专利名称：油墨容器和利用该容器的喷墨记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油墨容器和一种利用该容器的喷墨记录装置，可用于打印机、复印机或传真机。
在喷墨记录装置中，设置了一种油墨防漏装置，油墨容器内的油墨液面保持在一个低于记录头的喷射出口的位置上，以防止油墨通过喷射出口的泄漏，并且利用油墨容器和喷射出口之间的油墨供应系统的毛细管中的毛细力，在油墨供应系统中产生一个真空。这种类型的油墨防漏装置牵涉到对油墨容器相对于记录头的位置的限制和对油墨容器形状的限制。
作为这些问题的一种解决建议，日本公开的专利申请号204，355/1985公开了一种如图8A和8B所示的结构。在油墨容器201内安置一个活动壁，并且活动壁根据油墨通过卸料口203的消耗量向卸料口203移动。凭借活动壁和油墨容器201内表面之间的交界面上的磨擦力，油墨容器201内的油墨真空度受到控制。图8A示出了活动壁204在其边缘上带有一个O环202的例子。图8B示出了由弹性材料制造的隔板形式的活动壁304的例子。
根据上述方案，为了维持活动壁和油墨容器之间的密封性能和防止活动壁的倾斜，要求O环和隔板的刚度必须很大和/或O环和隔板的厚度很大，以增加其与油墨容器的接触面积。因此，活动壁和油墨容器内侧之间的磨擦增加，其结果就是对活动壁的移动造成大的启动阻力，换句话说，其结果就是启动活动壁的运动所需要的压差大，这就难于控制油墨的高真空度。大的启动压力造成活动壁整体平稳移动的困难，因此有出现活动壁倾斜的趋势。
因此，提供一种油墨容器和一种利用该容器的喷墨记录装置是本发明的一个主要目的，在这套装置中，活动壁和油墨容器内表面之间的摩擦将减少到使真空度控制具有高的精确度。
按照本发明，提供了一种油墨容器，包括一个容器体;一个活动壁，可沿着上述容器体的内表面移动;上述活动壁包括一个密封部和至少一个防倾斜部，该密封部是与上述容器体的内表面密封接触，该防倾斜部用于防止上述活动壁倾斜，上述防倾斜部是和上述密封部分隔开的。
具备一种相对于油墨容器有密封功能的至少一个防倾斜部和/或将一种不溶解于油墨的材料放置在活动壁和油墨容器内表面之间，这是可能的。
活动壁是由弹性材料整体成形的和/或在活动壁的至少一侧这种材料上成形凹槽，这也是可能的。
在油墨容器中装一种泡沫或弹性材料是有益的。
在考虑了下述的本发明的一些推荐的实施例连同附图后，本发明的这些和其它目的、特性和优点将变得更加明显。
图1是按照本发明的第一个实施例的油墨容器的一个剖视图。
图2是按照本发明第一个实施例的油墨容器活动壁的一个放大剖视图。
图3A是油墨容器的一个剖视图，其中活动壁移动到油墨容器的中央位置。
图3B类似于图3A，但是活动壁已达到最靠近卸料口的位置。
图4A、4B和4C是按照本发明的第二个、第三个和第四个实施例的油墨容器内所用的活动壁的剖视图。
图5示出了按照本发明的另一个实施例的油墨容器活动壁，它是从后部所看到的。
图6A和6B是一些显示与活动壁的运动有关的真空度的图表，其中图6A表示油墨容器内没有泡沫材料的真空度图表，而图6B表示油墨容器内装有泡沫材料的真空度图表。
图7是按照本发明一个实施例的喷墨记录装置的一个透视图，该装置利用了按照本发明一个实施例的油墨容器。
图8A和8B示出了常规的油墨容器，其中图8A示出了一个带O环的活动壁的例子，而图8B示出了一个油墨容器具有隔板形式的活动壁。
参照图1，它以剖面形式示出了按照本发明第一个实施例的油墨容器。图2A和2B是活动壁的放大剖视图。
如图1所示，油墨容器一般是圆筒形的。其底壁设置了一个卸料口3，允许从那里供应油墨。卸料口3是用球5封闭的，球5通常是由弹簧6推向封闭卸料口3的方向。油墨容器1的敞开端是由后盖2封闭的。在油墨容器1内设置了活动壁4，它可以沿着油墨容器1主体的内表面向左或向右移动。后盖设置了一个小的通风孔，可允许空气按照活动壁的运动进入，这样使得活动壁平稳移动。
如图2所示，由柔韧的弹性材料诸如橡胶或合成树脂材料制作的活动壁4，一般是圆筒形成的。活动壁4的底部是成形出一个环形凸出部4e，它包围一个凹穴4f。活动壁4的圆筒部4a设置了一个密封部4b，用于在朝向油墨容器内部的圆筒部侧外边缘上提供密封作用，并且在靠近底壁4d的圆筒部外边缘上设置了一个防倾斜凸出部4c。
密封部4b的直径基本上等于或稍大于油墨容器1内表面的直径，以在两者之间提供令人满意的密封作用。密封部4b对油墨供给时的初始压力有很大影响。因此它在没有太紧密接触油墨容器1的内壁表面的情况下提供足够的密封。这样，两者之间产生相当小的摩擦力。既然两者之间的小接触面积是所希望的，密封部4b是锥形的，以在其顶部提供一个锐角。
防倾斜凸出部4c是用于阻止活动壁的倾斜运动。因此，和油墨容器内壁接触不是绝对必要的。
在这个实施例中，活动壁具备有密封部4b和防倾斜凸出部4c，两者之间有一个预先确定的距离，由此真空度的控制，能够在小的均匀的初始压力的情况下，通过小的压力变化来实现。
在操作中，当油墨容器1是充满油墨的，如图1所示，活动壁4在油墨容器内是靠近后盖2。球5在弹簧6的弹力的作用下被压在卸料口3的锥形表面上而封闭卸料口3。
这个实施例的油墨容器是安装到一个记录头或类似物上。在这时，如图3所示，记录头的油墨供应管7推动球5克服弹簧6的弹力，使球5脱离卸料口3的锥形表面，这样打开了卸料口3。当记录操作开始时，油墨通过卸料口3输出。随着油墨的消耗，如图3a所示，活动壁4在油墨容器内表面上向卸料口3滑动。抵抗滑移运动的摩擦对于记录造成一种真空。活动壁4的密封部4b和防倾斜凸出部4a接触到油墨容器1的内壁，因此活动壁4平稳移动而不倾斜，因此，维持一恒定的真空度。随着油墨进一步的消耗，如图3B所示，活动壁接近卸料口3。包括推动球5的弹簧6或类似物在内的阀门机构的凸出部被容纳在活动壁的凹穴4f中，这样使得油墨容器1内的油墨得到有效利用。
参照图4A、4B和4c，对附加的实施例将作描述。在图4A中，密封部14b是夹紧在法兰14a邻近图4A左端的一个台阶上。另外，一个分开的防倾斜凸出部14c是夹紧在邻近法兰14a右端的一个台阶上。
在图4B中，示出了另一个实施例，它不同于第二个实施例之处只是在活动壁的法兰24a的结构上。法兰24a是圆筒形的，其内部空间提供了凹穴24f。密封部24b是夹紧在邻近凹穴24f敞口端的法兰外边缘的一个台阶上。在邻近底壁24d的法兰外边缘的一个台阶上夹紧一个凸出部24c，以防止活动壁24的倾斜。
在图4c中，采用了一个圆筒形零件34a，它是由弹性材料制作的，并且它具有一个整体的密封部34b。圆筒形零件34a的对着有密封部34b那端的另一个端部是夹紧在底壁34d的台阶上。一个凸出部34c夹紧在邻近另一端的底壁34d的一个台阶上。
在上述的一些油墨容器的任一种中，一种不溶解于油墨的材料最好施加在活动壁和油墨容器之间，以改善润滑作用和密封作用。
上述不溶解材料的一些例子包括几种液体诸如硅油、氟油、聚丁烯、聚异丁烯或类似物，固体润滑剂诸如二硫化钼、石墨、氮化硼或类似物，或涂覆材料诸如聚四氟乙烯或类似物。
最可取的是至少一部分不溶解于油墨的材料被保留在密封部和防倾斜部之间的空间内，此后不溶解材料在密封部和油墨容器内表面之间以及在防倾斜部和油墨容器内表面之间，起密封作用并改善摩擦性能。另外，即使由于油墨容器的振动，例如使油墨容器旋转所产生的，在密封部和油墨容器内表面之间出现间隙，由于不溶解材料的存在，油墨的泄漏能够被有效地阻止。
在每一种油墨容器内，可能的改变是设置两个或更多的防倾斜凸出部，并且它们当中的至少一个相对于油墨容器1的内表面，可以起提供密封的作用。
在前述的实施例中，防倾斜零件是环形的，然而，当不保留上述不溶解材料时，在底壁44d边缘表面上的防倾斜部可以是多个凸出部形式的，如图5所示。这样，和油墨容器内表面的接触面可以减小，这样允许活动壁44精确运动。在这个图中，3个防倾斜凸出部44c被设置在底壁44d的边缘表面上。然而，数目是不限制的，因此，如果它有足够侧面来防止活动壁44的倾斜，可以是两个。数目也可以是四个或更多。当分散的防倾斜凸出部被采用时，并且当需要使用不溶解材料时，密封部可以是双环形式的，在它们之间放置不溶解材料，或者密封部具有一个槽沟形式的断面，不溶解材料保留在槽沟内。
密封部和/或防倾斜部可以是和活动壁整体地成形的，或者是一个分立的零件。
下面将描述另一个实施例，其中，在活动壁的贮有油墨侧内，空气或气体以一个气泡，多气泡等形式存在。图6A是油墨消耗、油墨真空度和活动壁移动随时间的变化图，这时没有装入任何泡沫，而图6B示出同样的情况，但是有泡沫。
在正常操作中，在基本恒定的油墨消耗操作的情况下，当油墨突然从记录头的所有喷口喷射出来时，在这种情况下必定是实体的黑像突然出现了，也就是说，油墨的消耗急剧地增加，油墨将从油墨容器供给记录头。然而，如这些图所示，活动壁的运动延迟。由于油墨是液体，它的体积几乎不膨胀，油墨的真空度可以猛然增加。如果真空度变得强于在记录头喷射出口形成的弯液面所产生的液体保持力，或者当真空度限度被如此超过，以致油墨的重新填充活动受到阻碍时，油墨可以不通过一个喷射出口或一些喷射出口喷射出来。当泡沫或多泡沫存在时，泡沫在油墨容器内膨胀，即使液体，如油墨的消耗速率和泡沫起一种缓冲器或吸收器的作用。因此真空度极限不会超过。因此不会出现喷射故障。
当活动壁不移动时，即使所有喷射出口为5个字符区(一个区为64×36点)的实体黑像连续喷射油墨液滴，为了防止真空度限度被超过，所需要的泡沫或多泡沫的体积是0.1CC.左右。
对于正常的实体像打印，如果体积不小于0.05CC，它将是足够的。如果它太大，当油墨容器被振动时，油墨可以大大地运动。其影响可以传递给记录头的记录操作。因此它最好小于1CC。代替泡沫，可以装进一种弹性材料或多种弹性材料。
参照图7，一种采用本发明的油墨容器的喷墨装置将加以描述。
记录头103和按照本实施例的油墨容器联接起来组成一个记录头装置。该记录头装置是装载在滑架101上，滑架是由导向轴104和具有螺旋槽105a的丝杆105导向的。在另一种布置中，根据本发明的油墨容器可以安装到记录头上。记录头103设置有管或杆7，如图3所示，当油墨盒102安装时，管或杆7插进油墨容器1的卸料口，以克服弹簧6施加给球5的弹力而打开卸料口3。
丝杆105是由可换向马达106通过齿轮系106a、106b、106c和106d驱动按向前和向后方向旋转。滑架101是通过滑架101的一个未示出的销子按箭头所示方向和相反方向作往复运动，销子的端部是和螺旋槽105a相啮合。驱动马达106的向前旋转和向后旋转之间的转换是随对滑架101原来位置的探测而实现的，这是由滑架101的杆115和光耦合器116的联合来探测。
记录材料是一张纸109形式的，由限制板108限制到压纸卷筒107上，并且是由纸张进给马达110所驱动的未示出的纸张进给滚筒带动面对记录头。
恢复装置111用于去掉记录头103喷射出口侧上沉积的外来物，或者粘度增大的油墨，以恢复正规的喷射性能。
恢复装置111包括覆盖件113连同未示出的吸入装置，通过被覆盖的记录头103喷射出口吸入油墨，以从喷射出口附近去掉外来物和粘度增大的油墨。在恢复装置111和压纸卷筒107之间，设置了清除片114，它沿着导向件112可以向着或离开记录头103喷射出口侧的运动路线运动。清除片114的自由端可以有效地去掉记录头喷射出口侧表面上沉积的外来物和油墨液滴。
本发明是特别适合用于油墨喷射记录头和记录装置，其中由电热换能器、激光束或类似物所产生的热能用于引起油墨状况的改变，以喷射或输出油墨。这是高密度的像素和高清晰度的记录成为可能的原因。
在美国专利号4，723，129和4.740，796中所公开的典型结构和操作原理是可取的。该原理和结构适用于所谓按要求型记录系统和连续型记录系统。然而，它特别适合于按要求型，因为其原理是这样的，至少一个驱动信号施到安置在液体(油墨)保留板或液体通道上的电热换能器，该驱动信号足以提供这样一种快速温升，超过偏离成核沸点，因此由电热换能器所提供的热能可在记录头的加热部上产生膜沸腾，由此按照每一个驱动信号，在液体(油墨)中能够形成一个气泡。
随着气泡的产生、扩展和收缩，液体(油墨)通过喷射出口喷射出去，可产生至少一个液滴。驱动信号最好是以脉冲形式的，因为气泡的扩展和收缩可以是瞬间实现的，因此液体(油墨)是以快速响应的方式喷射出去。脉冲形式的驱动信号是可取的，诸如美国专利号4，313，124中所公开的。
记录头的结构可以是如美国专利号4，558，333和4，459，600中所示出的，其中加热部安置在一个弯曲件上，以及喷射出口、液体通道和电热换能器的组合结构如上述一些专利所披露的。另外，本发明适用于日本公布的专利申请号123670/1984所披露的结构，其中一条公共的微缝用作多个电热换能器的喷射出口，和适用于日本公布的专利申请号138461/1984所公开的结构，其中用于吸收热能压力波的开孔是按照喷射部成形的，这是因为本发明可以肯定地和高效率地用于执行记录操作，而不管记录头的类型如何。
本发明可以有效地适用于具有相应于最大记录宽度的长度的所谓全线型记录头。这样的记录头可以由单个记录头和多个组合的记录头构成，以复盖最大宽度。
另外，本发明适用于串联型记录头，其中记录头是固定在主要组件上;适用于可更换的片型记录头，后者和主要装置是电气联接的，并且当它安装在主要组件中时，能够供给其油墨;或者适用于盒型记录头，后者有一个整体式油墨容器。
对于初始操作，恢复装置和/或辅助装置的设置是可取的，因为它们能够进一步使本发明的效果稳定，就这样一些装置而论，有记录头的覆盖装置和清除装置、挤压或吸入装置、初始加热装置，该加热装置可以是电热换热器、附加的加热元件或其组合。同样，用于实行初始喷射(不用于记录操作)的装置能够使记录操作稳定。
至于可安装的记录头的变化，它可以是单个的，对应于单色油墨，或者可以是多个的，对应于具有不同记录颜色或密度的油墨材料的多样性。本发明可以有效地适用于这样一种装置，它具有至少一种单色模式，主要是黑色，多色模式，用不同颜色的油墨材料，和/或全色模式，用一些颜色的混合;它可以是一个整体成形的记录部件或者多个记录头的组合。
而且，在前述的实施例中，油墨是液体。然而它可以是这样一种油墨材料，在低于室温时固化，但是在室温时液化。既然油墨是控制在不低于30℃和不高于70℃的温度范围内，可使油墨的粘度稳定，以在这种通常的记录装置中提供稳定的喷射，油墨可以是这样的，在记录信号存在时的温度范围内，它是液体。本发明适用于其余类型的油墨。在其中一种油墨中，由于热能产生的温升完全被油墨从固态到液态的状态改变而消耗的热能所阻止。另一种油墨材料在其留下时固化，以防止油墨蒸发。在两种情况中，利用记录信号产生的热能，油墨液化，并且液化油墨可以喷射出去。另一种油墨材料可以在其到达记录材料上时开始固化。本发明也适用这样一种油墨材料，在加上热能时液化。这样一种油墨材料可以作为一种液态或固态材料保留在多孔板中所成形的通孔或凹穴内，如日本公开的专利申请号56847/1979和日本公开的专利申请号71260/1985中所披露的。该多孔板是面对着一些电热换能器。对于上述的一些油墨材料，最有效的系统是膜沸系统。
油墨喷射记录装置可以用作为信息处理装置的一个输出终端，诸如计算机或类似物，和像阅读机结合的复印装置或类似物，具有信息发送和接收功能的传真机。
既然本发明有上述的结构，能够提供下列有益的作用。即使活动壁和油墨容器内表面之间的摩擦是选择成低水平的，活动壁倾斜的倾向性也是小的。因为摩擦力小，启动活动壁所需要的压力小，所以真空度控制能够作到对小的压力变化起反应，记录装置的可靠性增加。
当活动壁设置有凹穴时，那么如果打开油墨容器卸料口用的开启或关闭装置用于油墨容器，凹穴可用于容纳该开启或关闭装置，因此不可利用的油墨量能够相应地减少。
在记录头装置使油墨容器和记录头连接在一起的情况中，油墨容量能够增加，而不增加油墨容器的尺寸。而且，在一个装有这样的记录头装置的喷射记录装置中，滑架结构不会变成庞大的，因此整个装置的尺寸不会变成庞大的，并且不妨碍稳定的长期记录操作。
在本发明已参照这里所公开的结构加以描述时，它不局限于所规定的细则，这种应用是打算包括这样一些修改或变化，它们可以来自于改进的目的或下列权利要求的范围。
权利要求
1.一种油墨容器包括一个容器体；一个活动壁，它可沿着上述容器体的内表面移动；上述活动壁包括一个密封部和至少一个防倾斜部，密封部和上述容器体的内表面密封接触，防倾斜部用于防止上述活动壁倾斜，上述防倾斜部是和上述密封部分隔开的。
2.按照权利要求1的油墨容器，其中上述的至少一个防倾斜部是和上述油墨容器的内表面密封接触的。
3.按照权利要求1的油墨容器，其中不溶解于油墨的材料是设置在上述容器体的内表面和上述活动壁之间。
4.按照权利要求3的油墨容器，其中至少一部分不溶解材料是施加在上述密封部和上述防倾斜部之间的空间内。
5.按照权利要求1的油墨容器，其中上述活动壁是用弹性材料整体地成形的。
6.按照权利要求1的油墨容器，其中就上述活动壁的运动方向而言的上述活动壁的前表面设置了一个凹穴。
7.按照前述权利要求中任何一个的油墨容器，其中上述油墨容器装有泡沫和油墨。
8.按照权利要求1-8中任何一个的油墨容器，其中油墨中带有弹性材料。
9.一种带有前述权利要求中任何一个所规定的油墨容器的喷墨记录装置。包括用于安装记录头连同上述油墨容器的滑架;供给电信号到上述记录头上的装置;和进给记录材料面对上述记录头的装置。
全文摘要
油墨容器包括一个容器体；一个可沿容器体内表面运动的活动壁；活动壁包括一个密封部和一个防倾斜部，密封部和容器体内表面密封接触，防倾斜部用于防止活动壁倾斜，防倾斜部是和密封部分隔开的。
文档编号B41J2/175GK1071372SQ921102
公开日1993年4月28日 申请日期1992年8月29日 优先权日1991年8月30日
发明者氏田敏彦, 松本治行 申请人:佳能株式会社