專利名稱：油墨罐、油墨和利用油墨罐的噴墨記錄系統(tǒng)的制作方法
本申請是第93117093.1號專利申請的分案申請。
本發(fā)明涉及裝有供入噴墨記錄頭的油墨的油墨罐、油墨、及利用油墨罐的噴墨記錄裝置。
與噴墨記錄裝置一起使用的油墨罐，要根據(jù)記錄頭在記錄過程中噴射的油墨量恰當?shù)毓?yīng)油墨量，同時，在不進行記錄時使油墨不會通過記錄頭的噴射口漏走。
當油墨罐是一種可更換的形式時，要求油墨罐與記錄裝置之間可方便的拆卸而不漏走油墨，并且油墨確實可靠地供入記錄頭中。
可與噴墨記錄裝置連用的油墨罐的常見例子，有日本專利申請公開文件No.87242/1988(第一現(xiàn)有技術(shù))，在該申請文件中，噴墨記錄支架帶有一油墨罐，油墨罐上有泡沫材料和許多噴墨孔。例如泡沫聚氨酯材料，因此可借助泡沫材料中的毛細管作用力產(chǎn)生負壓，阻止油墨從油墨罐中漏出。
日本專利公開No.522/1990(第二現(xiàn)有技術(shù))公開一種噴墨記錄支架，在此支架中，第一油墨罐和第二油墨罐用多孔材料相連在一起，而第二油墨罐又用多孔材料與噴墨記錄頭相連。在此現(xiàn)有技術(shù)中，多孔材料不裝在油墨罐中，而只是設(shè)置在油墨通道中，這樣可改進油墨利用率。由于設(shè)置第二油墨儲存部分，于是，因第一油墨罐中溫度上升(壓力下降)，空氣膨脹，從其中流出的油墨便被貯存起來，這樣記錄頭在記錄過程中的真空度，基本上保持一定。
但，在第一現(xiàn)有技術(shù)中，要求泡沫材料基本占據(jù)油墨罐中全部空間，故此，油墨容量被限制了。另外，剩下不使用的油墨量相對較多，即，油墨利用率低。這就是現(xiàn)有技術(shù)存在問題。另外，很難測出剩下的油墨量，同時，也很難在油墨被消耗時保持基本恒定的真空度。這些是附加問題。
在第二現(xiàn)有技術(shù)中，當不記錄時，由于產(chǎn)生真空的材料是設(shè)置于油墨通道上的。因此，多孔材料中存在有足夠多的油墨，但靠多孔材料的毛細管作用力所產(chǎn)生的負壓卻不夠，結(jié)果是只須有稍微小沖擊之類情況發(fā)生，油墨便通過噴墨記錄頭上的小孔漏出。這是一問題。如果噴墨支架可更換，它的噴墨記錄頭是和油墨摧做成整體的，而油墨罐又裝在噴墨記錄頭上，這就不能使用第二現(xiàn)有技術(shù)了。這又是另一問題。
日本專利No.67269/1981和No.98857/1984公開一種采用彈簧加壓的油囊的油墨罐，其優(yōu)點是利用彈簧力，故在供墨部分中所產(chǎn)生的內(nèi)部負壓是穩(wěn)定的。但，這種裝置有這樣問題，即，有限的彈簧外形，要提供所要求內(nèi)部負壓，并把油墨罐固定在墨囊上的方法是很復雜的，故，造價高。另外，對于薄的油墨罐來說，油墨的保持率小。
日本專利No214666/1990公開一種分隔腔式的油墨罐，其內(nèi)部空間分隔成許多個油墨腔，各腔之間由一可提供負壓的小孔相連通。在分隔腔式油墨罐中，供墨部分的內(nèi)部負壓是由連通墨腔的小孔口的毛細管作用力產(chǎn)生的。在這種裝置中，油墨罐的結(jié)構(gòu)比彈性囊裝置的簡單，故，從制造成本上來說是有利的。并且，油墨罐外形也不受結(jié)構(gòu)的限制。但，分隔腔式有這樣問題，即，當油墨罐位置發(fā)生變化時，根據(jù)剩下油墨量的不同，小孔夠不著油墨，結(jié)果，內(nèi)部負壓則不穩(wěn)定，甚至會達到油墨漏出的程度，故，這種油墨罐在使用中就受到了限制。
因此，本發(fā)明主要目的是提供一種便于操作的油墨罐，一種使用這種油墨罐的噴墨記錄頭，和一種使用這種油墨罐的噴墨記錄裝置。
本發(fā)明另一目的是提供一種使油墨保持率很高的油墨罐，一種使用這種油墨罐的噴墨記錄頭，和一種使用這種油墨罐的噴墨記錄裝置。
本發(fā)明又一目的是提供一種即使工作環(huán)境條件改變了，油墨也不會從油墨罐中漏出的油墨罐，一種使用這種油墨罐的噴墨記錄頭，和一種使用這種油墨罐的噴墨記錄裝置。
本發(fā)明又一目的是提供一種供應(yīng)油墨的真空度不受環(huán)境條件改變的影響的、穩(wěn)定的，故所供應(yīng)的油墨可進入記錄頭而不影響油墨的噴射性能的油墨罐，一種使用這種油墨罐的噴墨記錄頭，和一種使用這種油墨罐的噴墨記錄裝置。
本發(fā)明再一目的是提供一種借助于使用產(chǎn)生真空的器具而使油墨有效利用的油墨罐，油墨，記錄頭和噴墨記錄裝置。
本發(fā)明再一目的是提供一種油墨罐，油墨，一種噴墨記錄頭受到如振動一類的機械撞擊，或溫度劇烈變化，或即使油墨罐在使用時，或噴墨記錄裝置在運輸時，均可靠地防止油墨漏出。
本發(fā)明的一個方面是提供一種裝油墨用的裝置，它包括一種生產(chǎn)負壓的材料；用來裝內(nèi)產(chǎn)生負壓材料的第一容器，該第一容器有一通氣口和一輸出油墨用的供墨口；裝油墨的第二容器；連通第一和第二容器底部的連通口；靠近通氣口，用來把空氣導入連通部分的大氣導入裝置。
參照附圖，了解下述本發(fā)明一些最佳實施例，就可更理解本發(fā)明的上述和其它的目的，特點和優(yōu)點。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的記錄頭與油墨罐之間的連接。
圖2是本發(fā)明另一實施例記錄頭和油墨罐。
圖3是本發(fā)明一實施例的油墨罐。
圖4是記錄裝置立體圖。
圖5是本發(fā)明又一實施例油墨罐。
圖6是本發(fā)明另一實施例油墨罐。
圖7是本發(fā)明又一實施例油墨罐。
圖8是本發(fā)明又一實施例油墨罐。
圖9是本發(fā)明又一實施例油墨罐。
圖10是一種供墨方式。
圖11是本發(fā)明一實施例油墨罐中的供墨部分中內(nèi)壓力變化曲線圖。
圖12是比較例中的供墨方式。
圖13是比較例中供墨部分內(nèi)壓力變化的曲線圖。
圖14是油墨罐充滿油墨時原始狀態(tài)。
圖15是氣-就液界面開始形成的狀態(tài)。
圖16是油墨快要用完時的狀態(tài)。
圖17是油墨已用完時的狀態(tài)。
圖18是有4個組合在一起的記錄頭裝置，及用于該裝置相應(yīng)的油墨罐立體圖。
圖19是本發(fā)明又一實施例油墨罐。
圖20是一種供墨方式。
圖21是本發(fā)明又一實施例噴墨記錄用的油墨支架主體的縱向斷面圖。
圖22是圖21中噴墨記錄裝置上的油墨支架主體的橫斷面圖。
圖23是油墨支架主體斷面圖，特別表示了圖21中肋板的表面。
圖24是油墨支架主體斷面圖，表示本發(fā)明另一實施例肋板的表面。
圖25是本發(fā)明另一實施例一肋板放大斷面圖。
圖26是本發(fā)明又一實施例一種可更換噴墨記錄裝置的油墨支架主體縱向斷面圖。
圖27是本發(fā)明又一實施例一種可列換噴墨記錄裝置的油墨支架主體橫斷面圖。
圖28是本發(fā)明又一實施例油墨支架主體斷面圖，表示其肋板的表面。
圖29是一個比較例的噴墨記錄裝置用的油墨支架主體縱向斷面圖。
圖30是該比較例中噴墨記錄裝置用的油墨支架主體的斷面圖。
圖31是油墨支架主體斷面圖，表示一比較例中肋板的表面。
圖32是放大斷面圖，表示該比較例中肋板的橫斷面。
圖33是水平打印位置。
圖34是油墨腔中被壓縮的油墨吸收材料滲透油墨的緩沖作用。
圖35是本發(fā)明又一實施例被壓縮的油墨吸收材料中壓縮率分布例子。
圖36是圖35實施例中被壓縮的油墨吸收材料壓縮率分布的另一例子。
圖37是圖35實施例中被壓縮的油墨吸收材料壓縮率分布的又一例子。
圖38是比較例中被壓縮的油墨吸收材料壓縮率分布的例子。
圖39是比較例中被壓縮的油墨吸收材料壓縮率分布的又一例子。
圖40是本發(fā)明又一實施例一個附加油墨腔的例子。
圖41是圖40實施例中一附加油墨腔的例子。
圖42是本發(fā)明又一實施例中分開的被壓縮的油墨吸收材料的例子。
圖43是本發(fā)明又一實施例中油墨吸收材料在油墨腔中布置的例子。
圖44是組裝圖43實施例中的在裝置時存在問題。
圖45是比較例中油墨的消耗。
圖46是圖45比較例中當壓力下降時的油墨的漏出。
圖47是本發(fā)明又一實施例的改進例子。
圖48是圖47的實施例的改進例子。
圖49是本發(fā)明一實施例斷面圖，表示可更換的油墨罐和記錄頭裝在支架上。
圖50是圖49實施例的裝置中油墨的消耗。
圖51是空氣與油墨之間交換的原理。
圖52是本發(fā)明又一實施例供墨部分的內(nèi)部壓力。
圖53是圖52實施例的裝置中油墨緩沖作用。
圖54是用于該裝置控制系統(tǒng)方框圖的例子。
圖55是本發(fā)明又一實施例檢測剩余油墨量時的狀態(tài)。
圖56是圖55實施例油墨罐中供墨部分的內(nèi)部壓力。
圖57是補充油墨方法的例子。
圖58是本發(fā)明又一實施例油墨消耗情況。
圖59是圖58實施例油墨進一步消耗情況。
圖60是圖58實施例裝置中檢測剩余油墨量的狀況。
圖61是油墨腔內(nèi)油墨用完后再次注入油墨狀態(tài)。
圖62是本發(fā)明又一實施例剩余油墨量的檢測。
圖63是圖62實施例改進的剩余油墨量的檢測。
圖64是本發(fā)明又一實施例補充油墨的方法。
圖65是壓力下降時油墨流量。
圖66是剩余油墨量與電極間電阻之間的關(guān)系。
圖1是按照本發(fā)明一個實施例的噴墨記錄裝置中記錄頭，油墨罐與支架間連接的斷面圖。該實施例中，記錄頭20是噴墨式的，它根據(jù)電信號利用電熱轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生熱能，在油墨中造成薄層沸騰。圖1中，記錄頭20主要部分用記錄頭底板111上帶的定位基準凸起111-1和111-2與記錄頭底板111連接或壓合成一種層疊結(jié)構(gòu)。在垂直于圖1圖面方向上，定位位是靠支架HC上的記錄頭定位部分104和一個凸起111-2來實現(xiàn)的。沿圖1橫斷面垂直方向上，凸起111-2的一部分凸出來，把記錄頭的定位部分104蓋住，但凸起11-2被切去(圖中未表示)部分與記錄頭定位部分104則用于正確定位。加熱板113是用成膜工藝制成，其中包括安置在Si基片上的片熱轉(zhuǎn)換件(噴射加熱器)和為其供應(yīng)電源的電力線路，此電力線路可用象鋁一類的金屬制成。該線路做得與容納該線路的記錄頭柔性底板(記錄頭的PCB)相適應(yīng)，柔性底板端部有一接受從主機傳來的電信號墊片。這些元件，均用電線連接。用聚砜一類制成整體的頂板112上，有凡塊壁板，用來隔開與噴射加熱器相對應(yīng)的多條油墨通道。有一公共流體腔，用來接受從可更換油墨罐通過一條通道輸來的油墨，并且，把油墨供入口過多條油墨通道，還有許多用作噴射口的小孔。頂板112被一圖中未表示的彈簧壓向加熱板113，用一密封元件把加熱板壓緊并且隔開，這樣，便可構(gòu)成噴墨出口部分。
為了與可更換的油墨罐1相連通，用密封方式組合在頂板112中的通道115穿過記錄頭PCB113的許多孔和記錄頭底板111，而通到記錄頭底板111的相對的側(cè)面。另外，記錄頭PCB113在穿透部分連接并固定在記錄頭基板111上。在通道115與油墨罐1相連的一端設(shè)有過濾器25，以防止異物或氣泡進入噴墨部分。
可更換的油墨罐，由一條約束導軌和加壓裝置103與記錄頭20相連，而供墨部分中吸墨材料則在通道115一端與過濾器25接觸，這樣，可完成機械上連接。這種連接后，利用記錄裝置主機中記錄頭抽吸回收泵5015，迫使油墨從可更換的油墨罐1輸入記錄頭20，用這種方式來供應(yīng)油墨。
在該實施例中，通過加壓裝置作用，使記錄頭20和可更換的油墨罐1相互相連，同時，記錄頭20和支架HC也可在同一方向上，在機械上和電氣上連接，這樣，記錄頭PCB105上的墊板和記錄頭的驅(qū)動電極102之間的定位，便可靠實現(xiàn)。
該實施例中密封圈，是一相當厚的彈笥材料環(huán)，故，與可更換的油墨罐外壁連接部分就有足夠?qū)挾劝压┠糠置芊庾　?br> 如前所述，在本實施例中，可更換的油墨罐1與記錄頭是完全組合在一起的，故，通過推壓可列換的油墨罐，便可使滑架和記錄頭以簡單結(jié)構(gòu)互相可靠定位，同時，使記錄頭和可更換的油墨罐以簡單的結(jié)構(gòu)在主機外部連在一起，于是便可把它們裝在滑架上。故，更換的操作簡單方便。在該實施例中，滑架(記錄裝置的主機件)與記錄頭之間電氣上連接是同時實現(xiàn)的。故，更換記錄頭和可更換的油墨罐的操作性能很好。一種可能采用的代替方式是用一個單獨的接線盒來完成電氣上連接，但，這種方式的結(jié)構(gòu)寬度要增大，以保證記錄頭的定位和與可更換的油墨罐的連接。圖4表示一種臥式記錄裝置。下面結(jié)合圖4說明本實施例噴墨記錄裝置中記錄頭的布置和工作過程。圖4中，記錄紙P由一平輥5000向上送進，并由一壓紙板5002在滑架運動方向的整個范圍中壓向平輥5000?；蹾C的一滑架移動銷嚙合在螺旋槽5004中?；苡山z杠5005(驅(qū)動件)和與絲杠平行的光杠5003支承，它可沿著在平輥5000上的記錄紙P的表面上往復運動。絲杠5005由可正反轉(zhuǎn)動的驅(qū)動輥通過運動齒輪5011和5009來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，標號5007和5008所指的是光敏聯(lián)接器，用來檢測滑架桿5006是否就在面前，以轉(zhuǎn)換電動機5013的轉(zhuǎn)動方向(終點位置傳感器)。記錄圖象的信號按照與帶著記錄頭的滑架運動之間的時間關(guān)系傳輸?shù)接涗涱^，并將墨點噴射到適當?shù)奈恢蒙希源藖硗瓿捎涗浌ぷ?。標?016所指的是用來支承在蓋零件5002的零件，壓蓋零件用于蓋住記錄頭的前表面。標號5015所指的是抽吸在蓋內(nèi)部用的抽吸裝置。這樣它依靠通過在蓋上的孔口5023的抽吸來實現(xiàn)記錄頭的刷新或者復原。清理括板5017由使括板往復運動的支承件5019支承，這兩個零件都支承在主機的支承板5018上。擔吸裝置，括板或者類似的零件也可以是其它已知型式的。用來確定抽吸和復原動作的時間的杠桿的5012和與滑架接觸的凸輪5020一起運動。從驅(qū)動電機傳來的驅(qū)動力由例如離合器之類的公知傳動裝置來控制。為滑架進入終點位置或者接近終點位置的區(qū)域時，復原裝置便在由絲杠5005在相應(yīng)位置上所予先確定的時間里實現(xiàn)予定的操作過程。
如圖33所示，該實施例的噴墨記錄裝置是在垂直打印位置上工作的。在垂直位置下，記錄掃描工序是在記錄材料P朝著記錄頭2010的底面的情況下實現(xiàn)的。此時紙張的送進，找印和卸下都可以在基本上是同一個平面上進行的，因此就能夠在厚的，和剛度大的記錄材料例如明信片和OHP紙上找印。本實施例的確定可更換的噴墨記錄裝置的外殼在圖4的底面上設(shè)有4塊橡膠墊，并且在右側(cè)面設(shè)有兩條肋條和可伸縮的輔助支腿5018。這樣該找印裝置，就能夠穩(wěn)定的放置在相應(yīng)的找位置上。在垂直找印位置下，可更換的油墨罐2001是在朝向記錄材料P的記錄頭2010的噴墨部份的上方，因此，就需要支承住油墨所產(chǎn)生的靜水壓頭，同時維持很小的正壓，最好使噴墨部分中的油墨維持很小的內(nèi)部負壓，從而使噴墨部分中的油墨的彎液面能夠保持穩(wěn)定。
圖4和圖33中所示的記錄裝置可以用在將在下面描述的本發(fā)明的各種實施例中。
對于本發(fā)明的油墨罐，將進行詳細的描述，首先將描述油墨罐的結(jié)構(gòu)和工作過程。
(結(jié)構(gòu))如圖2所示，油墨罐的主體上有一個用來與噴墨頭連通的開口2，一個用來安放產(chǎn)生真空的材料3，產(chǎn)生真空的材料腔室(或罐)4，以及一個用來盛油墨的油墨盛放腔或油墨罐6，油墨罐6與產(chǎn)生真空的材料罐相鄰，用肋板5隔開，并且在油墨罐底部11處與產(chǎn)生真空的材料罐4相通。
工作過程(1)圖2是油墨罐示意剖面圖，其中用來把油墨供入噴墨記錄頭的連接件7插裝在油墨罐中，并且凸入產(chǎn)生真空的材料內(nèi)，這樣，噴墨記錄裝置就處于工作狀態(tài)下。在連接件的端部可設(shè)置過濾器，以清除油墨罐中的雜物。
當噴墨記錄裝置工作時，油墨通過噴墨記錄頭的一個或幾個小孔噴射出去，于是，便在油墨罐中產(chǎn)生油墨抽吸力。油墨9被抽吸入從油墨罐6通過肋板端部與油量支架底板11之間的空隙8抽入連接件7中，并通過產(chǎn)生真空的材料3進行說生真空的材料罐4內(nèi)，然后，油墨就供入噴墨記錄頭。之后，除空隙8之外，都是密封的油墨罐6的內(nèi)部壓力下降，結(jié)果，在油墨罐6和產(chǎn)生真空的材料罐4之間有了壓差。隨著記錄工作過程的繼續(xù)，壓差不斷增大。由于產(chǎn)生真空的材料罐4通過一通氣孔與大氣相通，故空氣便通過產(chǎn)生真空的材料和肋板端部5與油墨支架底板11之間的空隙8進入油墨罐6。此時，油墨罐6與產(chǎn)生真空的材料罐4之間的壓差便消失了。在整個噴墨記錄過程中，上述過程不斷重復，故在油墨支架中保持基本恒定的真空。油墨罐內(nèi)的油墨基本上可全部利用，除了粘在油墨罐內(nèi)壁表面上的油墨除外，故，改進了油墨的利用率。
工作過程(2)油墨罐主要工作過程是根據(jù)圖10中所示模型進一步詳細描述。
圖10中，油墨罐106與圖2中油墨罐6相對應(yīng)，里面裝有油墨。標號102，103-1和103-2是指與產(chǎn)生真空的材料3相當?shù)拿毠?。借助毛細管的表面張力，在油墨罐中產(chǎn)生真空。元件107對應(yīng)于連接件7，它與圖中未示出的噴墨記錄頭連接，從油墨罐供應(yīng)油墨。油墨通過小孔噴射出去，并沿箭頭Q所指方向流動。
在這張圖上所表示狀態(tài)，是已從產(chǎn)生真空的材料中輸出了少量油墨的狀態(tài)，故，也是從油墨罐中，從油墨罐和產(chǎn)生真空的材料的充滿油墨狀態(tài)下瑜出少量油量的狀態(tài)。在記錄頭的小孔處的靜水壓頭，油墨罐106中下降的壓力，及毛細管102，103-1和103-2中的表面張力這三者之間建立壓力平衡。當從此狀態(tài)下輸出油墨時，毛細管103-1和103-2中的油墨水平高度幾乎不變，而油墨則從油墨罐106通過與空隙8相對應(yīng)的空隙108輸出。這樣，便可增大油墨罐106中的真空度。于是，毛細管102的彎液面就變化，產(chǎn)生一個或很多氣泡。由于彎液面的破壞，氣泡便進入油墨罐106中。消耗掉的油墨量便以這種方式從油墨罐106來補充，而不使毛細管103-1和103-2中的液面高度有顯著的變化，也就是不使油墨在產(chǎn)生真空的材料中的分布有明顯變化，即保持平衡的內(nèi)壓力。
當供給總量為Q的油墨時，這種容積的變化表現(xiàn)為毛細管102中彎液面高度的變化，這種彎液面表面能量的變化使供墨部分的負壓提高。但，彎液面的破壞，使空氣可進入油墨罐中，結(jié)果，空氣代替了油墨，于是，彎液面又回到原來位置。這樣，供墨部分的內(nèi)部壓力就由毛細管102的毛細管作用力保持在預定的內(nèi)部壓力上。
圖11表示本發(fā)明這一實施例油墨罐的供墨部分中的內(nèi)部壓力，隨供墨總量(消耗量)的變化。正如上述，在開始狀態(tài)時(圖14)，供墨是從產(chǎn)生真空的材料罐開始的。更具體的說，直到在油墨罐底部的空隙8處形成彎液面之前，供應(yīng)的均為容納在產(chǎn)生真空的材料罐內(nèi)的油墨。故，和按照和線現(xiàn)有技術(shù)的充滿吸墨材料的油墨罐一樣，供墨部分中的內(nèi)部壓力是由產(chǎn)生真空的材料罐內(nèi)被壓縮的嚼材料的頂面(氣-液界面)上油墨的表面張力，與油墨本身的靜壓頭之間的平衡所產(chǎn)生的。當如上述那樣，由于在產(chǎn)生真空的材料罐中的油墨隨油墨的消耗(供墨)而減少到這樣的狀態(tài)，即，在油墨罐底部形成氣-液界面時(圖15，圖11的X點)，便開始從油墨罐供應(yīng)油墨。供墨部分的內(nèi)部壓力是由鄰近油墨腔底部的被壓縮的吸收油墨的材料的毛細管作用力保持的。只要從油墨罐供墨，內(nèi)部壓力便基本上保持恒定。當油墨進一步消耗，使油墨罐內(nèi)的油墨高度下降到低于油墨腔壁的底時，油墨罐中的油墨基本上消耗完(圖16與圖11的Y點)。由于油墨罐和外界大氣相通，故空氣可立即進入油墨罐內(nèi)。于是，剩余在油墨罐內(nèi)的少量油墨，被裝在產(chǎn)生真空的材料罐中的，被壓縮的吸收油墨的材料所吸收，這樣，產(chǎn)生真空的材料罐中所含有的油墨量便增加了。這便使供墨部分的內(nèi)部壓力隨油墨頂面(氣-液界面)稍稍上升的量向著正的方向變化。當油墨進一步消耗時，便消耗產(chǎn)生真空的材料罐中的油墨。但，如氣-液界面上降低于供墨部分時，記錄頭便開始吸入空氣，于是，供墨裝置到達極限(圖17)。到這種狀態(tài)時，便需更換油墨罐。發(fā)明人經(jīng)過調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)，用記錄裝置的主機的抽吸裝置在與記錄頭連接處進行抽吸復原操作，把油墨通道中在連通工作過程中所產(chǎn)生的氣泡除去，并使少量油墨流出油墨罐，便可從開始階段就可維持穩(wěn)定的油墨內(nèi)部壓力。另外，即使在開始階段中，和剛要更換油墨罐之前的階段中，從產(chǎn)生真空的材料罐向外供應(yīng)油墨，只要在圖11所示的穩(wěn)定供應(yīng)油墨的這一期間之內(nèi)，也不會對記錄的性能發(fā)生不利的影響，故，記錄工作便可順利進行。為了建立按照上述機理的油墨供應(yīng)方式，要注意下列各點需在最靠近空隙8位置上，在油墨與大氣之間形成穩(wěn)定的彎液面。否則，為了使彎液面移動到油墨罐中去，油墨必須消耗到這樣大的程度，于至在供墨部分產(chǎn)生很高的真空度。那樣，記錄裝置難于在高頻率下工作，故，從提高記錄工作速度觀點來看，是不利的。
圖11表示油墨罐的供墨部分中內(nèi)部壓力隨供墨量(消耗量)的變化。圖中表示不供墨狀態(tài)下的所謂靜壓P111和正在供墨狀態(tài)下所謂動壓P112。
動壓P112與靜壓P111之間的壓差便是供墨時的壓力損失δp。在彎液面移動時所產(chǎn)生的負壓是有影響的。
故，必須使彎液面毫不延遲在這一部位上破裂。為此目的，設(shè)置空氣導入通道，以便強制把空氣導入到靠近空隙8處。下面將描述這一方面的幾個實施例。
實施例1圖3表示第一個實施例。在油墨罐中產(chǎn)生真空的材料3是一種吸收油墨的材料，例如聚氨酯泡沫塑料一類的材料。當把吸收材料放到產(chǎn)生真空的材料罐4中時，在產(chǎn)生真空的材料罐的一部分留出一空隙A32，使它起導入空氣的通道作用。這一空隙延伸到油墨罐11底和肋板5端部8之間的空隙8附近。這樣，便通過通氣口與大氣連通。當開始從供墨部分供應(yīng)油墨時，先消耗吸收材料3中的油墨，于是供墨部分的內(nèi)部壓力便達到預定值。然后，在吸收材料3中穩(wěn)定地形成圖3所示油墨表面A31，而在鄰近空隙8處形成油墨與大氣之間的彎液面?？障?高度最好不大于1.5mm，在其長度方向盡可能的長。建立這樣狀態(tài)后，空隙8處的彎液面便毫不拖延的被連續(xù)不斷的油墨消耗所破壞。于是，便可穩(wěn)定地供應(yīng)油墨而不增加壓力損失δp。因此，便可在高速找印時而獲得穩(wěn)定地噴墨。
在不進行記錄工作時，產(chǎn)生真空的材料本身的表面張力(或在油墨與產(chǎn)生真空的材料的界面上的表面張力)保持不變，故，便可防止油墨從噴墨記錄頭中漏出。
為了在彩色噴墨記錄裝置中利用本發(fā)明的油墨罐，可在分隔開的幾個油墨罐中裝入不同顏色的油墨，(例如黃，黑，絳紅和蘭綠)。各個油墨支架可聯(lián)合成一個油墨罐。另一種方式是，為最常用的黑色油墨設(shè)置一可更換的油墨支架，和一個幾種彩色油墨罐聯(lián)合起來的可更換的油墨支架。也可根據(jù)使用的油墨裝置的要求，采用其他的組合方式。
下面更詳細描述本發(fā)明。
采用本發(fā)明的油墨罐時，為了控制噴墨記錄頭內(nèi)的真空度，最好優(yōu)選下列各種參數(shù)產(chǎn)生真空的材料3的材料，外形和尺寸；肋板端部8的外形與尺寸；肋板端部8和油墨罐底11之間的空隙8的外形和尺寸；產(chǎn)生真空的材料罐4和油墨罐6之間的容積比；連接件7的外形和尺寸，以及它插入油墨罐中的深度；過濾器的外形，尺寸和數(shù)量；還有油墨的表面張力。
產(chǎn)生真空的元件材料，可以是任何一種公知的材料，只要它能承受貯存在其中的液體(油墨)重量和小的振動。例如用纖維和有連續(xù)的微小孔隙的多孔材料制成的海綿狀材料。最好用聚氨酯泡沫材料制作的多孔塑料，因其易于調(diào)節(jié)真空度和保持貯存油墨的能力。具體說，用這種泡沫材料，可在制造過程中調(diào)節(jié)其微孔的密度。當泡沫材料進行熱壓縮處理以調(diào)節(jié)其微孔密度時，熱會使它發(fā)生分解，結(jié)果會改變油墨的性能，并且，可能導致對記錄質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，因此，還需進行清理。為了滿足各種噴墨記錄裝置用的各種油墨支架的要求，需要有相應(yīng)微孔密度的泡沫材料。最好不要用熱壓縮來處理泡沫材料，而是把一種預先確定網(wǎng)眼數(shù)(每一英寸的微孔數(shù))的泡沫材料切成所需尺寸，然后再放進產(chǎn)生真空的材料罐中，以此來提供所需的微孔密度和毛細管作用力。
噴墨記錄裝置中環(huán)境條件的變化。
在具有封閉油墨罐的油墨支架中，油墨可能漏出。這是因為，當裝在噴墨記錄裝置中的油墨罐的環(huán)境條件發(fā)生變化(溫度升高或壓力升高)時，油墨罐中空氣膨脹(油墨也膨脹)，把裝在油墨罐中的油墨向外擠壓，結(jié)果，油墨便漏出。在本實施例的油墨支架中，封閉式油墨罐中空氣膨脹的體積(包括油墨膨脹的體積，雖然這個量很小)是按照預計的最壞的環(huán)境條件來考慮的，并且，把相應(yīng)數(shù)量的油墨從油墨罐調(diào)配到產(chǎn)生真空的材料罐中去。通氣口的位置沒有限制，只是它要比用于與產(chǎn)生真空的材料罐相連的開口位置高。為了使油墨能在環(huán)境條件變化時，也可流到離開連接開口遠的位置上的產(chǎn)生真空的材料中去，通氣口最好是開在離連接開口很遠位置上。通氣口的數(shù)量，外形，尺寸等參數(shù)，可由本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)油墨蒸發(fā)的情況來決定。
油墨支架本身的運輸。
在油墨支架本身運輸過程中，連接開口和/或通氣口最好用密封件或密封材料密封住，以防止油墨的蒸發(fā)或油墨和空氣在油墨支架內(nèi)膨脹。密封件最好是包裝工業(yè)領(lǐng)域中使用的單層隔板，由單層隔板和塑料薄膜制成的多層密封件或復合隔板材料，復合隔板材料中有單層隔板、塑料薄膜和鋁箔或例如紙張和布那樣的加強材料。最好再加一層材料和油墨支架主體的材料一樣或相似的粘結(jié)層，并采用加熱方法把它粘結(jié)住，以便改善氣密密封性能。
為了防止空氣進入和油墨的蒸發(fā)，把油墨支架包裝起來是有效的。然后從里面把空氣抽走，再把它密封好。至于包裝材料，考慮到透氣率和透液率，最好從上述的隔板材料選取。
按上面所說那樣進行正確的選擇，便可在運輸油墨支架過程中高度可靠防止油墨的外漏。
制造方法。
油墨支架主體的材料可以是任何公知材料。但，希望這種材料不會影響記錄頭的噴墨，或已經(jīng)過為避免這類影響的處理。同時，也希望考慮到油墨支架的生產(chǎn)率。例如，把油墨支架主體分成底部11和上部，并且分別用樹脂材料整體成形，在放到產(chǎn)生真空的材料后，把底部11和上部粘結(jié)在一起，如此便制成油墨支架。如果這種樹脂材料是透明的，或半透明的，便可從外部觀察到油墨罐中的油墨，因此，便可易于判斷更換油墨支架的時間。為了方便上述密封材料一類的粘結(jié)，按圖中所表示那樣，設(shè)置一個凸出部分是可取的。從外觀角度來說，油墨支架的外表面可以是粒狀的。
油墨可用加壓或減壓方法來注入。最好在油墨罐上均設(shè)有注墨口，這樣，在注入油墨操作中，不會污染其它的開口。注入油墨后，最好用塑料或金屬塞子蓋住注油墨口。
油墨支架的結(jié)構(gòu)和外形，可在本發(fā)明的發(fā)明點范圍內(nèi)進行變化。
其他。
上述實施例中油墨罐(油墨支架)，可以是可更換式的，也可以是和記錄頭聯(lián)成一體的。
當油墨罐為可更換式時，最好主機可檢測出油墨罐的更換，并且復原工序(例如抽吸工序)是由操作者實施的。
如圖4所示，這種油墨罐可用于一臺噴墨找印機，在該機中，4個記錄頭聯(lián)成一個可與4個彩色油墨罐Bkla，Clb，MlC，Yld連接的記錄頭20。
比較例1下面說明一比較例，在此比較例中，油墨罐供墨部分的內(nèi)部壓力是隨供墨面變化的。
在油墨罐上沒有導入空氣的通道，并且，在產(chǎn)生真空的材料罐內(nèi)裝的是具有微孔的、大小基本上均勻分布的吸收材料。
如圖14所示，在開始階段，油墨罐6基本上裝滿油墨，并且，在產(chǎn)生真空的材料罐中也裝有一定量的油墨。當從這種狀態(tài)開始供墨時，油墨是從產(chǎn)生真空的材料罐4中向外輸出的，故，通過油墨的靜壓頭與產(chǎn)生真空的材料罐4中吸收材料3的油墨頂面(氣-液界面)的毛細管作用力之間的平衡，在供墨部分產(chǎn)生了內(nèi)部壓力。隨著油墨不斷的輸出，油墨的頂面下降。故，負壓隨油墨的高度呈有線明顯增加，到達圖13中以符號a表示的狀態(tài)。供墨部分的負壓不斷增加，直到供墨面在油墨腔底部的空隙處形成氣-液界面(彎液面)。
吸附材料中的油墨表面大大下降，直到在空隙處形成彎液面的狀態(tài)為止，并且，根據(jù)具體情況，油墨表面可能下降到超過與記錄頭的連接部分。
如是這樣，空氣便進入記錄頭中，造成不穩(wěn)定的噴墨或不噴墨。
即使沒有達到這種程度，供墨部分中的內(nèi)部壓力，也可能增加到超過由空隙處吸收材料的微孔尺寸所確定的、預定的負壓，如圖13中b處所示。其理由如下吸收材料或多或少受到四周的產(chǎn)生真空的材料罐內(nèi)壁的壓縮，但，在空隙處去沒有壁，吸收材料沒有受到壓縮，結(jié)果，在此處的壓縮率比其他部分稍小點。故，這種情況如圖12所示。
在該圖中表示這種情況，此時，產(chǎn)生真空的材料罐4中油墨已消耗一部分。如在這種情況下繼續(xù)消耗油墨，那末，在吸收材料3中對應(yīng)于R2，R3和R4中最大的微孔尺寸的彎液面R4移動的距離，便大于R3和R4中的彎液面。當彎液面接近空隙時，表面張力突然減小，結(jié)果，使彎液面進入油墨罐，彎液面便破裂，于是，空氣便進入油墨罐。此時，只有少油墨從R3和R4這二部分供出，而不是從R2這一部分輸出。在彎液面移動時，壓力損失δP相當大。
但，一度破裂的彎液面在重新復原時，又由慣性在接近原來位置的地方重新形成，故，高壓損失的狀態(tài)繼續(xù)了一段時間。
直到彎液面在具有微孔尺寸R1的那部分穩(wěn)定下來，都在重復同樣動作過程。一旦彎液面在空隙處穩(wěn)定下來，氣泡便進入油墨罐，直到由在空隙處的微孔尺寸R1所確定的負壓被建立起來，才達到穩(wěn)定狀態(tài)。
上述過程在圖13.b中表示，在這一段內(nèi)，既可從油墨罐，也可從吸收材料輸出油墨。如沒特別設(shè)置空氣導入通道，供墨部分的內(nèi)部壓力便不穩(wěn)定，供墨的壓力損失δp使增加，因此，噴墨性能不好，結(jié)果是難于進行高速打印。
實施例2圖5表示另一實施例裝置。
在這一實施例中，在產(chǎn)生真空的材料罐4的分隔肋板5上，設(shè)有二條肋61。在這二條肋和吸收材料3之間形成空氣導入通道A51。肋61底端A的位置高于肋板5底端B，這樣，只要簡單的把一矩形的平行六面體吸收材料3，放到產(chǎn)生真空的材料罐4中，空隙8便被吸收材料3蓋住。因此，空氣導入通道A51便可很易的而且十分穩(wěn)固地延伸到非常接近空隙8的位置。箭頭A52表示空氣流動方向。
采用這種油墨罐，可有效進行打印工序，并且，已確認，圖5中所示油墨表面和彎液面，可由于記錄工作所造成的供墨面很快形成，并且，空氣與油墨之間急速替換，也可由彎液面的破裂來實現(xiàn)。因此，只要很少的壓力損失便可供應(yīng)油墨，因而也就可穩(wěn)定地實現(xiàn)高速打印工序。
實施例3圖6表示第三個實施例的裝置，其中肋71的數(shù)量增加了，從而增加空氣導入通道數(shù)量。肋71設(shè)置成把產(chǎn)生真空的材料罐隔開。根據(jù)此實施例，多條空氣導入通道，可為從通氣口13到空隙8的附近提供穩(wěn)定的氣流，故，和第一和第二實施例一樣，可在很小壓力損失下實現(xiàn)供墨，并且可穩(wěn)定地實現(xiàn)高速打印工序。
在本 實施例中，即使通道口13布置在遠離空隙8的地方，也可順利地導入空氣。
實施例4圖7表示本發(fā)明的第4個實施例的裝置。
在本實施例中，與第2和3實施例相似，在隔離肋板上設(shè)有肋81，以形成空氣導入通道A71。肋81相對于肋板5是非對稱的，這樣一來，油墨從油墨罐6通過空隙8流入產(chǎn)主真空的材料罐4中的通道，相對應(yīng)于這條油墨流A72的，沿空氣導入通道A71通過空隙8進入油墨罐6的空氣流A73的通道，便可相對于中心線A互相獨立地形成，這樣，由于交換的壓力損失便可減少。
更具體地說，這種結(jié)構(gòu)可有效地減少為油墨和空氣之間的交換所需要的壓力損失δp大約一半。
于是，油墨便可穩(wěn)定的從記錄頭中噴射出來。
實施例5圖8是另一實施例裝置，該裝置設(shè)有肋91。在實施例2～4中，肋91的頂端延伸到容納產(chǎn)生真空的材料罐4的壁的內(nèi)表面的上部，在本實施例中，肋91并沒延伸到這樣的程度。這樣，吸收物的頂部便沒有受到肋91的壓縮，于是，便可鐾在這種被壓縮部分產(chǎn)生表面張力，從而進一步穩(wěn)定了真空控制。
更具體的說，在吸收材料3(產(chǎn)生真空的材料3)中的油墨表面A81移動到起始狀態(tài)的油墨罐中開始供出油墨的穩(wěn)定的油墨表面A82之前，都是由吸收材料3供應(yīng)油墨的。這是因為，如果通過空氣導入通導進行氣-液交換的空氣82推進得太快，吸收材料3中油墨的消耗就變慢，其結(jié)果是使油墨從油墨罐中供出。因此就限制了在環(huán)境條件變化，例如壓力改變的時候，可以從油墨罐6流入產(chǎn)生真空的材料罐4去的油墨量。于是吸收材料3抵抗油墨泄漏的緩沖作用就會變差。而在本實施例中，由于空氣導入通道A83是按照上述方式設(shè)置的，所以只有在吸收材料3中的油墨消耗到一定程度之后才導入空氣，用這種方式來控制吸附材料3的油墨表面，從而提高了抵抗油墨泄漏的作用。
實施例6圖9表示另一個實施例。
在本實施例中，空氣導入通道是由在隔離肋板或壁上開槽100來形成的。
按照本實施例，裝在產(chǎn)生真空的材料罐里的吸收材料壓縮率的不干什么性減小了，因此，易于控制真空度，于是就能穩(wěn)定地供應(yīng)油墨。
實施例7圖20表示又一個實施例。
其結(jié)構(gòu)與圖6中的實施例相似，不過，空氣導入通道延伸到肋板的底端，這是與圖6不同的。
與實施例5和6相似，即在油墨罐內(nèi)的吸收材料3在油墨消耗起始階段的油墨表面移動到空氣導入通道A201的一端C上的穩(wěn)定的油墨表面位置之前，都是消耗吸收材料3中的油墨。因而，消耗的是油墨罐6內(nèi)的油墨，而氣-液交換是通過空氣導入通道來實現(xiàn)的。因為空氣導入通道延伸到肋板的底端，所以這種結(jié)構(gòu)與圖21中所示的型式相當。在描述圖21中的型式時將進行詳細描述。
可以認為吸收材料3就是圖20中所示的毛韁管?？諝鈱胪ǖ繟201從C部通到肋板的底端，并且可以認為，空氣導入通道A201又在C部的上方部分與毛細管連通。
如前所述，在供墨的起始階段，吸收材料3中的油墨表面處于某一高度上。然而，隨著油墨的消耗，這一表面逐漸下降。供墨部分中的內(nèi)部壓力(負壓)逐漸增高。
當油墨消耗到空氣導入通道A201頂端的高度C處時，在毛細管的D位置上形成了彎液面。當油墨進一步補充和消耗時，油墨的彎液面，即油墨表面再下降。如果下降到E的位置，空氣導入通道中油墨表面的表面張力突然降低，于是就能直接消耗空氣導入通道中的油墨了。此后，就從油墨罐中消耗油墨，以維持這一位置。這就是說，突現(xiàn)了氣-液交換。在油墨的消耗過程中，油墨表面就以這種方式穩(wěn)定在略低于高度C的位置上，因而，供墨部分的內(nèi)部壓力是穩(wěn)定的。當停止供墨時，毛細管中的彎液面從位置E恢復到位置D，從而保持了穩(wěn)定。
如前所述，吸附材料中的油墨表面在位置D和E之間來回移動，一直到油墨罐里的油墨全部用完。圖中，A202表示供墨時期，而A203表示非供墨時期。
此后，油墨是從吸附油墨的材料供出的。因而，供墨部分的內(nèi)部壓力(真空)增高了，就變成不供墨了。
供墨部分的內(nèi)部壓力使得吸收材料3的毛細管作用力(吸附材料能夠?qū)⒂湍槲降母叨?與吸收材料3中的油墨表面高度之間造成一個壓力差，因此，高度設(shè)定在相對于供墨部分6的予定的高度上。從這個觀點看來，希望吸收材料3的微孔尺寸要相當?shù)男　?br> 之所以要把高度C設(shè)定在相對于供墨部分6的予定的高度上的理由是，如果油墨表面低于供墨部分6，空氣就會進入，造成噴墨不正常。
但是，也不希望高于予定的高度，因為，當環(huán)境條件變化而使油墨罐內(nèi)的內(nèi)部壓力改變，因而，從油墨罐流入吸收材料中去的油墨過多時，會使緩沖作用降低?？紤]到上述情況，所以吸收材料在高度C以上的體積大致應(yīng)選為油墨罐容積的一半。
下面將詳細解釋上面所說的機理。
一般認為吸收材料具有均勻的密度。供墨部分中的內(nèi)部壓力(真空或負壓)決定于高度差H1-H2，其中H1是吸收材料的毛細管作用力從供墨部分能夠把油墨抽吸到的高度，而H2是油墨從供供墨部分的高度已經(jīng)被抽上去所達到的高度。
例如，吸收材料的抽吸力是60mm(H1)，而空氣導入通道A從含墨部分起算的高度是15mm(H2)，所以供墨部分的內(nèi)部壓力是45mm水柱高＝60mm-15mm＝H1-H2。
在起始階段，隨產(chǎn)豐從吸收材料中消耗掉油墨，液面的高度相應(yīng)地下降，而內(nèi)部壓力呈直線狀大大地降低。
當采用上述結(jié)構(gòu)的油墨罐時，能借助于真空穩(wěn)定地供應(yīng)油墨。
這種油墨罐的結(jié)構(gòu)本身是這樣的簡單，它能夠方便地用模具之類來制造，因此能穩(wěn)定地制造大量油墨罐。
當油墨消耗到這樣的程度，即吸收材料中油墨表面的高度處在空氣導入通道A201中，也就是C位置上時，換句話說，油墨表面在E位置上時，空氣導入通道A201中的彎液面就不能維持了，于是油墨被吸收進吸收材料中，而空氣導入通道也就形成了。然后，立即發(fā)生氣液交換。另一方面，吸收材料中的液面升高了，因為從油墨罐吸收了油墨，由此形成了液面D，于是氣-液交換停止。在這種狀態(tài)下，空氣導入通道A201內(nèi)設(shè)有油墨，而在模型中空氣導入通道上方的吸收材料簡單地起一個閥的作用。
如果在這種狀態(tài)下，再繼續(xù)消耗油墨，吸收材料中的液面只稍許下隆一點，相當于打開閥門，于是立即發(fā)生氣-液交換，使得從油墨罐6中消耗油墨。當完成了油墨消耗時，吸附材料中液面由于吸收材料的毛細管作用力而上升。當上升到D位置時，氣-液交換停止，于是液面穩(wěn)定在該位置上。
因此，油墨的液面能用這種方式由空氣導入通道A201的高度，即(部分的高度穩(wěn)定地進行控制，而吸收材料的毛細管作用力，即油墨的抽吸高度則是予先調(diào)整好的，用這種方法就能很容易地控制供墨部分的內(nèi)部壓力。
為了不致因環(huán)境條件變化而使油墨的內(nèi)部壓力改變時造成油墨過多地從油墨罐6流入吸收材料4，吸收材料的毛細管作用力，即油墨的抽吸高度增加了，由此就能防止油墨從油墨罐溢出，并且還能防止在供墨部分產(chǎn)生正壓力。
實施例8圖21是按照本發(fā)明的第8個實施例的，用于噴墨記錄裝置的油墨支架的縱剖面圖。圖22是其橫剖面圖，而圖23是表示肋板的一個表面的斷面圖。
在用作油墨罐1006和產(chǎn)生真空的材料罐1004之間的隔離壁的肋板1005上，形成一空氣導入槽1031和一個產(chǎn)生真空的材料的調(diào)節(jié)室1032。空氣導入槽1031在產(chǎn)生真空的材料槽1004中形成，并且從肋板1005的中心部分延伸到肋板1005的一端，即，延伸到與油墨支架的底1011共同形成的空檔1008。在產(chǎn)生真空的材料1003與肋板1005上空氣導入通道1031相接觸的附近形成產(chǎn)生真空材料的調(diào)節(jié)室1032，此調(diào)節(jié)室呈凹進的形式。
由于產(chǎn)生真空的材料1003與產(chǎn)生真空的材料罐1004的內(nèi)表面接觸，因此，即，使產(chǎn)生真空的材料1003是不均勻地壓入材料罐1004內(nèi)的，也有一部分對于產(chǎn)生真空的材料1003原接觸壓力(壓縮)被緩解了。如圖21和22所示。因此，當記錄頭開始消耗油墨時，先消耗存在產(chǎn)生真空的材料1003內(nèi)的油墨，并消耗到調(diào)節(jié)室1032。如果再繼續(xù)消耗油墨，空氣就能很容易地沖破產(chǎn)生真空的材料1003的接觸壓力因存在調(diào)節(jié)室1032而減小了的那一部分的彎液面，很快地進入空氣導入通道1031，從而使得更易于控制真空。
在本實施例中，需要使用有彈性的多孔材料作為產(chǎn)生真空的材料1003。
當不進行記錄工作時，產(chǎn)生真空的材料1003本身的毛細管作用力(油墨與產(chǎn)生真空的材料的界面上的表面張力)能用來防止油墨從噴墨記錄頭中泄漏出去。
圖29-31作為一個比較例，表示一個沒有產(chǎn)生真空材料的調(diào)節(jié)室的油墨支架的例子。
即使比較例是油墨的支架，在一般狀態(tài)下，通過下面所描述的機制，也能毫無問題地實現(xiàn)正常的工作過程。因為設(shè)置了空氣導入通道，所以能夠達到穩(wěn)定的工作。
然而，為了更進一步穩(wěn)定工作過程，或者為了能夠使用有連續(xù)的微孔的多孔樹酯材料作為產(chǎn)生負壓的材料，就要求進一步控制其工作的穩(wěn)定性。
如圖32放大了的斷面圖所示，產(chǎn)生真空(或負壓)的材料1003與肋板1005相接觸，并且有一部分進入了空氣導入槽1031。如果是這樣，那末在接觸部分A對于材料1003的接觸壓力(壓縮力)并沒有減小。這就使得空氣很難沖破油墨的彎液面而進入空氣導入通道1031。如果是這樣，即使繼續(xù)消耗油墨，也不會發(fā)生氣-液交換，空氣導入通道就沒有起支作用。存在著不能從吸附油墨的材料中供應(yīng)油墨的不利條件。
與前面所描述的比較例2相比較，本實施例在這個問題上有優(yōu)選性。
實施例9圖24是二個肋1005的縱向斷面圖，它們具有不同的橫斷面部份。圖25是一個肋的放大橫斷面圖。
如圖所示，真空產(chǎn)生物調(diào)整腔1032的形狀和空氣進入槽1031不同于實施例8特別是與真空產(chǎn)生物1003接觸的肋105的步進位置是環(huán)繞進行，從而進一步提示了供壓力接觸和壓縮變化的效果。
在肋1005附近，鄰接容器1004處，有一個曲面R，空氣通過物質(zhì)1003，被引進到油墨中，進入的空氣再進入到油墨罐1006中。隨空氣進入油墨罐中的油墨被送入到物質(zhì)腔1006中。在空氣-液體交換的范圍內(nèi)，空氣被導入物質(zhì)1003中的油墨中。
為了使空氣-液體交換更順利，最好是物質(zhì)1003和物質(zhì)容納腔之間的壓力接觸位于空氣-液體交換范圍的下部，而不是上部。
這是因為空氣從氣相油墨相的流動更順利，這種順利是由空氣通過產(chǎn)生真空壓力物1003的囊管，該管的接觸力被釋放而達到的。
例如，所期望的效果能通過位于空氣引入部件的端部的肋1005的中部的一個部份產(chǎn)生真空物調(diào)整腔的形式來取得。
為了使本實施例的產(chǎn)生真空物質(zhì)調(diào)整腔1032達到相同的功能，可變化產(chǎn)生真空物的形狀，在達到上述要求的情況下，形狀和尺寸可做多種變化。
按前述，按照本實施例，空氣和油墨罐中的油墨隨油墨送入過程順利，穩(wěn)定的進行交換，其結(jié)果是，油墨提供部份的內(nèi)壓能被穩(wěn)定的控制，這就使記錄頭能進行高速，穩(wěn)定的，油墨噴射。
此外，油墨罐不會產(chǎn)生滴漏現(xiàn)象，即使其內(nèi)部的壓力由于外部條件的改變產(chǎn)生變化也是如此。
實施例10本實施例中的油墨罐2001是一種結(jié)合的形式，其內(nèi)部分成a和b兩個腔，兩腔在底部相通，其特點是具有被調(diào)整的囊管力的油墨吸收材料2002沒有間隙的被置放在a中，從而提供了空氣通道2003。
在圖15所示的狀況下，可被提供的油墨已經(jīng)從腔4中被送入，在腔6中的油墨已經(jīng)從4和6中都注滿的情況下被消耗到一半。圖15中，在被壓縮的油墨吸收材料3中的油墨被維持在一定高度，與記錄頭上的油墨噴射部份靜止頭，腔6中的真空處和壓縮的油墨吸收材料的囊管力處于相同的高度。當油墨從油墨提供部份被補充時，腔4中的油墨量并不減少，而腔b中的油墨被消耗，即-從油墨腔6供應(yīng)到油墨腔4中的油墨量是按照從油墨腔4提供出去的量相應(yīng)，這種相應(yīng)的補充是由維持內(nèi)部壓力平衡實現(xiàn)的。與上述相應(yīng)，空氣通過油墨腔4和空氣通道被引入。
此時如圖15所示，空氣和油墨在油墨腔底部進行交換，并且隨著空氣進入腔6，腔4中的油墨吸收材料形成的彎月形被靠近腔6的部份阻擋位，腔6中的壓力與由壓縮的油墨吸收材料產(chǎn)生的上述彎月維持力平衡。參照圖2，油墨的補充和這種結(jié)合種類中的內(nèi)部壓力產(chǎn)生將被更細致的描述。當在腔4中的油墨被消耗到予定的程度時，壓縮環(huán)油墨吸收材料造近該腔壁的部份將與空氣通道相通，由此在對抗大氣壓作用時產(chǎn)生了彎月形。在油墨提供部份的油墨內(nèi)壓由靠近油墨腔壁的壓縮的油墨吸收物材料維持，該壓力被調(diào)整到與由適當壓縮引起的予定囊管力平衡。在油墨流出之前，腔6頂部的封閉空間與鄰接腔體壁的壓縮油墨吸收材料的囊管力平衡，留在油墨腔b中的油墨靜止頭和壓縮油墨吸收材料形成的彎月靠降低的壓力維持。當油墨在這種情況下被通過油墨提供部份供應(yīng)到記錄頭時，油墨流出油墨腔6，腔6中的壓力進一步按油墨的消耗減低，此時在油墨腔壁底部的油墨吸收材料所形成的彎月形被部份的破壞，空氣可從破壞處進入到油墨腔，其結(jié)果是腔6中被過份降低了的壓力是通過壓縮的油墨吸收材料的彎月維持力和腔b中油墨本身的靜止頭來平衡。在這種方式下，油墨提供部份的內(nèi)部壓力通過靠近油墨腔壁底部的壓縮的油墨吸收材料的囊管力被維持在一個予定的水平。
圖34示出了被壓縮的油吸收材料作為緩沖物的功能。圖中出示的狀態(tài)是，在圖15出示的情況下，由于溫度上升或大氣壓力降低，或類似原因引起油墨腔2006中的空氣膨脹，油墨腔2006中的油墨流出，進入到油墨腔2004中。在此實施例中流入腔2004中的油墨被保留在壓縮的吸收材料2003中，壓縮的油墨吸收材料的油墨吸收量和油墨腔的相互關(guān)系的確定是以當環(huán)境或溫度變化時不產(chǎn)生油墨滴漏為準。油墨腔2004中的最大油墨吸收量是參考在最壞的可能情況下從腔2006流出的油墨量，及在2006向2004中流入油墨時2004腔中保留的油墨量而設(shè)定的。油墨腔2004應(yīng)具有只少容納壓縮的吸收材料所能吸收的油墨的空間。圖65出示的坐標，圖中一條實線表示在壓力降低之前腔體2006的初始容納空間與當壓力降到0.7大氣壓時流出的油墨量之間的關(guān)系。在此圖中，虛線表示最大壓力降是0.5大氣壓時的情況。關(guān)于估計最壞情況下流出腔2006油墨量，從腔2006流出的最大油墨量是在壓力降至最大的0.7大氣壓的情況下，此時腔2006中還留有30％的容納窨的油墨。如果在腔壁底端下方的油墨也被腔2004中的壓縮的吸收物吸收，可以認為所有留在2006(30％容量)中的油墨被滴漏出去。當最壞的情況是0.5大氣壓時，腔2006容積的50％流出。如果油墨量留下越小，由壓力降低引起腔2006中空氣的膨脹越大。由此可推出更多的油墨。然而流出腔2006的最大油墨量低于腔2006中的油墨容量，因此在假設(shè)的0.7大氣壓情況下，當留在腔中的油墨量不多于30％時，該油墨量低于空氣膨脹體積。結(jié)果是流入到腔2004中的油墨量減少。由此腔2006容積的30％是最大油墨滴漏量(在0.5大氣壓時是50％)。上述適用于溫度變化的情況，但是，即使溫度增加50℃，流出的油墨量也小于上述的壓力降低情況下的流出量。
如果在相反的，大氣壓上升的情況下，由位于腔2006上方的靜止油墨頭引起的低壓空氣與增大的環(huán)境壓力的差別很大，因此存在一種通過將空氣或油墨孔入到腔2006中，使壓力差別返回到予定差值的作法趨向。在這種情況下，類似于從腔2006中提供油墨的作法，靠近腔壁2005底端的壓縮的油墨吸收物2003的形成彎月形被破壞，從而空氣主要被引進到油墨腔2006形成壓力平衡狀態(tài)，由此油墨提供部份的內(nèi)部壓力在沒有對記錄裝置施加被別的影響時很難改變，在前述的例子中，當環(huán)境壓力返回到原始狀態(tài)時，相應(yīng)于被引入腔2006空氣的油墨量從腔2006中流入到腔2004中。由此類似于前述的實施例，腔2004中的油墨量隨著空氣-液體界面的上升暫時的增加。因此類似于初始狀態(tài)，油墨的內(nèi)壓也暫時的稍高于其處于穩(wěn)定狀態(tài)時的內(nèi)壓，但是，這對于記錄頭的油墨噴射特性的影響小到可不予理會。上述的問題產(chǎn)生在這種情況下，例如在低壓環(huán)境諸如海拔較高地方使用的記錄裝置被移動到低海拔地區(qū)。即使在這種情況下，發(fā)明的變化也只是空氣進入腔2006中。當記錄裝置又移到海拔較高地區(qū)時，所發(fā)生的只是油墨提供部份的內(nèi)壓稍有增加。因為裝置在過分高于大氣壓情況下的使用不可行，故不存在實用上的問題。
在開始使用至產(chǎn)生變化前，油墨通過壓縮的油墨吸收物2003可靠地被保留在油墨腔2004中，因為油墨腔2006被關(guān)閉，不存在從開口(空氣通道和油墨提供部份)的泄漏情況，從而易于使用。
對于本混合種類的油墨罐的油墨腔結(jié)構(gòu)和所述的壓縮的油墨吸收物的所希望的工作條件將被描述如下壓縮的油墨吸收物2003的油墨吸收量與油墨腔結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系是基于當周圍環(huán)境變化時不產(chǎn)生油墨泄漏來加以考慮。腔2004的最大油墨吸收量的確定是基于在最壞條件下流出腔2006的油墨量和當腔2006向腔2004中提供油墨時剩留在腔2004中的油墨量。油墨腔2004應(yīng)有至少可容納壓縮的吸收物所能吸收的最大油量的空間。關(guān)于在最壞條件下油墨腔2006能流出的油量的估計，當壓力降到0.7大氣壓時，流出油墨2006的油墨量最大，此時腔2006中仍留有30％的空間。如果低于腔壁的底端的油墨也被腔2004中的壓縮的吸收物吸收，可認為，剩留在油墨腔2006(30％空間)中的開有油墨已泄漏出去。當最壞的條件達到0.5大氣壓時，腔2006的50％空間的油墨流出。如果生活費留的油墨量越少，腔2006中的空氣由于壓力降低而產(chǎn)生的膨脹越大。由此大量的油墨被排出。但是流出油墨的最大量少于油墨腔2006中含有的油墨量。因此假設(shè)0.7大氣壓下，當剩留的油墨不多于30％時，剩余的油墨量比膨脹的空氣所占的空間更小，從而新起流的腔2004的油墨量減少。因此腔2006中30％空間的油墨是油墨的最大泄漏量(在0.5大氣壓時是50％)。
在油墨腔壁2005底部形成的油墨腔之間的通道的尺寸不小于在腔2006中的油墨在通道處不能形成的尺寸。腔2006上方是封閉的。如所述的第一種情況。所述的尺寸選用要按照從油墨提供部份所提供的最大流速(記錄裝置正穩(wěn)定的打印或吸收操作時間的油墨提供速度)在通過通道口時順利進行空氣-液體的交換要考慮到油墨的性質(zhì)，如粘性。但這種考慮要注意下述事實，即當剩留在腔2006中的油墨上表面低于油墨腔壁2005的底部時，像前面已述及的那樣，油墨提供部位的內(nèi)壓暫時向正方向變化，由此尺寸選擇時要避免此因素對記錄頭油墨噴射質(zhì)量的影響。
按對本油墨罐工作過程的描述，在這種混含類型的油墨罐中，在油墨提供部份的內(nèi)部壓力由靠近油墨腔壁的壓縮油墨吸收物來保持，因此，為維持所期望的在從腔2006中提供油墨時的內(nèi)部壓力，可適當?shù)卣{(diào)整靠近油墨腔2005底端部份的壓縮的油墨吸收物2003的囊管力。特別地，選用的壓縮比或起始的孔徑應(yīng)使靠近油墨腔壁2005底端的壓縮油墨吸收物2003的囊管力能夠產(chǎn)生記錄過程所需的內(nèi)部壓力。例如，當油墨提供部份的內(nèi)部油墨壓力是-h(mmaq)時靠近腔壁2005底端的壓縮的油墨吸收物2003的壓力如果能產(chǎn)生吸取hmm的囊管力即可。如果簡化壓縮的油墨吸收物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，其細孔徑P1可滿足P1＝2γcosθ/ρgh的關(guān)系。ρ表示油墨比重或密度，γ是其表面張力，θ表示吸收物質(zhì)與油墨接觸的角度，而g表示重力。
在油墨從腔2006被提供出去期間，當腔2004中油墨的空氣-液體界面低于油墨提供部份的上端時，空氣就進入到記錄頭。因此上述的界面應(yīng)被維持在高于油墨提供部份的上端。于是，位于油墨提供部份上方的壓縮的油墨吸收物2003就得到了一個能吸收(h+i)油墨高度的囊管力，其中i表示空氣-液體界面高于油墨提供部份頂端的距離imm。與上述類似，如果壓縮的油墨吸收物的結(jié)構(gòu)被簡化，其細孔徑P2應(yīng)滿足P2＝2γcosθ/ρg(h+i)。
上述方程中的高度i(mm)只要高于油墨提供部的頂端即可。油墨吸收力(囊管力)逐漸降低(如果吸收物材料相同，其細孔徑P3逐漸增大)(圖35)，或壓縮的油墨吸收物的整管力降低到僅靠近油墨腔壁2005處(圖36)，從而所述的空氣-液體界面也向油墨腔壁方向逐漸降低，所述的腔壁位于吸收物2003的內(nèi)部，位于腔2004中。囊管力的變化與腔壁2005的底端的囊管力一致(如果所用材料一樣，滿足P1)。
如果本油墨罐，沒有遭到碰撞傾斜，溫度急劇變化或其它的特殊外部力，吸收物2003位于空氣-液體界面下方的部份的囊管力可能是任意數(shù)值。但是，為了提供腔2004中的剩留油墨，即使這樣的外部力被傳導或者在腔2006中的油墨完全耗盡，所述的囊管力朝油墨提供部份逐漸增大(細孔的孔徑P4)，這種增大是相比于油墨腔壁2005的底端的囊管力(細孔徑P1)在油墨提供部份達到更大(細孔徑P5)(圖37)。即囊管力的調(diào)整應(yīng)適于腔壁端部的囊管力應(yīng)小于油墨提供部份緊上方的囊管力，最好是，(腔壁底端處的囊管力)＜(油墨腔中間部位下部的囊管力)＜(油墨腔中間部位上部的囊管力)＜(提供部份緊上方的囊管力)＜(油墨提供處)的關(guān)系。
如果壓縮的油墨吸收物2003的結(jié)構(gòu)被簡化孔的經(jīng)i滿足P1＝P2，最好是P1＞(P3P4)＜(P2P5)。
P3和P4的關(guān)系及P2和P5的關(guān)系可按照壓縮比一致，如P3＜P4，P2＜P5，或P3＝P4或P2＝P5。
參照圖35，36和37，圖中示出了選用的壓縮比例子。按此例，上述的諸關(guān)系可通過選用相同油墨吸收物2003和調(diào)整壓縮比來滿足。在圖中，A351，A361，A371，表示空氣-液體界面，而箭頭A352，A362和A372表示上升的壓縮的油墨吸收物的壓縮比。
圖38出示了一個比較例3，其中壓縮的油墨吸收物2003在油墨提供處的囊管力不大于腔壁附近的囊管力。此圖出示了一種油墨已被從腔2004中提供示去了一部份的狀況。在此比較例中氣-液界面A381形成在靠近油墨腔壁2005底端部份的位置，而腔2004和2006之間的導通部位，位于空氣相一邊。在這種情況下，油墨不能再從腔2006中被提供出去，而經(jīng)空氣通道部份2013被引入的空氣卻通過油墨提供部份被直接的送入到記錄頭上，此時的油墨罐已不能繼續(xù)工作。
圖39出示的是一個比較例4，例中，靠近底端部份(圖39(B))或腔壁邊(圖39(A)的壓縮油墨吸收物2003的囊管力與油墨提供部份的力相比與本發(fā)明實施例相反。類似于比較例3，當氣-液界面A391在靠近腔壁2005底端處形成之前，氣-液界面下降到油墨提供部份的頂端下方，從而油墨不可能從腔2006中被提供，由此經(jīng)空氣通道2013進入的空氣被直接送入到記錄頭，此時油墨罐亦無法工作。
前面的描述是關(guān)于具有一個記錄頭的單色記錄裝置。但所述的實施例也適用于一個有色油墨噴射的具有4個記錄頭的記錄裝置(例如BK，C，M，和Y)，這種裝置可噴射不同顏色的油墨；同時也適用于用一個記錄頭，噴射4種顏色油墨的記錄裝置。在這種情況下，需要增加設(shè)施來限止可更換的油墨罐的連接位置和方向。
在前述的實施例中，油墨罐是可更換的，但這些實例適用于一個記錄頭盤，它使記錄頭和油墨罐一體化。
實施例11圖40和41出示了一種按第11實施例的裝置。增加的兩個油墨腔2008和2009安置成與腔2006相通的形式。本變化形式的例子中，油墨的消耗順序是油墨腔2006，2008和2009。在本變化的例子中，油墨腔被分成4個腔體，以更好的防止前面實例中描述過的由環(huán)境，壓力減小和溫度變化引起的泄漏現(xiàn)象。如果腔2006和2008中的空氣在圖41的情況下膨脹，腔2006中空氣的膨脹部份通過腔2004及空氣通道2013被釋放，而腔2008中的膨脹部份通過油墨的流動進入到腔2006并且至腔2004。于是腔2004具有一個緩沖的功能。由此腔2004中的油墨吸收物的油墨保持能力可根據(jù)從一個腔的泄漏量來確定。因此壓縮的油墨吸收物2003的體積能被減小到小于其在實施例10中的體積，從而油墨保持量能夠增加。
實施例12圖42出示了第12實施例，其中，在油墨腔2004中的壓縮油墨吸收物被分成3部份，每部份具有特別的功能。圖42中，靠近油墨提供部份(它占2004中的大部份空間)的壓縮油墨吸收物的壓縮比相對較高，以增大囊管力。靠近腔端部的吸收物的壓縮比較低，但充分到能提供所需的足夠囊管力，以產(chǎn)生提供油墨所需內(nèi)壓(A423表示相對較低的壓縮比)。此外，沿腔壁置放了甚至具有更小的壓縮比的物質(zhì)A424，以促進空氣-液體界面A421在腔底端部位的形成。在此實施例中，壓縮的油墨吸收物2003被分成3個部分，事先壓縮好，然后進行安置。這樣作使油墨罐制作工藝稍微復雜一點，但壓縮比(由此引起囊管力)能在相應(yīng)位置被調(diào)整到適當?shù)某潭?。此外，上述的低囊管力吸收物被布置在腔的橫向壁上，由此使油墨提供部份的內(nèi)壓更快的升到予定的水平。
實施例13圖43出示了第13個實施例。類似于第12實施例，壓縮的油墨吸收物2003被分成3塊，A432部份具有高壓縮比，A434部份具有低壓縮比，小壓縮比部份(中間囊管力)A433位于腔2006的底部。本實施例中，即使腔2006中的油墨水平變成低于腔壁2006的底端，也能抑制油墨進入到腔2004中。由此來減少油墨提供部位的內(nèi)壓變化。由此，腔體之間的通導度也能增加，從而使油墨罐中的限止方面稍微減少。在此圖中，A431代表空氣-液體界面。但在此實施例中，象圖44所示，如果油墨吸收物在安裝時，進一步部份地(P441)壓縮其在腔壁底端上的部份，靠近腔2006處的壓縮比將局部變高，引起囊管力的局部增加。然后存在的可能性是，在靠近具有正常壓縮比的腔2004的部位之間空氣被阻擋，由此更小囊管力導致彎月形成，防止了從腔2006中提供油墨。因此這些應(yīng)當避免。
像上述描述那樣，按照實施例10，11，12，和13，混合型油墨罐得到了改進，提供了至記錄頭的提供部位的空氣通道。而且進一步提供了一個容有調(diào)整好囊管力的壓縮油墨吸收物的油墨提供腔，及一個或多個與其通連的油墨腔。所述的油墨吸收物的囊管力，至少位于至記錄頭的油墨提供部位上部的整管力要大于位于腔體相通部位上的吸收物囊管力，由此可維持穩(wěn)定的噴射，防止泄漏。由此，油墨罐易于操作，其油墨保持率也高。
實施例4在對前面述及的油墨罐進行壓力降測試期間，發(fā)現(xiàn)了一個問題，即當油墨具有后面將要描述的比較油墨3的合成組份時，油墨產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。因此，泄漏防止手段，根據(jù)個體油墨罐變化。發(fā)明者的各種調(diào)查和試驗已經(jīng)啟示了，油墨的緩沖效果受油墨和罐之間共嗚的影響。
圖14，45和46出示了產(chǎn)生泄漏的油墨罐比較。圖45中，(I)表示一個范圍，在該范圍中，油墨吸收物還沒有與油墨接觸過、(II)表示的范圍是已經(jīng)吸收過一次油墨，(III)是一個含有油墨的范圍。圖14出示了油墨罐的初始狀態(tài)，圖45出示了一種腔3004中的可提供的油墨已經(jīng)被消耗的狀態(tài)，此時腔3006中只有1/5的油墨。圖46出示了，在圖45狀態(tài)下發(fā)生的環(huán)境壓力增加或溫度變化引起腔3006中空氣膨脹。從而使腔3006中的油墨被排到腔3004中的時間。一部份油墨被曾吸收過一次油墨的吸收物的部份吸收，但是另外的油墨不被該部份吸收，而是沿著油墨罐壁或該壁之間的間隙和油墨吸收物，從空氣通過303泄漏出去。
上述現(xiàn)象的原因可這樣考慮從未吸收過油墨的油墨吸收物顯現(xiàn)出的吸收能力較弱。吸收過油墨的油墨吸收物質(zhì)具有不同的、利于吸收油墨的表面狀態(tài)。這些都已通過下述方式得以證實。將一種沒有使用過的壓縮吸收物(聚氨酯發(fā)泡材料)與吸收過一次油墨的壓縮吸收物浸入到油墨中，并測量油墨吸收高度。(結(jié)果發(fā)現(xiàn)前者幾乎不能吸收油墨(幾毫米)，而后者可吸收幾厘米，從而證實了它們明顯的吸收特性差別。在本實施例的油墨盤上，油墨可注入到腔3006中，至其初始狀態(tài)的體積量限。此外，油墨也可以注入到腔3004中，至其保持的量限。因此考慮到上述的觀點，將油墨按其體積量限注入腔3006，再將油墨注入到腔3004中，以便在使用之前，使吸收物濕潤。此后，為了維持在油墨盤分開后予定的真空度，可從腔中釋放適當量的油墨，從而使腔3004中的油墨量少于保留量限。
在油罐分開后，腔3004中的油被消耗，此后再消耗腔3006中的油。當在消耗具有緩沖功能的腔3006中的油時，在腔3004中的油墨吸收物已被浸濕，由此，它可以容易的吸收油墨，同時緩沖作用也得以完成，從而有效的防止油墨從空氣通道的流出。這樣的油罐被裝到一個油墨噴射記錄裝置上，并測試其壓力降。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，任何油罐都不出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，而且記錄打印結(jié)果是高質(zhì)量的。
為制作具有上述功能的油墨罐，應(yīng)當考慮到光將油墨吸收物進行油墨浸濕處理，或用其它的，具有要浸濕性質(zhì)的介質(zhì)進行浸濕處理，然后裝入油罐。但是，這可能需要干燥的步驟或類似步驟，如果用油墨以外的物質(zhì)介質(zhì)，應(yīng)考慮到溶解到油墨中的這種介質(zhì)是否會對加熱器造成損害的可能。還應(yīng)考慮的是，使用與吸收物能較好配合的油墨。但這樣的油墨一般具有較好的滲紙性，因此印上低的油墨沿紙上的上的纖維無規(guī)則地滲透，降低了打印質(zhì)量。
圖47和48出示了本發(fā)明的變化實施例。圖中的(I)，(II)和(III)，出示的內(nèi)容類似于圖45的(I)，(II)和(III)。在此例中，有兩個油墨腔3007和3008，它們與腔3006相通。在此實施例中，油墨的消耗順序是腔3006，3007和3008。在本變化的例子中，油墨腔被分成4個腔，以防止在壓力降低及溫度變化時產(chǎn)生漏油現(xiàn)象，這在前面實施例已描述過。當腔3006和3007中的空氣按圖48所表示的狀態(tài)發(fā)生膨脹時，腔3006中的空氣膨脹量通過經(jīng)腔3004的空氣通道被釋放。腔3007中的膨脹量的釋放是通過油墨從腔3006和3004中流出。在這種方式下，腔3004成為緩沖腔。腔3004中的壓縮油墨吸收物的保持油墨的能力可由從腔中漏出的油量確定。在此情況下，3004中全部的壓縮油墨吸收物進行一次油墨吸收，從而能獲得上述的有利的效用。因為緩沖腔(腔3004)能減少尺寸，從而當油墨在制作過程中注滿后再被轉(zhuǎn)移時，沉淀的油墨量能減少。
實施例15參照圖49，對實施例15進行描述。其記錄頭的基本結(jié)構(gòu)同圖1所示結(jié)構(gòu)?？筛鼡Q的油墨罐3001的內(nèi)部被分為4個腔，a，b，c，d，《它們在底部相互通聯(lián)、具有調(diào)整好囊管力的油墨吸收物3002被裝入到腔a與其它腔之間的相通部位，所述的其它腔作為油墨提供部份，沒有縫隙。具有空氣通道3003的腔d中裝有緩沖吸收物，防止油墨泄漏。這就構(gòu)成了這樣一種混合型的油墨盤。
在圖49的狀態(tài)下，腔3007中大約一半的油墨已被消耗掉。(在起始狀態(tài)時，腔3004，3006和3007注有充份量的油墨)。當油墨被進一步消耗時，如圖50所示，在腔3007中的油墨耗盡時，將消耗由腔3006提供的油墨，油墨在圖50所示的狀態(tài)后，繼續(xù)被消耗，并且當腔3006中的油墨耗盡時，腔3004中的油墨吸收物開始提供油墨，當腔3004中的油墨也用盡時，更換油墨罐。
圖51出示了該實施例15的油墨提供和油墨壓力降低的原理。圖51的左邊的油墨腔中的油墨3201已耗盡，由于空氣通道和腔之間的通聯(lián)造成腔中壓力與大氣壓一致。油墨經(jīng)過腔之間的通聯(lián)部份被提供到記錄頭上，此時油墨3201被從與具有大氣壓的腔相通的腔中提供，這種提供經(jīng)過腔之間的，通過壓縮從而具有高囊管力的油墨吸收物3201。油墨腔的壓力降相應(yīng)于油消耗量。此后，空氣沖破腔之間的壓縮油墨吸收物彎月進入到因油墨流出而產(chǎn)生壓力降的腔中。油墨提供部份的內(nèi)壓通過腔之間的壓縮吸收物的囊管力維持在一預定水平。
圖52示出了實施例15的可更換油墨罐的油墨提供部份內(nèi)壓變化，該變化由油墨的消耗產(chǎn)生。內(nèi)壓的產(chǎn)生是由于緩沖吸收物或油墨吸收物的囊管力，但內(nèi)壓又是按油的提供，由腔3008和3007之間通道上的壓縮的油墨吸收物(壓縮部份)的整管力產(chǎn)生，從而當油墨從腔3007被提供時，穩(wěn)定的油墨壓力可像前述的那樣被維持。當油墨進一步消耗時，腔3006開始供油墨。在供油墨開始時，油墨提供部份的內(nèi)壓稍微有變化。這種現(xiàn)象被認為與隨油墨提供的內(nèi)壓測量有關(guān)，并與腔3007和3006中的短暫壓力降狀態(tài)的發(fā)生有關(guān)。但是這一點得到證實，即這種變化對功能，諸如記錄頭的工作，并不產(chǎn)生重要問題。
當腔3006中的油墨穩(wěn)定地消耗時，所述內(nèi)壓也是穩(wěn)定的。當腔306中的油墨被耗盡時，腔3004開始提供油墨。在圖52所示的油墨穩(wěn)定提供期間，對記錄工作，沒有不利的影響。
圖53出示了緩沖吸收物質(zhì)3203的功能。由于大氣壓變化和溫度上升，腔3007中的空氣發(fā)生膨脹，從而腔3007流出的油墨增多。在此實施例中，過多流入腔3008中的油墨被緩沖吸收物保留。在0.7大氣壓的情況下，緩沖吸收物3300保留油墨的能力被定在腔3007最大油墨泄漏量的30％。當大氣壓恢復到壓降之前水平時，漏入腔3008并保留在緩沖肖收物3203中的油墨返回到腔3007中。這種現(xiàn)象也同樣發(fā)生在油墨罐溫度變化的情況。但是在溫度變化時，即使溫度升達到50°，溫度變化引起的泄漏也小于壓力降引起的泄漏。
在此場合下，緩沖吸收物，按最大泄漏量設(shè)計。但是，在壓力降測試期間，發(fā)現(xiàn)了一個問題，即油墨從一些油墨罐泄出，因此，泄漏防止措施性質(zhì)取決于個體罐來進行。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，這種情況的產(chǎn)生是由于油墨和腔3008的緩沖吸收物之間的共嗚。
在實施例15中，緩沖吸收物3203在使用前即經(jīng)過油墨吸收。已經(jīng)證實的是，當溫度上升或壓力下降引起腔3007中的空氣膨脹從而導致油墨被排入腔3008中時，腔3008中的緩沖吸收物吸收該流入油墨，由此不會產(chǎn)生泄漏。
像前述那樣，腔3008是油墨緩沖腔，因此在使用開始階段，最好不注入油墨。因此在本實施例中，腔3004，3006，和3007中注入到限量的油墨，腔3008中也注入至限量的油墨，此后，將3008中的油墨去除，以確保其緩沖能力。
將按這種方式組成的油墨罐，裝到一個油墨噴射記錄裝置上，然后進行壓力降測試。其結(jié)果證實，不但無泄漏，記錄打印質(zhì)量，即好又穩(wěn)定。
如上述的對實施例14和15的描述，其上裝有一個罐盤，該盤包括一個容有已調(diào)整好囊管力的油墨吸收物的油墨提供腔和一個或多個用于裝盛油墨并與提供腔相通的油墨腔。在腔中的吸收物，已被油墨浸濕，從而即使記錄裝置的使用環(huán)境變化也不產(chǎn)生油墨泄漏現(xiàn)象，并與該裝置處于使用或停止狀態(tài)無關(guān)。因此油墨的使用效率和打印質(zhì)量都高。
實施例16在上述的實施例油墨盤中，當容有油墨吸物的提供腔變空時在某些情況下，再注滿工作有一定困難。
圖61出示了，要將油墨再注入罐中的狀態(tài)，其提供腔中的油墨已耗盡。即使提供腔(4004)中的油墨在腔4006中油墨已耗盡后也用光，在油墨吸收物中，仍剩有小量的油墨。在吸收物的各部份，油墨形成彎月液面。當要向不含有油墨吸收物4202的腔4006中提供油墨時，腔404中的吸收物中的彎液面防止油墨的稠密注入。而保留大氣泡，如A611所示。當這樣的油墨罐聯(lián)接到記錄頭上時，油墨流入因上述氣泡存在并不充分，從而容易停止。
在此情況下，操作者會因為油墨被含在腔4004中的吸收物中而不注意腔4006的變空，因此記錄工作會在4006中的油已耗盡的情況下仍在進行。僅當由于腔4004中的油墨吸收物中的油被耗盡而記錄工作無法進行時，操作者才會知道腔4004和4006中的油墨被耗盡。此時，即使對腔4006進行重新灌注，進入的油墨也不與腔4004中吸收物所含的油墨接觸，因此不能進行注油，其結(jié)果是腔4004中的吸收物4202中不留有氣泡。
為解決此問題，油罐包括的油墨提供腔要具有一個向記錄頭供油的油墨提供部份，一個空氣通道和置于中心的油墨吸收物，至少一個腔要與油墨提供腔相通，并容有油墨，及在油墨腔中留有予定量油墨期間，探測剩留油量減少的裝置。
下面的描述是關(guān)于上述的探測油量的裝置。
圖54示出了按本發(fā)明的一個控制系統(tǒng)例，它包括一個微型計算機控制器，計算機具有一個A/D轉(zhuǎn)換器，一個電壓轉(zhuǎn)換器4300和一個報警裝置4400。標號4010代表記錄頭。報警裝置可以是LED或類似的型式，或是諸如蜂嗚器或類似的發(fā)音型式，或是上述型式的結(jié)合。一個主掃描機構(gòu)4500用于掃描式地移動承載器HC，它包括一個用于送入記錄信息的電機。標號√表示對油罐剩油量的探測信號。在此實施例中恒定的電流在腔4006中的兩個電極之間流動，而腔4006中的油墨剩余量是通過兩電極之間電阻來確定的。此情況下，剩留油量與電阻之間的關(guān)系如圖66所示。
如圖55所示當腔4006中的油面低于兩電極410的上一個時，兩極之間的電阻劇增，并產(chǎn)生一相應(yīng)的電壓。該電壓被直接的或通過一個電壓轉(zhuǎn)換器4300被轉(zhuǎn)至控制器的A/D轉(zhuǎn)換器進行AD轉(zhuǎn)換。當測值超過一個予定水平R+h時，將通過警報裝置4400的啟動通知操作者。進注油墨。此時，主機可能被停止工作或馬上要停止工作。
于油墨的消耗停止，由此腔4006中仍留有小量油墨，因此，油墨可被重新注入到腔4004中的吸收物中，由此油墨罐可重新使用。
圖56出示了，按本該實施例的可更換油罐的油墨提供部份的內(nèi)壓按照油墨消耗量變化的情況。在起始階段，其內(nèi)壓(負壓)由腔4004中的壓縮的油墨吸收物的囊管力產(chǎn)生，但隨腔4004油墨的消耗，由囊管力產(chǎn)生的內(nèi)壓逐漸增加，這種變化是按照壓縮的吸收物4202的壓縮比變化產(chǎn)生的。
當油墨進一步被消耗時，腔4004中油墨的消耗穩(wěn)定進行，并且腔4006中的油墨開始被消耗，空氣進入到腔4006中(按前面描述過的方式)，于是維持了穩(wěn)定的內(nèi)壓。當4006中的油墨消耗已達到預定量時，第八量探測器開始工作，執(zhí)行促使，進行注油和打印工作停止的功能。由此可使腔4004中的油墨在被耗到不超過予定值之前對其進行注油，注油工作在有利于注入時進行。
關(guān)于注入油墨的方法，圖57出示了例子。腔4006的一個油墨提供部份4005上的塞孔打開，通過管4052和類似的物將油墨被注入腔4006中。在注入后，將塞4051塞上。重新注入的方法，不局限于此，也可用其它方法，提供部份4005的位置也不局限于上述。于是油墨盤能重新使用。
在前述中，油墨的剩余量是通過罐中的電極之間的電阻來探測到的，但不局限于此，也可用機械或光導手段探測。
在此實施例中，油罐是可更換的種類，但是，油墨噴射記錄頭盤上可一體地具有記錄頭和油墨罐。
實施例17參照圖58，59，和60，將對實施例17進行描述。兩個腔4007和4008可與腔4006進行流體交換。在此例中，油墨消耗順序是腔4006，4007和4008。此實施例中的油墨腔，被分成4個部份，以防止按實施例16所述的周圍壓力下降及溫度上升引起的油墨泄漏。例如當腔4006和4007中的空氣在圖58所述狀態(tài)下膨脹時，腔4006中的膨脹量通過空氣通道和腔4004被釋放。如圖59所示，腔4007中的膨脹量隨油墨流入腔4006和4004釋放。于是油墨腔4004被給予緩沖腔的功能。因此，考慮從一個腔中的油墨泄漏即可確定腔4004中壓縮油墨吸收物4002的油墨保留能力。
本例中，油墨有次序地從腔4006和4007中被消耗。然后油墨消耗輪到最后腔4008，消耗腔4004中的油墨，直至終止。為了測定腔4008中的油墨剩余量，腔4008中充置有電報4100(如圖60所示)。腔4006上開有一個注入孔。此實施例中，僅在腔4008中對剩余油墨進行測定。由此，腔4006和4007能夠盛滿油墨。如電極被置在實施例16中的相當高度，當電極探測到量限時，剩留在沒有吸收物腔中的油墨量能被減少，有效的利用空間。
此實施例中，類似于實施例16，在含有吸收物的腔4004中的油量不足時，可對其進行重新注入。
實施例18圖62示出了實施例18，其油罐壁是透明或半透明的材料制成的，從而剩余油墨量是可用光學手段看到的，從而剩余油墨量是可用光學手段看到。此例中一個諸如鏡片的反光鏡片被置于腔4006的壁上，一個包括一個光直射件4043和一個光接收件4044的光敏件被安置在油罐外面。光發(fā)射件4043和接受件4044可安置在架上或具有回收系統(tǒng)的主機體位置上。
圖62中，4043按一個予定角度發(fā)出光，光接受件4044通過反光鏡片接受到光。例如，發(fā)光件4043是LED元件，而接受件4044是光晶體管或類似物。圖62中，(a)是油墨充滿狀態(tài)，此時，4043發(fā)出的光被腔4006中的油阻擋，因而4044接受不到光，由此探測件的輸出量小。如果油被消耗到圖62中的(b)狀態(tài)，由于沒有油墨對光的阻擋，探測件的輸出量高，當4044接受的光能(探測件輸出量)超過一個預定限量，將產(chǎn)生一個添油的警告信號。
圖63示出了一個變化的實施例，其中的光發(fā)射和接受件分別置于油罐的相對兩側(cè)。圖63(a)是俯視圖，圖63(b)是正剖視圖。此例中，腔4006的制作材料也是透明或半透明的。故此倒不需要反射鏡片，而且由于光是直接接受，探測效果好。
在前述中，描述的都是關(guān)于單個的油罐，但本發(fā)明也適用于有色油墨噴射記錄裝置，這種裝置具有多個記錄頭，以噴射黑色，青蘭色，洋紅和黃色。本發(fā)明也可適用于使用一個記錄頭來噴射不同的顏色。
對不同的顏色，可使用不同的界限，可以使用濾紙來按照不同的油墨色選取予定的波長，于是剩留油墨可以通過油墨的光傳導性被探測到。
前述的油罐是可更換的，然而，它是一個在一種具有一體的記錄頭和油罐，噴射頭盤的形式里。
實施例19圖64出示了，實施例19，圖中，實施例16中的油墨腔被分成兩個部份，其中一個(4007)可更換。圖64中的(a)出示的是剩余油墨量探測件被啟動的狀態(tài)，此時可更換一個注有油墨的新腔4007來取代已耗光油墨腔4007。圖64(b)出示的正是這種更換狀態(tài)。圖64(c)表示上述更換已經(jīng)完成。此時，油腔底部的閥塞4052被腔4006上部的4053頂開，使油墨注入到腔4006中。此種情況已不需要管道或注入器，也不會弄臟操作者的手指。于是腔4004和腔4006還可以相通只需換一個部件就可以了，從而是經(jīng)濟的。
在實施例19中，油墨剩留量探測件不限于電極間電阻的形式，它可以用實施例18中所描述的光字種類或其它種類?？煽紤]更進一步的探測腔4004和腔4006之間是否有連續(xù)流過油墨的方法來測定。這種方法的一種結(jié)構(gòu)是，將兩電極4100分別布置在兩腔通道的兩側(cè)。
在此實施例中，記錄頭和油墨是可分開的。但是記錄頭也可以與具有腔4004和4006的油墨罐成為一體。
按上述的對實施例16-19的描述，油罐具有一個向記錄頭提供油墨的部份和一個空氣通道，它包括一個容有油墨吸收物的油墨提供腔，至少有一個裝盛油墨的腔與其相通，在此裝盛油墨的腔中，有探測件；測定油墨量是否充分，所探測的結(jié)果被告知操作者，從而記錄操作可以被停止，進行注油工作。
發(fā)明人對適用于本發(fā)明前述的實施例的油墨進行了調(diào)查，最適合的油墨顯示了其空氣-液體交換部分抵抗油墨振動的穩(wěn)定性，及抵抗環(huán)境條件變化的穩(wěn)定性。
下面將述及適合使用在前述實施例油罐中的油墨。
油墨的基本成份至少是包括水、顏料及溶于水的有機溶劑。有機溶劑是具有高溶水性的低揮發(fā)和低粘度物質(zhì)。下面是這種溶劑的例子。諸如二甲基甲酰氨和二甲基乙酰氨的氨化物，如丙酮的酮類；諸如二噁烷和四氫呋喃的醚類物諸如聚乙二醇和聚丙二醇的聚二醇；諸如乙烯亞乙基二醇，丙二醇，丁二醇，三甘醇，硫二甘醇，己二醇和二甘醇的亞烷基亞乙基二醇；多元醇的低烷基醚，諸如乙烯亞乙基二醇甲基醚，二甘醇一甲基醚和三甘醇一甲基醚；一元醇，諸如乙醇和異丙醇；此外，還有甘油，1，2，6己硫醇，N-甲基-2-吡咯烷酮，1，3-二甲基-2咪唑啉酮，三乙醇胺，四氫噻吩砜和二甲基亞砜等。對溶水有機溶劑成份沒有特別的限制。但是它占1-80％的重量。用在本發(fā)明中的色料可以是顏料或染料，染料可以是溶于水的酸性染料，色粉、基本染料、活性染料或類似物。染料成份不限，但最好占油墨重量的1-20％。
表面活性劑用于調(diào)整液面張力。表面活性劑的例子是諸如脂酸鹽、高乙醇硫酸酯鹽，烷基苯磺化物和高乙醇磷酯鹽的陰離子活化劑；諸如脂肪族胺鹽和季胺鹽的陽離子活性劑；諸如高乙醇的氧化乙烯加成物，烷基酚的氧化乙烯加成物，脂肪族氧化乙烯加成物，高乙醇脂酸酯的氧化乙烯加成物，高烷基胺的氧化乙烯加成物，脂酸酰胺的氧化乙烯加成物，聚丙二醇的氧化乙烯加成物，多元醇和鏈烷醇胺脂酸酰胺的高乙醇脂酸酯，及氨基酸和三甲銨內(nèi)脂類的兩性表面活性劑的陰離子表面活性劑。對表面活性劑沒有特別限制，但最好使用的陰離子表面活性劑是高乙醇氧化乙烯加成物，烷基酚的氧化乙烯加成物，氧化乙烯--氧化丙烯的共聚物，乙炔亞乙基二醇的氧化乙烯加成物。此外，特別是在氧化乙烯加成物中的所加氧化乙烯的摩爾數(shù)應(yīng)當在4-20范圍內(nèi)。對表面活性添加劑的添加量沒有特別的限制，但最好是占總重量的0.01-10％表面張力能通過上述的溶于水的有機溶劑得到控制。
除上述的成份，初始液體可以根據(jù)需要包含粘度改變物，pH調(diào)整劑，防霉劑或抗氧化物。
油墨的粘度是1-20cp，表面張力應(yīng)當是25-50dyne/cm。如果油墨表面張力在此范圍內(nèi)，記錄頭變液面在機器不使用時不會破裂，從而油墨也不會從記錄頭孔流出。
容納在油墨盤里的油墨量可以被適當?shù)卮_定為是其內(nèi)部的容積量。為了在盤被拆下瞬時保持真空度，可將油墨注滿到量限。但真空產(chǎn)生物中的油墨量可能低于其保持量能力，故真空產(chǎn)物的油墨保持量是指可能保持的量。
按本發(fā)明實施例所述的油墨和比較例，見下面描述。
水和溶水有機溶劑混合，添加染料，攪拌4小時，然后添加表面活性劑，然后經(jīng)濾篩除去異物。將制成的油墨注入到圖11中的油墨盤中，然后進行圖12所示裝置的工作。
下面是油墨性質(zhì)和記錄打印結(jié)果的比較。
例1 例2 例3 例4二甘醇 15％ 10％ 10％ 10％環(huán)乙醇 2％甘油 5％硫二甘醇 5％ 5％Surfron S-1450.1％(氟化的表面活性劑)ACETYLENOL EH 2％(乙炔亞乙基二醇-氧化乙烯加成物)染料 2.5％2.5％ 0.2％2.5％水余量 余量 余量 余量表面張力 31(dyne/cm) 25 40 40在使用中，上述例1-4的油墨順利地被耗光，印刷質(zhì)量非常理想。
比較例1 比較例2二甘醇 15％甘油5％硫二甘醇5％Surfron S-145 0.1％(氟化的表面活性劑)ACETYLENOL EH(乙炔亞乙基二醇-氧化乙烯加成物)染料 2.5％2.5％水 余量 余量表面張力17.6(dyne/cm) 57.4
在例1油墨使用時，顏色清析有少量油墨從記錄頭滴出。例2油墨使用時，顏色之間有擴散，少量油墨滴出記錄頭。
黃顏色染料是酸性黃23，氰蘭色是酸性蘭9，洋紅色是酸性紅289，而黑色染料是純黑168。
表面張力的測量是通過威廉米方法在25℃條件下進行的。
下面是在20℃-25℃時典型的溶水有機溶劑的表面勢位乙醇(22dyne/cm)，異丙醇(22dyne/cm)，環(huán)乙醇(34dyne/cm)，甘油(63dyne/cm)，二甘醇(49dyne/cm)，二甘醇一甲基醚(35dyne/cm)，三甘醇(35dyne/cm)，2-吡咯烷酮(47dyne/cm)，N-甲基吡咯烷酮(41dyne/cm)。
所期望的表面張力通過與水的混合得到。
下面將描述控制使用表面活性劑的油墨表面張力的方法。
例如，提供28dyne/cm的表面張力時需添加1％的脫水山梨醇單月月桂酸脂，與水混合；35dyne/cm時需添加1％的聚氧乙烯-脫水山梨醇單月桂酸脂28dyne/cm時需要不少于1％的ACETYLENOL EH(乙炔亞乙基二醇-氧化乙烯加成物)。如果希望張力小一些，可添加0.1％的surflons-145(全氟烷基-氧化乙烯加成物)(可從日本A Sahi Glass Kabushiki Kaisha買到)獲得17dyne/cm的張力。表面張力也可用另外添加物產(chǎn)生微小變化，因此，可由本領(lǐng)域技本人員進行適當?shù)恼{(diào)整。
按上述，在考慮到最大泄漏油墨量基礎(chǔ)上設(shè)計油墨緩沖。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，緩沖效果很大地取決于油墨成份。
下面是一個比較的例子。
比較例3染料 4部分甘油， 7.5部分硫二甘醇 7.5部分尿素 7.5部分純水 73.5部分當油墨從腔3006被排向腔3004時(腔3006中的空氣由于圖46所示的壓力減小或溫度升高膨脹)，產(chǎn)生的問題是油墨不被吸收物質(zhì)吸收，而是通過罐壁和吸收物之間的縫隙，或經(jīng)空氣通道被漏出。
故要采用包含表面活性物的油墨。這種油墨的優(yōu)點是，在復印紙、粘合紙或其它普通紙上的固定特性非常好，即印出的顏色適度而不出現(xiàn)混合(滲流或類似情況)，即便當不同顏色緊靠印出時也如此。因此，整體上色成為可能。下面是這種成份的例子。
成份例5染料 4份甘油 7.5份硫二甘醇 7.5份乙炔亞乙基二醇氧化乙烯 5份加成物(m+n＝10)尿素 7.5份純水 68.5份當使用上述油墨時，當油墨因腔2006中的空氣膨脹被排出到腔2004中時，腔2004中的油墨吸收物將其吸收，油墨不會從油墨盤漏出。上述的空氣膨脹是如圖34所示的溫度上升或壓力下降引起的。
按前述，當油墨從腔2006被提供到腔2004時空氣-液體相界在被維持在一個高度，即記錄頭噴射部位的靜止頭及腔2006和壓縮吸收物囊管力的真空部位。假設(shè)氣-液相界在腔2004中的平均高度，此時是H，當電壓力、溫度變化引起腔2006中的油墨流出時，腔2004中的氣-液相界可被期望維持在更高的h值上。在此實施例一個例子中，腔中油墨的總高度是3cm，腔2004和腔2006各有6cc的容量，在初始階段，腔2006被注滿(6cc)，而腔2004(其中有壓縮的油墨吸收物2003，是聚氨基甲酸乙脂泡沫物)中含有4cc油墨，吸收物的孔隙度不少于95％。如果假設(shè)油墨完全被包含在吸收物的孔隙中，腔2004能容納6cc的油墨。油墨的消耗首先從腔2004開始，一定時間后，開始消耗腔2006中的油墨，而腔2004中的空氣-液體相界被維持在一個水平上。在該水平上，記錄頭的噴射部分的靜止頭、腔2006的真空度和壓縮油墨吸收物的囊管力處于一種平衡狀態(tài)。平均地，此時的水平高度(氣-液相界)大約為1.5cm。如果假設(shè)所有吸收物的孔都含有油墨，腔2004中的油墨量大約為3cc。此時最大壓力降低至0.7大氣壓，從而約占腔2006 30％的1.8cc油墨能從腔2006流出。由此，腔2004吸收并保持有約3cc+1.8cc(約2.4cm的油墨水平)的油墨。當最大壓力降低至0.5個大氣壓時，約占腔2006中50％的3cc油墨能從腔2006流出，從而腔2004中能吸收和保持約3cc+3cc(約3cm高的液體面)的油墨量。因此，油墨腔2004有足夠的空間包含吸收物的體積，當在其腔中的油墨體積及從腔2006中流進的油墨體積。由此可見，腔2004容量的確定要考慮到從腔2006中流入其中的量。
孔狀吸收物吸收的油墨高度H一般被囊管力按下述方程關(guān)系壓縮。
H＝2γcosθ/ρgr，其中γ是油墨表面張力，θ是油墨和其吸收物的接觸角度，ρ是油墨的密度，g是策略，r是吸收物的平均孔徑。
應(yīng)當這樣理解，為了通過增加H的高度來增加油墨的保留能力，要考慮增加油墨的表面張力，或減小油墨與其吸收物的接觸角度(cosθ增加)。
關(guān)于表面張力的增加，比較例3具有相對高的表面張力(50dyne/cm2)。但像前述的那樣，油墨并沒有被吸收物適當?shù)匚铡τ诮嵌圈鹊臏p小，它意味著增加油墨對吸收物的濕潤性。為了完成此目的，表面活性劑被使用。
在例5油墨的情況下，其表面張力小(30dyne/cm2)，這種小是因為添加了表面活性劑，但油墨與吸收物之間的濕潤性得到改善。為了改善穿透性，改善油墨濕潤性比增加表面張力的作法更有效。
為比較油墨滲透性，被壓縮的油墨吸收物(聚氨基甲酸乙酯泡沫物)被浸入到例3和例5的油墨中，然后測量吸收高度。例3油墨僅被吸收幾毫米高的油墨，而例5油墨的被吸收高度達2厘米以上。由此可以理解，通過表面活性劑的添加，油墨的滲透性得到了改善(例5)，從而油墨能夠被吸收物充分地吸收。即使由于壓力下降或溫度上升引起油墨腔中的油墨過多地流出，也能充分地被吸收。
選用的滲透劑包括陰離子表面活性劑，諸如OT類氣溶膠，十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基硫酸鈉，高乙醇--氧化乙烯加成物(配方1化學式)，兩性氧化乙烯加成物(配方2)，氧化乙烯氧化丙烯共聚物(配方3)和乙炔亞乙基二醇氧化乙烯加成物(配方4)。
陰離子表面活性劑具有強的泡沫產(chǎn)生趨向，但在色染擴散、顏色完整和釉上硫花等方面的性能差，比不上非離子表面活性劑。下面配方表示的非離子表面活性劑補使用。
4個化學式R-OCH2CH2OnH [1]這里R是烷基
這里R是烷基
這里R是氫或烷基
在化學式(配方)1和2中，n可取6-14值，R可有5-26個碳原子。在化學式3和4中，m+n可取6-14，并且m和n分別是單體。
在氧化乙烯非離子表面活性劑中，將吸收物的吸收性、記錄物上的印字質(zhì)量和噴射工作作為一體考慮，可選用乙炔亞乙基二醇氧化乙烯加成物?？赏ㄟ^改善添加的乙烯氧化物的m+n的值來控制親水性和滲透性。如果該值小于6，滲透性好，而溶水性不好。如果值太大，親水發(fā)生性變得太強，而滲透性變差。如果值大于14，滲透性是充分的，但噴射質(zhì)量變差。故該值在6-14范圍較好。
非離子表面活性劑可占總重的0.1-20％，如果低于0.1，印刷質(zhì)量和滲透性不充分好。如果大于20％，不但沒有更好效果，反而使費用增加，可靠性減小。
上述的一個或多個表面活性劑可以混合使用。
油墨可以含有染料，低揮發(fā)有機溶劑，例如多元醇以防止堵塞，或者如乙醇以有機溶劑以改善泡沫產(chǎn)生的穩(wěn)定性和印痕在印刷物上的固定性。
溶水的有機溶劑構(gòu)成的本實施例油墨可以包括諸如聚乙烯亞乙基二醇和聚丙二醇的聚二醇；亞烷基二醇具有2-6個碳原子，諸如乙烯亞乙基二醇，丙二醇，丁二醇，三甘醇，1，2，6-乙硫醇，己二醇和二甘醇；多元醇的低烷基醚，諸如乙烯亞乙基二醇甲基醚，二甘醇一甲基(或乙基)醚和三甘醇一甲基(或乙基)醚；乙醇，如甲基乙醇、乙基乙醇、n-正丙基乙醇、異丙基乙醇、n-丁基乙醇、F-丁基乙醇、T-丁基乙醇、異丁基乙醇、苯甲基乙醇和環(huán)己醇；氨化物諸如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；酮和酮醇，諸如丙酮和雙丙酮醇；醚類，諸如四氫呋喃和二噁烷；及含氮環(huán)，諸如N-甲基-2-吡咯烷酮，2-吡咯烷酮、1，3--二甲基-2-咪唑啉酮。
添加溶水有機溶劑不會影響印刷質(zhì)量和噴射可靠性。最好選用多元醇或其烷基醚。含量可占重量的1-3％，純水占50-90％重量。
適用于本發(fā)明的染料包括直接色料、酸性染料、分散染料、甕染料或類似物。染料量取決于油墨成份和對其要求的特性、及記錄頭噴射量或類似要求。一般地，染料量占重量的0.5-15％，也可以是1-7％。
通過添加硫二甘醇或尿素(或其衍生物)，油墨的噴射質(zhì)量和阻塞(凝固作用)防止性能被顯著地改善了。這被認為是染料在油墨中的凝固現(xiàn)象被改善了。硫二甘醇或尿素(或其衍生物)在油墨中可占重量的1-3％，也可以按需要添加。
本發(fā)明的油墨的主要成分已在上面描述了。其它的添加物也可以配合使用，以達到本發(fā)明的目的。所述的添加物可包括粘性調(diào)整劑，諸如聚乙烯醇、纖維素及溶水的樹酯；pH控制劑，諸如二乙醇胺、三乙醇胺、及緩沖溶液，殺菌劑等等。對于在噴射記錄中使用的具有電荷形式的油墨種類，在使用時，其油滴帶有電荷，故可添加一些抵抗調(diào)整劑，諸如氯化鋰、氯化銨及氯化鈉。
下面介紹比較例比較例43份染料 5份二甘醇 5份硫二甘醇 3份純水 84份在此例中，當油墨在壓力降低或溫度升高變化下，被從油腔中過量排出到油墨吸收物腔中時，出現(xiàn)的問題是，油墨通過罐壁與吸收物之間的縫隙或經(jīng)空氣通道漏出。
于是采用以油墨要添加表面活性劑。這樣的油墨具有印制痕跡固定非?？斓膬?yōu)點，無論在復印紙、粘性紙或其它紙上。其還具有的優(yōu)點是，即使不同顏色在記錄印制中發(fā)生接觸也不產(chǎn)生不適當?shù)念伾丿B，由此，統(tǒng)一上色可以進行。下面是這種油墨的例子。
比較例6染料 3份甘油 5份硫二甘醇 5份氧化乙烯-氧化丙烯聚和物3份尿素 5份純水 79份當使用本油墨時，它被腔中的油墨吸收物吸收，即使壓力下降或溫度上升導致大量油墨流入到具有吸收物的腔中，吸收也是充分的。
如上述描述，本發(fā)明油墨盤包括具有調(diào)整囊管力的油墨吸收物的油墨提供腔，及一個或多個油墨腔，其特征在于，油墨中含有非離子表面活性劑，從而在外界條件變化時，記錄操作進行或停止時油墨不會泄漏，由此提高了油墨使用效率。
上進的實施例1-13都具有相應(yīng)的優(yōu)點，如果結(jié)合使用，優(yōu)點會更大。此外，實施例14和15過程的結(jié)合及實施例16-19結(jié)構(gòu)的結(jié)合，再加之上述的油墨，本發(fā)明效果更好。
本發(fā)明適用于任何油墨噴射裝置，諸如那些使用機電轉(zhuǎn)換器，如壓電元件的裝置。但特別地適用于這種記錄裝置，即使用電熱傳導器，激光束或類似物以熱能來引起油墨狀態(tài)的變化從而噴射或排出油墨的裝置。這是因為高密度和高分辨性能的記錄已成為可能。
所述的典型結(jié)構(gòu)和操作原理可以同于美國專利4723129和4740796中公開的相應(yīng)內(nèi)容，這種原理和結(jié)構(gòu)適用于一種被稱為命令式的記錄系統(tǒng)及一種連續(xù)記錄系統(tǒng)。然而它特別地適用于命令式系統(tǒng)的原因，在于其工作原理是至少一個驅(qū)動信號被傳到一個電熱傳導件，傳導件置在油墨容納盤或通道上，驅(qū)動信號可迅速地引起溫度上升，超過一個成核作用沸點的偏差，從而通過電熱傳導器提供熱能，在記錄頭上的加熱部位產(chǎn)生薄膜沸騰，由此每個信號能在油墨中形成一個泡。
通過泡的產(chǎn)生，發(fā)展和收縮，至少一滴油墨通過噴射口。因為泡的發(fā)展和收縮能被瞬時地進行，從而油墨的噴射反應(yīng)很快。所述的驅(qū)動信號是脈沖的形式，可以按照美國專利4463359和4345262公開的內(nèi)容形式。此外，加熱表面的溫度升高率可參照美國專利4313124中公開的技術(shù)內(nèi)容。
記錄頭的結(jié)構(gòu)也可以如美國專利4558333和4459600中公開的形式。其加熱部分安在一個彎曲部位上，該彎曲部位上也裝有本發(fā)明上述的噴射口、液體通道及電熱傳導器的結(jié)合結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明也適用于日本特許專利申請123670/1984，其中使用了普通縫隙作為多個電熱傳導器的噴射口。本發(fā)明也適用于日本特許專利申請138461/1984公開的結(jié)構(gòu)，其中，吸收熱能壓力波的一個開口與噴射部分對應(yīng)。之所以這樣是因為本發(fā)明能高效地、有保障地執(zhí)行記錄工作，不受記錄頭種類的局限。
本發(fā)明可有效地應(yīng)用到被稱為全行種類的記錄頭，這種程類記錄頭有相應(yīng)于最大記錄寬度的長度，它可以包括一個單獨記錄頭和多個記錄大結(jié)合，覆蓋最大記錄寬度。
此外，本發(fā)明也可適用于一種種類系列的記錄頭，這種記錄頭固定在主體上；一種可更換電路集成塊種類的記錄頭，這種記錄頭通過電與主機連接，將其裝到主裝置上后能噴射油墨；或者只有單位油墨罐的盤類記錄頭。
回收手段及予操作附助手段仍被采用，因為它們能進一步穩(wěn)定本發(fā)明的效果。具體手段包括記錄頭的封閉、清潔、加壓或吸收、可以是電熱傳導器的予熱器，一個添加的加熱器或上述各種手段的結(jié)合。還有，進行予噴射的手段能穩(wěn)定記錄操作。
至于可安裝的記錄頭的變化方式，它可以是一個對應(yīng)一種單元獨顏色的記錄頭，也可以是對應(yīng)具有不同顏色或密度的多種油墨的各個記錄頭。本發(fā)明有效地適用于這種記錄頭裝置，它具有下面方式，至少一種主要是黑色的單色式、具有不同顏色油墨的多色式、或使用混合色的全色式，這種裝置可以是形成整體的記錄頭，或由多個記錄頭結(jié)合而成的。
在前述實施例中，油墨都是液體。但也可以是在低于室溫下固化，并在室溫下液化的固體油墨。因為油墨在通常記錄裝置中被控制在30℃-70℃之間，以確保粘度和噴射，可使用在此范圍內(nèi)全液體狀的油墨。本發(fā)明也可使用另外種類油墨。一種是，當其溫度由于熱傳導趨于上升時這種使其溫度上升的熱量被吸收，轉(zhuǎn)用于使固態(tài)油墨變?yōu)橐簯B(tài)油墨。另外的油墨在不使用時被固化，防止蒸發(fā)。在上述的所有情況下，記錄信號產(chǎn)生的熱能都用于使油墨液化，從而可進行噴射。另一種油墨可以是，當其到達記錄材料上的同時被固化。本發(fā)明也適用于通過熱量被液化的油墨物質(zhì)，這種物質(zhì)以液體或固體形式被保留在有孔片體的洞或孔中，如日本專利申請公開號56847/1979和71260/1985公開的內(nèi)容。保留固或液態(tài)油墨的片體面對電熱傳導器。上述的對油墨最有效的加熱方式是薄膜沸騰系統(tǒng)。
油墨噴射記錄裝置可用作情報處理裝置的終端裝置，諸如計算機或類似物；結(jié)合有屏閱讀器或類似物的復制裝置；或具有信息選出和接受功能的傳真機。
本發(fā)明原結(jié)構(gòu)已被完全描述了，但本發(fā)明并不限于前述的內(nèi)容，本專利申請意在保護下述權(quán)利要求范圍內(nèi)的變化形式及在本發(fā)明改進目的內(nèi)的變化形式。
權(quán)利要求
1.一種液體罐，用于盛裝要提供到用于噴墨記錄裝置的記錄頭的打印液體，包括一個含有負壓產(chǎn)生材料的第一腔，具有可與周圍空氣連通的空氣孔和打印液體提供口，以允許打印液體被提供到記錄頭；一個第二腔，通過與第一腔連通的連通口與第一腔連通，為第一腔提供了打印液體儲藏室，由負壓產(chǎn)生裝置在沿著連通口延伸的壁附近提供的毛細管力沿著垂直于至少相鄰于連通口的一部分壁的方向下降，所述連通口在液體罐使用時處于最上部位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的液體罐，其中負壓產(chǎn)生材料的毛細管力趨向所述的壁逐漸減弱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的液體罐，其中負壓產(chǎn)生材料的毛細管力趨向所述的壁以階梯方式逐漸減弱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3所述的液體罐，其中負壓產(chǎn)生材料的毛細管力在連通口附近小于提供口附近的毛細管力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體罐，其中所述的壁提供了一個負壓產(chǎn)生材料調(diào)整腔，其中相鄰的負壓產(chǎn)生材料部分膨脹，使毛細管力趨向于所述的壁逐漸降低。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體罐，其中沿著所述的壁延伸的所述的負壓產(chǎn)生材料的部分的毛細管力小于在第一腔中的負壓產(chǎn)生材料的剩余部分的毛細管力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體罐，其中在使用時處于最下部的第一腔的一部分附近和連通口附近的負壓產(chǎn)生裝置的毛細管力以及所述的壁附近的負壓產(chǎn)生裝置的毛細管力低于其余的負壓產(chǎn)生裝置的毛細管力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體罐，其中在使用時處于最下部的所述的壁的一端的并且鄰近連通口的負壓產(chǎn)生材料的毛細管力小于在使用時處于最下部的第一腔的一部分的中間的負壓產(chǎn)生材料的毛細管力，反過來，該毛細管力小于第一腔中心的負壓產(chǎn)生材料的毛細管力，而該毛細管力小于在供墨口之上的負壓產(chǎn)生材料的毛細管力，而該毛細管力小于在供墨口處的負壓產(chǎn)生裝置的毛細管力。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的液體罐，其中負壓產(chǎn)生材料由三部分形成，第一部分緊鄰供墨口并占據(jù)第一腔的主要部分，第二部分緊鄰連通口，第三部分沿著所述的壁延伸，并且第一部分的毛細管力大于第二部分的毛細管力，而第二部分的毛細管力大于第三部分的毛細管力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的液體罐，其中負壓產(chǎn)生材料由三部分形成，第一部分占據(jù)在使用時處于最下部的液體罐的一部分并覆蓋供墨口，第二部分占據(jù)在使用時處于最上部的液體罐的一部分，第三部分沿著所述的壁從空氣孔到連通口延伸，并且第一部分的毛細管力大于第二部分的毛細管力，而第二部分的毛細管力大于第三部分的毛細管力。
11.一種可連接到用于噴墨記錄裝置的噴墨記錄頭的液體罐，包括一個第一腔和一個第二腔，第二腔為第一腔提供一個儲藏室并且通過一個連通口與第一腔連通，第一腔具有一個在使用時設(shè)置在罐的上部的空氣孔，以及一個在使用時在罐的下部的墨出口，并且可連接到噴墨記錄頭，第一腔大體上充滿了負壓產(chǎn)生材料，沿著供墨口到空氣孔延伸，從連通口到空氣孔延伸的負壓產(chǎn)生材料的部分具有的毛細管力低于供墨口附近的負壓產(chǎn)生材料的部分的毛細管力。
12.根據(jù)前述任何一個權(quán)利要求所述的罐，其中負壓產(chǎn)生材料是多孔材料，并且毛細管力的下降是由孔尺寸增大引起的。
13.一種液體罐，用于盛裝要提供到用于噴墨記錄裝置的記錄頭的打印液體，包括一個含有多孔負壓產(chǎn)生材料的第一腔，具有可與周圍空氣連通的空氣孔和允許打印液體被提供到記錄頭的打印液體提供口；一個第二腔，為第一腔提供了打印液體儲藏室，通過與第一腔連通的連通口與第一腔連通，負壓產(chǎn)生材料在沿著連通口延伸的壁附近的孔尺寸沿著垂直于至少相鄰于連通口的一部分壁的方向增加，所述連通口在液體罐使用時處于最上部位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的罐，其中孔尺寸在連通口附近大于在供墨口附近。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的液體罐，其中所述的壁提供了一個負壓產(chǎn)生材料調(diào)整腔，其中相鄰的負壓產(chǎn)生材料部分膨脹，使孔尺寸趨向于所述的壁逐漸增加。
16.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的液體罐，其中所述的負壓產(chǎn)生材料包括泡沫材料。
17.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的液體罐，其中所述的罐包含打印液體。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的液體罐，其中所述的第二腔含有包含水，色料，水溶有機溶劑并具有20-55達因/厘米的表面張力的墨。
19.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的液體罐，其中所述的第二腔含有包含至少一種非離子表面活化劑。
20.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的液體罐，其中所述的第二腔設(shè)置有用于檢測其中的墨的裝置。
21.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的液體罐，其中所述的第二腔包括一個第一和第二附加腔，第二附加腔是可更換的。
22.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的液體罐，其中所述的負壓產(chǎn)生材料與所述的壁以及所述的罐的側(cè)面和底部的壁的至少一部分接觸。
23.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的液體罐，其中所述的第二腔是可拆卸地連接到所述的噴墨記錄頭的。
24.一種參照附圖21，22，35-37和42-44中任一種所描述的液體罐。
25.根據(jù)權(quán)利要求1-22或24中任一所述的噴墨記錄組件以及可安裝到液體罐和可從液體罐上拆下的噴墨記錄頭。
26.根據(jù)權(quán)利要求1-22或24中任一所述的噴墨記錄組件以及與液體罐一體的噴墨記錄頭。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26的噴墨記錄組件，其中所述的噴墨記錄頭提供有電熱換能器，用于產(chǎn)生熱能進行噴墨。
28.一種噴墨記錄裝置，包括一個用于承載根據(jù)權(quán)利要求1-24中任一個所述的噴墨記錄頭的液體罐的載體或者根據(jù)權(quán)利要求25，26或27的噴墨記錄組件，以及用于向所述的噴墨記錄裝置的記錄區(qū)提供記錄介質(zhì)的裝置。
全文摘要
一種盛油墨用的盛油墨裝置,它具有產(chǎn)生負壓的材料;一個用來裝產(chǎn)生負壓的材料的第一個罐,罐上有一個通氣孔和和向外供應(yīng)油墨的供墨口;一個盛油墨的第二個罐;一個溝通第一和第二個罐底部的連通部分;以及用來把靠近通氣孔的大氣導入連通部分的肋板。
文檔編號G01D15/16GK1249992SQ9811857
公開日2000年4月12日 申請日期1998年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月24日
發(fā)明者小板橋規(guī)文, 池田雅實, 須釜定之, 淺井直人, 平林弘光, 阿部力, 佐藤博, 名越重泰, 清水英一郎, 日隈昌彥, 秋山勇治, 杉本仁, 松原美由紀, 佐藤真一, 后藤史博, 植月雅哉 申請人:佳能株式會社