CN1253317C - 喷墨记录头 - Google Patents

Abstract

一种喷墨记录头，能够很好地洗净连接到液体供应通路上的缓冲室。喷墨记录头包括：具有喷出墨水的喷出部的记录头单元(5)；安装有容纳用记录头单元(5)喷出的墨水的墨水容器(7)的容器保持单元(4)；用于将容纳在墨水容器(7)内的墨水供应给记录头单元(5)的、形成在结合到容器保持单元(4)上的、与流路形成构件(1)之间的液体供应通路(8)。在液体供应通路(8)上，连接内部存在气体的缓冲室(20)，在该缓冲室(20)上设置开口部(1e)。将记录头单元(5)和流路形成构件(1)结合并使记录头单元(5)和容器保持单元(4)结合，将开口部(1e)关闭。

Description

喷墨记录头

技术领域

本发明涉及向纸、布等记录媒体喷出墨水而进行记录的喷墨记录头。

背景技术

在现有技术中，打印机，复印机，传真机等记录装置，其结构为，根据图象信息在被记录材料上记录由点图案形成图象。这种记录装置，根据其记录方式可以分成喷墨方式、针式、热敏式、激光束式等，其中，喷墨式打印机，具有喷墨记录头，该喷墨记录头的结构为，在墨水液体流路中具有产生喷出墨水用的喷出能量的能量变换机构，将墨水从墨水供应口经由液室导入上述液体流路，在这里，利用由能量变换机构所给予墨水的喷出能量，使墨水作为飞行的液滴飞向被记录材料，由此命中目的点而进行记录。

其中，利用热能喷出墨水的喷墨记录头，由于具有除了能够高密度地配置喷出记录用墨水并形成飞行液滴用的墨水喷出口之外，还能够使整体紧凑化等优点，所以，已经实用化。此外，近年来，由于对高速记录的要求，在喷墨记录头中配置的喷嘴的数目也逐渐增多。

在喷墨方式的记录头中，为了处理作为流体的墨水，因伴随着墨水喷出动作发生的的墨水的振动，在喷出口部，会极大地打乱弯月面(喷嘴附近墨滴表面所形成的凸面)的振动，成为使图象质量发生恶化的一个原因。例如，在以高密度配置多个喷嘴的喷墨记录头中，在进行记录时，单位时间的墨水流量大，在喷出停止时，墨水向前方移动的惯性力也大，在该惯性力的作用下将正压施加在喷嘴上，从而使弯月面飞出。由于这种情况，有可能产生墨水的下滴。或者，当在弯月面凸出的时刻，外加下一个记录信号时，不能实现控制良好的墨水喷出，而成为小的墨滴飞散，即所谓的飞溅状态的喷墨，进而导致图象的记录质量降低。

图7是表示在现有技术的喷墨记录头中，相对于进行规定的喷出时的喷出脉冲，墨水流路内的压力振动波形的图示，图8A、8B和8C是示意地表示在图7中的A区间(喷出开始前)，B区间(喷出动作当中)，C区间(喷出刚刚停止之后)墨水喷出口附近的弯月面的状态的剖面图。

如图7所示，在喷出刚刚停止之后，流路内的压力振动的振幅a较大，成为正压，该振动会打乱下一次喷出时的弯月面的振动。更详细地说，在图7的A期间，形成图8A所示的稳定的弯月面M，当在这种状态下驱动发热体53，进行B期间所示的喷出动作时，生成图8B所示的良好的液滴50。然后，当进入刚刚停止喷出之后的C期间时，由于向喷出口51移动的墨水的惯性力，流路52内的压力变大，成为正压，如图8C所示，形成弯月面M在喷出口的形成面上成为***的状态，在最差的情况下，墨水从喷出口51垂落。此外，当在该时刻外加下一个信号时，有导致飞溅喷出的可能性。作为解决这种弯月面的大的振动造成图象质量降低的现象的方法，通过适当地改变设置在从墨水容器至记录头的墨水供应通路中的过滤器的直径及流路的截面面积，进行流动阻力的调整，从而缩小弯月面的振动的振幅，或者使之稳定化。作为使弯月面振动稳定的另外的方法，如特开平6-210872号公报所公开的那样，设置与构成记录头的共用液室连通的缓冲室，通过使缓冲室中存在气体(例如空气)来吸收压力振动的技术是公知的。这作为抑制记录头内的墨水的压力振动的方法是有效的，是一种很多喷墨记录头中采用的技术。

在墨水喷出时，在图7和图8A、8B及8C所示的墨水的运动的现有技术的喷墨记录头中，为了稳定弯月面的振动，在采用进行流动阻力的调整的技术的情况下，当将流动阻力设定得比较大时，虽然在弯月面的振动问题上得到了改进，但来不及向墨水流路中供应墨水(补给用墨水)，在喷出时，不能获得足够的喷出量，有可能引起浓度不足。另一方面，当将流动阻力设定的较小时，虽然来得及供应墨水，但不能抑制弯月面的振动，不能充分适应于本来所要改进的课题。即，借助进行流动阻力的调整的技术，改善弯月面振动的课题，被限定在其条件设定的所限制的范围内，从而使作为喷墨记录头的结构的自由度缩小，有可能产生内在的不稳定因素。

与此相对，如上述特开平6-210872号公报公开的、在记录头的共用液室(或者液体供应路通路的一部分，在下面的描述中，共用液室包含液体供应通路的一部分)中设置缓冲室，通过使其内部具有气泡来吸收压力振动的结构中，作为抑制弯月面的振动的效果，是一种发挥充分的效果的结构。但是，缓冲室经由连通部分与共用液室连通，为了防止缓冲室内的气体与墨水置换，除连通部分之外需要形成闭塞的空间，同时有必要通过对连通部的结构和缓冲室的形状采取特殊的措施，以便使液体难以经由连通部进入。此外，对于构成极小的喷墨记录头的共用液室，为了进一步设置缓冲室，缓冲室的容积和形状几乎没有任何自由度。再例如日本专利申请JP-A-2002-144602公开了一种喷墨记录头和记录装置，其中通过具有排出部19的记录头单元5和墨水容器支承单元4的结合，形成从墨水容器到将墨水容器内的液体排出的排出部19的液体供应路径，在该液体供应路径上连接有气体存在的缓冲室。

在喷墨记录头的制造过程中，为了在结构部件的内部不存在灰尘，需要相应地进行清洗。在清洗设置上述这种缓冲室的喷墨记录头的结构部件时，存在着不能将缓冲室内充分洗净的可能性。此外，即使在能够洗净的情况下，清洗后的干燥也需要很长的时间。或者，当清洗不充分时，残留在缓冲室内的尘埃等会移动，堵塞喷墨记录头的墨水流路的内部，有可能引起记录不好。

发明内容

本发明的目的是，在通过共用液室中设置缓冲室的结构来解决墨水的弯月面的振动问题的喷墨记录头中，解决上述课题。即，本发明的目的是，提供一种采用能够良好并且可靠地对缓冲室进行清洗以及清洗后的干燥等一系列工序的结构的喷墨记录头，其中，所述缓冲室为了很好地抑制由于喷出液体在液体供应通路内的液体上产生的振动，连接到液体供应通路上。

为了达到上述目的，本发明的喷墨记录头，其包括：记录头单元，该记录头单元用于进行记录，并具有喷出一种或多种液体的一种或多种喷出部；容器保持单元，该容器保持单元安装有收容由该记录头单元喷出的一种或多种液体的一种或多种容器；液体供应通路，该液体供应通路形成于前述容器保持单元上，并用于将收容在安装于前述容器保持单元上的前述容器内的前述液体供应给前述记录头单元；液体供应口，该液体供应口与前述液体供应通路相连通并被设置到流路形成构件上；以及被设置到流路形成构件上的缓冲室，通过使前述记录头单元和前述容器保持单元结合，将前述开口部封闭，其中，该缓冲室具有与前述液体供应口相连接的连通路且没有分支，而且该缓冲室具有设置在前述连通路的延伸部分的开口部。

根据上述本发明的结构的喷墨记录头，通过设于缓冲室上的开口内流过清洗水，能够容易且可靠地将缓冲室洗净。因此，在记录头法制造过程中，能够良好且可靠地冲洗在缓冲室内的异物，以便防止这种异物从缓冲室通过液体供应通路移动到记录头的喷出部、堵塞喷出部引起液体的喷出不良。此外，还能够高效率地进行清洗后的干燥作业。进而，由于通过记录头单元和墨水容器保持单元的结合来关闭缓冲室的开口部，所以，无需为了关闭开口部，进行特别的追加工序。

由于通过将录头单元与容器保持单元结合将开口部密闭地关闭，在液体供应通路内形成缓冲室，所以，在液体喷出时，可以很好地抑制在液体供应通路内的液体上产生的振动。因此，根据本发明的喷墨记录头，可以保持稳定的喷出状态，能够获得高质量的记录图象。

附图说明

图1是根据本发明的喷墨记录头的第一种实施方式的分解透视图。

图2是根据本发明的喷墨记录头的第一种实施方式的分解透视图。

图3是形成在图1所示的流路形成构件和容器保持单元之间的缓冲室的放大示意概略图。

图4是在安装墨水容器的状态的第一种实施方式的喷墨记录头内形成的液体供应通路的示意剖面图。

图5是在本发明的喷墨记录头的第二种实施方式中液体供应口密封弹性片的俯视图。

图6是在安装墨水容器的状态的第二种实施方式的喷墨记录头内形成的液体供应通路的示意剖面图。

图7是在现有技术的喷墨记录头中，相对于进行规定的喷出时的喷出脉冲的喷墨流路内的压力振动波形图。

图8A、8B、和8C是表示在图7中的A区间(喷出开始前)、B区间(喷出动作中)、C区间(喷出刚刚停止后)墨水喷出口附近的弯月面的状态的剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图说明发明的实施方式。

(第一种实施方式)

图1和图2是根据本发明的喷墨记录头的第一种实施方式的分解透视图。图1是从墨水容器的安装侧观察到的该喷墨记录头的图示，图2是是从喷出口侧观察到的该喷墨记录头的图示。

如图1和图2所示，本实施方式的喷墨记录头包括：具有青(C)、品红(M)、黄(Y)三色彩色墨水用的喷出部和黑色(BK)墨水用喷出部两个喷出部的记录头单元5；安装有一体地构成三色彩色用的墨水容器的彩色用的墨水容器(图中未示出)和黑色用的墨水容器(图中未示出)的容器保持单元4；结合到该容器保持单元4上并在容器保持单元4上形成液体供应通路的流路形成构件1。本实施方式的容器保持单元4和流路形成构件1，例如，由具有热塑性的树脂构成。

为了将各色墨水从安装在容器保持单元4上的各墨水容器导入到设置在容器保持单元4的背面上的液体供应通路用槽1B中，在容器保持单元4上，设置青色墨水用液体导出口(C)4a，品红墨水用液体导出口(M)4b，黄色墨水用液体导出口(Y)4c，以及，黑色墨水用液体导出口(BK)4d。

在流路形成构件1和记录头单元5之间，配备作为弹性体构件的液体供应口密封弹性片2，在该液体供应口密封弹性片2上，形成有青色墨水用液体供应口(C)2a、品红墨水用液体供应口(M)2b、黄色墨水用液体供应口(Y)2c以及黑色墨水供应口(BK)2d，其使在流路部件1上按每种颜色分别独立设置的青色墨水用液体供应口(C)1a、品红墨水用液体供应口(M)1b、黄色墨水用液体供应口(Y)1c以及黑色墨水供应口(BK)1d分别连通于在记录头单元5上按每种颜色分别独立设置的青色墨水液体供应口(C)5a、品红墨水用的液体供应口(M)5b、黄色墨水供应口(Y)5c以及黑色用墨水用的液体供应口(BK)5d。

液体供应口密封弹性片2的各液体供应口2a～2d，分别具有使流路形成构件1的各液体供应口1a～1d的凸出部贯通的通孔。在这些通孔的边缘中，在将液体供应口密封件弹性体2夹持在中间并将流路形成构件1和记录头单元5结合时，压接到记录头单元5上的一侧的边缘将各液体供应口5a～5d的周围密封，压接到流路形成构件1上的一侧的边缘，将各液体供应口1a～1d的周围密封。

在容器保持单元4与流路形成构件1的相互结合面上，分别设置在将两者结合时在两者之间形成液体供应通路的液体供应通路槽1A、1B，以及形成缓冲室20(参照图3)的缓冲室槽3A、3B。该缓冲室20，构成使内部存在气体并吸收墨水振动的空间，是由连通路21从液体供应通路中分支出来形成的。

图3是放大地表示形成在图1等所示的流路形成构件与容器保持单元之间的缓冲室的示意概图。

缓冲室20设置在与黑色墨水用的液体供应口(BK)1d连通的连通路21的延伸部分上，在其内部，设置局部缩小流路截面面积用的肋20a。在流路形成构件1上，设置与缓冲室20的内部连通的缓冲室开口部1e，在容器保持单元4与流路形成构件1接合形成缓冲室20时，缓冲室20通过开口部1e向外部开口。

此外，如图1和图2所示，在液体供应口密封弹性片2上，设置与缓冲室20的开口部1e对应的缓冲室开口部接头2e。和各液体供应口2a～2d一样，缓冲室开口部接头2e具有使缓冲室开口部1e的凸出部***贯通的通孔。在该通孔的边缘中，在中间夹持液体供应口密封弹性片、将流路形成构件1和记录头单元5结合起来时，与记录头单元5接触侧的边缘，压接在不形成记录头单元5的液体供应口5a～5d的平坦的部位处，与流路形成构件接触侧的边缘，将缓冲室开口部1e的周围密封。

这样，通过在将液体供应口密封弹性片2夹持在中间的状态下将流路形成构件1和记录头单元5接合，使容器保持单元4与记录头单元5结合，由此可以将缓冲室20的开口部1e封闭，借此，在液体供应通路上形成经由连通路21连接的、内部存在气体的成为闭塞空间的缓冲室20。

在本实施方式中，在流路形成构件1的液体供应通路槽1A和缓冲室槽3A的周围，设置熔接肋30，通过利用超声波振动使该熔接肋30熔融，熔接在容器保持单元4的液体供应槽1B和缓冲室3B上，由此进行保持单元4和流路形成构件1的接合。作为使容器保持单元4和流路形成构件1的接合方法，除上述超声波振动熔接之外，也可以考虑采用热熔接和粘结剂等方法，但不管怎样，在液体供应通路和缓冲室20内，都会生成由熔接产生的树脂片及固化后的粘结剂片等异物。所述异物在放置时，通过液体供应通路移动到记录头喷出口，使喷出口堵塞，成为引起液体喷出不良的原因，有必要进行清洗并将其排出到外部。与此相对，在本实施方式中，由于缓冲室20上开始开口部1e，所以，通过缓冲室开口部1e使清洗水流过液体供应口1d和缓冲室开口部1e之间，能够容易而可靠地清洗缓冲室20的内部。

此外，在本实施方式中，为了简化图1和图2，只表示了在黑色墨水用的液体供应通路上设置缓冲室20的结构，但对于其它颜色墨水用的液体供应通路，也可以同样地设置缓冲室。

图4是表示在安装墨水容器的状态下形成于本实施方式的喷墨记录头内的液体供应通路的示意剖面图。

在本实施方式的喷墨记录头中，贮存在安装于容器保持单元4上的墨水容器7中的墨水，通过设于容器保持单元4上的过滤器11后，经由液体供应通路8供应给至共用液室9内。供应给至共用液室9的墨水，被供应给至以堵塞共用液室9的方式设置在记录头单元5上的加热板上形成的多个喷嘴(图中未示出)，通过驱动按各喷嘴分别设置于加热板上的加热器(图中未示出)，将所述墨水从各喷嘴的喷出口喷出。这样，形成于加热板10上的多个喷嘴和喷出口，构成喷出墨水的喷出部。

此外，墨水容器7的墨水出口的周围，压接在容器密封弹性体13上，防止墨水从墨水出口漏出。

上述连通路21从该液体供应通路8中分支，在连通路21的延伸部分上设置缓冲室20。将缓冲室20开口的缓冲开口部1e，由连通密封弹性片2的缓冲室开口部接头2e、从两侧压接它的流路形成构件1和记录头单元5所封闭。因此，通过从喷出口喷出墨水，在流路内产生的压力振动被缓冲室20内的气体的收缩吸收，从而，使从喷出口喷出的墨水喷出状态稳定，可以记录高质量的图象。

此外，当缓冲室20内的气体增长进入液体供应通路8内时，该气体有可能推压墨水流动，从液体供应通路8经由共用液室9进入喷嘴内。在这种情况下，在未填充墨水的喷嘴中，当驱动加热器时，有可能不仅不能喷出墨水，而且会使加热器烧结，引起所谓的“不吐泡”的现象。

这里，在本实施方式中，对于液体供应口密封弹性片2，使之具有气体隔离特性，能够抑制缓冲室20内气体的增长，对于液体供应口密封弹性片2的材料，采用氯丁橡胶。借此，本实施方式的喷墨记录头，在35℃的环境下放置168小时之后，能够不会发生“不吐泡”地记录图象。

此外，当由于喷墨记录头的姿势及振动、周围的压力的减压等，缓冲室20内的气体与墨水直接发生置换时，不能抑制流路内的压力振动，作为其结果，会发生记录不良。作为防止这一问题的方法，在本实施方式中，如参照图3说明的那样，为了局部地缩小缓冲室20内的流路截面面积，在缓冲室20内设置肋20a。借此，缓冲室20内变成迷宫式结构，并且由于流路截面面积局部缩小，所以，可以防止墨水从连通路21进入缓冲室20内。

(第二种实施方式)

图5是表示本发明的喷墨记录头的第二种实施方式中的液体供应口密封弹性片的俯视图，图6是表示在安装墨水容器的状态下的本实施方式的喷墨记录头内形成的液体供应通路的示意剖面图。

如图5和图6所示，在本实施方式中液体供应口密封弹性片2，与第一种实施方式不同，在缓冲室开口部接头2e上不开设通孔，通过利用记录头单元5将弹性体2的缓冲室开口部接头2e压接到流路形成构件1的缓冲室开口部1e上，将缓冲室开口部1e封闭。此外，由于本实施方式的喷墨记录头的其它结构与第一种实施方式***相同，所以省略对各结构的详细说明。

假定，当在液体供应口密封弹性片2上连缓冲室开口部接头2e都不设置，而使缓冲室开口部1e直接与记录头单元5接触时封闭开口部1e时，根据记录头单元5的接触面所具有的平滑性的程度，有时不能充分进行开口部1e的封闭。与此相对，在本实施方式中，由于利用弹性体2的变形封闭开口部1e，所以，能够更可靠地将开口部1e封闭。

借此，利用本实施方式的喷墨记录头，与第一种实施方式一样，由于利用缓冲室20内的空气的收缩来吸收由从喷出口喷出的墨水在流路内产生的压力振动，所以，从喷出口喷出的墨水的状态稳定，能够记录高质量的图象。

关于缓冲室20的清洗，直到将记录头单元5安装到流路形成构件1上之前，液体供应口密封弹性片2不被压接到流路形成构件1上，缓冲室开口部1e室敞开的，所以，和第一种实施方式一样，能够很容易地清洗缓冲室20的内部。

如上所述，本发明的喷墨记录头，由于为了将容纳在安装到容器保持单元上的容器内的液体供应给记录头单元，将内部存在有气体的缓冲室连接到液体供应通路上，在缓冲室上设置开口部，所以，通过使清洗水从设置在缓冲室上的开口部流过，能够容易且可靠地的清洗缓冲室。因此，在能够良好且可靠地冲洗在记录头的制造工序中的产生于缓冲室内异物，防止这种异物从缓冲室通过液体供应通路移动到记录头的喷出部，堵塞喷出部引起液体喷出的不良。此外，也可以高效率地进行清洗后的干燥作业。

进而，由于可以通过将记录头单元和容器保持单元结合将缓冲室的开口部封闭，所以，为了封闭开口部，无需进行追加的工序。

由于通过将记录头单元和容器保持单元结合将开口部密闭地封闭，并在液体供应通路中形成内部存在气体的缓冲室，所以，可以良好地抑制因喷出液体在液体供应通路中发生的振动。因此，根据本发明的喷墨记录头，可以保持稳定的喷出状态，获得高质量的记录图象。

Claims (2)

1、一种喷墨记录头，其包括：

记录头单元，该记录头单元用于进行记录，并具有喷出一种或多种液体的一种或多种喷出部；

容器保持单元，该容器保持单元安装有收容由该记录头单元喷出的一种或多种液体的一种或多种容器；

液体供应通路，该液体供应通路形成于前述容器保持单元上，并用于将收容在安装于前述容器保持单元上的前述容器内的前述液体供应给前述记录头单元；

液体供应口，该液体供应口与前述液体供应通路相连通并被设置到流路形成构件上；以及

被设置到流路形成构件上的缓冲室；

通过使前述记录头单元和前述容器保持单元结合，将前述开口部封闭，

其中，该缓冲室具有与前述液体供应口相连接的连通路且没有分支，而且该缓冲室具有设置在前述连通路的延伸部分的开口部。

2、如权利要求1所述的喷墨记录头，其特征在于，前述开口部利用用于使前述液体供应通路和前述记录头单元相连通而设置的弹性体构件来进行封闭。

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