ПОРИСТОЕ ПОГЛОЩАЮЩЕЕ ЧЕРНИЛА ИЗДЕЛИЕ И КАРТРИДЖ, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЕ ИЗДЕЛИЕ
POROUS INK-ABSORBING ITEM AND CARTRIDGE CONTAINING SUCH ITEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к пористому поглощающему чернила изделию и, в частности, к пористому поглощающему чернила изделию, предназначенному для использования в чернильном картридже струйного принтера. Данное изобретение также относится к чернильному картриджу, содержащему пористое поглощающее чернила изделие.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С развитием персональных компьютеров и сетевых систем струйные принтеры нашли широкое применение в качестве периферийных устройств благодаря их рентабельности, малой шумности и высокому качеству печати. Кроме того, струйные принтеры могут быть использованы для печати чернилами многих типов средств массовой информации, таких как периодические издания, специальные бумаги струйной печати, пленки из пластика и т.д.
Как известно, составы чернил, выбор типов бумаги, подающие чернила средства являются важными факторами, которые влияют на качество печати струйных принтеров. Для большей части струйных принтеров чернильный картридж является обязательным узлом. Немало исследователей предпринимали попытки разработки способов и конструкций, предназначенных для удержания и/или подачи чернил, которые бы позволяли получить желаемые параметры чернильного картриджа, например простота конструкции, рентабельность, высокая вместимость чернил и высокое качество печати.
Обычно по классификации струйные принтеры подразделяют на два типа - термические струйные принтеры и пьезоэлектрические струйные принтеры. По настоящее время относительной популярностью пользуются термические струйные принтеры. Термические струйные принтеры приводят в действие быстрым нагревом небольшого объема чернил, вызывая испарение и выведение чернил через одну из множества насадок для печати точки из чернил на средстве информации, например на бумаге. Пьезоэлектрические струйные принтеры обеспечивают приведение пьезоэлектрических кварцевых кристаллов в состояние колебаний постоянной частоты в ответ на электрический сигнал с выведением, таким образом, чернил через одну из множества насадок.
С целью предотвращения утечки чернил во время печати чернильный картридж термического или пьезоэлектрического струйного принтера обычно содержит внутренний механизм регулирования давления, обеспечивающий поддержание противодавления чернильного картриджа на стабильном уровне. При недостаточном поддержании стабильного уровня противодавления чернильного картриджа чернила, которые содержатся внутри, вероятно, будут вытекать из головки принтера или не будут выталкиваться, при этом срок службы чернильного картриджа соответственно будет снижен.
Термин «противодавление», используемый в данном документе, означает наличие частичного разряжения внутри чернильного картриджа или давления, которое несколько ниже атмосферного. Противодавление допускает поддержание стабильного состояния чернил внутри чернильного картриджа и препятствует прохождению чернил через головку принтера при ее нерабочем состоянии. Кроме того, противодавление обеспечивает равномерное выталкивание чернила при работе головки принтера.
Для поддержания устойчивого уровня противодавления чернильного картриджа и предотвращения утечки чернил или не подачи чернил во время печати чернильный картридж должен содержать механизм, специально предназначенный для регулирования давления, в зависимости от различных рабочих условий, например давлений, температур или объема чернил.
Для термического струйного принтера механизм регулирования давления по классификации часто подразделяют на два типа, как будет проиллюстрировано ниже.
Первый тип механизма регулирования давления использует воздушный мешок, сочетание воздушного мешка и упругой пружины, или сочетание воздушного мешка и устройства, снижающего давление. Во втором типе механизма для регулирования давления используют пористое поглощающее чернила изделие (например, пористый пеноматериал) в качестве хранящего и подающего чернила элемента. Пористое поглощающее чернила изделие часто загружают в чернильный картридж, при этом данное изделие поглощает чернила благодаря свойству поглощаемости, аналогично действию сифона. Пористое поглощающее чернила изделие выполняют термокомпрессионным способом, что обусловливает быстрое образование нелетучего остатка (НЛО) в результате химического расщепления связей при высокой температуре, а также после длительного периода времени. Наличие нелетучего остатка (НЛО) может ухудшать качество печати. Более того, после термокомпрессионной обработки способность к поглощению чернил пористого поглощающего чернила изделия часто снижается. Чем больше коэффициент сжатия, тем ниже способность к поглощению чернил пористого поглощающего чернила изделия. В типичном случае при условии, что объем пористого поглощающего чернила изделия не изменяется, снижение способности к поглощению чернил составляет около 5-10%, если коэффициент сжатия увеличен вдвое. В контексте данного документа термин «термокомпрессионный способ» означает, что изделие подвергнуто сжатию при нагревании или сваляно при температуре, близкой к температуре плавления, под давлением, а затем подвергнуто охлаждению, что позволяет получить более плотный пеноматериал. Для ясности, в данном тексте более плотный пеноматериал также рассматривается как валяный пеноматериал или валяная часть, с другой стороны изделие, не подвергавшееся термокомпрессионному воздействию, рассматривается как неваляный пеноматериал или неваляная часть.
Обратимся к фиг.1, на которой показан схематический вид поперечного разреза чернильного картриджа. Как проиллюстрировано на фиг.1, неваляное пористое поглощающее чернила изделие 12 размещено в резервуаре для чернил внутри основного корпуса 11 чернильного картриджа 1. Поскольку пористое поглощающее чернила изделие 12 является неваляным, то нелетучий остаток (НЛО) практически отсутствует, и способность поглощения чернил является более высокой по сравнению с пористым поглощающим чернила изделием, выполненным термокомпрессионным способом. В нормальных условиях объем пористого поглощающего чернила изделия 12 равен 1,5-3 объемам чернильного картриджа 1. Когда пористое поглощающее чернила изделие 12 загружают в резервуар для чернил, внутренние стенка резервуара для чернил сжимают его и, таким образом, уплотняют и деформируют до некоторого предела. В этом состоянии между изделием 12 и внутренней стенкой резервуара для чернил образуются некоторые свободные промежутки 13. Кроме того, воздушные пузырьки 14 или капли чернил, которые могут содержаться в свободных промежутках 13, также ухудшают качество печати. В случае образования любого свободного промежутка 13 на входе фильтра 15 может быть нарушено выталкивание чернил, содержащихся в резервуаре для чернил. Для снижения отрицательного воздействия свободных промежутков 13 объем пористого поглощающего чернила изделия 12 может быть уменьшен до 1,0-1,5 объема чернильного картриджа 1. Однако при снижении объема противодавление чернильного картриджа 1 часто бывает недостаточным для поддержания требуемой способности удержания чернил. Как следствие, чернила, содержащиеся в резервуаре для чернил, вероятно, вытекут из насадки головки принтера во время печати.
Как изложено выше, объем пористого поглощающего чернила изделия, создаваемого термокомпрессионным способом, может слегка превышать объем резервуара для чернил чернильного картриджа. При использовании пористого поглощающего чернила изделия, созданного термокомпрессионным способом, вероятность появления свободных промежутков уменьшается. Однако при увеличении коэффициента сжатия возрастает жесткость пористого поглощающего чернила изделия (снижается его гибкость). Следовательно, данное пористое поглощающее чернила изделие при загрузке в резервуар для чернил также будет деформироваться.
Принимая во внимание вышеприведенные недостатки уровня техники, заявитель продолжает неустанно разработку пористого поглощающего чернила изделия и чернильного картриджа, содержащего данное изделие в соответствии с данным изобретением, объективным экспериментально-исследовательским путем.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение относится к пористому поглощающему чернила изделию, предназначенному для использования в чернильном картридже струйного принтера. Пористое поглощающее чернила изделие подвергают термокомпрессионному воздействию при более низкой температуре в течение более короткого периода времени с меньшим коэффициентом сжатия для создания первой части валяного пеноматериала и второй части неваляного пеноматериала. Первая часть может способствовать поддержанию противодавления в резервуаре для чернил, а вторая часть может увеличивать способность поглощения чернил. Данное изобретение также относится к чернильному картриджу, содержащему пористое поглощающее чернила изделие.
В соответствии с одним аспектом данного изобретения предлагается пористое поглощающее чернила изделие для использования в чернильном картридже струйного принтера. Пористое поглощающее чернила изделие содержит первую часть из валяного пеноматериала и вторую часть из неваляного пеноматериала.
В соответствии с другим аспектом данного изобретения предлагается чернильный картридж струйного принтера для хранения чернил. Чернильный картридж содержит основной корпус и пористое поглощающее чернила изделие. Внутри основной корпус содержит резервуар для чернил. Пористое поглощающее чернила изделие расположено в резервуаре для чернил основного корпуса для хранения чернил и содержит первую часть из валяного пеноматериала и вторую часть из неваляного пеноматериала.
Вышеизложенные цели и преимущества данного изобретения будут более очевидны специалистам данной области техники после анализа последующего подробного описания и прилагаемых чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой схематический вид поперечного разреза чернильного картриджа, содержащего пористое поглощающее чернила изделие, выполненное не термокомпрессионным способом;
фиг.2 представляет собой схематический аксонометрический вид пористого поглощающего чернила изделия в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения данного изобретения; и
фиг.3 представляет собой схематический вид поперечного разреза чернильного картриджа, содержащего пористое поглощающее чернила изделие в соответствии с данным изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ
Далее приведено более конкретное описание данного изобретения со ссылкой на последующие варианты выполнения. Следует отметить, что последующие описания предпочтительных вариантов выполнения данного изобретения представлены в данном документе только с иллюстративной и описательной целью. Подразумевается, что данные варианты не являются исчерпывающими или ограничивающими точно такой формой выполнения.
Обратимся к фиг.2, на которой показан схематический вид в аксонометрии пористого поглощающего чернила изделия в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения данного изобретения. Пористое поглощающее чернила изделие 2 может быть использовано в чернильном картридже струйного принтера для хранения чернил. Кроме того, пористое поглощающее чернила изделие 2 выполнено термокомпрессионным способом. Более конкретно, если сравнивать с обычным термокомпрессионным способом, предлагаемый термокомпрессионный способ выполняется при более низкой температуре за более короткий период времени и с меньшим коэффициентом сжатия. Вследствие такой обработки участок пористого поглощающего чернила изделия 2 уплотняется под воздействием тепла с образованием первой части 21 валяного пеноматериала, а оставшаяся часть пористого поглощающего чернила изделия 2 (т.е. вторая часть 22) представляет собой неваляный пеноматериал. Предпочтительно первая часть 21 и вторая часть 22 равномерно распределены по всему пористому поглощающему чернила изделию 2. Кроме того, доля второй части 22 меньше или равна доле первой части 21. Диапазон отношений доли второй части 22 к доле первой части 21 составляет от 10/90 до 50/50.
В соответствии с данным изобретением диапазон коэффициента сжатия при термокомпрессионном воздействии на пористое поглощающее чернила изделие 2 составляет предпочтительно 1,5-2,5. Предпочтительно пористое поглощающее чернила изделие 2 выполнено из пенополиуретана на основе полиэстера (ПУ) или пенополиуретана на основе полиэфира (ПУ). Кроме того, пористость поглощающего чернила изделия 2 составляет от 70 до 90 п/д (пор на дюйм).
Выполнение термокомпрессионного воздействия при более низкой температуре за более короткий период времени и с меньшим коэффициентом сжатия обусловливает снижение объема нелетучего остатка (НЛО). Более того, первая часть 21 может способствовать поддержанию противодавления в резервуаре для чернил, а вторая часть 22 может повышать способность поглощения чернил.
Другими словами, пористое поглощающее чернила изделие 2 обладает преимуществами как первой части 21, так и второй части 22. В дополнение к уменьшению нелетучего остатка (НЛО) соблюдается удерживающая чернила способность и, таким образом, исключается проблема возникновения утечки чернил во время печати.
Обратимся к фиг.3, на которой представлен схематический вид поперечного разреза чернильного картриджа, содержащего предлагаемое пористое поглощающее чернила изделие. Как показано на фиг.3, чернильный картридж 3 содержит основной корпус 31 и пористое поглощающее чернила изделие 33. Основной корпус 31 содержит внутри резервуар 32 для чернил. Пористое поглощающее чернила изделие 33 загружают в резервуар 32 для чернил основного корпуса 31 для хранения чернил.
Пористое поглощающее чернила изделие 33 выполнено из пенополиуретана на основе полиэстера (ПУ) или пенополиуретана на основе полиэфира (ПУ). Кроме того, пористость поглощающего чернила изделия 33 составляет от 70 до 90 п/д (пор на дюйм). Пористое поглощающее чернила изделие 33 выполнено термокомпрессионным способом. Кроме того, термокомпрессионное воздействие по данному изобретению выполняют при более низкой температуре за более короткий период времени и с меньшим коэффициентом сжатия. Вследствие такой обработки участок пористого поглощающего чернила изделия 33 уплотняется под воздействием тепла с образованием первой части 331 валяного пеноматериала, а оставшаяся часть пористого поглощающего чернила изделия 33 (т.е. вторая часть 332) представляет собой неваляный пеноматериал. Первая часть 331 может способствовать поддержанию противодавления в резервуаре для чернил, а вторая часть 332 может повышать способность поглощения чернил. В дополнение к уменьшению нелетучего остатка (НЛО) сохраняется удерживающая чернила способность и, таким образом, исключается проблема возникновения утечки чернил во время печати.
Предпочтительно первая часть 331 и вторая часть 332 равномерно распределены по всему пористому поглощающему чернила изделию 33. Доля второй части 332 меньше или равна доле первой части 331. Диапазон отношения доли второй части 332 к доле первой части 331 составляет от 10/90 до 50/50. Коэффициент сжатия при термокомпрессионном воздействии на пористое поглощающее чернила изделие 33 составляет предпочтительно 1,5-2,5. Кроме того, поскольку пористое поглощающее чернила изделие 33 также подвергается термокомпрессионному воздействию, то объем поглощающего чернила изделия может быть меньше объема резервуара 32 для чернил. Следовательно, когда пористое поглощающее чернила изделие 33 загружают в резервуар 32 для чернил, то деформация пористого поглощающего чернила изделия 33 и свободный промежуток сводятся к минимуму.
Из вышеприведенного описания следует, что предлагаемое пористое поглощающее чернила изделие имеет уменьшенный нелетучий остаток (НЛО), но увеличенную способность удержания чернил вследствие того, что пористое поглощающее чернила изделие содержит первую часть из валяного пеноматериала и вторую часть из неваляного пеноматериала. Кроме того, исключается проблема возникновения утечки чернил во время печати. Сведение к минимуму деформации пористого поглощающего чернила изделия 33 и свободного промежутка, когда пористое поглощающее чернила изделие 33 загружено в резервуар 32 для чернил, обеспечивает качество печати.
Несмотря на то, что данное изобретение описано, исходя из наиболее возможных и предпочтительных в настоящее время вариантов выполнения, следует понимать, что данное изобретение не должно ограничиваться описанными вариантами выполнения. Наоборот, предполагается, что оно охватывает различные модификации и подобные устройства, подпадающие под сущность и объем правовой охраны прилагаемой формулы изобретения, которые должны соответствовать самой широкой интерпретации так, чтобы охватывать все подобные модификации и аналогичные конструкции.