[发明专利]喷墨记录头、记录盒和记录装置

说明书

本发明涉及一种喷墨记录头、一种可拆装的喷墨记录单元或记录盒，以及一种与上述记录头或记录单元一起使用的喷墨记录装置。该记录单元包括一个有助于产生喷墨能量的部件;还包括一个与喷墨出口相通的通道，还包括一个有与一喷墨出口相通的通道和用于将墨水供给该通道的储液腔。

公知的喷墨记录装置、记录头和与墨水容器构成整体的记录单元包括三种类型，在第一种类型中微细的液滴在里面喷射，在第二种类型中是利用一对电极使液滴偏离方向，在第三种类型中是利用放在液体通道中的产生热量元件放出的热量来产生一个气泡，借助于该气泡来使液滴经喷射出口喷出。

在上述那些类型的装置中，采用热能来喷射记录液体的喷墨记录头特别引人注目。这是因为这类装置记录结果的密度易于提高，同时这类装置适合批量生产，而且生产成本不高。这些优点是归于下述的特征，即喷射液体（墨水）滴的记录喷口，比如是一组孔或类似孔形的部件，这些孔可以高密度地布置，从而保证了高度清晰的印刷效果，而且也很容易减小整个记录头的体积。在采用墨水的记录头中，墨水来自一墨水容器，或者记录头和墨水容器构成一个整体的结构单元。在这样的记录头中，储液腔或者墨水通道中最好不含有不需要的气泡。因为如果存在气泡的话，特别是上述不需要的气泡体积增大时，气泡将对喷射压力起缓冲的作用，即阻碍液体流动，而使记录发生异常。此外，由于气泡的绝热作用将导致异常高温，甚至使电热换能器失效。为避免这种情况，已有人提出了许多改进措施，包括采用通过加热喷口吸走不需要的气泡的措施以及采用使气泡和来自喷口墨水一起排出的措施。这样的措施在工作出现记录不正常时或按予先确定的时间间隔开始操作。如果采用上述矫正装置为了排除不需要的气泡，就需要增加所施行的矫正操作的次数，否则就得增加吸除液体的数量或者增加所提供的压力。不过由于存在不完全的矫正操作，这些措施会使矫正操作时间中断的周期增加，即使矫正操作期间的时间间隔减少。

为了把所产生的不必要的气泡集中到与周围环境相通的腔中，并使它们自然排出，有人提出另一种方案，这个方案使装置和记录头或记录单元变得笨重，而且它们不能用于封闭型的储液腔和液体通道中。

本发明人的实验和研究表明，传统的喷墨记录头在不使用时，闲置一至三个月后，其储液腔中会发生很大变化，甚至其中会出现一个尺寸为400μm的大气泡，其原因尚不完全清楚。在任何情况下，对于常规的喷墨记录头，即使采用了上述的矫正部件也无法排出这么大的气泡，这样使用者就不得不更换记录头。

进一步的研究和实验表明，在记录头的储液腔中出现并变大的不需要的气泡无法从储液腔中被彻底排出，并以50-100μm的大小继续存在。

不需要的气泡形成原因被认为是由于在墨水容器中的墨水蒸发，以及由于盖喷射口时在该喷射出口处的弯月面发生大幅度回缩而产生的剩余气泡和同新鲜墨水一起引入的气泡。发明人已经注意到很难做成既能防止墨水泄漏又能让空气或气体进入的装置，并且发明人已经找到了避开这一问题的另一途径，并提供了这个装置，该装置能相当可靠地在短时间内把不需要的大气泡很容易地去排出。这样就避免了出现不正常的记录（比如墨滴射在记录纸上的位置不稳定，所喷射的 墨滴大小不稳定，通过某一部分孔的喷射流不正常、储液腔中墨水不足等等），或者产生能量的部件由于在无墨水（有气泡）而过热所导致的工作寿命缩短的问题。发明人用大量的实验和研究结果表明，由于气泡扩散而引起的湍流的影响，常规的矫正装置效果并不象预期的那样好，因为由于气泡的分散而引起湍流，这乃是引起大尺寸的不需要的气泡的原因。

因此，本发明的主要目的是提供一种喷墨记录头，该记录头可以事先防止由于不需要的气泡所引起的记录异常或记录故障，既使在液体通道和储液腔中有不需要的气泡产生，这些气泡也很容易被有效地排出。

根据本发明的一个方案，将墨水输送到墨水通道的储液腔至少在从墨水腔的入口（墨水就是从这一入口进入到储液腔中）到墨水通道的范围内有一个与液体通道延伸方向成5-40°角的斜壁。

可以将引入储液腔的气泡集中起来，可以把这些分散的气泡收集在一起，随后把它们从一个出口排出。特别是可以将引入的气泡沿斜壁通过一排气口排出。这样就避免了由于不需要的气泡引起的打印异常及记录头工作寿命的缩短。在侧面设置斜壁可以进一步增强这种效果。