专利名称：喷墨设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有一个记录头和一个作为一整体的墨盒的喷墨记录头托架，该记录头上提供有喷墨(排出)用的喷墨器(排出器)，还涉及带有托架的喷墨记录设备。
传统的喷墨记录设备一般属于下面类型之一(1)它包括分开的非可换式记录头和墨盒，它们通过供墨管连接。
(2)它包括分开的非可换式记录头和可换的墨盒，它们通过墨管连接。
(3)它包括一个具有记录头和墨盒的可更换式记录头，记录头和墨盒为一个整体，从而记录头是可拆卸地安装到记录设备上的。
上述这些类型中的第一种和第二种类型是记录头固定在设备上，因此当头出现故障时需要维修工作，结果长期不能使用。
在第一和第二种类型中，墨通过供墨管由墨盒提供，带来下述问题(1)制造记录头时希望其工作寿命和可靠性长些，结果就增加了制造成本。
(2)需要供墨管，结果使成本增加。在连续扫描型设备中，记录头托架往复移动，墨管必须随着该托架，这样就需要比较大的空间。
(3)空气可以比较容易地被输进供墨管里，如果这种情况发生，油墨的流动就受到干扰。空气的输入可能引起记录头的喷射故障。当空气或类似物被输入到供墨管中或者供墨管缺墨时，若按惯例则墨通过喷出口被强制排出以便恢复操作。为了这种恢复操作，就需要一个大容量的泵，结果设备尺寸就难以减小。此外，大量的墨由记录操作排出，因而运行成本较高。
在第二种类型中，特别是当更换墨盒托架的时候，有空气输进供墨管的可能性，因此上述问题(3)是值得注意的。
于是第三种类型的记录头是从有利于避免上述问题的观点出发的，由于尺寸小，成本低和非可使用周期减少，第三种类型是理想的。
参照
图1，这里所示的是一个带有整体墨盒的托架式喷墨记录头实例的断面图。
图2为另一个托架式喷墨记录头实施例的立体断面图。该头包括一个构成油墨喷射器的头片400a和一个墨盒。头片400a有与墨喷射(排出)出口111连通的墨道。在该通道中，提供有产生能量的元件，该元件产生的能量有助于喷墨(例如引起油膜汽化的电热变换器)。公共墨室401a与墨道相通，并通过供墨通道1600a由墨盒1000供给油墨。墨盒里提供有气孔1000a。
在头片400a与墨盒1000之间的结合处提供有过滤网700，以便防止可能存在在墨盒1000中的输入汽泡或者杂质进入头片400a里。因为便于制造的原因，当分开的墨盒1000和头片400a被连接在一起时，过滤器700被固定。
墨盒1000包括一种能吸收和保留墨的、由多孔纤维或者能连续渗透的材料制造而成的吸收材料。该吸收器900被压缩到适当程度以便使保留油墨的能力增加。保证在喷墨出口处的预定负压值，从而允许喷墨出口处的弯液面缩进适当程度是有效果的，通过这样作可以防止油墨经喷出口漏出，在喷出口朝下定向使用的情况下，可以有效地防止油墨泄漏。
然而具有该种结构的记录头仍然存在下段所述问题。
当由于与墨盒1000中的真空平衡受到干扰而使喷出口处的弯液面消失时，有可能使该区域的墨朝公共墨室401a方向离开喷出口111，然后由墨盒1000提供的墨被停止。于是由于墨盒1000中的吸收器900出现真空的原因，墨道1600a中的油墨按箭头a所示方向被缩回到这样一种程度，即使油墨经过过滤器700完全被吸收材料900所吸收。
如果单独的记录头或者被安装在记录设备上的记录头被搁置长时间不使用，由于油墨的溶剂的蒸发及气体分解，在油墨中可以产生一个汽泡或者多个汽泡，如果它被进一步搁置不使用的话，蒸发甚至可进行到这样一种程度，即汽泡增加而使在供墨通道1600a中的墨排出。如果汽泡停滞在墨道401中，则墨的供给被干扰，结果喷墨就不正常。为了通过允许在所供给的油墨中均匀产生汽泡而避免上述这种情况发生，供墨通道的横断面被制成大的。这样作的结果是喷墨记录头的墨道内部体积变大，于是就需要一个大容量的吸泵，以便于当由于长期不用或者由于油墨流出而使喷墨器400a内部缺少墨时，可使抽吸恢复。
如果泵的容量小，将有可能在记录头墨道的中部抽吸油墨，然而这样是不够的，因为由于吸收材料900为真空的原因，墨被收缩，结果即使重复抽吸操作，记录头也不会充满墨。
最近，一种尺寸很小的手提式喷墨记录设备被商品化。尤其在这种小记录设备上，很难解决使用这种大容量泵所占空间的问题。此外，即使它是可能的话，由于墨的大量消耗，制造成本和运行能耗都会增加。
因此本发明的主要目的是提供一种即使使用小尺寸吸泵也可以在墨道中充满油墨的喷墨记录设备。
本发明的另一个目的是提供一种小尺寸的喷墨记录设备。
本发明进一步的目的是提供一种低成本的喷墨记录设备。
本发明的再一个目的是提供一种低运转能耗的喷墨记录设备。
结合附图来考虑下述本发明的最佳实施例，上述这些和其它的目的、特点以及本发明的优点将看得更清楚。
图1为记录头的剖面图。
图2为记录头的剖面图，其中一部分油墨流出来。
图3A为本发明具体的喷墨托架实施例的分解透视图。
图3B为本发明具体的喷墨托架的透视图。
图4为从装在侧面的喷墨记录头角度看时的喷墨记录托架的墨盒的透视图。
图5为安装在喷墨记录设备主组件托架上的喷墨托架的顶视平面图。
图6为喷墨记录设备的透视图。
图7A和7B为说明供墨系统的透视图。
图7C为本发明具体的喷墨装置的供墨系统的局部剖开正视图。
图8为喷墨记录设备实施例的局部剖开侧视图。
图9为本发明恢复系统的分解透视图，该恢复系统包括一个吸泵，它是一个强制排墨装置。
图10为本发明恢复系统的剖面图，该系统包括一个吸泵，它是一个强制排墨装置。
图11A、11B和11C是表示在初喷周期、复盖周期和恢复吸抽周期期间，记录头和作用在其上的元件之间的位置关系的平面图。
图12A、12B和12C为表明按序复盖操作时的连续工作情况的侧视图。
图13A和13B为表明吸抽泵的操作情况的剖面图。
图14A、14B和14C为本发明的喷墨托架在正常情况下，在油墨排出情况下和在油墨不足的情况下的剖面图，表明了喷墨托架中的充墨的情况。
图15为泵吸抽操作期间，泵内真空与时间关系的曲线图。
图16A、16B和16C为本发明的喷墨托架在正常情况下、在完成吸抽操作时候和在排出墨的情况下的剖视图。
图17为按照本发明的另一个实施例的喷墨记录头的部分剖面图。
图18A和图18B为按照本发明的另一个实施例的喷墨记录头的主要部件的剖面图。
图19为按照本发明的再一个实施例的喷墨记录头的主要部件的局部剖视图。
图20为按照本发明再一个实施例的主要部件的局部剖面图。
图21为按照本发明另一个实施例的带有整个墨盒的记录头的剖面图。
图22为表明图21的记录头的组装情况的剖面图。
图23为表明其外形的透视图。
图24和图25为表明图23中的用于接收记录头的记录设备的安装部分的透视图和顶视平面图。
图26为按照本发明另一个实施例的喷墨记录设备的透视图。
图27和28为按照本发明的另一个实施例的记录头的剖面图。
图3A、3B、4、5和6表明了按照本发明的一个实施例的喷墨记录设备的喷墨装置IJU、喷墨头IJH、墨盒IT、喷墨托架IJC、头架HC和主组件IJRA以及它们之间的关系。各元件的结构将叙述如下正如将从图3A的透视图中了解到的一样，该实施例中的喷墨托架IJC具有比较大的空间，喷墨装置IJU的端部稍微从墨盒IT的前侧面突出来。通过适当的定位装置，喷墨托架IJC可安装在喷墨记录设备主组件IJRA的托架HC图5的正确部位上并且与电接触，这点将在下文中详细叙述。就是说在这个实施例中，一个可随意使用类型的头可拆卸地安装在托架AC上。公开在图3A-6中的结构具有很多新颖性，它将首先被概括地叙述。
(1)喷墨装置IJU该喷墨装置IJU属于一种应用电热传感器的喷墨记录类型，其中的电热传感器根据电信号产生热能，引起墨的油膜汽化。
参照图3A，该装置包括一个带有电热传感器(发热器)的加热器板100，其中的传感器成排安置在硅基片上。电导线由铝或者类似物制成以便将电能提供到那里。电热传感器和电线通过涂膜成形工艺而制成，线路板200与加热器板100相连接，而且含有与加热器板100的导线对应的线路(例如通过导线焊接技术连接)，垫片201位于线路的端部，用以从记录设备主组件那里接收电信号。
顶板1300上开有槽，该槽确定了用于隔开相邻墨道和公共液腔的隔壁，该液腔用于接纳被供到各自墨道上的油墨。顶板1300与用于接收由墨盒IT供给的油墨并将油墨导引到公共的腔中的油墨喷嘴口1500以及与具有多个对应于墨道的喷出口的孔板400整体地成形。整体模压的材料最好是聚砜。但是也可以是其它的制模树脂材料。
支撑元件300例如由金属制成，并且在一个平面上有效地支撑着线路板200的背面，而且构成喷墨装置IJU的底板。限制弹簧500成M形，它具有一个使用轻压力就可推动到公共腔里的中心部分，夹子501随着气压系统的操作压力，集中推到液体通道的一个元件上，最好该元件位于喷出口的附近。限制弹簧500具有腿，它穿过支撑板300的孔3121可以夹住加热器板100和顶板1300，并且嵌入支撑板300的背面。这样，借助集中的推动力，加热器板100和顶板1300被弹簧500的腿和夹子501夹住。支撑板300有定位孔312、1900和2000，可以与墨盒IT的两个定位突起1012及定位和熔化-固定突起1800、1801啮合。它还包括位于它的背面的突起2500和2600，以便相对于主组件IJRA的架HC定位。
另外，支撑元件300有一个孔320，通过该孔供墨管2200(它将在下文叙述)被穿进来以便从墨盒供墨。线路板200通过粘结剂或类似物被固定在支撑元件300上，支撑元件300在靠近定位突起2500和2600的地方有凹进部分2400和2400。
如图3B所示，组装好的喷墨托架IJC有一个突出部分的头，突出部分的三个侧面上开有多个平行槽3000和3001。凹进部分2400和2400被定位在顶侧和底侧的平行槽的伸出部分上，以便于阻止墨或杂质沿着槽移动到突起2500和2600。如图5所示，带有平行槽3000的覆盖件800构成喷墨托架IJC的一个外壳并且与墨盒配合确定了容纳喷墨装置IJU的空间。带有平行槽3001的供墨件600有一个与上述供墨管2200相连的油墨导管1600，并且在供墨管2200侧被悬臂起来。为了确保墨导管1600和供墨管2200在固定侧的毛细管作用，插入了一个密封销602。
垫圈601密封了墨盒IT和供墨管2200之间的结合区域。过滤器700位于供给管的盒侧端。供墨件600是模压的，因此它具有低生产成本和高定位精度。此外，即使供墨元件600是大批量生产，导管1600的悬臂结构也可以保证导管1600和油墨入口1500之间的压力接触。
在该实施例中，完全连接状态无疑可以在压力接触的情况下，从供墨元件侧借助流动的密封粘合剂而简单地获得。将供墨件600背面的销子(未示出)插进支撑元件300上的孔1901和1902中，并且对销子穿过支撑元件300的背面而伸出的那一区域进行热熔化，用这种方法供墨元件600可以被固定到支撑元件300上。被热熔化的稍微突出的区域被墨盒IT的安装侧面的喷墨装置(IJU)中的凹进部分(未示出)接纳。因此，装置IJU能够正确地定位。
(ⅱ)墨盒IT墨盒包括主体1000、吸墨材料和盖件1100。吸墨材料900从与装置IJU的安装侧相对的侧面插入主体1000中，此后盖件1100封闭了主体。
吸墨材料900这样被安置在主体1000中，供墨孔1200有效地将墨供给到由上述部件100-600组成的喷墨装置IJU中，供墨孔1200还起到喷墨入口的作用，以便在装置IJU安装到主体的1010区域之前，将最初的墨供到吸墨材料900上。
在该实施例中，油墨可以通过一个空气通风孔和这个供墨孔来提供。为了更好地供墨，在主体1000的内侧面上成形有加强肋2300，加强肋2301和2302成形在盖件1100的内侧面上，这样在墨盒内有效地提供了一个从空气通风孔到离供墨孔1200最远的主体角区的连续延伸的存墨区。因此为了按完好的顺序均匀地分配油墨，最好是油墨通过供给孔1200来提供。这种供墨方法具有实际效果。在这个实施例中加强肋2300的数目是4个，肋2300在靠近墨盒主体的后侧与托架的移动方向相平行地延伸，这样就防止了吸收材料900与主体的后边内表面紧密接触。肋2301和2302被成形在盖件1100的内表面上，位于实际是肋2300的延伸位置上，然而如果肋是分开的，与大肋2300相反，肋2301和2302的尺寸是小的，以至带有肋2301和2302时比带肋2300时的空气存在空间要大。肋2302和2301被分布在盖件1100的整个表面上，它的面积不大于总面积的一半。因为提供了加强肋，在离供墨孔1200最远的吸墨材料角区的油墨可以借助毛细管作用平稳地、保险地供给到入口处。托架提供有空气通风孔，它用于托架的内部与外边的空气之间的连通。在通风孔1400的内部具有防水材料1400，以便防止里边的油墨通过通风孔1400泄漏出去。
墨盒IT里的容纳油墨的空间实质上是个长方体，长边的面处在托架移动方向上，因此上述加强肋的排列是特别有效的。当长面沿托架的移动方向延伸时，或者当盛墨的空间是立体形式时，加强肋最好成形在盖件1100的整个内表面上，以便从油墨吸收材料900处平稳地供给油墨。确定立方体的外形最好是从在被限定的空间里尽可能多地容纳油墨的观点出发，然而从以墨盒里的最小的现有部件来使用油墨的观点出发提供的肋应被成形在构成了一个角的两个表面上。
在这个实施例中，墨盒IT里边的肋2301和2302基本上是均匀地分布在具有长方体外形的吸墨材料的厚度方向上的。由于当吸墨材料里的墨被消耗时，墨盒里的气压分布均匀以致剩下的不能利用的墨量实质上为零，因此这样一种结构是有意义的。最好肋被排列在表面上或者被排列在表面外边的一个圆弧上，该弧的中心在长方形吸墨材料的顶面上的供墨孔1200上的突起位置处，弧的半径等于长方形的长边。自此，对于存在于圆弧外侧的吸墨材料，外界的空气压力就迅速地建立起来。如果外界的空气输入到排列有肋的地方时情况良好，墨盒IT的通气孔的位置就不受这个实施例的限制。
在该实施例中，喷墨托架IJC的后面是平的，因此当安装在设备里时，所需要的空间最小，而同时却保持了最大的墨容量。因此设备的尺寸可以减小，同时托架更换的频率将降至最低程度。利用空间的后部空区使喷墨装置IJU一体化，该突出部分用作空气通气孔1401。该突出部分的里边实质上是空的，空的区域1402起到将空气均匀地按吸收材料厚度方向供入墨盒IT中的作用。由于上述这些特点，该托架总的来说比传统的托架具有较好的性能，空气供给空间1402比在传统托架中的供气空间大的多。此外，空气通风孔1401处于上部的位置，因此，如果因为某些原因或其它原因油墨离开吸收材料，空气供给空间1402可以暂时地保存墨，以便这些墨被吸回进入吸收材料里。由此油墨的浪费损耗量可以被节省。
参照图4，这里表示墨盒IT的表面结构，装置IJU安装在该结构上。两定位突起1012是在线L1上，该线L1基本上通过孔板400上的一排喷出口的中心并与墨盒IT的底面平行，或者平行于托架的支撑墨盒的参照面，突起1012的高度比支撑件300的厚度稍小些，突起1012起精确定位支撑件300的作用，在该图的延伸部分(右边)有一个爪2100，它与托架定位钩4001的右角啮合面4002是可咬合的。因此，喷墨装置相对于托架的定位力作用在平行于包括线L1的参照平面的一个平面里。这种关系是重要的，因为墨盒定位的精度变得等于记录头喷出口的定位精度，这点将在下文中结合图5叙述。
突起1800和1801对应于装配孔1900和2000，用于将支撑件300装到墨盒IT的侧面上，它们比突起1012长些，所以它们能穿过支撑件300，为了将支撑件300装配到侧面上，突出部分被熔化。当如图所示线L3通过突起1800并垂直于L1，线L2通过突起1801并垂直于线L1时，供墨孔1200大体上是在线L3上。供墨孔1200和供给管2200之间的结合是稳固的，因此，即使托架落下或者即使振动传给到托架，施加到结合区域的力也可以被减至最小。另外，由于线L2和L3不是相交的，以及由于突起1800和1801被安排在靠近离喷墨头的喷墨出口较近的突起1012处，因而使得喷墨装置相对于墨盒的定位进一步改进了。在该图中，曲线L4表明了供墨件600被装配时的外壁的位置。由于突起1800和1801是沿着曲线L4的，因此对于克服头IJH端部结构的重量来说，该突起有效地提供了足够的机械强度和定位精度。
墨盒IT的端部突块2700与整体成形的托架前板4000是可咬合的，以防止油墨托架过量地位移出位置。制动器2101与架HC的一个未示出棒是可咬合的，当托架IJC被正确地旋转安装时(这点将在下文中叙述)，制动器2101将占据棒下方的一个位置，所以即使不必要地施加了一个向上的力企图将托架从正确位置上脱开，也能保持正确的安装状态。在装置IJU安装到墨盒上以后，墨盒IT被盖上一个盖800，然后，装置IJU除了其底部以外被那儿的周围所封闭，但是它的底部开口却可使托架IJC安装在架HC上，并且接近架HC的近旁，因此喷墨装置实质上在六面被封闭起来，所以从在封闭空间里的喷墨头IJH那里所产生的热有益于保持封闭空间的温度。
然而如果托架IJC被连续长时期地操作的话，温度会稍微增加，为了克服温度增加，托架IJC的上表面开有一个宽度比封闭空间小点的狭长切口1700，借助该切口，自发的热辐射被加强，从而防止了温度的上升。同时整个装置IJU的均匀的温度分布不受周围环境影响。
喷墨托架IJC组装好后，油墨通过供墨孔1200、支撑件300的孔320和被成形在供墨件600背面的进口，从托架内提供到供墨件600的腔中。从供墨件600的腔中，该墨通过出口、供管和被成形在顶板1300上的油墨入口1500被供给到公共腔里，用于油墨联通的结合区域用硅橡胶或者异丁橡胶或者类似物密封起来，以确保密封。
在该实施例中，顶板1300由对墨有抵抗力的树脂材料，比如聚砜、聚醚、聚苯撑氧化物、聚丙烯制成。它是在模子中与孔板部分400一起整体模压而成。
正如前面所述，整个部件包括供墨件600、顶板1300、孔板400和与此有关的元件以及墨盒主体1000，因此组装精度得到提高并便于大批量生产。元件的数量比传统装置要少，所以能确保良好的性能。
在该实施例中，如图2-4所示，组装后的外形是这样的供墨件600的顶部603与墨盒的具有狭长切口1700的顶端配合以便形成缝S，如图3B所示。底部604与薄板的输入侧端4011相配合以便形成一个类似于缝S的缝(未示出)。墨盒IT的底盖800是粘接在薄板上的。墨盒IT和供墨件600之间的缝有益于提高热辐射，也有益于防止施加于墨盒IT上的或是施加于喷墨装置IJT的所期望的压力直接影响供墨元件。
上述各种结构分别有益于提供各自的优点，当它们彼此结合起来时，它们更会有效果。
(ⅲ)把喷墨托架IJC安装到架HC上在图5中，压板辊5000从下到上地引导着记录介质P，架HC沿着压板辊5000是可移动的。该托架HC包括一块前面板4000、一块电连接支撑板4003和一个定位钩4001。前面板400为2毫米厚，位于靠近压板处。当托架IJC装到架HC上时，前面板400位于靠近喷墨托架IJC的前侧面。支撑板4003支撑着一块带有垫片2011的可弯片4005，该垫片2011对应于喷墨托架IJC中线路板200的垫片201，一个橡胶衬垫片4007用于产生弹力，该弹力将弯片4005的背面推向垫片2001。定位钩4001起将喷墨托架IJC安装到记录位置上的作用。前面板4000上具有两个与上述托架的支撑件300上的定位突起2500和2600相对应的突出表面4010。托架安装好后，前面板在垂直于突出表面4010的方向上受力，因此，多个加固肋(未示出)在前面板压板辊侧按力的方向延伸。当安装托架IJC时，该肋从前侧表面位置L5朝压板辊方向稍微突出来(约为0.1毫米)，所以它们起保护头的作用。支撑板4003上有多个加强肋4004，它们沿垂直于上述前面板肋的方向延伸，加固肋4004的高度从板辊侧到钩4001侧是减少的。通过这样，当托架安装好时，它是倾斜的，正如图5所示的一样。
支撑板4003在较低的左侧位置上、即在靠近钩的位置上具有两个附加定位面4006。定位表面4006相应于突出表面4010。借助附加定位表面4006，该托架在与通过上述定位突起表面4010而受到的力相反的方向上受力，所以电接触是稳固的。在上下突出表面4010之间，安排有垫片接触区，从而确定了橡胶片4007的相应于垫片2011的突起变形量。当托架IJC安装在记录位置上时，定位表面与支撑元件300的表面实现接触。在该实施例中，支撑件300上的垫片201的分布是相对于上述线L1是对称的。橡胶片4007的各突起的变形量被制成均匀一致的，以便稳固垫片2011和201的接触压力。在该实施例中，垫片201排列成两纵行和上下两横行。
钩4001上有一个与装配销钉4009可全部啮合的细长部分，利用由细长孔所提供的可移动区域，钩4001可以按逆时间方向旋转，因此它可以沿压板辊5000向左移动，通过这样把喷墨托架IJC定位到托架HC上，钩4001的这种可移动的机构可以由其它结构来完成，但最好使用一个杆或者类似物。在钩4001旋转期间，托架IJC从图5所示的位置朝向压板侧移动到一个位置上，定位突起2500和2600进入可与定位表面4010相啮合的位置，之后，钩4001向左移动，从而使钩表面4002接触到托架IJC的爪2100，喷墨托架IJC围绕着定位面2500和定位突起4010之间的连接点在水平面内旋转，所以垫片201和2011彼此接触。当钩4001被锁住时，喷墨托架IJC就被保持在固定或锁定的位置上。通过这样，在垫片201和2011之间、在定位部分2500和4010之间、在竖面4002和爪的竖面之间、以及在支撑件300和定位表面4006之间的全部接触被同时建立起来。至此，托架IJC被完全安装到架HC上。
(ⅳ)设备的总布局图6为采用本发明的喷墨记录设备IJRA的透视图。通过驱动马达5013的正转和反转来驱动传动啮轮5011和5009，用此方法使丝杠5005转动。丝杠5005有一个螺旋形槽5004，托架HC的一个销钉(未示出)与之相咬合，这样托架HC可在a和b方向上往复移动。限制板5002把压盘上的纸限制在托架移动的范围内。静止位置检测装置5007和5008是呈照像偶合器形式，用以检测托架5006的存在，据此来控制马达5013的旋转方向。支撑件5016将记录头的前侧面支撑在一个盖住记录头的盖件5022上。吸抽装置5015通过盖子上的孔5023而起吸抽记录头的作用，以便恢复利用记录头。
清洗刀片5017借助移动装置5019而前后移动，它们被支撑在设备的主组件的支撑架5018上，该刀片可以是其它形式，尤其可采用一种公知的清洗刀片。杆5021起到启动吸抽恢复操作的作用并随着嵌入托架中的凸轮5020的运动而移动，来自驱动马达上的驱动力借助公知的传动装置如离合器或者类似物而受到控制。
在该实施例中，借助丝杠5005，当托架处在静止位置时可以进行覆盖、清洗和吸抽操作。然而本发明也可以使用其它的系统形式，在这些系统形式中这些操作在不同的时间中进行。单独的结构具有优点，加之它们的结合就更优越。
参照图7A、7B和7C，将就结合图3A至6所述的记录头而论来进行叙述。图7A为本发明实施例中喷墨头架的喷墨器的分解透视图，在该图中，记录头包括一个具有槽的上板400(墨道形成件)，它用于与喷墨出口111配合构成墨道，加热器板100具有呈加热器100A形式的能量产生元件，它所产生的能量用于喷墨。加热器板构成一部分墨道的壁，墨导管1600将墨盒的墨提供到成形在上板400上的油墨输入孔1500。墨导管与供墨管2200是一个整体，呈悬臂形式。墨道由供墨管2200和墨导管1600构成，上板400和加热器板100通过片簧而紧密接触。墨导管1600和供墨管2200被整体成形并装在喷墨头的供墨件600上(图3A)。
图7B为图7A的喷墨头架中的喷墨器组装好以后的透视图。在头架组装好以后，借助具有一定刚性的墨导管1600的弹力使墨导管1600的一端紧密地与墨的入口1500接触。举一个例子，由弹力产生的压力大约为100-200g。如此，墨导管有一个与墨道成形件压力接触的自由端和一个被装到供墨件上作为基端的固定端。
具有墨导管1600和供墨管2200的供墨件是用树脂材料如聚砜整体模压而成。在该实施例中，由于它的结构上的原因，单单用模压方式来构成完整的墨道是不容易的。因此，一个未在图7中示出的密封销钉602被压装进供墨管2200里，以便提供该供墨道。当供墨元件600被装进喷墨架中时，墨导管1600的一端被压接到上板400。为了提高压力接触的效果，例如可以从东芝硅树脂株式会社买到名为TSE399Black的密封剂，将其应用到接触区域。密封剂也可以同时用作保护与加热器板100电接触的导线焊片。
具有过滤器700的供墨管的一端被推向成形的吸收材料，该吸收材料将墨保留在墨盒里以便能够从墨盒里取墨。
图7C为带有供墨管2200的供墨盒的实施例的顶视平面图。在该实例中，与用对墨料显示出耐用性的树脂材料制成的上板400相类似，构成供墨通道的供墨盒600也是模压成的。与热熔化的过滤器700相接的墨导管被定位并安装到记录头的主体上。在该实施例中，为定位，定位销钉600b被预先形成在供墨盒600里。定位销钉600b插入成形于支撑件300上的通孔里(图3A)，并被热熔化到支撑件300的背面。在该实例中，供墨盒600与过滤器700、供墨盒600与支撑件300都通过热熔方式连接。然而，它们也可以用粘合剂连接。但是当供墨盒600和过滤器700通过粘合剂连接时，粘合剂有可能流进过滤器700的网眼里而减少了有效过滤面积。因此在该实施例中，过滤器700采用热熔方式，如图7C的局部放大剖面图所示，供墨盒600的过滤接收部分是凹进去的，如符号600c所示，以便使过滤器700正确定位。在热熔之后，凹陷部分600c保护过滤器700。这样，即使将过滤器700频繁地装进去或者从墨盒中拆卸下来，它仍能牢固地保持在原位上。
如前所述，盛墨的墨盒和喷墨器之间有一个构成供墨通道的供墨容器，公共墨腔用于将墨供到墨道，过滤器用于滤掉杂质和气泡。可以提供如图3A和3B所示的具有供墨系统的喷墨头架，该架安装在喷墨印刷机的主组件中，如图6所示。
图8为本发明的另一个实施例的液体喷射记录设备(喷墨记录设备)的透视图。
图9和图10为恢复系统的剖开透视图和恢复系统的剖面图以及泵的剖面图。如图8所示，该设备包括框架1，其上装有左板1a和右板1b(后部)，左侧板1a起导引记录介质例如纸的作用。在右端安装有前板1c，后导引板1d安装在前侧，狭长槽1e起导引托架或导引运载工具的作用，该槽与在其内滑动的运载工具导辊相啮合，框架1上有一个马达安装孔，用于可转动地支撑着马达架，这将在以后叙述，虽然它未在图中示出。
导臂1h在纵向和径向方向上支撑着一个丝杠，该导臂由轴承(未示出)支撑。
丝杠2在一预定的覆盖着记录区域的节距内有丝杠槽2a。在丝杠2的托架静止位置一侧，沿着一个竖直的圆周有压盖槽3b和泵槽3C，压盖槽3b用于建立一个压盖的静止位置，泵槽3c用于建立一个恢复位置，压盖槽3b和泵槽3c通过连接槽3d而平滑地连接。此外，导槽2a和盖槽3b通过中间槽3e而平滑地连接。
丝杠2的右端装有轴2g，另一根轴被安装在左侧，它们由在前板1c和导臂1h上的轴承支撑，而且是可转动地被支撑着。一个导向滑轮3a被牢固地安装到丝杠2上，滑轮3a通过定时皮带13而由马达11驱动，丝杠2的右轴2g通过未被示出的片簧或类似物而在推的方向上被推动。
离合器啮轮4支撑在导轮3上，用于在纵向上滑动，它在转动方向上是固定的，从而使丝杠2的转动传到这儿。离合器弹簧5有一个压簧，用于朝导槽方向推动离合器齿轮。用来将离合器齿轮4限制在一个预定的可移动范围内的限制元件位于离合器齿轮4和导轮3之间，该限制元件未显示在图中。
运载工具或者托架6可滑动地安装在丝杠2上，符号6a指示的是一个与托架6的左侧整体成形，用于推离合器齿轮4一端的推动部分。托架6有一个用于检测托架6的静止位置的伸出部分6b。导针7与丝杠2的导槽2a啮合并被在托架的导孔(未示出)中导引。导针弹簧8一端装到托架6上，另一端推着导针7。
记录头9装在支架6上。在该实施例中，记录头呈盒式可拆卸地安装在支架6上，它包括一个喷墨用的头件9a和一个起供墨源作用的整体墨盒9b。例如，在墨被消耗以后，记录头是可更换的。为了排出墨，该记录头在头件9a中具有一个产生放射能量的元件，该元件可以采用电热传感器或者机电传感器。关于这些元件，从高密度安排喷墨出口和使制造步骤简单的观点出发，最好是采用线圈架。
托架辊10可转动地安装到托架的后边，并且是可转动地与框架1的狭长槽1e相咬合。
举例来说，托架11采用脉冲电机。可转动的销钉11a装在托架电机的前侧和后侧的底部位置上，成一直线并被固定。可转动的销钉11a(未示出在后侧的一个)可转动地安装在框架1上的电机装配孔里。托架电机11可围绕着可转动的销钉11a而转动，弹簧接纳部分11b与托架电机11整体成形，并与电机弹簧的轴平行着延伸，以便接纳将在以后叙述的电机弹簧14。该弹簧接纳部分有一个圆柱凸起，电机盘簧14的一端固定到该圆柱凸起上。
电机滑轮12安装在托架电机11的电机轴上，定时皮带13在电机滑轮和丝杠2轴的滑轮3a之间被拉紧。在该实施例中电机弹簧14是一个压缩弹簧，它被安装在导臂1h的端部与托架电机11的弹簧接纳部分11b之间，所以托架电机11在A方向上被推，由此而使定时皮带13拉紧。
定位轴15被垂直地装在左侧板1a上，至定位轴，有一个用于改进喷出口成形表面的固定装置和一个用于复盖和恢复喷射的机构。
恢复装置主要参照图9和图10来叙述，在图9和10中汽缸24有一个圆柱形的部分24a和一个导引活塞轴的导轨部分24b，导轨部分24b的一部分被局部切掉以便提供一个油墨通道24c，符号24d是一个接收盖杆的部分，用于接纳杆密封件。墨道24e在缸24a的预定位置处开口。旋转杆24f与汽缸24是整体成形的，它通过吸墨材料弹簧22的弹簧22b而转动。残余墨管24g与缸24整体成形，为了能够容易地插入到残留的吸墨材料里，它的头部被切成一个锐角。墨道24b形成在残余墨管24g里。缸盖25被压装到缸24的一端，导向杆25a面对着缸24的盖杆接纳部分24d。
活塞垫圈26在缸24中，为了提供与将在以后叙述的活塞轴的预定压力接触，它有一个稍微小点的内径。可在表面涂润滑剂来减小活塞轴滑动所需要的力。
活塞轴27包括动作轴27a、活塞塞子27b、活塞接受器27c、连接轴27d和导轴27e。提供墨通道的槽27f沿着连结轴27d和导轴27e而形成。防止转动槽27g形成在动作轴27a中。在动作轴27a的端表面上，靠近动作轴27a的端部处有一个轴泵27b。
当从缸的滑动侧角度看时，活塞28具有一个构成内层的弹性多孔材料的主体，它可以是一种具有独自细孔的泡沫材料(海棉或类似物)和具有连续细孔的疏松材料，例如连续小细孔材料。然而最好它是由连续小细孔材料例如尿烷泡沫制成。它可以包括在与弹性变形方向相交的方向上延伸的多个连续的细孔。它的外径在一规定的程度上比缸的内径大些，所以当它插入缸24里时，它被适当地压缩。外圆周表面28a和与活塞轴27的活塞塞子27b相接触的端表面28b在活塞起泡期间被包上一个固体层(外层)。即使活塞主体是由通过发泡而生产的材料制成的，该外壳也不会透过液体，所以密封是可能的，因此活塞28能完成它的功能。在没有提供外壳的情况下，可以使用单独的密封涂层。
数字42指示的是泵室。活塞推动辊29可转动地装到活塞轴27的一个端部上，活塞返回辊30可转动地装到活塞轴27的一端上。数字符号31指的是这种辊子的轴。
盖杆32有一个可能转动的轴32a、一个墨导件32b和一个导杆32c。在它的一端，密封表面32d被成形为突出来的球形式，一对垂直的咬合部分32e用以与盖座(将在以后叙述)的爪咬合。墨道32f从杆里的密封表面32d处开始形成，墨道32f在右角的地方是弯曲的，并经墨导件32b的中心而延伸，它的一个端部表面是打开的。墨导件32b的底侧具有一个切掉部分32g。
杆密封件33接纳墨导件32b并被压装进盖杆接收器24d中，连通孔33e起将墨导件32b的切掉部分32g与墨道24c连通的作用。
盖座34被安置在一个位置上，在这儿它面对着一个可与盖杆32的咬合部分32e相咬合的钩34a。开口34b用以安装盖子，这将在下文中叙述。
盖子35有一个防止普通油墨干燥的密封帽35a，靠近那儿有一个吸墨用的吸盖35b，吸盖35b有一个吸抽开口35c，盖中的墨道是弯曲的，所以墨道通过它的中心朝着盖座34方向是开着的。
当凸缘35d安装到盖座34上时它起盖住盖座34的作用。凸缘35d有一个具有与盖杆32的密封面32d相同曲率的凹球形状的盖密封部分35e，当它被推到盖杆32上时，只有开口相通，而其它部分是密封的。由于密封部分(32d、35d)是球面形的，所以盖件以良好的方式被补偿，即使喷射侧面有阶梯部分，该阶梯部分也是容易相通的，所以可以建立起稳定的密封状态。
当喷墨不足时，由初始的排墨操作来完成吸抽恢复操作，下面将就此而论进行叙述。当起动恢复操作时，定时齿轮21从复盖位置接着旋转，通过这样盖杆32被凸轮216推动，由此，如图12C所示，盖35稍微离开喷射侧表面。
然后，导针7沿着连接槽3d移到泵槽3c，通过这样托架6在B方向上移动一段预定的距离(盖槽和泵槽之间的距离)。
当定时齿轮21接着在D方向上旋转时，盖35与盖凸轮21d脱离咬合，接着盖35被压力接触到喷射侧表面，此刻，记录头9被移动，因此喷射侧表面被吸抽盖35b覆盖。
见图11，喷口9c朝着记录区域偏离喷射侧表面。在正常的无抽吸动作的压盖操作中，盖35的整个表面正对着喷射侧表面，见图11B，因此盖35对肋的压力较小。然而此时所需要的仅仅是密封肋，因此并不破坏防干效果。这样，密封肋所需的压力大约10g就足够了。此外，肋的振翼很小，使得盖内容积缩小很少，因此，压盖上的弯月形墨不会被缩进(这是有利的)。
见图11C，在恢复操作期间的盖是这样动作的，即正常压盖部分偏离喷射侧表面，此时，压力仅仅施加到恢复盖的肋上。于是，加强了密封效果，从而有助于防止真空的泄漏。在这种情况下，由于压盖内容积的缩小，弯月形墨缩进，因此，借助于抽吸操作，这种现象是没有问题的。
在完成压盖密封后，一开始恢复操作，抽吸操作也开始进行。
靠定时齿轮21的旋转，活塞定位齿轮21f推动装在活塞轴上的活塞推进辊29，从而使活塞轴27在H方向移动，见图13A。在活塞止动块27b的推动下，活塞28沿H方向移动，使泵室42排空。在活塞28的外表面与活塞止动块27b之间有一表皮层，这样，墨不会从泡沫材料的连通孔中泄漏。
此外，活塞28关闭气缸24的油墨通道24e，从而增加泵室42的真空，但活塞28是可移动的。另一方面，如图13A所示，在重新压盖后，油墨通道24e被打开，见图11C，则通过盖35的抽吸孔25c就可抽吸油墨。该抽吸来的墨穿过在盖杆32上形成的墨通道32f并进入杆密封件33的连接孔中。墨进一步地流经气缸24的墨通道24e而进入泵室42。这一过程连续进行，直到由于墨的供入使得泵中容积变化而使真空减少为至。
当定时齿轮21进一步旋转时，在盖凸轮21e的作用下，盖35再一次微微地离开喷射侧表面，结果是，在泵室中的残存真空的作用下，墨被从由喷射侧表面和抽吸间隙35b所限定的空间中吸出，从而使墨从那儿排出。
接着，定时齿轮21反向旋转，活塞复位凸轮21g拉着活塞复位辊30。见图13B，活塞轴27在J方向移动。此时，在活塞轴27的活塞接收器27c接触到活塞28后，活塞28移动，从而在活塞的端面28b与活塞止动块27b之间形成间隙△1。
靠活塞轴27和活塞28的移动，泵室42内剩余的油墨经上述的间隙△1、活塞轴上的槽27f、气缸24上的墨通道24c及剩余油墨24g而流至剩余墨吸收材料37的中心区。此时，在活塞28移动的初始阶段，活塞28关闭了气缸24的油墨通道24e，因此，剩余油墨不会反向流入盖内。
图14A是具有一整体墨盒的喷墨记录头的一个例子的剖视图。在正常状态下，如图14A所示，在毛细管作用下，来自墨盒1000的油墨填满相应的油墨通道401，并且在邻近喷墨口111处，稳定地形成一个弯月形墨M，在墨盒1000的真空作用下，该墨M的位置略微地缩进一些。在这种状态下，因油墨喷出或排出而导致的油墨通道401中油墨的减少将通过优于墨盒中吸收材料900的真空吸气作用的毛细管作用而从每个喷墨件上的墨盒1000中得到补充，这样，墨可以连续地喷射。然而，如果在喷口111处的弯月形墨破裂至这样一个程度，即公用墨室401a与外界连通，正如上所述，则在空墨盒1000的真空作用下，在包括油墨通道401的喷墨器中的喷射供墨系统中的油墨被缩进墨盒1000中，见图14B。在这种情况下，墨与过滤器700接触。残留在与过滤器700压力接触的吸收材料900部分中的墨可能是不足的。例如，在墨易蒸发的条件下，在墨架保持长时间不使用的情况下，油墨的蒸发液连续地穿过喷口，此外，留在墨传递通道中的细小气泡增大，这将理解为墨空位。当墨托架进一步放置不使用时，甚至在吸收材料900中的墨也将变得不足。在这种情况下，事实上不可能进行喷墨，因此，必须操纵恢复装置。在这一实施例中，正如上所述，通过泵的抽吸作用，非工作状态被取消。由于下面的抽吸动作，确实可恢复操作。
在该实施例中，在一强制排放动作作用下的油墨(液体)的抽吸量大于喷墨装置的整个墨通道的内容积，在喷墨装置作用下，墨盒的吸收材料900中的墨一定穿过墨通道而流至多个墨通道401中，这样做时，即使出现油墨空位，仍能保证恢复到如图14A所示的状态。
图14C示出了一个相比较的例子，在此，在一次动作作用下，抽吸量减少到一半。从图中应当认识到，在抽吸作用下，墨盒中的墨曾经送至墨通道的中部。然而，从喷墨托架的特有的功能的观点出发，在墨盒侧需要产生真空，因此，如图中箭头所示，如果在抽吸操作后喷口111与外界连通，则曾经传送的墨将返回到墨盒IT中，其结果是重新处于图14B的状态。这是一个为喷墨头托架所特有的问题，在一个不可更换的扫描记录头与固定在记录设备的主装配件的预定位置上的墨盒相连接的地方，连有一个供墨管，比如一个小直径的长管，墨盒将位于一个低于喷口的水平面上，以提供一个邻近喷口的负静态头，从而使油墨喷射稳定，在喷墨件上可能产生类似的墨缩进。然而，事实上，供墨管通道的阻力是如此大以致不会发生上述现象。因此，正常的抽吸操作足以使设备确实恢复工作。
这一实施例的效果将用数据加以说明。喷墨托架有64个喷口以提供360dpi(点/英寸)的图像。在3KHZ的最大驱动频率下，油墨托架喷射75pl(微升)滴。墨盒容纳25cc的油墨，在此，头部的供墨系统的容量是0.07cc。泵50具有的容量在下面的表1中示出。在所进行的实验中，通过恢复操作而消除了墨空位。
表1抽吸段的 正常条件下 恢复程度 恢复后印刷容量变化 的抽吸量例1 0.300(cc) 0.280(cc) G F例2 0.230 0.210 G G例3 0.170 0.140 G G例4 0.100 0.070 G G比较例1 0.090 0.060 U N2 0.070 0.040 N 无印刷3 0.060 0.020 N 无印刷G好 F适当 U不稳定 N不好实验揭示出如果抽吸量大于供墨系统的整个容量，墨可以重新填满，而如果抽吸量较少的话，重新装填是不稳定的，如果抽吸量更少，则不可能重新填满。就重新填满后的印刷质量来说，当抽吸量很小时，即使能在不够稳定的情况下重新填满，其结果也是不能令人满意的。在这一实验中，当抽吸量超过三倍，印刷质量略微下降，其原因见下文。在这个喷墨托架中，如果由加压排放装置如抽吸装置产生的每单位时间的墨排放量超过移动量(在达到这一移动量时，每单位时间来自墨盒IT的墨可移动并传送到供墨孔)，则经过过滤器700的墨不能充足地供给，其结果可能是墨盒中吸墨材料900中的细小气泡被导入到一个喷墨装置(喷墨器)中。在这一实施例中，油墨流过过滤器700的流速要结合上述现象来测定。墨盒中不导致上述现象的油墨瞬时最大排放速度是0.6cc/sec。根据过滤器700的面积进行计算，结果发现在过滤器中的墨流速度最好不大于0.2cc/sec.mm2。因此，为了防止上述现象，可增加过滤器700的横截面积，以减少每单位面积和每单位时间的墨流速度。改变墨盒中吸收材料900的外形或材料，有利于增加墨盒中墨的流动性。
从保证有充足的墨量供给喷墨器的观点出发，抽吸量最好是墨道容积的1-3倍。
图15示出了在抽吸恢复操作期间的泵压的波形。应当理解到，由于墨的导入，泵中的真空压力减少了。在该图中，由于墨通道401或类似件的阻力以及由于墨盒IT中的真空的作用，使得油墨导入量减少;弯月形墨的作用使得在一小的压力差下抽吸的油墨不能高速流动。由于以上这些原因，所以在抽吸操作的后部保留了一微小的真空量。
在这个例子中，盖子最终放松以释放所有的负压。在该实施例中，加压排放装置是呈抽吸装置的形式。只要能将墨送到喷墨器，则加压排放装置的形式是不受限制的，例如，可使用一种通过气孔而施加压力从而将油墨推入喷墨器中的压力装置。
提供用于记录头的恢复装置和预备装置，可以更好地提高本发明装置的稳定性。除了作为加压排放装置的加压或抽吸装置以外，还提供有压盖装置、清扫装置、使用电热转换器或使用一个独立加热元件的预加热装置、以及用于喷墨但不是用于印刷的预喷装置，这些装置都能更好地使记录稳定。
喷墨托架的结构本身并不局限于所公开的实施例。当用墨盒的抽吸力稳定地维持住弯月形墨，用一油墨通道将喷口111与墨盒IT相连接时，本发明是适用的。例如，对于记录头来说，其机体可由加热板100和顶板400构成，而构成墨通道的凹槽和公共液体室仅仅在顶板上形成，但是它们也可以在加热板和顶板两者上形成。
参照图16A、16B和16C，将描述另一个实施例。在该实施例中，喷墨托架有一个横截面比较小的墨通道以在毛细管作用下促进墨的重新装填。在该实施例中，加压排放装置的抽吸量大于除多个墨通道401以外的墨通道的内容积。这是因为与包括公共墨室401a和类似件的墨通道的内容积相比较，墨通道401的内容积很小。在这个试验中所使用的喷墨托架IJC有128个喷口，能够提供具有400dpi的图像。所喷射的小液滴的容量是28pl/滴。以4KHZ的最大驱动频率产生这些液滴。油墨容量(纯的)为35cc，油墨通道的内容积为0.06cc。图16A、16B和16C示出了油墨重新填满的过程。该实施例的恢复操作将图16C状态(墨空位)变为图16A状态。见图16B，墨被重新充满到墨通道401的公共墨室401a侧。在这种情况下，在强毛细管作用下，墨可以重新装满到喷口111。恢复以后的印刷质量是良好的。
图17示出了一个进一步的实施例，在该实施例中，在供墨通道1600a中除了装有过滤器700，还安装了一个附加的过滤器700a，过滤器700位于与吸墨材料900相接触处。过滤器700a的位置不受限制，但是它最好位于两接合处之间，一个接合处位于带槽的顶板400A和供墨管1600之间，另一个接合处位于供墨管1600和墨盒1100之间。在喷墨托架中的喷墨装置的墨通道的内容积是0.08cc。
每一次抽吸操作中，抽吸泵的抽吸量为0.05～0.06cc。
假设没有提供过滤器700a，即使重复进行抽吸恢复操作，墨也不容易重新充满整个喷墨装置。这是因为，油墨I被抽吸到供墨通道1600a的半道上，但是只要一解除抽吸动作，则吸收材料900的负压就使油墨缩回。在该实施例中，在供墨通道1600a内提供了一过滤器700a，在过滤器700a和与吸收材料900相接触的过滤器之间的容量做的比每一抽吸动作中墨抽吸量要小，例如为0.04cc。在每一抽吸动作中，墨不能被抽吸到喷墨器的喷口，但是当墨由于吸收材料900中的真空而缩回时，在过滤器700a的网眼中形成弯月形墨。保持弯月形墨的力强于吸收材料900的负压，因此，墨留在过滤器700a中，这样，墨不会缩回到墨盒中。此外，过滤器700a与喷墨器的喷口111之间的内容积大约是0.04cc，因此，在第二个抽吸动作中，墨确实被抽吸到喷墨器的喷口111中。这样，在喷口111处保证形成弯月形墨，从而在整个墨通道充满了墨，这样能够进行印刷。考虑到供墨通道的内容积和抽吸恢复泵的泵容量，将供墨通道1600a内的过滤器700a设置在一个适当的位置。过滤器700a的数量并不限于一个。在墨空位期间，如果气泡位于吸收材料900和与吸收材料900相接触的过滤器700之间，则气泡的容量和喷墨头装置的供墨通道的内容量的总量是墨通道的实际内容量。这些将加入到泵容量中作为储备量，其结果具有高的可靠性。
按照该实施例，可使用容量较小的泵，这样可以减小设备的尺寸。此外，可以减小每一抽吸动作中经过过滤器700的油墨的流速，因此减少了来自墨盒的气泡。
在这个喷墨托架中，如果在加压排放装置如抽吸装置作用下，每单位时间内墨排放量超过墨移动量(墨盒IT中的墨在每单位时间以这样的移动量移动并流到供墨口)，则流过过滤器700的墨的供给量是不足的，可能导致的结果是，在墨盒的吸墨材料900中的细小气泡被送到一喷墨装置(喷墨器)中。在该实施例中，墨流过过滤器700的速度要结合上述现象来测定。不会导致上述现象的墨排放速度的瞬时最大值为0.6cc/sec(墨从墨盒中排出)。根据过滤器700的面积进行计算，其结果发现在过滤器中墨的流速最好不大于0.2cc/sec.mm2。因此，为了防止上述现象，可增加过滤器700的横截面，通过减小泵的抽吸容量来减少每单位面积和每单位时间内墨的流动速率(速度)。
在该实施例中，喷墨头的墨通道的内容量是0.08cc;泵的每一次抽吸操作的抽吸量是0.05-0.06cc，并且过滤器设置在这样一个位置上，即在通道的墨盒侧端提供0.04cc的容量。
本发明并不局限于附图，可以根据喷墨头装置的供墨通道的内容量和抽吸泵的每一抽吸动作的抽吸量来决定。
如果将过滤器设置在这样一个位置上，即它在此位置上所具有的容量超过每一抽吸动作的抽吸量，则将出现墨空位，因此，最好将过滤器设置在这样一个位置上，即它所提供的容量小于抽吸泵的抽吸量。
最好满足VD＞VI，此处VD表示抽吸泵每一抽吸动作的抽吸量，VI是墨盒中的过滤器700与过滤器700a之间的、以增加流动阻力并提供弯月形墨的容量。
图18A和18B示出了进一步的实施例。正如上所述，当记录头闲置未使用时，在供墨通道中产生气泡，并且气泡移向墨通道，结果是在墨道中出现空位并出现不正常喷墨的现象。为了让油墨流动，即使在通道中产生一定量的气泡，墨通道1600a的横截面也要相应大些。然而，这样做时，喷墨头装置的墨通道的内容量变得大了。
见图18A和18B，在该实施例中，墨通道1600a的横截面在一定位置处减少，以提供一较小的直径段1600b。当供墨通道1600a的内部的圆周长很长时，保持弯月形墨的力(如果有)是很小的，不能克服吸收材料的负压，其结果是油墨缩回到吸墨材料900中。然而，如果减少供墨通道1600a管的圆周长度，即减少横截面，则流动阻力增加，这样有利于使保持弯月形墨的保持力大，因此，油墨不会缩回。为了止住由于气泡的产生而造成的损害，不可能减少整个供墨通道的直径，可考虑的只能是设置小直径的预定区域。在这种情况下，最小区域的直径不大于0.5mm。并不局限于附图，也可以根据保持弯月形墨的保持力和/或气泡的产生和移动来决定。在供墨通道1600a的最小横截面区域和与墨盒中吸收材料900相接触的过滤器700之间的容量小于泵的抽吸量，所以即使装置中的供墨通道的总容量大于泵抽吸容量(图18A)，油墨也可以在一次抽吸动作下确实从供墨通道1600a的小横截面区域充满到公共墨室。墨在吸墨材料900的真空吸力作用下被缩回，但由于小横截面区域具有高的流动阻力，因而墨以一慢速缩回。此外，在较小直径段，保持弯月形墨的力是很强的，见图18，因此，可以防止墨反向流回到墨盒中。因为从供墨通道1600a的小直径段到记录头喷嘴的内容量小于泵的抽吸量，因此，靠两次抽吸动作，可以将墨充满记录头装置的整个通道。在该实施例中，供墨通道不需要前述实施例中的附加元件(过滤器)，从而进一步降低了制造成本。
在该实施例中，即使直径(横截面)并没有减少到这样一个程度，即由第一次抽吸作用所传送的墨被完全留住，如果缩进墨盒的墨量直到第二次抽吸作用时小到使得由第二次抽吸作用充满的容量小于泵抽吸量这样一种程度的话，仍可以提供同样好的效果。
图19示出了一个进一步的实施例，在此供墨通道1600a带有一个局部突件或多个突件以减小供墨通道直径并提供一个较大的流动阻力。选择突件的外形，可以较容易地维持住弯月形墨，并可以得到与上述实施例同样好的效果。
在上述实施例中，如果墨传感器电极位于过滤器的位置、位于小直径段或位于突件处以允许测量电极间电阻的话，不论墨是存在于过滤器处、还是存在于小直径段或突件中，都是可以检测的。
图20示出了一个实施例，其中电极邻近于过滤器。然后，一旦在过滤器位置、小直径段或突件位置处探测墨时，将进行一次抽吸操作，如果油墨没有存在在那儿，则将进行预定次数的抽吸动作。通过这样做，就可以确保油墨有效地抽吸而无浪费，从而恢复记录头。
在该实施例中，如果过滤器和突件被用来作为一墨盘，把突件本身作为电极也是可能的。在上文中所述的墨传感器是这样一种型式的，即可以测出电极之间的阻力。然而，传感器并不限于此种类型，只要能探测出墨存在或不存在即可。
正如前所述，按照前述实施例，提供了一个具有整体供墨盒和记录头装置的喷墨托架，其中，通过使用过滤器或通过提供一个小的横截面(靠减少横截面或靠突件)来提供墨盘，用以增加供墨通道中的流动阻力，即使喷墨记录设备的抽吸恢复泵的泵容量小于记录头装置的内容量，靠几次抽吸动作仍能使墨充满喷墨头装置。因此，在喷墨记录设备中就不再需要大容量的抽吸泵。因而，容易减小设备的尺寸和降低费用。可以在过滤器位置、小直径位置和突件处提供墨传感器，泵的作用次数可在抗墨空位的恢复操作和抗由墨凝固造成的喷口阻塞的恢复操作之间变化，在此墨可被有效地使用，因此，运转费用可以减少。
图21示出了再一个实施例中的记录头，它具有一个整体墨盒。与图1所标定的序号相同的元件具有相同的作用。在该图中，吸墨材料900a被压入到一个其内具有供墨通道1600a的圆柱形件1600c中，并且吸收材料900a的一端由肋或类似形状的支承件1600d支承。因为吸墨材料是压入到供墨通道1600a中的，所以它与过滤器700是压力接触。
见图22，喷墨头400a和墨盒1000借助圆柱形件1600c的插入而相连接，吸墨材料900同时压入到该件中，位于墨盒1000中的吸收材料900是暴露的，它们彼此之间的连接是靠机械或粘结胶实现的，这样，墨盒1000中的吸收材料900和喷墨头400a中的吸收材料900a通过过滤器700而相接触和连接。
因为吸收材料900被压在邻近于喷墨头400a相接的连接段，因而抽吸力大于未被压缩的区段。吸收材料900a的抽吸力可以这样选择，即它实际上等于或大于在吸收材料900与喷墨头400a相连接的连接段处或邻近该段处的抽吸力。由于因抽吸力不同而产生的泵的作用，使得吸收材料900a总是保持在墨富余的条件下。
由于上述的这些结构，在吸收材料900中的墨可被有效地加以使用。此外，即使出现墨空位状态，吸收材料900的墨富余的状态也能有效地防止气泡导入到吸收材料900中，而喷口内的实际气体将减少，因此，尽管泵容量相对较小仍足以进行恢复作用。
就吸墨材料900的材料来说，最好是聚氨基甲酸脂或类似材料，但并不局限于这些材料。吸收材料900的材料可与吸收材料900a的材料相同也可以不同，如采用可从日本东京高聚物株式会社买到的Lubcell。
当记录头具有一整体墨盒时，该实施例的结构是特别有效的，并且供墨通道1600a相对较长，因此，内容积也相对较大。
按照该实施例，即使出现墨空位，供墨通道1600a中的墨也不都被损失，因此，可以减少实际气体量，从而减少泵的容量，其中，泵的一个冲程操作足以恢复记录头。
图23是一个带有一个整体墨盒的喷墨托架的立体图，整体墨盒可拆卸地装在喷墨记录设备的架子上，这些将连同图24一起在下文中加以叙述。
按照该实施例的喷墨托架IJC具有一个墨盒880和一个下头体886以及一个用于接收头体886的驱动信号或类似信号和用于检测墨保留量传感器输出信号的头侧连接器885。头侧连接器885与墨盒880相并列。因此，当托架IJC装在架上时，可减少高度H。通过减少托架扫描方向上的宽度，可使得多个托架IJC并列放置，则架子可以做得较小。
连接器盖883与墨盒的外壁成为一个整体，其作用是防止与连接器885非正确地接触。用序号881标明的是一个定位段，在此，形成了位于两个方向上的相邻表面881a和881b。在头部集成电路装置886上的定位表面和定位邻接表面之间提供了足够的距离，可以用一个推销将记录头压到一倾斜表面884上而使其正确地定位。当装或卸托架IJC时，使用夹紧装置882。在夹紧装置882上有一气孔882a，用以使墨盒880的内部与外界相通。当安装托架IJC时，用被切去了一部分的段882和导件883b作为导向件。
该实施例的头体886和底表面上具有多个喷口，与该喷口连通的液体通道带有用于产生有助于喷墨的能量的能量产生件。因为可以增加喷口或液体通道的密度，所以能量产生件最好是电热转换器。
图24和图25是示出环绕着喷墨记录设备的架子的结构的立体视图和平面视图，图21示出的托架IJC可拆卸地装到该喷墨记录设备上。
从该图中应当理解到，架子802带有4个位于正确位置的包含不同颜色墨料(例如，黄色墨、品红色墨、青色墨以及黑墨)的托架IJC1、IJC2、IJC3和IJC4。
连接夹持器(保持件)840具有4个销810(推销A-D)，在图24中，这些销由弹簧810a(弹簧A-D)向左推，连接夹持器840通过轴820(轴Ⅰ和轴Ⅱ)而与杆件821(杆件Ⅰ和杆件Ⅱ)相接合，并且借助于与杆件821相接合的操作杆807的旋转运动(顺时针或逆时针方向)，连接夹持器840在图24中可向左和向右移动，当它移向右面时，压力被释放，从而能卸下托架，当它移向左面时，它接纳托架。
当托架IJC装在安装部分802f上时，托架IJC的记录头886从上部插入到安装部分802f的导槽802f1中。此时，架子802的直角部分802h插入托架IJC的导杆883b之间，从而使托架大致地定位。当操作杆807围绕着轴809沿顺时针方向旋转时，夹持器840送进，使架子802的导杆854插入到托架IJC的被切去了一部分的区段883a中，同时，销810与托架IJC接合，借此，托架IJC安装到安装部分802f上，架子802上装上弹簧859，以产生一推动力，从而将位于安装部分802f中的托架IJC压向后部以提高定位的精确度。推销810的端部810b与托架IJC的相邻接表面801d相接触以推动该托架。推销810的外表面810C与架子802的邻接表面802s相接触以在垂直于推销的长轴方向的方向上独立地接受推力，因此，保证件840仅仅接受弹簧810a(弹簧A-D)的反作用力，因而不产生推力。当要将多个托架同时释放时，用一很小的力操纵释放杆807以进行装、卸工作。
对于托架IJC的头连接器885与主装配件的连接器806(主装配连接器)之间的啮合和非啮合的操作以及相应机构将在下文中加以描述。
当主装配连接器806插入到头连接器885中时，操纵杆807，同时，在拉簧841或类似件的弹性力的作用下，与主装配连接器806为一整件的接合轴806a与连接夹持器840的啮合孔的啮合段840b相啮合，主装配连接器806和连接夹持器840成为一体地移动。通过将托架IJC装到架子802的安装段802f上而大致定位的头连接器885和通过将接合轴806a与啮合段840b相啮合而大致定位的主装配连接器806彼此相遇，并沿着主装配连接器806的倾斜表面(未示出)被导引直到主装配连接器806与头连接器885相啮合(接触)为止。此后，连接夹持器840向右移动穿过预定距离1而朝向图24的后部(该移动是由杆807的旋转引起的)。这里，预定的距离足以使轴806a从啮合段840b上拆卸下来，因此它是一段用以将主装配连接器806从固定状态转变为可移动(解除连接)状态的距离。
由于主装配连接器806与头连接器885相啮合的力大于拉簧力，因而，主装配连接器806可从连接夹持器840上释放，即它们脱开。这里，接合孔840a的大直径段的直径大于主装配连接器806的接合轴806a，因此，在它们两者之间产生间隙。当主装配连接器806与头连接器885相接合时，主装配连接器806与连接夹持器840分开，从而，仅仅在推销810的推动力作用下，托架IJC相对于架子802定位，这样确保记录头886相对于架子802正确定位。
接着，当托架IJC卸下(释放)时，杆807从竖直位置沿逆时针方向转到水平位置(图24的位置)。在强力作用下，接合轴806a与头连接器885相连接，但是随着连接夹持器840向右的移动，接合孔840a的大直径侧表面靠在接合轴806a上，将其推向图24的后部以使主装配连接器806从头连接器808上卸下。同时，推销810与夹持器840作为一体进行移动并离开记录头886。
在图24或25中，扫描轨811在架子802的主扫描方向上延伸以支承在其上滑动的架子802。序号811a表示的是轴承。用于传送信息的柔性电缆851通过连接器而与托架IJC相连。皮带852传递使架子802往复运动的驱动力。成对的辊子817、818和815、816由头体886将它们分别设置在记录位置的前和后以输送记录介质。压板850的作用是提供一扁平的记录介质表面。
参照图24，将描述使用上述结构的喷墨记录设备。在该设备中，恢复系统单元RU设置在图24左边的静止(原来)位置侧。
在恢复系统单元RU中，压盖单元CU用于具有记录头体886的多个托架IJC的每一个，它随着架子802的移动一起向左和向右滑动，也可以在纵向移动，当架子802位于静止位置时，它与头体886相接合并盖住头体886。
恢复系统单元RU有一第一刮墨件(清洗刀)CB1和第二刮墨件(清洗刀)CB2，吸墨材料的清洗刀CBC用于清洗第一刀CB1。在该实施例中，第一刀CB1支承在一个适当的机构上，该机构用于使刀竖直移动，这种移动是由架子802的运动而带动的，所以，第一刀CB1可以在突出(升出)位置和不干扰突出位置的缩进(放低)位置之间移动，在突出位置，第一刀片CB1刮头体886的喷放侧表面的喷口的周围。
第二刀CB2所处的安装位置可以刮到第一刀CB1刮不着的头体886的喷放侧表面段。
恢复系统单元RU进一步包括一个与盖体CU连通的泵体PU，它用于在抽吸操作中产生真空，此时，盖体CU与记录头芯片886相接合。由于托架的尺寸，泵体PU的尺寸可以减小。
图27示出了再一个实施例。
在供墨通道1600a中的吸收材料900a被预先压缩，压缩比是可控制，然后，它被容易地插入供墨通道1600a中。吸墨力同样是可以控制的。在圆柱形部分1600c的一端，具有一个与吸收材料900a相接触的过滤器700。在将过滤器700固定到吸收材料900a的端部后，吸收材料900a可插入到供墨通道1600a中(上述结构可应用到前述实施例中)。
在该实施例中，墨盒1000中的吸收墨材料900是由两种具有不同吸力的不同的材料900-1和900-2制成的。吸收材料900-2的吸力强于吸收材料900-1，由于存在这一吸力差，在泵作用下，吸收材料900-2变得墨富余。通过使吸收材料900a具有比吸收材料900-2较强的吸力，即使这种吸力差很微小，也能确保墨富余状态。
利用上述结构，墨盒1000中的墨用完是可能的，并可以减少托架的运转费用。即使出现墨空位状态，用前述实施例中小容量泵就可以进行恢复操作。
吸收材料900a最好是这样的，即它不生成物团或可用纯水将它清洗到足够干净的程度。
图28示出了再一个实施例。其中没有使用分离的过滤器，而是用吸收材料900b表面上的皮层900c作为过滤器。如果皮层的气孔直径为3-20微米，它将有效地防止杂质或气泡从通道进入公共室。
吸收材料900b的内气孔为直径10-50微米，同时表面皮层有3-20微米的气孔。以这样的内气孔直径，由吸收材料900b自身的负压引起的吸力可被增加，于是就不必压缩吸收材料。
在前述实施例中的吸收材料900a的气孔直径是50至几百微米。靠压缩吸收材料，可以增加吸力。吸收材料的材料最好是连续多孔的如聚氨脂泡沫或类似物。表面皮层可被用作过滤器。在该实施例中，可以控制内连续气孔内的气孔直径。例如，采用可从日本东京高聚物株式会社买到的Lubcell。
在前述实施例中，墨盒充满吸墨材料，但它仅仅在邻近过滤器处。例如，在正如日本专利申请18228/1988中公开的具有整体墨盒的记录头中，墨盒分成吸墨材料部分和供墨部分以及容纳用吸收材料吸收的墨的容室，供墨部分将吸收材料中的墨传送到喷墨器中。
正如前述，提供了一个具有墨盒和与墨盒成一整体的头体的喷墨记录头，其中，过滤器位于一个在记录头体旁吸收墨的位置，以防止杂质的吸入，而吸收材料设置在位于与过滤器紧密接触的头体侧的供墨通道中，靠吸收材料的吸力差进行泵动作，可以有效地使用墨盒中的墨，所以就降低了喷墨记录设备的运转费用。由于在头体侧的供墨通道中的吸收材料处于墨富余的状态，所以甚至当出现墨空位时，气泡也不会引入到吸收材料中，从而使得在喷口内的实际气体容量减少了。因此，即使抽吸泵的容量相对较小，也可在恢复操作中使用足够的抽吸力。
这样做时，减小喷墨记录设备的尺寸和减少费用是可能的。因为抽吸泵的尺寸很小，所以在抽吸恢复操作期间的墨消耗比在无墨空位的通常非正常状态的要小，从而进一步减少了运转费用。
本发明特别适用在喷墨记录头和记录设备中，其中，可使用由电热转换器、激光束或类似物产生的热能以引起油墨状态的变化，从而喷出或排出墨。这是因为可以达到图像元件的高密度和记录的高分辨率。
典型的结构和操作方法最好的是在美国专利US4，723，129和US4，740，796中公开了的那一种。可使用的方法和结构是一种称作正需要型(on-demand type)的记录系统和连续型记录系统。然而，特别适用的是采用正需要型，因为方法是这样的，即至少将一驱动信号施加到一个设置在存液(墨)板或液体通道上的电热转换器中，驱动信号足以提供一远远超过成核沸点的快速的温升。据此，由电热转换器产生热能以在记录头的加热区产生薄膜汽化，从而相应于每个驱动信号，可在液体(墨)中形成气泡。在气泡产生、扩张和收缩时，液体(墨)经喷口喷出以至少产生一个液滴。驱动信号最好是脉冲形式，因为可以瞬时地实现气泡的扩张和收缩，因而，液体(墨)可以快速地对信号作出反应而喷射。脉冲形式的驱动信号最好是如美国专利4，463，359和4，345，262所公开的那样。此外，加热表面的温度增加速度最好如美国专利4，313，124所公开的那样。
记录头的结构可见美国专利4，558，333和4，459，600，其中加热区位于一弯曲段上，同时，喷口、液体通道和电热转换器相组合的结构在上述专利中加以了公开。此外，本发明可采用公开号为123670/1984的日本专利申请所公开的结构，其中，一普通长槽作为多个电热转换器的喷口;还可采用在公开号为138461/1984的日本专利申请中公开了的结构，其中，一个用于吸收热能的压力波的开口相应于喷射部分而形成。这是因为本发明确实有效地进行记录操作，并且不考虑记录头的型式高效地进行记录操作。
本发明有效地使用一称作全线型(full-line type)的记录头，它具有一个相应于最大记录宽度的长度。这样的记录头可包括一单个记录头和多个记录头，它们相结合盖住最大宽度。
此外，本发明可使用一串联型记录头，记录头固定到主装配件上，还可以使用往复式芯片型记录头，该记录头与主设备电连接并且当其装在主装配件上时可被提供油墨，或者使用具有整体墨盒的托架型记录头。
最好提供恢复装置和/或用于预定操作的辅助装置，因为它们可以进一步稳定本发明的效果。这些装置是用于记录头的压盖装置，清洗装置，加压和抽吸装置，以及可以是电热转换器、附加加热元件或它们相结合的预热装置。同样，实现预喷的装置(不用于记录操作)可以稳定记录操作。
就记录头装配的变化来说，它可以是相应于单个色墨的单个记录头或相应于具有不同记录颜色或密度的多色墨料的多个记录头。本发明可有效地使用这样一个设备，即它至少具有下述类型之一，这些类型为主要为黑色的单色型，具有不同颜色墨料的多色型和/或使用多种颜色混合的全色型，该设备可以是整体成形的记录装置或是多个记录头的结合体。
此外，在上述实施例中，墨为液体。然而也可以使用在室温下为固态而在室温时是液态的墨料。因为在不低于30℃和不高于70℃的温度范围内控制墨的温度可以稳定墨粘度从而为这种常用型号的记录设备提供稳定的喷射，所以当本发明的记录信号可适用于其它类型的油墨时，可使用那种在该温度范围内呈液态的油墨。在上述墨之一中，油墨状态从固态变为液态要吸收热能，这就可以确实防止因热能而导致的温度升高。另一种油墨材料当搁置时为固态从而防止了墨蒸发。在任一种情况下，使用记录信号产生热能。墨被液化，这种液化了的墨可被喷射。另一种油墨材料为当它到达记录材料上时开始被固化。本发明也使用这样的油墨材料，即在使用热能的情况下其变为液态。这样的墨料也可以作为液态或固态材料保持在多孔板的孔或凹槽中，这一内容由公开号为56847/1979和71260/1985的日本专利申请所公开。该板面对着电热转换器。对于上述油墨材料最有效的是薄膜汽化系统。
喷墨记录设备可用来作为信息处理设备如计算机或类似装置、与图象阅读器或类似装置相结合的复印机、具有信息接、送功能的传真机等的输出终端。
参照这里所公开的结构而描述的本发明，并不局限于所图示的这些细节，本申请意图覆盖那些将包括在改进的目的之内或在下面的权利要求的范围之内的变型和变化。
权利要求
1.一种喷墨记录设备，包括用于喷墨的喷墨装置；一个用来容纳将要供给到喷墨装置中的油墨的墨盒；将墨盒中的墨送入喷墨装置的供墨通道；将油墨从喷墨装置中强制喷出的恢复装置；其特征在于，恢复装置重复加压喷墨动作，在一次加压喷墨动作作用下的喷墨量大于墨通道的内容积。
2.一种喷墨记录头，包括用于喷墨的喷墨装置;一个用来容纳将要供给到喷墨装置中的油墨的墨盒;将墨盒中的墨送入喷墨装置的供墨通道;将油墨从喷墨装置中强制喷出的恢复装置;其特征在于，恢复装置重复加压喷墨动作，在一次加压喷墨动作作用下的喷墨量大于墨通道的内容积。
3.一种喷墨记录设备，包括用于喷墨的喷墨装置;一个用来盛装将要供给到喷墨装置中的油墨的墨盒;将墨盒中的墨送入喷墨装置的供墨通道;以及至少两个墨从墨盒到喷墨装置所要经过的过滤器。
4.一种喷墨记录头，包括用于喷墨的喷墨装置;一个用来盛装将要供给到喷墨装置中的油墨的墨盒;将墨盒中的墨送入喷墨装置的供墨通道;以及至少两个墨从墨盒到喷墨装置所要经过的过滤器。
5.一种喷墨记录设备，包括用于喷墨的喷墨装置;一个用来盛装要供给到喷墨装置中的油墨的墨盒;一个将墨从墨盒中送至喷墨装置的通道;一个设置在墨盒和墨通道之间的过滤器;以及设置在过滤器的上游和下游(相对于墨的传送方向)的吸墨材料。
6.一种喷墨记录头，包括用于喷墨的喷墨装置;一个用来盛装将要传送到喷墨装置中的油墨的墨盒;一个将墨盒中的墨送入喷墨装置的通道;一个设置在墨盒和墨通道之间的过滤器;以及设置在过滤器的上游和下游(相对于墨的传送方向)的吸墨材料。
7.一种喷墨记录设备，包括用于喷墨的喷墨装置;一个用来盛装将要传送到喷墨装置中的油墨的墨盒;一个将墨盒中的墨送入喷墨装置的通道;设置在通道中、用于限制油墨流动的油墨流动限制装置。
8.一种喷墨记录头，包括用来喷墨的喷墨装置;一个用来盛装将要传送到喷墨装置中的油墨的墨盒;一个将墨从墨盒中送入喷墨装置的通道;设置在通道中、用于限制油墨流动的油墨流动限制装置。
全文摘要
一种喷墨记录设备，包括用于喷墨的喷墨口；一个用来盛装将要送入喷口的油墨的墨盒；将墨从墨盒中送入喷口的供墨通道；一个将油墨从喷口强制喷出的恢复系统，其特征在于，恢复系统重复加压喷墨动作，并且在一次加压喷墨动作作用下的喷墨量大于油墨通道的内容积。
文档编号B41J2/01GK1055323SQ91102110
公开日1991年10月16日 申请日期1991年2月28日 优先权日1990年2月28日
发明者杉本仁, 矢野健太郎, 大尚次, 松原美由纪, 田鹿博司, 小板桥规文, 新井笃, 平林弘光 申请人:佳能公司