高于供墨单元205的一个位置。
为了防止可能堵塞喷嘴201g的杂质从次箱部分201b流入液体腔201f，过滤器201c由带有宽度为10微米或小于喷嘴201g截面的小孔的金属网制成。过滤器201c有一个特征，即，当油墨只与过滤器201c的一个表面接触时，由于毛细作用力而在小孔中形成油墨弯液面，从而使油墨通过但使空气流难以通过。小孔的尺寸越小，弯液面的强度越大，从而使空气流更难以通过。
在该实施例中所用的过滤器201c中允许空气流通过所需要的压力大约为0.1大气压(10.1325千帕)。因此，如果空气存在于位于喷墨头201内的油墨运动方向上的过滤器201c的下游侧的液体腔201f中，那么由于空气不能借助其自身的浮力穿过过滤器201c，因而使液体腔201f中的空气就保留在液体腔201f中。在该实施例中，利用了该现象。就是，液体腔201f中不是完全充满空气，而是在液体腔201f里的油墨与过滤器201c之间有个空气层。也就是说，在液体腔201f内储存了预定量的油墨，这样，液体腔201f内的油墨就通过这样的空气层与过滤器201c分离。在该实施例中，通过用这个办法采用一个大的液体腔，提供了一个轻松地把气泡限制在过滤器下面的结构，这样气泡难以到达喷嘴，并且由喷射而产生的气泡也易于移动到过滤器下面。通过这样的布置，提供了一种不易受气泡影响的喷墨头结构，所述气泡是导致不稳定打印的主要因素。
此外，在过滤器下面的隔板部分内的油墨与过滤器接触，因此，如果由于环境温度的变化而导致过滤器下面的油墨膨胀，这样油墨运动到过滤器之上，从而缓冲了压力。然而，如果过滤器下面的空气量增加到超出了预定值，由于温度变化不能被吸收，因此要定期施加吸力以将过滤器下面的空气量保持在给定的范围。
储存在液体腔201f的油墨量至少是充满喷嘴201g所需要的油墨量。如果空气从液体腔201f进入喷嘴201g，那么由于在喷墨后喷嘴201g内没有补充进油墨而导致喷射不足，所以喷嘴201g内必须总是充满油墨。
过滤器201c的上表面与次箱部分201b内的油墨接触，与油墨接触的区域是过滤器201c的有效区。穿过过滤器201c的压力损失取决于过滤器201c的有效区。在该实施例中，过滤器201c在喷墨头201的使用状态中被水平地安置，这样通过油墨与过滤器201c的整个上表面相接触，过滤器201c的有效区达到最大，从而减少压力损失。
压力调节室201i是当内负压增加时其容积减少的一个腔，并且在该实施例中，当压力调节室是由弹性元件201h构成时，弹性元件201h最好是用橡胶材料制成。此外，除了用弹性元件201h外，该压力调节室也可以由塑料板和弹簧的组合来构成。通过提供这样一个压力调节室201i，可以使喷墨稳定，而且可以消除从主箱204到喷墨头201之间的油墨供应通道内的压力损失的影响。这样，可以减小与滑架202一起运动的供墨管206的直径，从而减小滑架202的移动负荷。
下面，将描述供墨单元205和主箱204。
主箱204相对于供墨单元205是可拆卸的，而且在每个主箱的底部都有用橡胶栓204b密封的供墨孔和用橡胶栓204c密封的大气导入孔。每个主箱204都是一个单独的密封容器，在这种情况下，在主箱204内容纳着油墨209。
另一方面，供墨单元205有从每个主箱204中吸收油墨209的供墨针205a和用于将大气导入进每个主箱204内的大气导入针205b。供墨针205a和大气导入针205b都是由空心针制成的，并被布置为与相应主箱204的供墨孔和大气导入孔呈正对的形式并且其针尖向上。当主箱204被安装到供墨单元205上时，供墨针205a和大气导入针205b分别刺入并穿过橡胶栓204b和橡胶栓204c，从而进入主箱204的内部。
供墨针205a通过液体通道205c与相应的供墨管206连接。大气导入针205b通过液体通道205e、缓冲室205f和通气孔205g与大气相通。位于从供墨针205a到供墨管206的供墨通道中的最低位置的液体通道205c的高度与位于从大气导入针205b到通气孔205g的供墨通道中的最低位置的液体通道205e的高度是一致的。
对于上述结构，当喷墨头201中的油墨被消耗时，由于负压的存在，任何时候都可以通过供墨单元205和供墨管206将油墨从主箱204供应到喷墨头201。在该情况下，与从主箱204所供应的油墨量相同的空气量通过缓冲室205f和大气导入针205b从通气孔2205g被引入到主箱204。
此外，用在上述油墨供应系统中的喷墨头201的外观例如是如图3和4所示出的样子。图3是喷墨头201的下部透视图，图4是喷墨头201的上部透视图。图3和4示出了多个喷墨头201，图3中所示的排出口210是喷嘴201g的开口，并且由多个排出口构成的许多列中的每列都以彼此平行的方式沿滑架的移动方向延伸。
用于存储喷墨头的结构下面，将描述根据本发明的喷墨头存储结构。在这儿，虽然将描述用于存储或储备上述喷墨头201的一个例子，但是本发明不只限于这样一个例子，本发明的存储结构可以被应用于各种具有喷嘴这种喷墨类型的喷墨头，在所述喷嘴中布置有喷出能量产生元件和与该喷嘴连接的油墨储存部分。
(第一实施例)图5A是喷墨头的纵向剖面图，其中示出了用于依照本发明的第一实施例的喷墨头201的存储结构，图5B是从相对于图5A的垂直方向看过去的剖面图。
根据本实施例的喷墨头201被设计成从六个喷嘴列中喷出油墨的形式，从图1所示的相应的主箱204通过相应的供墨管206、次箱部分201b和液体腔201f将油墨独立地供应到喷嘴201g的各列中。
在图5A和图5B中，通过压配合将接合橡胶211压入与喷墨头201的次箱部分201b连接的连接器插入口201a中。该油墨接合橡胶有缝隙211a(参考图9B)，位于供墨管尖端的液体连接器的接合针(针状管)插入到所述缝隙211a中。就是，导入喷墨头内部的油墨导入部分以弹性元件的缝隙的形式形成。原因是，当进行喷墨头201的推进检查(检查)时，必须将喷墨头201控制在油墨存在于该喷墨头201内的状态。在这种情况下，如果连接器插入口201a对着大气是打开的，那么由于喷墨头自身没有负压产生机构，因此油墨可能从喷嘴漏出。为了避免这种情况，在该实施例中，提供了用于在正常状态下密封连接器插入口201a的缝隙211a。除了接合针要插入到所述缝隙中以外，该接合针插入缝隙还密封连接器插入口201a。当运输喷墨头时，盖罩部分212被放在工作面(形成图3中所示排出口210的表面)，喷墨头201的喷嘴201g的排出部分通向该工作面。
图6A至6C是用于解释工作面的盖罩部分212的视图，其中图6A是示出了与工作面接触的盖罩部分一个侧面的平面图，图6B是沿图6A的线6B-6B的剖面图，图6C是从图6A中所示的箭头6C的方向上看去的侧视图。
如图7中所示，盖罩部分212包括保护罩212a，保护罩212a是一个用作为该部件的外部框架并保护工作面的保护性元件；被固定在保护罩212a的凹进部分中的盖罩橡胶(弹性盖罩)212b；被固定在盖罩橡胶212b的凹进部分中的水吸收树脂(液体吸收元件)212c。
每个盖罩橡橡胶212b在形成多个排出口列的区域周围都带有用于与喷墨头201的工作面紧密接触的环形凸缘。这样，水吸收树脂212c的上表面位于盖罩橡胶212b的最靠上的表面下方。因此，当进行压盖时，如图5A、5B和图7中所示，盖罩橡胶212b在不与喷嘴201g的排出口接触的情况下形成封闭空间。对于这种布置，可以在不损坏喷嘴201g的情况下确保喷嘴201g内的湿度。
保护罩212a带有供一个位于喷墨头201的侧面上的定位凸出部(即图3和4中的突出部213)使用的定位导槽214；和有棘爪部分217、218的夹片部分219，上述棘爪部分217、218能同时扩张然后被安装到位于喷墨头201的侧面上的钩子部分(即图3和4中的215、216)。
有上述结构的盖罩部分212被突出部213所定位，所说位于喷墨头201的侧面上的突出部213被用做定位元件，并且，通过使夹片部分219的棘爪部分217、218钩在位于喷墨头201上的钩子部分215、216上，盖罩部分212被可拆卸地安装于喷墨头201上(见图7)。
下面，将描述运输状态下的油墨填充量。在振据图示实施例的喷墨头中，如图2所示，在正常使用状态下，气泡也保留在过滤器的下面。这样，如上所述，尽管设计成这样的形式，即，当喷墨头被使用时，使过滤器下面的隔板部分内的油墨运动到过滤器之上以吸收由于温度变化而引起的气泡膨胀，但是当运输喷墨头时，由于与喷墨头的安装情况相比，温度变化大和喷墨头搁置的天数增多，因此很难完全吸收过滤器下面气泡的膨胀。此外，还要防止过滤器上面的油墨泄漏。
这样，在本发明中，在运输喷墨头时，油墨填充量选定为能使喷墨头保持饱和状态所需的最小量，也就是只使喷嘴内充满油墨的油墨量。即使油墨从喷嘴漏出，所泄漏的油墨也能被封闭盖罩内的吸收树脂吸收。具体地讲，就是如图5A、5B和图7中所示的结构。
如图5A、5B和图7所示，在装有盖罩部分212的存储结构中，至少在喷墨头201的喷嘴201g中装有不含彩色原料的油墨，这样的不含彩色原料的油墨不存在于过滤器之上和之下的空间中。在这种情况下，考虑到“喷墨头+盖罩”的容积，希望喷嘴中的不含彩色原料的油墨量稍大于饱和水蒸气量。每个吸收树脂212c都有良好的吸收喷嘴中的不含彩色原料的油墨量的能力。在图示的实施例中，油墨总量为1到2克，在充装方法中，用正常油墨进行推进检查打印后，通过连接器插入口201a将不含彩色原料的油墨引入，以便用不含彩色原料的油墨替换喷墨头内的正常油墨，然后，在预定的时间内抽吸喷墨头内的不含彩色原料的油墨，以便排出该不含彩色原料的油墨。在图示实施例的具有大的液体腔的结构中，即使在预定时间内被抽吸油墨，由于油墨依然保留在液体腔的角落等处，因此油墨不久进入到喷嘴，所以不含彩色原料的油墨能存在于喷嘴中。
现在，将描述当喷墨头的内压在这种状态下增加时的运行。
位于过滤器之上的次箱部分201b与接合橡胶211的缝隙211a相通。虽然缝隙211a通常是关闭的，但是当喷墨头的内压增加时，该缝隙打开以释放压力。当过滤器内没有充满油墨时，由于液体腔201f与次箱部分201b相通，因此压力同样被释放。然而，由于过滤器易于被油墨润湿，因此我们认为过滤器变成充满油墨的状态。在这种情况下，由于内压的增加，喷嘴内的不含彩色原料的油墨可能从工作面滴落。
在图示的实施例中，即使由于内压的增加而导致喷嘴内的不含彩色原料的油墨从工作面滴落，但是由于这些油墨被吸收树脂212c吸收，因此这些油墨不会泄漏到喷墨头的外面。也就是说，由于喷嘴及其附近被紧密地密封以防油墨泄漏，因此能保持喷嘴内肯定充满油墨或饱和水蒸气的状态。此外，由于油墨不会泄漏到盖罩外面，因此不会对电连接产生坏的影响。另外，由于盖罩不与喷嘴接触，因此喷嘴不会被损坏。
这样，即使在喷墨头内存在空气的结构中，也能装设具有高可靠性的，即甚至在运输过程中也可防止油墨向外泄漏的喷墨头。
特别地，在空气易于保留在过滤器下面的喷墨头中，由于在过滤器和喷嘴之间充满不含彩色原料的油墨是困难的，因此用根据本发明的实施例的运输方式是有利的。
在其工作面通常是这样紧密密封的喷墨头中，因为在喷墨头201和保护罩212a的装配部分的位置关系上的公差，所以在喷墨头工作面和盖罩的吸收树脂212c之间有预定的间隙。在设计盖罩时，考虑到这样的公差，确定了盖罩橡胶212b末梢凸缘的挤压量以及在喷墨头工作面和吸收树脂212c之间的间隙。吸收树脂不与工作面接触是正常的。原因是工作面通常有水排斥性，而且如果吸收树脂与工作面接触，那么工作面总是浸在不含彩色原料的油墨中，从而会损坏工作面的水排斥性。此外，除了有洗提吸收树脂212c和将杂质黏附到工作面的不良影响的危险外，还有损坏工作面的危险。此外，盖罩橡胶212b带有凸出部分(图6中的212d)以固定相应的吸收树脂212c，而且凸出部分212d必须以一个预定的距离与盖罩的末梢凸缘分隔开，以便密封能力不会因受盖罩的末梢凸缘的挤压的影响而恶化。
此外，考虑到在喷墨头被拆下或安装盖罩212时将产生把盖罩212向着工作面推动的力。即使在这样的情况下，也要求防止盖罩橡胶的末梢凸缘再被挤压而使盖罩的吸收树脂212c与工作面接触。
基于上述原因，在喷墨头工作面和盖罩的吸收树脂212c之间总保持预定的间隙是理想的。
现在，将描述根据该实施例总保持这样一个间隙的特征。
图11A至11C是示出了在该实施例中盖罩部分212和喷墨头201之间接合的视图。在图11A至11C中，为了易于理解盖罩212和喷墨头201之间的位置关系，同时示出了盖罩212的棘爪部分217与喷墨头201的钩子部分215的接合部分的剖面和盖罩212的定位导槽214和喷墨头201的定位凸出部213的接合部分的剖面。
图11A示出了正常安装盖罩212的状态和盖罩212的棘爪部分217与喷墨头201的钩子部分215接触并接合的状态。在安装盖罩212的状态下，由于盖罩橡胶的末梢凸缘被挤压而产生排斥力，因此盖罩212的棘爪部分217通常与喷墨头201的钩子部分215接触并接合。在这种情况下，如图所示，盖罩212的定位导槽214和喷墨头201的定位凸出部213之间以微小的间隙分隔开。
图11B示出了施加用于将盖罩212推向工作面的力的状态。在该状态下，盖罩212的定位导槽214和喷墨头201的定位凸出部213接触并接合。这样，即使在施加用于将盖罩212推向工作面的力时，也要防止盖罩的吸收树脂212c与工作面接触。也就是说，当施加用于将盖罩212推向工作面的力时，如图所示，尽管盖罩212的棘爪部分217从喷墨头201的钩子部分215脱离以便再挤压盖罩橡胶的末梢凸缘，但是在盖罩的吸收树脂212c接触到喷墨头工作面之前，盖罩212的定位导槽214与喷墨头201的定位凸出部213相接触。
图11C示出了盖罩212相对于喷墨头201安装和拆下的状态的视图，并且如上所述，该状态是盖罩被暂时拓宽的状态。结合图11B的描述，在不使盖罩的吸收树脂212c与工作面相接触的情况下，该盖罩能相对于喷墨头201被安装和拆下。在这种情况下，如图所示，在盖罩的宽度方向上选择使定位导槽214的接合部分其比棘爪部分217的接合部分长，从而甚至当盖罩被拓宽而使盖罩212的棘爪部分217从喷墨头201的钩子部分215脱离时，也能够使盖罩212的定位导槽214与喷墨头201的定位凸出部213相接触。
如上所述，在该实施例中，由于盖罩的定位导槽也用来保护喷墨头的工作面，因此即使如果喷墨头坠落或安装盖罩212时产生把盖罩212推向工作面的力，盖罩的吸收树脂212c也不会与喷墨头工作面接触。这样，总能保持喷墨头工作面与盖罩的吸收树脂212c之间的预定间隙，从而提供工作面不会受损并且具有高可靠性的盖罩。
尽管考虑在盖罩上紧靠喷墨头工作面的位置装凸出部分来代替根据该实施例的定位导槽214，但是由于震动会作用在工作面上，因此这样的凸出部分是不可取的。特别是，如在该实施例中所示，在通过拓宽盖罩而达成接合的这种类型的盖罩中，由于有凸出部分会摩擦工作面的危险，因此这样的凸出部分更是不可取的。
顺便提一下，由于工作面被罩住，尽管油墨不会从喷墨头中泄漏出来，还是有由于坠落所带来的震动导致不含彩色原料的油墨流出喷嘴的危险。现在，在图12A和12B中示出了防止油墨从工作面滴落的一个实施例。
图12A示出了不含彩色原料的油墨流出在工作面上形成墨滴209a的状态。每个墨滴209a都有长大到相当于工作面与吸收树脂212c之间的间隙在最大值时的尺寸的可能性。
在该状态下，当盖罩被拆下时，墨滴209a保留在工作面上。在这样一种状态下，当操控喷墨头时，墨滴209a可能形成更大的墨滴，进而依次从工作面上滴落。
然而，在该实施例中，就工作面和盖罩的吸收树脂212c来说，当盖罩被拆下时，如图12B所示，由于挤压盖罩橡胶212b的末梢凸缘使得大墨滴209a被吸收树脂212c吸收，因此能够从工作面上去除大墨滴。
因此，由于在拆下盖罩后没有大墨滴了，当操作喷墨头时，不再会有墨滴从工作面上滴落。
这样，与油墨存储空间充满不含彩色原料的油墨的传统喷墨头相比，即使喷墨头的内压增加了，不含彩色原料的油墨也不会泄漏，从而防止了由于喷墨头的摆放方式的不同而导致的不含彩色原料的油墨的泄漏。也就是说，即使在存储过程中周围环境变化了，也可以提供能保持高可靠性的喷墨头。此外，通过采用如图11A-11C所示的盖罩的定位导槽也被用来保护工作面的这种构造可以获得高可靠性的盖罩。
图8是喷墨头的纵向剖面图，其中示出了释放盖被插入的状态。
如图8所示，用于将喷墨头201内的封闭空间向大气敞开的释放盖(大气释放元件)220被插入到作为喷墨头201的油墨导入部分的连接器插入口201a的接合橡胶211中，推动吸收体221使其与释放盖220的大气释放孔紧密接触。因此，如果由于各种原因而使次箱中的液体通过大气释放孔排出，那么与大气释放孔紧密接触的吸收体221可以吸收这些液体，从而防止喷墨头的周围区域潮湿。释放盖220为圆柱管上带有凸缘的图钉形，以便通过将圆柱管插入接合橡胶211的密闭缝隙中而使喷墨头201的封闭空间向大气打开。
此外，即使该封闭空间依赖于喷墨头的摆放方式不能向大气打开，那么由于喷墨头的内压而泄漏的不含彩色原料的油墨可以被液体吸收元件吸收并保留在该元件内，并且由于盖罩部分紧贴在排出口周围，因此油墨不会从喷墨头漏出，从而保持不含彩色原料的油墨存在于喷嘴中的状态。
接下来，将参考图13来充分解释其基座部分大于其末梢部分的释放盖220。
由于释放盖的末梢是被插入到作为喷墨头201的油墨导入部分的连接器插入口201a的接合橡胶211中，所以该末梢的直径必须等于或小于连接器的直径。相反地，由于基座部分位于连接器插入口201a内的接合橡胶211之外，所以基座部分具有大于末梢直径的直径并且在剪切方向上具有更大的强度。此外，当释放盖从末梢到基座呈锥形时，在连接器插入部分的定位就容易了。
采用这种配置，例如，即使拆卸或产生振动，甚至是接合橡胶211和盖罩之间的摩擦力向基座部分施加负荷，也不会破坏释放盖220，而且释放盖220能牢牢地固定喷墨头201。
如图14所示，释放盖220有作为手柄部分220a的凸出部分。当喷墨头201安装到滑架202上时该手柄部分220a起到帮助移动释放盖220的作用，而且该手柄部分220a具有可以让操作者的手指握持的尺寸。在该实施例中，该手柄部分的尺寸约为10mm×10mm。此外，要求该手柄部分220a位于释放盖220的纵向端部，这样当从该手柄部分220a的一侧依次抽出释放盖220的凸出部分(末梢)时，释放盖将从连接器插入口201a移出。
如图14所示，该手柄部分220a的外形轮廓在释放盖220的纵向(沿连接器插入口201a的排列方向)上不超出连接器插入部分201a。采用这种配置，例如，在拆卸或振动的情况下，振动不会从横向上作用到释放盖220上，从而防止释放盖的损坏。同样，对于上下方向的振动，如果该手柄部分220a超过了连接器插入部分201a，那么旋转力将作用在释放盖上，因此释放盖220的凸出部分可能被损坏。然而，在该实施例中，由于该手柄部分220a没有超过连接器插入部分201a，即使出现上下方向的振动，因此也可以抑制其旋转力。更可取的是，为了分散负荷，在释放盖220的另一端也提供一个同样的手柄部分。然而，在该实施例中，由于可以获得所要求的强度，因此只在释放盖一端提供了手柄部分。
(第二实施例)接下来，将描述本发明的第二实施例。然而，将只描述与第一实施例之间的区别。图10是喷墨头的纵向剖面图，其中示出了用于依照本发明的第二实施例的喷墨头201的存储结构。
在第二实施例中，如图10中所示，结合在第一实施例中描述的，处于包装状态下的喷墨头201被收容在托架222内。该托架222由树脂材料如聚丙烯(PP)模塑制成，在运输过程中起到固定喷墨头201的作用。此外，该托架也能用做为减轻例如由于拆卸或振动而作用于喷墨头201的振动的缓冲件。
以这种方式容纳着喷墨头201的托架222被装在铝质外壳223中，该铝质外壳223的开口部分以熔接方式密封。在这种情况下，因为铝具有很低的透气性，所以铝是最好的。然而，该外壳的材料并不只局限于铝，只要是具有低透气性的材料都可以使用。例如，可以使用复合薄膜。至于上述结构，与传统的将被不含彩色原料的油墨浸渍的吸收树脂与喷墨头一起装在铝质外壳内以防止蒸发的系统相比，或与其中提供了不与工作面接触的盖罩元件并且用来吸收从喷嘴泄漏的不含彩色原料的油墨的吸收树脂被装在上述盖罩元件内的系统相比，没有形成大量的油墨直接与外壳内的空气接触的状态。也就是说，在一些传统的系统中，由于环境变化(温度变化)而导致易于在外壳中形成露水，并且所形成的露水会侵蚀喷墨头与记录设备主体之间的电连接并造成接头之间的短路。但是在该实施例中，可以避免这样的麻烦。
(第三实施例)下面，将描述不同于第二实施例的根据本发明的第三实施例的防止喷墨头201在托架224内摇摆的存储结构。然而，将只描述不同于第二实施例的部分。图15是喷墨头的纵向剖面图，其中示出了根据本发明的第三实施例的用于喷墨头201的一个存储结构。如图16中所示，液体保持在喷嘴201g和过滤器201c中。
在第三实施例中，如图15中所示，结合第二实施例中描述的，处于包装状态下的喷墨头201被收容在托架224内。不同于托架222，该托架224有连接器插入口接收部分224a。
图16是托架224的上部透视图。
其中连接器插入部分被连接器插入口接收部分224a抬高的喷墨头201(在图15中指的是C部分250)被推向托架224内的喷墨头支撑部分224b。在该状态下，通过将吸收体221压配合于释放盖220与托架之间来固定或紧固喷墨头201。然而，吸收体221也可以先安装在托架224内，然后再把喷墨头201装在托架内。
此外，喷墨头201的两侧都被托架224内的喷墨头侧部固定部分224c所固定。
根据这样的方法，通过在托架224内以倾斜的状态固定喷墨头201，使喷墨头固定在具有模制技术固有的从底部到顶部呈锥形内部的托架中。
该实施例中的连接器插入口接收部分224a、喷墨头支撑部分224b和喷墨头侧部固定部分224c的构造、位置和/或数量可以异于图示的那些情况，只要能起到该实施例中所要求的同样的作用即可。
以这种方式容纳着喷墨头201的托架224被装在铝质外壳223中，该铝质外壳223的开口部分以熔接方式密封。
如上所述，根据本发明的喷墨头存储结构，当不含彩色原料的油墨只被容纳在喷墨头的喷嘴中并且喷墨头内除了喷嘴之外的其他空间都被紧紧地密封在不含彩色原料的油墨的水气氛围下时，与传统的其油墨存储空间充满不含彩色原料的油墨的喷墨头相比，由于不会发生由于环境变化导致喷墨头的内压增加而引起不含彩色原料的油墨的泄漏，并且可以防止由于喷墨头的摆放姿势的不同而导致的不含彩色原料的油墨的泄漏，因此可以提供从喷墨头的发运到用户收到喷墨头的过程中具有高可靠性的喷墨头。
为了使喷墨头内的空间被紧紧地封闭在含有水气的氛围下，可以使用盖罩部分为喷嘴区提供封闭空间，同时喷墨头的油墨引入部分可以由缝隙构成。此外，通过将装有盖罩部分和液体吸收体的喷墨头装在托架内，可以抑制由于坠落或振动导致的对喷墨头的冲击。
此外，根据本发明的盖罩部分，因为盖罩部分中的吸收体不与形成有喷嘴口的工作面相接触，因此喷墨头的喷嘴不会被损坏，并且可以维持喷嘴的润湿状态。此外，由于盖罩部分配装有能够相对于喷墨头而定位的定位部分，并且夹子形状部分能被立即拓宽随后钩在喷墨头上，因此可以很容易地正确安装在喷墨头上和从喷墨头上拆下。
此外，根据本发明的盖罩部分，因为盖罩部分中的液体吸收体不与形成有喷嘴口的工作面相接触，因此喷墨头的喷嘴不会被损坏，并且可以维持喷嘴的润湿状态。即使由于内压增加而导致喷墨头中的不含彩色原料的油墨从工作面滴落，由于该油墨可以被吸收树脂吸收，因此油墨也不会泄漏到喷墨头外面，而且还可以维持喷嘴的内部充满油墨或饱和蒸汽的状态。此外，由于油墨不会泄漏到盖罩的外面，因此可以防止对电连接的不良影响。
权利要求
1.一种用于存储喷墨头的存储结构，所述喷墨头包括与用来排出液体的开口相通的一个喷嘴、用来存储被供应给所述喷嘴的液体的一个液体存储部分和从外部将液体引入到所述液体存储部分中的一个液体引入部分，其特征在于在所述喷墨头中，空气被收容在所述液体存储部分中，并且液体至少被容纳在所述喷嘴中，围绕着所述开口的盖罩部分与形成有所述开口的面紧密接触并依附于所述面，其中盖罩部分包括用于覆盖所述开口区域的弹性罩和位于所述弹性罩内的液体吸收元件，至少当所述液体存储部分的内压增加时所述液体引入部分与大气相通，从而将所述盖罩部分内的一个空间维持在润湿状态。
2.一种用于存储喷墨头的存储结构，所述喷墨头包括与用来排出液体的开口相通的多个喷嘴、用来存储被供应给所述喷嘴的液体的多个液体存储部分和从外部将液体引入到所述液体存储部分中的多个液体引入部分，其特征在于在所述喷墨头中，空气被收容在所述液体存储部分中，并且液体被至少容纳在所述喷嘴中，围绕着所述开口的盖罩部分与形成有所述多个开口的面紧密接触并依附于所述面，其中盖罩部分包括用于覆盖所述开口区域的弹性罩和位于所述弹性罩内的液体吸收元件，至少当所述液体存储部分的内压增加时所述液体引入部分与大气相通，从而将所述盖罩部分内的一个空间维持在润湿状态。
3.根据权利要求2的存储结构，其特征在于，每个所述液体引入部分都包括形成有缝隙的一个弹性元件。
4.根据权利要求3的存储结构，其特征在于，用于使喷墨头的内部与喷墨头的外部连通的连通管被插入到每个所述液体引入部分中。
5.根据权利要求4的存储结构，其特征在于，被插入到每个所述液体引入部分的元件的插入部分的基座端直径大于其末梢端直径。
6.根据权利要求4的存储结构，其特征在于，所述元件的所述插入部分逐渐变细以从末梢端到基座端增加直径。
7.根据权利要求2的存储结构，其特征在于，容纳于所述喷嘴中的液体是不含彩色原料的油墨。
8.根据权利要求2的存储结构，其特征在于，容纳于所述喷嘴中的液体是油墨。
9.根据权利要求7的存储结构，其特征在于，液体被所述喷嘴的毛细作用力所控制。
10.根据权利要求2的存储结构，其特征在于，在所述喷墨头的外表面上有用于将所述喷墨头电连接到喷墨打印机的接触垫。
11.根据权利要求2的存储结构，其特征在于，依附于所述喷墨头的所述盖罩部分的所述液体吸收元件不与工作面接触，喷嘴的所述开口形成于所述工作面中。
12.根据权利要求2的存储结构，其特征在于，所述喷墨头被容纳于一个托架中，所述托架又被密封收容在低透气性材料制成的外壳中，其中喷墨头的所述盖罩部分依附于所述喷嘴的开口形成于其中的工作面上，大气释放元件被插入到所述液体引入部分，所述液体吸收元件被推向所述大气释放元件的大气释放孔。
13.根据权利要求12的存储结构，其特征在于，所述喷墨头以倾斜状态被固定在所述托架内。
14.根据权利要求12的存储结构，其特征在于，所述低透气性材料制成的外壳是铝质外壳。
15.根据权利要求2的存储结构，其特征在于，在通过从所述喷嘴的所述开口中喷出记录液体而实现记录的喷墨头中，所述盖罩部分相对于所述喷嘴的所述开口形成于其中的工作面是可拆卸的，相对于所述喷嘴的所述开口形成于其中的工作面是可拆卸的所述盖罩部分包括保护元件，所述保护元件用于保护喷墨头的所述喷嘴的所述开口形成于其中的工作面；固定在所述保护元件上的弹性盖罩，所述弹性盖罩与所述喷嘴的所述开口形成于其中的工作面紧密接触以覆盖喷嘴区域；和位于所述弹性盖罩之内的液体吸收元件；所述弹性盖罩可有环形凸缘以与喷嘴区域的外围紧密接触，从而为喷嘴区域提供一个封闭空间。
16.根据权利要求15的存储结构，其特征在于，不含彩色原料的油墨被装入所述液体吸收元件，在所述盖罩部分安装到所述喷墨头上的条件下，所述液体吸收元件不与所述喷嘴的所述开口形成于其中的工作面接触。
17.根据权利要求15的存储结构，其特征在于，所述保护元件装有能够相对于喷墨头而定位的定位部分，并且夹子形状接合部分能被一次扩展随后钩在所述喷墨头上。
18.一种在储存喷墨头时充注液体的方法，所述喷墨头包括与用来排出液体的开口相通的一个喷嘴、用来存储供应给所述喷嘴的液体的一个液体存储部分，以及从外部将液体引入到所述液体存储部分中的一个液体引入部分，该方法包括以下步骤将液体充注到所述液体存储部分中；通过在预定的时间内从开口吸出充注在液体存储部分中的液体而排出所述液体存储部分中的液体；在所述盖罩部分在环绕所述开口周围而被紧密接触的状态下将盖罩部分附装到所述开口形成于其中的工作面上。
全文摘要
本发明涉及一种用于存储喷墨头的存储结构,所述喷墨头包括:与用来排出液体的开口相通的一个喷嘴;用来存储被供应给所述喷嘴的液体的一个液体存储部分;和从外部将液体引入到所述液体存储部分中的一个液体引入部分,其特征在于:在所述喷墨头中,空气被收容在所述液体存储部分中,并且液体被至少容纳在所述喷嘴中,围绕着所述开口的盖罩部分与形成有所述开口的面紧密接触并依附于所述面,其中盖罩部分包括用于覆盖所述开口区域的弹性罩和位于所述弹性罩内的液体吸收元件,当所述液体存储部分的内压增加时至少所述液体引入部分与大气相通,从而将所述盖罩部分内的一个空间维持在润湿状态。
文档编号B41J2/175GK1385305SQ02125120
公开日2002年12月18日 申请日期2002年2月22日 优先权日2001年2月23日
发明者但马裕基, 小泉宽, 山中昭弘, 前田浩行, 后藤显, 饭岛康 申请人:佳能株式会社