[发明专利]喷墨装置及其喷墨匣

说明书

本发明涉及一种喷墨装置和一种喷墨匣，它常被用作办公记录器，诸如复印机、传真机、文字处理器和各种印刷机以及利用喷墨在一种材料上成象的染色机。更确切的说是涉及一种喷墨装置，该装置具有一匣座部分以便可拆卸地安装喷墨匣，该喷墨匣向记录头供应墨水，还涉及这种喷墨装置的喷墨匣。

喷墨记录装置的优点在于：在记录操作过程中的噪音是那样的小以至可以忽略，而且可以有效地在平面印刷机上实现记录，因而近来各种类型的装置正在投入实际使用。在各种喷墨记录的方法中，一种所谓的汽泡喷射记录方法是特别先进的，因为它利用热能作为喷射墨水所需的能量。更确切地说，被供给了热能的墨水，由于体积急剧变化（液膜汽化）的结果而产生状态的变化，利用这种变化，经过在记录头端部的喷射口（排出口）墨水喷出形成一个飞行的液滴。液滴沉积在面向记录头的记录材料上以便能够形成所要求的图象。

图1A和1B为这样一种记录头的例子。图中序号101表示和墨水喷射出口102相连通的墨水通道;在墨水通道101中有一个加热墨水的热作用部分103;在热使用部分103中有一个电热器104;105为向电热器104供电的电极;106为一个发热电阻;107为一个保护层，用以保护发热电阻层106和电极105不被墨水或气蚀损坏。保护层107还可有效地防止产生漏电流、热氧化和由于汽泡产生的气蚀而引起的腐蚀。

在这样一个记录头中，当电热器104通电时，在热作用部分103处的墨水吸收热能（墨水液滴具有能量）导致体积急剧增加（状态改变），更确切地说，在热作用部份103处的墨水瞬间汽化，产生一个汽泡。随着汽泡的发展，存在于热作用部份103和墨水喷口102之间的墨水成墨滴状被喷出。在重复生成和消散汽泡的过程中，墨水承受高温，因此热不稳定的墨水材料易发生化学变化。假如发生这种现象，一种绝缘的物质就会沉淀出来，它将导致记录头喷射失败。为了使这样一个记录头长时间地在高温下有效地记录操作，重要的是改进墨水的稳定性，选择最佳驱动条件以满足记录头中墨水特性的要求。

图2表示热作用表面108的表面温度T与时间变化关系的实例和产生汽泡的体积V与时间变化关系的实例，以上变化发生在具有上述结构的记录头的电热器104输入了用符号P表示的脉冲波形电信号的情况下。假设该电信号P输入到电热器104中，电信号P为自时间t_o到时间t_f上升的脉冲波形，那么，热作用表面108的表面温度T在时间t_f时达到其最高温度Tp。假如该最高温度Tp高于和热作用表面108相接触的墨水沸点Tb，当T＝Tb时，在时间t_bo处，充满墨水的热作用部份103将产生汽泡。随着时间的推移，汽泡的体积增加，在时间t_p时体积达到其最大值Vp。

当电信号在时间t_f切断时，表面温度T开始下降，汽泡的体积也随之减小。为了使喷墨记录装置能稳定地喷射墨水液滴，该喷墨记录装置具有一个可编程的硬件或软件以便控制液膜汽化驱动条件诸如：输入到电热器上的电能的电压，脉冲宽度和频率，以及控制初始喷射以便实现稳定记录操作。上述控制是与喷墨记录装置中所使用的墨水特性相互协调的。因此，如果使用其他类型装置所使用的墨水，原来的的记录操作就不能实现。考虑到这一点，墨水匣的构造要这样选择，它仅能和其原有的记录装置配套使用。

在惯用的喷墨记录装置中，墨水并不是随意选择的，因此，喷墨记录装置使用不适宜的墨水是困难的。即使性能良好的墨水仍然不能使用，因为装置的程序并不总是适合的。为解决这个问题，已经提出某些方案。例如，有这样一个方案，就是让使用者自己装置与墨水材料相协调的硬件或软件。它的好处在于喷墨记录装置的控制参数能够根据墨水材料而精心选择。然而，所要选择的参数是大量的，因此，选择工作是繁重的，此外，如果整定有误差，就不会有良好的印刷效果，或出现记录头过载。因此，可靠性不足。