專利名稱:墨盒和打印設備的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及墨盒和使用該墨盒的打印設備。本發(fā)明不僅適用于通用噴墨打印機,
而且適用于例如復印機、具有通訊系統(tǒng)的傳真機以及具有打印單元的文字處理機的設備。 另外,本發(fā)明能夠適用于與各種處理設備進行多功能組合的產(chǎn)業(yè)打印設備。
背景技術:
在將墨從打印頭噴射到打印介質(zhì)上的一種已知類型的噴墨打印設備中,墨在打印 頭在打印介質(zhì)上移動期間噴出以便打印圖像。另一種類型的噴墨打印設備在打印介質(zhì)相對 于固定安裝的打印頭移動期間通過從打印頭噴墨來打印圖像。 下面將描述在這類噴墨打印設備中采用的給打印頭供墨的一些方法。其中一種方 法稱作"滑架承載(on-carriage)方法",其中,墨由整體或可拆卸地附接到打印頭上的墨 盒供應,所述打印頭安裝在滑架等上以便進行往復運動。另外一種方法稱作"管供應方法", 其中,墨由墨盒供應,所述墨盒固定放置在獨立于安裝在滑架上的打印頭的打印設備的區(qū) 域內(nèi)并通過柔性管等與打印頭流體連接。就"管供應方法"來說,還可以將用于保持墨的第 二墨盒安裝在打印頭上或者位于墨盒和打印頭之間的滑架上。 在如上所述的噴墨打印設備中,用于產(chǎn)生負壓的機構設置在墨盒中,以免墨從打 印頭噴嘴處發(fā)生泄漏。所述機構可以采取在墨盒中設置多孔構件的形式,用于保持墨以及 使用用墨浸漬的多孔構件的墨保持力來產(chǎn)生負壓。在另一種形式中,由具有彈性力的材料 (例如橡膠)制成的袋被充填墨。通過使張力沿向外方向作用于袋上而在墨盒中產(chǎn)生角壓。
在另一種已知形式中,通過使用設置在由柔性片材制成的儲墨部內(nèi)部或外部的彈 簧等沿使片材構件擴張的方向推動片材構件來產(chǎn)生負壓。在一些使用片材構件的墨盒中, 片材構件的一部分以凸起形式成形以便容納大量的墨。通過使用這種形式的墨盒,在打印 速度和圖像質(zhì)量方面得以提高的噴墨打印設備能夠以恒定流速和流量供墨,并且還能夠使 用具有不同物理性質(zhì)的墨,例如顏料墨。 當使用這類墨盒給打印頭供墨時,在一些情況下采用在墨盒連通口安裝毛細管構 件的結構,如日本專利公開No. 08-132633 (1996)和No. 09-300646 (1997)中披露的那樣。
接下來,將描述日本專利公開No. 08-132633(1996)中披露的結構。
日本專利公開No. 08-132633(1996)中披露的墨盒包括儲墨部和從儲墨部底部橫 向延伸的中間室,以及設置在儲墨部中的毛細管構件。墨盒具有負壓生成機構,其使用毛細 管構件的毛細力來保持墨。另外,設置墨供應部以將墨從儲墨部提供到墨盒外部。墨供應 部設置有彎月面形成構件和多孔構件,所述彎月面形成構件中具有大量細孔,所述多孔構 件的體積在墨盒附接以及墨盒拆下時發(fā)生改變。多孔構件由體積通過按壓力改變并且具有 高吸墨能力的材料制成,并且形成具有平頭的錐形形狀。 日本專利公開No. 08-132633(1996)中披露的打印頭具有連接到墨盒的墨供應部 上的墨引導部。墨引導部設置有密封構件,其放置在與墨盒的墨供應部的外周形成接觸的 位置。然后,過濾器設置在從墨引導部延伸到排出口的墨通路的端部處。當取下墨盒時,內(nèi)置于墨供應部中的多孔構件與墨盒的拆下大致同時地解除其壓縮狀態(tài),導致多孔構件本身 的體積增大以及孔隙度增大。因此,通過多孔構件吸收試圖從正在取下的墨盒流出的墨來 防止墨泄漏。 日本專利公開No. 09-300646(1997)中披露的墨盒的基本結構與日本專利公開 No. 08-132633 (1996)中披露的墨盒的結構大致相同,區(qū)別在于墨供應部設置有聯(lián)接部毛細 管構件,以代替多孔構件。當墨盒安裝到打印頭上時,打印頭的過濾器與墨盒的聯(lián)接毛細管 構件接觸。所使用的聯(lián)接毛細管構件具有比設置在儲墨部中并在墨盒中產(chǎn)生負壓的毛細管 構件更高的密度。 然而,在日本專利公開No. 08-132633(1996)所描述的墨盒中,放入打印頭和墨盒 之間的聯(lián)接部中的多孔構件的體積發(fā)生顯著改變,整個多孔構件具有保持彎月面的小作用 力。另外,多孔構件在其處于均勻壓縮狀態(tài)時容納在接頭部和墨引導部之間的聯(lián)接部內(nèi)。為 此,當墨盒中的負壓在使用墨盒的操作期間增大時,在操作期間多孔構件中存在彎月面破 壞,這有可能導致空氣通過多孔構件吸入打印頭。如果空氣吸入打印頭中,這不可能使墨用 盡,導致可用墨量減少。在日本專利公開No. 09-300646 (1997)中描述的墨盒中,如果與打印頭的過濾器
的接觸面積小于聯(lián)接毛細管構件的面積,即使當墨已經(jīng)用盡之后,一部分墨仍然保持在聯(lián)
接毛細管構件中。因此,墨不能完全用盡,從而有可能降低墨使用效率。 另外,從日本專利公開No. 2007-90873中已知在供墨口中布置墨導向構件,已經(jīng)
提出外殼、柔性膜和彈性構件的組合,用于產(chǎn)生負壓以形成直接儲墨的墨盒。 圖13A和圖13B顯示了傳統(tǒng)墨盒的墨供應部。這類墨盒具有設置在墨供應部中的
墨導向構件122。例如,在圖13A所示結構中,設置厚墨導向構件122,其在安裝到支座中時
與供墨管151接觸。這種接觸特別是在與供墨管形成接觸的部分122a附近(即,毛細力較
大的區(qū)域)使墨導向構件122產(chǎn)生壓縮狀態(tài),使位于與接觸區(qū)域相對一側上的墨導向構件
122的部分122b(即,毛細力較小且靠近無壓縮部分的區(qū)域)產(chǎn)生略微壓縮狀態(tài)。然后,當
供墨時,墨盒中的負壓逐漸增大。因此,具有小毛細力的區(qū)域位于墨盒和供墨管之間,有可
能造成供墨通路分流的狀況。這不可能將墨從墨盒中完全吸出。在圖13B所示結構中,因
為周圍布置有墨導向構件122的部分122c被高度壓縮,墨將保持在這些部分中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有高體積效率的墨盒和能夠完全用盡儲存在墨盒 中的墨的打印設備。 根據(jù)本發(fā)明的方面,一種能拆卸地安裝到噴墨打印頭上的墨盒,包括
用于儲存墨的儲墨部; 設置在儲墨部中的負壓生成構件,所述負壓生成構件用于調(diào)整儲墨部中的負壓; 和 連接到打印頭的連接部上的墨供應部,所述墨供應部用于給打印頭供墨并且設置
有能延伸的墨導向構件, 所述墨導向構件包括 壓縮部,當所述墨導向構件連接到所述連接部上時所述壓縮部連接到所述連接部上,和 非壓縮部,所述非壓縮部不連接到所述連接部上, 其中,當連接部和墨導向構件相連接時,墨導向構件的各個壓縮部和非壓縮部的 彎月面保持力滿足以下關系 儲墨部中的初始負壓低于非壓縮部的彎月面保持力, 壓縮部的彎月面保持力小于打印頭的連接部的彎月面保持力,以及 非壓縮部的彎月面保持力小于壓縮部的彎月面保持力, 其中,非壓縮部的彎月面保持力小于由負壓生成構件調(diào)整儲墨部中負壓的調(diào)整區(qū) 域和負壓高于調(diào)整區(qū)域中負壓的區(qū)域之間的邊界區(qū)域中的負壓。 根據(jù)本發(fā)明,當給打印頭供墨時,墨導向構件分成壓縮部和非壓縮部。墨導向構件 的非壓縮部的彎月面保持力確定為位于負壓生成構件可以控制負壓的區(qū)域中的值。墨導向 構件的壓縮部的彎月面保持力確定為大于墨導向構件的非壓縮部的彎月面保持力,并且也 大于能夠由負壓生成構件控制的最大負壓。因此,有可能提供具有高體積效率的墨盒和能 夠完全用盡儲存在墨盒中的墨的打印設備。 本發(fā)明的其它特征通過示例性實施例的下列描述(參考附圖)將變得顯而易見。
圖1是本發(fā)明實施例的墨盒的分解透視圖; 圖2是沿圖1中的直線II-II截取的已裝配墨盒的剖視圖; 圖3是墨盒的墨供應部的放大圖; 圖4A是連接到打印頭的連接部上的墨盒的剖視圖; 圖4B是從連接到打印頭上的墨盒觀察時,單獨的墨盒的剖視圖; 圖5顯示了墨盒中的負壓從墨盒安裝在打印頭上時的初始狀態(tài)到墨盒中的墨用
盡時的最終狀態(tài)的曲線圖; 圖6A顯示了墨盒在其安裝到打印頭上時的初始狀態(tài); 圖6B顯示了當存儲在墨盒中的墨量在墨盒已經(jīng)使用一段時間后減少時的供應部 的放大圖; 圖6C顯示了墨已經(jīng)用盡之后的供應部的放大圖; 圖7顯示了在本發(fā)明的第二實施例中,墨盒中的負壓從初始狀態(tài)到最終狀態(tài)的曲 線圖; 圖8A顯示了墨盒處于其安裝到打印頭上的初始狀態(tài)的剖視圖;
圖8B顯示了墨盒在墨導向構件中的墨消耗時的剖視圖;
圖8C顯示了墨盒在墨用盡之后的剖視圖;
圖9顯示了測量負壓的方法的示意圖; 圖10顯示了可以應用本發(fā)明的噴墨打印設備的結構的實例;
圖11A顯示了第一實施例的墨盒的墨供應部的剖視圖;
圖11B是圖11A所示墨供應部的一部分的放大圖; 圖12A顯示了當墨導向件安裝在墨盒上時,測量墨導向構件的彎月面作用力的方 法的示意 圖12B顯示了當墨導向件設置在墨盒中時,測量墨導向構件的彎月面作用力的另 一方法的示意圖; 圖13A是傳統(tǒng)墨盒的墨供應部的剖視圖,以及
圖13B是另一傳統(tǒng)墨盒的墨供應部的剖視圖。
具體實施方式
第一實施例 下面將參考附圖描述本發(fā)明的第一實施例。
噴墨打印設備的結構 圖IO顯示了可以應用本發(fā)明的噴墨打印設備的結構的實例。打印設備150是串 行掃描型噴墨打印設備,其包括沿主掃描方向a可移動地引導滑架153的導向軸151、152。 滑架153通過驅(qū)動力傳送機構沿主掃描方向a往復運動,所述驅(qū)動力傳送機構包括滑架電 機、用于傳送滑架電機的驅(qū)動力的皮帶等等。滑架153可拆卸地安裝有噴墨打印頭(未顯 示)和用于給打印頭供墨的墨盒l(wèi)。實施例中安裝有四個墨盒l(wèi),但是既然可以安裝一個或 多個墨盒,就可以安裝任意數(shù)量的墨盒1。 打印介質(zhì)P從設置在設備前側的插入槽155插入,隨后,將打印介質(zhì)P的供給方向 反向,使得打印介質(zhì)P通過進給輥156沿箭頭13的副掃描方向輸送。打印設備150重復執(zhí) 行打印操作和傳送操作以便在打印介質(zhì)P上順序打印圖像。在打印操作中,當帶有打印頭 的滑架153沿主掃描方向移動時,墨朝向位于臺板157上的打印介質(zhì)P的打印區(qū)域噴射。在 傳送操作中,打印介質(zhì)P沿副掃描方向傳送的距離與打印頭一次打印掃描所打印區(qū)域的寬 度相對應。 打印頭可以使用由電熱轉換器產(chǎn)生的熱能作為噴墨能量。在這種情況下,電熱轉 換器產(chǎn)生熱量以在墨中產(chǎn)生薄膜沸騰,以使由此產(chǎn)生的泡沫能量實現(xiàn)墨從噴墨口排出。在 這方面,從打印頭噴墨的方法不局限于使用電熱轉換器的方法,舉例來說,可以使用壓電元 件進行噴墨。 回收系統(tǒng)單元(回收操作裝置)158設置在滑架153的移動區(qū)域中,并且當打印頭 安裝在滑架153上時面對打印頭形成噴墨口的表面。回收系統(tǒng)單元158設置有能夠蓋住打 印頭噴墨口的蓋子、可以將負壓引入所述蓋子的抽吸泵等等。通過將負壓引入覆蓋噴墨口 的蓋子,墨從用于回收操作的噴墨口吸入和排出以便保持打印頭的正常噴墨狀態(tài)。另外,不 用于打印圖像的墨從噴墨口排向蓋子內(nèi)部,從而進行回收操作(預噴射操作)以保持打印 頭的正常噴墨狀態(tài)。 圖1是本實施例的墨盒1的分解透視圖。圖2是沿圖1中的直線II-II截取的已 裝配墨盒1的剖視圖。下面參考圖1和2進行說明。 墨盒1包括容器殼體10、構成負壓生成構件的一部分的彈簧構件11、壓板12、柔性 構件13和蓋板構件14。容器殼體10和蓋板構件14形成墨盒1的外殼。儲墨部包括壓板 12、柔性構件13和蓋板構件14。墨儲存在墨室內(nèi)。負壓生成構件不局限于上述類型,可以 是多孔構件。設置在負壓生成構件中的彈簧構件沿向外方向推動儲墨部。墨盒l(wèi)是用于儲 存由容器殼體10和柔性構件13界定的儲墨部R中的墨的容器,并且墨盒1在使墨供應部 20朝下的位置可拆卸地安裝在噴墨打印設備中,如圖l所示。墨供應部20連接到稍后描述的噴墨打印頭(下文簡稱"打印頭")的供墨通路上。墨盒l(wèi)能夠與打印頭斷開。容器殼體 10具有以可連接到打印頭上的方式形成在內(nèi)部的墨供應部20。墨供應部20設置有彎月面 形成構件21和可延伸的墨導向構件22。 圖3是墨盒1的墨供應部20的放大圖。彎月面形成構件21的相對面之一與儲墨 部R鄰接,另一面與墨導向構件22鄰接。彎月面形成構件21具有彎月面保持力,其大于儲 墨部R中的負壓,從而避免空氣從墨供應部20進入儲墨部R,所述儲墨部保持負壓以保持 墨。彎月面形成構件21具有例如大約250mmAq到大約350mmAq的彎月面保持力,使得彎月 面不會被儲墨部R中的大約100mmAq到大約200mmAq的負壓破壞。用于形成彎月面形成構 件21的材料不局限于網(wǎng)式過濾器,可以使用能夠?qū)崿F(xiàn)與網(wǎng)式過濾器相當效果的任何材料, 例如樹脂纖維或金屬纖維。 作為本發(fā)明特征的墨導向構件22插入并保持在彎月面形成構件21和設置于墨供 應部20的外部開口上并壓靠墨導向構件22的構件15之間,從而固定在墨收容部的底面 上。墨導向構件22由能夠沿豎直方向(圖1中的上下方向)壓縮的材料制成,以便在墨供 應部20已經(jīng)連接到下述打印頭上產(chǎn)生供墨狀態(tài)之后,增大墨供應部20與打印頭的過濾器 50之間的接觸力。例如,本實施例使用由聚丙烯材料制成并且具有0. 01g/cm3到0. lg/cm3 的纖維密度的纖維元件??梢杂米髂珜驑嫾钠渌m當材料主要包括聚酯、尼龍、纖維 素、聚安酯等,優(yōu)選的材料對于墨來說具有化學穩(wěn)定性并且具有高可濕性。接觸深度為例如 0. lmm到0. 9mm。墨導向構件22的厚度為例如lmm到3mm。 圖4A是打印頭5的連接部和墨盒1之間的連接狀態(tài)的剖視圖。圖4B是在墨盒1 連接到打印頭5上的情況下從墨供應部20觀察時,單獨的墨盒1的剖視圖。
打印頭5包括設置在墨通路52端部處的打印頭過濾器50。墨盒1連接成在墨供 應部20和打印頭5的墨通路52之間建立流體連通。通過使墨盒1的墨導向構件22與打印 頭5的打印頭過濾器50形成接觸來實現(xiàn)墨盒1和打印頭6的墨通路52之間的流體連通。
墨導向構件22的第一目的是通過位于打印頭5和墨盒1之間的墨通路連接區(qū)域 內(nèi)將墨向打印頭5引導。為此,用作墨導向構件22的適當材料是具有低流動阻力的低密度 纖維元件。 當墨盒1安裝在打印頭5上時,如圖4B所示,墨導向構件22與打印頭過濾器50 形成接觸的部分被壓縮。也就是說,在安裝到打印頭5上的墨盒1的墨導向構件22中,產(chǎn) 生纖維密度通過壓縮增大到超過其初始纖維密度的壓縮部22a和纖維密度近似等于其壓 縮前的初始纖維密度的非壓縮部22b。壓縮部22a和非壓縮部22b是密度變化彼此不同的 區(qū)域。 在墨供應部20中使用兩個部件,彎月面形成構件21和墨導向構件22,使得墨供應 部20實現(xiàn)功能分離。具體地,彎月面形成構件21具有當墨盒在物流期間受到?jīng)_擊或掉落 時防止空氣進入儲墨部的功能。為此,墨導向構件22具有當墨盒安裝在打印頭5上時增大 沿豎直方向相對于彎月面形成構件21的平面產(chǎn)生的接觸力的功能,以便在墨盒已經(jīng)安裝 到打印頭5上時將墨導向打印頭。 圖5顯示了墨盒1中的負壓從墨盒1安裝在打印頭5上時的初始狀態(tài)到墨盒1中 的墨用盡時的最終狀態(tài)的曲線圖。圖6A-6C是分別對應于圖5中的負壓曲線上的點(a)至 (c)的墨導向構件22的剖視圖。
在墨盒安裝到打印頭5上之前未壓縮的墨導向構件22的彎月面保持力Pml大于 儲墨部中的初始負壓P1。這可以表示如下。
PI < Pml (E) 彎月面保持力Pml大于彎月面形成構件21的彎月面保持力。 為此,墨(取代空氣)存在于墨導向構件22中。因此,墨盒l(wèi)可以在不將空氣(泡 沫)吸入墨盒中的情況下安裝到打印頭5上,因為墨導向構件22的表面在安裝到打印頭5 上時與打印頭5的打印頭過濾器50形成接觸。 圖6A顯示了墨盒1在其安裝到打印頭5上時的初始狀態(tài)。墨盒1安裝到打印頭 5上,因此,墨盒1中的墨被引向打印頭過濾器50以建立墨連通。在這一點上,墨導向構件 22與打印頭過濾器50接觸的部分被壓縮,從而在墨導向構件22中產(chǎn)生壓縮部22a和非壓 縮部22b。因為壓縮部22a在構件密度方面高于非壓縮部22b,壓縮部22a具有更高的墨保 持力。在墨盒1安裝到打印頭5上之后,打印頭過濾器50的彎月面保持力大于儲墨部中的 負壓和墨導向構件22的彎月面保持力。因此,容納在墨盒1中的墨被導入打印頭5中。下 列表達式表示了處于壓縮狀態(tài)下的墨導向構件的彎月面保持力Pm2和打印頭過濾器50的 彎月面保持力Phf之間的關系。
Pm2 < Phf (F) 圖6B顯示了當存儲在墨盒1中的墨量在墨盒1已經(jīng)使用一段時間后減少時的供 應部的放大圖。在根據(jù)實施例的墨盒1中,如圖5中的負壓曲線所示,負壓在墨盒中從墨盒 的初始狀態(tài)到墨用盡的最終狀態(tài)不斷增大。這是因為設置在墨盒1中的柔性構件13隨著 墨向外流動而變形并且作為負壓生成構件的彈簧11被不斷壓縮。在這方面,當未壓縮的墨 導向構件22的彎月面保持力Pml等于圖5所示點(b)時,如果墨盒中的負壓小于圖5中的 點(b)的話,非壓縮部22b中的墨被吸入打印頭。也就是說,在本發(fā)明中,非壓縮部22a的 彎月面保持力Pml處于初始負壓(Pl)和用盡負壓(P2)之間的區(qū)域A內(nèi)。因此,當墨使用 或用盡時,保持在非壓縮部22b中的墨朝向墨盒中被引導以便用盡。 墨導向構件的非壓縮部的彎月面保持力Pml和儲存在墨盒中的墨用盡時的儲墨 部負壓P2之間的關系表示如下。 在這方面,所述用盡的儲墨部負壓P2被限定為處于負壓區(qū)域A和負壓區(qū)域B之間 邊界中的負壓。負壓區(qū)域A指的是負壓調(diào)整區(qū)域,其中,負壓由作為負壓生成構件的彈簧構 件11控制。負壓區(qū)域B指的是負壓大于負壓區(qū)域B中的負壓、負壓生成構件不控制該負壓 的區(qū)域。 Pml < P2 (G) 這樣,詳細說明了負壓之間的關系。因此,可以使用保持在墨導向構件22的非壓 縮部22b中的墨,從而提高用墨效率。 在響應于近年來打印操作中的墨流量增大以及全部使用例如顏料墨的高粘性墨 的情況下,由于墨的流動阻力增大,存在增大打印頭過濾器50的面積的傾向。在這種情況 下,需要使用具有大面積的墨導向構件22,使得墨導向構件22中的非壓縮部22b的尺寸也 增大。如果保持在非壓縮部22b中的墨可用于打印的話,容納在墨盒中的總墨量中的可用 墨量增加,會使體積效率提高。 圖6C顯示了墨已經(jīng)用盡之后的供應部的放大圖。
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有必要在保持于非壓縮部22b中的墨已經(jīng)用盡之后防止打印頭5吸入泡沫而導致 功能降低。為此,在墨用盡之后墨導向構件22的壓縮部22a的負壓大于儲墨部中的負壓 P2,以便即使當墨用盡之后也可以確保打印頭和墨盒之間的墨連通狀態(tài)。這可以表示如下。
P2 < Pm2 (H) 通過在墨盒中使用滿足上述關系表達式的墨導向構件,當墨盒連接到打印頭上 時,包括在墨導向構件的非壓縮部22b中的墨可以順利導入墨盒中,導致容納在墨盒中的 總墨量中的可用墨量增加,從而提高體積效率。 已經(jīng)描述了使墨導向構件22的面積大于與供墨管51接觸區(qū)域的面積的結構。另 一方面,圖11A顯示了設計成使供墨管51和墨導向構件22在接觸區(qū)域彼此大致相同的結 構。圖IIB顯示了圖11A中墨導向構件22的一部分的放大圖。 就圖11A所示結構來說,在極小區(qū)域內(nèi)存在非接觸部22c。該小區(qū)域受到與供墨管 51接觸的影響,該小區(qū)域具有的彎月面保持力Pm3小于接觸區(qū)域的壓縮部的彎月面保持力 Pm2,但大于未壓縮狀態(tài)下的彎月面作用力Pml。在這種情況下,同樣滿足上述關系。
在根據(jù)本發(fā)明的墨供應部20中,當墨盒1從打印頭上取下時,保持在墨通道連接 區(qū)域中的墨可以迅速返回并且由墨盒l(wèi)的儲墨部R接收,從而防止滴墨。另外,如果使用者 意外掉落墨盒的話,可以減少飛濺的墨。 接下來,將描述測量墨盒中的負壓的方法,作為檢驗根據(jù)本發(fā)明的結構的手段。墨 盒中的負壓和在負壓下的墨盒狀態(tài)彼此相關。 圖9顯示了測量負壓的方法的示意圖。負壓測量夾具模擬打印頭5,要測量的墨盒 可以放在夾具上。負壓測量夾具包括打印頭支座55(過濾器50固定到打印頭支座上)和 連接到所述打印頭支座55上的管60以使墨可以從打印頭支座55流出。另外,夾具設置有 管泵70和另一個管65,所述管泵70安裝在管60上以產(chǎn)生墨流動,所述另一個管65從泵 70和打印頭支座55之間的管60分出支路。該結構與使用U形管壓力計獲得壓差的方法所 采用的結構類似。 首先,兩個管60、65充滿墨以防止空氣進入管中。如果空氣進入管的話,有可能 因空氣緩沖作用不能測量出精確壓力。在這種狀態(tài)下,要測量的墨盒安裝在打印頭支座55 上,在圖9所示X側的管中的液面停止之前墨盒保持不動。然后,讀取液面位置(B)和打印 頭的排墨口面(A)之差。這是初始負壓值。 然后,管泵運轉以根據(jù)情況使墨從墨盒流出,隨后在流出的墨量達到所需測量位 置時停止。如在前述情況下,當X側的管中的液面停止時,讀取液面位置(B)和排墨口面 (A)之差。這一過程反復進行以描繪分別對應于流出墨量的多個點,從而獲得顯示墨盒中的 負壓的曲線。 然后,觀察到位于由此測量的相應點處的墨盒負壓和墨導向構件的非壓縮部和壓 縮部的狀態(tài)。已經(jīng)顯示出,在墨盒中的墨完全流出的時刻,泡沫不會進入管60。另外,檢驗 墨盒和打印頭之間可能形成墨連通的狀態(tài)。進一步,已經(jīng)確認使用了與打印頭過濾器52不 接觸的非壓縮部22b中的墨。 接下來,將要描述用于檢查彎月面保持力Pml、Pm2的方法實例。 圖12A顯示了當墨盒1設置有墨導向元件22時,測量墨導向構件的彎月面作用力
的方法。墨盒的負壓源的功能不起作用,隨后,墨盒充滿墨。充滿墨的墨盒通過管81等連
9接到通向大氣的墨容器82上。在這種狀態(tài)下,墨盒1上下移動,當出現(xiàn)墨不從墨導向構件 22漏出并且空氣未被吸入墨盒的狀態(tài)(即,穩(wěn)定的墨保持狀態(tài))時,測量墨容器82的液面 和墨導向構件22位置的高度(即,測量水位差)。該高度代表處于未壓縮狀態(tài)下的墨導向 構件的彎月面作用力Pml。同樣,在墨盒1放在支座55上并且墨導向構件22由供墨管51 壓縮時測量彎月面。就該測量而言,如圖12B所示,準備支座55,該支座構造為在供墨管51 中不產(chǎn)生彎月面作用力。墨盒1安裝在支座55上。然后,像上面的情況一樣,當墨導向構 件22穩(wěn)定保持墨時,測量墨容器82的液面和墨導向構件22的位置。測量結果表示處于壓 縮狀態(tài)下的墨導向構件的彎月面作用力Pm2。 在如本發(fā)明公開的墨盒的彈簧袋(spring-bag)型結構中,通過進行例如對彈簧 袋鉆孔等工藝防止在彈簧袋中產(chǎn)生負壓。然后,墨添加到墨盒的墨中,直至墨盒裝滿,或者 可選地,墨盒充滿測量液體以取代墨。然后,進行上述測量以測量處于壓縮狀態(tài)下的墨導向 構件的彎月面作用力,也可以測量非壓縮狀態(tài)。
第二實施例 接下來,將參考附圖描述本發(fā)明的第二實施例。 圖7顯示了墨盒中的負壓從根據(jù)本發(fā)明的墨盒安裝在打印頭5上時的初始狀態(tài)到 墨用盡時的最終狀態(tài)的曲線圖。圖8A-8C是分別對應于圖7中的負壓曲線上的點(e)-(g) 的墨導向構件的剖視圖。圖8A對應于圖7中的點(e)并且顯示了"容器安裝初始狀態(tài)"。 圖8B對應于圖7中的點(f)并且顯示了 "墨導向構件22的非壓縮區(qū)域的彎月面保持力小 于墨盒中的負壓并且墨導向構件中的墨被消耗的狀態(tài)"。圖8C對應于圖7中的點(g)并且 顯示了"墨盒在墨已經(jīng)用盡之后"的剖面。下面根據(jù)圖7、8A、8B和8C進行說明。
第二實施例的墨盒101設置有作為負壓控制裝置的單向閥30,用于允許氣體從外 部引入墨盒IOI以及防止液體和氣體從墨盒101向外部流動。單向閥30具有閥室38,所述 閥室包括板構件34、柔性構件35和彈簧構件36。在作為負壓調(diào)整室的閥室38中,板構件 34具有用于從外部引入空氣的進氣口 33。密封構件32設置在進氣口33的外周上。板構 件34通過彈簧構件32被推向密封構件32。閥室38與儲墨部Q連通。用于將空氣引入儲 墨部Q的壓力由彈簧構件36和板構件34確定。當儲墨部Q中的負壓高于由空氣引入產(chǎn)生 的壓力時,板構件34發(fā)生變形以使空氣進入閥室38。然后,吸入的空氣從進氣口 37被引入 儲墨部Q,從而在儲墨部Q中保持恒定負壓。彈簧構件11和柔性構件13具有保持或擴大墨 盒容積的功能。該功能用作當開始使用墨盒101時在儲墨部Q產(chǎn)生負壓的裝置。
墨供應部120的結構與第一實施例中描述的類似。墨供應部120實現(xiàn)功能分離, 具有由彎月面形成構件121提供的功能和由墨導向構件122提供的功能。彎月面形成構 件121具有當墨盒在物流期間受到?jīng)_擊或掉落時防止空氣進入儲墨部的功能。墨導向構件 122具有在墨盒已經(jīng)安裝在打印頭5上之后將墨導向打印頭的功能。 由于第二實施例的墨盒101通過氣體引入進行壓力調(diào)整,因此顯示了與第一實施 例中所示不同的負壓曲線。在第一實施例中,負壓隨著彈簧的位移不斷增大。然而,在第二 實施例中,負壓曲線分成兩個區(qū)域,基于初始負壓生成部的壓力波動區(qū)域(C)和基于單向 閥30的恒定負壓區(qū)域(D)。 象在第一實施例中的情況一樣,在第二實施例中,墨導向構件122的非壓縮部 122b的彎月面保持力Pmll大于處于初始狀態(tài)的儲墨部中的初始儲墨部負壓Pll,并且小于墨已經(jīng)用盡的儲墨部中的用盡儲墨部負壓P12。 也就是說,彎月面保持力設定在從圖7中的初始負壓點(e)到用盡點(g)之間的 區(qū)域M內(nèi)。這使得可以將包括在非壓縮部122b內(nèi)的墨引入墨盒中以便使墨完全耗盡。
在壓縮情況下產(chǎn)生的彎月面保持力Pml2,用盡儲墨部負壓P12和打印頭過濾器 150的彎月面保持力Phf之間的關系與第一實施例中的相同,表示為
P12 < Pml2 < Phf (I) 通過建立這種條件,可以確保打印頭和墨盒之間的墨連通狀態(tài),以便即使在墨用 盡之后也可以防止泡沫進入打印頭從而降低打印頭性能。在這方面,所述用盡儲墨部負壓 P12限定為處于負壓區(qū)域M和負壓區(qū)域N之間邊界區(qū)域中的負壓。在負壓區(qū)域M中,通過作 為負壓生成構件的閥室30控制負壓。在負壓區(qū)域N中,負壓高于負壓區(qū)域M中的負壓,并 且負壓生成構件不控制負壓。 為了減小墨盒和打印頭之間的安裝力,可以減小墨導向構件122的非壓縮部122b 的彎月面保持力Pmll和壓縮部122a的彎月面保持力Pml2之差。為了減小兩個彎月面保 持力之差,墨導向構件的非壓縮部122b的彎月面保持力Pmll可以設定在用盡負壓P12附 近。當以這樣的方式確定彎月面保持力時,即使在位移很小時,墨導向構件的壓縮部122a 的彎月面保持力Pml2也可以超過用盡負壓P12。 如上所述,在包括負壓調(diào)整裝置的墨盒101中,墨導向構件122的非壓縮部122b 的彎月面保持力Pmll設定為高于初始儲墨部負壓Pll并且低于用盡儲墨部負壓P12。另 外,在壓縮狀態(tài)下產(chǎn)生的彎月面保持力Pml2設定為高于用盡儲墨部負壓P12,并且低于打 印頭過濾器150的彎月面保持力Phf。因此,包括在墨導向構件的非壓縮部122b中的墨可 以被有效地引入墨盒中,導致容納在墨盒中的總墨量中的可用墨量增加,從而提高墨盒101 的容積效率。 盡管已經(jīng)參考示例性實施例對本發(fā)明進行了描述,但是應當理解,本發(fā)明不局限 于所公開的示例性實施例。下列權利要求的范圍與最廣義的解釋相符,從而涵蓋所有此類 改進以及等效結構和功能。 本申請要求提交于2007年10月12日的日本專利申請No. 2007-266701的優(yōu)先權, 該申請的內(nèi)容在此全文引入作為參考。
權利要求
一種能拆卸地安裝到噴墨打印頭上的墨盒,包括用于儲存墨的儲墨部;設置在儲墨部中的負壓生成構件,所述負壓生成構件用于調(diào)整儲墨部中的負壓;和連接到打印頭的連接部上的墨供應部,所述墨供應部用于給打印頭供墨并且設置有能延伸的墨導向構件,所述墨導向構件包括壓縮部,當所述墨導向構件連接到所述連接部上時所述壓縮部連接到所述連接部上,和非壓縮部,所述非壓縮部不連接到所述連接部上,其中,當連接部和墨導向構件相連接時,墨導向構件的各個壓縮部和非壓縮部的彎月面保持力滿足以下關系儲墨部中的初始負壓低于非壓縮部的彎月面保持力,壓縮部的彎月面保持力小于打印頭的連接部的彎月面保持力,以及非壓縮部的彎月面保持力小于壓縮部的彎月面保持力,其中,非壓縮部的彎月面保持力小于由負壓生成構件調(diào)整儲墨部中負壓的調(diào)整區(qū)域和負壓高于調(diào)整區(qū)域中負壓的區(qū)域之間的邊界區(qū)域中的負壓。
2. 如權利要求l所述的墨盒,其中,打印頭的連接部設置有過濾器。
3. 如權利要求1所述的墨盒,其中,墨導向構件由樹脂纖維或金屬纖維制成。
4. 如權利要求1所述的墨盒,其中,墨供應部包括彎月面形成構件,所述彎月面形成構 件的彎月面保持力小于墨導向構件的彎月面保持力并且所述彎月面形成構件由樹脂纖維 或金屬纖維制成。
5. 如權利要求4所述的墨盒,其中,墨導向構件被插入固定于儲墨部的底面上的所述 彎月面形成構件和設置在墨供應部的開口上并壓靠墨導向構件的構件之間。
6. 如權利要求1所述的墨盒,其中,負壓生成構件是多孔構件。
7. 如權利要求1所述的墨盒,還包括單向閥,所述單向閥用于允許氣體從外部被引入 儲墨部中以及用于防止液體和氣體從儲墨部流到外部。
8. 如權利要求1所述的墨盒,其中,負壓生成構件包括至少一部分由柔性材料制成的 儲墨部和沿向外方向推壓儲墨部的彈簧構件。
9. 一種打印設備,包括能拆卸地安裝有如權利要求1所述的墨盒的滑架和設置在所述 滑架上的打印頭,其中,當墨盒和打印頭的連接部彼此連接時,所述連接部將墨盒的墨導向構件分成壓 縮部和非壓縮部,從而將自墨盒供應的墨噴出以進行打印。
全文摘要
一種具有高體積效率的墨盒和能夠完全用盡儲存在墨盒中的墨的打印設備。墨導向構件(22)的非壓縮部(22b)的彎月面保持力(Pm1)設定為大于初始儲墨部負壓(P1),并且小于用盡儲墨部負壓(P2)。另外,在壓縮狀態(tài)下產(chǎn)生的彎月面保持力(Pm2)設定為大于用盡儲墨部負壓(P2),并且小于打印頭過濾器(50)的彎月面保持力(Phf)。
文檔編號B41J2/175GK101795868SQ200880105758
公開日2010年8月4日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權日2007年10月12日
發(fā)明者久保浩一, 井上良二, 大橋哲也, 小倉英干, 小瀧靖夫, 楠城達雄, 高田均 申請人:佳能株式會社