墨盒及其製造方法
2023-11-06 13:53:57 1
專利名稱：墨盒及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種可用在列印裝置(例如噴墨印表機)中的墨盒，更具體地，涉及一種防止墨通道被氣泡堵塞的墨盒，及其製造方法。
背景技術：
通常，噴墨印表機在列印介質(例如紙張、織物等)上預定位置處噴射微小的墨滴，從而在列印介質表面上列印出預定的特定色彩的圖像。
常規的噴墨印表機包括在與列印介質(例如列印紙)傳送方向垂直的方向即列印紙的寬度方向上往復移動從而列印出預定圖像的墨盒。然而，常規的如上所述的墨盒往復移動以列印預定圖像的噴墨印表機的缺點是，列印速度慢。
近年來，採用具有沿列印紙寬度方向排列的多個列印頭的墨盒的噴墨印表機被開發出來，從而無需往復移動即可高速列印預定圖像。具有沿列印紙寬度方向排列的多個列印頭的噴墨印表機被稱為陣列列印頭型噴墨印表機。
常規的陣列列印頭型噴墨印表機包括多個存儲用於列印的墨的墨室、多個分別連接到墨室的負壓調節部件、多個以預定圖案排列於列印紙的寬度方向的列印頭、以及將墨從墨室供應到列印頭的墨通道單元。
墨室被安裝在框架中。各墨室分別存儲多種顏色(例如黃、紅、青、黑)的墨。
負壓調節部件被固定在框架下方，以便所述負壓調節部件分別與對應的墨室連通。這些負壓調節部件產生負壓以防止墨洩露。
墨通道單元與負壓調節部件相連，並將墨室流入的墨通過負壓調節部件供應到列印頭。
列印頭以特定的圖案沿墨通道單元的整個表面排列並固定。每個列印頭具有多個噴墨噴嘴。噴嘴將墨通道單元供應的墨噴射到列印紙上以列印預定圖像。
常規的具有如上所述結構或其它結構的墨盒中，由於各種原因，在墨從墨室移動到列印頭噴嘴的墨路徑即墨通道中，可能產生氣泡。
更具體地，常規陣列列印頭型墨盒的墨通道單元是由多個通道部件組裝而成的，所述墨通道單元由塑性材料或陶瓷材料製成的。這些塑性材料或陶瓷材料的通道部件由具有改善的親水性的粘合材料(例如密封膠)粘接並封裝。然而，為了滿足結構複雜的列印頭中所需要的較高的機械強度、熱穩定性、化學穩定性等性能要求，這些塑性材料或陶瓷材料具有非常微細的化學結構。因而，很難利用常規粘合材料將具有上述特性的塑性材料或陶瓷材料的通道部件彼此粘合在一起。因此，當粘合併封裝這些通道部件時，會在多個部位出現沒有完全彼此接合的結構缺陷，從而氣泡可能會通過這些結構缺陷部分從噴墨列印頭外部流入墨通道中。如果氣泡流入到和/或集聚在墨通道中，則將會妨礙通過墨通道噴墨。在常規的具有複雜的墨通道的陣列列印頭型墨盒中，將因此容易發生供墨性能降低的問題。
發明內容
本發明提供一種噴墨印表機的墨盒及其製造方法，所述墨盒中，構成供墨單元的部件的表面具有更高的粘接強度和親水性。
本發明的其它和/或額外的方面和優點將通過下面的說明部分闡明、部分顯見或可通過實踐本發明習得。
本發明的前述和/或其它方面和優點通過如下方式獲得提供一種可用於成像裝置的墨盒，包括至少一個墨室、至少一個負壓調節部件、墨通道單元和具有噴嘴的至少一個列印頭，其中，在墨通道單元與至少一個負壓調節部件和至少一個列印頭組裝前，通過離子輔助反應對墨通道單元進行表面處理。
墨通道單元可包括具有供墨流過的墨通道的至少兩個通道板，所述至少兩個通道板沿其經離子輔助反應改性的表面接合。
所述至少兩個通道板中一個可為連接到所述至少一個負壓調節部件的壓板。
壓板和所述至少兩個通道板中的另一個可通過粘合劑彼此接合。
所述至少兩個通道板可通過粘合劑接合在一起。
粘合劑可包括環氧密封劑。
墨通道單元可由具有預定量的液晶聚合物(LCP)的塑性材料製成。
LCP可佔至少10％的重量百分比。
墨通道單元可由具有預定量的Al2O3的陶瓷材料製成。
Al2O3可佔至少10％的重量百分比。
當墨通道單元經過離子輔助反應(IAR)表面處理時，所使用的離子可包括惰性氣體。
當墨通道單元經過離子輔助反應(IAR)表面處理時，所使用的環境氣體可包括氧氣。
當墨通道單元經過離子輔助反應(IAR)表面處理時，所使用的環境氣體可包括氮氣。
本發明的前述和/或其它方面和優點將通過如下方式獲得提供一種可用於成像裝置的墨盒的製造方法，所述墨盒包括至少一個墨室、至少一個負壓調節部件、具有多個通道板的墨通道單元和具有噴嘴的至少一個列印頭，所述方法包括通過離子輔助反應對多個通道板各自的表面進行處理，以使多個通道板各自的表面改性；和彼此接合具有改性表面的多個通道板。
對多個通道板各自的表面進行處理的步驟可包括清潔多個通道板各自的表面以移去其上的灰塵；將多個通道板放置於真空室中；和將預定的離子束和預定的環境氣體注入到真空室中，以便對多個通道板各自的表面進行處理。
清潔多個通道板各自的表面的步驟可包括利用異丙醇(IPA)作為溶劑來清潔多個通道板各自的表面。
當多個通道板放置於真空室中時，真空室可被保持在小於10-4torr的真空狀態。
預定的離子束可為Ar+離子，而預定的環境氣體是O2氣體。
離子束的總量可為至少1×1015離子/cm2。
預定的離子束是Ar+離子，而預定的環境氣體是N2氣體。
接合多個通道板的步驟可包括在具有改性表面的多個通道板的接合側上施加粘合劑；層疊接合側上施加有粘合劑的多個通道板並對其施加壓力；和加熱被施加壓力的多個通道板，從而使粘合劑硬化。
粘合劑可包括環氧密封劑。
層疊多個通道板並對其施加壓力的步驟可包括通過壓緊裝置對多個通道板施加壓力。
加熱被施加壓力的多個通道板的步驟可包括將被施加壓力的多個通道板置於溫度在80℃-160℃的環境狀態下預定時間。
多個通道板可由包括至少10％的重量百分比的LCP的塑性材料製成。
多個通道板可由包括至少10％的重量百分比的Al2O3的材料製成。
本發明的前述和/或其它方面和優點將通過如下方式獲得提供一種可用於成像裝置中的墨通道組件，包括具有根據離子輔助反應方法進行處理以便接合的表面的兩個或多個通道板。
本發明的這些和/或其它方面和優點將通過下面結合附圖對優選實施例的詳細說明而顯見或理解。
圖1是根據本發明一實施例的墨盒的分解透視圖。
圖2是沿圖1的線II-II截取的截面圖。
圖3是圖1的負壓調節部件的放大截面圖。
具體實施例方式
下面將參考本發明的實施例，附圖中示出實施例的樣例，附圖中相同的附圖標記指代相同的部件。為了解釋本發明，下面參考附圖進行說明。
噴墨印表機是在列印介質(例如紙張、織物等)上預定位置處噴射微小墨滴以在列印介質表面上列印預定圖像的裝置。圖1是根據本發明一實施例的墨盒100的分解透視圖。圖2是沿圖1的線II-II截取的截面圖。參考圖1和圖2，噴墨印表機包括存儲墨並將存儲的墨通過列印頭150噴出的墨盒100。在本發明的示例性實施例中，墨盒100設置在陣列列印頭型噴墨印表機中，並設有沿列印介質(例如列印紙)的寬度方向排列的多個列印頭150。
根據本發明的墨盒100包括存儲列印用墨的多個墨室121、122、123和124；分別連接到墨室121、122、123和124的多個負壓調節部件131、132、133和134；以預定圖案沿列印介質的寬度方向排列的多個列印頭150；以及將墨從墨室121、122、123和124供應到列印頭150的墨通道單元140。
墨室121、122、123和124被安裝在框架110中。這些墨室121、122、123和124分別存儲不同顏色(例如黃、紅、青、黑)的墨中的一種。
墨室安裝件111形成於框架110中，墨室121、122、123和124分別安裝在各個墨室安裝件上。
負壓調節部件131、132、133和134固定於框架110下方，從而分別與墨室121、122、123和124連通。負壓調節部件131、132、133和134分別產生負壓以防止墨從墨盒100中洩露。
墨通道單元140連接(組裝)到負壓調節部件131、132、133和134，從而將墨室121、122、123和124流入的墨通過負壓調節部件131、132、133和134供應到列印頭150。
墨通道單元140被製成為多個通道板141、142、143和144彼此層疊並接合。在多個通道板141、142、143和144中，與負壓調節部件131、132、133和134連接(組裝)的通道板141可為壓板。例如，如圖所示，第一通道板142、第二通道板143和第三通道板144三個通道板從壓板141開始依次向下層疊。然而，本發明不限於此。在其它實施例中壓板141可省去。另外，墨通道單元140可由多於兩個通道板或多於四個通道板形成。
在本實施例中，壓板141也是通道板。
通道板141、142、143和144分別具有供墨流過的通道141a、142a、143a和144a。通道板141、142、143和144的各個通道141a、142a、143a和144a對應每種顏色的墨彼此連通。
在所述多個列印頭150中每個列印頭的下表面上形成多個噴嘴(未示出)。所述噴墨將墨通道單元140供應的墨噴射到列印介質上以列印預定的圖像。
圖3為圖1的負壓調節部件131的放大截面圖。
下面將參考圖2和3詳細說明負壓調節部件(例如負壓調節部件131)的結構和工作過程。
負壓調節部件131包括墨入口針131a、墨通道131e、閥131c、過濾器131d、墨出口131b和本體131f。
墨入口131a′形成於墨入口針131a的頂端，墨通過墨入口131a′流入墨入口針131a中。
墨入口針131a未形成墨入口131a′的底端與墨通道131e的第一部分連通。墨通道131e的第一部分與閥131c的墨入口部分131c′連通。閥131c的墨出口部分131c″與墨出口131b通過墨通道131e的第二部分連通。在本實施例中中，在彈簧(表示出)的彈力作用下，閥131c被閥131c的墨入口部分131c′與墨出口部分131c″之間的壓力差促動。過濾器131d設置於閥131c的墨入口部分131c ′和墨通道131e的第一部分之間，以便移去墨中的雜質。
在本實施例中，墨入口針131a和過濾器131d可由不鏽鋼製成。然而，本發明不限於此，墨入口針131a和過濾器131d可由其它材料製成。
負壓調節部件131以如下方式工作。
首先，從圖2的墨室121排出的墨通過墨入口131a′流入墨入口針131a，如圖3所示。隨後，從墨入口針131a排出的墨經由墨通道131e和過濾器131d到達閥131c的墨入口部分131c′。當閥131c的墨出口部分131c″的壓力降低到低於閥131c的墨入口部分131c′的壓力即大氣壓力從而在墨出口部分131c″上施加負壓時，閥131c的彈簧在與墨入口部分131c′相鄰處的墨的負壓作用下向上收縮。也就是，墨向上移動推壓閥131c的彈簧。當閥131c的彈簧被推壓並充分向上移動時，閥131c的墨出口部分131c″處形成的孔(未示出)暴露於墨，從而墨通過孔流出。從閥131c排出的墨經由墨通道131e的第二部分從墨出口131b排出到墨通道單元140。
在墨盒100中構成墨通道單元140的通道板141、142、143和144可由塑性材料或陶瓷材料製成，所述塑性材料中含重量百分比不超過10％的液晶聚合物(LCP)，所述陶瓷材料中含重量百分比不超過10％的Al2O3。
由Polyplastic公司提供的LCP是滿足墨盒製造中所需的較高的機械強度、熱穩定性和化學穩定性等性能要求的材料。
通道板141、142、143和144分別包括經離子輔助反應(IAR，Ion AssistedReaction)表面處理過的表面，以改變這些表面的性質而不減小機械強度或其它材料或物理性質。更具體地，通道板141、142、143和144通過IAR表面處理後，通道板141、142、143和144的這些表面經過改性而具有更好的親水性，從而易於通過具有改善的親水性的粘合劑彼此牢靠地粘合，如後所述。
在經過表面處理後，粘合劑被施加到通道板141、142、143和144的粘合側面，隨後通道板141、142、143和144的這些粘合側面被粘合以形成墨通道單元140。環氧密封劑被用作這樣的粘合劑。
如上所述，通過IAR對通道板141、142、143和144進行表面處理，從而使其表面被改性以具有更好的親水性和更強的粘合力。因此，當通道板141、142、143和144通過包括表面處理以及使用粘合劑的粘合操作被接合併組裝起來時，各通道板141、142、143和144彼此牢固地粘接在一起，從而各個通道板141、142、143和144之間不會產生任何縫隙或粘合缺陷而造成洩露。因此，也防止氣泡從墨盒100外部流入墨通道單元140的墨通道申。
即使在從墨室向墨通道單元140供墨時產生氣泡，由於經過表面處理而改善了墨通道單元140表現出的親水性，這些氣泡也不會附著或集聚在墨通道單元140的墨通道中。因此，防止墨通道單元140的墨通道被氣泡堵塞，並且可平穩且可靠地向列印頭150供墨。由此，防止降低列印介質上列印出的圖像的質量。
下面，將詳細說明墨盒100的製造(組裝)方法，更具體地，說明墨盒100的各部件中的墨通道單元140的製造(組裝)方法。
首先，形成構成墨通道單元140的多個通道板141、142、143和144，然後利用清潔溶劑清潔這些通道板以從各通道板141、142、143和144的表面上移去汙物或灰塵。可使用例如異丙醇(IPA)等有機溶劑作為清潔溶劑。
接下來，經過表面清潔的各個通道板141、142、143和144被放置於真空室(未示出)中。此時真空室保持在低於10-4torr的真空狀態。隨後通過IAR處理對通道板141、142、143和144進行表面處理。可使用Ar+離子作為IAR處理用離子束，並且Ar+離子束的總量在至少1×1015離子/cm2的範圍內。
由於通道板141、142、143和144經過IAR表面處理，通道板141、142、143和144的表面被改性而成為具有較高的親水性的表面。通過IAR處理對通道板141、142、143和144的表面進行改性的方法不改變通道板141、142、143和144表面的物理和/或化學特性(除了改善了親水性)。因此，不會損壞通道板141、142、143和144的表面。另外，通道板141、142、143和144的改性表面狀態可半永久地保持。
表1示出親水性比較結果。為進行表1的比較，根據本發明，通道板141、142、143和144的表面經過IAR表面處理而改性成為具有較高的親水性的表面。通道板141、142、143和144的改性表面對水的接觸角度小於未改性表面對水的接觸角度。
表1
通過Kruss公司造的滴型(drop shape)分析系統DSA10測量改性表面對水的接觸角度。
在對通道板141、142、143和144的表面進行改性使其具有較高的親水性後，在各通道板的粘合側施加粘合劑。在一個實施例中，可使用Protec公司的自動分配裝置在通道板141、142、143和144的改性表面上施加環氧密封劑。
在施加了粘合劑即環氧密封劑之後，利用壓緊裝置對通道板141、142、143和144施加壓力。加壓的同時，在烘乾爐中加熱並烘乾通道板141、142、143和144大約兩小時，此時烘乾爐保持在80℃-160℃的溫度範圍內。由此，被施加到通道板141、142、143和144的改性表面粘合側的粘合劑即環氧密封劑硬化，從而通道板141、142、143和144彼此牢固地接合在一起，完成製造墨通道單元140。
下面，表2示出了通過比較根據示例性實施例製得的墨通道單元140與另一個並非根據示例性實施例製得的墨通道單元獲得的洩露測試結果。表2示出根據本發明示例性實施例的通過利用IAR處理對通道板141、142、143和144的表面進行改性並利用環氧密封劑粘合通道板141、142、143和144製得的墨通道單元140，沒有因粘接缺陷造成洩露。
表2
通過觀察在製得的墨通道單元140的墨通道的一端密封並在製得的墨通道單元140的墨通道的相反端形成真空後，製得的墨通道單元140中是否發現由於粘接缺陷造成的洩露，獲得表2所示的結果。
在如上所述製成墨通道單元140後，墨通道單元140被接合到負壓調節部件131、132、133和134的下表面(底面)。隨後，列印頭150接合到墨通道單元140的下表面(底面)。
墨通道單元140對應於在墨被從墨室傳送到列印頭150的墨通路中形成非常複雜且微細的通路的部分。因此，通過接合經表面處理的通道板來組裝這些板從而形成墨通道單元140並將形成的墨通道單元接合到負壓調節部件131、132、133和134以及列印頭150的方法可遵循常規方法來組裝墨盒100。
根據發明人的常規墨盒列印測試結果，該常規墨盒是由未經表面處理的墨通道單元製得的，可觀察到由於氣泡混入墨中並且由於氣泡在列印測試較早的階段就流入墨通道單元，因此不能平穩地供應墨。然而，根據發明人的依照本發明示例性實施例的墨盒列印測試結果，已經確認常規墨盒存在的問題在根據示例性實施例的墨盒中沒有發生。
如上所述，雖然在說明中根據本發明示例性實施例的墨盒是陣列列印頭型墨盒，本發明不限於此。例如，根據本發明的墨盒可包括在列印介質的寬度方向往復移動而在列印介質上噴墨並由此以列印預定圖像的墨盒。
如上所述，根據本發明，墨通道單元的通道板的表面經過IAR表面處理，由此被改性而具有較高的親水性。因此，當通道板通過粘合劑被粘合併組裝時，通道板彼此牢固地接合，由此防止通道板之間發生洩露。因此，防止由於洩露或縫隙，氣泡從外部流入形成的墨通道單元的墨通道中，從而防止墨通道單元的墨通道中的氣泡以及墨通道阻塞。
如上所述，根據本發明通過如上所述的方法製得的墨通道單元中，提供給通道板的改性表面和墨通道的改善的親水性，並可半永久地保持。
如上所述，根據本發明的噴墨印表機的墨盒及其製造方法中，當通過如上所述的方法對墨通道單元各部分的表面進行改性使其具有改善的親水性時，不會發生洩露，因此不損壞墨通道單元各部分的表面。
如上所述，根據本發明，墨通道單元的墨通道的表面被改性而具有改善的親水性，可解決由於上述問題或其它原因引起氣泡堵塞墨通道所造成的例如墨供應缺陷、圖像質量缺陷等問題。
雖然已經說明了本發明的幾個實施例，但本領域技術人員應理解可以在不背離本發明所附權利要求及其等價物限定的本發明的精神和範圍的情況下對這些實施例進行修改。
權利要求
1.一種可用於成像裝置的墨盒，包括至少一個墨室；至少一個負壓調節部件；墨通道單元；和具有噴嘴的至少一個列印頭，其中，在墨通道單元與至少一個負壓調節部件和該至少一個列印頭組裝之前，通過離子輔助反應對墨通道單元進行表面處理。
2.權利要求1的墨盒，其中，墨通道單元包括其中形成有供墨流過的墨通道的至少兩個通道板，所述至少兩個通道板沿其經離子輔助反應改性的表面接合。
3.權利要求2的墨盒，其中，所述至少兩個通道板中的一個是連接到所述至少一個負壓調節部件的壓板。
4.權利要求3的墨盒，其中，壓板和所述至少兩個通道板中的另一個通過粘合劑彼此接合。
5.權利要求4的墨盒，其中，粘合劑是環氧密封劑。
6.權利要求2的墨盒，其中，所述至少兩個通道板通過粘合劑接合在一起。
7.權利要求6的墨盒，其中，粘合劑是環氧密封劑。
8.權利要求1的墨盒，其中，墨通道單元由具有預定量的液晶聚合物的塑性材料製成。
9.權利要求8的墨盒，其中，所述預定量為至少10％的重量百分比。
10.權利要求1的墨盒，其中，墨通道單元由具有預定量的Al2O3的陶瓷材料製成。
11.權利要求10的墨盒，其中，所述預定量為至少10％的重量百分比。
12.權利要求1的墨盒，其中，當墨通道單元經過離子輔助反應表面處理時，所使用的離子包括惰性氣體。
13.權利要求12的墨盒，其中，當墨通道單元經過離子輔助反應表面處理對，所使用的環境氣體包括氧氣。
14.權利要求12的墨盒，其中，當墨通道單元經過離子輔助反應表面處理時，所使用的環境氣體包括氮氣。
15.一種可用於成像裝置的墨盒的製造方法，所述墨盒包括至少一個墨室、至少一個負壓調節部件、具有多個通道板的墨通道單元和具有噴嘴的至少一個列印頭，所述方法包括通過離子輔助反應對多個通道板各自的表面進行處理，以使多個通道板各自的表面改性；和彼此接合具有改性表面的多個通道板。
16.權利要求15的方法，其中，對多個通道板各自的表面進行處理的步驟包括清潔多個通道板各自的表面以移去其上的灰塵；將多個通道板放置於真空室中；和將預定的離子束和預定的環境氣體注入到真空室中，以便對多個通道板各自的表面進行處理。
17.權利要求16的方法，其中，清潔多個通道板各自的表面的步驟包括利用異丙醇作為溶劑來清潔多個通道板各自的表面。
18.權利要求16的方法，其中，當多個通道板放置於真空室中時，真空室被保持在小於10-4torr的真空狀態。
19.權利要求16的方法，其中，預定的離子束是Ar+離子，而預定的環境氣體是O2氣。
20.權利要求16的方法，其中，離子束的總量為至少1×1015個離子/cm2
21.權利要求16的方法，其中，預定的離子束是Ar+離子，而預定的環境氣體是N2氣。
22.權利要求15的方法，其中，接合多個通道板的步驟包括在具有改性表面的多個通道板的接合側上施加粘合劑；層疊接合側上施加有粘合劑的多個通道板並對其施加壓力；和加熱被施加壓力的多個通道板，從而使粘合劑硬化。
23.權利要求22的方法，其中，粘合劑包括環氧密封劑。
24.權利要求22的方法，其中，層疊多個通道板並對其施加壓力的步驟包括通過壓緊裝置對多個通道板施加壓力。
25.權利要求22的方法，其中，加熱被施加壓力的多個通道板的步驟包括將被施加壓力的多個通道板置於溫度為80℃-160℃的環境狀態下預定時間。
26.權利要求15的方法，其中，多個通道板由包括至少10％的重量百分比的液晶聚合物的塑性材料製成。
27.權利要求15的方法，其中，多個通道板由包括至少10％的重量百分比的Al2O3的材料製成。
28.一種可用於成像裝置中的墨通道組件，包括具有根據離子輔助反應方法進行處理以便接合的表面的兩個或多個通道板。
29.權利要求28的墨通道組件，其中，經處理的表面具有親水性。
30.權利要求28的墨通道組件，其中，所述兩個或多個通道板包括第一和第二通道板；並且所述表面包括位於第一通道板上的第一表面和位於第二通道板上的第二表面，所述第一和第二表面彼此聯接。
全文摘要
本發明提供一種噴墨印表機的墨盒，包括至少一個墨室、至少一個負壓調節部件、墨通道單元和至少一個具有噴嘴的列印頭，其中，在組裝前，通過離子輔助反應對墨通道單元進行表面處理。
文檔編號C04B41/80GK101041296SQ20071000443
公開日2007年9月26日 申請日期2007年1月22日 優先權日2006年3月22日
發明者金廷昱, 李在哲 申請人:三星電子株式會社