CN101249753B - 喷墨打印机用墨盒排气方法 - Google Patents

Abstract

本发明是喷墨打印机用墨盒排气方法，依次包括下列步骤：先采用弹性软质硅胶封闭灌墨口，采用单向密封阀封闭出墨口，保持导气口处于畅通状态。随即，保持检测腔位于墨盒铅垂向最低部位的状态。之后，把输墨针管经弹性软质硅胶沿灌墨口插入储墨腔内，向墨盒内部充注墨水至储墨腔基本达到墨水满注状态后拔出输墨针管，随即封闭导气口。然后，保持灌墨口位于储墨腔铅垂向最高部位的状态，把抽气针管经弹性软质硅胶沿灌墨口插入储墨腔中，抽取储墨腔中的气体，经过卸压之后即可得到墨盒产品。经该法处理的墨盒，在储存、运输、打印及其它温变环境下，其出墨口和检测腔都能达到气体残存量极低的墨水。

Description

喷墨打印机用墨盒排气方法

技术领域

本发明涉及喷墨打印机用墨盒的排气方法。该方法特别适用于具有以下特点的墨盒：其内部腔室中灌注有接近满腔或设计容量的墨水，同时其出墨口处于接纳喷墨打印机供墨针之前的密封状态，并且其内部腔室中有一个是同出墨口连通且其内设置有浮标的用于检测墨盒内部墨水容量的检测腔。与这种墨盒适配的记录头被设置于喷墨打印机字车上，作为墨水容纳器件的墨盒则以可拆卸的方式装配在喷墨打印机字车上，并通过供墨针和相应墨水流动通路同记录头上的喷嘴保持连通。

背景技术

喷墨型打印机，其打印方式通常是由墨盒之类的墨水容器提供墨源，经由相应的墨水流动管道将墨水输运至记录头，在打印信号的驱动下将墨水自记录头上设置的喷嘴喷射至纸张等记录介质上，来完成字符或图形的记录。常见的市售喷墨打印机根据其喷嘴的结构形式，可以分为压电式喷墨打印机和气泡式喷墨打印机。

压电式喷墨打印机，是在其记录头喷嘴附近的墨水流动管道两侧各设置一块或多块压电晶体。压电晶体受数据调制的打印信号控制，产生收缩或膨胀变形，挤压喷嘴中的墨水自喷嘴射出后形成微细的液滴，溅落至记录介质例如纸张的页面上，形成一个记录点。

气泡式喷墨打印机，其记录头结构与压电式喷墨打印机相似。它们的差别是，气泡式喷墨打印机在记录头喷嘴附近的墨水流动管道内壁或外壁上设置了加热电极。数据调制的电脉冲信号被送到喷嘴的加热电极上，加热电极快速升温，使喷嘴附近的墨水迅速汽化，形成汽泡。汽泡膨胀产生的压力使墨水自喷嘴射出后形成一个个微细的墨滴，溅落至纸张页面上。电脉冲消失后，墨水蒸汽凝聚，喷嘴内的墨水通过表面张力维持在与喷嘴外表面齐口的水平。记录头抽取墨水后形成的负压引导储墨腔内的墨水流入喷嘴所在的墨水流动管道。

按照记录头同墨盒的配置关系，喷墨打印机墨盒又包括两种类型。一种是墨盒与记录头合一的一体化结构墨盒；另一种是墨盒与记录头分离的分体式结构墨盒。一体化结构的墨盒既包括记录头也包括墨水储藏室，其记录头设置于墨盒的出墨口上。分体式结构的墨盒，其墨水储藏室与记录头相互分离设置，墨水储藏室仅用于盛装墨水，记录头则设置于打印机字车上。

新出厂的产品，无论是一体化结构的墨盒，还是分体式结构的墨盒，其内腔中均灌装有定量的墨水。其中，对于分体式结构的墨盒，其墨水灌注过程通常是：首先密封住墨盒的出墨口和导气口，用弹性胶质材料例如硅胶堵塞灌墨口，随后用针管从灌墨口插入墨盒的储墨腔中，抽除其内的空气，达到一定的负压值后，通过同一根针管向储墨腔中灌注墨水，拔除针管后称量墨盒达到的重量以获取墨水的灌注量，即可获得灌有墨水的墨盒。上市的墨盒会在其储墨腔内保持-40Kpa～-50kpa的负压，同时其墨水检测腔应当达到充满墨水，至少检测腔内的浮标应当处于被整体浸没的状态。通常，为达到预定的墨水灌注量，一般会采用两次这种负压灌注方式。在这种生产流程下得到的墨盒产品在应用于打印之前，始终会有较多的空气残留于墨盒储墨腔中，而且由于墨盒出墨口、导气口和灌墨口都处于密封状态，以致经过运输过程导致的振动、颠簸、摇晃之后，残留于墨盒储墨腔中的空气会进入检测腔，甚至进入位于出墨口前方的墨水管道中，使检测腔内的浮标失去浮力产生的环境条件，导致墨盒失去检测其内储墨腔中墨水容量的功效。在振动或温变剧烈的状态下，有可能对出墨口形成气阻，导致打印不出墨或断线等现象的发生。

发明内容

本发明目的在于提供一种喷墨打印机用墨盒的排气方法。该排气方法无论是应用于生产全新的墨盒，还是应用于回收经过打印使用的空旧墨盒，都能够达到使墨盒在灌注墨水之后即使经过剧烈的振动或温变过程也能使其检测腔充注有足以浸没浮标的墨水量。

根据上述发明目的，提出一种喷墨打印机用墨盒排气方法。该方法适用的墨盒至少包括出墨口5、导气口4、灌墨口16、缓冲腔12、检测腔9和储墨腔10。该排气方法依次包括下列步骤：

①采用弹性软质硅胶封闭灌墨口16，采用单向密封阀21封闭出墨口5，保持导气口4处于畅通状态。随即，

②保持检测腔9位于墨盒铅垂向最低部位的状态。之后，

③把输墨针管经弹性软质硅胶沿灌墨口16插入储墨腔10内，向墨盒内部充注墨水至储墨腔10基本达到墨水满注状态后拔出输墨针管，随即封闭导气口4。然后，

④保持灌墨口16位于储墨腔10铅垂向最高部位的状态，把抽气针管经弹性软质硅胶沿灌墨口16插入储墨腔10中，抽取储墨腔10中的气体，经过卸压之后即可得到墨盒产品。

一般地，前述喷墨打印机用墨盒排气方法，在实施步骤④卸压环节前保压2min～5min，步骤④中抽取储墨腔10中的气体达到的负压值范围是-85Kpa～-100Kpa。

较好地，前述喷墨打印机用墨盒排气方法，其步骤④至少重复两次。

根据上述发明目的，再次提出一种喷墨打印机用墨盒排气方法。该方法适用的墨盒至少包括出墨口5、导气口4、灌墨口16、缓冲腔12、检测腔9和储墨腔10。该排气方法依次包括下列步骤：

①采用弹性软质硅胶封闭灌墨口16，采用单向密封阀21封闭出墨口5，保持导气口4处于畅通状态。随即，

②保持检测腔9位于墨盒铅垂向最低部位的状态。之后，

③把输墨针管经弹性软质硅胶沿灌墨口16插入储墨腔10内，向墨盒内部充注墨水至储墨腔10基本达到墨水满注状态后拔出输墨针管。然后，

④把导气口4连通储墨腔10的端口置于储墨腔10铅垂向最高部位，把抽气针管插入导气口4以连通储墨腔10，抽取储墨腔10中的气体，经过卸压之后即可得到墨盒产品。

优选地，前述喷墨打印机用墨盒排气方法，在实施步骤④卸压环节前保压2min～5min，步骤④中抽取储墨腔10中的气体达到的负压值范围是-85Kpa～-100Kpa。

尤佳地，前述喷墨打印机用墨盒排气方法，其步骤④至少重复两次。

本发明的喷墨打印机用墨盒排气方法，对完成墨水贯注的全新墨盒或者回收墨盒，采用由灌墨口或者导气口抽取出墨腔中的气体至预定负压状态，再经过保压和卸压处理后，残留于墨盒检测腔和出墨口内部的气体会随着腔内压力急剧变化而碎化成直径极小的气泡，并随同因为抽气形成的墨水液流从检测腔和出墨口流出到缓冲腔，最终到达储墨腔内。这样，经过多次抽气处理之后，检测腔和出墨口内的残存气体量将被降至极低的水平，使两腔内部几乎不再存有气体。如此，在储墨腔内的墨水被耗尽之前，检测腔和出墨口都将被墨水充满，从而使检测腔内充满可以完全浸没浮标的墨水溶液，并且由出墨口向喷墨打印机供墨针输运的墨水不再含有影响打印字迹清晰度的气体。

附图说明

图1现有喷墨打印机用墨盒剖面结构示意图。

图2应用本发明排气方法处理现有墨盒时的实施例一剖面结构示意图。

图3应用本发明排气方法处理现有墨盒时的实施例二剖面结构示意图。

具体实施方式

实施例一

为便于本领技术人员更好地理解本发明的技术实质和精髓，下面结合附图首先介绍应用本发明排气方法处理的一种现有墨盒结构。在所有附图中，相同的标记将被用来指代相同的零部件、特征或者结构。实施例介绍过程中所针对的具体结构或零部件仅做为本领域技术人员理解本发明排气方法的参考性例证，本领域技术人员在该技术方案的启示下还可以设计出不超出本发明排气方法技术范围和实质的各种等同或类似技术构造。由此如果用这种示例性说明来限制本发明排气方法权利要求所囊括的保护范围是不适宜的，等同或类似于本发明排气方法的技术方案仍然属于本发明排气方法权利要求的保护范围。而且出于简明的需要，申请人在揭示本应用发明排气方法的墨盒时，省略了对喷墨打印机和其墨盒公知功能和结构的描述。

参见图1，是一种现有的墨盒剖面结构示意图。该墨盒由采用塑料注塑的盒体3和盒盖1构成。在盒体3内部被设置成中空的腔体。该腔体在经过相应隔板分隔之后形成用于容纳墨水的储墨腔10、用于在一定程度上缓解墨水压力波动的缓冲腔12和用于向喷墨打印机供墨针(图中未示出)提供对接口的出墨口5，同时在靠近墨盒纵向侧壁之一附近还分隔出协同喷墨打印机的光电检测机构用于检测储墨腔10中墨水容量的检测腔9。这些腔室相互比较的结果，储墨腔10的容积通常被设计成最大，检测腔9只需足以容纳浮标13即可，因而其容积通常最小，其余两个腔室——缓冲腔12和出墨口5(或者沿出墨口5内墨水的流动方向位于出墨口5内部的供墨腔14)的容积介于检测腔9和储墨腔10之间。

盒体3的一个侧壁由盒盖1予以取代。在装配状态下，盒盖1通过熔焊或粘接方式封盖于盒体3的敞口壁上，共同构成一个封闭的墨盒。即在打印状态下，盒盖1位于盒体3的上部。在盒盖1背对盒体3或者盒体3的底壁17的一侧设置有凸板15。凸板15与喷墨打印机字车配合将墨盒固定于字车上。盒盖1背对检测腔9的端部附近开设有连通储墨腔10和外部环境的灌墨口16。在充注有墨水的状态下，灌墨口16通常由弹性软质硅胶塞2密封。在盒体底壁17上，开设有贯通盒体底壁17相互间隔一定距离的的导气口4和出墨口5。考虑到墨盒同喷墨打印机字车之间的安装定位关系，和出墨口5同喷墨打印机供墨针之间的对接准确性，导气口4和出墨口5的腔壁会背对盒体底壁17向外部延伸出一段适当的长度。

在缓冲腔12内部设置有一段其内部为中空管路的导墨柱11。导墨柱11由盒体底壁17延伸至缓冲腔12相对于盒体底壁17的上部腔壁附近。

图1所示的墨盒具有相同于安装到喷墨打印机中的姿态，即其出墨口5朝向铅垂方向下方，而盒盖1则位于盒体3的上部。为便于描述，以图1所示墨盒放置姿态作为参照系，该墨盒的各构成部件或构成要素之间具有如下描述的配置协调关系。

导气口4通过向储墨腔10内部延伸的导气柱18在盒盖1上的灌墨口16附近同储墨腔10连通。储墨腔10在作为储墨腔10构成腔壁的盒体底壁17上开设有第一通孔6。缓冲腔12在也作为缓冲腔12构成腔壁的盒体底壁17上和盒体底壁17附近开设有第二通孔7和第三通孔8。第一通孔6和第二通孔7相互之间通过开设于盒体底壁17外部表面经过密封的一段输墨槽(图中未示出)连通。第二通孔7通过向盒盖1所在方向延伸的导墨柱19，在缓冲腔12的上部腔壁附近同缓冲腔12连通。储墨腔10在自身较低或最低的水平位置，依次经过第一通孔6、输墨槽、第二通孔7和导墨柱19，同缓冲腔12较高或最高的水平位置保持相互连通。同时，缓冲腔12的上部腔壁和下部腔壁的铅垂向位置分别低于储墨腔10的上部腔壁即盒盖1和等于储墨腔10的下部腔壁即盒体底壁17，也即缓冲腔12的铅垂向位置整体介于储墨腔10上部腔壁和下部腔壁之间。由此，由于导墨柱19的存在而使导墨柱19内管中所存留的墨水形成了一段铅垂向的压力柱，储墨腔10和缓冲腔12之间必需克服该段压力柱产生的压力才能够实现储墨腔10内存的墨水流向缓冲腔12。也就是说，只要储墨腔10内的压力不小于导墨柱19内管中所存留墨水形成的压力柱，墨水就会由储墨腔10流向缓冲腔12。在喷墨打印机供墨过程中，这种墨水流向是通过喷墨打印机供墨针抽去出墨口5中的墨水，在出墨口5和连通出墨口5的缓冲腔12内造成低于储墨腔10内的压力来实现的。另一方面，缓冲腔12经过第三通孔8大约在第三通孔8所处的水平位置同出墨口5直接保持连通。因此，缓冲腔12和出墨口5相互之间不存在影响两腔之间墨水流动的压力差，墨水可以在该两腔之间无压力地自由流动。

检测腔9的上部腔壁和下部腔壁的铅垂向位置分别低于储墨腔10的上部腔壁即盒盖1和高于储墨腔10的下部腔壁即盒体底壁17。因此，检测腔9的铅垂向位置整体介于储墨腔10上部腔壁和下部腔壁之间。检测腔9在其铅垂向最低位置通过第四通孔20同出墨口5保持连通。因此，只要出墨口5内的墨水具有不小于检测腔9铅垂向墨水高度的压力，就能够保持检测腔9充注有一定足量的墨水。然而，由于检测腔9仅设置有同出墨口5保持墨水交换的单一交换口——第四通孔20。这样在生产全新墨盒或者回收处理经过使用的空旧墨盒时，出墨口5一经封闭，则检测腔9、出墨口5同储墨腔10之间就只存在一条实现相互间压力平衡的通道：第一通孔6、输墨槽、第二通孔7、导墨柱19和第三通孔8，而且由于该条通道上相应的连通关口，例如第一通孔6、输墨槽、第二通孔7、导墨柱19或者第三通孔8都具有各自不同于其它关口的空间方位，以及墨盒内各腔室间相互有异的空间方位，以致无论采用何种姿态的墨盒放置姿式或者墨水灌注压力，例如，翻转、倾侧墨盒，或者抽取墨盒内各腔室例如储墨腔10等的压力至一定负压状态然后灌注墨水，都将由于前述单一墨水通道第一通孔6、输墨槽、第二通孔7、导墨柱19和第三通孔8，以及墨盒内各腔室的空间方位差异，而造成相当量的空气残留于墨盒内各腔室。尤为严重的是，当储存、运输过程中发生墨盒翻转、倾侧或环境温度变化时，其它腔室内的空气还会进入检测腔9和出墨口5，以致影响到其内的浮标13所受浮力的环境或者使空气顺着喷墨打印机供墨针进入记录头喷嘴。

针对这种墨盒结构，本发明采用如下的工艺流程排出墨盒内的空气，参见图2。这种气体排出方法对于上述结构的墨盒具有较好的排气效果，实验结果表明，经该排气方法处理的墨盒，其检测腔9和出墨口5中几乎观察不到残存气泡。不仅如此，对于采用空腔储墨的无海绵墨盒，由于其内部各腔室间存在同图1所示墨盒类似的结构，因此也可以适用本发明的排气方法予以处理。

首先，采用弹性的软质硅胶塞2封闭灌墨口16，采用橡胶圈之类的单向密封阀21封闭出墨口5，保持导气口4处于畅通状态。

其次，放平墨盒以保持检测腔9位于墨盒铅垂向最低部位的状态。

随即，把输墨针管(图中未示出)经经弹性软质硅胶塞2沿灌墨口16插入储墨腔10内，以高于大气的压力向墨盒内部储墨腔10充注墨水，至储墨腔10基本达到墨水满注状态后，拔出输墨针管，随即封闭导气口4。

然后，保持灌墨口16位于储墨腔10铅垂向最高部位的状态，把抽气针管22经弹性软质硅胶塞2沿灌墨口16插入储墨腔10中，抽取储墨腔10中的气体至负压值-85Kpa～-100Kpa范围中的任一个具体数值，保压2min～5min范围中的任一个具体数值，经过快速卸压之后即可得到墨盒产品。对于多色墨盒中黑色墨水之外的其它颜色墨水，该步骤一般重复一次到两次；对于黑色墨水，该步骤一般重复两次到三次。

实施例二

针对实施例一的墨盒结构，还可以采用其上游环节同实施例一，而末尾的抽气保压卸压环节稍有不同于实施例一的工艺流程排出墨盒内的空气，参见图3。采用实施例二处理墨盒，其检测腔9和出墨口5内的气体残存量效果与实施例一基本相同。实施例二排气方法中，其抽气保压步骤如下：

把导气口4连通储墨腔10的端口置于储墨腔10沿铅垂向的最高部位，把抽气针管23插入导气口4以连通储墨腔10，抽取储墨腔10中的气体至负压值-85Kpa～-100Kpa范围中的任一个具体数值，保压2min～5min范围中的任一个具体数值，经过快速卸压之后即可得到墨盒产品。对于多色墨盒中黑色墨水之外的其它颜色墨水，该步骤一般重复一次到两次；对于黑色墨水，该步骤一般重复两次到三次。

表1是现有灌墨方法同本发明灌墨方法检测腔残存气体量的比较结果。

表1

Claims (6)

1.喷墨打印机用墨盒排气方法，所述墨盒至少包括出墨口(5)、导气口(4)、灌墨口(16)、缓冲腔(12)、检测腔(9)和储墨腔(10)，所述排气方法依次包括下列步骤：

①采用弹性软质硅胶封闭所述灌墨口(16)，采用单向密封阀(21)封闭所述出墨口(5)，保持所述导气口(4)处于畅通状态，

②保持所述检测腔(9)位于所述墨盒铅垂向最低部位的状态，

③把输墨针管经所述弹性软质硅胶沿所述灌墨口(16)插入所述储墨腔(10)内，向所述墨盒内部充注墨水至所述储墨腔(10)基本达到墨水满注状态后拔出所述输墨针管，随即封闭所述导气口(4)，

④保持所述灌墨口(16)位于所述储墨腔(10)铅垂向最高部位的状态，把抽气针管经所述弹性软质硅胶沿所述灌墨口(16)插入所述储墨腔(10)中，抽取所述储墨腔(10)中的气体，卸压后即可得墨盒产品。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印机用墨盒排气方法，其特征在于实施步骤④所述卸压前保压2min～5min，步骤④所述抽取所述储墨腔(10)中的气体达到的负压值范围是-85Kpa～-100Kpa。

3.根据权利要求2所述的喷墨打印机用墨盒排气方法，其特征在于重复进行所述步骤④至少两次。

4.喷墨打印机用墨盒排气方法，所述墨盒至少包括出墨口(5)、导气口(4)、灌墨口(16)、缓冲腔(12)、检测腔(9)和储墨腔(10)，所述排气方法依次包括下列步骤：

①采用弹性软质硅胶封闭所述灌墨口(16)，采用单向密封阀(21)封闭所述出墨口(5)，保持所述导气口(4)处于畅通状态，

②保持所述检测腔(9)位于所述墨盒铅垂向最低部位的状态，

③把输墨针管经所述弹性软质硅胶沿所述灌墨口(16)插入所述储墨腔(10)内，向所述墨盒内部充注墨水至所述储墨腔(10)基本达到墨水满注状态后拔出所述输墨针管，

④把所述导气口(4)连通所述储墨腔(10)的端口置于所述储墨腔(10)铅垂向最高部位，把抽气针管插入所述导气口(4)以连通所述储墨腔(10)，抽取所述储墨腔(10)中的气体，卸压后即可得墨盒产品。

5.根据权利要求4所述的喷墨打印机用墨盒排气方法，其特征在于实施步骤④所述卸压前保压2min～5min，步骤④所述抽取所述储墨腔(10)中的气体达到的负压值范围是-85Kpa～-100Kpa。

6.根据权利要求5所述的喷墨打印机用墨盒排气方法，其特征在于重复进行所述步骤④至少两次。

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