专利名称：带有自动供墨系统的喷墨记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有自动供墨系统的喷墨记录装置，属于喷墨印刷技术领域。具体说，是一种用于喷墨记录装置的自动供墨系统设计方案，这种自动供墨系统设计方案可应用于喷墨打印机、绘图机、喷绘机、传真机、复印机、办公设备组合机等，也可应用于其他任何使用喷墨记录头作为记录手段的印刷设备和通讯设备。
喷墨打印机的发明和投产差不多10年了，前期由于打印质量和打印速度不能令人满意，一直没能成为市场主流，但最近几年情况发生了变化，由于软硬件技术的日益成熟，彩色喷墨打印机的打印质量和打印速度显著提高，不仅能够满足人们各种图文打印的需要，还诞生了不用连接电脑就可直接插卡打印数码照片的照片打印机，打印效果可与传统的卤化银胶片冲印照片相媲美。
与彩色激光打印机相比，彩色喷墨打印机价格低廉、结构简单，但是，彩色喷墨打印机设计技术上的一个症结，或者说是生产厂商的耗材战略，造成彩色喷墨打印机的实际使用率很低，照此发展下去，随着彩色激光打印机生产成本的降低，喷墨打印机将很快退出历史舞台，虽然这对它来说非常冤枉。
众所周知，彩色喷墨打印机的使用成本主要是耗材，除了打印介质以外，耗材就是记录头，记录头包括喷墨头和墨盒，而墨盒则由油墨罐和油墨组成。早期的喷墨打印机都是把喷墨头和墨盒做成一体化的，墨盒里的油墨用完后，整个记录头全部废弃。之所以如此设计，一方面是为了保证打印质量，另一方面也是厂商的耗材战略所需。在广大用户普遍遭遇“买得起马，备不起鞍”的尴尬之后，有些厂商转变了策略，把喷墨头做成半永久性的，墨盒独立设计为可更换的，但墨盒的使用仍然是一次性的，而且售价很高。虽然有些用户试图往已经用完的墨盒里填充油墨取得过成功，但那不是普通消费者所能掌握的。另外，由于分体设计降低了流体连接的可靠性，不得不在频繁地喷墨头“清洗”操作中浪费大量的“宝贵”油墨，结果这种分体设计方案并没有降低用户的使用成本。
事实上，喷墨头是相当耐用的，不耐用的只是墨盒里的油墨。不论是“热气泡”式还是“微压电”式的喷墨头，在正常使用条件下，对于15％覆盖面积的A4幅面彩色文本来说，一个喷墨头至少能打印30,000页，这已经由本申请人的实践所证实。如果在喷墨头的整个使用寿命内只需补充油墨而不用更换墨盒，那么，喷墨打印机的使用成本就会降低到现有成本的十分之一甚至更低，令彩色激光打印机望尘莫及。
本发明提出的自动供墨系统设计方案，目的就是为了解决上述问题，并且实施对象可以是任何品牌、任何类型的喷墨记录设备，本发明的目的是通过只需补充油墨而不需更换墨盒来实现的。
在已经公开的现有技术方案中，有三项中国实用新型专利和一项美国惠普公司拥有的发明专利与本发明的目的相似，但其技术方案与本发明存在本质上的差别。其公开号和发明创造名称分别是“CN2355886Y喷墨打印机自动供墨器”、“CN2536401Y喷墨打印机自动供墨器”、“CN2555154Y连续供墨器”和美国“5966156在喷墨条带打印机/绘图机中弹性袋储存器的连续再加注”。在此一并作为引用材料。
上述三项中国专利的实施对象仅仅是记录头上带有供墨针的那种EPSON的喷墨打印机，这三项专利实施后，供墨不稳定，都不能达到预期效果，因而不具备实用性。美国惠普公司的那项专利不用实施就知道它也不具备实用性，因为它和中国的上述三项专利一样，都未能克服一个技术偏见。这个技术偏见就是供墨系统中的一个墨液液面与喷墨头上的喷嘴之间的水平位置关系。这个技术偏见是由于虹吸现象和“水往低处流”的自然常识限制了技术人员的思维所导致的。
02.“运动墨盒”的外形可有多种选择，比如圆柱体、长方体、正方体等，其外形尺寸和内部容积可以设计为现有技术的五分之一甚至更小。
03.“运动墨盒”应当与喷墨头一体化设计，因为本发明已经能够实现连续自动供墨，再实行分体设计已无任何积极意义。因此，本发明的优选实施例是把“运动墨盒”跟喷墨头一起设计成一个体积很小的微型记录头。
04.微型记录头的结构和内部负压调节装置可以是现有技术的任何一种，优选实施例是内装多孔材料的一体化记录头。微型记录头内部设有过滤网，多孔材料在过滤网处被局部压缩。多孔材料中所含油墨的量要始终处于不饱和状态。微型记录头区别于现有技术的一个重要技术特征是不设导气孔，但微型记录头的壳体上设有一个注墨孔，并用优质胶塞密封。为了适应运输和使用环境条件的变化，微型记录头内部的多孔材料与顶盖之间留有间隙，这个间隙所占空间不小于整个记录头容积的5％，这个间隙是通过顶盖背面的筋板推抵多孔材料来实现的。具体实施时，要综合考虑多孔材料的类型和密度，油墨的表面张力和流动性，以便同喷墨头的负压工作范围相适应。
05.“静止墨盒”是指整体联接的、结构类同且与微型记录头内的颜色数量相对应的分色储墨仓，其特征是在其顶部设有注墨口，注墨口上有外螺纹，并与含有内螺纹的盖子相配合。在“静止墨盒”的侧面或顶面设置有一出墨孔，出墨孔的进墨端开口于“静止墨盒”的底部，出墨孔的出墨端密封连接有输墨导管，输墨导管上设置有油墨截止装置，输墨导管的另一端与微型记录头的顶部密封连接，输墨导管插入到微型记录头的底部。优选实施例是输墨导管的一端带有针头，针头刺穿微型记录头上面的胶塞，然后插到微型记录头的底部。
06.“静止墨盒”的几何形状呈扁平状，高度方向有尺寸限制，其他方向的尺寸相对宽松。“静止墨盒”的内部容积可以大到现有墨盒的20倍甚至更多。“静止墨盒”的位置既可设在喷墨记录装置机体的正下方〔包含在机壳里〕，也可放置在机体之外〔替代出纸槽或出纸导板〕。对于设置在机体之外的“静止墨盒”，在其顶面和底面之间设置有一斜面，以便引导打印完成后的打印介质自然停放在“静止墨盒”的顶盖上。
07.在“静止墨盒”的侧面上设置有油墨水位观察窗，观察窗上标有油墨水位刻度线。在“静止墨盒”顶部注墨口的上方设置有一防尘盖，防尘盖的反面设置有导气沟槽。
08.“静止墨盒”的位置如果设在机体的正下方，其外形可根据需要做相应的变化，但要保持各色容积大致相等，油墨水位观察窗设置在正前方，便于观察并能随时添加任一色油墨，注墨口的开口位置要便于注墨操作。
09.不论是否处于工作状态，只要微型记录头与“静止墨盒”之间的输墨导管未被截止，都要保证“静止墨盒”里的油墨液面低于喷墨头上的喷嘴。
10.“静止墨盒”的各色储墨仓在工作期间均保持与环境流体连通，非工作期间则旋上密封盖，以免油墨挥发或扩散。
11.输墨导管可选用弹性材料制作，其内径大小和长度要与微型记录头内部多孔材料的毛细作用力及其本身与油墨之间的浸润特性相适应，输墨导管的优选实施例是硅胶连体排管。
12.输墨导管在机身上的定位，可以是记录头的正上方居中的位置〔需要一根支撑件〕，也可以是记录头后面立壁上沿的居中位置。
本发明不用更换墨盒便可实现连续自动供墨，使原本设计为一次性使用的记录头或墨盒变为长期使用，不仅大幅降低了用户的使用成本，而且打印质量稳定可靠，实践中曾有过连续打印32小时无故障的记录，既经济又环保。
此外，由于本发明大幅度地缩小了喷墨记录头的体积和重量，使得提高打印速度、降低马达功率、缩小整个喷墨记录装置的外形尺寸等都成为可能。由于机体内免除了清洁服务单元的抽吸泵，不仅可以降低喷墨打印机的制造成本，还能降低工作噪音、节省油墨。
图2是本发明所述自动供墨系统使用状态的位置关系示意图。
虽然已经对本发明的优选实施例作出了图示和说明，但应当指出，只要不脱离本发明权利要求书中所规定的精神和范围，本技术领域的技术人员对本发明作出的各种改进，都属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种带有自动供墨系统的喷墨记录装置，它包括微型记录头、静止墨盒和输墨导管，其特征是微型记录头由喷墨头和运动墨盒组成，喷墨头与运动墨盒分体设计或一体化设计，微型记录头与静止墨盒之间通过软管密封连接。
2.根据权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征是微型记录头的外形是圆柱体、椭圆柱体、长方体或正方体，其外形尺寸和内部容积可以设计为现有技术的五分之一或更小。
3.根据权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征是运动墨盒至少包括一个腔体，内装多孔材料或其他负压调节装置，每个腔体设一过滤网，多孔材料在过滤网处被局部压缩，多孔材料中所含的油墨量始终处于不饱和状态，多孔材料与运动墨盒的顶盖之间留有间隙，这个间隙是通过运动墨盒顶盖背面的筋板推抵多孔材料而得到的，并且这个间隙所占空间不少于运动墨盒全部容积的百分之五到百分之七。
4.根据权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征是微型记录头和运动墨盒上均不没导气孔。
5.根据权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征是静止墨盒设置在喷墨记录装置机体正下方的底座里，或者搁置在喷墨记录装置机体外的正前方。
6.根据权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征是静止墨盒里的油墨液面低于喷墨记录头上的喷嘴的水平位置。
7.根据权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征是连接微型记录头与静止墨盒的输墨导管是由弹性材料制成的排管，其内径大小和长度与微型记录头内部多孔材料的毛细管压力及其本身与油墨之间的浸润特性相适应。
8.根据权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征是连接微型记录头的输墨导管部分地随微型记录头一起摆动，输墨导管在机身上的定位点，在微型记录头的上方或后侧。
全文摘要
一种带有自动供墨系统的喷墨记录装置设计方案，属于喷墨印刷技术领域。包括微型记录头和静止墨盒，微型记录头与静止墨盒之间通过软管密封连接，微型记录头由喷墨头和运动墨盒一体化设计而成，运动墨盒上不设导气孔，静止墨盒外形呈扁平状，静止墨盒可以设置在喷墨记录装置正下方的底座里，也可搁置在喷墨记录装置体外的正前方，静止墨盒顶盖上的斜面正好充当出纸导板，静止墨盒里的油墨与大气相通，静止墨盒里的液面低于喷墨记录头上的喷嘴。本发明实施后只需补充油墨而不需更换墨盒，记录质量稳定可靠，适用于任何类型的喷墨记录设备，既经济又环保。记录头的微型化使得提高打印速度、降低噪音、缩小机身尺寸成为可能。
文档编号B41J2/175GK1470386SQ031450
公开日2004年1月28日 申请日期2003年6月21日 优先权日2003年6月21日
发明者高全德 申请人:高全德