油墨喷射管、喷墨头及印刷器的制作方法

专利名称：油墨喷射管、喷墨头及印刷器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种盛有液体油墨的油墨喷射管及其制造方法，以及应用该喷射管的喷墨头和印刷器。本发明可用于复印机，传真机及其它记录装置、通讯装置，办公设备组合机或印刷器。
然而，用于喷墨记录装置的油墨喷射管与喷墨头是整体制造的，而且当管中的油墨用完时，标准的端头和贮存器就扔掉。从充满整个管内空间的泡沫材料类产生真空材料的保持油墨的能力可看出存放于管中的油墨数量相对较小。日本专利申请中公开号为63242/1988公开了这样一种油墨贮存器。此贮存器含有发泡沫材，并且，与具有多个喷射孔的喷墨头是一个整体。在这种油墨存贮器中，为了在如发泡聚胺脂那样的多孔材料中包含油墨，多孔材料中的真空产生和油墨贮存(防止油墨从油墨贮存器中泄漏)是由该材料中的毛细管作用实现的。然而因需将多孔材料填满油墨贮存器的整个空间，故填充油墨的数量是有限止的。而且，不能使用的油墨数量相对较大。这就意味着油墨利用率低。检查其内贮存的油墨数量是困难的。此外在耗用油墨期间，负压逐渐变化，因此，保持真空的恒定是困难的。
日本公开专利申请522/1990公开了仅含盛油墨的油墨管。特别是公开了一种整体的喷墨记录头和油墨贮存器。该管在其上部位置有贮存大量油墨的主贮存器，其下部与喷墨记录头间有多孔材料。此现有技术由于油墨贮存器中的油墨通路中只有油墨而无多孔材料，故油墨利用率获得改善。此外，有一个贮存油墨的第二贮存器配置于上述多孔材料的一侧。此贮存器可有效地吸收因温度升高(压力下降)而导致第一贮存器中空气膨胀而使油墨从第一油墨贮存器中的流出的油墨。这样，在记录进行期间，基本保持了记录头的恒定的负压。
在上述结构中，在不进行记录操作时，多孔材料中填充着大量的来自配置在多细孔材料上方的贮存着大量油墨的贮存器中的油墨。因此，多孔材料本身几乎不能产生负压。正是由于这个原因，由于出现微小的冲击力，油墨就会从喷墨头的喷孔中泄出。故此种结构的实际应用性不大。如果这种贮存器作为一个可互换的油墨管用在喷墨记录头上，油墨会从多孔材料中泄漏，故仍不能将之于实际中应用。
在一个油墨管中，将油墨密封于一个囊中，囊中的负压可用一个弹簧机构保持恒定。但这种结构价格昂贵。而且在大量生产时，弹簧机构的准确性很难予以保证。在喷墨印刷(非接触式印刷)领域中，具有合适性能而其价格低廉的油墨管一直未能实现，这是一个人们长期以来期望解决的问题。
本发明人从喷墨印刷记录头中喷射的油墨与供应油墨能力匹配的角度出发，以及从未进行刷印业时防止油墨从喷射孔泄出的能力的角度出发，进行了调查研究。结果，研究出了一种基本结构。这种结构包括一个容纳一种产生真空材料的、并具有空气通道的第一贮存器和一个仅用于贮存油墨、并能将之供应到第一贮存器中去的第二贮存器。第二贮存器除了与第一贮存器的通路之外基本上为一种气密性密封结构。
日本专利申请16385/1985公开了一种记录笔。该笔具有一个在记录操作中与记录材料接触的记录头端，记录端具有吸收并保存供给于它的墨水的能力。而且，记录端暴露在外面，因此可用之作为与喷墨记录装置的一种对比实例。但这件日本公开专利申请仅仅涉及到墨水直接通过记录端外流而已。
作为基本元件，该笔包括一个第一液体吸取材料和吸取量少于第一吸取材料的第二吸取材料。第二吸取材料置于第一吸取材料的上方，并且在位置上更靠近空气通道。该笔还有一个中心腔室，所述记录端在该中心腔室中封密并从腔室中向下伸出，以便将墨水供给至腔室相对的一侧。在此结构中，在因周围环境温度升高而使闭封于墨水贮存器的空气膨胀时，会使墨水贮存器中的墨水进入第一吸取材料，第一吸取材料不能贮存的墨水被第二吸取材料吸收。这样一来，便可以防止墨水从记录端向外滴流。此申请还指示了一种有效的具有固定宽度的沟槽，当两个封密的贮存器中的一个仅仅只是存有空气时，可保证膨胀的空气从空气通路中逸出。上述沟槽从不同于中心腔室和封密的墨水贮存器之间的隔板的一个侧面从底端向上端延伸。当将这个结构用于喷墨记录头时，由于接触式记录与非接触式记录间的根本差异，所预计的油墨从通气通道中的泄漏已被证实。这个问题在记录领域中尚未被认识到。此外，固定宽度的沟槽促使油墨随着空气一起泄漏，因而不可避免地加剧了油墨从空气通道的泄漏。
此外，由于两个油墨贮存器中油墨消耗量也不相同，如果一个贮存器的油墨用完了，喷墨记录操作就不再能继续进行，尽管事实上，仍有大量油墨保持在另一个贮存器中。这是因为大量的空气进入了第一吸取材料而阻碍了油墨的供给。解决上述现有技术的问题便是本发明的任务。
本发明的首要目的是对基本结构的改进。此结构具有容纳产生真空材料并配置有与外界沟通的空气通道的第一贮存器，和一个基本上仅仅贮存油墨并将之供应到第一贮存器去的第二贮存器。第二贮存器除了与第一贮存器的通路之外基本上是密封的。这种改进可有效地应用于喷墨记录印刷之中。
本发明的另一个目的是提供一个可互换的油墨管，以及应用此管的喷墨头和能高速印刷的印刷器。在作业的周期中绝大部份时间之内，基本上能保持恒定的真空。
本发明的又一个目的是提供一个可换的油墨管，此管在不记录作业时可以产生真空，从而可以防止由小冲击力引起的油墨从开口中外泄。
本发明的另一个目的是提供一个其中保留的不能使用的油墨量为最小的油墨管。
本发明的另一个目的是提供一个可互换的油墨贮存器，该贮存器在运输中不会泄漏，而且其价格低廉。
根据本发明的一个方面，邻近空气进入通道的产生真空的材料区域不包含油墨，因而由于外界环境的变化而引起的油墨从油墨管通过空气通道的泄漏可能防止。而且，在且一个密封件密封空气通道时，本发明能有效地防止密封件的脱落。在油墨管的使用过程中，这个区域对适量的空气进入是有利的。这样会抑制油墨管中真空的变化。邻近空气进入通道的区域完全不被油墨浸湿，从而使油墨渗出速度降低。因此，这种结构是合乎希望的。作为上述结构的一种替换方式，该区域一旦被油墨浸湿，可将之立即除去。
按照基于上述基本结构的本发明的另一个要点，在邻接一个油墨开口或者一个油墨管区域的真空即负压产生材料被压缩，或可被压缩。油墨供应管设置于与部份壁相对的一个侧面，部份壁在第一贮存器和第二贮存器之间有一个小的连通部份。这样就使第二贮存器的产生真空材料有一个稳定的油墨通道，为达到进一步稳定的目的，将油墨供应开口配置于相对油墨管底部的小通道的上方。在这里，油墨供应管包括一个喷墨印刷或记录所特有的插入管和一个阀结构或者安装在压缩产生真空元件的管壳上的连接元件。这样一来，油墨运动方向就被基本稳定，从而使第二贮存器中的油墨基本上可以被用光。将油墨用完之后，空气从部份壁向油墨供应口移动，从而保证了产生真空材料中的油墨被利用。所以残存下的不能利用的油墨量就被减少。
根据本发明的另一个要点，不被供应管压缩的真空产生材料区域以及能被供应管压缩的真空产生材料区域沿从构成精细传递区域的部份壁到其对面的内壁依次形成。由此而一方面在非压缩区域内建立起油墨通道，又一方面由于压缩区域中的油墨保持能力而使不能使用的油墨量进一步减少。
本发明所述的结构可包括上述的一个或多个要点。
本发明的油墨喷射管通常由操作者控制。因此，很可能对油墨管施加较大的力，其结果会导致产生油墨贮器壁的变形。从这一点上来说，提供一个附加部份壁是有利的，这种部份壁具有比基本上是容纳油墨的贮存器中的精细传递区域更大的间隙。管壳是用树脂材材料制作时，从防止变形的角度看来，贮存器的壁厚选取0.8mm或更大些(图19中G所示)较为有利。容纳产生真空材料如多空孔材料的贮存器壁厚选为1.3mm(图20之J所示)。在本发明的油墨喷射印刷器中，油墨受到吸力装置的吸力而排放，并由喷墨装置喷射。根据油墨喷射管在喷墨印刷器上的安装方式，吸力装置及喷射装置可以手动亦可自动。这是一种推荐使用的方式，因为在印刷作业开始之前，就可对产生真空材料中的油墨状态加以调整。因此印刷功能的实施不受保持油墨管的状态的影响。
根据本发明的油墨管的制造方法，将一个和贮存器中产生真空材料相适应的复盖元件固定到油墨管的主体上，从而在一个部份壁和该覆盖元件之间提供一个精细传递通道，这样在邻近此精细传递区域内产生真空材料能被稳定，故成批生产较为容易。
由部份壁提供的精细传递区域的高度大于产生真空材料的毛细孔的平均尺寸。(最好是邻近精细传递区域的产生真空材料的毛细孔平均尺寸)(实际上，不小于0.1mm)推荐的尺寸是不小于5mm。如果小于3mm，就要采取进一步的稳定措施。产生真空材料的贮存器和油墨贮存器的真空比不小于1∶1，不大于1∶3。
本发明的上述目的、特性和优点在下面根据附图和实施例将进行更为详细的说明。对


如下。
图1是本发明的第一个实施例的油墨贮存器的局部剖开的立体示意图。
图2是图1所示油墨贮存器的剖面图。
图3是表示油墨管与供应管之间的连接实例。
图4是表示一个对照实例。
图5表示本发明中应用的油墨供应部件。
图6表示油墨供应部件与精细传递区域之间的位置关系。
图7图示了精细传递区域的结构。
图8表示了精细传递区域的一侧的部份壁的形状。
图9表示了在部份壁邻近区域的抽吸材料端部的状况。
图10表示了抽吸材料内部适应外界条件变化的状况。
图11表示根据本发明的一个实施例的制造方法并图示了一个喷墨头。
图12表示了一个喷墨印刷器及其所用的油墨管。
图13表示了一个本发明的改进实施例。
图14是上述油墨管的剖面图，并表示了应用允许的倾斜程度。
图15表示本发明的一个实施例的外观图。
图16表示了印刷作业中的变化。
图17表示了作用于本发明一个实施例的油墨管外壁的压力。
图18表示本发明一个实施例的油墨管的改进实例的剖面图。
图19表示本发明一个实施例的彩色油墨贮存器的立体图。
图20展示了部份壁厚度与外部压力引起的泄漏之间的关系图。
现有参看图1-6。这些附图展示了一个油墨管，该管具有一个在产生真空材料贮存器的一个侧壁上形成的供墨开口，开口面对着一个部份壁5，壁5与管的底面形成一个精细传递区域8。
图1是第一实施例的油墨管的立体图，图2则是第一实施例的剖面图。
正如图1-2所示，本实施例的管主体1配备一个开口2，用以通连一个朝向以间隙形式成形的精细传递区域8移动的油墨记录头。主体1包括贮存产生真空材料的产生真空材料贮存器4和一个基本上只是贮存油墨的油墨贮器6。贮存器6在底板11处通过由壁5形成的间隙8与贮存器4沟通。
在这一结构中，通过开口2送进空气，然而重要的是，油墨通过传递区域8从油墨贮存器6沿着油墨管底面11朝开口2可靠地传送。随着油墨的传送，进入的空气替代了油墨贮存器中的油墨。至于油墨供应管在邻近开口2的能压缩变形的区域引起的产生真空即负压材料的压缩变形将在下面说明。在图3中，起一个供应管作用的、用于向喷墨头送传油墨的连接件7插入一个本实施例的可互换的油墨管中，在这种状况下，连接件7与真空产生材料加压接触，一个喷墨记录装置就可在这一相对关系中工作。在连接件7的尾端可安置一个过滤器以消除来自油墨管的杂物。
喷墨装置工作时，油墨通过喷墨记录头上的若干个喷墨孔喷出，结果在油墨管中产生抽吸油墨的力。油墨9由抽吸力从油墨贮存器6通过壁5的端部与底部11间的间隙8传送到产生真空材料贮存器4，并通过产生真空材料和连接件7传送到喷墨记录头。
根据这种油墨的传送，除了间隙8外均被封闭的油墨贮存器内部的压力由于油墨贮存器6与贮存器4之间的压力差而减少。随着连续的记录作业，这种压力差会进一步加大。但是，由于产生真空材料通过连接件7与开口2之间的间隙与外界沟通。空气通过产生真空材料及壁5的底端与底面11之间的间隙8而进入贮存器6。这样贮存器6与4之间的压力差就消失。在记录头作业过程中，上述过程一再重复，从而使油墨管中保持恒定的负压(真空)。事实上，除了附着在油墨贮存器6内部壁上的油墨之外，所有的油墨均可用完。因此此油墨管的油墨利用率得以提高。
在不进行记录作业时，产生真空材料自身的毛细管作用(油墨与产生真空材料之间接触面的弯液而力meniscus force)及其类似的作用就会产生。尤其是在开始消耗油墨贮存器6中的油墨时，产生真空材料的油墨保持状态基本上得以恒定。由于在油墨贮存器中收集的空气实际上处于一定的真空状态。因而管中的压力平衡极其稳定，这样就会抑制油墨记录头中泄漏。
如果按照喷墨记录头选取适当的产生真空材料，而且适当地确定产生真空材料贮存器4及油墨贮存器6之间的真空比，则可用图4所示的结构。
正如图19所示，为了在一个彩色喷墨记录装置中有采用本发明的油墨管，各种颜色(墨、黄、深红及兰)可单独地贮存入各自油墨管中。这些油墨管的规格可以是标准的(如图19A所示)。这种可互换的油墨管包括一个经常使用的黑色的贮存器可更换油墨管，及一个另一种颜色的可更换油墨管(如图19B所示)。在喷墨装置中，任何一种组合都是可以的。在本实施例的可互换的油墨管中，为了控制真空，推荐选择下列内容产生真空材料的材料，形状及其大小；棱缘端部8的形状及其大小；棱缘8和油墨管底部11之间的间隙8的形状及其大小；产生真空材料贮存器4及油墨贮存器6之间的真空比；连接件7的形状及其大小；以及连接件7在油墨管中的插入深度，过滤器12的形状、大小及其滤网目数、油墨的表面张力。
产生真空材料可以是公知的任何一种材料，不管其本身的重量、油墨的重量，也不管是否有小震动，只要它能保持油墨就行。例如有类似于由纤维和具有连续毛细孔的多孔材料制成的类似海棉的材料。推荐采用发泡的聚胺脂材料作多孔材料。这种材料较容易调整其内部的真空和保持油墨能力。在采用发泡材料的情况下，在其制作过程中可进行其毛细孔密度的调整。当发泡材料受热后处理而调整其毛细孔密度时，由热而产生分解。这种分解能改变油墨的性质，其结果可能对记录质量产生不良影响。因此对之清洁处理是必要的。为此而对不同的喷墨记录头装置配备有不同的油墨管，并需采用相应毛细孔密度的多孔材料。最为理想的是将一种不用热压处理并具有预定数目的细孔(每平方英寸毛细孔的数目)多孔材料切成需要的尺寸并将之挤压入产生真空材料容器而提供期望的毛细孔密度和毛细管张力。
在本实施例中，连接件7和开口2之间提供有允许空气进入油墨管的间隙。然而，本发明并不仅仅局限于这一种结构。对于上述的连接件和连接开口而言，亦可采用其它的结构或者形状。在产生真空材料为一种如泡沫塑料一类的毛细孔材料的情况下，使连接件的相对于连接件插入方向如图3(a)和(b)所示倾斜某一角度，较好，因为在以后，连接件插入时，可防止毛细孔材料与油墨管底部分开，而且可确保过滤器和产生真空材料之间的表面接触。如果连接件插入的量太多，楔形端部会撕裂产生真空材料。因此推荐采用图3(c)所示的表面结构。
将考虑在连接件的外壁上设置数个沟槽。图5所示，开口2的形状可以是一个沟槽(如图5(a)、矩形(图5(b)、三角形(图5(c))。推荐的开口2的形状是能在与连接件之间提供一个间隙，或者在开口的底部(油墨管底部)与该连接件的外部表面能接触，而该开口的上部都是敞开口的。
如上所述，可互换的油墨管有一个连接开口，其作用也是用于导入空气，这一结构是简单的。考虑到上述连接件的形状，产生真空材料和油墨管的形状之后，可由本专业的熟练人员确定适当的连接件7进入可互换的油墨管的插入量而提供一个产生真空材料的无压缩区域，从而防止插入时油墨泄漏及在记录作业时油墨供应的中止停顿。
在上述的实施例中，在产生真空材料贮存器中提供一个空气通道是有利的，因为这样安排之后，使不含有油墨的产生真空材料区域安置的抗外界条件变化的能力得以改善。部份壁与油墨管底部之间的间隙8的形状和尺寸没有限定。但是，如果间隙太小，油墨的毛细张力太强，而且尽管通过连接开口的油墨泄漏能够防止，但油墨向产生真空材料贮存器传送就困难。所产生的可能结果是，在使用中油墨供应会中止。如果间隙太大，相反的现象就会出现。因此，对于精细传递区域的部份壁高度推荐选取大于产生真空材料的平均毛细孔尺寸(推荐选取相邻精细传递区域的产生真空材料的毛细孔平均尺寸)(实际上不大于0.1mm)，并且不大于5mm。为了更加稳定这一目的，该高度推荐选取值不大于3mm。图7表示了间隙8形状的例子。图7(a)表示了本发明中采用于上述实施例中最稳定的结构和形状。此实例在油墨管的全部宽度上有一个统一的高度，在图7(a)(b)(c)表示的实例中，只是油墨管整个宽度的一部份构成了上述的精细传递区域，这区域为波浪形的。当油墨管的整个体积大时，这样的结构是有利的。图7(d)表示了一个具有燧道形式的传递区域。由于这种形式的传递区域，油墨在油墨管内部移动较为容易。而且空气能多集中进入。在图7(e)和(f)所示的例子中，油墨贮存器中的部份壁上沿垂直方向上形成有一个凹槽。在这样的结构中，已经进入部份壁底端的空气可以有效地进入油墨贮存器，从而增加了空气的移动效率。
在考虑连接开口的位置时，间隙8也就相应地被确定。参看图10(a)和(b)。在实例(a)中部份壁端部位于比连接开口低的位置，或含在产生真空材料中的油墨比连接开口的底端低，因而其防止泄漏的效果令人满意。在实例(d)中，部份壁端部位于比连接开口底端高的位置，保持在产生真空材料中的油墨比连接开口底端高。因而其防止泄漏效果不令人满意。因此，为了稳定本发明的良好效果，应该根据间隙8的尺寸的恰当选定本发明的部份壁的端部位置不得高于连接开口底端的位置。虽然要取决于可互换的油墨管的形状和大小，但间隙8的高度选择范围为0.5-5mm。从图8之(a)-(h)中可以看到，如果考虑到了相对于连接口的位置，部份壁端部的形状可以是任意的。
至于部份壁5的端部和产生真空材料3之间的边界，有不同的结构可供考虑。情况如图9所示。在图9(a)至(d)所示的结构中，产生真空材料而被部份壁之端部压缩，产生真空材料的密度不会局部地增加。因此油墨和空气的流动相对稳定。有鉴于此，这样的结构推荐使用于高速记录或彩色记录中。另一方面，如图(9)(e)和(f)所示，产生真空材料3被部份壁端部压缩，材料的密度被相应增加。因此油墨和空气的流动受到干扰。但是，由于周围环境变化而引起的泄漏能有效地被防止。因此，所有这些结构可由本领域的熟练人员依据采用本油墨管的喷墨记录装置以及周围环境条件予适当地选取。
根据油墨管的使用环境以及采用此油墨管的喷墨记录装置来确定贮存器4和贮存器6之间的真空比。而且，就采用的产生真空材料而言，这种关系是重要的。为了改善油墨的利用效率，可以考虑增加油墨贮存器6的真空度。在这种情况下，能产生高真空度的产生真空材料就较为有利。因此，在实际中推荐选取的真空比值范围为1.1-1.3。在这种情况下，产生真空材料的产生真空的特性随着油墨贮存器中相对真空的增强而增加。
滤网11的目数、形状，和大小可由本领域的熟练人员根据采用此油墨管的喷墨记录装置适当地加以确定。但是，为了防止喷管嘴被来自油墨管的杂物堵塞，滤网的过流面积Passing area因小于喷嘴孔的尺寸。
除了油墨管的内部容积之外，油墨管中油墨量不受任何限止。为了在可互换的油墨管打开之后能立即地保持适当的负压negative str-ucture应在油墨管中贮有限定容积的油墨量。但是，推荐的是，产生真空材料应低于该材料保持的油墨的能力。这里的油墨保持能力指油墨贮存在该材料中时，该材料能单独地保持油墨的能力。
在具有一个封闭系统油墨贮存器的油墨管中，当外界环境变化时，例如温度升高压力降低等，在该油墨管安装在喷墨记录装置中时，在密闭油墨贮存器中的油墨和空气的膨胀会推动余下的油墨逸出油墨管，从而导致油墨泄漏。然而，在本发明的油墨管中，在封闭的油墨贮存器中，空气膨胀的体积，包括油墨膨胀的体积(尽管油墨膨胀的体积很小)是按照最恶劣的环境变化来加以估算的，并且将从油墨贮存器中泄出的油墨导入产生真空材料贮存器。在这种情况下，提供有一个除了连接开口之外的空气通道的产生材料贮存器是非常有利的，其情况如图10之(c)和(d)所示。这样，由于空气膨胀而从贮存油墨腔中泄出的油墨被导向空气通道，只要空气通道位于产生真空材料贮存器的上方，其位置可以任意设置。但是，为了在外界环境变化之下在远离连接口的产生真空材料中产生油墨流动，空气通道最好远离该连接开口。空气通道的数量形状以及大小均可由本领域内的熟练人员根据油墨的蒸发或其它类似情况适当地选定。
在运输油墨管过程中，推荐的一种作法是将连接开口和/或空气通道由一个封件密封罩住，以防止油墨气化或者防备油墨管中气体膨胀引起的泄漏。密封件可以是一种包装技术区域中称作阻隔材料的单层挡板，该种材料为具有若干层的复合塑料膜，并可用纸、棉布等加强材料以及铝箔来使之加增强度。更为优选的是一种与油墨管相同材料的融合层用来熔化固定所说的挡板，这样将改善密封特性。为了抑制来自油墨管中油墨的变化和不往其中进入空气，有效的是在包装中插入油墨管之后清除包装中的空气。考虑到液体和空气的渗透性，包装材料可选择与前述的密封元件相同的阻隔材料。
由于包装选择得合适，在油墨管中的运输期间油墨不会泄漏。
油墨管可是任何一种不会对油墨喷射记录油墨产生不良影响，或前者已被处理从而避免这种影响的公知的模压材料。油墨管的可生产性也应被考虑。例如，管主体分为一个底部分11和一个上部分。而且它们分别由塑料树脂模压而成，产生真空材料放到里面，此后，将所说的上部和下部熔接而提供一个管的主体。如果塑料材料是透明或半透明的，贮存器里的油墨能从外面观察到。因此，可预计油墨管更换的时间。为了促使粘接材料及类似物的融接，优选的是提供一个图中所示的凸缘。从这一设计角度出发，主体的外表面可以制得粗糙些。
油墨能通过加压或减压的方法施加。在贮存主体组装配件的任一个贮存器设有油墨填充开口较好，这样油墨管开口不会污染。填充之后，该油墨填充开口用塑料或金属器塞堵住。
本发明所述的油墨管以形状、尺寸等在本发明构思的基础上可以变化或改进而不偏离本发明基本精神。
如上文所述，可互换的油墨管在其运输过程中是可靠的，并且结构简单而应用效率高。
无论记录操作是否进行，在使用的自始至终，均可保持适当的真空，而且可以高速记录。在油墨喷射记录装置的使用环境中泄漏的可能性减到最小。
本发明可互换的油墨管容易掌握，这样，当它置于油墨喷射记录装置中时，油墨不会泄漏，可能发生的操作失误将会避免。
图11图示了一个油墨贮存器管的制作方法。一个管主体(左边剖面线部分)包括一个部份板61和两个由部份壁5分开的贮存器。一种起产生真空材料作用的吸墨材料4填放入紧靠开口2的贮存器内。因此，一个底部元件11作为复盖元件与主体连结。该图还表示了记录头HD在油墨贮存器1中的排放状态。油墨贮存器由部份壁5分为两个腔室的贮存器构成。该贮存器的底部是一个平的底部元件11。这样，这种简单的结构便由部份壁的端部提供了所说的精细传递区域8。空气通道10配置在具有开口2的同一表面并在开口2的上方。
提供各管作用的连接部分7插入油墨贮存器的开口，记录头安配在该连接部分7上，连接部分7是倾斜的，这样顶部比底部靠前方。油墨通道如图所示呈朝上敞开的喇叭形。在这个结构中，油墨能从吸墨材料合适地运给至记录头。
喷墨记录装置包括一个发热元件72，该元件产生热能以便通过喷管73的喷射孔71喷射油墨，所说的热能有效地导至油墨状态的变化，在这种情况下，一种高密度和精致的图象能可由稳定的油墨供应特性来提供，特别是彩色记录的情况中，更是如此。
如上所述，本发明所述的油墨管，在其输送中保持高可靠性，其油墨使用效率高。
此外，当进行高速记录操作时，或者无论记录操作是否进行，合适的真空在使用中自始至终地保持。此外，在喷墨记录装置使用状态下，可以避免泄漏。
按照本发明可更换的油墨管还容易掌握当其从喷墨记录装置拆下或安装上时，均不泄漏。因此，可避免其错误的安装。
油墨管的制造方法还将进一步描述。当密封结构的油墨贮存器(虽然油墨贮存器和产生负压材料贮存器之间具有精细传递区域，但仅仅当空气和油墨彼此互换时油墨才排放)和产生真空材料贮存腔整体是模铸时，油墨通过复盖元件11上位于贮存器腔室侧边的开口13填加。当油墨以这种方式供应时，产生真空材料4的基本部分通过精细传递区域吸收油墨。
但是，邻近空气通道的产生真空材区段不供给油墨，以便提供一个无油墨区，开口13由球14密封。然后，开口2和空气通道用同样的密封件S(它可为分离元件)密封。
图12表示使用前的油墨喷射管状态。该图中，油墨贮存器6装填油墨。
图12表示在印刷器上的封闭状态的油墨喷射管。该管上部邻近空气通道部分10的一个区域3A不包含油墨。区域3A下方的产生真空材料的区域3B被油墨供给(未示出)管压缩。3A和3B外侧的产生真空材料区域并不受外界的影响，只是简单地保存油墨。区域3B面对开口2，开口2用于将墨供应记录着。配置在与空气通道10同一表面但是在低于空气通道10之处。开口2位于精细传送区域8的上方，并且上述的结构已经应用。图12的管1拆去密封件S便可应用。由于区域A不保存油墨，即使在拆除密封元件时产生根振动或者压力改变，油墨也不会泄漏。
在本发明的油墨贮存器中，靠近空气通道或者空气传播区域的产生真空材料的区域A中不保存油墨，不管油墨管是否在应用均如此。有鉴于此，当外界条件变化时，均可防止油墨管通过空气通道产生的油墨泄漏。实际上，当密封元件密闭空气通道时，密封元件不会脱落。使用期间，该区域有效地保证了空气供应，供应量与油墨消耗量是一致的，这样，油墨管中真空的变化能被抑制。如果空气通道附近的产生真空材料区域从不被油墨沾湿，优选的是降低油墨运动速度。但是，该区域可由油墨预先弄湿，然后从该区域中除去油墨。
在本发明的实施例中，油墨进给开口或者被油墨供给管压缩的产生真空材料部分位于建立精细传递区域的部份壁的相对一侧，据此在第二腔室的产生真空材料中建立有效的油墨供应通道。该通道由位于相对于油墨管底部的精细传递区域上方的油墨供应开口进一步稳定地建立。
由于这种结构，油墨运动的方向基本上是恒定的。因此，来自第二腔室，即油墨贮存器腔室的油墨可完全消耗。油墨贮存器中的油墨消耗完之后，空气驱动油墨在从部份壁朝开口方向上移动以消除油墨存贮腔室的真空，其结果使产生真空材料中的油墨能被进一步消耗，这样使不能利用的油墨数量保持最少。这里存在不被供应管管压缩的产生真空材料区域和由该供应管在从建立精细传递区域的部份壁到所述侧面的方向上压缩的产生真空材料区域，因此，非压缩区域提供一种油墨通路，压缩区域的油墨保持能力能过一步减少油墨存留的数量。
喷墨印刷器配备一个记录头恢复装置HR，该装置根据管1的安装而自动或手动地完成油墨的喷射或者由吸取装置完成油墨的吸取。这样在印刷操作开始前，产生真空材料中的油墨状态能被校准。因此，能应用油墨供给管特性使印刷作业起动而不考虑该管配置状态。
在图12中，装到一种扫描式scanning type CR管的油墨喷射头HD的油墨贮存器1已拆去了密封带。装在管CR上的贮存器通过开口2容纳油墨供应管，由此，使产生真空材料3在压缩区段3b中被压缩。在这个实施例中，产生真空材料朝精细传递区域8变形。此刻，贮存器的安装由机械的或电子的检测装置检测，由此产生一个安装信号27，该信号进入印刷器控制装置CC。与此相应，在记录操作开始之前恢复装置被驱动以便释放油墨贮存器中的油墨，这样，改善了油墨贮存器中的油墨状况。
图13A表示了一个图12改进型的油墨喷射管。在该结构中，改善了油墨调节腔室的内表面。其顶部相应改为一个空间22。内表面20提供一个从精细传动区域向上延伸的曲面。这种结构对于将存留在内表面20上的微小油墨细粒由油墨的表面张力进给到产生真空材料中是有效的，该结构还提供一个驱动者使用的凸起21。这样，防止了油墨贮存器操作时的形变。
图13(B)表示了另一种改进型，在该改进型中，部份壁51是倾斜的以便在油墨容纳腔即油墨贮存器中的容量比产生真空材料贮存器中的容量大。图13(C)表示了一个由上文叙述的加工方法生产的一个实施例。一个与隔板5构成间隙8的复盖元件11插入并固定在管主体侧板101和100之间、被参考序号5E指示的是复盖元件11的端部。在图13(C)的情况下，如果连接不一致的话，间隙SP不是恒定的。
在这个视图中，如图13(D)所示，优选的是两隔离板110在其相对内侧接触部份壁的端部5E。该隔离板110优选地配置在复盖元件11上。复盖元件10上位于空间SP中的若干凸台30增强进入油墨贮存器的空气的收集。
图14(A)和(B)表示了能够完成印刷操作和油墨供给的倾斜区域。由参考序号40指示的是水平线。优选的是精细传递区段要处于较低的位置。理论上说，管底P表面与水平面40平行。然而，实际上，作为本实施例两个腔室结构的情况下，倾斜度保证在0≤Q≤15度的范围内。当在一个扫描管前后移动时，倾斜角优选为0-5°。
在这个实施例中应用的产生真空材料能由若干产生真空材料元件构成。然而，在这种情况下，该元件之间的组合的接合面能允许空气在接合面上运动。在这种观点下，产生真空材料可优选为独个毛细孔材料元件。
如果油墨贮存器具有大于产生真空材料腔室的油墨容量，该贮存器保证实现其功能。
现在叙述油墨容纳腔室内的部份壁61。当油墨贮存器(管壳)被操作者操作时，或者在贮存器运输期间，管壁可能会变形，其结果是使油墨会从油墨记录头通过缝隙泄漏，或者油墨由用于平衡外界压力管中的压力而提供的空气通道中泄漏。
这个实施例解决了这个问题。它防止了操作期间或者运输期间，甚至温度或压力变化导致的油墨泄漏。此外，使用效率仍然很高。
图15(A)是这个实施例油墨贮存器的透视图，(B)是该图的剖面图。图16图示了这个实施例的油墨供应操作情况。图17图示了承受载荷时，侧壁的变形。
如图5(A)和(B)所示，油墨管1的主体包括一个用于连接油墨记录头的开口2、一个确保空气进入并配置于该开口2上方的空气通道10、用于保持记录用油墨的产生真空材料3、一个用来容纳产生真空材料3的其上配置开口2和空气通道10的产生真空材料贮存器4、以及用于容纳通过部份壁5下方的间隙与产生真空材料贮存器相通的油墨贮存器6。油墨贮存器6和产生真空材料贮存器之间通过棱边5端部和底部表面之间形成的间隙彼此相通。一个部份壁61连接相对的留有不小于底部间隙8缝隙的侧板。图16是一个剖面图，该图表示了用于将油墨供应至喷射记录头的连接件7插入油墨管壳主体1的开口2以便加压接触产生真空材料3之后，油墨喷射记录装置可运转的状态。在连接件7的开口端部可以提供一个过滤器以清除油墨管中的杂质。
当喷墨记录装置工作时，油墨通过油墨孔泄出。
图18表示了另一个实施例，是该实施例中考虑到产生真空材料贮存器4、油墨贮存器6之间的真空比，以及根据应用具有这油墨贮存器6的油墨喷射记录头而选择的产生真空材料3的材料，油墨贮存器6配置了若干部份壁61。
下面叙述所述侧板的增强。
在油墨管中油墨管壳既保持高的使用效能，又要在运输期间有高度抵抗外力和外界条件变化的能力是合乎需要的。
在这个实施例中，当外部压力施加到侧板12a、12b和12c时，产生真空材料贮存器4和油墨贮存器中产生的形变是相同的。例如该管通常由塑料材料注塑而成。如图15(B)和图17所示，产生真空材料贮存器4的侧壁厚度大于油墨贮存器侧壁12b和12c的厚度，并且一个部份壁(边棱)61在相对侧板之间延伸配置，垂直底部留有间隙。该部份壁将油墨贮存器6分为两个相等的空间。此外，油墨从喷射记录头的喷孔喷射，从而在油墨贮存器中产生吸力。油墨9从油墨贮存器6通过棱边5的端部与油墨管11之间的间隙8到达产生真空材料贮存器4传送到油墨喷射记录头，并且穿过产生真空材料3到达连接件7。由此，除了间隙8外，均封闭的贮存器6的压力随着油墨贮存器6的产生真空材料贮存器4之间的压力差而减小。在连续的记录操作中，顶压力整继续增加。
然而，后来，产生真空材料贮存器又用空气通道10与空气相通。正如图16(b)所示，空气通过产生真空材料3和间隙8进入贮存器6。因此，油墨贮存器6和产生真空材料贮存器之间的压力差便被除去。油墨喷射记录操作期间，这种现象不断重复，从而在油墨贮存器中保持某一恒定的真空度。除了附着在油墨贮存器6内壁表面的油墨之外，油墨贮存器中的所有油墨均能完全用完。因此，油墨使用效率很高(图16(c))。
当记录操作未被执行时，产生真空材料3自身的毛细作用力(即油墨和产生真空材料之间弯液面为起防止油墨从油墨喷射记录头积相等载荷敏感的墙板变形St6作的很小，并且位于棱边61相对端的侧板12b和12c的变形量是相等的，因为造成的产生真空材料贮存器的变形St4相等，由变形产生的油墨泄漏就可以防止。#图15(B)和图17所示的油墨管中，墙板的材料为聚丙烯(PP)，外部尺寸为长48mm、高35mm以及厚11mm。在这种情况下，基本上在48mm长度的中心将其分为产生真空材料贮存器4和油墨贮存器6。产生真空材料贮存器4的侧壁12a的厚度为1.5mm，油墨贮存器6的侧壁12b和12c的厚度为1mm，油墨贮存器的边接61距壁表面大约10mm。这样，提供了有大于两倍的安全系数的强度用以抵抗操作负载(大约2Kg)。同时，提供了足够的强度以抵抗输送过程中及温度区间的压力变化。
在这个实施例中，基于油墨贮存器的尺寸仅配置了一个边棱61。但是，其数目并不限定，如图18所示，按照油墨管的尺寸可配置若干棱边61。本领域熟练人员能适当地确定棱边61数目、位置和厚度。
图20表示了一种在运输和操作过程中的油墨泄漏与贮存器4和6的各种壁厚的统计关系，用以确定油墨贮存器6的壁厚。
任何壁厚的增加均导致抵抗泄漏的阻力增加。然而，从减小尺寸和油墨的有效利用率要高的立场出发，优选较小的壁厚以增加内部容积。根据图中表示的资料，产生真空元件贮存器4的侧壁厚为1.5mm，油墨贮存器6的侧壁厚为1.0mm。
在油墨管尺寸的基础上，上述尺寸可以用本图数据为基础来确定。优选的产生真空材料贮存器4的壁厚为油墨贮存器6壁厚的1.3-3倍。
虽然结合了上述具体结构叙述了本发明，但本发明不局限于上述的具体结构，一切上述具体结构的变化型及改进型场在本发明的保护范围之内，该范围由权利要求书确定。
权利要求
1.一种容器，用于含有记录用液体，包括一个第一腔室，用容纳负压产生材料，第一腔室设有一个通气孔，与大气相通并设有一个供给口，用于为记录提供印液，以及一个第二腔室，除了用于与所述第一腔室连通的连通部分外基本密闭，并设有为第一腔室的印液体贮液池；其中，在所述第一腔室内在所述连通部分与所述负压产生材料的负压产生区之间设有一个基本无负压产生材料的区域。
2.根据权利要求1所述的容器，其中在所述第一腔室内邻近所述通气口设有一个基本无印液的区域。
3.根据权利要求1或2所述的容器，其中在所述第二腔室内设有加固件，用于防止构成所述第二腔室壁向内变形。
4.根据权利要求1，2或3所述的容器，其中限定所述第一腔室壁的壁比构成所述第二腔室壁厚1.3～3倍。
5.根据权利要求1所述的容器，其中所述容器含有印液。
6.一种容器，可与喷墨记录设备的记录头相连，包括一个第一腔室含有负压产生材料并具有一个出口，安置在使用中容器的下部并与喷墨头相连，从容器向喷墨头提供印液，以及一个通气口，使大气进入然容器；以及一个第二腔室，通过设置在使用中容器下部的连通口与第一腔室相通，并设有为第一腔室的印液贮液池，其中在所述第一腔室内在所述连通口与负压产生材料之间设有一个无负压产生材料的区域。
7.根据权利要求6所述的容器，所述外壳是一个基本直角平行六面体，由隔板分成第一腔室和第二腔室并带有隔板确定的连通口，第二腔室除了与第一腔室连通外被密封，第一腔室除了与连通口邻近的区域外填充有负压产生材料，第二腔室是无负压产生材料。
8.根据前述任意一项权利要求所述的容器，其中无负压产生材料的区域从连通部分或连通口沿壁向外延伸一定部分。
9.根据前述任意一项权利要求所述的容器，其中所述第二腔室是可拆卸安装于喷墨记录头上的。
10.一种参考附图9(c)或9(d)基本如前所述的可与喷墨头相连的容器。
11.一种喷墨记录组件，包括前述任意一项权利要求所述容器以及可从容器装上和拆下的喷墨头。
12.一种喷墨记录设备，包括载有喷墨记录头和前述任意一项权利要求所述容器的管。管具有安装部分，用于安装所述油墨容器，使其能够向喷墨头供给印液。
全文摘要
一种油墨容器,包括用于容纳一种产生负压材料并且配置用于与外界空气连通的空气连通部分的第一腔室,其中,邻近空气通连部分的产生负压材料部分不包含油墨,还包括一个除了用于与第一腔室通连的连通部分之外基本上密闭的第二腔室,连通部分位于远离空气通连部分的位置上,其中,第二腔室直接容纳供应到第一腔室的油墨。
文档编号B41J2/175GK1180015SQ97110
公开日1998年4月29日 申请日期1997年4月11日 优先权日1992年7月24日
发明者日隈昌彦, 池田雅实, 浅井直人, 阿部力, 野俊雄, 刈田诚一郎 申请人:佳能株式会社