专利名称：喷墨记录设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨记录设备、喷墨记录设备中的油墨导引部件、与油墨导引部件接合的吸入管帽和具有吸入管帽的清除装置。
背景技术：
传统的喷墨记录设备将油墨从一喷墨头喷出，由喷墨头实施打印。在喷墨头构成了许多用于喷射油墨的喷嘴。由于气泡或者灰尘进入喷嘴内部，或者由于油墨的粘稠度因为油墨溶剂的蒸发而加大，因此有些情况下，油墨不从喷嘴喷出，或者油墨的喷射状态不适用于记录。因此，需要进行喷墨恢复处理以便消除类似的导致喷墨失败的因素。
作为一种用于执行喷墨恢复处理的装置，包含有能够遮盖喷墨头的喷嘴孔表面的管帽、和与管帽连通并且在管帽上产生抽吸动作的抽吸泵。抽吸泵在喷嘴孔表面已经用管帽遮盖的情况下驱动。这样，油墨被强有力地从喷嘴排出，从而使致使喷墨失败的因素和油墨一起被清除。
在管帽从遮盖状态打开后，管帽在喷墨恢复处理过程中接收到的油墨再次在施加的抽吸力的作用下从管帽排放，并通过抽吸泵被引入到废油墨容器中。在这种情况下，由于管帽的构造不适合或者类似的原因，不能从管帽完全排放干净的接收到的油墨可能残留在管帽中。
当油墨残留在管帽中时，油墨可能由于某种原因漏入设备中，或者油墨可能凝固在管帽上从而使管帽的性能明显恶化。另外，喷嘴孔表面在不执行记录时可用管帽遮盖住。如果用这样的方式将管帽作为保存管帽使用，则当喷嘴孔被管帽盖住时，残留的油墨将粘附在喷嘴孔表面。在这样的情况下，有可能出现喷墨故障，导致从喷嘴喷出的喷墨的方向与预定方向相偏移。
为了解决上述问题，到目前为止，管帽的形状已经设计出来。图35是一个示出相关技术中管帽一个实例的纵向剖面图。如图35所示，管帽80的凹陷部分80a的底面由向油墨排放口81倾斜的斜坡82构成，以便有效地排放管帽接收到的油墨。
然而，在如图35所示的相关技术构型中，在凹陷部分80a中的油墨，只有在邻近排放口81上方的油墨易于很快地被抽吸掉，而远离油墨排放口81的油墨却残留下来。
发明内容
本发明是针对上述问题而提出的。因此，本发明的一个目的是，在没有复杂的制造工艺的情况下，提供一种具有管帽结构的喷墨记录设备以防止油墨残留在管帽中。
按照本发明的一个方面，提供一种喷墨记录设备，包括具有多个喷墨口的打印头；密封喷墨口进行油墨抽吸的吸入管帽，该吸入管帽具有用于排放通过油墨抽吸接收的油墨的油墨排放口；以及可以接合到吸入管帽中的油墨导引部件，该油墨导引部件具有预定长度的导槽，其中，当油墨导引部件接合到吸入管帽中时，所述的导槽在该导槽和吸入管帽之间构成抽吸通道，抽吸通道和油墨排放口连通，所述的油墨导引部件具有至少一个允许抽吸通道和大气连通的连通孔，并且其中所述的油墨导引部件具有设置在其顶面的宽度方向中心部分的加强肋，以便纵向延伸，并且所述的连通孔包括多个沿着导槽的长度方向在加强肋的相对侧按照预定间隔形成的连通孔。
按照这种形式配置的喷墨记录设备，由油墨导引部件形成在油墨导引部件和吸入管帽之间的抽吸通道。在清除抽吸以后的空抽吸过程中，油墨可以从向抽吸导槽打开的油墨排放口被强有力地抽吸并排放。因此，油墨的空抽吸可以在不使吸入管帽中的底面倾斜的情况下有效地进行。因此，吸入管帽的高度可以保持在最低限度。这样，制造出来的清除装置和喷墨记录设备从总体上较薄。
根据本发明的另一方面，提供一种喷墨记录设备，包括一个用于从油墨喷嘴喷射油墨以便在记录媒质上进行记录的记录头；一个管帽，具有用于密封油墨喷嘴的密封部分和用于通过负压力抽吸和排放从记录头接收的油墨的油墨排放口，密封部分具有一个底面；一个可以对着密封部分的底面放置在密封部分的油墨导引部件，当油墨导引部件被放入管帽中时，油墨导引部件和密封部分的底面之间的距离，设置成在靠近油墨排放口的区域要比在远离油墨排放口的区域大。
在这样的配置下，密封部分的底面与油墨导引部件之间的距离，在靠近油墨排放口的区域要比在远离油墨排放口的区域的要大。随着距离的加大，在远离油墨排放口的位置和油墨排放口之间和油墨导槽加宽。
通过结合附图的下列详细说明，本发明的其它目标和优点将变得十分明了。
图1是具有根据本发明实施例的清除装置的喷墨记录设备的打印装置的顶视图；图2是清除装置的顶视图；
图3是清除装置的侧视图；图4是吸入管帽的分解透视图；图5是吸入管帽的顶视图；图6是沿图5中的-6-6线截开的剖视图；图7是沿图6中的7-7线截开的剖视图；图8是根据本发明的油墨导引部件的另一个实施例的顶视图；图9是根据本发明的油墨导引部件的另一个实施例的顶视图；图10是根据本发明的油墨导引部件的另一个实施例的透视图；图11是根据本发明的喷墨记录设备的一个实施例的透视图；图12是用于形成图像的主要部分(记录引擎)的透视图；图13是吸入管帽邻近区域的视图；图14是根据本发明的另一实施例的吸入管帽的透视图；图15是示出吸入管帽的顶视图；图16是沿图15中-16-16线截开的剖视图。
图17A是沿图15中的-17A-17A线截开的剖视图，图17B是沿图15中的-17B-17B线截开的剖视图。
图18A是从顶面示出油墨导引部件的透视图；图18B是从底面示出油墨导引部件的透视图；图19A是示出油墨导引部件的顶视图；图19B是其主视图；图19C是其底视图；图19D是沿图19A中-19D-19D线截开的剖视图。图19E是沿图19A中的-19E-19E线截开的剖视图；图19F是其右视图；图20是沿图17A中的-20-20线截开的剖视图；图21是解释流体通过微隙的基本方程的示意图；图22A和22B是示意地示出吸入管帽中导槽段的示意图；图23A至图23E示出油墨在吸入管帽中的模拟流动过程；图24A至图24E示出油墨在吸入管帽中的模拟流动过程；图25A至图25E示出油墨在吸入管帽中的模拟流动过程；图26是根据本发明另一个实施例的吸入管帽的透视图；图27是示出吸入管帽的顶视图；图28是沿图27中的-28-28线截开的剖视图；
图29是沿图27中的-29-29线截开的剖视图；图30是示出油墨导引部件的透视图；图31A是示出油墨导引部件的顶视图；图31B是其主视图；图31C是其右视图；图32A和32B都是剖视图，每张图各示出连通孔的一部分形成在肋中的结构；图33是示出管帽改型的纵向剖面图；图34是示出打印头的示意图；及图35是示出相关技术中管帽一个实例的纵向剖面图。
具体实施例方式
本发明的实施例将参照附图作如下说明。
本实施例涉及一种多功能设备，除打印功能、复印功能、扫描功能和传真功能外，还有具有电话及其它功能。
如图11所示，多功能设备91在其后部安装有供纸器92。用于复印功能(扫描功能)和传真功能的文件读取装置93设在供纸器92前面部分的顶部。实现打印功能的喷墨打印机94(喷墨记录设备)占据文件读取装置93下面的全部部分。用于弹出打印纸张的出纸台95设置在喷墨打印机94的前面。
文件读取装置93的结构如下所述(图1未示出)。文件读取装置93可以环绕位于后端的水平轴竖直摆动。如果顶盖93a朝上打开，用户可以看到文件放置玻璃平板。用于文件读取的图象扫描装置设置在玻璃平板下面。通过用手向上打开文件读取装置93，用户可以替换喷墨打印机94的墨盒或者维修打印机构部分。
(第一实施例)图1是具有根据本发明的清除装置的喷墨记录设备的打印装置101的顶视图。如图1所示，打印装置101包括托架102、带有肋的压纸卷筒103以及清除装置104。托架102上安装了用于喷射油墨并在记录媒质上进行记录的未示出的打印头。记录媒质从未示出的送纸托盘拾起并传送到压纸卷筒103。压纸卷筒103使记录媒质保持和打印头相对平直。清除装置104恢复打印头喷墨口的喷射状态。完成记录的记录媒质通过一个未示出的排出辊从打印装置101排出。
托架102在沿着水平导轴105被滑动地支撑并由未示出的托架马达驱动，从而可以在往复运动的同时进行记录。根据本发明的清除装置104横向设置在托架102的一个可移动端。
清除装置104的示意结构参照图2和图3说明。
图2是清除装置104的顶视图，图3是清除装置104的侧视图。图2和图3中所示的清除装置包括一马达106、两个吸入管帽107a和107b、一擦拭片108、一抽吸泵109、一转接机构112和一凸轮113。该马达106起到驱动源的作用。打印头的喷墨口部分从下面用吸入管帽107a和107b遮盖。擦拭片108用于在清除抽吸和空抽吸后擦拭喷墨口。抽吸泵109用于抽吸油墨。转接机构112具有分别和吸入管帽107a和107b、擦拭片108和未示出的油墨容器部分连通的吸入口110，并且具有一个和抽吸泵109连通的喷射口111。凸轮113用于驱动和控制转接机构112。马达106、抽吸泵109、转接机构112和凸轮113通过多个齿轮G1至G11以及114至117连接。
两个吸入管帽107a和107b分开设置，避免油墨颜色的混合。吸入管帽107a和107b由未示出的弹簧向上推动，并分别通过管118a和118b与转接机构的吸入口110连接。擦拭片108通过管118c和转接机构112的一个吸入口110连接。
抽吸泵109是一管式泵。连接到抽吸泵109的抽吸泵管119a的一端(喷射口)通过一管接头119b和一未示出的管与废油墨容器部分(未示出)连接，而抽吸泵管119a的另一端(吸入口)通过联管接头119c和管118d与转接机构112的喷射口111连接。
抽吸泵管119a连接在泵壳内的管凹槽中，并且具有与其相接触的未示出的压力辊。一旦负压力产生，压力辊借助抽吸泵109的转动挤压抽吸泵管119a。因此，借助于被挤压的抽吸泵管119a因容积变化产生的负压力，油墨通过管118d从转接机构112吸出。吸出的油墨通过未示出的管传送到废油墨容器部分并在那里储存。
另一方面，凸轮113的底面安装有未示出的凸轮，而凸轮113的外圆周上设置有多个凸状凸轮面121a至121e。底面上的凸轮同时驱动，并与转接机构112互锁，以便相对于打印头竖直地移动(加盖/开盖)吸入管帽107a和107b。另一方面，凸轮面113a竖直地移动擦拭片。凸轮面121a至121e和叶片开关120接触，以便打开/关闭叶片开关。叶片开关120用于检测凸轮113的转动位置。
擦拭片108连接于可以绕轴122摆动的连杆123，从而使擦拭片108可以竖直移动。擦拭片108总是向下推动，使得除擦拭操作时间以外，擦拭片108总是向下缩回不与打印头的喷墨口接触。销124设置在连杆中，以便从连杆中伸出。当销124在擦拭操作时间通过凸轮面升高时，擦拭片108向上移动并且设置在可以和打印头的喷墨口接触的位置。
图34是示出打印头的示意图。打印头102a设置在托架102上。打印头102a具有喷嘴板102b，在喷嘴板102b中，对应于Y(黄色)、M(深红)、C(蓝绿色)和K(黑色)四种颜色形成有用于朝向压纸卷筒103喷墨的多个喷墨口(油墨喷嘴)。喷墨口形成四个与传纸方向F平行的阵列102c，传纸方向F垂直于托架102往复移动的方向。黑色喷嘴阵列与蓝绿色喷嘴阵列彼此靠近设置，深红喷嘴阵列与黄色喷嘴阵列彼此靠近设置。图2所示的每个吸入管帽107a和107b同时盖住彼此靠近设置的两个喷嘴阵列。
图1到3所示的喷墨记录设备与图11所示多功能设备91具有相同的构造。
接下来，根据本发明的吸入管帽107a、107b的详细结构将参照图4至7进行说明。另外，两个吸入管帽107a和107b具有完全相同的结构。因此，下列图示和说明仅涉及一个管帽107a。
图4是吸入管帽的分解透视图；图5是该吸入管帽的顶视图；图6是沿图5中的-6-6线截开的剖视图；图7是沿图6的-7-7线截开的剖视图。
吸入管帽107a是由橡胶或类似材料的弹性体模塑制成的大致为矩形物体。在吸入管帽107a的顶面形成矩形的凹陷部分125。该凹陷部分125被矩形框架状的上升部分126所围绕。如图7所示，上升部分126的一对相对的长边组成接合部分126a，而接合爪和每个接合部分126a的自由端边缘整体地构成。
如图6所示，在吸入管帽107a的顶面形成的凹陷部分125的底面形成了平坦的水平面，该水平面不像在相关技术中那样倾斜。如图5和图6所示，圆孔形的油墨排放口127竖直地设置在凹陷部分125的底面的一端，穿透底面。油墨排出部分127通过管118a和图2所示的转接机构112的吸入口110连接。
如图4所示，根据发明的油墨导引部件130装入吸入管帽107a，以便从上面遮盖吸入管帽107a的凹陷部分125。如图7所示，油墨导引部件130的顶面的左侧和右侧由吸入管帽107a的左右接合部分126a的接合爪126a-1锁定。这样，油墨导引部件130结合在吸入管帽107a中。
油墨导引部件130是由树脂(由POM(聚甲醛)、PP(聚丙烯)或本实例施的类似材料制成)模制成的大体上为矩形柱状的物体，坚硬程度足以耐受油墨的腐蚀。具有矩形截面和预定长度的凹槽形状的导槽131设置在油墨导引部件130底面的宽度方向的中心，以便沿长度方向贯穿底面。矩形柱形状的加强肋132与油墨导引部件130顶面的宽度方向中心整体地设置，以便沿长度方向上升高。在油墨导引部件30的加强肋32的相对侧，在长度方向上每隔一定间距地设置有多个连通孔133(在本实施例中，每侧有7个连通孔)，这些孔贯穿油墨导引部件130。具体地，如图4所示，油墨导引部件130的长度D1大约为15-40mm；油墨导引部件130的宽度D2大约为1.5-5.0mm；凹槽形的导槽131的宽度D3大约为0.5-2.0mm；凹槽形的导槽131的高度D5大约为0.3-1.0mm；每个连通孔133的宽度D4大约为0.3-1.0mm。
如图6和图7所示，当油墨导引部件130已经装入吸入管帽107a中如上文所述并在其中锁定时，抽吸通道134形成在油墨导引部件130的凹槽形状的导槽131和吸入管帽107a之间。油墨排放口127向抽吸通道134开放，而抽吸通道134通过许多连通孔133和大气连通。在这种情况下，油墨导引部件130的最高表面和吸入管帽107a的上升部分126的最高表面的距离约为0.5-1.5mm。另外，油墨导引部件130和吸入管帽107a之间的间隙为0.1-0.3mm，油墨将进入该间隙。
通过这种方式，吸入管帽107a设计成具有结合在其中的油墨导引部件130的形式。下面参照图2说明清除装置104的操作。清除装置104具有吸入管帽107a和吸入管帽107b，吸入管帽107b的结构与吸入管帽107a相同。
如图2所示，当叶片开关120已经装在凸轮面121a上时，打印头处于备用状态。在这种备用状态下，吸入管帽107a和107b向上移动，遮盖并且密封住打印头的喷墨口。
当马达106被驱动按照图2中所示的箭头b方向转动时，转动通过齿轮G1至G5传递到齿轮114，使得齿轮11按照图示箭头b′的方向旋转。结果，摆动的齿轮(行星齿轮)115沿着图2所示的点划线摆动，从而和齿轮G6啮合。摆动齿轮115的转动通过齿轮G6至G11以及转接空转齿轮117传递给转接机构112的转接部件112a，并通过齿轮G10以及和齿轮G10啮合的凸轮轴齿轮113b传递给凸轮113。这样，转接部件112a和凸轮113被驱动转动。在这种状态下，叶片开关120到达叶片开关120已经离开凸轮面121a的位置，使得负压力可以一次在管118d中累积起来，以便从吸入管帽107a中抽吸油墨。
当马达106在这种状态下被驱动沿着图中所示的箭头方向转动时，齿轮114按照箭头a′方向旋转，齿轮114的转动传递给和齿轮114啮合的摆动齿轮115。因此，摆动齿轮115被驱动转动，从而与齿轮116啮合。摆动齿轮115的转动通过齿轮116被传递给泵齿轮109a，从而驱动抽吸泵109。
然后，马达106被驱动再次沿着图中箭头b所示的方向转动。当叶片开关120到达叶片开关120位于凸轮面121b的位置时，转接机构112通过管118a与一吸入管帽107a连通，使得以前积聚的负压力被释放。这样，油墨从打印头的喷墨口被抽吸清除。被抽吸清除的油墨通过结合在吸入管帽107a的油墨导引部件130的多个连通孔133流入抽吸通道134。通过管118a从对抽吸通道134打开的油墨排放口127到达转接机构112的油墨，通过管118e从转接机构112传送到未示出的油墨容器部分并保留在其中。
接下来，叶片开关120到达叶片开关120已经离开凸轮面121b的位置，使得负压力可以在管118d中累积起来，以便从另一吸入管帽107b清除抽吸油墨。抽吸泵109在这种状态下被驱动，以便在管118d中积聚负压力。
然后，当叶片开关120到达叶片开关120已经位于凸轮面121c的位置时，转接机构112通过管118b和另一吸入管帽107b连通，使得以前积聚的负压力被释放。这样，油墨从打印头的喷墨口被抽吸清除。被抽吸清除的油墨按照前面所述的相同方法通过管118e流入未示出的油墨容器并且保留在该油墨容器中。
当以这样的方式抽除清除油墨时，吸入管帽107a和107b均与凸轮113的移动互锁，并且克服弹簧的推力向下移动。这样，吸入管帽107a和107b从打印头分开。
随后，当叶片开关120到达叶片开关120已经离开凸轮面121c的位置时，转接机构112通过管118b和吸入管帽107b连通。这样，抽吸泵109被驱动以空抽吸残留在吸入管帽107b中的油墨。
然后，当叶片开关120到达叶片开关120已经位于凸轮面121d的位置时，转接机构112通过管118a和吸入管帽107a连通。这样，抽吸泵109被驱动以空抽吸残留在吸入管帽107a中的油墨。另外，被空抽吸的油墨按照与处理抽吸清除的油墨相同方法通过管118e送到油墨容器部分并保留在油墨容器部分。
这样，在空抽吸过程中，抽吸通道134由结合在吸入管帽107a和107b中的油墨导引部件130在吸入管帽107a和107b之间形成，使得油墨可以强有力地从对抽吸通道134开放的油墨排放口127抽吸和排出。因此，即使不必像在相关技术中那样倾斜吸入管帽107a、107b的凹陷部分的底面，也可以有效地执行对油墨的空抽吸。结果，吸入管帽107a、107b的高度可以保持在最低限度，从而使清除装置104、打印装置101乃至喷墨记录设备可以从总体上制作得较薄。
另外，形成在吸入管帽107a、107b中的抽吸通道134通过许多连通孔133和大气连通。这样，残留在吸入管帽107a、107b中的油墨被吸入油墨排放口，并从油墨排放口和通过连通孔133流入抽吸通道134中的空气一起有效地排出。
另外，根据本实施例，在油墨导引部件130的顶面的宽度方向中心部分设置了加强肋132，该加强肋132沿长度方向上升。因此，油墨导引部件130的强度和刚性通过加强肋132得到了增强。这样，尽管在加强肋132的相对侧形成了许多连通孔133，也不会有例如油墨导引部件130损坏等故障发生。
随后，当叶片开关120到达叶片开关120已经离开凸轮面121d的位置时，转接机构112通过管118e与未示出的油墨容器部分连通。因此，通过实施的清除抽吸和空抽吸保留在油墨容器部分的油墨被吸除。然后，随着凸轮113的转动，吸入管帽107a和107b均进一步向下移动。
当叶片开关120到达叶片开关120已经位于凸轮面121e的位置时，转接机构112通过管118c和擦拭片108连通。因此，由于实施的擦拭操作保留在擦拭片108中的油墨被吸除。然后，吸入管帽107a和107b均随着凸轮113的转动进一步向下移动，到达它们的最低限度位置(开盖位置)。当销124在这种状态下如前所述由凸轮113的凸轮面113a升高时，擦拭片108向上移动，到达可以和打印头的喷墨口相接触的位置。当在这种状态下为执行打印操作移动托架102时，粘附于打印头喷墨口的油墨可以通过抽吸操作而擦除。这样，一系列的清除处理步骤完成，使得打印头喷墨口的喷射状态能够得以恢复。
在本实施例中，多个具有相同尺寸(截面积)的连通孔133在油墨导引部件130中以固定间距的间隔形成。然而，在吸入管帽107a、107b中，在离油墨排放口127较远的位置吸力变得较低。因此，如图8的顶视图所示，每个连通孔133的截面积S1-S7可以根据每个孔到油墨排放口127的距离设置得越来越大(也就是说S1＜S2＜S3＜S4＜S5＜S6＜S7)。或者，如图9的顶视图所示，相邻连通孔133之间的间距P1-P6可以根据到吸入口的距离设置得越来越小(即P1＞P2＞P3＞P4＞P5＞P6)。这样，在抽吸通道134的长度方向上，吸力变得大致相同，使得对油墨的空抽吸可以更可靠和更有效地进行。
另外，如果导引部件130允许抽吸通道134连通大气，则连通孔133可以在油墨导引部件130的任何位置上形成。例如，如图10的透视图所示，多个连通孔133可以沿着油墨导引部件130的左侧和右侧壁的下边缘形成，连通孔133的数目可以任意设置。
从上述说明可以明显地看出，根据本实施例的第一个方面，抽吸通道134在油墨导引部件130和吸入管帽107a、107b之间形成。在清除抽吸以后的空抽吸过程中，油墨可以从向抽吸通道134打开的油墨排放口127被强有力地抽吸并排放。因此，油墨的空抽吸可以在不使吸入管帽107a、107b中的底面倾斜的情况下有效地进行。因此，吸入管帽107a、107b的高度可以保持在最低限度。这样，可以得到这样的优点清除装置乃至喷墨记录设备从总体上制造得较薄。
根据本实施例的第二方面，抽吸通道通134过至少一个连通孔133和大气连通。这样，残留在吸入管帽107a、107b的油墨与通过至少一个连通孔133流入抽吸通道134的空气一起通过油墨排放口127抽吸并排出。
按照本实施例的第三方面，根据从连通孔到吸入管帽的油墨排放口127的距离，每个连通孔133的截面积设置成递增。另一方面，按照本实施例的第四方面，根据连通孔到吸入管帽的油墨排放口127的距离，相邻连通孔133之间的间距设置成递减。这样，在抽吸通道134的长度方向上，吸力变得大致均匀，使得对油墨的空抽吸可以更可靠和更有效地进行。
根据本实施例的第五方面，由于在油墨导引部件130顶面的宽度方向的中心部设置有上升的加强肋132，油墨导引部件130的强度和刚度得到增强。这样，尽管在加强肋132的相对侧形成有多个连通孔133，也不会出现诸如油墨导引130部件损坏等故障。
根据本实施例的第六方面，由于使用了油墨导引部件130，吸入管帽107a、107b中的底面不必倾斜。这样，吸入管帽107a、107b的高度可以减到最低程度。
根据本实施例的第七方面，清除装置104包括高度已经减到最低程度的吸入管帽107a、107b。这样，清除装置104的高度也可以减到最低程度。
(第二实施例)现在，将在下面说明本发明的第二实施例。
首先，将参照图12说明通过将油墨喷射到纸上形成图像的喷墨记录设备的主要部分(记录引擎E)。喷墨记录设备装备有扁平面压纸卷筒202、一托架导轴204、一托架206、一托架移动机构、一纸张移动机构(未示出)和一喷墨头210。扁平压纸卷筒202支承纸张200(参见图13)。托架导轴204在压纸卷筒202上方延伸，延伸方向垂直于纸张200的传送方向F。托架206可以在托架导轴204上相对其滑动。托架移动机构包括用于将托架206沿着托架导轴204移动的CR马达208等装置。根据需要，纸张移动机构将纸张200沿着传送方向F移动。喷墨头210被固定到托架206上。
扁平的喷嘴板212设置在喷墨头210下面。多个用于向下喷射油墨的油墨喷嘴相应于Y(黄色)、M(深红)、C(蓝绿色)和K(黑色)四种颜色设置在喷嘴板212上，如图34所示。油墨喷嘴形成和纸张200传送方向F平行的四个阵列213。
如图13所示，喷墨记录设备具有一管帽固定底座214、导轴216、管帽固定器218、两个吸入管帽1、两个推力弹簧220、一凸轮轴222、一滑动器228、一凹槽凸轮230和一圆盘232。管帽固定底座214固定地设置在喷墨头210的往复移动范围内喷墨头210端部的下方。导轴216从管帽固定底座214向上延伸。管帽固定器218可以沿着导轴216竖直移动。吸入管帽1设置在管帽固定器218的上端，使得吸入管帽1可以与喷墨头210下面的喷嘴板212接合。吸入管帽1接收从喷嘴板212的油墨喷嘴喷射的油墨。推力弹簧220沿着导轴216向上推动管帽固定器218。凸轮轴222从管帽固定器218下方向水平延伸。滑动器228可以沿图13中的左/右方向移动。在滑动器228中，具有凸轮面224和凸轮臂226。凸轮面224可以和凸轮轴222分开和接合，以便相对于导轴216向下传送管帽固定器218。凸轮臂226向上伸出。凹槽凸轮230可以和凸轮臂226啮合。圆盘232可以围绕点划线表示的中心轴旋转。
如图13所示，当圆盘232在马达(未示出)等装置的驱动下转动使得中心轴和凹槽凸轮230之间的距离固定时，凸轮轴222与凸轮面224分开，管帽固定器218由推力弹簧220向上移动。凸轮臂226设置在如图13所示的位置，喷嘴板212与吸入管帽1接合，使得吸入管帽1可以从喷嘴板212接收油墨。另一方面，当圆盘232在马达的驱动下转动使得中心轴和凹槽凸轮228之间的距离变得比图13所示的距离短时，凸轮臂226移到图13的左侧，凸轮面224也移到左侧，从而克服推力弹簧的弹力将凸轮轴222向下推动。这样，吸入管帽1和喷墨头210分开，使得托架206可以沿与传送方向方向F垂直的方向移动。
图12和13所示的喷墨记录设备与图11所示的多功能设备91具有同样的结构。
接下来将说明根据本发明的喷墨记录设备的第二实施例中的吸入管帽结构。主要如图14和15所示，吸入管帽1包括管帽部件2和油墨导引部件10。管帽部件2形成一凹陷部分3，当吸入管帽1与喷墨头210下方的喷嘴板212相接触时，凹陷部分3与喷嘴板212形成一空间。油墨导引部件10位于凹陷部分3内。管帽部件2是用诸如丁基橡胶等橡胶材料模制而成。与喷嘴板212接触的触头部分5位于凹陷部分3的圆周边缘部分。
在喷墨头210中的多个喷嘴的阵列的相同方向上，形成了很长的管帽部件2的凹陷部分3。如图16和图17A和17B所示，凹陷部分3具有位于在其喷嘴板212上一侧的第一凹陷部分3a，具有从第一凹陷部分3a的底面下陷至喷嘴板212的相对侧的第二凹陷部分3b，以及位于第二凹陷部分3b底面6中的油墨排放口4。
第一个凹陷部分3a具有一个倾斜的并呈锥形的壁面(斜面8)，使得从接触部分5开始连续地下降，并使它的横截面随着位置越来越接近第二凹陷部分3b而逐渐变窄。第二凹陷部分3b形状像一个凹槽，按照和喷墨头210的喷嘴阵列的相同方向延伸并向下倾斜，从而使第二凹陷部分3b的一个纵向端比第二凹陷部分3b的另一端低。油墨排放口4形成在第二凹陷部分3b的底面6的一纵向端，这一端部在竖直方向是最低的。
第一凹陷部分3a的壁面(斜面8)的下端形成了一突出部分7，突出部分7使得第二凹陷部分3b的敞开表面变窄。突出部分7可能会因为橡胶的弹性而变形。尽管没有示出，抽吸泵通过一管和油墨排放口4连通，同时抽吸泵通过另一管和废油墨容器部分连通。
油墨导引部件10装入管帽部件2中，以便从上面遮盖住管帽部件2的凹陷部分3。油墨导引部件10顶面的左端和右端被锁定在管帽部件2的突出部分7的左部和右部。这样，油墨导引部件10被结合到管帽部件2中。也就是说，这样可防止油墨导引部件10从管帽部件2意外分离。
油墨导引部件10是由例如聚缩醛(POM)树脂等硬度足以耐受油墨腐蚀的树脂模塑成的，形状上基本接近矩形柱状体。如图18A至18B和图19A至19F所示，具有矩形截面和预定长度的凹槽形状的导槽11设置在油墨导引部件10的底面的宽度方向中心，纵向地贯穿底面。向下延伸的底脚部分11a整体形成在底面的相对侧。另外，矩形柱状的加强肋12整体地形成于油墨导引部件顶面的宽度方向中心，在纵向上上升和延伸。
底脚部分11a的顶面在油墨导引部件10的肋12的相对侧和肋12相交的区域，在纵向上每隔一定的间距设置多个连通孔，垂直地贯穿该区域。另外，如图19A所示，成对孔13a至13e按照尺寸递增的顺序排列，使得离油墨排放口4较远的孔具有较大的孔径，也就是说，具有较大的水平横截面积。另外，在离油墨排放口4最远的位置形成具有最大横截面积的孔13f，贯穿肋12。如前所述，在距油墨排放口4较远的连通孔13，连通孔13的横截面积变得较大，连通孔13中的导槽也变得较大。
如前所述，在油墨导引部件10已经装入管帽部件2并且在其中锁定的状态下，如图16以及图17A和17B所示，抽吸通道14限定在油墨导引部件10的凹槽形状的导槽11和管帽部件2之间。油墨排放口和抽吸通道14连通，同时抽吸通道14通过多个连通孔13和大气连通。
在这种情况下，随着离油墨排放口4的距离增大，油墨导引部件10的底脚部分11a变得越来越短。然后，底脚部分11a的下端邻接向油墨排放口4倾斜的底面6，使得朝向油墨排放口4的竖直方向较低。因此，随着离油墨排放口4的距离增大，底面6与相对于底面6的凹槽形状的导槽11顶面之间的距离变得越来越小。油墨导引部件10的肋12是水平放置的。另外，在靠近油墨排放口4的区域的距离设置成比在远离油墨排放口4的区域设置的距离要大。也就是说，导槽在靠近油墨排放口4的位置扩大。
另外，油墨排放口4在第二凹陷部分3b侧的开口被油墨导引部件10的纵向端部分所遮盖。换句话说，凹槽形状的导槽11的顶面基本上正对油墨排放口4的全部区域。另外，在连通孔13中，在距基本上正对着油墨排放口4的全部区域的凹槽形状的导槽11的顶端部分预定距离的位置，形成了最靠近于油墨排放口4的孔13a。
图20是沿图17A-20-20线截开的剖视图，示出了油墨排放口4及其邻近区域的状态。如图20所示，在油墨导引部件10中，特别是在靠近油墨排放口4的端部，底脚部分11a的端部沿着油墨排放口4的圆周边缘部分形成了一个圆形的表面形状。因此，油墨排放口4周围油墨的流动变得很流畅。也就是说，由于油墨导引部件10设置成从右上方基本上正对油墨排放口4的全部区域，因此在靠近油墨排放口4的位置有可能产生过大的负压力，以致油墨的残留量增加。因此，为了避免油墨的残留量以这样的方式增加，沿着底脚部分11a的端部形成了一个短的导槽T(参见图20)，使得油墨或者大气从上部并且沿着底脚部分11a的端部到达油墨排放口4。
另外，例如，如前所述，管帽部件2的材料是丁基橡胶，油墨导引部件10的材料是聚缩醛(POM)树脂。也就是说，油墨导引部件10是由吸湿度高于管帽部件2材料的吸湿度的材料制成的。这样，容易对油墨产生毛细效应，使得促使油墨的顺畅流动成为可能。
吸湿度不能定义为物理属性值。然而，可以将用注射器在一种材料上滴下水滴后水滴在材料表面扩展的直径定义为材料吸湿度的测量标准。在这种情况下，丁基橡胶的吸湿度约为3mm，POM的吸湿度约为4mm。水滴在POM上扩展的面积更大，说明POM更亲水。因此可以认为，POM具有较高的吸湿度。也就是说，由于管帽部件2和油墨导引部件10之间在吸湿度方面存在差异，油墨不会停留在管帽部件2上，油墨可以收集到油墨导引部件10一侧。另外，连通孔13设置在肋12和底脚部分11a相交的区域，以便更有效地抽吸油墨。这是因为，油墨是在由底脚部分11a和肋12两表面形成的角部分通过油墨本身的表面张力被收集的。
现在将说明使用这样构造的吸入管帽1进行的喷墨回收过程。当托架206出现于复位位置(如图12所示的吸入管帽1的相对的位置)上时，吸入管帽1向上移动，使得它的触头部分5接触到喷嘴板212。因此，喷嘴板212的油墨喷嘴的周围被吸入管帽1所遮盖，从而在喷嘴板212和凹陷部分3之间形成一个封闭空间。接下来，由抽吸泵(未示出)突然地在遮蔽空间产生负压力，从而通过喷嘴板212从喷墨头210内部将油墨抽出。被抽吸的油墨通过油墨排放口4排出到废油墨容器部分。该抽吸泵通过活塞等类似装置瞬间并且暂时地产生负压力。
接下来，吸入管帽1向下移动，使得接触部分5和喷嘴板112分离。抽吸泵在吸入管帽1已经分离的状态下被驱动(也就是说，解除密封)，使得吸入管帽1的凹陷部分3中的油墨通过油墨排放口4排出到废油墨容器部分。在这种情况下，由于抽吸通道14被结合在管帽部件2的油墨导引部件10形成在油墨导引部件10和管帽部件2之间，因此油墨可以从对抽吸通道14打开的油墨排放口4被强有力地抽吸和排出。
另外，形成在吸入管帽1中的抽吸通道14通过多个连通孔13和大气连通。这样，残留在吸入管帽1中的油墨被吸入到油墨排放口4，然后又和通过连通孔13流入抽吸通道14的空气一起有效地从油墨排放口中排出。
接下来将回顾一下清除残留在吸入管帽1中的油墨的原理。图21是解释流体通过微隙的基本方程的示意图。这里，结合有油墨导引部件10的管帽部件2的内部可以认为是由微隙形成的通道。在图21中，确立了下列基本方程。
u＝Δp(h-y)y/2μlQ＝bh3Δp/12μl其中u流动速度
Q流率Δp压力损耗(P1-P2)h间隙高度b通道宽度l通道长度μ粘性系数通过基本方程可知，流率Q同宽度b成正比，同高度h的立方成正比，同长度l成反比。也就是说，高度的数值对流率的影响比宽度的数值对流率的影响更大。
图22A和22B是分别示意地示出吸入管帽1和吸入管帽300中的通道截面的图。图22A示出已经装有相关技术的油墨导引部件的结构。图22B示出已经装有根据本发明的油墨导引部件10的结构。如图22A所示，根据相关的技术，产生毛细效应的部件304是基本上为平板形状的油墨导引部件(具有矩形截面)，该构件已经装在管帽300中。因此，宽度b实际上是固定的，但是间隙高度h被限制为较低的值。
另一方面，根据本发明，如图22B所示，宽度b实际上被从油墨导引部件10的左侧和右侧向下延伸的底脚部分11a所限定，但是具有立体效果的间隙高度h是固定的(请注意，在图22A和图22B中，h1＜h2)。因此，从方程式可知，当用相同的吸入压力P从油墨排放口101和4进行抽吸时，按照本发明获得的流率Q比按照相关技术获得的流率Q要大得多。
图23A至图23D、图24A至图24D以及图25A至图25D是分别示出油墨在吸入管帽中流动的模拟情况的剖视图。图23A-23D示出的是相关技术的具有基本上为平板形状并且不具有连通孔的油墨导引部件(毛细效应产生部件304)已经装在管帽部件(管帽300)的情况。油墨导引部件装在管帽部件的底面，使得油墨排放口301部分地被油墨导引部件的端部所遮盖。
图24A至24D示出的是相关技术的具有一样尺寸的连通孔304a的油墨导引部件(毛细效应产生构件304)已经装在管帽部件(管帽300)的情况。油墨导引部件设置成与管帽部件的底面保持预定距离。一连通孔也恰好在油墨排放口301上方打开。
图25A至25D示出了根据本发明的油墨导引部件10已经装在管帽部件2的情况。油墨导引部件10具有其尺寸随着离排放口的距离越来越远而增大的连通孔。油墨导引部件10设置成，油墨导引部件10与管帽部件2的底面6之间的距离随着油墨导引部件10与油墨排放口4距离的增加而减小。油墨导引部件10具有正对油墨排放口4的全部区域的正面部分。
图23A至23D、图24A至24D和图25A至25D分别示出抽吸开始后0秒、0.03秒、0.05秒和0.1秒时油墨的情况。图23E、24E和25E是示出分析情况的表格。顺便说一下，在每张表格中，“小片”表示一油墨导引部件(相关技术中的毛细效应产生部件)、“管帽”表示一管帽部件、而“孔”表示一连通孔。
每个管帽部件中的油墨具有以下油墨体积(液量)初始量(cm3)0.1秒后(cm3) 残留率图12 0.058 0.043 0.742图13 0.077 0.053 0.690图14 0.078 0.025 0.314从图23A至23D、图24A至24D以及图25A至25D可知，根据图23A至23D或者24A至24D所示的相关技术结构，靠近油墨排放口301的油墨I在初始阶段被抽吸，并且油墨排放口301迅速和大气连通。因此，出现了主要让空气进入油墨排放口301的气流。结果，对油墨I的主要负压力失去，使得油墨I的吸入效率明显下降。
另一方面，根据图25A至25D所示的本发明的结构，即使靠近油墨排放口4的油墨I被抽吸，油墨排放口4也不会迅速地和大气连通。因此，油墨I通过每个连通孔13被有效地排出。结果，根据本发明，同相关技术中的油墨残留率相比，油墨I的残留率减少一半还多，取得了明显的效果。
(第三实施例)现在将说明根据本发明第三实施例的喷墨记录设备的吸入管帽的结构。在图26-30和图31A-31C中，与在第二实施例中起相同作用的部件和部分相应地用相同的附图标记表示，对它们的说明也因此省略。在该实施例中，油墨导引部件10的底脚部分11a从略。可选地，如图29所示，用于支撑油墨导引部件10的支架部分9通过模制整体地形成在管帽部件2的突出部分7的下面。油墨导引部件10和管帽部件2的底面6之间的距离由支架部分9所限定。在本实施例中，设置的支架部分9基本上与管帽部件2的接触部分平行，使得到底面6的距离随着与油墨排放口4的距离减少而增加。
在油墨导引部件10的肋12的相对侧，在纵向以规则间距的间隔设置多个连通孔13，以便在油墨导引部件10的顶面与肋12相交的区域竖直地穿过油墨导引部件10。另外，如图31A所示，孔的尺寸，也就是连通孔13a至13e的水平横截面积，是按照这样的顺序增加的连通孔离油墨排放口4相距得越远，孔的尺寸越大。另外，具有最大尺寸的连通孔13f设置在距油墨排放口4最远的位置，穿过肋12.
如图28和29所示，在油墨导引部件10已经装入管帽部件2并且被锁定在支架部分9的状态下，抽吸通道14限定在油墨导引部件10的底面和管帽部件2之间。当抽吸通道14通过许多连通孔13和大气连通的同时，油墨排放口4向抽吸通道14打开。这种情况下，油墨导引部件10的底面与向油墨排放口4倾斜以便向油墨排放口4的竖直方向降低的底面之间的距离，随着距油墨排放口4的距离增加而减小。油墨导引部件10是水平设置的。
另外，第二凹陷部分3b侧面上的油墨排放口4的开口完全被油墨导引油墨导引部件10的一个纵向端部所遮盖。换句话说，油墨导引部件10的底面基本上正对油墨排放口4的全部区域。另外，在连通孔13中，在距基本上正对油墨排放口4的全部区域的油墨导引部件10的底面部分的预定距离的位置，形成最靠近于油墨排放口4的孔13a。
顺便说，管帽部件2的底面6和上述每一实施例中的图16或者28所示的直线一样是倾斜的。底面6不局限于此，它的形状也可以像曲线一样倾斜变化。可选地，底面6的形状出可以阶梯式地倾斜变化。
虽然在本实施例中相邻的连通孔13之间的间距是固定的，但是相邻连通孔13之间的间距也可以设置为随着距油墨排放口4越来越远而减小。
虽然在该实施例中抽吸泵产生暂时的负压力，但产生连续的负压力的抽吸泵也可以使用。
虽然如图19A至19D以及图31A至31B所示，油墨导引部件10的每一连通孔13形成了一个具有矩形截面的矩形柱形状，但每个连通孔13并不局限于此，还可以形成例如具有圆形截面的圆柱形状或者截头圆锥形状。另外，虽然连通孔13的最大的孔13f在距油墨排放口4最远的位置上打开，孔13f还可能由许多密集的小孔形成。
在每一实施例中，油墨导引部件10的连通孔13在油墨导引部件10的顶面和肋12相交的区域打开。然而，如图32A或者32B的剖视图所示，每个连通孔13可能包括油墨导引部件10和肋部12之间的边角，以致连通孔13的一部分形成在肋12中。
在每一实施例中，油墨排放口4在底面6纵向的一端形成，这一端相对于竖直方向是最低的。然而，例如，还可以考虑这样的情况油墨头具有大约两倍的长度，从而使管帽部件2也具有大约两倍的长度。在这种情况下，如图33所示，油墨排放口4可以形成在底面的纵向中心，该中心相对于竖直方向最低，而油墨排放口4两侧的底面6都朝油墨排放口4倾斜。这种情况下，油墨导引部件10也具有大约两倍的长度，并且设置成遍及整个凹陷部分3的长度。
如上所述，根据本发明，可以提供具有防止油墨残留在管帽中的管帽结构的喷墨记录设备，而不需要复杂的制造工艺。
根据本实施例的第一或者第十七方面，与具有固定宽度的油墨导槽的结构相比，在远离油墨排放口4的位置上油墨导槽14非常狭窄，从而能对油墨产生满意的负压力。另一方面，油墨导槽14在靠近油墨排放口4的位置上较宽，使得在远离油墨排放口4位置上的油墨可以到达接近于油墨排放口4的位置，并从油墨排放口4顺畅地排出。这样，既可以减少残留在管帽部件2中的油墨量，也可以可靠有效地抽吸油墨。
另外，根据本实施例的第二或者第九方面，油墨导引部件的正面部分基本上面对油墨排放口4的全部区域，使得即使远离油墨排放口4的油墨也可以比在只面对油墨排放口一部分或者不面对油墨排放口4的任何部分的结构中更可靠地从油墨排放口4排放出。
另外，根据本实施例的第三方面，可以获得类似于第一或者第二方面的优点。
另外，根据本实施例的第四或者第八方面，油墨的流动通过在油墨导引部件10中形成的连通孔13变得很顺畅，从而使油墨可以被可靠而有效地抽吸。
另外，根据本实施例的第九方面，油墨导引部件10的强度和刚度可以通过在油墨导引部件10形成的肋而加强。
另外，根据本实施例的第十方面，由于在油墨导引部件10形成的肋12，油墨可以顺畅地流入连通孔13。
另外，按照本实施例的第十一方面，沿着油墨排放口4形成了靠近油墨排放口4的油墨导引部件10的端部，使得靠近油墨排放口4的油墨的流动变得很顺畅。
另外，根据本实施例的第十二方面，由于吸湿度存在差异，油墨的流动变得很顺畅，从而使油墨可以被可靠而有效地抽吸。
另外，根据本实施例的第十三方面，油墨导引部件10与密封部分的底面之间的距离可以简单地通过油墨导引部件2的底脚部分11a固定。
另外，根据本实施例的第十五方面，油墨导引部件10与密封部分的底面之间的距离可以简单地通过管帽部件2的支架部分固定。
更进一步地，根据本实施例的第十四或者第十六方面，可以更简单地获得该距离，从而使制造变得更容易并降低成本。
本发明的优选实施例的上述说明是出于示例和说明的目的而提供的。它并不是用于穷举或限制本发明于公开的确切形式，根据上述说明，可以有修改和变化，这些修改和变化可从本发明的实际应用中获得。选择和描述的实施例用于解释本发明的原理及其实际应用，以便该领域的技术人员以各种实施例的形式应用本发明并且各种改型适合于设想的特殊用途。本发明的范围由所附的权利要求以及等同物限定。
权利要求
1.一种喷墨记录设备，包括具有多个喷墨口的打印头；密封喷墨口进行油墨抽吸的吸入管帽，该吸入管帽具有用于排放通过油墨抽吸接收的油墨的油墨排放口；以及可以接合到吸入管帽中的油墨导引部件，该油墨导引部件具有预定长度的导槽，其中，当油墨导引部件接合到吸入管帽中时，所述的导槽在该导槽和吸入管帽之间构成抽吸通道，抽吸通道和油墨排放口连通，所述的油墨导引部件具有至少一个允许抽吸通道和大气连通的连通孔，并且其中所述的油墨导引部件具有设置在其顶面的宽度方向中心部分的加强肋，以便纵向延伸，并且所述的连通孔包括多个沿着导槽的长度方向在加强肋的相对侧按照预定间隔形成的连通孔。
2.如权利要求1所述的喷墨记录设备，其中所述的连通孔包括多个沿导槽的长度方向以预定的间隔形成的连通孔，并且每一连通孔的横截面积设置成随着距油墨排放口距离的增加而加大。
3.如权利要求1所述的喷墨记录设备，其中所述的连通孔包括多个沿导槽的长度方向按照预定的间隔构成的连通孔，并且相邻连通孔之间的间距随着距油墨排放口距离的增大而减小。
4.如权利要求1所述的喷墨记录设备，还包括用于产生负压从而从吸入管帽吸出油墨的抽吸泵；以及连接抽吸泵和吸入管帽排放口的管；其中抽吸泵通过该管从吸入管帽中吸出油墨。
全文摘要
本发明公开一种喷墨记录设备，包括具有多个喷墨口的打印头；密封喷墨口进行油墨抽吸的吸入管帽，该吸入管帽具有用于排放通过油墨抽吸接收的油墨的油墨排放口；以及可接合到吸入管帽中的油墨导引部件，该油墨导引部件具有预定长度的导槽，其中，当油墨导引部件接合到吸入管帽中时，所述的导槽在该导槽和吸入管帽之间构成抽吸通道，抽吸通道和油墨排放口连通，并且所述的油墨导引部件具有至少一个允许抽吸通道和大气连通的连通孔，其中所述的油墨导引部件具有设置在其顶面的宽度方向中心部分的加强肋，以便纵向延伸，并且所述的连通孔包括多个沿着导槽的长度方向在加强肋的相对侧按照预定间隔形成的连通孔。
文档编号B41J2/165GK101028761SQ200710088980
公开日2007年9月5日 申请日期2003年7月25日 优先权日2002年7月26日
发明者梅田隆一郎, 小川干生, 矢泽宏明, 盐原由季央 申请人:兄弟工业株式会社