专利名称：一种墨水喷射记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种墨水喷射记录装置，此装置用于完成在-记录材料上的记录。
已知有各种类型的墨水喷射记录装置，其中一种类型是利用-压电元件的形变在一液体通道中产生一压强变化，以喷射细滴状液体;另一种类型是采用一对附加的电极，以使所述液滴偏移;再有一种类型是采用置于液体通道中的-生热元件来突然生热，以产生-气泡，用此气泡使一种液体穿过-喷射出口喷出。
在这些类型当中，利用热能来喷射记录液体的墨水喷射记录装置特别受到人们注意，这是由于它具有下述优点(1)用于喷射所述记录液滴以形成漂浮液滴的上述那些液体喷射出口(喷口)，可以高密集度地配置，因此，可能获得高分辨率记录。
(2)配有所述那些喷射出口的一记录头，相对来说容易地做得小巧。
(3)可以采用IC技术及微加工技术，这两种技术在半导体制造领域中获得显著进展，可靠性不断提高。
(4)所述记录头可相对容易地配置于一细长的或二维的结构中。
(5)可相对容易地获得一高密集度的多喷口结构，这种结构在大批量的生产中有很好的生产率且制造成本较低。
首先参考
图16，此图示出-墨水喷射记录头，该记录头包括-具有一些喷口41(墨水喷射出口)的喷口板40，-具有一些与各自喷口连通的墨水通道槽401的顶板400，以及-具有一些能量产生元件101的加热板100，该加热板100用于液体喷射并构成所述墨水通道的一部分。
一般说来，为防止由于上述加热板和所述顶板间湿润度的差别所造的上述墨水滴喷射的偏差，所述喷口板被用来构成具有相同材料的喷射侧表面。所述喷口是影响所述墨水喷射记录头喷射性能的重要元件。具体地说，墨水喷射所通过的喷口是最重要的部件。如前所述，伴随着图象记录技术的最新进展以及记录头制造技术的最新进展，所述喷口的尺寸(喷口的直径)减小了，而且可以按高密集度配置许多喷口。
在生产上述喷口方面，已获得各种进展。下面是一些例子(1)通过钻孔加工;
(2)通过放电精细加工;
(3)通过硅的各向异性蚀刻精细加工;
(4)利用光刻法图形及镀层;
(5)利用CO2或YAG激光器精细加工;
如前所述，对于精细图象的最新的要求需要减少所述墨水喷射记录头的喷口尺寸，并增加所述喷口的密集度。
在一些情况下，上面所列举的方法(1)和(2)并不足以减少所述喷口的尺寸，而且也不足以在制造喷口时提供足够高的生产效率。
方法(3)涉及这样一些问题，即所述喷口板的基体材料(si)的成本昂贵，而且制造或加工周期长。
方法(4)涉及这样一些问题，即由光刻法图形到镀层的制造周期长，而且要用一些辅助材料，如基片或光刻胶。
方法(5)并不足以制造令人满意的喷口。CO2气体激光器YAG激光器并不具备制造喷口所要求的足够的激光输出，因此，所生产的喷口的制造及精度并不令人满意。例如，用YAG激光器所生产的喷口并不是圆的，此外，未被激光器所完全去掉的材料还处于该喷口周围。根据所述喷口板的材料及厚度，不能制造出足够大的孔口。
采用CO2气体激光器及YAG激光器，逐一加工上述那些喷口，因此，加工许多喷口就需要时间，以至于该方法并不适于大批量生产。
需要在相应正确的位置上加工一系列喷口，采用CO2气体激光器或YAG激光器，需要-移动机构来精细移动并精细定位该激光器，这就增加了一些困难。
如前所述，所述通常的那些方法，在考虑上述要求时，各自都遇到一些问题。
另一方面，为了满足以较高可靠性按较高速度形成更精细图象的要求，已对所述墨水上作了研究改进。因此，与所述墨水接触的上述记录头的材料就需要具有足够的抗墨水腐蚀性能。因而，所述喷口板就要求具有这样一种性能。这可能会进一步给上述那些喷口的生产增加困难。
如前所述，所述墨水喷射记录头包括一块喷口板，一块顶板及一块基板。若所述那些喷口并未高精度地与对应的那些墨水通道精确对准，那么喷射性能就要受到影响，甚至达到容易造成喷射失败的程度。
由于上述那些喷口及墨水通道尺寸极小，而且排列的密集度也很高，因而，就难以将它们精确对准而组装在一起，在制造上述墨水喷射记录头时这又是一个问题。
这些问题将引起对所述记录头所产生的图的干扰，并因此使图象质量降低。
因此，本发明的一个主要目的是提供一种墨水喷射记录装置，该装置能提供高质量图象而没有图象干扰。
本发明的另一个目的是提供一种墨水喷射记录装置，在该装置中在墨水喷射记录头的往复扫描运动期间，被喷射的墨水的偏转能恒定，借助这种方式可提供高质量的图象。
本发明的一个进一步的目的是提供一种墨水喷射记录装置，该装置具有一块带有一些高密集度的细小喷口的喷口板，所述板具有能提供优良喷射性能的一种喷射出口结构，在其中所述喷口与上述墨水通道之间的位置关系是准确的，因此所述墨水喷射位置的精确度得以改进，由此改善了图象质量。
本发明的这些及其它一些目的，特点和优点，借助于连同附图一起所进行的关于本发明的一些最佳实施例的下列说明将会变得更加清楚。
图1A及1B是本发明的一个实施例的分解透视图和一个墨水喷射支架的透视图。
图2是具有一些墨水通道槽及一些喷射出口的顶板的透视图。
图3A和3B是用于利用激光束加工喷射出口的一种装置的示意图。
图4A和4B显示了用于加工喷射出口的激光束的放大图。
图5是一个记录头的透视图，该记录头包括一块加热板及一块与其连接的顶板。
图6显示了用于加工上述喷射出口的激光光路。
图7是-喷射出口附近的放大图。
图8和图9显示了液体喷射位置的精度。
图10是本发明一个实施例的一种墨水喷射记录装置的透视图。
图11是本发明一个实施例的支架的透视图。
图12是本发明一个实施例的墨水喷射记录装置的透视图。
图13是图12的墨水喷射记录装置的俯视平面图。
图14和图15是侧视剖面图。
图16是-常规的记录头的分解图。
图1A和1B显示了本发明的一个实施例的记录头。在说明此实施例前，先对所述墨水喷射记录头作一般说明(见EP申请号89311199.7，此申请与本申请为同一申请人)。所述墨水喷射记录头具有一个作为一个单元的墨水容器(墨水供应源)，能以可拆卸的方式安装到-墨水喷射记录装置上。
如图A所示，所述记录头包括一块加热板100，该加热板100包含硅基片，一些电热转换器(喷射加热器)以及用于为这些电热转换器提供电源的铝的或类似的导线，其中所述电热转换器和所述导线是通过一种成膜技术形成的。它还包括一个与加热板100相连接的线路板200。相应的线通过导线焊接或类似的方式来连接。
顶板400具有一些必不可少的部分用于构成那些相邻的墨水通道、喷射出口与一普通液体或类似的东西之间的一些分隔壁。它由树脂材料制成，如由聚醚砜制成。
-限制弹簧夹紧加热板100及顶板400，并将它们推到一起，这样来固定它们，支撑元件300支撑并连接在其上的线路板200。它还有一个与一个滑架有关的安装基准，此滑架用于以扫描方式移动上述记录头。支撑元件300也起一个热辐射元件的作用，用于辐射来自加热板100的热量，该热量是通过驱动上述记录头而产生的。
-墨水容器600由-墨水储存器(墨水供应源)提供墨水，因而，墨水容器600有效地为公共腔提供了墨水，此公共腔由上述加热板及顶板400之间的搭接而构成。一个置于所述供应容器600的与所述公共腔毗邻的墨水供应出口的过滤器用参考标号700表示;所述墨水供应容器600的盖用800表示。
用于吸收所述墨水的吸收材料900置于所述支架的主体部分1000中。供应墨水喷口1200用来向由上述部件100至800所构成的单元中供应墨水。在所述单元安装到主体部分1000的部分1010之前，按照一合适的方法通过供应喷口1200供应墨水，借助这种方式，将墨水充满吸收材料900。
所述支架包括一个盖1100，及在盖中形成的用于连通所述支架的内部与周围环境的一个空气通气口。所述支架还包括-置于连通空气的通气口1400内部的除液材料1300，该材料有效地防止了通过通气口1400漏墨水。
一旦穿过供应喷口1200供应了墨水，由部件100至300所构成的单元就被装在1010部分上。例如通过在支架的主要组件1000的凸出部分1012与在支撑元件300中所形成的那些孔之间的啮合来定位或固定。通过所述组合，就提供了图1B所示的支架。穿过供应喷口1200、在支撑元件300中所形成的一个孔320以及在供应容器600的背面中所形成的一个开口(图1A)，将墨水由上述支架内部注入供应容器600。由供应容器600，穿过一合适的供应管道及顶板40的一个墨水进口，进一步将墨水注入上述公共液体腔。在沿着所述墨水供应路线的所述那些部件的各个连接处，采用由硅酮橡胶或异丁烯橡胶或类似的东西所制成的密封垫来密封所述各连接处。
图2显示了顶板7的结构。顶板7具有所需要数量的墨水通道槽14及在喷口板10中所形成的那些喷射出口11(喷口)，喷口板10与顶板7组成一个整体，尽管为简单起见，仅显示了两个喷口。
在图2的例子中，顶板7由耐上述墨水腐蚀的树脂材料制成，如由聚矾，聚醚矾，聚苯撑氧，聚丙烯或类似的东西制成。顶板7与喷口板10一起在-模子中整体模制成。
下面说明加工墨水通道槽14及喷口11的方法。关于所述墨水通道槽，利用一个模子模制一种树脂材料，该模子具有一种与所述那些槽结构相反的结构，此结构通过机加工或类似的方法制成。这样，在顶板7中就形成了所述槽14。
关于所述的那些喷口的加工，所述材料在-金属模子中被模制成一种不带所述那些喷口的结构。
如图4所示，将来自-准分子激光器装置的准分子激光束，在要加工所述喷口的位置投射到喷口板10的墨水通道一侧。通过应用所述准分子激光器将所述树脂材料蒸发并除掉，以形成一个喷口11。
图3A和3B显示了应用上述准分子激光束在-与上述顶板组合在一起的喷口板中加工所述喷口的过程。在图3A中所述激光束被投射到所述喷口板10的内部，即投射到上述顶板的所述槽的那侧，而图3B显示了投射到喷口板10的外侧的激光束。按以上两种方式应用激光束加工喷射出口。在这些图中，激光振荡器1发生KF准分子激光束2，激光束2是脉冲形式，波长为248mm，脉冲宽度约14微秒。该系统包含一个人造石英透镜，用于会聚激光束2于-投射掩膜上，该掩膜具有被蒸发的铝的能遮挡激光束2的图形。以212微米的间距排列许多直径133微米的孔，以构成一多喷口图形。
图4A显示了喷口加工的细节，如该图将清楚表达的那样，准分子激光束2被投射到喷口板10上，穿过掩膜4到达墨水通道那一侧14。准分子激光束7以θ1＝2°的角度会聚在一侧，而光轴13相对于喷口板10的垂直轴倾斜角度θ2＝15°。
通过将上述激光束加至所述内侧(液体通道侧)，上述喷口的横截面积渐缩并朝向喷射方向会聚。参考标号7表示的是一块具有一些整体墨水通道14的顶板。在这个实施例中，所述喷射出口的结构是在记录纸的那侧具有小的横断面的圆锥形，而此圆锥形结构的轴相对于上述喷射板的法线倾斜。
如所述那样，这实施例中的墨水喷射头使用一块具有-喷口板和-墨水通道板的整体顶板，而所述那些喷口被加工成渐缩形，以便这些喷口的横截面在朝向所述的那些喷射出口的方向逐渐缩小，这是通过将上述准分子激光束施加到所述喷口板的墨水通道那侧来实现的。因此，喷射速度高，而喷口表面不易弄湿，使得墨水喷射方向能够稳定。然而，由于所述准分子激光束投射到所述内侧，该激光束的一部分被墨水通道壁14A所阻挡，如图6中参考标号14B所指示的那样，而且，上述喷射出口的结构可能是不规则的。如前所述，所述喷射出口的结构对于被喷射墨水的体积、喷射方向以及喷射速度有极重要影响。因此，在此实施例中，为防止上述墨水通道槽(壁)对所述激光束的那种阻挡，将所述准分子激光以相对于所述墨水通道的水平表面(在所述头制造过程期间，所述加热板表面)成15°角的倾斜来投射，如图4A所示的那样。如图7所示，上述渐缩喷射出口的中心方向(图7)相对于所述加热板表面倾斜15°角(θ2)。在这实施例中，倾斜了15°角，但倾斜的角度并非限于此角度，本领域普通技术人员能根据所述通道或类似部件的尺寸适当选择倾斜的角度。此角度可以大约为5°至20°。上述喷射出口的横截面形状可以是圆形、梯形、六角形或类似的形状。
按照图3B所示的制造方法，所述喷口横截面形状如图4B所示。更具体地说，喷射出口11的横截面积在喷射方向上被扩大了。这里，参考数字8表示一个基片(加热板)，在该基片上，将一些产生喷射能量的元件作成图形，9表示一个与所述墨水通道连通的开口;而15是一些电热转换器，这些转换器的作用相当于一些产生喷射能量元件。
下面将说明这个实施例中所用的准分子激光束。所述准分子激光器能发生紫外线激光束，而且具有以下优点高强度、窄波长，良好的方向性，短脉冲振荡以及能被透镜会聚以增加能量密度。
利用上述准分子激光振荡器，对惰性气体与卤素的混合物放电并将它们激发，由此产生一短脉冲紫外激光束(15至35ns)，Kr-F、Xe-CL及Ar-F激光器被广泛采用。振荡能量是1000mJ/每脉冲，而脉冲的频率为30至1000Hz。
当高强度的上述短脉冲紫外光束，例如所述准分子激光光束被投射到聚合物树脂材料的表面上时，此材料被照射的部分瞬间被分解，并被等离子体和碰撞杂波所驱散(烧蚀光分解(APD))。通过这方法，能加工所述聚合物树脂材料。
当将上述准分子激光器制造精度与其它激光器的制造精度加以比较时，例如，当将上述准分子激光，YAG激光及CO2激光投射到聚酰亚胺(PI)薄膜上时，由于紫外光被PI所吸收，所以KrF激光加工出一尖锐孔，但YAG激光不处在紫外区域，虽然可以加工一个孔，但该孔边缘并不光滑，而对于CO2激光的情形(红外)，环绕所述孔周围产生一个熔穴。
所述准分子激光的照射对金属并无影响，例如对SUS，不透明陶瓷材料或Si并无影响，因此，这样一些材料当使用上述准分子激光时能用作一种掩膜材料。
图5是一幅由加热板8和顶板7组合构成的记录头的主体部分的透视图。
如这幅图所示具有一些喷射加热器15或类似的结构的加热板8紧靠在喷口板10上，并被固定在那里，以便构成所述记录头的主体部分。
在前述的那种结构中，并不要求上述顶板与所述喷口板之间的定位或粘接，因此，不会出现定位偏差或粘接时的对准误差。因而，减少了退货数量及加工步骤数，这一点从大批量生产及降低上述记录头的成本的观点来看是好的。此外，由于在上述顶板与所述喷口板之间没有粘接过程，所述喷口或墨水通道就不会被粘接剂堵住。当将上述加热板和具有整体喷口板10的顶板7放在一起时，它们在所述通道方向上被正确定位，这是通过将加热板8紧靠在与喷口板10的喷射侧表面的相反的那端表面上来实现的，因而整个定位或组装步骤更容易。另外，所述喷口板不易错位。
上述记录头的主体部分可以是图1所示的那种一个支架的形式。
一般说来，一种包括这个实施例的记录头的墨水喷射记录头涉及到喷射量，喷射方向及喷射速度在一个范围内的变化。由于在上述喷口表面上的细小杂质、防水性能的降低、或类似的情况，导致了所述喷射方向的不稳定。对于用同样材料制成的喷口以及如这个实施例中那样基本对称的结构，所述喷射方向在围绕激光束入射方向，即喷射出口的中心轴的一个锥形变化空间内变化，如图8所示的那样。
当在前述实施例中描述记录头时，使用的是变化空间被减小的墨水喷射记录头。
图9显示了这个实施例中的墨水喷射记录装置。
在这个实施例中，金属板24的定位表面被支撑在一个和上述激光束倾斜同样的角度θ2的一滑架的头支撑表面23A上，金属板24被设置成平行于上述加热板上述墨水喷射头的通道槽，上述支撑是通过所述滑架的一些突出部23B与所述记录头的凹槽之间的啮合来实现的，通过这种结构，液体喷射的中心方向就对准了记录材料S的法线方向(图9)。换句话说，所述记录头被装在滑架23的头部安装表面23A上，结果在所述喷射出口处的中心线L(上述激光束的入射方向)与记录材料S的表面成90°角。
这样，在这个实施例中，在控制所述墨水喷射方向的一喷射出口区域内，所述墨水喷射方向从能量供应方向变到所述喷射区域，而所述记录材料按这种方式设置，使在所述喷射区域和所述记录材料之间的距离最小，并且所述墨水喷射方向基本垂直于该记录材料。指向上述喷射区域的能量供应源是由一个气泡产生的压力波，所述气泡是通过所述电热转换元件所产生的热能使薄膜起泡来形成。所述喷射出口区域被设置在一具有整体结构的墨水导向凹槽的元件的出口部分，而且在该出口侧有一些用高能光束所加工的一些通孔。所述墨水在记录材料S上的喷射位置精度，在所述头的扫描方向上最小，并该墨水喷射区域1A有一最小宽度。因此，如果在以下两种情况之间进行比较，一种情况是所述喷射头被安装得使喷射出口的中心线L垂直于记录材料S(图9)，另一种情况是加热板和金属板24沿法线方向对准记录材料S(图8)，那么在记录材料S上的喷射区域在前一种情况下具有比后一种情况下的宽度1B更小的宽度1A。通过从图9所示的方式将所述记录头装在滑架23上，就增加喷射精度，因而，在该滑架往复运动期间，使得所述墨水的偏转恒定。因此即使在该滑架向前和向后运动期间完成记录操作，也能在任何方向的记录中获得一清晰的图象。
在这个实施例中，角度的控制是在所述记录装置的主要组件上完成的，但下述情况是可能的，即用作所述记录头定位部分的一个基准表面的金属板可以适当倾斜。本发明能应用于一种不换头类型，而只要在其中重新灌满墨水的类型的墨水喷射记录头。
图10显示了一个墨水喷射记录装置的例子，在该装置中，记录头按图9所示的角度条件装在滑架上。图9所示的墨水喷射打印机采用了一个能更换的记录头滑架。图10中的支架80可以是图1中所示那种支架，支架80以可拆卸的方式被一限制元件装在滑架上，该滑架在沿着轴21的纵向能往复移动。通过盖300中所形成的一些孔及滑架23的那些伸出部分，能使支架80相对于所述滑架定位。它们之间的电连接是通过线路板上的连接极板与滑架23上的一连接器之间的接触来实现的。
从支架80的上述记录头所喷射的墨水被喷射到记录材料13上，记录材料13被限制在压纸卷筒19上，距所述记录头有一小间距，以便在记录材料18上形成一图象。
对于上述记录头，与图象数据相一致的喷射信号由一适当的数据源通过一电缆16及与其连接的一些接触器来提供。
图10中，参考标号17表示一个用于沿着轴21以扫描方式移动滑架23的滑架马达，22表示用于将驱动力从马达17传至滑架23的金属丝。馈送马达20与压纸卷筒滚轴19连在一起，以馈送记录材料18。这实施例中的墨水喷射打印机能够在上述记录头的向前和向后运动期间完成记录。
下面说明一个进一步的实施例，这里一个具有一个记录头186的支架，按图9所示的角度条件被装在一墨水喷射记录装置上，记录录头186具有一些按前述实施例中类似方式用准分子激光加工的喷射出口。
参考图11，一个能够被装在一滑架上的支架C结构的例子，这个例子将在以后与图12一起说明，属于按本实施例的墨水喷射记录装置的。这实施例的支架C在上部和下部位置各有-墨水容器和-记录头186。记录头186用与前述实施例类似的方式用上述准分子激光束加工而成。用于接收信号或类似的东西的所述记录头的连接器185被放在墨水容器180旁边的一个位置，该接收信号或类似的东西用于驱动记录头186，并产生-涉及所述墨水剩余量的输出。因此，当将支架C装到以后将要说明的底座上时，能减少高度H。通过减少扫描方向上的所述支架的厚度W，当将支架C置于所述滑架旁边时，能减少该滑架尺寸，这些如图2所示。
连接器盖183与所述容器的外壁形成整体，以注意防止与连接器185接触。一定位部分181在两个方向上有连接表面181a和181b。通过使这样一些定位表面与记录头186的定位贴合表面之间保持足够的距离，该记录头借助于-推动销子朝向斜表面184的压力可以确保定位和固定，当将支架C相对于安装位置安装上或拆卸下来时，使用一个柄182。在柄182中加工一个空气出口182a，使墨水容器180内部与周围环境连通。当支架C被装到安装部分上时，一切开部分182a和一导槽183b起导向作用。
这个实施例中的记录头186在这幅图的底表面有一系列喷射出口，在一些连通这些喷射出口的液体通道中，制作了一些产生喷射能量的元件，以产生使上述墨水喷射或排放的能量。这些喷射能量产生元件最好是一些热能产生元件，从能高密集度配置所述喷射出口的观点来看，最好用一些电热转换器。
图12和13分别是上述墨水喷射装置的用于安装图9所示条件下的图11中所示的支架C的滑架的一幅透视图和一幅顶部平面图。在这些图中，在滑架102上装了四个支架C1、C2、C3和C4。这些支架包含不同颜色的墨水材料，例如，黄色墨水、深红色墨水、兰绿色墨水和黑色墨水。将四个推动销子110(A至D)嵌入连接器托架140，并用弹簧110a(A至D)将此四个推动销子推到图13的左边。起一支撑元件作用的连接器托架140通过一根轴120(轴Ⅰ和轴Ⅱ)，与连杆Ⅰ和连杆Ⅱ)啮合在一起，而且，随一个与连杆121啮合在一起的操纵杆107的旋转，顺时针和逆时间方向，连接器托架140可向左和右移动。当它被移到右边时，压力放松，可更换上述支架，而当它被移到左边时，可以安装所述支架。
当将所述支架装到安装部分102f上时，支架C的记录头186从上面插入安装部分102f的一个前凹槽102f1。这时，滑架102的一矩形部分102h被嵌在支架C的两导轨183b之间，结果支架C被大致定位。当操纵手柄107绕轴109顺时针旋转时，托架140前进，以使支架C的切开部分183a前进到滑架102的导轨154，而且销子110与支架C啮合到一起，这样就将支架C装到安装部分102f。这时，上述记录头与记录纸之间的角度关系如图9所示。弹簧159被装在滑架102上，以产生改善支架C定位精度的推动力，这是通过向后推动装在安装部分102上的支架C来实现的。使推杆110的自由端110b与在连接表面101上的四个支架C中的被结合的那个支架接触，以推动该支架。推动销子110的外边缘表面110C与滑架102的一连接表面102S接触，以独自接受垂直于上述推动销子的轴的冲力。因此，支撑元件140只接受弹簧110a(弹簧A至D)的反作用力，而不接受上述冲力。因而当同时释放所述那些支架时，可以通过对释放手柄107施加小的操作力来进行释放操作。
下面将说明关于支架C的连接头器185和用于连接头连接185的主装置的连接器(主组件连接器)106之间的啮合与脱离的结构与操作。
当连接器106插入头连接器185时，要完成下列操作。当与主装置连接器106组成一体的一啮合轴106a，通过拉伸弹簧141(图14)的弹性力与连接器托架140的啮合孔140b啮合在一起时，就操作手柄107。然后，主装置连接器106与连接器托架140作为一个单元移动。一个已通过将支架C安装到滑架102的安装部分102f上的方式被粗略定位的头连接器185和已通过啮合轴106a和啮合部分140b之间的啮合被粗略定位的主装置连接器106相互会合，并通过一个未表示出来的所述主装置连接器的斜表面加以导向，直到主装置连接器106与所述头连接器185啮合在一起。此后，通过转动手柄107，连接器托架140向右移动通过图12后部的一段预定距离L。该预定距离是连接啮合轴106a与啮合部分140b之间的距离。而连接器托架140移动一段距离使得主装置连接器103可以以所述定位状态移动(松开)。
由于主组件连接器106用比拉伸弹簧141更强的力与所述头连接器185结合在一起，所以主组件连接器106从连接器托架140上被释放下来。也就是说，出现分离的情况。啮合孔140a的尺寸大的部分的直径大于主组件连接器106的啮合轴的直径，因而它们之间出现一个缝隙。因此，主组件连接器106与头连接器一旦啮合，主组件连接器就脱离了连接器托架140，仅仅借助于压力销子110的压力就使支架C相对于滑架102定位，通过这种方式就保证了记录头186相对于滑架102的正确定位。
当拆下(松开)支架C时，手柄107从垂直位置逆时针转到水平位置(图12)。在初始阶段，用强力使啮合轴106a与头连接器185啮合，但同时伴随着连接器托架140向右移动，啮合孔140a的大尺寸的表面紧贴靠在啮合轴106a上，并使主组件连接器106与头连接器108分离，同时将啮合轴106a推向图12中的后部。同时，推动销子110与连接器托架140一起移动并从记录头186上被移开。
在图12和图13中，一扫描导轨111在滑架102的扫描方向上延伸并以可滑动的方式支撑该滑架。参考标号111a所表示的是一轴承。一可弯曲电缆151的作用是用支架C通过上述连接器传递各种信号。传动带152的作用是用作传递使滑架102往复运动的驱动力。那些滚筒对117和118、115和116的作用是输送记录材料并借助于记录头186被设置于记录位置前后。一压印板150的作用是提供上述记录材料的一个平坦记录表面。
图14显示了打印机复印机或传真机的形式的使用上述各结构的一些记录装置。
所述记录装置的主组件1000配有一个在前面能打开的盖1101，当盖1101被打开时可以看到所述组件的内部，此外，该盖的打开使得手柄107可以转动，使得可以相对于所述主组件安装或拆卸支架C1、C2、C3及C4。用实线表示的手柄107处于一个允许安装图11所示的那种支架的位置。在这一位置，盖1011不能移向关闭位置。虚线表示的支架处于所述安装过程。实线表示的支架处于所述装置的主组件中一个可进行记录的位置。所述支架的记录头186的喷射侧面平行于压印板150的导轨表面，该记录头从所述滑架伸到所述底部，被置于输送滚筒116和118之间，参考标号1102表示一块用作导电线路的韧性薄片。导轨112与111共同支撑并引导滑架102。
在安装所述支架之后，通过将手柄107移动到它的虚线位置的方式将该支架固定到上述滑架上，在此之后，显示出连接器托架140。将轴120与1202配在相对于连接器托架140与该滑架之间的相对运动的两侧。并且这些位置平面是相同的。所述这些轴是圆柱状的，使得能在两个具有朝向所述滑架那些侧面中心长轴的两个细长孔中运动。用实线表示的轴相应于用实线所表示的手柄107、轴102及1202进一步确保了上述连接器托架的平行运动。在这个实施例中，轴120与1202不是装配在连接器主体上，而是配置于用于定位上述记录头的推动销子110的上面及旁边，因而，增加了推动销子110的定位精度。可以在上述连接器的主组件上装配类似于轴120及1202的一些轴，以稳定所述连接器主体的平行移动，而且在该连接器连接后，在距侧面板的空隙内，在前后方向，在侧面方向上，它可以是自由的。在这个实施例中，在所述连接器主体被连接后，轴1202的细长狭缝最好在前后方向上不使轴1202固定，借助这种方式，销子110的定位作用只作用在轴120上。
图15是说明手柄107和轴120之间啮合关系的侧视图，并且与图13所示装置的侧视图相对应。如结合图13所作的说明那样，连杆121利用轴120与手柄107啮合。在这幅图中，所述主组件被用作复印机。下面将简述这种结构。如该图所示，具有一个上部原有的盖子，一个设置在原有的支撑压印板玻璃下面的光学读出装置，以及一个用于将读出信息转换为电信号的装置1212。所述电信号被转换为记录头驱动信号，通过韧性的片状材料产生-全色墨水图象。从-放电托架1213那边将一盒式录相带插入上述主组件底部，以在所述插入方向的反方向提供记录材料。-输送滚1213装配在上述记录材料输送部位。
在这个实施例的墨水喷射记录装置中，上述记录头按结合图9已说明的位置关系装在所述滑架上，因而，在该记录头的向前和向后运动期间都可能进行良好的记录。
本发明特别适用于这样一种墨水喷射记录头及记录装置，在其中由电热转换器，激光束或类似的东西所产生的热能，被用来引起所述墨水状态的变化，以便喷射或排放所述墨水。这是因为影象元件的高密集度和记录的高分辨率是可以做到的。
典型的结构和操作原理最好是美国专利4723129及4740796中所公开的那些结构和原理。所述原理和结构可应用于所谓的应答型(on-demand type)记录系统和连续记录系统。然而，它特别适用于上述那种应答型，这是因为上述原理是这样的使至少一个驱动信号被加到置于一种液体(墨水)保持薄片或液体通道上的-电热转换器，此驱动信号足以引起超出对于成核起泡点偏离的-快速温升(on-demand type)借助于这种方式，由该电热转换器提供热能，以便在上述记录头的加热部分上产生薄膜起泡，从而，相应每个上述驱动信号，能在所述液体(墨水)中形成-气泡。通过该气泡的产生，膨胀及收缩，所述液体(墨水)穿过-喷射出口喷出，产生至少一个液滴。该驱动信号最好呈脉冲形式，因为能瞬时完成所述气泡的膨胀和收缩，因而，上述液体(墨水)由于快速响应被喷射出去。呈脉冲形式的上述驱动信号最好是美国专利4463359及4345262中所公开的那种。此外，上述加热表面的温升速率最好是美国专利4313124中所公开的那种。
所述记录头的结构可以如美国专利4558333及4459600中所显示的那样，在其中所述加热部分置于-弯曲部分上，而且所述喷射出口，液体通道及所述电热转换器组合的结构也如上述专利所公开的那样。此外，本发明能用于公开号为123670/1984的日本专利申请中所公开的那种结构，在其中对一些电热转换器，用一公共狭缝作为上述喷射出口，而且，本发明还能用于公开号为138461/1984的日本专利申请中所公开的那种结构，在其中对应上述喷射部分，形成-用于吸收上述热能压力波的开口。这是因为本发明能可靠地，高效地完成记录操作，而与上述记录头的类型无关。
本发明能有效地用于所谓全线型记录头，该记录头具有相应于最大记录宽度的长度。这样一种记录头可以包括一种单记录头和被组合的复合记录头，以复盖上述最大宽度。
此外，本发明能用于一种串联型的记录头，在其中，所述记录头被固定在上述主组件上，本发明还能用于一种可替换的夹型记录头，该记录头以电气方式与上述主要装置连接，并且当将它装在该主组件上时，能得到墨水的供给，或者，本发明能用于一种盒型记录头，此记录头具有成整体结构的墨水容器。
预先准备好用于初始操作的回复装置和/或辅助装置更为可取，因为它们能进一步稳定本发明的效果。关于这样的装置，有用于上述记录头的封顶装置及其清洗装置，加压或吸取装置，预热装置，所述预热装置可以是电热转换器-附加加热元件或它们的组合。用于完成初始喷射的装置(不是用于上述记录操作)还能稳定所述记录操作。
关于所述能安装的记录头的变化形式，可以是相应于一种单色墨水的单记录头，或者，可以是相应于具有不同记录颜色或密度的多种墨水记录材料的复合式记录头。本发明有效地用于一种至少具有下述模式之一的装置，这些模式是主要为黑色的单色模式，具有不同颜色墨水材料的多色模式和/或采用那些颜色混合物的全色模式，所述装置可以是形成-整体的记录单元或多个记录头的组合。
进一步讲，在前面的实施例中，所述墨水是液体。然而，它也可以是一种在低于室温时固化，但在室温时液化的墨水材料。由于上述墨水被控制在不低于30℃且不高于70℃范围内，以稳定该墨水粘滞度，在通常的这种类型的记录装置中提供稳定的喷射，该墨水可以是这样，当上述本发明的记录信号能用其它那些类型墨水时，在上述温度范围内，它是液体。在它们当中的一种之中，通过所述墨水从固态变为液态的状态变化而消耗上述热能，必将防止由于该热能产生的温升。另一种墨水材料当它剩下时就固化，以防该墨水的挥发。对于这些情形的每一种应用了产生热能的记录信号，所述墨水就被液化，而且所述液化的墨水可被喷射。另一种墨水材料可以在当它到达上述记录材料时开始固化。本发明还能用于这样一种墨水材料，该墨水材料用所述热能液化。这样一种墨水材料可以以液体或固体材料形式被保留在一多孔薄片中所形成的那些通孔和凹槽中，如公开号为56847/1979和71260/1985的日本专利申请中所公开的那样。将上述薄片朝向上述那些电热转换器，用于上述墨水材料最有效的一种是薄膜起泡系统。
所述墨水喷射装置可用作-信息处理装置的一个输出端，该墨水喷射装置还可用作-图象读取器或类似的东西的一个输出端，该墨水喷射装置还可用作与-图象读取器或类似东西结合在一起的一种复印机，或者用作具有信息发送和接收功能的一种传真机。
如前所述，按照本发明，上述顶板具有-整体喷口板，而且从内部以这样一种角度来施加所述准分子激光束，这种角度使得构成所述槽的壁对该分子激光束无影响，按照这种方式，形成-墨水喷射出口或排放出口。一旦将上述墨水喷射头装到所述记录装置的主组件部分时，该记录头就以和上述激光的倾斜角度相同的角度倾斜。因此，能稳定提供-圆锥形喷射出口，并且稳定了喷射方向。此外，在记录操作期间改善了射出液体的位置精度。
在参考这里所公开的结构说明本发明的同时，并不限于前面所提出的具体情况，而本申请打算包括所有可能出现的这样一些改进或变更，这些改进和变更包括在下述权利要求书的改进目的或范围内。
权利要求
1.一种用于在记录材料上用墨水记录的墨水喷射记录装置，包括一个墨水喷射记录头安装部分，用于在其上安装一个墨水喷射记录头，所述墨水喷射记录头具有一个在墨水喷射方向会聚并相对于一个基板倾斜的喷射出口；用于馈送所述记录材料的馈送装置；以及用于将所述墨水喷射记录头安装在所述安装部分上以使所述记录头的所述喷射出口垂直于所述记录材料的安装装置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述基板是一块加热板，而所述喷射出口相对于所述加热板倾斜大约5°到大约20°。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述喷射方向与在加工所述记录头时所使用的激光束的方向相同。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述喷射出口被加工在具有一块整体结构的喷射出口板的一块顶板上，这是通过以这样一于角度投射一束激光来实现的，按照这样的角度该激光束不被所述顶板的一部分所干扰。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述喷射出口在所述墨水喷射方向上向内逐渐变细作成圆锥形。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述安装部分具有一个在一预定的方向上能往复运动的滑架。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述记录头能往复运动并且在它向前运动期间和向后运动期间这两种情况下都起作用。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述安装装置以可拆卸的方式安装在它的所述墨水喷射记录头上。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述墨水喷射记录头具有一个用于产生热能的电热转换器，以便利用热能喷射所述墨水。
10.一种墨水喷射装置，包括一个喷射出口;一个与所述喷射出口连通的墨水通道;一个置于所述墨水通道中的产生喷射能量的元件;一个加工在所述墨水通道一端的喷射出口板，所述喷射出口板具有所述喷射出口;其特征在于记录是借助于穿过所述喷射出口将墨水喷射到一种记录材料上来完成的;其中所述喷射出口在邻近所述记录材料的所述喷射出口板的一侧的尺寸比另一侧的尺寸小，并且所述喷射出口相对于一条与所述喷射出口板垂直的线是倾斜的。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于所述喷射出口是一个通孔，所述通孔是通过将一束高密度的激光束投射到所述喷射出口板的墨水通道一侧加工出来的。
12.如权利要求10或11所述的装置，其特征在于所述产生喷射能量的元件是一种电热转换器元件。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于所述电热转换元件得到电能供给，以便通过薄膜起泡来形成气泡，目的是借助于压力波形式的喷射能来喷射所述墨水，所述压力波是由所述气泡的产生和收缩而形成的。
14.一种墨水喷射记录装置，包括一个控制墨水喷射区域的墨水喷射出口区域;以及喷射所述墨水的喷射能量施加装置;其特征在于所述喷射出口区域将上述墨水喷射方向从这样一个方向上改变过来，在这个方向上所述喷射能量施加装置朝向所述喷射区域给所述墨水施加能量;在其中设置一种记录材料。使得所述记录材料和所述喷射出口部分之间的距离最小，并且所述墨水喷射方向基本垂直于所述记录材料。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于所述喷射能量呈由一种气泡产生的压力波形式，所述气泡本身又是由薄膜起泡产生的，所述薄膜起泡是利用一个电热转换器所产生的热能来产生的。
16.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于所述喷射出口部分被置于一系列墨水导向槽的出口部分，并且所述喷射出口部分是借助于来自所述出口侧的一高密度激光束加工形成的通孔形式。
17.一种用于通过将墨水喷射到一种记录材料上来完成记录的墨水喷射记录装置，包括一个具有多个喷射能量产生元件的基板，这些元件用于产生喷射墨水所需要的能量;一块这样的板，所述板具有多个用于与所述基板相配合以提供相应于所述喷射能量生成元件的墨水通道的空心槽;还具有一整体结构的喷射出口形成部分，在该部分中加工有一些与所述墨水通道连通的喷射出口，所述喷射出口是通过将准分子激光束投射到所述喷射出口形成部分靠近所述墨水通道一侧来加工形成的;其特征在于使所述喷射出口朝向一种记录材料，该记录材料基本上与在所述喷射出口加工过程中所使用的激光束的方向垂直。
全文摘要
一种用于在一种记录材料上用墨水进行记录的墨水喷射记录装置，包括一个用来在其上安装一个具有会聚于墨水喷射方向上并相对于一基板倾斜的喷射出口的墨水喷射记录头安装部分，一个用于馈送记录材料的馈送装置和一个用于将所述墨水喷射记录头安装在所述安装部分上以使所述记录头的所述墨水喷射出口与所述记录材料垂直的安装装置。
文档编号B41J2/05GK1054740SQ91101249
公开日1991年9月25日 申请日期1991年2月2日 优先权日1990年2月2日
发明者平林弘光, 新井笃, 田鹿博司, 小板桥规文 申请人:佳能公司