專利名稱：打印頭墨盒和液體噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于噴射預(yù)定液體至噴射目標(biāo)上的打印頭墨盒以及一種液體噴射裝置。
背景技術(shù)：
至今為止，在譬如噴墨打印機(jī)之類的液體噴射裝置中，由柱形多孔材料構(gòu)成的清潔輥在預(yù)定壓力下持續(xù)保持與打印頭墨盒的噴墨頭的噴嘴表面相接觸以相對(duì)移動(dòng)，使得利用多孔材料的小室(孔室)內(nèi)產(chǎn)生的毛細(xì)管作用，通過吸收噴墨嘴內(nèi)及其周圍的墨，污點(diǎn)或外來物被清除掉(例如參見日本未審專利申請(qǐng)公開No.2003-266717，第五頁(yè)，圖6-8)。
但是，在這種現(xiàn)有技術(shù)的打印頭墨盒中，通過移動(dòng)并持續(xù)使清潔輥在預(yù)定壓力下與噴嘴表面相接觸以利用多孔材料小室內(nèi)產(chǎn)生的毛細(xì)管作用，墨水被自然吸附入清潔輥中，使得沒有通過積極的方式來清除墨水。相應(yīng)地，由于微弱的毛細(xì)管作用，堵著在噴墨嘴內(nèi)或其周圍以致變厚的墨水不能被有效地清除。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于這些問題，本發(fā)明希望提供一種具有改善性能的清潔器的打印頭墨盒和液體噴射裝置，該清潔器使用具備吸附力的清潔元件，所述吸附力通過暫時(shí)增大清潔元件的彈性移位并恢復(fù)該移位而產(chǎn)生。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種打印頭墨盒，包括噴液頭，用于從形成于噴嘴表面上的多個(gè)噴液嘴噴射預(yù)定液體；清潔機(jī)構(gòu)，它通過相對(duì)移動(dòng)多孔擦拭元件以便在擦拭元件發(fā)生彈性變形的情況下使其與噴嘴表面相接觸，用于清潔噴液頭的噴嘴表面；以及變形裝置，它用于在清潔方向上在噴液嘴的前面位置暫時(shí)增大擦拭元件的彈性變形，其中隨著擦拭元件彈性變形的恢復(fù)操作，由此產(chǎn)生的吸附力將附著在噴嘴表面的液體吸收并清除。
對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，通過相對(duì)移動(dòng)多孔的擦拭元件以使其與噴嘴表面相接觸，用于清潔噴液頭噴嘴表面的清潔機(jī)構(gòu)的擦拭元件的彈性變形通過變形裝置在清潔方向上噴液嘴的前面位置處暫時(shí)增大。利用隨著彈性變形的恢復(fù)操作而產(chǎn)生的吸附力，擦拭元件將附著在噴嘴表面的預(yù)定液體吸收并清除。相應(yīng)地，對(duì)于一般在多孔元件構(gòu)成的擦拭元件的壓力接觸部分產(chǎn)生的毛細(xì)管作用，增加了隨著彈性變形的恢復(fù)操作而產(chǎn)生的吸附力，這樣增大了對(duì)液體的總吸附力，從而改善清潔機(jī)構(gòu)的清潔性能。
按照本發(fā)明的液體噴射裝置包括打印頭墨盒，所述打印頭墨盒包括噴液頭，用于從形成于噴嘴表面的多個(gè)噴液嘴噴射預(yù)定液體；清潔機(jī)構(gòu)，它通過相對(duì)移動(dòng)多孔擦拭元件并在擦拭元件發(fā)生彈性變形的情況下使其與噴嘴表面相接觸，用于清潔噴液頭的噴嘴表面；以及變形裝置，它用于在清潔方向上噴液嘴的前面位置暫時(shí)增大擦拭元件的彈性變形，其中隨著擦拭元件彈性變形的恢復(fù)操作，由此產(chǎn)生的吸附力將附著在噴嘴表面的液體吸收并清除。
對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，通過相對(duì)移動(dòng)多孔的擦拭元件以使其與噴嘴表面相接觸，用于清潔噴液頭噴嘴表面的清潔機(jī)構(gòu)的擦拭元件的彈性變形通過變形裝置在清潔方向上噴液嘴的前面位置處暫時(shí)增大，這樣擦拭元件將附著在噴嘴表面的預(yù)定液體吸收并清除。由此，對(duì)于一般在多孔元件構(gòu)成的擦拭元件的壓力接觸部分產(chǎn)生的毛細(xì)管作用，增加了隨著彈性變形的恢復(fù)操作而產(chǎn)生的吸附力，從而改善了清潔機(jī)構(gòu)的清潔性能。
按照本發(fā)明的這一實(shí)施例，提供了一種打印頭墨盒，包括噴液頭，用于從形成于噴嘴表面的多個(gè)噴液嘴噴射預(yù)定液體；清潔機(jī)構(gòu)，它通過相對(duì)移動(dòng)多孔擦拭元件并在擦拭元件發(fā)生彈性變形的情況下使其與噴嘴表面相接觸，用于清潔噴液頭的噴嘴表面；以及變形裝置，它用于在清潔方向上噴液嘴的前面位置暫時(shí)增大擦拭元件的彈性變形，其中擦拭元件由于變形裝置產(chǎn)生的彈性移位量h的確定滿足下列關(guān)系式h＞(Vu/Vr)(L+n/2-/2)，其中將擦拭元件彈性變形的恢復(fù)速度定義為Vu；擦拭元件的移動(dòng)速度定義為Vr；擦拭元件從彈性變形的恢復(fù)初始點(diǎn)到噴液嘴的中心之間的移動(dòng)距離為L(zhǎng)；擦拭元件與噴嘴表面之間的接觸寬度為n；而噴液嘴的直徑為。
通過這種結(jié)構(gòu)，在通過相對(duì)移動(dòng)多孔擦拭元件并在擦拭元件發(fā)生彈性變形的情況下使其與噴嘴表面相接觸，從而執(zhí)行對(duì)噴嘴表面的清潔操作的期間，通過變形元件在清潔方向上噴液嘴的前面位置在擦拭元件內(nèi)產(chǎn)生的彈性移位暫時(shí)增大移位h，以便保證擦拭元件執(zhí)行它的彈性變形的恢復(fù)操作直到其經(jīng)過噴液嘴。因此，利用隨著暫時(shí)增大的彈性變形的恢復(fù)操作而產(chǎn)生的吸附力，附著在噴液嘴或其周圍以致變稠的液體被吸附并清除。
按照本發(fā)明的液體噴射裝置包括打印頭墨盒，所述打印頭墨盒包括噴液頭，用于從形成于噴嘴表面的多個(gè)噴液嘴噴射預(yù)定液體；清潔機(jī)構(gòu)，它通過相對(duì)移動(dòng)多孔擦拭元件并在擦拭元件發(fā)生彈性變形的情況下使其與噴嘴表面相接觸，用于清潔噴液頭的噴嘴表面；以及變形裝置，它用于在清潔方向上噴液嘴的前面位置暫時(shí)增大擦拭元件的彈性變形，其中擦拭元件由于變形元件產(chǎn)生的彈性移位量h的確定滿足下列關(guān)系式h＞(Vu/Vr)(L+n/2-/2)，其中將擦拭元件彈性變形的恢復(fù)速度定義為Vu；擦拭元件的移動(dòng)速度定義為Vr；擦拭元件從彈性變形的恢復(fù)初始點(diǎn)到噴液嘴的中心之間的移動(dòng)距離為L(zhǎng)；擦拭元件與噴嘴表面之間的接觸寬度為n；而噴液嘴的直徑為。
對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，在通過相對(duì)移動(dòng)并在其發(fā)生彈性變形的情況下對(duì)包括在打印頭墨盒中的多孔擦拭元件施壓，從而執(zhí)行對(duì)噴嘴表面的清潔操作期間，通過變形元件在清潔方向上噴液嘴的前面位置在擦拭元件內(nèi)產(chǎn)生的彈性移位暫時(shí)增加移位量h，以便保證擦拭元件執(zhí)行它的彈性變形的恢復(fù)操作直到其經(jīng)過噴液嘴。由此，利用隨著暫時(shí)增大的彈性變形的恢復(fù)操作而產(chǎn)生的吸附力，附著在噴液嘴或其周圍以致變稠的液體被吸附并清除。


圖1是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的噴墨打印機(jī)的透視圖；圖2是按照本發(fā)明第一實(shí)施例的打印頭墨盒概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖3是打印頭主要部件的放大截面圖；圖4是說明性視圖，圖解用于確定凸出部高度的條件方程的推導(dǎo)過程；圖5是說明性視圖，圖解清潔輥外形的恢復(fù)速度的測(cè)量過程；圖6是清潔機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的截面圖；圖7A和圖7B是圖解打印頭墨盒的清潔操作的說明性視圖；圖8是說明性視圖，圖解在打印頭墨盒的清潔操作中清潔輥抵達(dá)凸出部時(shí)的狀態(tài)；圖9是說明性視圖，圖解在打印頭墨盒的清潔操作中清潔輥翻過凸出部時(shí)的狀態(tài)；圖10是按照本發(fā)明第二實(shí)施例打印頭墨盒主要部件的放大截面圖；
圖11是說明性視圖，圖解偏心凸輪的頂點(diǎn)高度的確定過程；圖12是說明性視圖，顯示打印頭墨盒的清潔操作并圖解清潔輥和噴嘴表面之間最大壓力接觸的狀態(tài)；以及圖13是說明性視圖，顯示打印頭墨盒的清潔操作過程中恢復(fù)至普通壓力接觸時(shí)的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖具體描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是按照本發(fā)明的一種例證性液體噴射裝置——噴墨打印機(jī)的透視圖。噴墨打印機(jī)1包括打印機(jī)機(jī)身2和打印頭墨盒3(參看圖2)，該打印頭墨盒3用來向記錄紙噴射墨滴以在其上形成圖像。
圖1中所示的打印機(jī)機(jī)身2包括用來輸送裝在記錄紙托盤4中、用作打印目標(biāo)的記錄紙的輸送機(jī)構(gòu)(圖中未顯示)，以及用來適當(dāng)控制以在記錄紙上形成圖像的控制器(圖中未顯示)，兩者設(shè)置在打印機(jī)機(jī)身2中。記錄紙托盤4可拆卸地設(shè)置在處于打印機(jī)機(jī)身2前部下側(cè)的托盤加載槽5上。托盤加載槽5還用作記錄紙的排出槽，這樣在打印機(jī)機(jī)身2中完成圖像記錄的記錄紙就可以在設(shè)置于記錄紙托盤4上的排紙接收器4a上面排出。打印機(jī)機(jī)身2還裝備有布置在機(jī)身前部上側(cè)的顯示面板6，它用來顯示噴墨打印機(jī)1的全部操作。
在打印機(jī)機(jī)身2的上部表面，連接有開/關(guān)頂蓋7。在頂蓋7下面，提供有布置在機(jī)身2上部用來容納打印頭墨盒3的托座8。在打印機(jī)機(jī)身2的托座8中，將打印頭墨盒3沿箭頭Z方向插入并可拆卸地裝入其中。打印頭墨盒3具有沿著打印機(jī)機(jī)身2的寬度方向，也即是記錄紙的寬度方向，細(xì)長(zhǎng)延伸的外殼，用來在記錄紙上噴射黃Y、品紅M、青C和黑K的四色墨水以形成圖像。打印頭墨盒3包括墨水槽9、打印頭10以及打印頭罩11。
下面，將參照?qǐng)D2至圖6描述本發(fā)明第一實(shí)施例的適用于噴墨打印機(jī)的打印頭墨盒。
圖2是圖1中所示打印頭墨盒3的局部側(cè)視圖。在打印頭墨盒3中裝載有四個(gè)墨水槽9(9y，9m，9c和9k)。墨水槽9是用于儲(chǔ)存墨水的液體容器，這樣墨水槽9分別裝有黃、品紅、青和黑的四色墨水。墨水槽9將存儲(chǔ)其中的墨水供給打印頭10。打印頭10是一種將墨水槽9供應(yīng)的墨水在記錄紙的整個(gè)寬度進(jìn)行噴射的整行式(full-line)打印頭，并且如圖3中所示，它包括噴嘴元件12、打印頭芯片13、流動(dòng)通道板14以及打印頭機(jī)架15。
在打印頭10的底部表面上，布置有包括噴嘴表面12a的噴嘴元件12。噴嘴元件12設(shè)置有一行噴墨嘴16，布置上述一行噴墨嘴16使得其縱向?qū)?yīng)于記錄紙的整體寬度。此外，噴嘴表面12a設(shè)置有凸出部17，該凸出部被布置為在使用清潔輥21(下文將提及)清潔噴嘴表面12a期間處于清潔輥21的清潔方向(圖3中的箭頭A方向)上噴墨嘴16的前面。凸出部17暫時(shí)增大清潔輥21的彈性變形，這樣清潔輥21利用其彈性變形的恢復(fù)產(chǎn)生的吸附力將附著于噴嘴表面12a的墨水吸收。凸出部17可以通過以下方式形成使用分配器沿著與噴墨嘴16的排列平行的方向上將紫外可固化型樹脂涂于噴墨嘴16上，然后使用紫外線輻射噴墨嘴16以完成固化。這樣，凸出部17的橫截面由于樹脂的表面張力大致變?yōu)榘雸A形。凸出部17的高度h被設(shè)定為具有足于保持彈性變形的恢復(fù)直到清潔輥21經(jīng)過噴墨嘴16的移位量。
具體地說，凸出部17高度h的設(shè)定滿足下列關(guān)系式(1)h＞(Vu/Vr)(L+n/2-/2)…(1)，其中如圖4中所示，將清潔輥21的彈性變形的恢復(fù)速度定義為Vu；將清潔輥21的移動(dòng)速度定義為Vr；從彈性變形的恢復(fù)初始點(diǎn)(吸附初始點(diǎn))P1到噴墨嘴16的噴嘴中心之間的水平距離為L(zhǎng)；清潔輥21與噴嘴表面12a之間的接觸寬度(夾擠寬度，nip width)為n；而噴墨嘴16的直徑為。在這種情況下，n＞。凸出部17的高度h大致與清潔輥21由于凸出部17造成的彈性移位量(暫時(shí)增大的彈性移位量)相一致，并且等于彈性變形的深度。此外，在比設(shè)定凸出部17的高度h；作為選擇，可以設(shè)定任何其他參數(shù)來滿足關(guān)系式(1)。
下面將具體描述關(guān)系式(1)的推導(dǎo)過程。
如上所述，由于凸出部17的高度h大致與清潔輥21由凸出部17施壓增大的彈性移位量相一致，清潔輥21由于凸出部17施壓發(fā)生的彈性變形恢復(fù)至初始形狀所必需的時(shí)間Tu可表達(dá)為Tu＝h/Vu…(2)，其中符號(hào)Vu表示彈性變形的恢復(fù)速度。因?yàn)榛謴?fù)速度Vu是每單位時(shí)間的彈性變形恢復(fù)量，通過使用與清潔輥21相同性質(zhì)的切割樣品可以容易地獲得該數(shù)值。也就是說，如圖5中所示，在對(duì)其寬度等于夾擠寬度n的切割樣品30施加壓縮變形量H之后，通過測(cè)量從壓縮解除到恢復(fù)至初始形狀的時(shí)間t，可以獲得恢復(fù)速度Vu如下Vu＝H/t。
為了給噴墨嘴16施加清潔輥21恢復(fù)期間產(chǎn)生的吸附力，上述清潔輥21由于凸出部17施壓而發(fā)生變形，在時(shí)間Tu內(nèi)，清潔輥21可以通過噴墨嘴16。由此，清潔輥21從如圖4所示的恢復(fù)初始點(diǎn)(吸附初始點(diǎn))移動(dòng)至經(jīng)過噴墨嘴的點(diǎn)P2所必需的時(shí)間Tr可以滿足下列關(guān)系式Tu＞Tr…(3)。
此處的數(shù)值Tr可以通過下列關(guān)系式獲得Tr＝(L+n/2-/2)/rω＝(L+n/2-/2)/Vr…(4)，其中如圖4中所示清潔輥21的半徑為r而清潔輥21的角速度為ω。相應(yīng)地，通過將關(guān)系式(2)和(4)代換入關(guān)系式(3)以重新整理，可推導(dǎo)出關(guān)系式(1)。
除此之外，如圖3中所示在噴嘴元件12的上表面，布置有打印頭芯片13。打印頭芯片13包括基于圖像信號(hào)來控制墨水噴射的邏輯電路(圖中未顯示)以及用于驅(qū)動(dòng)加熱電阻18(以下將提及)的晶體管，并相對(duì)于噴墨嘴16設(shè)置有加熱電阻18，以給墨水加壓室19中的墨水供應(yīng)噴射能量，借助加熱電阻18產(chǎn)生的熱能，墨水被直接供給噴墨嘴16以便從噴墨嘴16噴射墨水。
此外，在打印頭芯片13的上表面，布置有流動(dòng)通道板14以構(gòu)成將墨水從墨水槽9供給墨水加壓室19的墨水流動(dòng)通道20。盡管在圖3中流動(dòng)通道板14顯示為在橫向方向上分隔，事實(shí)上它們彼此連接具有整體結(jié)構(gòu)。在流動(dòng)通道板14的兩側(cè)，打印頭機(jī)架15設(shè)立于噴嘴元件12上用來支持噴嘴元件12。
如圖2中所示，在打印頭10的底表面可拆卸地設(shè)置有打印頭罩11。打印頭罩11可相對(duì)于打印頭10移動(dòng)以便在固定狀態(tài)時(shí)保護(hù)打印頭10的噴嘴表面12a，此外它包括用于清潔噴嘴表面12a的清潔單元。具體地說，如圖6中所示，打印頭罩11構(gòu)成為固體樹脂的細(xì)長(zhǎng)盒子并在四角具有上升件，它包括布置于內(nèi)部的清潔輥21和刮器22，以及配置在底部表面的墨水接收元件23。
圖2和圖6中所示的清潔輥21在移動(dòng)并壓觸打印頭10的噴嘴表面12a期間用作擦拭墨水渣和灰塵的擦拭元件，此外它包括用于向打印頭10的噴嘴表面12a施加去污劑的施加單元。圓柱體的清潔輥21在打印頭罩11的縱向上鄰近打印頭罩11的一側(cè)連接，以使其平行于打印頭10噴嘴表面12a的縱向。清潔輥21由包括細(xì)孔21a(參看圖7B)的彈性多孔材料構(gòu)成，就像海綿和氈一樣用來吸附液體，此外它具有浸漬其中的去污劑溶液。
如圖2和圖6中所示，在接觸清潔輥21的一外側(cè)表面的位置上布置有刮器22。刮器22用于將墨水渣和灰塵從清潔輥21的表面刮走。圖6中所示的墨水接收元件23由譬如海綿的吸濕性材料構(gòu)成，以打印頭罩11的整個(gè)底表面用來接收從打印頭10的噴墨嘴16初期(preliminarily)噴射出的墨滴。由此，墨水接收元件23除了能夠吸收墨水，還防止了從噴墨嘴16初期噴射出的墨水濺回，從而防止了墨水淤積在打印頭底部表面。相應(yīng)地，也防止了初期噴射墨水由于墨水濺回而重新附著在噴嘴表面12a上。
將如圖2中所示方式構(gòu)成的打印頭罩11沿著垂直于噴嘴表面12a縱向的方向，或者沿箭頭A和B的方向移動(dòng)。當(dāng)打印頭罩11沿著箭頭A方向移動(dòng)時(shí)，它從打印頭10移去，而當(dāng)沿著箭頭B方向返回時(shí)，打印頭罩11再次固定于打印頭10上以便保護(hù)噴嘴表面12a。接著，清潔輥21隨著打印頭罩11的打開(圖中沿著箭頭A方向移動(dòng)時(shí))對(duì)打印頭10的噴嘴表面12a進(jìn)行清潔。在適當(dāng)?shù)姆?wù)時(shí)間之后，已經(jīng)吸附了初期噴射墨水的墨水接收元件23被新的墨水接收元件23替代，從而可簡(jiǎn)易地執(zhí)行對(duì)打印頭罩11中初期噴射墨水的清潔工作。
下面，將參照?qǐng)D7A-9來描述按照本發(fā)明第一實(shí)施例的打印頭墨盒的清潔操作。
首先，參照?qǐng)D1，將打印頭墨盒3沿著箭頭Z的方向固定安裝于打印機(jī)機(jī)身2的托座8。然后將記錄紙托盤4裝在托盤加載槽5中。在這種狀況下，在啟動(dòng)打印前，隨著打印頭罩11的打開對(duì)打印頭10的噴嘴表面12a進(jìn)行清潔。該清潔操作執(zhí)行如下在圖2所示沿著箭頭A的方向移動(dòng)打印頭罩11的同時(shí)，對(duì)清潔輥21施壓接觸噴嘴表面12a。這時(shí)，清潔輥21在如圖7A中所示沿著箭頭C方向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沿著箭頭A方向移動(dòng)。由于清潔輥21由多孔材料構(gòu)成，當(dāng)如圖7B中所示清潔輥21被施壓接觸噴嘴表面12a時(shí)，清潔輥21被施壓部分的細(xì)孔21a被擠壓并尺寸減小，以致在圖中所示箭頭D方向上產(chǎn)生比其他部分更大的毛細(xì)管力Qn。接著，粘附在噴嘴表面12a上的墨水24易于滲透進(jìn)入細(xì)孔21a。由于隨著清潔輥21的滾動(dòng)在施壓被解除的部分，同時(shí)發(fā)生彈性移位的恢復(fù)，這樣被擠壓的細(xì)孔21a將恢復(fù)至初始形狀，從而在該部分沿著箭頭E的方向產(chǎn)生吸附力Qr。因此，通過清潔輥21毛細(xì)管力Qn與吸附力Qr的總和(Qn+Qr)被施加于噴嘴表面12a以便吸附并去除粘附在噴嘴表面12a上的墨水24。此外，毛細(xì)管力Qn與吸附力Qr與在清潔輥21在預(yù)定壓力下壓住噴嘴表面12a的同時(shí)發(fā)生移動(dòng)的常規(guī)清潔操作過程中、在清潔輥21中產(chǎn)生的吸附源是相同的。
而且，當(dāng)清潔輥21在圖7A中沿著箭頭A方向旋轉(zhuǎn)到達(dá)布置在如圖8中所示箭頭A方向上噴墨嘴16前方的凸出部17時(shí)，清潔輥21為凸出部17施壓，以致清潔輥21的表面彈性凹下。
清潔輥21翻過凸出部17并沿著圖8中箭頭A的方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)，對(duì)清潔輥由于凸出部17施壓而發(fā)生彈性變形的部分，壓力解除以便恢復(fù)初始形狀。通過這種對(duì)清潔輥21彈性變形的恢復(fù)操作，在清潔輥21中以一種類似水泵操作的方式在圖9中箭頭F方向上產(chǎn)生向外的吸附力。同時(shí)，清潔輥21被施壓部分沿著圖中箭頭G方向也產(chǎn)生差不多相同強(qiáng)度的吸附力Qt。由此，毛細(xì)管力Qn、吸附力Qr、以及泵操作吸附力Qt的總和成為吸附力(Qn+Qr+Qt)，藉此，該力由于吸附力Qt而增大。
由于凸出部17的高度h(或者清潔輥21暫時(shí)增大的彈性移位量)的設(shè)定滿足上述關(guān)系式(1)，清潔輥21在其從圖4中所示恢復(fù)初始點(diǎn)(吸附初始點(diǎn))P1至經(jīng)過噴墨嘴的點(diǎn)P2的移動(dòng)過程中連續(xù)恢復(fù)。這樣，當(dāng)清潔輥21經(jīng)過噴墨嘴16時(shí)，清潔輥21上增大的液體吸附力施加給噴墨嘴16。相應(yīng)地，附著在噴墨嘴或其周圍以致變稠的墨水被吸附并清除。
以這樣的方式，按照本發(fā)明第一實(shí)施例的打印頭墨盒3，提供了布置于清潔方向上噴墨嘴16前面的凸出部17，這樣對(duì)凸出部17施壓導(dǎo)致的清潔輥21彈性變形的外形恢復(fù)操作而產(chǎn)生了吸附力Qt。由此，對(duì)于隨著清潔輥21轉(zhuǎn)動(dòng)通常產(chǎn)生的毛細(xì)管力Qn和吸附力Qr，還增加了上述的吸附力Qt，這樣這種增大的液體吸附力改善了使用清潔輥21的清潔操作。因此，附著在噴墨嘴或其周圍以致變稠的墨水被有效地清除。
通過保證清潔輥21在其經(jīng)過噴墨嘴16之前一直進(jìn)行彈性變形的恢復(fù)操作，可以對(duì)噴墨嘴16施加由于恢復(fù)操作增加了吸附力Qt而增大了的吸附力。由此，附著在噴墨嘴或其周圍以致變稠的墨水被有效地清除，改善了噴射性能和圖像打印質(zhì)量。
按照第一實(shí)施例，將圓柱體形的清潔輥21作為例證；作為選擇，它可以不是圓柱體形而是棱柱形。在這種情況下，盡管在隨著清潔輥21的轉(zhuǎn)動(dòng)受壓狀態(tài)被解除的部分中產(chǎn)生的吸附力Qr，由于清潔輥21并不滾過噴嘴表面12a而不存在，但隨著由凸出部17導(dǎo)致的彈性變形的恢復(fù)而產(chǎn)生的吸附力Qt增加給毛細(xì)管力Qn，這樣增大的液體吸附力也能以圓柱體形清潔輥21相同的方式改善清潔操作。
圖10是按照本發(fā)明第二實(shí)施例的打印頭墨盒主要部分的截面圖。如圖10中所示，清潔輥21在鄰近于打印頭罩11的一側(cè)進(jìn)行安裝，所述打印頭罩11布置在打印頭墨盒3的打印頭10的底部表面。清潔輥21與軸接于軸承26上的旋轉(zhuǎn)軸25一體提供，上述軸承26在其縱向上布置在打印頭罩11底部表面上。
此外，旋轉(zhuǎn)軸25與偏心凸輪27一體提供。圖10中所示偏心凸輪27的滑動(dòng)接觸面27b的一半被形成為具有相同的旋轉(zhuǎn)半徑，而另外一半朝外突起具有不同的旋轉(zhuǎn)半徑。使滑動(dòng)接觸面27b與布置在軸承26中的固定部分28的上表面相接觸，這樣偏心凸輪27在固定部分28上發(fā)生偏心旋轉(zhuǎn)，以致清潔輥21升起以增大清潔輥21處于清潔方向(圖10中箭頭A的方向)上噴墨嘴16前面位置的彈性位移。清潔輥21的最大升起高度h(參看圖11)被確定為可以施加足夠的變形，以便保持彈性變形的恢復(fù)的同時(shí)清潔輥21經(jīng)過噴墨嘴16。最大升起高度h與偏心凸輪27的頂點(diǎn)27a的凸出(高度)相一致，并基本與清潔輥21由于偏心凸輪27導(dǎo)致的彈性移位量(暫時(shí)增大的彈性移位量)相一致。在這種情況下，如圖11中所示，如果將清潔輥21最大升起的點(diǎn)定義為恢復(fù)初始點(diǎn)(吸附初始點(diǎn))P1，而將其他參數(shù)如第一實(shí)施例中相同定義，上述的等式(1)可以同樣適用。相應(yīng)地，如果清潔輥21的最大升起量h被確定滿足等式(1)，那么可以保證彈性變形的恢復(fù)的同時(shí)清潔輥21經(jīng)過噴墨嘴16。
此外，如圖10中所示，軸承26配置有垂直拉長(zhǎng)的橢圓形軸承孔29，這樣清潔輥21的旋轉(zhuǎn)軸25可以垂直移動(dòng)。軸承26還在軸承孔29的頂端配置有切口29a，這樣旋轉(zhuǎn)軸25可以通過切口29a拆卸，從而能夠替換清潔輥21。
下面，將參照?qǐng)D10-13描述按照第二實(shí)施例的打印頭墨盒的清潔操作。
在清潔操作期間，如圖10中沿著箭頭A的方向移動(dòng)打印頭罩11，這時(shí)清潔輥21被施壓接觸打印頭10的噴嘴表面12a。在此期間，清潔輥21在沿著如圖中箭頭C方向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，沿著圖10中箭頭A方向移動(dòng)，這時(shí)旋轉(zhuǎn)軸25軸接于布置在打印頭罩11中的軸承26上。在清潔操作的第一階段，與旋轉(zhuǎn)軸25整體提供的偏心凸輪27旋轉(zhuǎn)，并以旋轉(zhuǎn)半徑相同的一半滑動(dòng)接觸面27b同軸承26的固定部分28發(fā)生接觸。相應(yīng)地，在這個(gè)階段，清潔輥通過保持與噴嘴表面12a預(yù)定壓力接觸量來執(zhí)行所謂的常規(guī)清潔。在這一階段，如圖7B中所示，在清潔輥21與噴嘴表面12a之間的壓力接觸面上沿著如圖中箭頭D的方向產(chǎn)生了毛細(xì)管力Qn。此外，隨著清潔輥21的轉(zhuǎn)動(dòng)在噴嘴表面12a施壓解除的部分沿著箭頭E方向產(chǎn)生了吸附力Qr。由此，毛細(xì)管力Qn與吸附力Qr的總和(Qn+Qr)被施加于噴嘴表面12a，以便通過清潔輥21吸附并去除粘附在噴嘴表面12a上的墨水24。
此外，隨著清潔輥21的轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心凸輪27也進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)具有相同旋轉(zhuǎn)半徑的一半滑動(dòng)接觸面27b與固定部分28發(fā)生接觸的狀態(tài)結(jié)束后，偏心凸輪27的旋轉(zhuǎn)半徑逐漸增加。與此同時(shí)，清潔輥21在如圖12箭頭I所示方向上逐漸升起以增大與噴嘴表面12a的壓力接觸量。
接著，如圖12中所示，當(dāng)偏心凸輪27的頂點(diǎn)27a鄰靠固定部分28時(shí)，清潔輥21上升至最高(高度h)。由此，清潔輥21與噴嘴表面12a之間的壓力接觸量達(dá)到最大，使得清潔輥21的彈性移位量達(dá)到最大。在此狀態(tài)下，清潔輥21的中心軸與圖11中所示恢復(fù)初始點(diǎn)(吸附初始點(diǎn))P1相一致。
接著，當(dāng)打印頭罩11從圖12的狀態(tài)沿著箭頭A方向移動(dòng)時(shí)，清潔輥21在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)經(jīng)過噴墨嘴16。同時(shí)，伴隨著清潔輥21的轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心凸輪27在固定部分28上旋轉(zhuǎn)，使得偏心凸輪27的旋轉(zhuǎn)半徑逐漸減小。由此，清潔輥21在如圖13箭頭J所示方向逐漸下降，使得清潔輥21與噴嘴表面12a之間的壓力接觸量逐漸減小。隨著清潔輥21的轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心凸輪27進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)到達(dá)圖13的狀態(tài)，這時(shí)壓力接觸量復(fù)原至圖10所示的初始狀態(tài)。
以這樣的方式，在從圖12所示狀態(tài)轉(zhuǎn)換至圖13所示狀態(tài)的過程中，當(dāng)壓力接觸量減小時(shí)，壓力接觸部分的彈性變形發(fā)生恢復(fù)。在恢復(fù)操作的同時(shí)，清潔輥21中產(chǎn)生吸附力Qt。而且，由于清潔輥21的最大上升量h(或者偏心凸輪27的頂點(diǎn)27a的高度，或者清潔輥21暫時(shí)增大的彈性移位量)被確定為可以繼續(xù)進(jìn)行清潔輥21的彈性變形的恢復(fù)的同時(shí)清潔輥21經(jīng)過噴墨嘴16，在清潔輥21經(jīng)過噴墨嘴16期間也保持了彈性變形的恢復(fù)操作。因此，隨著恢復(fù)操作產(chǎn)生的吸附力施加給噴墨嘴16。這樣，普通產(chǎn)生的毛細(xì)管力Qn、吸附力Qr以及吸附力Qt的總和吸附力(Qn+Qr+Qt)施加給噴墨嘴16及其周圍，改善了使用清潔輥21的清潔性能。
以這樣的方式，按照本發(fā)明第二實(shí)施例的打印頭墨盒，在清潔操作過程中壓力接觸量隨著清潔輥21的垂直移動(dòng)而改變，使得當(dāng)清潔輥21下降以減小壓力接觸量時(shí)產(chǎn)生吸附力Qt。通過將吸附力Qt增加給隨著清潔輥21的轉(zhuǎn)動(dòng)通常產(chǎn)生的毛細(xì)管力Qn和吸附力Qr而增大的吸附力，可以施加給噴墨嘴16。相應(yīng)地，使用清潔輥21的清潔性能得到改善，由此有效地清除附著在噴嘴表面12a上以致變稠的墨水。
而且，通過保持清潔輥21在其經(jīng)過噴墨嘴16之前發(fā)生彈性變形的恢復(fù)操作，可以對(duì)噴墨嘴16施加由于恢復(fù)操作增加了吸附力Qt而增大了的吸附力。相應(yīng)地，附著在噴墨嘴或其周圍以致變稠的墨水被有效地清除，改善了噴射性能和圖像打印質(zhì)量。
由于噴嘴表面12a上不存在凸出體，噴嘴表面12a難于被墨水附著和沾污。
此外，如果打印頭墨盒3用于彩色打印，可以設(shè)置偏心凸輪27的四個(gè)頂點(diǎn)27a。在這種情況下，將每個(gè)頂點(diǎn)27a布置為可以在清潔方向上每個(gè)彩色噴墨嘴16前面的位置處最大升起清潔輥21。接著，當(dāng)清潔輥21經(jīng)過每個(gè)彩色噴墨嘴16時(shí)，將每個(gè)頂點(diǎn)27a的高度h確定為能滿足上述等式(1)并能保證噴墨嘴16彈性變形的恢復(fù)操作。
在以上的描述中，將噴墨打印機(jī)作為例證；但本發(fā)明并不局限與此，而可以運(yùn)用于任何從噴液嘴噴射如液滴之類的預(yù)定液體的設(shè)備。舉例來說，也可以包括譬如噴墨傳真機(jī)和噴墨復(fù)印機(jī)之類的圖像形成設(shè)備。
從噴液嘴噴出的液體并不局限于墨水，而可以包括其他類的液體噴射裝置，只要它們通過從噴液頭噴射預(yù)定液體形成點(diǎn)和點(diǎn)線。舉例來說，也可以包括在DNA檢測(cè)中將包括DNA的液體噴射至選項(xiàng)板的液體噴射裝置，以及噴射包括導(dǎo)電粒子的液體來形成印刷電路板布線圖的液體噴射裝置。
權(quán)利要求
1.一種打印頭墨盒，包括噴液頭，用于從形成于噴嘴表面的多個(gè)噴液嘴噴射預(yù)定液體；清潔機(jī)構(gòu)，它用于通過相對(duì)移動(dòng)多孔擦拭元件，并當(dāng)所述擦拭元件發(fā)生彈性變形時(shí)使所述擦拭元件與所述噴嘴表面相接觸，而清潔所述噴液頭的噴嘴表面；以及變形裝置，用于暫時(shí)增大在清潔方向上所述噴液嘴的前面位置所述擦拭元件的彈性變形，其中隨著所述擦拭元件彈性變形的恢復(fù)操作而產(chǎn)生的吸附力將所述噴嘴表面附著的液體吸收并清除。
2.如權(quán)利要求1所述的打印頭墨盒，其中，所述變形裝置是布置于清潔方向上所述噴液嘴的前面位置處所述噴液頭的噴嘴表面的凸出部。
3.如權(quán)利要求1所述的打印頭墨盒，其中，所述變形裝置是增量裝置，用于暫時(shí)增大在清潔方向上所述噴液嘴前面位置處所述擦拭元件與所述噴嘴表面的壓力接觸量。
4.如權(quán)利要求3所述的打印頭墨盒，其中，所述用于暫時(shí)增大壓力接觸量的增量裝置是布置在所述擦拭元件旋轉(zhuǎn)軸上的偏心凸輪。
5.如權(quán)利要求1所述的打印頭墨盒，其中，所述變形裝置產(chǎn)生的變形足以保持所述擦拭元件在其經(jīng)過噴液嘴期間的彈性變形的恢復(fù)。
6.如權(quán)利要求1所述的打印頭墨盒，其中，所述擦拭元件形成輥形，并且轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)由于與所述噴嘴表面壓力接觸而發(fā)生彈性變形。
7.一種包括打印頭墨盒的液體噴射裝置，其中所述墨盒包括一噴液頭，用于從形成于噴嘴表面的多個(gè)噴液嘴噴射預(yù)定液體；清潔機(jī)構(gòu)，它用于通過相對(duì)移動(dòng)多孔擦拭元件，并當(dāng)所述擦拭元件發(fā)生彈性變形時(shí)使所述擦拭元件與所述噴嘴表面相接觸，而清潔所述噴液頭的噴嘴表面；以及變形裝置，用于暫時(shí)增大在清潔方向上所述噴液嘴的前面位置所述擦拭元件的彈性變形，其中隨著所述擦拭元件彈性變形的恢復(fù)操作而產(chǎn)生的吸附力將所述噴嘴表面附著的液體吸收并清除。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述變形裝置是布置于清潔方向上所述噴液嘴的前面位置處所述噴液頭的噴嘴表面的凸出部。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述變形裝置是增量裝置，用于暫時(shí)增大在清潔方向上所述噴液嘴前面位置處所述擦拭元件與所述噴嘴表面的壓力接觸量。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述用于暫時(shí)增大壓力接觸量的增量裝置是布置在所述擦拭元件旋轉(zhuǎn)軸上的偏心凸輪。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述變形裝置產(chǎn)生的變形足于保持所述擦拭元件在其經(jīng)過噴液嘴期間的彈性變形的恢復(fù)。
12.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述擦拭元件形成輥形，并且轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)由于與所述噴嘴表面壓力接觸而發(fā)生彈性變形。
13.一種打印頭墨盒，包括噴液頭，用于從形成于噴嘴表面的多個(gè)噴液嘴噴射預(yù)定液體；清潔機(jī)構(gòu)，它用于通過相對(duì)移動(dòng)多孔擦拭元件，并當(dāng)所述擦拭元件發(fā)生彈性變形時(shí)使所述擦拭元件與所述噴嘴表面相接觸，而清潔所述噴液頭的噴嘴表面；以及變形裝置，用于暫時(shí)增大在清潔方向上所述噴液嘴的前面位置所述擦拭元件的彈性變形，其中所述擦拭元件由于變形裝置產(chǎn)生的彈性移位量h的確定滿足下列關(guān)系式h＞(Vu/Vr)(L+n/2-/2)，其中將所述擦拭元件彈性變形的恢復(fù)速度定義為Vu；所述擦拭元件的移動(dòng)速度定義為Vr；所述擦拭元件從彈性變形的恢復(fù)初始點(diǎn)到所述噴液嘴的中心之間的移動(dòng)距離為L(zhǎng)；所述擦拭元件與所述噴嘴表面之間的接觸寬度為n；而噴液嘴的直徑為。
14.如權(quán)利要求13所述的打印頭墨盒，其中，在所述擦拭元件中產(chǎn)生彈性移位量h的條件下n＞。
15.如權(quán)利要求13所述的打印頭墨盒，其中，所述變形裝置是布置于清潔方向上所述噴液嘴的前面位置處所述噴液頭的噴嘴表面的凸出部。
16.如權(quán)利要求13所述的打印頭墨盒，其中，所述變形裝置是增量裝置，用于暫時(shí)增大所述擦拭元件與所述噴嘴表面在清潔方向上所述噴液嘴前面位置處的壓力接觸量。
17.如權(quán)利要求16所述的打印頭墨盒，其中，所述用于暫時(shí)增大壓力接觸量的增量裝置是布置在所述擦拭元件旋轉(zhuǎn)軸上的偏心凸輪。
18.如權(quán)利要求13所述的打印頭墨盒，其中，所述擦拭元件形成輥形，并且在由于與所述噴嘴表面壓力接觸而發(fā)生彈性變形的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
19.一種包括打印頭墨盒的液體噴射裝置，包括噴液頭，用于從形成于噴嘴表面的多個(gè)噴液嘴噴射預(yù)定液體；清潔機(jī)構(gòu)，它用于通過相對(duì)移動(dòng)多孔擦拭元件，并當(dāng)所述擦拭元件發(fā)生彈性變形時(shí)使所述擦拭元件與所述噴嘴表面相接觸，而清潔所述噴液頭的噴嘴表面；以及變形裝置，用于暫時(shí)增大在清潔方向上所述噴液嘴的前面位置所述擦拭元件的彈性變形，其中擦拭元件由于變形元件產(chǎn)生的彈性移位量h的確定滿足下列關(guān)系式h＞(Vu/Vr)(L+n/2-/2)，其中將所述擦拭元件彈性變形的恢復(fù)速度定義為Vu；所述擦拭元件的移動(dòng)速度定義為Vr；所述擦拭元件從彈性變形的恢復(fù)初始點(diǎn)到噴液嘴的中心之間的移動(dòng)距離為L(zhǎng)；所述擦拭元件與所述噴嘴表面之間的接觸寬度為n；而所述噴液嘴的直徑為。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，在所述擦拭元件中產(chǎn)生彈性移位量h的條件下n＞。
21.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述變形裝置是布置于清潔方向上所述噴液嘴的前面位置處所述噴液頭的噴嘴表面的凸出部。
22.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述變形裝置是增量裝置，用于暫時(shí)增大所述擦拭元件與所述噴嘴表面在清潔方向上所述噴液嘴前面位置處的壓力接觸量。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述用于暫時(shí)增大壓力接觸量的增量裝置是布置在所述擦拭元件旋轉(zhuǎn)軸上的偏心凸輪。
24.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述擦拭元件形成輥形，并且在由于與所述噴嘴表面壓力接觸而發(fā)生彈性變形的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種打印頭墨盒和液體噴射裝置，其中隨著擦拭元件暫時(shí)增大的彈性變形的恢復(fù)，通過使用擦拭元件產(chǎn)生的液體吸附力，改善了清潔機(jī)構(gòu)的清潔性能。由凸出部暫時(shí)產(chǎn)生的清潔輥的彈性移位量h(凸出部的高度)的確定滿足下列關(guān)系式，所述凸出部布置于噴嘴表面的清潔方向上噴墨嘴的前面h>(Va/Vr)(L＋n/2－φ/2)，其中將清潔輥彈性變形的恢復(fù)速度定義為Vu；清潔輥的移動(dòng)速度定義為Vr；清潔輥從彈性變形的恢復(fù)初始點(diǎn)至噴墨嘴的中心之間的移動(dòng)距離為L(zhǎng)；清潔輥與噴嘴表面之間的接觸寬度為n；而噴墨嘴的直徑為φ。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1663805SQ20051006419
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2005年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月3日
發(fā)明者中村厚志, 西正太, 中村正人, 福田敏生, 矢?jìng)}雄次, 平島滋義, 堀井伸一 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社