液体存储容器和安装有该容器的液体喷射记录设备.pdf

一种可靠的墨盒，它即使在用多个喷嘴进行高速喷墨记录期间也能够通过缓冲从墨盒外部施加的迅速外界冲击来降低打印不均匀性。在墨盒的壳体内，容纳有形成墨水储存器的柔性袋。在柔性袋的粘接有片状构件的表面和壳体的壁面之间，设有一应力缓冲腔室。该应力缓冲腔室通过形成在壳体的壁面上的孔与墨盒外部的大气连通。

权利要求书
1.  一种液体存储容器，它包括：
一液体储存器，用来在其中存储液体；
一第一弹簧构件，它容纳在液体储存器内并且推压液体储存器，以便将液体储存器的内部保持在负压下；
一壳体，它具有一壁并且将液体储存器容纳在其中；
一供应口，它形成在壳体的壁上并且有利于将在液体储存器中的液体向外供应；以及
一应力缓冲单元，它设在液体储存器和壳体的壁之间，该应力缓冲单元缓冲施加在液体储存器上的应力。

2.  如权利要求1所述的容器，其特征在于，所述应力缓冲单元包括一气室，该气室具有允许气室与大气连通的孔。

3.  如权利要求1所述的容器，其特征在于，所述应力缓冲单元沿着第一弹簧构件的扩张/收缩方向与液体储存器串联连接，
其中所述应力缓冲单元包括一第二弹簧构件，它沿着与之串联的第一弹簧构件的扩张/收缩方向布置在气室内，并且
所述容器还包括：
一形状记忆合金线，它在电能作用下扩张/收缩并且按照如下方式布置在壳体内，即沿着应力缓冲单元收缩的方向约束第二弹簧构件；以及
一电接触单元，它布置在壳体外部并且与形状记忆合金线的两端连接。

4.  如权利要求3所述的容器，其特征在于，所述电接触单元布置在壳体的与形成有供应口的壳体壁不同的位置处。

5.  一种液体喷射记录设备，根据权利要求1所述的液体存储容器安装在其上。

6.  一种液体喷射记录设备，根据权利要求2所述的液体存储容器安装在其上。

7.  一种液体喷射记录设备，根据权利要求3所述的液体存储容器安装在其上。

8.  一种液体喷射记录设备，根据权利要求4所述的液体存储容器安装在其上。

说明书液体存储容器和安装 有该容器的液体喷射记录设备
技术领域
本发明涉及一种用于在其中存储要提供给喷墨记录头的墨水的墨盒，以及其上安装有该墨盒的喷墨记录设备。
背景技术
已经提出了各种类型的墨盒。墨盒是在其中存储墨水的液体存储容器，用于向喷墨记录设备供应墨水。墨盒大体上分为如下三种类型。
第一种是所谓的全海绵型，用于通过在墨盒的整个内部空间内设置例如海绵的毛细材料来保持墨水。第二种是所谓的全原态墨(rawink)型，直接在袋内存储墨水而不使用这种毛细材料。第三种是所谓的半原态墨型，其中墨盒的一半设有毛细材料，而另一半设有原态墨腔，用于直接在壳体内存储墨水。
为了优选地向用于喷射墨水的记录头体供应墨水，在这些类型的墨盒的任何一种中，用于调整存储在墨盒中的墨水的保持功率的结构是重要的。由于这种保持功率用于使记录头的墨水喷射部分相对于大气的压力成负压，因此保持功率被称之为负压。
在上述的全海绵类型中，由于毛细材料的特性以及施加给墨水的负压而保持墨水，使这种类型已经用于各种产品。
但是在全海绵类型中，保持在墨盒中的墨水量比全原态墨型的少。另外，由于在墨水正好用完之前负压水平和流阻增加，因此墨水保留在海绵中，从而可用墨水量小于墨盒的整个体积，也就是存储效率低。因此提出了全原态墨型墨盒，其中在墨水袋中设置弹簧构件，用于压迫墨水袋，从而将袋保持为负压，以便提高墨盒的每单位体积的墨水容量，并实现稳定的墨水供应(日本专利申请公开平06-198904)。
图6是具有日本专利申请公开平06-198904所披露的结构的墨盒的分解图，图7显示了墨盒的内部，其被压迫，从而将其保持在负压下。
图6所示的墨盒10包括塑料框架16，该框架限定了用作墨水容器的打开空间。在框架16的打开空间内，装有压力调节器30，用于将内部保持在负压。在框架16的打开空间的一侧上设有粘接在塑料框架上的柔性薄膜22，以便封闭该打开空间的这一侧。用粘接剂将硬盖板12粘接在薄膜22上，以便覆盖它。在打开空间的另一侧上设有粘接至塑料框架上的柔性薄膜24，以便封闭打开空间。用粘接剂将硬盖板14粘接在薄膜24上，以便覆盖它。由此，在墨盒10内形成其中装有压力调节器30的柔性墨水容器。
墨盒10的尖端部分13设有布置在底部端壁上的墨水喷嘴，其上安装有打印头(未显示)，并对其进行电驱动。
压力调节器30包括一对彼此平行隔开的板40和50，所述板由弓形片弹簧60沿着将它们彼此分开的方向压迫，从而分别运动成与形成柔性墨水容器的薄膜22和24相接合。在框架16的内侧并与尖端部分13相对应的位置处设置一个墨水过滤器18。墨水过滤器18通过适当的开口元件与墨水容器连通，并包括与打印头连通的墨水出口。
在没有应力的条件下，弓形片弹簧60的形状如图7的实线所示。当墨水从墨水容器送到墨盒10外的时候，薄膜22和24相互靠近地运动。随着该运动，压力调节器30的侧板40和50也逐渐运动成彼此靠近。由此，侧板40和50以及弓形片弹簧60运动至图7虚线所示的中点处。此时，对用于压迫墨水容器的弓形片弹簧60进行压缩，从而提高了墨水容器内的负压水平。
在如上构成的墨盒中，如果外部冲击直接传递到形成墨水容器的薄膜上，该薄膜会被撕开，从而导致墨水泄漏。这也会对在柔性墨水容器中存储的墨水施加大的震动，从而对打印头的墨水供应变得不稳定，这会导致打印的不一致。
发明内容
本发明涉及一种墨盒和采用该墨盒的喷墨记录设备，即使在利用多个喷嘴的高速喷墨记录过程中，通过减缓从墨盒外面施加的快速外部冲击，它也能防止打印不一致。
另外，本发明提供一种墨盒，在通过利用多个喷嘴高速喷墨记录的时候增加在每单位时间内从墨盒提供给喷墨头的墨水供应或者通过在喷墨头的恢复操作中暂时增加来自墨盒地墨水供应而迅速提高墨盒中的负压水平的时候，甚至在具有用于外部冲击的减缓结构的时候，能够充分的提供墨水而不会影响墨水供应。本发明还解决了这样一种可能出现的问题，其中即使在具有用于外部冲击的减缓结构时，通过由于墨水物理性能(尤其是粘度)变化而导致墨水阻力的增大，而提高了在墨盒中的负压水平，从而墨水不会平滑地流动。
在本发明的一个方面中，液体存储容器包括：一液体储存器，用来在其中存储液体；一第一弹簧构件，它容纳在液体储存器内并且推压液体储存器以便将液体储存器的内部保持在负压下；一壳体，它具有一壁并且将液体储存器容纳在其中；一供应口，它形成在壁上并且有利于将在液体储存器中的液体向外提供；以及一应力缓冲单元，它设在液体储存器和壳体的壁之间，该应力缓冲单元缓冲了施加在液体储存器上的应力。
根据本发明，可以提供一种可靠的墨盒和喷墨记录设备，它们通过减轻从墨盒外部施加的迅速外部冲击从而即使在用多个喷嘴进行高速喷墨记录期间也能够降低打印不均匀性。
从以下示例性实施方案的说明中并且参照附图将了解本发明的其它特征。
附图说明
图1为根据本发明第一实施方案的墨盒的剖视图。
图2为根据本发明第二实施方案的墨盒的剖视图。
图3A显示出根据本发明第二实施方案的在消耗墨水时的墨盒。
图3B显示出根据本发明第二实施方案的在消耗墨水时的墨盒。
图3C显示出根据本发明第二实施方案的在消耗墨水时的墨盒。
图4为根据本发明第三实施方案的墨盒的剖视图。
图5为一说明性示图，例举说明了根据本发明能够安装液体存储容器的液体喷射记录设备的一实施例。
图6为在日本特许公开No.平06-198904中所披露的传统墨盒的分解图。
图7为一说明性示图，显示出在图6中所示的压力调节器。
具体实施方式
下面将参照这些附图对根据本发明的实施方案进行说明。在以下实施方案中，将墨水作为在墨盒中的液体的例子。但是，该液体不限于墨水，而是还可以包括在喷墨记录中用于记录介质的处理液。
第一实施方案
图1为根据本发明第一实施方案的墨盒的剖视图。
在图1中所示的墨盒(液体容器)100包括具有一内部空间的硬壳体110和形成在壳体110的壁上用于向外部供应墨水112(由在该图中的网状线显示出)的供墨口111。
在壳体110内，容纳有用于在其中存储墨水112的薄膜状柔性袋107。柔性袋107的开口连接到形成有供墨口111的壁位置上，从而形成一墨水储存器103。在柔性袋107的与壳体110的形成有供墨口111的壁位置相对的一部分上设有一片状构件113，用来使该部分平坦。在壳体110的形成有供墨口111的壁位置和片状构件113之间，设有一压缩弹簧105，用来沿着使柔性袋107膨胀的方向推压柔性袋107。也就是说，压缩弹簧105按照使柔性袋107的内部保持在负压下这样一种方式推压柔性袋107。
在柔性袋107的粘接着片状构件113的表面和壳体110的壁面之间，形成有一应力缓冲腔室104，用于缓冲施加在柔性袋107上的应力。该应力缓冲腔室104和墨水储存器103沿着压缩弹簧105的扩张/收缩方向串联布置。通过将弹性地柔性圆筒(cylinder)108(例如波纹管，并且该柔性圆筒108自身没有向柔性袋107施加任何应力)的一个开口连接在柔性袋107的粘接着片状构件113的表面上并且通过将另一个开口连接在壳体110的壁面上，从而形成该应力缓冲腔室104。
连接着柔性圆筒108的另一个开口的壁面设有形成在其上的孔115。作为气室的应力缓冲腔室104通过形成在壳体110的壁面上的孔115与墨盒外部的大气连通。该孔115使得空气能够根据由于安装在打印机上的墨盒的正常操作而导致的墨水消耗伴随着出现的柔性袋107的位移而在该腔室中迅速流动。但是，如果外部冲击按照使柔性袋107迅速移位的方式施加，则柔性圆筒108也随着柔性袋107的移位而迅速移位。这时，由柔性圆筒108形成的应力减缓腔室104的体积改变。由于该变化，应力缓冲腔室104的外面空气可以被抽进，或者可以将内部空气排出。这时，孔115用作抵抗迅速的空气流的阻力，以便通过抑制应力缓冲腔室104的位移而抑制柔性袋107的移位。也就是说，应力缓冲腔室104在由于柔性圆筒108的扩张/收缩而导致空气通过孔115流进和流出期间利用阻力作为缓冲器。
在如上所述构成的墨盒100中，从墨盒外部施加的外部冲击由应力缓冲腔室104减轻，从而冲击不会直接传递给形成墨水储存器103的柔性袋107。由此，柔性袋107不会被冲击损坏，从而防止了墨水泄漏。
也能够抑制由于外部冲击而导致在柔性袋107内的墨水振动，从而可以稳定地将墨水提供给喷墨头。
第二实施方案
图2为根据本发明第二实施方案的墨盒的剖视图。类似的相同附图标记表示与第一实施方案共同的相同部件。
在图2中所示的墨盒200包括具有一内部空间的硬壳体110和形成在壳体110的壁上用于将墨水112(由在该图中的网状线所示)提供给外部的供墨口111。
在壳体110内，容纳有一薄膜状柔性袋107，用于在其中存储墨水112。柔性袋107的开口连接在形成有供墨口111的壁位置上，从而形成墨水储存器103。片状构件113粘接在柔性袋107的与壳体110的形成有供墨口111的壁位置相对的一部分上，用于使该部分平坦。在壳体110的形成有供墨口111的壁位置和片状构件113之间，设有压缩弹簧105，用于沿着使柔性袋107膨胀的方向推压柔性袋107。也就是说，该压缩弹簧105按照使柔性袋107的内部保持在负压下的方式推压柔性袋107。
在柔性袋107的粘接有片状构件113的表面和壳体110的壁面之间形成有应力缓冲腔室104。该应力缓冲腔室104和墨水储存器103沿着压缩弹簧105的扩张/收缩方向串联布置。
上述结构与第一实施方案的结构相同。然而，下面的结构与第一
实施方案的结构不同。
根据第二实施方案，通过将柔性袋208的开口连接在柔性袋107的粘接着片状构件113的表面上来形成应力缓冲腔室104。该柔性袋208可像波纹管一样膨胀/收缩。
片状构件114粘接在柔性袋208的与柔性袋107的片状构件113相对的一部分上，用来使该部分平坦。在柔性袋107的粘接有片状构件113的表面和片状构件114之间，一压缩弹簧106沿着扩张/收缩方向与压缩弹簧105基本上串联地顺序布置。由此，沿着使片状构件113和114运动分开的方向推压这些片状构件113和114。应力缓冲腔室104借助穿过片状构件114和粘接在片状构件114上的柔性袋208的进气口109与大气连通。
在壳体110内，布置有能够在电能作用下扩张/收缩的形状记忆合金线101，它们包围着由柔性袋107和柔性袋208构成的结合结构的各个部分。形状记忆合金线101的各个部分被机械地固定在柔性袋208的粘接着片状构件114的柔性袋208的表面上，同时该形状记忆合金线101的两个端部与布置在壳体110的形成有供墨口111的外壁上的电接触单元102连接。在按照这样一种方式布置的形状记忆合金线101的状态中，如图2所示，形状记忆合金线101克服压缩弹簧106的推斥力沿着收缩方向约束柔性袋208。
由于压缩弹簧105和106分别布置在柔性袋107和208的中央处，所以包围着由柔性袋107和208构成的粘接结构的形状记忆合金线101按照穿过柔性袋208的粘接有片状构件114的表面的中央这样一种方式布置。这样，在形状记忆合金线101收缩时，可以使柔性袋107和208在平衡良好的状态中收缩。
在墨水储存器103的压缩弹簧105、应力缓冲腔室104的压缩弹簧106和形状记忆合金线101之间的力(推斥力和收缩力)的关系如下。
形状记忆合金线101的收缩力＞压缩弹簧105的推斥力＞压缩弹簧106的推斥力
然后，下面将参照图3A至3C对根据该实施方案的在墨盒内的部件的操作进行说明。
图3A至3C显示出根据第二实施方案正在消耗的墨水。
在供墨口111打开以便从图3A的状态向打印头(未示出)供应墨水112时，在墨水储存器103中的墨水体积减小，从而如图3B所示一样使形成墨水储存器103的柔性袋107移位。随着该移位，布置在墨水储存器103内的压缩弹簧105被压缩，从而在墨水储存器103和应力缓冲腔室104之间的边界壁沿着在图3B中的箭头方向运动。这时，布置在应力缓冲腔室104中的压缩弹簧106释放压缩从而膨胀。通过布置在应力缓冲腔室104中的进气口109将空气吸入到应力缓冲腔室104中，并且应力缓冲腔室的体积104增大。由此，在图3A和3B中所示的墨水储存器103和应力缓冲腔室104的总宽度W不会改变。因此，布置成包围着由墨水储存器103和应力缓冲腔室104构成的粘接结构的部分的形状记忆合金线101不会松弛并且保持初始状态。
从这种状态开始，通过借助电接触单元102给形状记忆合金线101供电，从而柔性袋208由于形状记忆合金线101的收缩而收缩。因此，布置在应力缓冲腔室104内的压缩弹簧106压缩，从而使其推斥力增大。因此，如图3C所示一样，在墨水储存器103和应力缓冲腔室104之间的边界壁沿着箭头方向运动，从而降低了墨水储存器103中的负压水平。因为在操作形状记忆合金线101并且压缩弹簧在压缩弹簧105压缩之前压缩以便减小应力缓冲腔室104的体积时，由形状记忆合金线101的收缩产生出的冲击由应力缓冲腔室104吸收，从而防止了墨水由于该冲击而从墨水储存器103中泄漏。
形状记忆合金线101的操作时机在用高占空比打印时是有效的，从而在恢复操作中提供大量墨水，并且在外界环境因素例如温度变化的情况下由于墨水物理性能(尤其是粘性)增大导致墨水阻力增大而降低墨盒中的负压水平时是有效的。可以从打印机中识别出这些情况，从而可以通过从打印机中确定出该情况来在适当的时刻通过电接触单元102给形状记忆合金线101供电。
如上所述，根据该实施方案，应力缓冲腔室104按照使之与整个原态墨水型墨盒的一部分墨水储存器103(柔性袋107)连接这样一种方式布置；采用由从打印机施加的驱动电流操作的形状记忆合金线101使应力缓冲腔室104收缩，从而增大布置在应力缓冲腔室104中的压缩弹簧106的推斥力；并且通过用增大的推斥力使柔性袋107移位，从而可以降低在墨水储存器103中的负压水平。也就是说，当在墨水储存器中的负压水平迅速增大时，通过操作形状记忆合金线101，可以改善负压水平。因此，可以稳定地供应墨水，从而能够提供降低了打印不均匀性的可靠的墨盒和喷墨记录设备。根据该实施方案的墨盒按照与第一实施方案相同的方式有效抵抗外部冲击。
根据该实施方案的形状记忆合金线101通过马氏体转变随着温度变化而扩张/收缩。由于它具有高电阻，所以能够很容易通过供电加热形状记忆合金线101。因此，可以通过控制所施加的电流来使该线扩张/收缩。具有这些性能的产品包括由Furukawa Techno Material Co.，LTD制造的用于电流致动器(型号NT-H7-TTR)的NT线。
第三实施方案
图4为根据本发明第三实施方案的墨盒的剖视图。根据该实施方案的墨盒300基本上具有与第二实施方案相同的结构和操作，因此省略了其说明。
第三实施方案与第二实施方案不同之处在于，用于给形状记忆合金线101供电的电接触单元102布置在与壳体110的设有供墨口111的表面不同的表面上。因此，该形状记忆合金线101在壳体110的布置在形成有供墨口111的壁附近的支点116处折叠到壳体110的内部。
根据该实施方案，可以防止可能会通过由于一些原因从用于向外供应墨水的供墨口111泄漏出的墨水附着而引起的电故障。
其它实施方案
然后将对根据能够将上述墨盒安装在其上的另一个实施方案的喷墨记录设备(液体喷射记录设备)进行说明。图5为一说明图，显示出能够将根据本发明的墨盒安装在其上的液体喷射记录设备的实施例。
在图5中所示的记录设备中，与根据上述实施方案的墨盒的供墨口111连接的记录头H1001可更换地安装在滑架1102上。在滑架1102上，设有用于通过在记录头H1001上的电连接部分将驱动信号传送给每个排出口序列的电连接部分(未示出)。
滑架1102由布置在设备主体上的导轴1103引导，以便沿着主扫描方向延伸，从而该滑架1102可以沿着导轴1103来回运动。该滑架1102由主扫描电动机1104借助驱动机构(例如电动机皮带轮1105)、从动皮带轮1106和同步皮带1107驱动，同时控制其位置和运动。该滑架1102还设有布置在其上的初始位置传感器1130。因此，在位于滑架1102上的初始位置传感器1130经过遮蔽板1136的位置时可以知道该位置。
在初始位置传感器1130检测到该遮蔽板1136的滑架的该位置(初始位置)处，布置有一盖帽1137，用于覆盖形成有记录头H1001的墨水排出口的前表面。该盖帽1137用于通过利用吸收元件(未示出)借助在盖帽内的开口吸收墨水来恢复该记录头。在通过齿轮传递的驱动力作用下使该盖帽1137运动以便覆盖墨水排出表面。在盖帽1137附近设有一清理铲1138。在滑架1102运动到初始位置时对记录头的墨水排出表面进行这些封盖、清洁和吸收恢复。
通过用供纸电动机1135借助齿轮使拾取辊1131转动来使记录介质1108(例如打印纸张和塑料薄片)从自动供纸装置1132(下面的ASF)中一张接一张地分离出。该纸张随着传送辊1109的转动而被进一步传送(二次扫描)，以便经过与记录头的墨水排出表面相对的位置(打印位置)。通过LF电动机1134的转动借助齿轮使传送辊1109转动。在传送期间，在记录介质1108经过纸端传感器1133时对是否输送了纸张进行判断并且确认在供给纸张时的提示位置。而且，该纸端传感器1133还用于感测记录介质1108的尾端的实际位置，以便从该尾端最终确定出当前的记录位置。
记录介质1108的底面支撑在台板(未示出)上以便在打印位置处形成一平打印表面。在该情况中，安装在滑架1102上的记录头H1001的排出表面从滑架1102向下伸出，从而支撑在与记录介质1108平行的两对传送辊之间。
记录头H1001如此安装在滑架1102上，从而每个排出口序列的排出口的排列方向与滑架1102的扫描方向相交，以便通过从这些排出口序列喷射出液体进行记录。
根据上述实施方案，设有用于产生出用于喷墨的热能的电热转换元件。可选的是，本发明可以结合有其它喷墨系统(例如采用了振动元件的系统)。
除了一般的打印设备之外，本发明还可以应用于复印机、具有通信系统的传真机、具有打印机的字处理机和与各种处理装置结合的工业记录设备。在用于通过滑架扫描来进行记录的这种打印设备中，本发明的结构对于具有施加在其上的扫描振动的墨盒而言是有效的，从而可以稳定地供给墨水，由此抑制了打印质量降低。
虽然已经参照这些示例性实施方案对本发明进行了说明，但是要理解的是，本发明并不限于所披露的示例性实施方案。后附权利要求的范围应该在最广义的方面解释以便涵盖所有变型、等同结构和功能。