CN1241745C - 利用不饱和油墨进行空气处理的方法及相关打印头和喷墨打印装置 - Google Patents

Abstract

喷墨打印装置中空气处理的方法包括：提供包括高空气扩散阻挡层的油墨源，给其填充一些液体不饱和油墨，储存该油墨源一段储存时间，或直到需要时为止，在喷墨打印装置中安装该油墨源，从该油墨源将不饱和的油墨供应给喷墨打印头，使不饱和油墨吸收导入到打印装置的空气，以及在打印期间从该打印装置喷射液体墨滴。一种喷墨打印头，包括：具有内部加压室的打印头主体，用来调节加压室内压力的压力调节器，用来喷射墨滴的喷嘴阵列，安装在该打印头主体上并与加压室相连、用来连接到从可更换油墨源传输油墨的一条油墨供给通路上的流体入口，以及一批安置在加压室中的不饱和油墨，其具有足以吸收导入打印头的空气的空气溶解度。

Description

利用不饱和油墨进行空气处理的方法及 相关打印头和喷墨打印装置

相关申请的交叉引用

本申请是序号为09/037550的申请的部分连续申请，该申请的申请日为1998年3月9日，发明名称为“具有能使半永久性打印头不进行空气净化的空气积累控制装置的打印装置”，其全部内容在此引入作为参考。

本申请还涉及序号为09/758744的申请，该申请的申请日为2001年1月11日，发明名称为“带有用于不饱和油墨的空气扩散阻挡层的油墨源”，代理人受理号为10982025-1，其全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及喷墨打印装置，更具体地说，涉及利用不饱和油墨空气处理的技术。

背景技术

喷墨打印装置经常使用安装在一个滑架上的喷墨打印头，该喷墨打印头在比如纸的打印介质上来回移动。当打印头在打印介质上移动时，电子控制设备启动打印头的喷射部分，以便从喷射喷嘴将墨滴喷射或喷注到打印介质上，从而形成图像和字符。一个油墨源给打印头喷射部分补充油墨。

一些打印装置使用可从打印头单独更换的油墨源。当油墨源消耗完时，将其取出并换上一个新的油墨源。打印头只是在或接近打印头的寿命快要结束时才更换，而不是在油墨源消耗完时更换。当一个可更换的打印头能利用多个油墨源时，我们称之为“半永久性”打印头。这与一次性的打印头相反，一次性的打印头是随着每一个油墨容器一起更换的。

半永久性打印头的一个突出问题是由于缺少适当的压力调节而过早损坏。为了正确地工作，很多打印头具有一个工作压力范围，该压力范围必须保持在小的负表压的窄范围内，一般为-1到-6英寸水柱之间。表压是指相对于大气压的测定的压力。本文中的压力指的都是表压。如果压力是正的，那么打印和打印装置的存放将受到不利影响。在打印作业期间，正压力可导致墨滴流出和喷射的终止。在储存期间，正压力会导致打印头流出油墨。储存期间流出的油墨会积累并凝固在打印头和打印机部件上。这种凝固的油墨会永久性地损害打印头的液滴喷射，并导致需要进行昂贵的打印机修复。为了避免正压力，打印头利用一个内部机构来保持负压力。

存在于打印头中的空气会影响负压力的保持。当打印头最初充填油墨时，通常会出现气泡。此外，在打印头寿命期间空气会因多种来源而积累，包括从外部环境中扩散到打印头里，而溶解的空气逸出油墨，称之为除气。在环境改变期间，如温度升高或压力降低，打印头里面的空气将会与其中所包含的空气总量成比例地膨胀。这种膨胀反作用于保持负压的内部机构。打印头内的内部机构可在有限的环境变化范围内补偿这些环境变化。在该范围之外，打印头内的压力将是正的。

空气积累问题的一种解决方案是使用了一次性打印头。与一次性打印头相关的油墨量可以调节，以保持空气积累低于临界极限值。当油墨量少时，因为需要经常更换打印头，这会提高打印成本。或者，可以将油墨容器做得大一些，从而降低更换打印头的频率。不过，当打印设备是一个小型桌面打印机时，大的油墨容器就成了问题。使用一次性打印头的装置的一个示例是这样的，即在其中，每次更换打印头时，都要更换一个大油墨源，该示例被描述在美国专利5369429中。

空气积累问题的另一种解决方案是使用空气净化机构，以使半永久性打印头可持久使用。空气净化方法的一个示例被描述在美国专利4558326中。与净化装置有关的问题包括：由于净化机构而增加了打印机的成本；与装油墨相关的可靠性问题，所装的油墨会随空气一起被排出；空气留在打印头的油墨喷射器中；以及增加对打印机的维修要求。

喷墨打印头中空气处理的又一种解决方案采取空气储存的形式。记录笔寿命期间产生的空气被储存在打印头中。这需要打印头能够补偿因温度和压力变化引起的储存空气的膨胀，必然就会加大尺寸、使结构变得复杂。加大的尺寸使打印机受到制约，因为给滑架增添了更多重量，并需要将更大的滑架用于打印头。当将更多的打印头加到滑架上时，这一问题就变得更加重要了。

已知在填充油墨源时利用了不饱和油墨。不过，据我们了解，到目前为止，并未将不饱和油墨用于解决喷墨打印头中的空气积累问题。

发明内容

喷墨打印头中的空气处理问题可这样得到解决，即在打印过程中防止气泡的产生或使之最小化，并提供一种重新吸收不导入打印装置的空气的技术。

根据本发明的一个方面，描述了一种喷墨打印装置中空气处理的方法。该方法包括：

提供一个用来装一批液体油墨的油墨源，该油墨源包括高空气扩散阻挡层；

给该油墨源填充一些液体不饱和油墨；

储存该填充过的油墨源一段储存时间，或直到需要时为止；

在包括一喷墨打印头的喷墨打印装置中安装该油墨源；

从该油墨源将不饱和的油墨供应给用于打印的喷墨打印头，供应给该打印头的不饱和油墨具有足以吸收空气的空气溶解度；

除去导入到该打印头中的空气，包括允许使不饱和的油墨吸收导入到该打印装置中的空气；以及

在打印期间从该打印装置喷射液体墨滴。

根据本发明的另一个方面，描述了一种半永久性喷墨打印头，所述打印头包括一个具有一个内部加压室的打印头主体；一个用来调节所述加压室内压力的压力调节器；一个用来喷射墨滴的喷嘴阵列；一个安装在该打印头主体上并与加压室相连的流体入口，用来连接到一个用于从可更换油墨源输送油墨的油墨供给通路上；一个安置在所述加压室中的不饱和油墨源，不饱和油墨具有足以吸收导入到打印头中的空气的空气溶解度。

该打印头可以用在一种打印装置中，该打印装置包括：一个可更换油墨源，该油墨源包括一个油墨储存器、一个与该油墨储存器形成流体连接的流体互连器、一个安置在所述油墨储存器中的不饱和油墨主体，以及一个空气扩散阻挡装置，该空气扩散阻挡装置保护该油墨储存器内的不饱和油墨主体不受空气扩散的影响，从而在油墨饱和之前提供至少六个月的保存期。该装置包括一个油墨供给通路，该油墨供给通路与油墨源的流体互连器和打印头的流体入口相连，用来将所述不饱和油墨从可更换油墨源传送到打印头上。

附图说明

通过阅读下面对附图中示出的其示范性实施例进行的详细说明，可更明显地看出本发明的这些和其它特征及优点，其中：

图1是用于喷墨打印装置的一可加压油墨源的分解立体图；

图2是图1的油墨源的框架元件的简化横截面图；

图3是根据本发明一方面的带有金属插件的一改进框架的分解立体图；

图4示出了插入框架开口的插件的下部；

图5是一简化横截面图，示出了插件插入就位的图3的框架；

图6是在将袋子连接到框架上之前安装好插件的图3的框架的立体图；

图7是在已安装隔片和金属卷边之后从插件的顶端观察的横截面图；

图8是如图7所示结构的俯视图；

图9是一与图7相似的视图，示出了一附着于隔片的金属层，用于提供一个空气扩散阻挡层；

图10是图9结构的俯视图；

图11是一图表，描绘了预测不同油墨源特征的油墨再饱和速率的情况；

图12是一示意图，示出了一个给油墨除气的示范过程；

图13是一流程图，示出了一种根据本发明多个方面的、用来处理带有油墨源的喷墨打印装置中空气的示范性方法；

图14是可利用本发明的喷墨打印装置的示意图；

图15是一根据本发明一方面的、用在图1 4的喷墨打印装置中的示范性打印头的示意图。

具体实施方式

根据本发明的一方面，描述了一种油墨源，其中，采取了防止空气从外部环境进入油墨源的措施。而且，油墨容器装有不饱和的油墨，从而提供了在打印装置内吸收一定量空气的容量，因此，防止或减少了装置内气泡的有害增长。

下面相对于在美国专利6017118中描述的通常如图1所示的示范性油墨容器对本发明的该方面加以描述。就该示例而言，油墨源50是被加压的、并包括一个压力容器52，在该压力容器52中安置有一个包含油墨的可折叠袋54。该袋子54与一个安装在瓶状压力容器的颈部开口52A中的框架56相连。框架56内成型有相分离的油墨柱56A和空气柱56B，油墨柱包括一条导向袋子内部的流体通路，而空气柱提供了一条通向压力容器内袋子周围加压区的空气通路。在一个示范性的实施例中，框架元件是一个通过注塑成型由聚乙烯制成的单一元件。

可折叠袋一般由多层金属化层或其它空气扩散非常小的层制成。在一个示范性的实施例中，可折叠袋可具有下列层状结构：LLDPE/LLDPE/尼龙//聚酯/氧化银或氧化铝或氧化硅//尼龙，这里“/”表示各层的共挤塑或沉积的结合体，而“//”表示粘合结合体。也可采用其它袋结构，例如，线性低密度聚乙烯(LLDPE)/LLDPE/LLDPE//聚酰胺(例如尼龙)//铝箔或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或聚偏二氯乙烯共聚物(PVDC)//聚酰胺。

可折叠袋的该结构基本上防止了空气通过袋子扩散到油墨中。不过，已经发现：由一种聚乙烯如LLDPE制成的框架元件可提供一条进入储存在油墨容器中的油墨的空气扩散通路，即通过该框架元件进入油墨。该空气通路在图2中示出，图2为框架56的简化横截面图。袋子沿着脊部分56C与框架相连，空气扩散通路一般位于该连接处的上方，其穿过气流柱中的通道贯穿限定油墨流动通路56D的LLDPE材料。

根据本发明的一方面，通过改善框架的气密层性能可实质上提高油墨源的保存期和向打印头传送的空气量。在图3所示的示范性实施例中，采用金属插件100关闭穿过框架空气柱材料的空气扩散通路，金属插件贯穿框架的油墨流动通路。金属插件由一种比如不锈钢的材料制成，其不透气。在该实施例中，因为除去了从外表面56E凸出的油墨柱56A，框架56′相对于图1和2的框架56作了改进，这样框架56′具有一个通过图1实施例中的框架的脊部分穿过LLDPE材料而形成的开口56F。金属插件100的尺寸要适合于压入开口56F。也可采用超声波插入、旋转焊接或加热来提高插入框架的密封性和装配力。

图4示出了插入框架开口的插件100的下部。插件的圆周区域100A、100B相对于锥形框架开口的内直径扩大了。因而，插入部100C的外部横截面尺寸一般要适合于装入框架开口，而区域100A、100B在插入部100C的末端相对于框架开口的尺寸稍微大了一些，从而提供紧配合。

图5是一简化横截面图，示出了插件100就位时的框架56。插件的下部紧配合区100B与框架的相邻区紧密地接合，从而限定了一个防止油墨通过的初级密封区，而区100A提供了一个二级密封区。初级空气扩散通路被插件挡住。

图6是框架56′的立体图，插件100是在将袋子连接到框架上之前安装好的。

或者可采用其它的框架实施例来改善气密层性能。例如，框架插件100可或者由不锈钢、陶瓷或者由较高阻挡性的聚合物制成，比如只作为示例的聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚苯硫(PPS)或液晶聚合物(LCP)。另一可选实施例是用高气密层材料如包括聚酰胺、PET、ABS、PPS或LCP的聚合物制成框架56。为了提供将可折叠袋热合在框架脊上的能力，可将LLDPE件过模制或压到框架底部上，以形成一个与可折叠袋相连的热合区。

进入油墨源50内的另一空气输送源穿过隔片并环绕着油墨柱上的框架/隔片密封层。图7是隔片102和金属卷边罐104已安装后从插件100的顶端观察的横截面图。在以前，隔片是由空气扩散阻挡性差的聚异戊二烯制成的，也就是说，聚异戊二烯具有高空气扩散速率的性能。隔片102位于此设有金属插件100的油墨柱的顶部，并通过由铝制成的卷边罐104固定就位。图8是图7所示结构的俯视图，示出了卷边罐104内具有一个环形开口，将隔片的一个区域暴露在大气中。当油墨源安装在打印机的油墨站上时，油墨站具有一个相应的配件，该配件包括一个中空针，以穿透隔片并使油墨经一流体管从针流到打印头上。在这样安装前，隔片露出的区域提供了一条空气扩散通路，从而通过插件100内的油墨流动通路将空气扩散到油墨源中。

根据本发明的另一方面，穿过隔片102的空气扩散通路被一空气扩散阻挡层如一背面有粘合剂的金属层或带108挡住，如图9和10所示。在一示范性的实施例中，带108包括如铝或铜的薄金属层，其一面涂有一层粘合剂。在一示范性的实施例中，金属层具有0.003英寸的厚度，但也可使用较薄或较厚的层。在该实施例中，在油墨源已通过隔片充满油墨后，带108位于隔片102上。带在储存和使用期间保留在其位置上。当油墨源安装在打印机中时，打印机中的针便穿透带并穿透隔片以使油墨流动。因而，打印机用户不用操纵带。

根据本发明的另一方面，隔片102可由一种对空气扩散的阻挡性优良的材料制成，如三元乙丙橡胶(EPDM)、丁基合成橡胶、EPDM/聚丙烯(PP)混合物如Santoprene、丁基合成橡胶/聚丙烯混合物如Trefsin、或其它弹性体，从而改善气密层。Santoprene和Trefsin是由Advanced Elastomer Systems销售的产品。此时，就某些应用场合而言，可省略带108，因为隔片提供了高空气扩散阻挡性。当然，可以包括金属带108，以提供阻挡空气扩散的附加保证。

上述步骤可用于减少进入油墨源的空气扩散通路，从而减少空气扩散到油墨源中的风险。根据本发明的另一方面，用于充满容器的油墨是不饱和的。液体的饱和度取决于其温度、环境压力和液体(油墨)的组分。在一优选实施例中，不饱和的油墨是由一种“除气”技术提供的，该技术将溶解的空气从油墨中去除。给液体油墨除气的技术在本领域中是已知的。图12是一简化视图，示出了可用于给油墨除气的除气过程。除气箱180与真空源182相连，以使箱压达到相当高的真空度。待处理的油墨通过泵186从一个供给容器184被泵送到除气箱中，进而通过将油墨以细雾形式喷到除气箱中的小针188。当该细雾暴露在除气箱中的真空下时，大多数溶解在油墨中的空气从油墨中出来，从而产生不饱和的或除过气的油墨。接着，不饱和的油墨通过泵190从除气箱被泵送到除过气的油墨容器192中，油墨从该除过气的油墨容器被分配到油墨源50中。也可采用其它技术来产生不饱和的油墨，比如给油墨加热，从而减少装有溶解空气的油墨容积，因此导致油墨释放所溶解的空气。当被加热的油墨冷却时，油墨便不饱和了。

在一个示范性的实施例中，分配到油墨源50中的不饱和油墨会具有不大于20％的空气饱和度。就在此使用的情况而言，空气饱和度是液体中溶解(饱和)的空气与可溶解在液体中的最大空气量相比所占的百分比。而且，保护了根据本发明另一方面所述的油墨源50以防空气扩散到油墨中，这样装在油墨源中的不饱和油墨将具有在安装在打印装置之前至少六个月的有效保存期，并优选至少十八个月。示范性油墨的试验工作表明，空气饱和度为70％或更小的不饱和油墨有必要再增溶大量的空气，以用于特定的油墨和喷墨记录笔。需要再增溶大量空气的空气饱和度根据油墨的性能和打印头的性能改变。该所需的饱和度因多个原因而取决于打印头性能。一个原因是不同打印头的热学性能不同。如果操作期间一个打印头比另一类打印头要热些的话，那么较热打印头的效率将低于较冷打印头的效率，并且所需的饱和度较低。打印头内油墨的容积同样影响饱和度，因为容积越大，油墨接近空气的保压时间就越长，也就能吸收越多的空气。因而，根据本发明的另一方面，传送到打印头上的油墨具有足够低的空气饱和度，以在其上安装有打印头的打印墨盒中再增溶自由空气。在油墨源的保存期中，油墨源内的油墨不应超过该饱和度。在一个示范性的实施例中，该空气饱和度不超过70％，优选为更小，例如小于50％。

通过将不饱和的油墨充满油墨源，并采取措施实质上减小了进入油墨源的空气扩散速率，在油墨源50安装到打印机中后从其输送的油墨将没有气泡，并且处于明显没有溶解空气的不饱和状态下。通过确保油墨源50中的油墨在超过油墨源寿命时仍旧被除气(不饱和)，可控制打印机中的空气产生。这是因为打印装置中具有不饱和油墨的容量以去除空气，即通过“除气”或吸收作为溶解空气的气泡。因而，本发明包括通过在油墨源中提供空气扩散阻挡层、并使用不饱和的油墨来提供一条重吸收不导入打印装置的任何空气的路径，从而在打印过程中防止气泡的产生。该技术的优点在于，通过减少储存空气所需的容积有助于使喷墨打印头的结构最小化，并补偿因环境温度和压力的变化而膨胀的空间。

图11是一示出三种不同情况下预测的油墨源的油墨再饱和速率的图表。再饱和速率取决于油墨的容积，并且其再饱和速率在图11中得到预测的油墨源是一个至少容纳特定类型油墨800cc的大油墨源。曲线A表示预测这样一个油墨源的油墨再饱和速率，即该油墨源具有一个低密度聚乙烯的框架、一个阻挡性差的空气扩散阻挡层和一个包括PVDC高分子膜的储集袋。曲线B表示预测一个相似油墨源的再饱和速率，但该储集袋包括一作为空气扩散阻挡层的金属化的薄膜。曲线C表示预测与曲线B的油墨源相似的油墨源的再饱和速率，但在框架中具有一个金属的流体互连插件。可以看出，这些空气扩散阻挡层措施中的每一种都影响油墨源的再饱和速率。

通过打印装置中使用的不同材料并从打印头内吸收自由空气，油墨经空气扩散再饱和。空气扩散成分由菲克定律示范出：

V/t＝[(P·A)/厚度]·ΔP

这里，V为容积，t为时间，A为扩散面积，厚度为扩散面积的厚度，ΔP为压力差(大气对不饱和油墨)，P为材料的渗透性，它是材料的一种特性。P值低表示扩散速率低，而P值高表示扩散速率高。

油墨容积的空气吸收容量可利用其空气饱和度加以确定。例如，假设不饱和的油墨具有65％的空气饱和度，这样它就在到达饱和度之前具有额外吸收35％的容量。如果油墨占有0.002cc-空气/cc-油墨，那么它可吸收0.35×(0.002)＝0.0007cc-空气/cc-油墨。

如上所述，就一个示范性实施例而言，输送到打印头上的油墨具有70％的空气饱和度，优选为更小。一旦油墨源50安装在打印装置中，那么油墨源50和喷墨打印头或墨盒之间的流体互连器可使空气进入油墨，这样流体互连器也应提供一高空气扩散阻挡层。优选地是，用于流体通路的管子具有足够低的空气扩散性，以便使装在管道中的油墨在不饱和状态下至少保存一天，并优选为至少几天。这适用于打印装置不隔夜使用或周末停用的情况，因而保护了管道中的油墨量。

在美国专利6068370中描述了用于流体通路并表现为一高空气扩散阻挡层的管道。正如所描述的那样，管道可由聚偏氯乙烯(PVDC)共聚物、聚三氟氯乙烯(PCTFE)共聚物和ECTFE(乙烯-三氟氯乙烯共聚物)制造。在美国专利5988801中描述了其它适用于此目的的管道，发明名称为“用于带有插件板外油墨源的喷墨打印装置的高性能管道”。

图13是一流程图，示出了一种根据本发明各个方面的、在带有油墨源的喷墨打印装置中用于空气处理的示范性方法。在步骤200中，一个空油墨源设有高空气扩散阻挡层。在一个示范性的实施例中，油墨源包括用于装一油墨源的比如金属化的袋的阻挡层、和一用于该油墨源的从袋子出口至流体互连器的镶衬油墨流动通路的金属插件。

在步骤202中，油墨源充满不饱和的油墨。就图3-8的示范性实施例而言，可以采取这样的做法，即通过隔片插入一根填充针，该针通过一个流体管与一个不饱和油墨的填充源相连，进而释放的不饱和油墨通过流体管和针进入油墨源的袋中。接着，在充填油墨源之后，袋的充填口被一气密层比如位于隔片上的金属带密封。此后，可在步骤206中储存充填的油墨源，直到需要或装运并销售给用户。接着在步骤208中将油墨源安装在具有喷墨打印头的喷墨打印装置中，并将油墨从油墨源输送给打印头以用于打印。从油墨源输送的不饱和油墨能吸收导入装置的气泡，直到油墨到达饱和状态为止。

图14示出了一体现本发明多个方面的、打印机/绘图仪装置300的总方框图。一个扫描滑架302装有多个高性能的打印墨盒310-316，这些打印墨盒310-316与一个油墨供给站400形成流体连接。供给站给喷墨打印墨盒提供加压油墨。每个墨盒具有一个调节阀，该调节阀打开并关闭，从而在实现最佳打印头性能的墨盒中保持微小的负表压。对接收的油墨加压，从而消除动压力墨滴的影响。

油墨供给站350包含用来滑动地安装多个油墨容器50的插座或架。每个油墨容器具有一个被空气压力腔52A包围的可折叠油墨储存器54。一个空气压力源或泵320与该空气压力腔相通，用来对该可折叠储存器加压。接着，被加压的油墨通过一条油墨流动通路比如管道370和流体互连器372及374被输送到打印墨盒例如墨盒310，流体互连器372和374分别使管道的端部与油墨容器50和打印墨盒310互连。管道和流体互连器优选构造成具有高空气扩散阻挡层。管道可被构造成如美国专利6068370或5988801中描述的那样。一个空气泵给该装置中的所有油墨容器输送加压空气。在一个示范性的实施例中，泵输送2psi的正压，以便满足大约25cc/min的油墨流动速率。当然，对于需要油墨流动速率较低的装置来说，较低的压力便足够了，在一些通过速率低的情况下，根本不需要空气正压力。对于油墨流动速率较高的装置来说，可采用较高的压力。

在空闲过程中，储存袋和压力容器之间的区域可以是减压的。在装运油墨容器50的过程中，油墨源是不加压的。

扫描滑架302和打印墨盒310-316受到打印机控制器330的控制，该打印机控制器330包括打印机固件和微处理器。因而，控制器330控制扫描滑架驱动装置和打印墨盒上的打印头，从而有选择地给打印头通电，从而使墨滴以受控的方式被喷射到打印介质40上。

装置300一般从一个计算机工作站或个人计算机332接收打印任务和命令，该计算机工作站或个人计算机332包括一个CPU 322A和一个与打印装置300连接的打印机驱动器322B。工作站还包括一个监控器334。

图15是一用在喷墨打印装置中的示范性打印头310的示意图。打印头310是一个半永久性的打印头，这是因为它可利用自多个可更换的油墨源50输送的油墨。这样就使得打印头结构紧凑，因而减小了打印装置的尺寸。打印头310在输入压力下包括一个与一流体管如管道370(图14)相连的流体互连器310A，接着在低于输入压力的受控内部压力下将油墨输送到喷嘴阵列310E。喷嘴阵列与一个加压室310C形成流体连接，该加压室310C在受控的内部压力下储存大量油墨。油墨在到达喷嘴阵列之前通过一个过滤器310D，从而去除颗粒和气泡。加压室310C中的负压受到一个调节器310B的控制，该调节器310B在一示范性实施例中包括一个阀和一个致动器。当喷嘴列将油墨沉积在介质上时，加压室中的油墨减少，从而减小了加压室中的内部压力。当内部压力到达低压界限值时，调节器产生感应，使油墨从流体管流入加压室。油墨的导入升高了加压室的压力。当内部压力到达高压界限值时，调节器将阀关闭。因而调节器在低压和高压界限值之间调节加压室中的压力。

可在打印头310中采用描述在上面提到的序号为09/037550的申请中的打印头结构。或者，打印头310可为这种类型的打印头，即其描述在申请日为2000年12月22日、待批的申请09/748059中，该申请的发明名称为“用于给喷墨打印头提供油墨的装置”，代理人受理号为10992132，其全部内容在此引入作为参考。

在调节器的压力调节功能变得无效之前，加压室310C具有储存仓库容积空气的存储容量。一旦调节器无效，打印头内的压力上升，使得油墨从喷嘴阵列流出。打印头可采用不同的空气存储容量，例如包括30cc、10cc、4.5cc空气。即便已将这种量的空气导入加压室，这些容量也能保证调节器的操作。这些存储容量是半永久性打印头310的使用寿命中的一个要素。正因为在油墨源50和流体管中相对于不饱和油墨和空气扩散阻挡层的使用采取了上述措施，所以就指定的打印头额定寿命而言，可减小打印头的尺寸，从而减小了打印头的存储容量，因而进一步使打印头最小化。在一个示范性的实施例中，加压室310C的存储容量小于4.5cc空气。

可以理解的是，上述实施例仅仅表示了可体现本发明原理的可能是特定的实施例。对于本领域的技术人员来说，可容易地根据这些原理采用其它布置方式，而不脱离本发明的范围和精神。例如，虽然示范性的油墨源是加压源，但本发明的优点一样适用于不加压的油墨源。

Claims (21)

1、一种在喷墨打印装置中空气处理的方法，该方法包括：

提供一个用来装一批液体油墨的油墨源，该油墨源包括一流体互连器和空气扩散阻挡层；

通过该流体互连器给该油墨源填充一些液体不饱和油墨；

将一个空气扩散阻挡层连接到该流体互连器上，以防止在所述填充之后空气通过该流体互连器扩散；

将该填充过的油墨源储存一段储存时间段，或直到需要时为止；

在包括一喷墨打印头的喷墨打印装置中安装该油墨源；

从该墨水源将不饱和的油墨供应给用于打印的喷墨打印头，供应给该打印头的不饱和油墨具有足以吸收空气的空气溶解度；

通过允许在该打印头中的不饱和油墨吸收空气来除去导入到该打印头中的空气；以及

在打印期间从该打印装置喷射液体墨滴。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油墨源包括一装有一些液体不饱和油墨的储存器和一位于该储存器和流体互连器之间的油墨流动通路，该流体互连器在油墨源安装在打印装置中时与打印装置互连，并且，给该油墨源提供高空气扩散阻挡层的步骤包括：

安装一阻挡装置，用来保护该油墨流动通路不会受到从外部环境扩散到该油墨流动通路的空气的影响。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，安装一阻挡装置的步骤包括将一个金属阻挡插件插入该油墨流动通路。

4、如前述权利要求1-3中任何一项所述的方法，其特征在于，供应给打印头的不饱和墨水具有70％或更少的空气饱和度。

5、如前述权利要求1-3中任何一项所述的方法，其特征在于，不用直接从该储存器将空气排到周围环境中就可执行从打印头去除空气的步骤。

6、如前述权利要求1-3中任何一项所述的方法，其特征在于，所述填充步骤包括用一些空气饱和度为20％或更少的液体不饱和油墨填充油墨源。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述供应步骤包括将空气饱和度为70％或更少的不饱和油墨供应给喷墨打印头。

8、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述供应步骤包括将空气饱和度为50％或更少的不饱和油墨供应给喷墨打印头。

9.如前述权利要求1-3中任何一项所述的方法，其特征在于，所述储存时间段为至少6个月。

10、一种用于喷墨打印装置的半永久性喷墨打印头，该打印头包括：

一个具有内部加压室的打印头主体；

一个用来调节所述加压室内压力的压力调节器；

一个用来喷射墨滴的喷嘴阵列；

一个安装在该打印头主体上并与加压室相连的流体入口，用于和从可更换油墨源的流体互连器输送油墨的油墨供给通路相连，该流体互连器具有防止空气扩散的空气扩散阻挡层；

一批安置在所述加压室中的不饱和油墨，不饱和油墨具有足以吸收导入到打印头中的空气的空气溶解度。

11、如权利要求10所述的打印头，其特征在于，所述打印头没有任何用来直接从储存器向外部环境排气的空气净化装置。

12、如权利要求10所述的打印头，其特征在于，不饱和油墨具有70％或更少的空气饱和度。

13、如权利要求10所述的打印头，其特征在于，不饱和油墨具有50％或更少的空气饱和度。

14、如权利要求10所述的打印头，其特征在于，该加压室具有储存仓库容积空气的存储容量，同时使该调节器保持工作范围内的所述压力。

15、如权利要求14所述的打印头，其特征在于，所述存储容量为30cc的空气或更少。

16、如权利要求14所述的打印头，其特征在于，所述存储容量为10cc的空气或更少。

17、如权利要求14所述的打印头，其特征在于，所述存储容量为4.5cc的空气或更少。

18、一种喷墨打印装置，安装有如权利要求10所述的打印头，该喷墨打印装置还包括：

一个可更换油墨源，该油墨源包括一个油墨储存器、一个与该油墨储存器形成流体连接的流体互连器、一个安置在所述油墨储存器中的不饱和油墨主体，该流体互连器提供了一条从该储存器传递油墨的流体通路，以及一个空气扩散阻挡装置，该空气扩散阻挡装置保护该油墨储存器内的不饱和油墨主体不受空气扩散的影响，从而提供在油墨饱和之前至少六个月的保存期；

一条油墨供给通路，该油墨供给通路与油墨源的流体互连器和打印头的流体入口相连，用来从可更换的油墨源将所述不饱和油墨传送到打印头上。

19、如权利要求18所述的打印装置，其特征在于，该油墨供给通路包括一个流体管，该流体管提供了一个阻挡空气从外部环境扩散到管中的空气扩散阻挡层。

20、如权利要求18所述的打印装置，其特征在于，输送到打印头上的油墨具有70％或更少的空气饱和度。

21、如权利要求18所述的打印装置，其特征在于，输送到打印头上的油墨具有50％或更少的空气饱和度。

Images