專利名稱：充注油墨方法及充注油墨裝置的制作方法
本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為1994年8月31日、發(fā)明名稱為“充注油墨方法及充注油墨裝置”的中國(guó)專利申請(qǐng)01111856.3的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及一種適用于噴墨裝置的充注油墨方法及充注油墨裝置。
打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)或類似的記錄裝置及用作組合電子設(shè)備或包括計(jì)算機(jī)、文字處理裝置和類似物的工作站的輸出裝置的記錄裝置，其組成使得能根據(jù)像圖資料將圖像記錄在紙張或塑料紙張上。根據(jù)記錄系統(tǒng)記錄裝置可以分為噴墨型，針點(diǎn)型(wire dottype)、熱轉(zhuǎn)移型、激光束型等等。
在噴墨型記錄裝置中，油墨通過(guò)記錄機(jī)構(gòu)(記錄頭)噴射至記錄材料上，這種裝置具有下列優(yōu)點(diǎn)其尺寸可以大大地減小，并可高速地記錄精美的圖像，無(wú)需特定的處理就可在普通紙上進(jìn)行記錄，其運(yùn)行成本低，而且由于是非沖擊型裝置，其噪音亦低。此外，該裝置使用不同顏色的印墨，可容易地實(shí)現(xiàn)彩色圖像記錄。
在噴墨記錄裝置中，一種利用熱能?chē)娚溆湍膰娔涗浹b置(記錄頭)的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)使用由包括腐蝕、蒸發(fā)、濺射等方式的半導(dǎo)體制造工藝產(chǎn)生的電熱轉(zhuǎn)換器，電極、液體通道壁及頂板，很容易配備高密度的液體通道(噴射出口)。因而可能進(jìn)一步縮減尺寸。
用于噴墨記錄裝置的油墨容器要求能在記錄作業(yè)時(shí)隨著油墨通過(guò)記錄頭的噴射很好地供給一定數(shù)量的油墨，而在不進(jìn)行記錄作業(yè)時(shí)，該容器不能通過(guò)噴射出口泄漏油墨。
此外，在油墨容器是可以更換的情況下，還要求油墨容器的裝拆是平穩(wěn)的、不能泄漏油墨，而且還應(yīng)保證油墨能供至記錄頭。
作為可用于噴墨記錄裝置的油墨容器的實(shí)例公開(kāi)在日本Laidopen專利申請(qǐng)?zhí)?7242/1988(第一現(xiàn)有技術(shù))，所公開(kāi)的噴墨記錄盒有一個(gè)油墨容器裝于其內(nèi)的發(fā)泡材料及一組噴墨孔。
對(duì)于這樣的一種容器，通過(guò)其內(nèi)盛含油墨的如發(fā)泡聚氨酯那類的發(fā)泡多孔材料的毛細(xì)管力產(chǎn)生負(fù)壓而留住油墨是可能的，從而可以防止油墨從油墨容器中漏泄。
但是在這第一現(xiàn)有技術(shù)中，要求發(fā)泡的材料基本占據(jù)整個(gè)盛含油墨部分，因而使待發(fā)泡材料內(nèi)盛含的油墨量受到限制，并且剩留在發(fā)泡材料中的即不能被使用的油墨量相對(duì)來(lái)說(shuō)是大的，因此油墨利用率不高。此外，難以檢測(cè)盛含油墨的數(shù)量，而且也難以在消耗油墨期間維持恒定的負(fù)壓。
在油墨容器有一個(gè)其內(nèi)插放發(fā)泡材料的油墨盛放部件的情況下，在插放期間一個(gè)或幾個(gè)角部可能會(huì)扭曲。如果出現(xiàn)這種情況，發(fā)泡材料的受擠壓狀態(tài)就會(huì)不均勻，可能會(huì)使在油墨容納部份中的油墨分布不均勻。
在這種情況下，即使含有足夠數(shù)量的油墨也會(huì)由于產(chǎn)生受壓性能的不均勻性而使油墨通道堵塞。如果出現(xiàn)這種情況，就可能會(huì)出現(xiàn)不正確的油墨噴射和/或由于集中于鄰近通氣孔的油墨，在其受沖擊時(shí)該油墨亦易外泄。因此要求高精度地將發(fā)泡材料插放入油墨容器中，這樣就增加制造的難度。
近來(lái)，為了降低經(jīng)營(yíng)成本而用油墨再次充注入用完的油墨盆中。就重新充注油墨的方法而言，US4967207和US4968998建議通過(guò)通氣孔減少容器內(nèi)的壓力，然后將油墨通過(guò)一專門(mén)的油墨充注管注入其內(nèi)。
但是，在油墨以上述方式注入時(shí)，油墨重新注入口要從記錄頭除掉，但在該裝置中的泵用于減小壓力時(shí)，該壓力減小有不足的傾向，因而在發(fā)泡多孔材料中不能均勻的分布油墨，其結(jié)果是，在重新充注之后難以形成溝通記錄頭的油墨通道。此外，在油墨重新充注至盛含極限時(shí)，油墨可能從通氣口泄漏。
即使作出了通過(guò)通氣口注入油墨的努力，充注時(shí)的油墨流亦不能控制得在完成油墨注入前使發(fā)泡的材料內(nèi)壓力達(dá)到正常作業(yè)狀態(tài)。在油墨繼續(xù)充注而達(dá)到盛含能力極限時(shí)，由于油墨容器內(nèi)部壓力的平衡而變得不再能從通氣口注入油墨，或者油墨可能從通氣口排入空中。
因此，重新注入的油墨量要小于原有的油墨盛含能力。由于油墨不能均勻地分布于發(fā)泡材料中，就有在重新充注之后在記錄作業(yè)狀態(tài)時(shí)，不易立即形成到達(dá)噴射口的油墨通道的可能，從而使得要求較長(zhǎng)時(shí)間的起動(dòng)作業(yè)。
如果作出努力增加可變注入油墨數(shù)量的內(nèi)部盛含能力以防止上述的油墨泄漏，其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致油墨容器粗笨，以及粗笨的裝置，這是違背用戶的需要的。此外，對(duì)用于減少油墨盒內(nèi)的壓力的插吸裝置的需求也使得記錄裝置和重新充注裝置的尺寸加大。
此外，就其內(nèi)多孔材料占有油墨盒的油墨盛含部份整個(gè)內(nèi)部空間的結(jié)構(gòu)而言，其油墨盛含系數(shù)即單位體積含有的油墨量是低的。
作為一種具有高油墨盛含系數(shù)的油墨盒，日本Laid.open專利申請(qǐng)522/1990(第二現(xiàn)有技術(shù))公開(kāi)了一種噴墨記錄盒。在這種記錄盒中，多孔材料被放置在第一和第二油墨容器之間及第二油墨容器和噴墨記錄頭之間。
在這種噴墨記錄盒中，多孔材料不放置在油墨盛含部份內(nèi)，而僅是安放在油墨通道中。通過(guò)這一措施使油墨盛含能力大于第一現(xiàn)有技術(shù)的盛含能力。此外，通過(guò)設(shè)置第二油墨容器，使得在記錄作業(yè)期間或根據(jù)溫升可調(diào)整油量的分布和空氣流，從而使在記錄頭中的真空狀態(tài)穩(wěn)定。
但是，在第二現(xiàn)有技術(shù)中，由于多孔材料是放置在油墨通道中，故其含有大量的油墨，然而由于多孔材料的毛細(xì)管力而產(chǎn)生的真空即負(fù)壓是不夠的，在不進(jìn)行記錄作業(yè)時(shí)，就會(huì)使油墨因大的碰撞而從噴墨記錄頭的噴射出口泄漏。
當(dāng)油墨重新充注入沒(méi)有配置通氣孔的那種油墨盒內(nèi)時(shí)，油墨盒中的壓力是被減低的，而且油墨是通過(guò)不同于通氣孔的一個(gè)入口注入的。
在這種情況下，油墨容器要求被氣密性地封密以便維持油墨盒中的負(fù)壓，因而油墨是通過(guò)記錄頭的噴射口供給的，其結(jié)果是使供墨周期長(zhǎng)。
日本專利申請(qǐng)198474/1992和198681/1994提出一種從為噴墨記錄特有的真空穩(wěn)定性觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)特別適合于噴墨印刷的油墨容器。對(duì)于這種噴墨容器來(lái)說(shuō)，油墨可以根據(jù)印刷作業(yè)期間從記錄頭噴出的油墨數(shù)量被正確的供給，而且在不進(jìn)行印刷作業(yè)時(shí)，油墨通過(guò)噴射出口的泄漏能被恰當(dāng)?shù)胤乐埂?br> 這種油墨容器基本上具有一個(gè)容納負(fù)壓產(chǎn)生材料的第一腔室(負(fù)壓產(chǎn)生材料容器)，該腔室配置有一通氣口及一個(gè)導(dǎo)出油墨的油墨供給口，此外，還有一個(gè)第二腔室(油墨容器)，除了與第一腔室通液外，第二腔室大致是氣密性封密的，并直接盛放油墨。這種油墨容器對(duì)于噴墨記錄裝置特別有效(這種結(jié)構(gòu)被叫作起始結(jié)構(gòu)starting structure)。
以這種結(jié)構(gòu)而言，從記錄頭盒的開(kāi)始使用到終了的幾乎整個(gè)周期內(nèi)，真空大致可以維持在一個(gè)恒定的數(shù)量上，因此，此記錄頭可用于高速印刷。
此外，這種噴墨記錄作業(yè)可以在一個(gè)寬廣的范圍內(nèi)使用。例如，在傳真機(jī)或別的通訊領(lǐng)域，大規(guī)格紙張復(fù)印機(jī)，織物印刷以及通常的印刷器中使用。為此，期望有一個(gè)大的印墨容器及印墨重新充注。
因此，本發(fā)明的一個(gè)特定目的就是為具有上述起始結(jié)構(gòu)的一種油墨容器提供一種充注油墨的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種油墨可以快速充注的墨充注方法。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種油墨充注方法，在這種方法中，在油墨充注期間內(nèi)，在油墨盛含部份中氣泡可以被消除，而且該氣密性地被封閉的油墨盛含部份基本上全部充注油墨。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在油墨充注期間無(wú)油墨泄漏的油墨充注方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種將供噴墨用的、待供至噴墨頭的油墨充注入油墨盒的充注油墨的方法，本方法具有配備具有一個(gè)負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份及一個(gè)油墨容納部份的油墨盒，負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份容納一種負(fù)壓產(chǎn)生材料并配置一個(gè)通氣孔，油墨容納部份除了與負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份進(jìn)行液體溝通外，均基本上是氣密性封閉的，而且直接容納待供至記錄頭的油墨，本油墨盒還在負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份和油墨容納部份之間有一個(gè)部份壁，部份壁配備有一個(gè)間隙以便允許產(chǎn)生油墨的彎液面，并直接將油墨注入油墨容納部份。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種根據(jù)本發(fā)明第一方面的供給油墨的方法，在本方法中的油墨充注作業(yè)期間，間隙設(shè)定在油墨容納部分的最頂端部份處。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種油墨充注方法，在本方法中在油墨容納部分設(shè)置一未封閉的開(kāi)口，將油墨通過(guò)此油墨容納部份的開(kāi)口注入其中。
根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供一種根據(jù)本發(fā)明的第一方面的油墨充注方法，在本方法中，油墨是通過(guò)與容納待注入油墨的油墨容器有液流溝通的油墨注入裝置注入的，其中的油墨注入裝置是通過(guò)墨盒外將油墨供應(yīng)的油墨供給口插入油墨盒的，而且油墨注入裝置的開(kāi)口突伸入油墨容納部份。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種根據(jù)本發(fā)明的第四方面的油墨充注方法，在本方法中，油墨充注裝置配備有空氣排放裝置，用以從油墨容納部分外面將空氣排出。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種根據(jù)本發(fā)明第四方面的油墨注充方法，在本方法中，油墨充注裝置有一個(gè)將油墨供至負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份的一個(gè)孔。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種將噴墨用的、待供給至記錄頭的油墨充注入油墨盒的油墨充注裝置。在本裝置內(nèi)，油墨盒具有一個(gè)負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份及一個(gè)油墨容納部份，負(fù)壓產(chǎn)生材料部份容納一種負(fù)壓產(chǎn)生材料并配置有一個(gè)通氣孔；油墨容納部份除了與負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份的液流溝通外，基本上是氣密性密封的，并直接容納待供給到記錄頭的油墨；油墨盒還在負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份和油墨容納部份之間設(shè)置一個(gè)部份壁，部份壁配置有一個(gè)間隙，以便允許產(chǎn)生油墨的一個(gè)彎液面，本充注裝置具有一種將油墨直接充注入油墨容納部份的充注部件及將油墨供給至充注部件的裝置，其中的充注部件可以伸入負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份，而且充注部件有足夠的長(zhǎng)度，以使得當(dāng)充注部件通過(guò)油墨供給孔插入油墨盒時(shí)，充注部件的終端開(kāi)口通過(guò)間隙處于油墨容納部份之內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的一種油墨充注方法，一個(gè)空氣--液體接觸界面，在一個(gè)合適的位置處形成，以便使得一個(gè)大容量的油墨盒可以具有恒定的負(fù)壓情況下重復(fù)使用多次。
根據(jù)本發(fā)明的這種油墨充注方法，油墨充注作業(yè)可以在一個(gè)短的時(shí)間周期內(nèi)完成。
根據(jù)本發(fā)明的這種充注油墨的方法，在油墨容納部份中的空氣泡的產(chǎn)生可以被排除，而且氣密性封閉的油墨容納部份可以基本上被油墨完全注滿。
根據(jù)本發(fā)明的這種油墨充注方法，在重新充注油墨時(shí)，可以確保油墨盒不會(huì)泄漏油墨。
根據(jù)本發(fā)明的油墨充注裝置，空氣--液體接觸界面可以在合適的位置處形成，從而使油墨盒可多次重復(fù)利用而不使油墨盒的性能變壞。
本發(fā)明的種種目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行介紹之后會(huì)更清楚地顯現(xiàn)出來(lái)。
附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明如下

圖1是可用于本發(fā)明的一種油墨盒的局部剖開(kāi)的立體圖。
圖2A是圖1所示視圖的一個(gè)剖面圖。
圖2B是圖1所示油墨盒安裝于記錄頭后的剖視圖。
圖3A，3B，3C表明圖1及圖2所示油墨盒安裝于一記錄頭并進(jìn)行印刷作業(yè)時(shí)的油墨分布情況。圖3A，3B代表正常的記錄時(shí)的情況，圖3C表示缺少油墨時(shí)的情況。
圖4表明了可應(yīng)用于本發(fā)明的另一個(gè)油墨盒的縱向剖視圖。
圖5是圖4所示油墨盒的一個(gè)剖面圖。
圖6是圖4所示油墨盒的另一方向剖視圖。
圖7表示可用于本發(fā)明的一個(gè)油墨盒的制造步驟圖。
圖8類似于圖7但表示另一個(gè)制造步驟。
圖9是一個(gè)油墨盒的剖視圖，展示充注油墨后的油墨充注口密封步驟。
圖10是一個(gè)剖視圖，展示用于一油墨盒的密封步驟。
圖11展示含有可用于本發(fā)明的一種油墨盒的一個(gè)組件。
圖12是一個(gè)可用于本發(fā)明的油墨盒實(shí)例的剖視圖。
圖13A，13B是一個(gè)剖視圖，表明圖12所示油墨盒的油墨充注方法的樣例。
圖14是圖12所示油墨盒的一個(gè)剖視圖，在該油墨盒上配置有一個(gè)油墨注入口。
圖15是一個(gè)剖視圖，展示油墨充注情況。
圖16是一個(gè)油墨盒的剖視圖，展示油墨充注后之密封。
圖17是圖16所示油墨盒的一個(gè)立體圖。
圖18A，18B是展示重新充注油墨后的密封情況的局部視圖。
圖19A，19B是展示重新充注油墨作業(yè)后的密封情況的局部視圖。
圖20是一個(gè)局部視圖，展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種重新充注油墨的方法。
圖21是展示用于重新充注油墨的孔的一個(gè)局部視圖。
圖22A，圖22B是一個(gè)局部視圖，展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的油墨重新充注孔。
圖23A展示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的充注油墨的起始步驟。
圖23B是類似圖23A的視圖，但是展示完成了對(duì)油墨容器充注之后的步驟。
圖23C是類似圖23A的視圖，但是展示完成油墨充注時(shí)的步驟。
圖24A、24B展示根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的油墨充注期間的油墨盒位置。
圖25A，圖25B展示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的一種油墨充注裝置。
圖26展示在充注油墨期間產(chǎn)生氣泡的情況。
圖27展示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的一種油墨充注裝置。
圖28展示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的一種油墨充注裝置。
圖29展示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的一種油墨充注裝置。
圖30A，30B及30C展示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的油墨充注裝置的實(shí)例。圖30A展示一種油墨充注裝置，圖30B，30C展示油墨盒充注油墨期間的位置。
圖31A，31B展示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的一種油墨充注裝置。
圖32A，圖32B展示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的一種油墨充注裝置。
圖33A，33B，33C展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種油墨充注裝置。
圖34展示可以利用具有另一種結(jié)構(gòu)的能用于本發(fā)明的油墨盒的一種油墨充注方法及裝置。
圖1A、1B分別是一種可用于本發(fā)明的油墨盒實(shí)例的一個(gè)立體圖和剖視圖。
如圖1A、1B所示，油墨盒的主體1有一個(gè)負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份4及一個(gè)油墨容納部份6，部份4配置有一個(gè)開(kāi)口(油墨供給孔)2，用于將之與噴墨記錄頭連接，此外還配置有導(dǎo)入環(huán)境大氣的通氣孔10，孔10安置在高于孔2的一個(gè)位置上并且與多孔材料的負(fù)壓產(chǎn)生材料3溝通，以便吸收并盛含記錄油墨。油墨容納部份6通過(guò)部份壁(局部構(gòu)件)5與安置在鄰近多孔材料容納4處，其功能是盛含油墨。油墨容納部份6及多孔材料容納部份4通過(guò)肋5與容器底部之間的間隙8互相間進(jìn)行液體溝通。油墨容納部份6配置有一個(gè)部份(加強(qiáng)平板)板16，板16跨接在兩個(gè)相對(duì)的側(cè)壁之間，并與底部之間有一個(gè)間隙，此間隙大于間隙8。
該油墨盒配置有一個(gè)允許油墨進(jìn)入油墨容納部份6的油墨注入孔口7，注入孔7形成在靠近間隙8的一個(gè)底表面上。
在油墨通過(guò)注入孔7注入之后，可用一個(gè)合適的機(jī)構(gòu)封閉之。注入方法將在下面詳細(xì)介紹。
通過(guò)注入孔7將油墨重新注入油墨容納部份是可能的。
圖2展示安裝在一記錄頭上的圖1所示的油墨盒。在圖2中與圖1中同樣的標(biāo)引數(shù)碼指明具有相應(yīng)功能的構(gòu)件。油墨注入孔7是由一個(gè)密封件17封閉的。記錄頭配置有噴墨元件噴射孔25，熱產(chǎn)生元件26和液體通道27。在本實(shí)施例中，熱能是由在液體通道27中的熱產(chǎn)生元件26產(chǎn)生的，而在油墨中的狀態(tài)變化是由熱能引起的，然后通過(guò)記錄頭HD中的噴射孔25噴墨。
該記錄頭可以利用可應(yīng)用本發(fā)明的油墨盒，但也可以是另外的類型，例如可以是壓電元件型的。
在本實(shí)施例中，在從油墨盒到記錄頭的油墨供給時(shí)，可以允許在記錄頭內(nèi)的，末端有一過(guò)濾器18的油墨供給管9對(duì)負(fù)壓產(chǎn)生材料加壓接觸。
由于這一原因，可以期望油墨可以被分布至油墨盒的孔2的鄰近區(qū)域。
現(xiàn)在參看圖3A，3B及3C，這里將說(shuō)明在油墨盒與記錄頭連接在一起時(shí)的油墨供給情況。
在圖3A中，表明油墨供給管9與負(fù)壓產(chǎn)生材料3通過(guò)油墨盒1的孔2正進(jìn)行著加壓接觸。因此，該噴墨記錄裝置是處于記錄作業(yè)狀態(tài)。在本實(shí)施例中，油墨供給管9配備有除去油墨盒內(nèi)的異物的過(guò)濾器。在噴墨記錄頭運(yùn)行時(shí)，油墨通過(guò)噴墨記錄頭的孔進(jìn)行噴射，其結(jié)果是，在油墨盒內(nèi)產(chǎn)生吸收油墨力。這種吸收力將油墨21通過(guò)部份壁5和油墨盒的底壁13之間的間隙8，多孔材料容納部份4，負(fù)壓產(chǎn)生材料3及油墨供給管9供給到記錄頭。這樣一來(lái)，除了間隙8以外，基本是氣密性密封的油墨容納部份6的內(nèi)部壓力就減小，結(jié)果在油墨容納部份6與負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份4之間產(chǎn)生一個(gè)壓力差。隨著不斷地噴墨，這個(gè)壓力差不斷地增大，但是由于負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份4是通過(guò)通氣口10與環(huán)境大氣溝通的，故外界環(huán)境大氣就如同圖3B所示那樣通過(guò)負(fù)壓產(chǎn)生材料3和間隙8被導(dǎo)入，以至出現(xiàn)空氣--液體交換。這樣一來(lái)，油墨容納部份6與負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份4之間的壓力差就被消除。在噴墨記錄頭作業(yè)期間，上述現(xiàn)像重復(fù)出現(xiàn)，從而使在油墨盒內(nèi)維持一個(gè)預(yù)定的負(fù)壓值。除了貼附在油墨容納部份6壁面上的印墨外的油墨容納部份6中的油墨大體上被消耗，因此，其油墨利用系數(shù)得以增大(圖3C)。
在記錄作業(yè)不進(jìn)行時(shí)，負(fù)壓產(chǎn)生材料3的毛細(xì)管力(或油墨與負(fù)壓產(chǎn)生材料之間的界面處的彎液面力)就起作用，因而防止油墨從記錄頭中泄漏。
如上所述，在油墨供給過(guò)程中，空氣--液體交換通過(guò)間隙重復(fù)發(fā)生，在通過(guò)該間隙將空氣導(dǎo)入油墨容納部份之前，小量的油墨被從多孔材料容納部份傳送到記錄頭。
隨著多孔材料容納部份內(nèi)的油墨量的減少，空氣與液體之間的界面就變化。當(dāng)空氣--液體界面的一部份到達(dá)該間隙時(shí)，空氣就被導(dǎo)入油墨容納部份。
留在多孔材料容納部份中的油墨數(shù)量變化影響到加于記錄頭的負(fù)壓，因此，希望在通過(guò)間隙進(jìn)行空氣--液體交換期間空氣被導(dǎo)入油墨容納部份而不降低空氣--液體界面。
在下一個(gè)實(shí)施例中，將空氣導(dǎo)入油墨容納部份即空氣--液體的交換可以不發(fā)生空氣--液體界面位置變化就能進(jìn)行。
圖4、5及6展示該實(shí)施例，圖4是油墨盒體的縱向剖視圖，圖5是其橫向剖視圖，圖6說(shuō)明空氣--液體界面變化消除機(jī)構(gòu)，其情況如從多孔材料容納部份所看到的那樣。
主體1配置有空氣導(dǎo)入溝19及負(fù)壓產(chǎn)生材料調(diào)節(jié)部份20。
空氣導(dǎo)入溝19形成在多孔材料容納部份4的側(cè)壁上并從部份壁5的中部向下延伸到部份壁5的端部即延伸到間隙8處。負(fù)壓產(chǎn)生材料調(diào)節(jié)部份20是由部份壁5及負(fù)壓產(chǎn)生材料3本身鄰近空氣導(dǎo)入溝19的區(qū)域提供的。材料3與材料容納部份4的內(nèi)壁接觸。如圖4及5所示，即使材料3不是被均勻地插入的，對(duì)材料3的接觸(加壓)壓縮也部份地被緩減。由于這一原因，當(dāng)油墨被記錄頭利用時(shí)，盛含在材料3內(nèi)的油墨被消耗而逐漸到達(dá)調(diào)節(jié)部份20。隨著油墨的繼續(xù)被消耗，油墨彎液面是很容易被處于接觸壓縮被調(diào)節(jié)部份20緩減處的空氣破壞，從而使空氣被平緩地導(dǎo)入溝19內(nèi)，這樣就使對(duì)負(fù)壓控制較為容易。參看圖7和8，下面介紹上述結(jié)構(gòu)的油墨盒的制造方法。
油墨盒12是由聚丙烯材料模壓而成的，它配置有負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份，一種用作負(fù)壓產(chǎn)生材料3的聚氨酯發(fā)泡材料或類似物的發(fā)泡材料被插入其內(nèi)以便產(chǎn)生負(fù)壓及盛含油墨。該材料可以是海綿樣材料或纖維或織物的多孔材料。本實(shí)施方案中，使用聚氨酯發(fā)泡材料是由于其負(fù)壓水平可以被相對(duì)容易地進(jìn)行調(diào)整。
蓋13組成該油墨盒的一底部，多孔材料是從該蓋處插入的。如圖8所示，蓋13利用超聲波或高頻波將這兩種材料熔合在一起而固接。為了便于做到熔合固定，蓋與主體的材料是相同的。
這樣，一個(gè)預(yù)定量油墨可以從形成在所制造的真空油墨盒的油墨容納部份內(nèi)的油墨噴射口7噴出。
現(xiàn)在參看圖9及10，將說(shuō)明油墨盒的密封步驟。
在完成充注油墨之后，孔2和通氣口10就如圖9所示用適合的機(jī)構(gòu)迅速地密封起來(lái)。之后，供墨裝置的供墨出孔就從油墨注入孔7除去。然后一個(gè)塑料或金屬制的球形堵17就被擠壓配入油墨注入孔7。
接著，如圖10所示，孔2和通氣孔10就用塑性樹(shù)脂膜14借助熱熔合機(jī)22熱合封閉，膜14是一種多層結(jié)構(gòu)，它包括有一個(gè)蒸鍍的鋁中間層。這樣就能有效地防止在油墨盒運(yùn)送期間內(nèi)油墨泄漏和蒸發(fā)。如在圖11中所示，油墨盒被用其外表面印刷有情報(bào)資料的塑料多層包裝膜15用熱合密封包裝起來(lái)。
油墨盒1的材料可以是透明或半透明的塑料如尼龍，聚乙烯或聚丙烯。因而剩留的油墨量可以從外面確定，因而油墨盒更換時(shí)間就可以被確定。
油墨注入孔的位置及該注入孔的構(gòu)成資料的調(diào)配取決于注充油墨的方法。在合適的充注方法可以利用的條件下，注入孔的位置可以任選，因而它可以形成于注入時(shí)，或者在注入前形成，然后將之封閉。在注入孔于注入后封閉的情況下，密封在油墨注入時(shí)被除去。
在本實(shí)施例中，注入孔形成于鄰近間隙處的油墨容納部份的一個(gè)壁上。其位置確定得使一種油墨充注方法可以被采用。其原因說(shuō)明如下。
在油墨是一種傳統(tǒng)的方法充注入采用本發(fā)明的該實(shí)施例的油墨盒中時(shí)，油墨可以通過(guò)形成在多孔材料容納部份內(nèi)的通氣孔或通過(guò)用于將油墨供應(yīng)至記錄頭的油墨供給孔注入。
但是，通過(guò)通氣孔注入油墨會(huì)使在鄰近通氣孔處存在油墨。這樣，通向空氣孔的油墨通道很容易由于外界環(huán)境溫度變化或類似因素的變化而使油墨盒中的壓力增高，因而容易出現(xiàn)油墨泄漏。
為此，通過(guò)通氣口充注油墨并不適用于具有在本說(shuō)明書(shū)前言部分中介紹的起始結(jié)構(gòu)的油墨盒。
另一方面，通過(guò)油墨供給孔注入油墨涉及下列問(wèn)題。圖12展示了可以采用于本發(fā)明的一個(gè)油墨盒。如以后要詳細(xì)說(shuō)明的那樣，為了穩(wěn)定油墨盒中的負(fù)壓，要提供允許油墨彎液面形成的一間隙。
在油墨盒安裝于噴墨裝置上時(shí)展示在圖12中的該間隙是處在一個(gè)底部位置。
在從處于這一位置上的油墨供給口充注油墨時(shí)，油墨首先被負(fù)壓產(chǎn)生材料吸收，只有在這之后，油墨才能抵達(dá)該間隙。在這時(shí)，油墨在鄰近間隙處的負(fù)壓產(chǎn)生材料內(nèi)形成一個(gè)彎液面，因而注入的油墨是不全都盛含在油墨容納部份內(nèi)，而且在油墨容納至該間隙被充滿油墨后就不被充容于油墨容納部份。這是由于不再出現(xiàn)相應(yīng)于油墨充注入油墨容納部份的空氣--液體交換。其結(jié)果導(dǎo)致油墨盛納部份完全被剩留于其內(nèi)的空氣密封。
因此，由于該間隙占據(jù)圖12所示的底部位置，即使油墨從油墨供給孔被注入，供給至油墨容納部份的油墨量是小的，因而，這種方法不實(shí)用。
在加壓之后油墨注入的情況下，油墨盒被從圖12所示狀態(tài)下縮減，油墨也被均勻地分布在多孔材料容納部份，因而油墨到達(dá)通氣口附近區(qū)域。
在負(fù)壓產(chǎn)生材料完全被油墨充滿時(shí)，在多孔材料內(nèi)形成的油墨彎液面不足，從而使負(fù)壓不夠，其結(jié)果是在記錄頭與油墨盒連接時(shí)會(huì)漏泄油墨。
在前面所述的情況中，油墨是在間隙處于底部位置的情況下被注入的。但是，本發(fā)明還涉及了間隙處于最頂端位置時(shí)的油墨充注。在這種情況下，允許通過(guò)該間隙進(jìn)行空氣--液體交換。
參考圖13，介紹利用上述的方法重新充注油墨。油墨盒主體1是倒置的。一個(gè)油墨供給接頭被壓向開(kāi)孔，油墨重新充注容器30的摺疊風(fēng)箱被壓縮，從而使油墨被注入油墨盒。在第一階段，如圖13A所示，油墨21擴(kuò)展于負(fù)壓產(chǎn)生材料中。在進(jìn)一步注入油墨時(shí)，油墨擴(kuò)展至整個(gè)負(fù)壓產(chǎn)生材料4中直到在間隙8處的負(fù)壓產(chǎn)生材料內(nèi)形成油墨彎液面為止，從而使間隙8被油墨閉合。為了將油墨供給到油墨容納部份6中，隨著油墨進(jìn)入油墨容納部份，要求空氣通過(guò)通氣孔10被排出，但是由于間隙8被油墨封閉，油墨就不再進(jìn)入油墨容納部份6中，因而油墨只是被注入負(fù)壓產(chǎn)生材料中。如圖13B所示，最后油墨就從通氣孔10泄漏，并通過(guò)該孔被排放。因此只有在間隙8處的油墨彎液面被破壞時(shí)，油墨才能進(jìn)入油墨容納部份6。因而，油墨的充注系數(shù)不高，從容納油墨能力和油墨泄漏的角度來(lái)看，這種方法不能被推薦。
如上所述，不打開(kāi)在油墨容納部份(第二腔)內(nèi)的油墨重新充注孔，從負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份(第一腔)注入油墨不是不可能的。但是，本發(fā)明所涉及的油墨盒配置有精細(xì)的溝通部份。在油墨彎液面形成在溝通部份的情況下，第二腔是被氣密性地封密的。因此，即使在第二腔室內(nèi)維持有空間，亦不再能充注入油墨，其結(jié)果是油墨通過(guò)第一腔室的通氣孔外泄。
如將會(huì)明了的那樣，通過(guò)上述的孔口將油墨充注入油墨容納部份內(nèi)是相當(dāng)困難的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，油墨首先供給至油墨容納部份。
充注油墨的時(shí)間安排可以是任意的，但是考慮到重新充注油墨后的油墨盒的性能，在油墨仍然剩留在第二腔中時(shí)，最好就將油墨重新注入，其原因如下。一旦在多孔的負(fù)壓產(chǎn)生材料中的油墨通道被破壞，該油墨通道的重新形成是困難的。此外，在運(yùn)輸過(guò)程中，相當(dāng)數(shù)量的油墨被浪費(fèi)掉。因而考慮到剩留在第二腔中的油墨的泄漏和油墨重新充注效率，最好在第二腔中的油墨被完全用完之前就立即進(jìn)行重新充注。
圖14展示了其上開(kāi)有一個(gè)油墨重新注充孔的局部視圖。如果重新充注孔是開(kāi)在第二腔的一個(gè)壁上，那么其位置可以是任意設(shè)置。但是，考慮到油墨充注的容易程度或重新使用于噴墨記錄裝置中時(shí)，通過(guò)通氣孔的泄漏，油墨重新充注孔推薦形成在油墨盒的頂部。其情況就如圖14所示的由31a或31b參考數(shù)碼指明的那樣。其數(shù)目和結(jié)構(gòu)不限。
圖15展示了油墨21已通過(guò)油墨重新充注孔31重新充注后的狀態(tài)。油墨重新充注作業(yè)可以利用任何一種合適的裝置來(lái)完成。例如，油墨可以通過(guò)一種充注器吸入，而且油墨是通過(guò)重新充注孔充注入的。之后，第二腔上的油墨重新充注孔被如圖16和17所示的一種密封件41封閉，從而使第二腔被密封。這樣，重新充注就被完成。在該油墨盒被重新利用時(shí)，本實(shí)施例的另外的優(yōu)點(diǎn)就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。被用于本實(shí)施例的該油墨盒在第二腔中維持真空(負(fù)壓)使用于油墨重新充注口的密封件41被牢牢地固接在該油墨盒上，從而制止該充注口的打開(kāi)。
用于油墨重新充注口的該密封件可以是一種公知材料如金屬、塑性樹(shù)脂材料或彈性橡膠材料。
參看圖18、19，這里介紹了另外一些用于重新充注孔的密封件。在圖18所示實(shí)施例中，堵塞是與油墨盒構(gòu)成一個(gè)整體的。這就消除了要用戶鉆充注口并為之準(zhǔn)備一個(gè)密封件的麻煩，因而這是推薦的一種結(jié)構(gòu)。堵塞的材料最好是粘性的高聚合物，例如粘結(jié)性材料、粘貼性材料或密封材料。
為了可以重復(fù)利用該油墨盒，密封件最好是具有粘附性材料的薄層，例如粘結(jié)膠布帶、密封帶，其狀況如圖19A所示。
為了允許重復(fù)利用及加強(qiáng)第二腔的密封，密封件最好延展至不同于其上具有油墨重新注入孔的側(cè)面的另一個(gè)側(cè)面，其情況如圖19B所示。另一種密封是可用的。
如上所述，油墨重新注入孔可以采用公知的方式形成。
參看圖20，這里展示形成油墨重新充注口孔裝置的一個(gè)實(shí)例。在圖20中，展示了一個(gè)具有其內(nèi)油墨已經(jīng)用完的第二腔的油墨盒；一個(gè)盛含重新充注油墨21的油墨重新充注容器30，該充注容器有一個(gè)油墨充注嘴及一個(gè)摺疊風(fēng)箱；及一個(gè)用于鉆油墨重新充注孔33的工具32。如圖21所示，油墨重新充注孔形成在第二腔上。重新充注孔是用一個(gè)銷針或鉆等形式的工具32鉆成的，其狀況如圖22A，22B所示。在圖22A中，孔33大于油墨充注嘴的外直徑。在圖22B中，有兩個(gè)孔33，其中的每一個(gè)孔的直徑均等于或略小于油墨充注嘴的外直徑。兩孔中的一個(gè)用于充注油墨，另一個(gè)是用作通氣孔。在二個(gè)實(shí)例中，在重新充注作業(yè)中，油墨均可以以良好的狀態(tài)充注入第二腔中。
由于采用了上述的油墨充注方法，油墨容納腔可以被油墨充滿。在這種方法中，推薦的作法是，在間隙被油墨充滿之后，在油墨容納腔中的空氣被通過(guò)油墨重新充注孔排放。此外，還要推薦的是，不限于在油墨容納部份充注油墨，而且可以擴(kuò)展到給負(fù)壓產(chǎn)生材料部份充注油墨，只要形成空氣--液體界面就行，以便將間隙與油墨供給孔連結(jié)。
這樣，油墨被注入油墨容納部份及多孔材料容納部份這兩者之中。為了允許在負(fù)壓產(chǎn)生材料擴(kuò)展，要求有一定的時(shí)間周期集中向油墨容納部份充注油墨。
如果油墨充注的速度太高，油墨會(huì)從油墨重新充注口溢出。因此，選定油墨充注速度時(shí)，要考慮油墨在負(fù)壓產(chǎn)生材料中的擴(kuò)散特性。故而油墨充注速度不能很高。
在油墨通過(guò)重新注充口溢流出的情況下，油墨通常不能充分地被引導(dǎo)到油墨供給孔和間隙之間。如果出現(xiàn)上述情況，就可能在油墨盒連接到記錄頭上時(shí)，在油墨容納部份和記錄頭之間的多孔材料容納腔之內(nèi)油墨通道不連續(xù)。
現(xiàn)在介紹另一個(gè)實(shí)施例。在本實(shí)施例中，上述問(wèn)題得到解決。本實(shí)施例可以被具有一個(gè)油墨充注孔7的如圖1所示的油墨盒或類似的油墨盒所采用。本方法可以用于為一個(gè)新油墨盒第一次充注油墨。在重新充注油墨的情況下，密封油墨充注孔的密封件被除去，由此而可以進(jìn)行重新充注。
如圖23A所示，在本實(shí)施例的油墨充注中，在油墨充注時(shí)，油墨容納部份6以一種方式使之占據(jù)底部位置，從而使溝通間隙8及多孔材料容納部份4處于油墨容納部份6的頂部位置上。
圖23A展示了開(kāi)始充注油墨21后的開(kāi)始狀態(tài)。充注油墨是在一個(gè)沒(méi)有展示的油墨充注器(未示出)的油墨供給件51通過(guò)該油墨盒的油墨注入孔7插入之后開(kāi)始的。
供給件51的一端之外周部份是由彈性材料制作的，并被與油墨注入孔26接觸而將之密封。由于油墨盒傾斜得使間隙8占據(jù)最頂端位置，故在充注油墨時(shí)在油墨盛納部份6中的空氣可容易地被沿著部份壁5及部份板16進(jìn)入該多孔材料容納部份4中。
在其內(nèi)部空氣容易被移動(dòng)時(shí)，沒(méi)有必要使油墨盒傾斜，而是在充注油墨時(shí)可以將之放置得使油墨容納部份的頂面處于與間隙所在的同一水平面上。
通過(guò)以上述的方式充注油墨，如圖23B所示，可以完成油墨充注而在向油墨容納部份6充注完成的瞬間，在油墨容腔6中無(wú)氣泡形態(tài)的空氣殘存。通過(guò)繼續(xù)充注油墨，如圖23C所示，油墨可以被供給至多孔材料容納部份4。通過(guò)這種充注方法可以消除在油墨容納部份中空氣泡存在。而且，在間隙8與負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份4內(nèi)的孔口2之間的溝通通道內(nèi)有油墨存在。因此，對(duì)記錄頭的油墨供給的穩(wěn)定性得以確保。
在部份壁5配置有空氣導(dǎo)引溝時(shí)，油墨彎液面在該溝中形成，從而使得從間隙沿空氣導(dǎo)引管的油墨流動(dòng)得到某種程度的抑制。這種抑制效果是由有效地減緩多孔材料擠壓的調(diào)整腔賦予的。通過(guò)這種措施，油墨向通氣孔鄰近區(qū)域的擴(kuò)散被防止，從而使充注印墨后的油墨泄漏被防止。
下面介紹油墨注入孔口7周?chē)慕Y(jié)構(gòu)形態(tài)。
在本實(shí)施例中，要考慮油墨充注管的直徑與油墨充注速度間的關(guān)系。已經(jīng)作出了增加油墨充注效率的研究，其結(jié)果如下。如果油墨供給管51的內(nèi)徑小于1毫米，在為了增大充注率而增大油墨供給率時(shí)，就會(huì)如圖26所示那樣出現(xiàn)氣泡。特別是在管51的內(nèi)徑接近0.5毫米時(shí)，即使溝通間隙安置在充注油墨時(shí)的最頂部位置，發(fā)出的汽泡是那樣的多，以致空氣泡不能被消除。因此有許多氣泡存留在油墨容納部份。如果管51的內(nèi)徑不小于1毫米，就不出現(xiàn)發(fā)泡現(xiàn)像。因而油墨可以用大約2毫升/秒的速率被穩(wěn)定地充注。
至于油墨注入口7的直徑，推薦的作法是使之等于油墨供給孔51的直徑或大一些?？紤]到抑制氣泡形成的安全因素，油墨供給管51的內(nèi)徑為1.5毫米，油墨注入口7的內(nèi)徑考慮到油墨供給管51的位置精度及制作精度而定為2.5毫米。做到上述各點(diǎn)后就能得到很好的效果。
在另一種具有該結(jié)構(gòu)的油墨盒中，充注油墨是用與之相同的方法進(jìn)行的。而且業(yè)已證實(shí)，在溝道間隙占據(jù)最頂端位置時(shí)，是可以充注油墨而不在油墨容納部份中產(chǎn)生氣泡的。
但是，在具有大容量的油墨盒的情況下，以2毫升/秒的速度充注油墨的效率是不夠的。為了提高充注速度，可以采用圖25A，圖25B所示的一種高速充注嘴。如圖25B所示，該油墨供給管端有一種特殊結(jié)構(gòu)。
如圖25A所示，該充注嘴的長(zhǎng)度使之可以伸入到處于充注位置即充注狀態(tài)的油墨容納部份6的底部。圖25B展示了一種改型的充注嘴。這種充注嘴的頂端不開(kāi)口，液流通道被分叉到相對(duì)的側(cè)面。在這兩種情況中，油墨供給管51的內(nèi)徑均不小于1毫米。其推薦值不小于1.5毫米。供給管51之管端通過(guò)油墨充注孔口7插入油墨容納部份6，而且在充注油墨期間，油墨沿周?chē)谋诹鲃?dòng)而防止氣泡產(chǎn)生。故而可以允許高速充注油墨。
在使用圖25所示充注嘴時(shí)，油墨可以用4毫升/秒的最大速度充注而無(wú)氣泡產(chǎn)生。
下面將介紹充注油墨的起始階段后的情況。
圖23B展示油墨容納部份6正在充注油墨的狀況。在圖23C中，進(jìn)一步的充注油墨已在進(jìn)行著，而油墨正在被供給至負(fù)壓產(chǎn)生材料3中，因而油墨的充注已被完成。在多孔材料3中的油墨通過(guò)間隙8流動(dòng)，而且一部份油墨流進(jìn)壁5與負(fù)壓產(chǎn)生材料3之間的間隙。但是，由于在負(fù)壓產(chǎn)生材料3中的空氣是朝孔口2的方向流動(dòng)的，故大部份油墨也是朝著與噴墨記錄頭溝通的孔口2的方向流動(dòng)的。為了促進(jìn)這樣的油墨流動(dòng)，可以推薦給該油墨盒配置空氣引導(dǎo)溝和調(diào)節(jié)部份。
根據(jù)上述的方法，在油墨盒與噴墨記錄頭相連接時(shí)，油墨很容易被送出。因而，油墨供給效率是高的。此外，油墨并不供給至通氣口10鄰近區(qū)域，因而通過(guò)通氣口10的油墨泄漏得以被防止。
油墨以一種預(yù)定的壓力從供給裝置供給，而且在供給了一預(yù)定量的油墨后就停止供墨。
如前所述，在完成油墨充注后，孔口2及通氣孔10應(yīng)毫不延遲地被密封。之后，將油墨供給管51從油墨注入孔口7撤走，并將注入孔口7用塑料或金屬制的球形堵17封閉。
在上述的該實(shí)施例中，使用了可以調(diào)整油墨充注速度的油墨充注裝置。在下一個(gè)實(shí)施例中，油墨可以用更為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)充注入油墨盒。
本實(shí)施例與上述的該實(shí)施例相似，將油墨容納部分6的用完了的或只用了一部分油墨的油墨盒放置得使間隙8占據(jù)最頂端位置。然后將油墨供給管51通過(guò)孔口2、負(fù)壓產(chǎn)生材料3和間隙8插入油墨容納部份，其情況如圖27所示。使用一種油墨重新充注容器30將油墨直接充注入油墨容納部份6。油墨重新充注容器30配置有一個(gè)其功能為迫使油墨進(jìn)入油墨盛納部份6的泵。在圖27的實(shí)例中，容器30有一個(gè)允許加壓充注的摺疊風(fēng)箱。
在油墨容納部份6中的空氣隨著油墨的充注被排除。通常，在油墨被用于記錄時(shí)空氣是經(jīng)過(guò)通氣孔10、負(fù)壓產(chǎn)生材料4及間隙8沿油墨流通道被排放的，但是其方向與油墨流的方向相反。如果多孔材料4中含有大量油墨，那末從油墨容納部份6排放空氣就不會(huì)很通暢。因而如圖28所示，也可以將一根空氣排放管26隨同油墨供給管45一起插入負(fù)壓產(chǎn)生材料4中，以使允許通暢地排放空氣。圖28中的箭頭A指示油墨充注方向，箭頭B則標(biāo)明空氣排放方向。
反之，在材料4的大部份油墨被用完時(shí)，空氣被填充于孔口2及間隙8之間。即使將油墨充分地供給到油墨容納部份6中，然后即使油墨被從孔口2抽吸，油墨亦不能從油墨容納部份6中被抽吸出來(lái)。這種情況中，最好將油墨充注入孔口2及間隙8之間。為此，至少有一個(gè)細(xì)孔48制作在油墨供給管45的中部區(qū)段，其情況如圖29所示。通過(guò)這種措施，在充注油墨的過(guò)程中，油墨就能被充注入負(fù)壓產(chǎn)生材料4中的間隙8和孔口2之間的區(qū)域。此外，為了防止鄰近孔口2處的油墨泄漏，在油墨重新充注作業(yè)期間孔2用一個(gè)塞頭49堵上。
通過(guò)與排放管46的組合，細(xì)孔48或堵頭49可能以任何方式達(dá)到允許簡(jiǎn)單而容易地進(jìn)行油墨充注作業(yè)。
如圖27所示，油墨供給管是一種針管的形式。因而在材料4中的油墨量是少的時(shí)候，在油墨容納部份6充注油墨之后，油墨可以注入該材料4中。通過(guò)這種方式，間隙8與孔口2之間的油墨通道的形成容易被確保。如上所述，在油墨充注至超過(guò)油墨容納部份的容量時(shí)，油墨就在油墨盒的內(nèi)壁面及材料4之間流動(dòng)。與此相似的是，由于針管的可濕性，油墨可以容易地?cái)U(kuò)展入針管與材料4之間的區(qū)域。
參考圖30A，現(xiàn)在介紹另一個(gè)實(shí)施例。在本實(shí)施例中，油墨充注針管53有扁平的截面。如圖30B所示，油墨充注針管插入到多孔材料容納部份4的內(nèi)壁表面及該材料3之間，而且將其扁平的端部突伸至油墨容納部份6中，然后將油墨從油墨注入口53充注入油墨容納部份6。
圖30B，圖30C展示了在充注墨期間的油墨盒及油墨充注針管53的位置。其結(jié)果與上實(shí)施例類似，油墨被充注入油墨容納部份6及間隙8和孔口2之間的區(qū)域。
由于有以下的結(jié)構(gòu)而使充注針管53能被容易而平衡地插入。推薦的作法是，圖28，圖29所示的結(jié)構(gòu)被用于本實(shí)施例以提高充注速度和確保在負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部份內(nèi)形成油墨通道。
在上述各實(shí)施例中，油墨充注針管45，53具有直線的形狀。在下一個(gè)實(shí)施例中。如圖31A，31B所示，油墨充注針管54是弧形的。
弧形油墨充注針管可以用一種使其端部大約處于油墨容納部分6的中心位置的方式被插入。針管54可以根據(jù)油墨盒1的形狀和大小來(lái)決定其弧度及長(zhǎng)度，從而使其端部可以容易地放置于所期望的位置。例如，充注針管54的端部可以放置于油墨水平面之下，這樣就可以在加壓充注油墨期間減少油墨泡的產(chǎn)生。
圖32A，32B介紹另一個(gè)實(shí)施例。在本實(shí)施例中，可以插入多根油墨充注針管以便在多個(gè)位置處供給油墨。在本實(shí)施例中，油墨充注速度被降低，從而避免油墨泡生成。此外，還可以使油墨更為均勻地被充注，從而可更有效地充注油墨。
根據(jù)圖32A，32B所示的實(shí)施例，油墨充注針管55a、55b具有不同的圓弧半徑。油墨充注針管可以分別插入同一個(gè)油墨盒中，從而使油墨充注管的端部到達(dá)油墨容納部份內(nèi)。油墨充注針管55a、55b可以安裝于公用油墨供給裝置的接頭56a、56b上。這樣，就可通過(guò)兩個(gè)充注針管充注油墨。
圖33展示另一個(gè)實(shí)施例。在本實(shí)施例中，一根油墨充注管57a是直的，另一根57b是有一個(gè)彎部。
油墨充注針管57b可以彈性變形成直線形狀。配備一個(gè)具有斜切端的接管57c。油墨充管57a、57b可以穿過(guò)接管57c插入。兩根充注管57a、57b均在接管57c內(nèi)滑動(dòng)。
首先，將接管57c插入負(fù)壓產(chǎn)生材料3中而并不使油墨充注管57a、57b突伸至接管57c之外，其情況如圖33c所示。之后，在接管57c之端部到達(dá)底部溝通間隙8后，使充注針管57a、57b之端部突伸到接管57c之外。然后，油墨充注針管恢復(fù)成彎形，以便使充注針管的出油墨端彼此分開(kāi)。
由于油墨流出端彼此分開(kāi)，油墨就可以被均勻地充注入油墨容納部份6中，并可防止起泡。因此，在充注時(shí)可以通暢地供給油墨。
參看圖34A、34B，下面介紹另一個(gè)實(shí)施例。這些附圖展示正在充注油墨的情況。
根據(jù)本實(shí)施例，油墨可以用與上述實(shí)施例類似的方法充注。油墨盒1在油墨容納部份6的底部上有一個(gè)平板突起23。
突起23有制止油墨泄漏的功能。例如，具有盛有一半油墨的油墨容納部份6的油墨盒放置成例如圖34A所示位置，且處于60℃的狀態(tài)之下，油墨汽化，如果不配置突起23其結(jié)果是使油墨從油墨容納部分6進(jìn)入負(fù)壓材料容納部份4。如果多孔材料容納部份充注滿油墨，油墨就開(kāi)始從通氣孔10泄漏。由于提供了平板突起23，汽化的油墨就可以露珠的形態(tài)聚置于平板突起23的表面上。聚置于間隙附近的該小液滴由于毛細(xì)管作用被多孔材料4通過(guò)間隙8逐漸吸收。然而，由于該油墨是小液滴形態(tài)的，故油墨的運(yùn)動(dòng)可以被制止。
在這種情況下，具有上述形狀的油墨注針管不容易插入油墨容納部份6中。在本實(shí)施例中，油墨充注管58尤其是其端部的材料具有使之可以繞過(guò)平板突起23被插入的高彈性，從而使油墨可以被恰當(dāng)?shù)毓┙o，其情況如圖34A及34B所示。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面油墨可以容易地被充注入油墨盒，故該油墨盒可以被重新利用。這樣就降低了營(yíng)運(yùn)成本，并延長(zhǎng)油墨盒主體的使用壽命。不存在處置用過(guò)的油墨盒主體的要求而避免了環(huán)境問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，油墨是在溝通間隙占據(jù)了油墨容納部份最頂部位置的情況下被充注的。故油墨可以被充注，而且同時(shí)將空氣推出，故油墨可以正確地供給到所期望的位置而不出現(xiàn)油墨氣泡，故其利用率高。此外，通過(guò)通氣孔的油墨泄漏可以被防止。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，油墨可以有效地從一個(gè)油墨容納部份被重新充注，而且油墨重新充注口被用一個(gè)單獨(dú)的密封件密封。通過(guò)這些措施，油墨盒可以被重新利用維持有新油墨盒的功能。由此而使運(yùn)行成本降低，資源得以節(jié)省。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，能夠提供容易和簡(jiǎn)單的油墨重新充注裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，能提供穩(wěn)定的負(fù)壓，而且油墨可以被充注入具有每單位體積大油墨容量的油墨盒內(nèi)。即使高性能的油墨盒被一再重復(fù)利用，亦可以用之進(jìn)行高質(zhì)量的印刷。
本發(fā)明人已經(jīng)研究了可以穩(wěn)定地使用于上述實(shí)施例的各油墨宣傳品的油墨性能。推薦使用的油墨展現(xiàn)對(duì)抗油墨振動(dòng)的空氣--液體交換部份的穩(wěn)定性，亦展現(xiàn)對(duì)抗外界環(huán)境變化的穩(wěn)定性。
下面將介紹可穩(wěn)定地使用于上述實(shí)施例各個(gè)油墨容器的油墨。
油墨的基本結(jié)構(gòu)組成至少有水、顏料及水溶性有機(jī)溶劑。該有機(jī)溶劑是低揮發(fā)性和低粘度是具有與水高相容性的材料。以下就是樣例酰胺類如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰氨，酮類如丙酮，醚類如四氫呋喃和二噁烷，聚二醇類如聚乙二醇和聚丙二醇，烯化醇類如乙二醇，丙二醇，丁二醇，三乙二醇、硫二甘醇，己二醇和二甘醇，多元醇的低烷基醚如乙二醇甲基醚，二甘醇一甲基醚和三甘醇一甲基醚，一元醇如乙醇和異丙醇，除此之外，還有丙三醇，1，2，6-hexanetriol，N-甲基-2-吡咯啉，1，3-二甲基-2-咪唑啉酮，三乙醇胺，四氫噻吩砜及二甲亞砜。對(duì)于該水溶性有機(jī)溶劑的含量無(wú)特別的限制。但是，推薦的范圍是以重量計(jì)的1％-80％。可用于本發(fā)明的色彩材料可以是染料或顏料。推薦的染料是水溶性酸性染料、直接顏料，堿性染料、活性染料或類似物。對(duì)染料的含量無(wú)特別的限制，但推薦的含量為以油墨重量(為基礎(chǔ)的重量的)0.1-20％。
期望使用表面活性劑來(lái)調(diào)節(jié)表面張力。使用的表面活性劑實(shí)例有陰離子表面活性劑如脂肪酸鹽，高醇硫酸酯鹽，烷基苯磺酸鹽及高醇磷酸酯鹽；陽(yáng)離子表面活性劑如脂族的胺鹽和季銨鹽，非離子表面活性劑如，高醇的環(huán)氧乙烷加成物，烷基酚的環(huán)氧乙烷加成物，脂族的環(huán)氧乙烷加成物，高醇脂肪酸酯的環(huán)氧乙烷加成物，高烷基胺的環(huán)氧乙烷加成物，脂肪酸酰胺的環(huán)氧乙烷加成物，聚丙二醇的環(huán)氧乙烷加成物，多元醇和鏈烷醇胺脂肪酸酰胺的高醇脂肪酸酯，及氨基酸-和三甲銨乙內(nèi)酸-型兩性的表面活性劑。對(duì)活性劑沒(méi)有特別的限制。但是，如高醇的環(huán)氧乙烷加成物，烷基酚的環(huán)氧乙烷加成物，環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚物，及acetylene glycol的環(huán)氧乙烷加成物等的非離子表面活性劑均被推薦使用。此外特別推薦的是，環(huán)氧乙烷加成物內(nèi)添加的環(huán)氧乙烷的摩爾數(shù)目應(yīng)在4至20的范圍之內(nèi)。對(duì)于這種表面活性劑的添加量無(wú)一定限制。但是推薦的范圍是重量的0.01-10％。這樣，表面張力可以由上述的水溶性有機(jī)溶劑控制。
除了上述組份以外，基本的液體可以含有添加劑如粘度改變劑，PH值調(diào)節(jié)劑、防霉劑或抗氧化劑，這可按需要添加。
油墨的粘度是1-20cp。表面張力應(yīng)該是20達(dá)因/厘米-55達(dá)因/厘米，最好為25-50達(dá)因/厘米。如果油墨的表面張力是在這個(gè)范圍內(nèi)，在印刷作業(yè)不進(jìn)行時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)記錄頭孔的彎液面破壞而油墨從記錄頭孔泄出的情況。
盛含在油墨盒中的油墨量可以直至油墨盒內(nèi)部容積的極限。為了油墨盒在打開(kāi)包括后立即維持負(fù)壓，可以立即使其將油墨充注至極限。但是，在負(fù)壓產(chǎn)生材料中的油墨量可以低于該負(fù)壓產(chǎn)生材料的油墨盛含容量。在這里，油墨盛含容量?jī)H是指在該材料內(nèi)所能容納的油墨數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例及比較例的油墨介紹如下。
水和水溶性有機(jī)溶劑與一種染料一起攪拌4小時(shí)，然后將表面活性劑添入其內(nèi)。然后將之加壓通過(guò)一個(gè)過(guò)濾器而將異物除去。
下面是油墨的組份和性能以及記錄結(jié)果。
樣例1 樣例2 樣例3 樣例4二甘醇15％ 10％ 10％ 10％環(huán)己醇 2％甘油 5％硫二甘醇5％5％SURFRON S-145(氟化的表面活性劑) 0.1％ACETYLENOL EH(acethylene.glycol-ethylene oxide adducts2％染料 2.5％ 2.5％ 0.2％ 2.5％水其余量 其余量 其余量 其余量表面張力(達(dá)因/厘米) 31 25 40 40使用全部樣例1-4的油墨可以記錄清晰的彩色圖像，油墨盒中的油墨可以被毫無(wú)困難地被用光。
比較樣例1比較樣例2二甘醇 15％甘油5％硫二甘醇5％SURFLON S-145(氟化表面活性劑) 0.1％ACETYLENOL EH(乙炔(化)乙二醇-環(huán)氧乙烷加成物)染料 2.5％2.5％水 其余量 其余量表面張力 17.6達(dá)因/厘米57.4達(dá)因/厘米可得到清晰的彩色圖象在少量在色彩間已出現(xiàn)串色由于小供墨時(shí)已有油墨從記錄頭滴出 沖擊就從記錄頭滴出油墨黃染料是酸性黃23，青染料是酸性蘭9，品紅染料是酸性紅289，黑染料是直接黑(Derict Black)168。
表面張力是在25℃情況用Wilhelmy方法測(cè)量的。
以下是典型的水溶性有機(jī)溶劑在20℃-25℃時(shí)的表面勢(shì)能(surface potential)酒精(22達(dá)因/厘米)；異丙醇(22達(dá)因/厘米)，環(huán)己醇(34達(dá)因/厘米)，丙三醇(63達(dá)因/厘米)，二甘醇(49達(dá)因/厘米)，二甘醇一甲基醚(35達(dá)因/厘米)2-吡咯烷酮(2-pyrrolidone)(47達(dá)因/厘米)N-甲基吡咯烷酮(41達(dá)因/厘米)三甘醇(35達(dá)因/厘米)。
通過(guò)將之與水混合可以得到所期望的表面張力。
下面介紹利用表面活性劑控制油墨表面張力的方法。
例如，28達(dá)因/厘米的表面張力可以通過(guò)在水基中添加1％的山梨糖-月桂酸(鹽)酯來(lái)制備；35達(dá)因/厘米表面張力可通過(guò)添加1％的聚氧乙烯山梨糖一月桂酸酯制備；28達(dá)因/厘米的表面張力可以通過(guò)添加不少于1％的ACETYLENOL EH(乙炔(化)乙二醇-環(huán)氧乙烷加成化合物)來(lái)制備。如果要求低的表面張力，17達(dá)因/厘米的表面張力可以通過(guò)添加0.1％的SURFLONS-145(perfluoroalkylethylene oxide adducts)(由Asahi GlassKabushiki Kaisha Japan提供)。通過(guò)添加別種添加劑可以使表面張力有細(xì)小改變。因此，本領(lǐng)域的熟練人員可以對(duì)此進(jìn)行合適的調(diào)整。
如上所述，考慮到油墨的最大泄漏量而設(shè)計(jì)一種油墨緩沖劑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，油墨緩沖效果在相當(dāng)大的程度上受到油墨組份的影響。
用于噴墨記錄的、含有表面活性劑的油墨已經(jīng)推薦出來(lái)。這種油墨的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)復(fù)印紙張、粘貼紙張或別的普通紙來(lái)說(shuō)，其固著性能十分好，因此在進(jìn)行彩色記錄時(shí)，即使不同色彩油墨記錄區(qū)域挨得很緊密，固有的混色現(xiàn)像(滲色或類似現(xiàn)像)也不會(huì)出現(xiàn)。下面是油墨組份樣例樣例5染料 4份甘油 7.5份硫二甘醇 7.5份乙炔(化)乙二醇-ethyl oxide加成化合物(m+n＝10) 5份尿素 7.5份純水 68.5份在使用這種油墨時(shí)，在由于環(huán)境大氣壓降低或溫度升高而使油墨納容部份6中的空氣膨脹而將油墨從油墨腔6推入油墨腔4中時(shí)，該油墨為腔4中的吸收材料3吸收而不會(huì)泄漏出油墨盒。在本實(shí)施例的樣例中，油墨腔的總高度為3厘米，腔4和油墨腔6各有6毫升的容積。在起始階段時(shí)刻，油墨腔6被完全充滿(6毫升)，而含有壓縮了的吸收材料3(聚氨酯發(fā)泡材料)的腔4中含油墨4毫升(油墨總量為10毫升)、該吸收材料的孔隙率不少于95％。并假定，油墨完全被含盛在吸收材料的孔中，油墨腔4的盛含油墨容量約是6毫升。
在樣例5的油墨的情況下，由于添加了表面活性劑，其表面張力是小的(30達(dá)因/厘米2)。但是油墨與吸收材料之間的可濕性得到改善。正因?yàn)槿绱?，在改善油墨滲透性的努力中，其可濕性的改善比表面張力的增大效果更大。
推薦的滲透性劑包括陰離子表面活性劑如OT型氣溶膠，十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基硫酸鈉、由一般的分子式[1]代表的高級(jí)醇-環(huán)氧乙烷加成化合物，由一般的分子式[2]代表的烷基酚-環(huán)氧乙烷加成化合物，由一般的分子式(3)代表的環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚物及由一般的分子式[4]代表的乙炔1，2-亞乙基二醇-環(huán)氧乙烷加成化合物。
陰離子表面活性劑有較強(qiáng)的產(chǎn)生泡沫的傾向，在滲色能力、色彩均勻性和裝飾性feathering或類似的性能要差于非離子表面活性劑。由下列分子式代表的下列非離子表面活性劑被使用。
這里在式[1]和[2]中，n推薦為6-14，而R最好有5-26個(gè)碳原子；在分子式[3]和[4]中，m+n推薦為6-14。
其中R是烷基 其中R是烷基 其中R是氫或烷基
其中m和n是整數(shù)在環(huán)氧乙烷非離子表面活性劑中，從將油墨吸收入油墨吸收材料、在記錄材料上的圖像質(zhì)量及總的注射性能的觀點(diǎn)出發(fā)，推薦使用乙炔1，2-亞乙基二醇-環(huán)氧乙烷加成化合物。親水性及滲透性可以通過(guò)改變添加的環(huán)氧乙烷的m+n數(shù)目來(lái)控制。如其數(shù)值小于6，滲透性就好，水溶性能就不好，因而在水中的溶解度就差。如果數(shù)值太大，其親水性就太強(qiáng)，滲透性就太小。如果其值大于14，其滲透性就不夠，而且噴射性能變壞。故m+n的推薦數(shù)值是6-14。
非離子的表面活性劑的量推薦為以重量計(jì)的0.1-20％。如果低于0.1％，圖像質(zhì)量和滲透性就不夠。如果大于20％，則不能期望再有改善的性能，而且成本增加，可靠性降低。
上述的表面活性劑可以使用一種亦可多種結(jié)合使用。
油墨可以含有染料，低揮發(fā)性有機(jī)溶劑如多元醇可防堵塞，而有機(jī)溶劑如醇(類)可改善汽泡產(chǎn)生穩(wěn)定性及在記錄材料上的固著性質(zhì)。
組成本實(shí)施例油墨的水溶性有機(jī)溶劑可以包括聚二醇類如聚乙二醇和聚丙二醇；有2至6個(gè)碳原子的亞烷基二醇如乙二醇、丙二醇，丁二醇，三甘醇，1，2，6-己三醇，己二醇，二乙二醇；丙三醇；多元醇的低烷基醚如乙二醇甲基醚，二乙二醇甲基(或乙基)醚，和三甘醇一甲基(或乙基)醚；醇類如甲醇，乙醇，n-丙醇，異丙醇，正丁醇，仲丁醇，t-butyl(叔丁醇)，異丁醇，苯甲醇及環(huán)己醇；酰胺類如二甲基乙酰胺，二甲基甲酰胺；酮類和酮醇類如丙酮，雙丙酮醇；醚類如二噁烷和四氫呋喃；以及含氮環(huán)的如N-甲基-2吡咯烷酮，2-吡咯烷酮，1，3-二甲基-2-咪唑啉酮。
可添加水溶性有機(jī)溶劑而不使圖像質(zhì)量或注射可靠性惡化。推薦使用多元醇或多元醇的烷基醚。其添加的量以重量的1-3％為宜，而純水的量為重量的50-90％。
本發(fā)明中可以使用的染料有直接染料、酸性染料、活性染料、分散的染料、大桶染料或類似物。染料含量的決定與油墨的液體組份及所要求的性能、記錄頭的噴射體積或類似參數(shù)有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，染料含量為重量的0.5-15％，最好為1-7％。
由于添加硫甘醇或尿素(或其衍生物)，噴射性能及堵塞物(固相物質(zhì))防止性能得到明顯改善。這是由于染料在油墨中的溶解性被改善了的結(jié)果。硫甘醇或尿素(或其衍生物)的含量推薦為1-30％，并可根據(jù)希望添加。
本發(fā)明基本的油墨主要成份已于上面介紹了。也可以引入別的添加成份以便使本發(fā)明各目的實(shí)現(xiàn)。添加成份包括粘度調(diào)節(jié)劑如聚乙烯醇，纖維素和水溶性樹(shù)脂；PH控制劑如二乙醇胺，三乙醇胺和緩沖溶液，殺菌劑等。對(duì)于油墨滴點(diǎn)是帶電的用于噴墨記錄的、可帶電型油墨來(lái)說(shuō)，可添加阻抗調(diào)節(jié)劑如氯化鋰，氯化銨及氯化鈉等。
雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合在本文中討論的結(jié)構(gòu)介紹過(guò)了，但本發(fā)明不限于所述的細(xì)節(jié)，本申請(qǐng)傾向于覆蓋來(lái)自改善效用或所附權(quán)利要求的基本精神的那些改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種重新充注油墨的方法，該方法包括制備一種具有第一腔室和第二腔室的油墨容器，所述第一腔室容納一油墨吸收材料，并配置有一通氣孔及一油墨導(dǎo)出部分，所述第二腔室是與第一腔室液體溝通的，由此形成一直接容納油墨的間隙，該間隙除與所述第一腔室通過(guò)液體溝通部分通液外，基本上是氣密性封閉的；給所述第二腔室設(shè)置開(kāi)口，以使外加油墨進(jìn)入所述第二腔室；重新充注油墨，以使用重新充注裝置通過(guò)由此形成的開(kāi)口向所述第二腔室進(jìn)行充注；和在上述重新充注步驟后用密封件使由此形成的開(kāi)口基本上氣密性封閉。
2.權(quán)利要求1的重新充注油墨方法，其中在所述設(shè)置開(kāi)口的步驟中，使用具有尖端或鉆頭工具成孔。
3.權(quán)利要求1的重新充注油墨方法，其中在所述設(shè)置開(kāi)口的步驟中，通過(guò)使預(yù)先形成的通孔打開(kāi)封閉來(lái)提供所述開(kāi)口。
4.權(quán)利要求3的重新充注油墨方法，其中在所述重新封閉的步驟中，用曾封閉通孔的密封件或新的密封件重新封閉所述通孔。
5.權(quán)利要求1的重新充注油墨方法，其中所述密封件是金屬、塑性樹(shù)脂、橡膠或粘附性薄層。
6.一種重新充注油墨方法，該方法包括制備一種具有第一腔室和第二腔室的油墨容器，所述第一腔室容納一油墨吸收材料，并配置有一通氣孔及一油墨導(dǎo)出部分，所述第二腔室是與第一腔室液體溝通的，由此形成一直接容納油墨的間隙，該間隙除與所述第一腔室通過(guò)液體溝通部分通液外，基本上是氣密性封閉的；和通過(guò)所述油墨導(dǎo)出部分將油墨重新充注給所述第一腔室和所述第二腔室。
全文摘要
供給記錄頭用于噴墨的油墨充注于油墨盒的方法包括配備一個(gè)具有一負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部分和一個(gè)油墨容納部分的油墨盒，負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部分容納負(fù)壓產(chǎn)生材料并配置一個(gè)通氣孔，油墨容納部分除了與負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部分由液體連接外大致被氣密性地密封并直接容納將供給至記錄頭的油墨，該油墨盒還在負(fù)壓產(chǎn)生材料容納部分與油墨容納部分之間有一個(gè)部分壁，部分壁有一使油墨彎液面形成的間隙，油墨就充注在油墨容納部分。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1522861SQ2004100054
公開(kāi)日2004年8月25日 申請(qǐng)日期1994年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月31日
發(fā)明者日隈昌彥, 池田雅實(shí), 須釜定之, 阿部力, 石永博之, 樫野俊雄, 岡崎猛史, 但馬裕基, 之, 史, 基, 實(shí), 雄 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社