專利名稱：墨盒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種盛有液體墨的墨盒及其制造方法，以及應用該墨盒的噴墨頭和打印機。本發(fā)明可用于復印機，傳真機及其它記錄裝置、通訊裝置，辦公設備組合機或打印機。
背景技術：
然而，用于噴墨記錄裝置的墨盒與噴墨頭是整體制造的，而且當墨盒中的墨水用完時，標準的端頭和貯存器就扔掉。從充滿整個墨盒內空間的泡沫材料類產生真空材料的保持墨水的能力可看出存放于墨盒中的墨水數(shù)量相對較小。日本專利申請中公開號為63242/1988公開了這樣一種墨水貯存器。此貯存器含有發(fā)泡沫材，并且，與具有多個噴射孔的噴墨頭是一個整體。在這種墨水存貯器中，為了在如發(fā)泡聚胺脂那樣的多孔材料中包含墨水，多孔材料中的真空產生和墨水貯存(防止墨水從墨水貯存器中泄漏)是由該材料中的毛細管作用實現(xiàn)的。然而因需將多孔材料填滿墨水貯存器的整個空間，故填充墨水的數(shù)量是有限制的。而且，不能使用的墨水數(shù)量相對較大。這就意味著墨水利用率低。檢查其內貯存的墨水數(shù)量是困難的。此外在耗用墨水期間，負壓逐漸變化，因此，保持真空的恒定是困難的。
日本公開專利申請522/1990公開了僅含盛墨水的墨盒。特別是公開了一種整體的噴墨記錄頭和墨水貯存器。該墨盒在其上部位置有貯存大量墨水的主貯存器，其下部與噴墨記錄頭間有多孔材料。此現(xiàn)有技術由于墨水貯存器中的墨水通路中只有墨水而無多孔材料，故墨水利用率獲得改善。此外，有一個貯存墨水的第二貯存器配置于上述多孔材料的一側。此貯存器可有效地吸收因溫度升高(壓力下降)而導致第一貯存器中空氣膨脹而使墨水從第一墨水貯存器中的流出的墨水。這樣，在記錄進行期間，基本保持了記錄頭的恒定的負壓。
在上述結構中，在不進行記錄操作時，多孔材料中填充著大量的來自配置在多細孔材料上方的貯存著大量墨水的貯存器中的墨水。因此，多孔材料本身幾乎不能產生負壓。正是由于這個原因，由于出現(xiàn)微小的沖擊力，墨水就會從噴墨頭的噴孔中泄出。故此種結構的實際應用性不大。如果這種貯存器作為一個可互換的墨盒用在噴墨記錄頭上，墨水會從多孔材料中泄漏，故仍不能將之于實際中應用。
在一個墨盒中，將墨水密封于一個囊中，囊中的負壓可用一個彈簧機構保持恒定。但這種結構價格昂貴。而且在大量生產時，彈簧機構的準確性很難予以保證。在噴墨印刷(非接觸式印刷)領域中，具有合適性能而其價格低廉的墨盒一直未能實現(xiàn)，這是一個人們長期以來期望解決的問題。
本發(fā)明人從噴墨印刷記錄頭中噴射的墨水與供應墨水能力匹配的角度出發(fā)，以及從未進行印刷業(yè)時防止墨水從噴射孔泄出的能力的角度出發(fā)，進行了調查研究。結果，研究出了一種基本結構。這種結構包括一個容納一種產生真空材料的、并具有空氣通道的第一貯存器和一個僅用于貯存墨水、并能將之供應到第一貯存器中去的第二貯存器。第二貯存器除了與第一貯存器的通路之外基本上為一種氣密性密封結構。
日本專利申請16385/1985公開了一種記錄筆。該筆具有一個在記錄操作中與記錄材料接觸的記錄頭端，記錄端具有吸收并保存供給于它的墨水的能力。而且，記錄端暴露在外面，因此可用之作為與噴墨記錄裝置的一種對比實例。但這件日本公開專利申請僅僅涉及到墨水直接通過記錄端外流而已。
作為基本元件，該筆包括一個第一液體吸取材料和吸取量少于第一吸取材料的第二吸取材料。第二吸取材料置于第一吸取材料的上方，并且在位置上更靠近空氣通道。該筆還有一個中心腔室，所述記錄端在該中心腔室中封密并從腔室中向下伸出，以便將墨水供給至腔室相對的一側。在此結構中，在因周圍環(huán)境溫度升高而使閉封于墨水貯存器的空氣膨脹時，會使墨水貯存器中的墨水進入第一吸取材料，第一吸取材料不能貯存的墨水被第二吸取材料吸收。這樣一來，便可以防止墨水從記錄端向外滴流。此申請還指示了一種有效的具有固定寬度的溝槽，當兩個封密的貯存器中的一個僅僅只是存有空氣時，可保證膨脹的空氣從空氣通路中逸出。上述溝槽從不同于中心腔室和封密的墨水貯存器之間的隔板的一個側面從底端向上端延伸。當將這個結構用于噴墨記錄頭時，由于接觸式記錄與非接觸式記錄間的根本差異，所預計的墨水從通氣通道中的泄漏已被證實。這個問題在記錄領域中尚未被認識到。此外，固定寬度的溝槽促使墨水隨著空氣一起泄漏，因而不可避免地加劇了墨水從空氣通道的泄漏。
此外，由于兩個墨水貯存器中墨水消耗量也不相同，如果一個貯存器的墨水用完了，噴墨記錄操作就不再能繼續(xù)進行，盡管事實上，仍有大量墨水保持在另一個貯存器中。這是因為大量的空氣進入了第一吸取材料而阻礙了墨水的供給。解決上述現(xiàn)有技術的問題便是本發(fā)明的任務。

發(fā)明內容
本發(fā)明的首要目的是對基本結構的改進。此結構具有容納產生真空材料并配置有與外界溝通的空氣通道的第一貯存器，和一個基本上僅僅貯存墨水并將之供應到第一貯存器去的第二貯存器。第二貯存器除了與第一貯存器的通路之外基本上是密封的。這種改進可有效地應用于噴墨記錄印刷之中。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個可互換的墨盒，以及應用此墨盒的噴墨頭和能高速印刷的印刷器。在作業(yè)的周期中絕大部分時間之內，基本上能保持恒定的真空。
本發(fā)明的又一個目的是提供一個可換的墨盒，此墨盒在不記錄作業(yè)時可以產生真空，從而可以防止由小沖擊力引起的墨水從開口中外泄。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個其中保留的不能使用的墨水量為最小的墨盒。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個可互換的墨水貯存器，該貯存器在運輸中不會泄漏，而且其價格低廉。
根據本發(fā)明的一種墨盒(ink cartridge)，可安裝于具有墨水供應管的噴墨頭上，用于容納噴墨記錄用的墨水，包括第一腔室，用于容納吸收材料并設有連通大氣的空氣連通部分；第二腔室，除在遠離所述空氣連通部分的位置上設置的與所述第一腔室相連通的連通部分外，基本密閉，其中在所述第二腔室內直接容納有向第一腔室提供的墨水；其中所述連通部分是在限定所述第一和第二腔室的隔壁與墨盒內表面之間形成的，其中在所述第一腔室具有面向所述隔壁表面的壁上設有墨水供給開口，所述墨水供給開口可插入墨水供應管用于向噴墨頭提供墨水，其中在所述墨水供給開口附近的所述吸收材料可因插入墨水供應管而被向所述連通部分壓縮。
其中用于封閉所述墨水供給開口和墨水連通部分的封閉裝置，該封閉裝置在插入墨水供應管之前移去。
其中在所述連通部分附近的所述吸收材料是不受插入墨水供應管而被壓縮的。
根據本發(fā)明的一個方面，鄰近空氣進入通道的產生真空的材料區(qū)域不包含墨水，因而由于外界環(huán)境的變化而引起的墨水從墨盒通過空氣通道的泄漏可能防止。而且，在一個密封件密封空氣通道時，本發(fā)明能有效地防止密封件的脫落。在墨盒的使用過程中，這個區(qū)域對適量的空氣進入是有利的。這樣會抑制墨盒中真空的變化。鄰近空氣進入通道的區(qū)域完全不被墨水浸濕，從而使墨水滲出速度降低。因此，這種結構是合乎希望的。作為上述結構的一種替換方式，該區(qū)域一旦被墨水浸濕，可將之立即除去。
按照基于上述基本結構的本發(fā)明的另一個要點，在鄰接一個墨水開口或者一個墨盒區(qū)域的真空即負壓產生材料被壓縮，或可被壓縮。墨水供應管設置于與部分壁相對的一個側面，部分壁在第一貯存器和第二貯存器之間有一個小的連通部分。這樣就使第二貯存器的產生真空材料有一個穩(wěn)定的墨水通道，為達到進一步穩(wěn)定的目的，將墨水供應開口配置于相對墨盒底部的小通道的上方。在這里，墨水供應管包括一個噴墨印刷或記錄所特有的插入管和一個閥結構或者安裝在壓縮產生真空元件的管殼上的連接元件。這樣一來，墨水運動方向就被基本穩(wěn)定，從而使第二貯存器中的墨水基本上可以被用光。將墨水用完之后，空氣從部分壁向墨水供應口移動，從而保證了產生真空材料中的墨水被利用。所以殘存下的不能利用的墨水量就被減少。
根據本發(fā)明的另一個要點，不被供應管壓縮的真空產生材料區(qū)域以及能被供應管壓縮的真空產生材料區(qū)域沿從構成精細傳遞區(qū)域的部分壁到其對面的內壁依次形成。由此而一方面在非壓縮區(qū)域內建立起墨水通道，又一方面由于壓縮區(qū)域中的墨水保持能力而使不能使用的墨水量進一步減少。
本發(fā)明所述的結構可包括上述的一個或多個要點。
本發(fā)明的墨盒通常由操作者控制。因此，很可能對墨盒施加較大的力，其結果會導致產生墨水貯存器壁的變形。從這一點上來說，提供一個附加部分壁是有利的，這種部分壁具有比基本上是容納墨水的貯存器中的精細傳遞區(qū)域更大的間隙。管殼是用樹脂材材料制作時，從防止變形的角度看來，貯存器的壁厚選取0.8mm或更大些(圖19中G所示)較為有利。容納產生真空材料如多空孔材料的貯存器壁厚選為1.3mm(圖20之J所示)。在本發(fā)明的墨水噴射印刷器中，墨水受到吸力裝置的吸力而排放，并由噴墨裝置噴射。根據墨盒在噴墨印刷器上的安裝方式，吸力裝置及噴射裝置可以手動亦可自動。這是一種推薦使用的方式，因為在印刷作業(yè)開始之前，就可對產生真空材料中的墨水狀態(tài)加以調整。因此印刷功能的實施不受保持墨盒的狀態(tài)的影響。
根據本發(fā)明的墨盒的制造方法，將一個和貯存器中產生真空材料相適應的覆蓋元件固定到墨盒的主體上，從而在一個部分壁和該覆蓋元件之間提供一個精細傳遞通道，這樣在鄰近此精細傳遞區(qū)域內產生真空材料能被穩(wěn)定，故成批生產較為容易。
由部分壁提供的精細傳遞區(qū)域的高度大于產生真空材料的毛細孔的平均尺寸。(最好是鄰近精細傳遞區(qū)域的產生真空材料的毛細孔平均尺寸)(實際上，不小于0.1mm)推薦的尺寸是不小于5mm。如果小于3mm，就要采取進一步的穩(wěn)定措施。產生真空材料的貯存器和墨水貯存器的真空比不小于1∶1，不大于1∶3。
本發(fā)明的上述目的、特性和優(yōu)點在下面根據附圖和實施例將進行更為詳細的說明。對


如下。

圖1是本發(fā)明的第一個實施例的墨水貯存器的局部剖開的立體示意圖。
圖2是圖1所示墨水貯存器的剖面圖。
圖3是表示墨盒與供應管之間的連接實例。
圖4是表示一個對照實例。
圖5表示本發(fā)明中應用的墨水供應部件。
圖6表示墨水供應部件與精細傳遞區(qū)域之間的位置關系。
圖7圖示了精細傳遞區(qū)域的結構。
圖8表示了精細傳遞區(qū)域的一側的部分壁的形狀。
圖9表示了在部分壁鄰近區(qū)域的抽吸材料端部的狀況。
圖10表示了吸收材料內部適應外界條件變化的狀況。
圖11表示根據本發(fā)明的一個實施例的制造方法并圖示了一個噴墨頭。
圖12表示了一個噴墨印刷器及其所用的墨盒。
圖13表示了一個本發(fā)明的改進實施例。
圖14是上述墨盒的剖面圖，并表示了應用允許的傾斜程度。
圖15表示本發(fā)明的一個實施例的外觀圖。
圖16表示了印刷作業(yè)中的變化。
圖17表示了作用于本發(fā)明一個實施例的墨盒外壁的壓力。
圖18表示本發(fā)明一個實施例的墨盒的改進實例的剖面圖。
圖19表示本發(fā)明一個實施例的彩色墨水貯存器的立體圖。
圖20展示了部分壁厚度與外部壓力引起的泄漏之間的關系圖。
具體實施例方式
現(xiàn)有參看圖1-6。這些附圖展示了一個墨盒，該墨盒具有一個在產生真空材料貯存器的一個側壁上形成的供墨開口，開口面對著一個部分壁5，壁5與墨盒的底面形成一個精細傳遞區(qū)域8。
圖1是第一實施例的墨盒的立體圖，圖2則是第一實施例的剖面圖。
正如圖1-2所示，本實施例的墨盒主體1配備一個開口2，用以通連一個朝向以間隙形式成形的精細傳遞區(qū)域8移動的墨水記錄頭。主體1包括貯存產生真空材料的產生真空材料貯存器4和一個基本上只是貯存墨水的墨水貯存器6。貯存器6在底板11處通過由壁5形成的間隙8與貯存器4溝通。
在這一結構中，通過開口2送進空氣，然而重要的是，墨水通過傳遞區(qū)域8從墨水貯存器6沿著墨盒底面11朝開口2可靠地傳送。隨著墨水的傳送，進入的空氣替代了墨水貯存器中的墨水。至于墨水供應管在鄰近開口2的能壓縮變形的區(qū)域引起的產生真空即負壓材料的壓縮變形將在下面說明。在圖3中，起一個供應管作用的、用于向噴墨頭送傳墨水的連接件7插入一個本實施例的可互換的墨盒中，在這種狀況下，連接件7與真空產生材料加壓接觸，一個噴墨記錄裝置就可在這一相對關系中工作。在連接件7的尾端可安置一個過濾器以消除來自墨盒的雜物。
噴墨裝置工作時，墨水通過噴墨記錄頭上的若干個噴墨孔噴出，結果在墨盒中產生抽吸墨水的力。墨水9由抽吸力從墨水貯存器6通過壁5的端部與底部11間的間隙8傳送到產生真空材料貯存器4，并通過產生真空材料和連接件7傳送到噴墨記錄頭。
根據這種墨水的傳送，除了間隙8外均被封閉的墨水貯存器內部的壓力由于墨水貯存器6與貯存器4之間的壓力差而減少。隨著連續(xù)的記錄作業(yè)，這種壓力差會進一步加大。但是，由于產生真空材料通過連接件7與開口2之間的間隙與外界溝通。空氣通過產生真空材料及壁5的底端與底面11之間的間隙8而進入貯存器6。這樣貯存器6與4之間的壓力差就消失。在記錄頭作業(yè)過程中，上述過程一再重復，從而使墨盒中保持恒定的負壓(真空)。事實上，除了附著在墨水貯存器6內部壁上的墨水之外，所有的墨水均可用完。因此此墨盒的墨水利用率得以提高。
在不進行記錄作業(yè)時，產生真空材料自身的毛細管作用(墨水與產生真空材料之間接觸面的彎液面力meniscus force)及其類似的作用就會產生。尤其是在開始消耗墨水貯存器6中的墨水時，產生真空材料的墨水保持狀態(tài)基本上得以恒定。由于在墨水貯存器中收集的空氣實際上處于一定的真空狀態(tài)。因而墨盒中的壓力平衡極其穩(wěn)定，這樣就會抑制墨水記錄頭中泄漏。
如果按照噴墨記錄頭選取適當?shù)漠a生真空材料，而且適當?shù)卮_定產生真空材料貯存器4及墨水貯存器6之間的真空比，則可用圖4所示的結構。
正如圖19所示，為了在一個彩色噴墨記錄裝置中有采用本發(fā)明的墨盒，各種顏色(墨、黃、深紅及蘭)可單獨地貯存入各自墨盒中。這些墨盒的規(guī)格可以是標準的(如圖19A所示)。這種可互換的墨盒包括一個經常使用的黑色的貯存器可更換墨盒，及一個另一種顏色的可更換墨盒(如圖19B所示)。在噴墨裝置中，任何一種組合都是可以的。在本實施例的可互換的墨盒中，為了控制真空，推薦選擇下列內容產生真空材料的材料，形狀及其大?。焕饩壎瞬?的形狀及其大??；棱緣8和墨盒底部11之間的間隙8的形狀及其大?。划a生真空材料貯存器4及墨水貯存器6之間的真空比；連接件7的形狀及其大??；以及連接件7在墨盒中的插入深度，過濾器12的形狀、大小及其濾網目數(shù)、墨水的表面張力。
產生真空材料可以是公知的任何一種材料，不管其本身的重量、墨水的重量，也不管是否有小震動，只要它能保持墨水就行。例如有類似于由纖維和具有連續(xù)毛細孔的多孔材料制成的類似海綿的材料。推薦采用發(fā)泡的聚胺脂材料作多孔材料。這種材料較容易調整其內部的真空和保持墨水能力。在采用發(fā)泡材料的情況下，在其制作過程中可進行其毛細孔密度的調整。當發(fā)泡材料受熱后處理而調整其毛細孔密度時，由熱而產生分解。這種分解能改變墨水的性質，其結果可能對記錄質量產生不良影響。因此對之清潔處理是必要的。為此而對不同的噴墨記錄頭裝置配備有不同的墨盒，并需采用相應毛細孔密度的多孔材料。最為理想的是將一種不用熱壓處理并具有預定數(shù)目的細孔(每平方英寸毛細孔的數(shù)目)多孔材料切成需要的尺寸并將之擠壓入產生真空材料容器而提供期望的毛細孔密度和毛細管張力。
在本實施例中，連接件7和開口2之間提供有允許空氣進入墨盒的間隙。然而，本發(fā)明并不僅僅局限于這一種結構。對于上述的連接件和連接開口而言，亦可采用其它的結構或者形狀。在產生真空材料為一種如泡沫塑料一類的毛細孔材料的情況下，使連接件的相對于連接件插入方向如圖3(a)和(b)所示傾斜某一角度，較好，因為在以后，連接件插入時，可防止毛細孔材料與墨盒底部分開，而且可確保過濾器和產生真空材料之間的表面接觸。如果連接件插入的量太多，楔形端部會撕裂產生真空材料。因此推薦采用圖3(c)所示的表面結構。
將考慮在連接件的外壁上設置數(shù)個溝槽。圖5所示，開口2的形狀可以是一個溝槽(如圖5(a))、矩形(圖5(b))、三角形(圖5(c))。推薦的開口2的形狀是能在與連接件之間提供一個間隙，或者在開口的底部(墨盒底部)與該連接件的外部表面能接觸，而該開口的上部都是敞開口的。
如上所述，可互換的墨盒有一個連接開口，其作用也是用于導入空氣，這一結構是簡單的?？紤]到上述連接件的形狀，產生真空材料和墨盒的形狀之后，可由本專業(yè)的熟練人員確定適當?shù)倪B接件7進入可互換的墨盒的插入量而提供一個產生真空材料的無壓縮區(qū)域，從而防止插入時墨水泄漏及在記錄作業(yè)時墨水供應的中止停頓。
在上述的實施例中，在產生真空材料貯存器中提供一個空氣通道是有利的，因為這樣安排之后，使不含有墨水的產生真空材料區(qū)域安置的抗外界條件變化的能力得以改善。部分壁與墨盒底部之間的間隙8的形狀和尺寸沒有限定。但是，如果間隙太小，墨水的毛細張力太強，而且盡管通過連接開口的墨水泄漏能夠防止，但墨水向產生真空材料貯存器傳送就困難。所產生的可能結果是，在使用中墨水供應會中止。如果間隙太大，相反的現(xiàn)象就會出現(xiàn)。因此，對于精細傳遞區(qū)域的部分壁高度推薦選取大于產生真空材料的平均毛細孔尺寸(推薦選取相鄰精細傳遞區(qū)域的產生真空材料的毛細孔平均尺寸)(實際上不大于0.1mm)，并且不大于5mm。為了更加穩(wěn)定這一目的，該高度推薦選取值不大于3mm。圖7表示了間隙8形狀的例子。圖7(a)表示了本發(fā)明中采用于上述實施例中最穩(wěn)定的結構和形狀。此實例在墨盒的全部寬度上有一個統(tǒng)一的高度，在圖7(a)(b)(c)表示的實例中，只是墨盒整個寬度的一部分構成了上述的精細傳遞區(qū)域，這區(qū)域為波浪形的。當墨盒的整個體積大時，這樣的結構是有利的。圖7(d)表示了一個具有燧道形式的傳遞區(qū)域。由于這種形式的傳遞區(qū)域，墨水在墨盒內部移動較為容易。而且空氣能多集中進入。在圖7(e)和(f)所示的例子中，墨水貯存器中的部分壁上沿垂直方向上形成有一個凹槽。在這樣的結構中，已經進入部分壁底端的空氣可以有效地進入墨水貯存器，從而增加了空氣的移動效率。
在考慮連接開口的位置時，間隙8也就相應地被確定。參看圖10(a)和(b)。在實例(a)中部分壁端部位于比連接開口低的位置，或含在產生真空材料中的墨水比連接開口的底端低，因而其防止泄漏的效果令人滿意。在實例(d)中，部分壁端部位于比連接開口底端高的位置，保持在產生真空材料中的墨水比連接開口底端高。因而其防止泄漏效果不令人滿意。因此，為了穩(wěn)定本發(fā)明的良好效果，應該根據間隙8的尺寸的恰當選定本發(fā)明的部分壁的端部位置不得高于連接開口底端的位置。雖然要取決于可互換的墨盒的形狀和大小，但間隙8的高度選擇范圍為0.5-5mm。從圖8之(a)-(h)中可以看到，如果考慮到了相對于連接口的位置，部分壁端部的形狀可以是任意的。
至于部分壁5的端部和產生真空材料3之間的邊界，有不同的結構可供考慮。情況如圖9所示。在圖9(a)至(d)所示的結構中，產生真空材料而被部分壁之端部壓縮，產生真空材料的密度不會局部地增加。因此墨水和空氣的流動相對穩(wěn)定。有鑒于此，這樣的結構推薦使用于高速記錄或彩色記錄中。另一方面，如圖9(e)和(f)所示，產生真空材料3被部分壁端部壓縮，材料的密度被相應增加。因此墨水和空氣的流動受到干擾。但是，由于周圍環(huán)境變化而引起的泄漏能有效地被防止。因此，所有這些結構可由本領域的熟練人員依據采用本墨盒的噴墨記錄裝置以及周圍環(huán)境條件予適當?shù)剡x取。
根據墨盒的使用環(huán)境以及采用此墨盒的噴墨記錄裝置來確定貯存器4和貯存器6之間的真空比。而且，就采用的產生真空材料而言，這種關系是重要的。為了改善墨水的利用效率，可以考慮增加墨水貯存器6的真空度。在這種情況下，能產生高真空度的產生真空材料就較為有利。因此，在實際中推薦選取的真空比值范圍為1.1-1.3。在這種情況下，產生真空材料的產生真空的特性隨著墨水貯存器中相對真空的增強而增加。
濾網11的目數(shù)、形狀，和大小可由本領域的熟練人員根據采用此墨盒的噴墨記錄裝置適當?shù)丶右源_定。但是，為了防止噴管嘴被來自墨盒的雜物堵塞，濾網的過流面積(Passing area)因小于噴嘴孔的尺寸。
除了墨盒的內部容積之外，墨盒中墨水量不受任何限制。為了在可互換的墨盒打開之后能立即地保持適當?shù)呢搲?negative structure)，應在墨盒中貯有限定容積的墨水量。但是，推薦的是，產生真空材料應低于該材料保持的墨水的能力。這里的墨水保持能力指墨水貯存在該材料中時，該材料能單獨地保持墨水的能力。
在具有一個封閉系統(tǒng)墨水貯存器的墨盒中，當外界環(huán)境變化時，例如溫度升高壓力降低等，在該墨盒安裝在噴墨記錄裝置中時，在密閉墨水貯存器中的墨水和空氣的膨脹會推動余下的墨水逸出墨盒，從而導致墨水泄漏。然而，在本發(fā)明的墨盒中，在封閉的墨水貯存器中，空氣膨脹的體積，包括墨水膨脹的體積(盡管墨水膨脹的體積很小)是按照最惡劣的環(huán)境變化來加以估算的，并且將從墨水貯存器中泄出的墨水導入產生真空材料貯存器。在這種情況下，提供有一個除了連接開口之外的空氣通道的產生材料貯存器是非常有利的，其情況如圖10之(c)和(d)所示。這樣，由于空氣膨脹而從貯存墨水腔中泄出的墨水被導向空氣通道，只要空氣通道位于產生真空材料貯存器的上方，其位置可以任意設置。但是，為了在外界環(huán)境變化之下在遠離連接口的產生真空材料中產生墨水流動，空氣通道最好遠離該連接開口?？諝馔ǖ赖臄?shù)量形狀以及大小均可由本領域內的熟練人員根據墨水的蒸發(fā)或其它類似情況適當?shù)剡x定。
在運輸墨盒過程中，推薦的一種作法是將連接開口和/或空氣通道由一個封件密封罩住，以防止墨水氣化或者防備墨盒中氣體膨脹引起的泄漏。密封件可以是一種包裝技術區(qū)域中稱作阻隔材料的單層擋板，該種材料為具有若干層的復合塑料膜，并可用紙、棉布等加強材料以及鋁箔來使之加增強度。更為優(yōu)選的是一種與墨盒相同材料的融合層用來熔化固定所說的擋板，這樣將改善密封特性。為了抑制來自墨盒中墨水的變化和不往其中進入空氣，有效的是在包裝中插入墨盒之后清除包裝中的空氣?？紤]到液體和空氣的滲透性，包裝材料可選擇與前述的密封元件相同的阻隔材料。
由于包裝選擇得合適，在墨盒中的運輸期間墨水不會泄漏。
墨盒可是任何一種不會對墨水噴射記錄墨水產生不良影響，或前者已被處理從而避免這種影響的公知的模壓材料。墨盒的可生產性也應被考慮。例如，墨盒主體分為一個底部分11和一個上部分。而且它們分別由塑料樹脂模壓而成，產生真空材料放到里面，此后，將所說的上部和下部熔接而提供一個墨盒的主體。如果塑料材料是透明或半透明的，貯存器里的墨水能從外面觀察到。因此，可預計墨盒更換的時間。為了促使粘接材料及類似物的融接，優(yōu)選的是提供一個圖中所示的凸緣。從這一設計角度出發(fā)，主體的外表面可以制得粗糙些。
墨水能通過加壓或減壓的方法施加。在貯存主體組裝配件的任一個貯存器設有墨水填充開口較好，這樣墨盒開口不會污染。填充之后，該墨水填充開口用塑料或金屬器塞堵住。
本發(fā)明所述的墨盒以形狀、尺寸等在本發(fā)明構思的基礎上可以變化或改進而不偏離本發(fā)明基本精神。
如上文所述，可互換的墨盒在其運輸過程中是可靠的，并且結構簡單而應用效率高。
無論記錄操作是否進行，在使用的自始至終，均可保持適當?shù)恼婵眨铱梢愿咚儆涗?。在墨水噴射記錄裝置的使用環(huán)境中泄漏的可能性減到最小。
本發(fā)明可互換的墨盒容易掌握，這樣，當它置于墨水噴射記錄裝置中時，墨水不會泄漏，可能發(fā)生的操作失誤將會避免。
圖11圖示了一個墨水貯存器墨盒的制作方法。一個墨盒主體(左邊剖面線部分)包括一個部分板61和兩個由部分壁5分開的貯存器。一種起產生真空材料作用的吸墨材料4填放入緊靠開口2的貯存器內。因此，一個底部元件11作為覆蓋元件與主體連結。該圖還表示了記錄頭HD在墨水貯存器1中的排放狀態(tài)。墨水貯存器由部分壁5分為兩個腔室的貯存器構成。該貯存器的底部是一個平的底部元件11。這樣，這種簡單的結構便由部分壁的端部提供了所說的精細傳遞區(qū)域8?？諝馔ǖ?0配置在具有開口2的同一表面并在開口2的上方。
提供各墨盒作用的連接部分7插入墨水貯存器的開口，記錄頭安配在該連接部分7上，連接部分7是傾斜的，這樣頂部比底部靠前方。墨水通道如圖所示呈朝上敞開的喇叭形。在這個結構中，墨水能從吸墨材料合適地運給至記錄頭。
噴墨記錄裝置包括一個發(fā)熱元件72，該元件產生熱能以便通過噴管73的噴射孔71噴射墨水，所說的熱能有效地導致墨水狀態(tài)的變化，在這種情況下，一種高密度和精致的圖象能可由穩(wěn)定的墨水供應特性來提供，特別是彩色記錄的情況中，更是如此。
如上所述，本發(fā)明所述的墨盒，在其輸送中保持高可靠性，其墨水使用效率高。
此外，當進行高速記錄操作時，或者無論記錄操作是否進行，合適的真空在使用中自始至終地保持。此外，在噴墨記錄裝置使用狀態(tài)下，可以避免泄漏。
按照本發(fā)明可更換的墨盒還容易掌握當其從噴墨記錄裝置拆下或安裝上時，均不泄漏。因此，可避免其錯誤的安裝。
墨盒的制造方法還將進一步描述。當密封結構的墨水貯存器(雖然墨水貯存器和產生負壓材料貯存器之間具有精細傳遞區(qū)域，但僅僅當空氣和墨水彼此互換時墨水才排放)和產生真空材料貯存腔整體是模鑄時，墨水通過覆蓋元件11上位于貯存器腔室側邊的開口13填加。當墨水以這種方式供應時，產生真空材料4的基本部分通過精細傳遞區(qū)域吸收墨水。
但是，鄰近空氣通道的產生真空材區(qū)段不供給墨水，以便提供一個無墨水區(qū)，開口13由球14密封。然后，開口2和空氣通道用同樣的密封件S(它可為分離元件)密封。
圖12表示使用前的墨盒狀態(tài)。該圖中，墨水貯存器6裝填墨水。
圖12表示在印刷器上的封閉狀態(tài)的墨盒。該墨盒上部鄰近空氣通道部分10的一個區(qū)域3A不包含墨水。區(qū)域3A下方的產生真空材料的區(qū)域3B被墨水供給(未示出)管壓縮。3A和3B外側的產生真空材料區(qū)域并不受外界的影響，只是簡單地保存墨水。區(qū)域3B面對開口2，開口2用于將墨水供應記錄頭。配置在與空氣通道10同一表面但是在低于空氣通道10之處。開口2位于精細傳送區(qū)域8的上方，并且上述的結構已經應用。圖12的墨盒1拆去密封件S便可應用。由于區(qū)域A不保存墨水，即使在拆除密封元件時產生根振動或者壓力改變，墨水也不會泄漏。
在本發(fā)明的墨水貯存器中，靠近空氣通道或者空氣傳播區(qū)域的產生真空材料的區(qū)域A中不保存墨水，不管墨盒是否應用均如此。有鑒于此，當外界條件變化時，均可防止墨盒通過空氣通道產生的墨水泄漏。實際上，當密封元件密閉空氣通道時，密封元件不會脫落。使用期間，該區(qū)域有效地保證了空氣供應，供應量與墨水消耗量是一致的，這樣，墨盒中真空的變化能被抑制。如果空氣通道附近的產生真空材料區(qū)域從不被墨水沾濕，優(yōu)選的是降低墨水運動速度。但是，該區(qū)域可由墨水預先弄濕，然后從該區(qū)域中除去墨水。
在本發(fā)明的實施例中，墨水進給開口或者被墨水供給管壓縮的產生真空材料部分位于建立精細傳遞區(qū)域的部分壁的相對一側，據此在第二腔室的產生真空材料中建立有效的墨水供應通道。該通道由位于相對于墨盒底部的精細傳遞區(qū)域上方的墨水供應開口進一步穩(wěn)定地建立。
由于這種結構，墨水運動的方向基本上是恒定的。因此，來自第二腔室，即墨水貯存器腔室的墨水可完全消耗。墨水貯存器中的墨水消耗完之后，空氣驅動墨水在從部分壁朝開口方向上移動以消除墨水存貯腔室的真空，其結果使產生真空材料中的墨水能被進一步消耗，這樣使不能利用的墨水數(shù)量保持最少。這里存在不被供應管壓縮的產生真空材料區(qū)域和由該供應管在從建立精細傳遞區(qū)域的部分壁到所述側面的方向上壓縮的產生真空材料區(qū)域，因此非壓縮區(qū)域提供一種墨水通路，壓縮區(qū)域的墨水保持能力能進一步減少墨水存留的數(shù)量。
噴墨印刷器配備一個記錄頭恢復裝置HR，該裝置根據墨盒1的安裝而自動或手動地完成墨水的噴射或者由吸取裝置完成墨水的吸取。這樣在印刷操作開始前，產生真空材料中的墨水狀態(tài)能被校準。因此，能應用墨水供給管特性使印刷作業(yè)起動而不考慮該管配置狀態(tài)。
在圖12中，裝到一種掃描式(scanning type CR)墨盒的墨水噴射頭HD的墨水貯存器1已拆去了密封帶。裝在墨盒CR上的貯存器通過開口2容納墨水供應管，由此，使產生真空材料3在壓縮區(qū)段3b中被壓縮。在這個實施例中，產生真空材料朝精細傳遞區(qū)域8變形。此刻，貯存器的安裝由機械的或電子的檢測裝置檢測，由此產生一個安裝信號27，該信號進入印刷器控制裝置CC。與此相應，在記錄操作開始之前恢復裝置被驅動以便釋放墨水貯存器中的墨水，這樣，改善了墨水貯存器中的墨水狀況。
圖13(A)表示了一個圖12改進型的墨盒。在該結構中，改善了墨水調節(jié)腔室的內表面。其頂部相應改為一個空間22。內表面20提供一個從精細傳動區(qū)域向上延伸的曲面。這種結構對于將存留在內表面20上的微小墨水粒由墨水的表面張力進給到產生真空材料中是有效的，該結構還提供一個驅動者使用的凸起21。這樣，防止了墨水貯存器操作時的形變。
圖13(B)表示了另一種改進型，在該改進型中，部分壁51是傾斜的以便在墨水容納腔即墨水貯存器中的容量比產生真空材料貯存器中的容量大。圖13(C)表示了一個由上文敘述的加工方法生產的一個實施例。一個與隔板5構成間隙8的覆蓋元件11插入并固定在墨盒主體側板101和100之間、被參考序號5E指示的是覆蓋元件11的端部。在圖13(C)的情況下，如果連接不一致的話，間隙SP不是恒定的。
在這個視圖中，如圖13(D)所示，優(yōu)選的是兩隔離板110在其相對內側接觸部分壁的端部5E。該隔離板110優(yōu)選地配置在覆蓋元件11上。覆蓋元件10上位于空間SP中的若干凸臺30增強進入墨水貯存器的空氣的收集。
圖14(A)和(B)表示了能夠完成印刷操作和墨水供給的傾斜區(qū)域。由參考序號40指示的是水平線。優(yōu)選的是精細傳遞區(qū)段要處于較低的位置。理論上說，墨盒底P表示與水平面40平行。然而，實際上，作為本實施例兩個腔室結構的情況下，傾斜度保證在0≤Q≤15度的范圍內。當在一個掃描墨盒前后移動時，傾斜角度優(yōu)選為0-5°。
在這個實施例中應用的產生真空材料能由若干產生真空材料元件構成。然而，在這種情況下，該元件之間的組合的接合面能允許空氣在接合面上運動。在這種觀點下，產生真空材料可優(yōu)選為獨個毛細孔材料元件。
如果墨水貯存器具有大于產生真空材料腔室的墨水容量，該貯存器保證實現(xiàn)其功能。
現(xiàn)在敘述墨水容納腔室內的部分壁61。當墨水貯存器(墨盒殼)被操作者操作時，或者在貯存器運輸期間，墨盒壁可能會變形，其結果是使墨水會從墨水記錄頭通過縫隙泄漏，或者墨水由用于平衡外界壓力墨盒中的壓力而提供的空氣通道中泄漏。
這個實施例解決了這個問題。它防止了操作期間或者運輸期間，甚至溫度或壓力變化導致的墨水泄漏。此外，使用效率仍然很高。
圖15(A)是這個實施例墨水貯存器的透視圖，(B)是該圖的剖面圖。圖16圖示了這個實施例的墨水供應操作情況。圖17圖示了承受載荷時，側壁的變形。
如圖5(A)和(B)所示，墨盒1的主體包括一個用于連接墨水記錄頭的開口2、一個確保空氣進入并配置于該開口2上方的空氣通道10、用于保持記錄用墨水的產生真空材料3、一個用來容納產生真空材料3的其上配置開口2和空氣通道10的產生真空材料貯存器4、以及用于容納通過部分壁5下方的間隙與產生真空材料貯存器相通的墨水貯存器6。墨水貯存器6和產生真空材料貯存器之間通過棱邊5端部和底部表面之間形成的間隙彼此相通。一個部分壁61連接相對的留有不小于底部間隙8縫隙的側板。圖16是一個剖面圖，該圖表示了用于將墨水供應至噴射記錄頭的連接件7插入墨盒殼主體1的開口2以便加壓接觸產生真空材料3之后，墨水噴射記錄裝置可運轉的狀態(tài)。在連接件7的開口端部可以提供一個過濾器以清除墨盒中的雜質。
當噴墨記錄裝置工作時，墨水通過墨水孔泄出。
圖18表示了另一個實施例，是該實施例中考慮到產生真空材料貯存器4、墨水貯存器6之間的真空比，以及根據應用具有這墨水貯存器6的墨水噴射記錄頭而選擇的產生真空材料3的材料，墨水貯存器6配置了若干部分壁61。
下面敘述所述側板的增強。
在墨盒中墨盒殼既保持高的使用效能，又要在運輸期間有高度抵抗外力和外界條件變化的能力是合乎需要的。
在這個實施例中，當外部壓力施加到側板12a、12b和12c時，產生真空材料貯存器4和墨水貯存器中產生的形變是相同的。例如該墨盒通常由塑料材料注塑而成。如圖15(B)和圖17所示，產生真空材料貯存器4的側壁厚度大于墨水貯存器側壁12b和12c的厚度，并且一個部分壁(邊棱)61在相對側板之間延伸配置，垂直底部留有間隙。該部分壁將墨水貯存器6分為兩個相等的空間。此外，墨水從噴射記錄頭的噴孔噴射，從而在墨水貯存器中產生吸力。墨水9從墨水貯存器6通過棱邊5的端部與墨盒11之間的間隙8到達產生真空材料貯存器4傳送到墨水噴射記錄頭，并且穿過產生真空材料3到達連接件7。由此，除了間隙8外，均封閉的貯存器6的壓力隨著墨水貯存器6的產生真空材料貯存器4之間的壓力差而減小。在連續(xù)的記錄操作中，頂壓力差繼續(xù)增加。
然而，后來，產生真空材料貯存器又用空氣通道10與空氣相通。正如圖16(b)所示，空氣通過產生真空材料3和間隙8進入貯存器6。因此，墨水貯存器6和產生真空材料貯存器之間的壓力差便被除去。墨水噴射記錄操作期間，這種現(xiàn)象不斷重復，從而在墨水貯存器中保持某一恒定的真空度。除了附著在墨水貯存器6內壁表面的墨水之外，墨水貯存器中的所有墨水均能完全用完。因此，墨水使用效率很高(圖16(c))。
當記錄操作未被執(zhí)行時，產生真空材料3自身的毛細作用力(即墨水和產生真空材料之間彎液面，為起防止墨水從墨水噴射記錄頭溢出，與積相等載荷敏感的墻板變形St6作的很小，并且位于棱邊61相對端的側板12b和12c的變形量是相等的，因為造成的產生真空材料貯存器的變形St4相等，由變形產生的墨水泄漏就可以防止。
圖15(B)和圖17所示的墨盒中，墻板的材料為聚丙烯(PP)，外部尺寸為長48mm、高35mm以及厚11mm。在這種情況下，基本上在48mm長度的中心將其分為產生真空材料貯存器4和墨水貯存器6。產生真空材料貯存器4的側壁12a的厚度為1.5mm，墨水貯存器6的側壁12b和12c的厚度為1mm，墨水貯存器的邊棱61距壁表面大約10mm。這樣，提供了有大于兩倍的安全系數(shù)的強度用以抵抗操作負載(大約2Kg)。同時，提供了足夠的強度以抵抗輸送過程中及溫度區(qū)間的壓力變化。
在這個實施例中，基于墨水貯存器的尺寸僅配置了一個邊棱61。但是，其數(shù)目并不限定，如圖18所示，按照墨盒的尺寸可配置若干棱邊61。本領域熟練人員能適當?shù)卮_定棱邊61數(shù)目、位置和厚度。
圖20表示了一種在運輸和操作過程中的墨水泄漏與貯存器4和6的各種壁厚的統(tǒng)計關系，用以確定墨水貯存器6的壁厚。
任何壁厚的增加均導致抵抗泄漏的阻力增加。然而，從減小尺寸和墨水的有效利用率要高的立場出發(fā)，優(yōu)選較小的壁厚以增加內部容積。根據圖中表示的資料，產生真空元件貯存器4的側壁厚為1.5mm，墨水貯存器6的側壁厚為1.0mm。
在墨盒尺寸的基礎上，上述尺寸可以用本圖數(shù)據為基礎來確定。優(yōu)選的產生真空材料貯存器4的壁厚為墨水貯存器6壁厚的1.3-3倍。
雖然結合了上述具體結構敘述了本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于上述的具體結構，一切上述具體結構的變化型及改進型場在本發(fā)明的保護范圍之內，該范圍由權利要求書確定。
權利要求
1.一種墨盒，可安裝于具有墨水供應管的噴墨頭上，用于容納噴墨記錄用的墨水，包括第一腔室，用于容納吸收材料并設有連通大氣的空氣連通部分；第二腔室，除在遠離所述空氣連通部分的位置上設置的與所述第一腔室相連通的連通部分外，基本密閉，其中在所述第二腔室內直接容納有向第一腔室提供的墨水；其中所述連通部分是在限定所述第一和第二腔室的隔壁與墨盒內表面之間形成的，其中在所述第一腔室具有面向所述隔壁表面的壁上設有墨水供給開口，所述墨水供給開口可插入墨水供應管用于向噴墨頭提供墨水，其中在所述墨水供給開口附近的所述吸收材料可因插入墨水供應管而被向所述連通部分壓縮。
2.根據權利要求1所述的墨盒，還包括用于封閉所述墨水供給開口和墨水連通部分的封閉裝置，該封閉裝置在插入墨水供應管之前移去。
3.根據權利要求1所述的墨盒，其中在所述連通部分附近的所述吸收材料是不受插入墨水供應管而被壓縮的。
全文摘要
提供一種墨盒，可安裝于具有墨水供應管的噴墨頭上，用于客納噴墨記錄用的墨水，包括第一腔室，容納吸收材料并設有連通大氣的空氣連通部分；第二腔室，除在遠離空氣連通部分的位置上設置的與第一腔室相連通的連通部分外基本密閉，其中第二腔室內直接容納有向第一腔室提供的墨水；其中所述連通部分是在第一和第二腔室的隔壁與墨盒內表面之間形成的，其中所述第一腔面向隔壁表面的壁上設有墨水供給開口，可插入墨水供應管用于向噴墨頭提供墨水。
文檔編號B41J2/175GK1515414SQ2003001009
公開日2004年7月28日 申請日期1993年7月24日 優(yōu)先權日1992年7月24日
發(fā)明者日隈昌彥, 池田雅實, 淺井直人, 阿部力, 樫野俊雄, 刈田誠一郎, 一郎, 人, 實, 雄 申請人:佳能株式會社