ПЕЧАТАЮЩАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ, КАРТРИДЖ ДЛЯ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТАЮЩЕЙ ГОЛОВКИ ДЛЯ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ
PRINTING HEAD FOR JET PRINTING, CARTRIDGE FOR JET PRINTING AND METHOD FOR MANUFACTURING OF PRINTING HEAD FOR JET PRINTING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к печатающей головке для струйной печати, на которую можно наклеить защитную ленту, чтобы защитить поверхность головки во время транспортировки печатающей головки для струйной печати или в сходных случаях. Более конкретно, настоящее изобретение относится печатающей головке для струйной печати, отличающейся тем, что свойства части или частей ее поверхности, на которых открывается наружный конец каждого из струйных сопел для чернил, изменены с целью регулирования такого параметра печатающей головки для струйной печати, как стойкость адгезии между поверхностью, на которой открывается наружный конец каждого из струйных сопел для чернил, и приклеенной к ней защитной лентой. Настоящее изобретение также относится к картриджу для струйной печати, имеющему такую печатающую головку для струйной печати, и способу изготовления такой печатающей головки для струйной печати.
Предшествующий уровень техники
В последние годы существенно увеличилось разрешение цифровых камер или аналогичных средств. В результате применение печатающих устройств, выполненных с возможностью печати высококачественного фотографического изображения, постоянно расширялось, в частности, это относится к струйным печатающим устройствам, которые печатают изображение, выбрасывая струю чернил по направлению к носителю печатной информации. Известны различные способы, используемые для того, чтобы заставить печатающую головку для струйной печати печатающего устройства для струйной печати осуществлять струйное выбрасывание капель чернил. В печатающих головках для струйной печати, в которых тепло используется в качестве энергии, обеспечивающей выбрасывание струи чернил, можно сравнительно легко увеличить разрешение, то есть количество струйных сопел для чернил. Иными словами, печатающую головку для струйной печати можно сравнительно легко усовершенствовать в отношении разрешения, качества изображения и скорости печати. Несмотря на нарастающее желание иметь высококачественную печать, спрос на печатающие устройства, выполненные с возможностью печати обычных деловых документов и web-страниц, не упал. Вместо этого возрос спрос на печатающие устройства, которые выполнены с возможностью печати не только обычного документа на существенно большей скорости и существенно более высоком уровне качества, чем печатающее устройство для струйной печати в соответствии с известным уровнем техники, но и фотографического изображения на существенно большей скорости и существенно более высоком уровне качества, чем печатающее устройство для струйной печати в соответствии с известным уровнем техники.
В качестве средств, призванных удовлетворить вышеописанное желание, на рынке предложены различные печатающие устройства для струйной печати. Один тип такого печатающего устройства для струйной печати отличается тем, что когда устройство печатает обычный документ, оно использует пигментные черные (Bk) чернила, то есть чернила, которые обладают высокой плотностью и выбрасываются струей в виде относительно крупных капель, а когда устройство печатает web-страницу, оно использует не только пигментные черные (Bk) чернила, но и голубые (C), ярко-красные (M) и желтые (Y) чернила. Кроме того, когда устройство печатает фотографическое изображение, оно использует только цветные чернила.
Чтобы дать печатающим устройствам для струйной печати возможность печатать на более высоком уровне качества, за последние годы достигнуто также дальнейшее уменьшение размеров капли чернил, которые выбрасывает печатающее устройство для струйной печати. Так, размер капли чернил, которые выбрасывает современное печатающее устройство для струйной печати составляет несколько пиколитров; сопло, выбрасывающее каплю чернил, размер которой составляет несколько пиколитров, имеет диаметр отверстия приблизительно 10 мкм и толщину стенки 10 мкм. Чтобы усовершенствовать печатающую головку для струйной печати, такую, как та, что описана выше, в контексте точности, с которой капля чернил наносится на носитель печатной информации, поверхность печатающей головки для струйной печати, на которой открываются струйные сопла для чернил, обрабатывают, создавая поверхность, отталкивающую чернила (японские выложенные патентные заявки №№ 2002-355979 (патентный документ 3), 2003-266720 (патентный документ 4)). Кроме того, с целью защиты малого отверстия каждого сопла печатающей головки для струйной печати во время транспортировки печатающей головки для струйной печати, на поверхность печатающей головки для струйной печати, на которой открываются струйные сопла для чернил, наклеивают защитную ленту (японские выложенные патентные заявки №№ 5-084925 (патентный документ 1), 11-348316 (патентный документ 2) и 2004-148746 (патентный документ 5)). Эта защитная лента должна быть снята, когда печатающую головку для струйной печати используют в первый раз.
Защитная лента, которую надлежит наклеить на печатающую головку для струйной печати, состоит в основном из слоя подложки и слоя клея. Если слой клея оказывается излишне липким, то возможно повреждение печатающего устройства для струйной печати вокруг отверстий сопел при удалении защитной ленты. Поэтому иногда используют защитную ленту, слой клея которой обладает слабой адгезионной способностью. Вместе с тем, если защитная лента имеет излишне слабую адгезионную способность, то возможно, что защитная лента будет отслаиваться и спадать с печатающей головки, когда печатающую головку зажимают для переноски или упаковки в процессе изготовления печатающей головки с помощью станка-автомата. Поэтому были предприняты попытки реализации различных конструкторских компоновок, которые предотвращают зажатие на участке печатающей головки, который имеет защитную ленту. Однако защитная лента иногда отслаивается из-за вибраций, сопровождающих переноску печатающей головки, и/или изменений давления окружающей среды, сопровождающих увеличение или уменьшение скорости переноски печатающей головки. Иными словами, защитная лента, адгезионная способность которой не является достаточно сильной, чтобы избежать возможного повреждения печатающей головки для струйной печати в вышеописанных зонах, иногда не остается удовлетворительно приклеенной для защиты печатающей головки для струйной печати.
Кроме того, поверхность печатающей головки для струйной печати, на которой открываются струйные сопла для чернил, целиком покрыта веществом, отталкивающим чернила, как описано выше. Присутствие этого вещества, отталкивающего чернила, на этой поверхности снижает адгезию между этой поверхностью и защитной лентой, что приводит к отслаиванию защитной ленты. Даже если защитная лента (слой клея) не полностью отслаивается от этой поверхности, произойдет утечка чернил; например, даже если часть защитной ленты отделена от этой поверхности зазором, составляющим всего 1 мкм, чернила будут проникать через этот зазор ввиду капиллярного действия чернил. Когда происходит утечка чернил, они засыхают во время транспортировки печатающей головки для струйной печати или в сходных случаях, вызывая отказ печатающей головки для струйной печати, когда пользователь вводит печатающую головку для струйной печати в эксплуатацию.
Внесены разные предложения, чтобы решить вышеописанные проблемы. Одно из них (японская выложенная патентная заявка № 2006-212796) состоит в том, чтобы обрабатывать слой клея защитной ленты, получая слой клея, неравномерный по адгезионной способности, таким образом, что адгезионная способность слоя клея оказывается слабее в зонах, находящихся в ближайших окрестностях отверстия каждого сопла, и сильнее в остальных зонах. Следовательно, эта компоновка может не только предотвратить отслаивание защитной ленты, но и предотвратить повреждение печатающей головки для струйной печати на том ее участке, который непосредственно примыкает к отверстию каждого сопла.
Однако эта компоновка требует высокоточного позиционирования защитной ленты, которая неравномерна по адгезионной способности, относительно печатающей головки, что, вероятно, усложнит процесс наклеивания защитной ленты на печатающую головку для струйной печати. Кроме того, если не удается точно позиционировать эту защитную ленту, добиваясь точного позиционирования различных зон защитного слоя, разных по адгезионной способности, на поверхности печатающей головки для струйной печати, которая имеет отверстия сопел, то вероятно, что возникнут вышеописанные проблемы.
После наклеивания защитной ленты на печатающую головку вслед за завершением изготовления печатающей головки может потребоваться время на облучение конкретных зон защитной ленты для достижения желаемого уровня адгезионной способности между конкретными зонами защитной ленты и печатающей головкой. Однако эта процедура усложняет процесс изготовления, а также требует наличия технологического устройства, обладающего значительными размерами.
Краткое изложение сущности изобретения
Настоящее изобретение было создано с целью решения вышеописанных проблем без использования специальных способов и специального производственного оборудования для изготовления печатающей головки для струйной печати и без изменения адгезионной способности, и основная задача изобретения состоит в том, чтобы разработать печатающую головку для струйной печати, которая не страдает от вышеописанной проблемы.
Другая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать способ изменения свойств поверхности печатающей головки, которая имеет отверстия сопел, с целью получения печатающей головки, которая отличается тем, что даже несмотря на наклеивание защитной ленты с равномерной адгезионной способностью на поверхность печатающей головки для струйной печати, имеющую отверстия сопел, адгезия (величина силы, необходимой для отслаивания защитной ленты) между защитной лентой и поверхностью, имеющей отверстия сопел, является неравномерной на поверхности раздела между защитной лентой и поверхностью печатающей головки, имеющей отверстия сопел.
Другая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать печатающую головку для струйной печати, свойства поверхности которой изменены в конкретных зонах поверхности, имеющей отверстия сопел, чтобы достичь такой величины адгезии между защитной лентой и поверхностью, имеющей отверстия сопел, которая обеспечивает легкое отслаивание защитной ленты пользователем, когда ее нужно отслоить, а также достаточна для того, чтобы предотвратить отслаивание защитной ленты от печатной головки для струйной печати, не доводя его до настолько большого, чтобы повредить участки с отверстиями сопел печатающей головки для струйной печати при отслаивании защитной ленты.
Другая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать картридж для струйной печати, в котором применяется вышеописанная печатающая головка для струйной печати. Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать способ изготовления печатающей головки для струйной печати, обеспечивающий изготовление печатающей головки для струйной печати, такой, как описанная выше, и не требующий дополнительных этапов для достижения вышеописанных задач.
Печатающей головкой для струйной печати, которая может обеспечить решение вышеописанных задач, является печатающая головка для струйной печати, на поверхность которой, имеющую многочисленные ряды отверстий сопел, перед транспортировкой этой головки наклеена защитная лента и которая отличается тем, что сопротивление отслаиванию между защитной лентой и поверхностью, имеющей многочисленные ряды отверстий сопел, больше на продольных концевых участках поверхности, имеющей многочисленные ряды отверстий сопел, то есть в зонах, находящихся в окрестностях концов рядов отверстий сопел, чем на остальной части этой поверхности.
Печатающей головкой для струйной печати, которая может обеспечить решение вышеописанных задач, является печатающая головка для струйной печати, на поверхность которой, имеющую многочисленные ряды отверстий сопел, перед транспортировкой этой головки наклеена защитная лента и которая отличается тем, что сопротивление отслаиванию между защитной лентой и поверхностью, имеющей многочисленные ряды отверстий сопел, больше на продольных концевых участках поверхности, имеющей многочисленные ряды отверстий сопел, то есть в зонах, находящихся в окрестностях концов рядов отверстий сопел, чем на остальной части этой поверхности, а также тем, что зоны, в которых сопротивление отслаиванию больше, чем на упомянутой остальной части, имеют большее содержание кислорода в поверхностном слое, чем упомянутая остальная часть.
Способом изготовления печатающей головки для струйной печати, который может обеспечить решение вышеописанных задач, является способ изготовления печатающей головки для струйной печати, состоящей из кристалла печатающей головки, имеющего поверхность с многочисленными рядами отверстий струйных сопел для чернил, и рамы, с которой скреплен кристалл печатающей головки, и отличающийся тем, что на этапе, на котором временно крепят кристалл печатающей головки к раме посредством облучения его обладающими энергией лучами, продольные концевые участки поверхности, имеющей многочисленные ряды отверстий сопел, то есть зоны, находящиеся в окрестностях концов рядов отверстий сопел, облучают такими же обладающими энергией лучами, что и вышеупомянутые, чтобы придать этим участкам большее количество кислорода в поверхностном слое, чем в остальной части.
В соответствии с настоящим изобретением поверхность печатающей головки для струйной печати, которая имеет отверстия сопел и на которую наклеена защитная лента, облучают в конкретной зоне обладающими энергией лучами, такими, как рентгеновские лучи, чтобы изменить свойства зоны, то есть увеличить плотность кислорода в этой зоне по сравнению с остальной частью поверхности. При осуществлении такой обработки в этой зоне увеличивается стойкость адгезии (сопротивление отслаиванию) между слоем клея защитной ленты и этой зоной. Следовательно, даже защитную ленту, имеющую слой клея, обладающего относительно слабой адгезионной способностью, можно использовать для защиты печатающей головки для струйной печати так же эффективно, как защитную ленту, являющуюся достаточно липкой для того, чтобы не отслаиваться во время изготовления или транспортировки, и при этом она будет недостаточно липкой для повреждения участков с отверстиями сопел печатающей головки для струйной печати при отслаивании защитной ленты и, кроме того, легко отслаиваемой пользователем, когда возникает необходимость отслаивания. Иными словами, оказывается возможным достижение трех противоречащих друг другу целей, то есть цели получения адгезии между защитной лентой и поверхностью печатающей головки для струйной печати, которая имеет отверстия сопел, достаточной для защиты печатающей головки во время транспортировки, цели предотвращения повреждения участков с отверстиями сопел печатающей головки для струйной печати, когда защитную ленту отслаивают перед эксплуатацией печатающей головки, и цели обеспечения возможности легкого отслаивания защитной ленты.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением обладающие энергией лучи, используемые для временного крепления кристалла головки к раме печатающей головки для струйной печати на одном из этапов способа изготовления печатающей головки для струйной печати, можно использовать на том же этапе для облучения поверхности печатающей головки для струйной печати, которая имеет отверстия сопел, в конкретной зоне с помощью тех же обладающих энергией лучей просто путем регулирования диапазона обладающих энергией лучей. Иными словами, специальный этап изготовления или специальное изготавливающее устройство для изменения свойств поверхности не требуется.
Эти и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут яснее после рассмотрения нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, приводимых совместно с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлено перспективное изображение типичного печатающего устройства для струйной печати в соответствии с известным уровнем техники.
На фиг.2(а) представлено перспективное изображение картриджа с черными чернилами (Bk(black)-картриджа) для струйной печати, иллюстрирующее его существенные части, а на фиг. 2(b) представлено перспективное изображение картриджа с цветными чернилами (Cl(color)-картриджа) для струйной печати, иллюстрирующее его существенные части.
На фиг.3 представлено схематическое перспективное изображение нижней части Cl-картриджа, которое показывает, как узел F, т.е. совокупность печатающего элемента и электрической монтажной платы, которые электрически соединены друг с другом, крепится к контейнеру чернил.
На фиг.4(а) представлено перспективное изображение Bk-картриджа, имеющего защитную ленту, а на фиг. 4(b) представлено перспективное изображение Cl-картриджа для струйной печати в случае, когда Cl-картридж имеет защитную ленту.
На фиг.5 представлен вид в плане картриджа для струйной печати в первом варианте осуществления настоящего изобретения.
На фиг.6 представлен график, иллюстрирующий зависимость между плотностью энергии ультрафиолетового света, которым облучают поверхность печатающего элемента, имеющую отверстия сопел, и величиной сопротивления защитной ленты отслаиванию, то есть величиной силы, необходимой для отслаивания защитной ленты от поверхности, облучаемой ультрафиолетовым светом.
На фиг.7 представлен схематический чертеж устройства для изменения величины силы, необходимой для отслаивания защитной ленты от картриджа для струйной печати (печатающего элемента).
На фиг.8 представлен график, иллюстрирующий зависимость между истекшим временем и величиной силы, необходимой для отслаивания защитной ленты от картриджа для струйной печати (печатающего элемента).
На фиг.9 представлен график, иллюстрирующий зависимость между количеством кислорода в поверхностном слое печатающего элемента и расстоянием от зоны поверхности печатающего элемента, которую облучали ультрафиолетовым светом.
На фиг.10 представлен вид в плане картриджа для струйной печати во втором варианте осуществления настоящего изобретения.
На фиг.11 представлен вид в плане картриджа для струйной печати в третьем варианте осуществления настоящего изобретения.
На фиг.12 представлен вид в плане картриджа для струйной печати в четвертом варианте осуществления настоящего изобретения.
На фиг.13 представлен вид в плане картриджа для струйной печати в пятом варианте осуществления настоящего изобретения.
На фиг.14 представлен график, иллюстрирующий зависимость между количеством кислорода в поверхностном слое печатающего элемента, которое было измерено после того, как закончились чернила в печатающем устройстве для струйной печати, и расстоянием от зоны поверхности печатающего элемента, которую облучали ультрафиолетовым светом.
На фиг.15 представлена таблица, иллюстрирующая взаимосвязь между различными состояниями картриджа для струйной печати, величиной силы, необходимой для отслаивания защитной ленты от картриджа для струйной печати, и эффективностью защитной ленты.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
1. Вариант осуществления
Общая конструкция печатающего устройства для струйной печати
На фиг.1 представлено перспективное изображение типичного печатающего устройства для струйной печати, на которое установлен с возможностью снятия картридж для струйной печати в первом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения. Печатающее устройство 101 для струйной печати оснащено картриджем 104 для струйной печати, предназначенным для цветной печати (такие картриджи будут именоваться далее картриджами с цветными чернилами (Cl-картриджами)), и картриджем 103 для струйной печати, предназначенным для печати черными (Bk) чернилами (такие картриджи будут именоваться далее картриджами с черными чернилами (Bk-картриджами)). Cl-картридж снабжен тремя параллельными рядами сопел для струйного выбрасывания cyan (C), magenta (M) и yellow (Y) чернил друг за другом. Bk-картридж снабжен единственным рядом сопел для струйного выбрасывания черных (Bk) чернил. Оба картриджа оснащены печатающей головкой для струйной печати, выполненной с возможностью струйного выбрасывания чернил, и контейнером чернил. Печатающее устройство 101 для струйной печати состоит из: каретки 105, которая удерживает оба картриджа 104 и 103; направляющего вала 106 для направления каретки 105; кодирующей пленки 113, которую считывают для того, чтобы определить положение каретки по отношению к направлению сканирования; не показанный электродвигатель каретки, предназначенный для перемещения каретки 105; кабель 107 передачи сигналов; и т.д. помимо вышеупомянутых печатающей головки для струйной печати и картриджей чернил. Печатающее устройство 101 для струйной печати также оснащено колпачками 109 и 111, которые расположены рядом с исходным положением печатающей головки для струйной печати для поддержания рабочих характеристик струйного выбрасывания чернил печатающей головки для струйной печати. Печатающее устройство 101 для струйной печати также оснащено ракельными ножами 108 и 110 для удаления чернил, оказывающихся на той поверхности печатающей головки для струйной печати, где открывается каждое сопло. Упомянутое устройство также оснащено панелью 112 управления.
На фиг.2(а) представлено перспективное изображение Bk-картриджа 103, иллюстрирующее существенные части этого Bk-картриджа 103. Bk-картридж 103 оснащен печатающей головкой 123 для струйной печати и электрической монтажной платой 120. Печатающая головка 123 для струйной печати (которая будет именоваться далее печатающим элементом или кристаллом печатающей головки) выполнена в форме кристалла. Она осуществляет струйное выбрасывание чернил за счет нагревания чернил теплогенерирующими резисторами. Электрическая монтажная плата 120 предназначена для передачи сигналов возбуждения или аналогичных сигналов из печатающего устройства 101 для струйной печати в печатающий элемент 123. Печатающий элемент Bk-картриджа 103 жестко прикреплен к контейнеру 127 чернил с помощью клея, который отверждается ультрафиолетовым светом. Bk-картридж 103 также оснащен уплотнительным участком 124, который защищает электрическое соединение между печатающим элементом 123 и электрической монтажной платой 120. Контейнер 127 чернил снабжен парой направляющих 121, которые используются, когда на каретке 103 устанавливают Bk-картридж 101, базовыми поверхностями 125 и 126 установки картриджа, которые находятся на одной из боковых сторон картриджа по отношению к направлению вставления картриджа, и базовыми поверхностями установки картриджа на другой боковой стороне.
На фиг.2(b) представлено перспективное изображение Cl-картриджа 104, иллюстрирующее существенные части этого Cl-картриджа 104. Cl-картридж 104 оснащен печатающей головкой 133 для струйной печати, электрической монтажной платой 130 и контейнером 137 чернил, которые аналогичны имеющимся в BK-картридже. Контейнер 137 чернил снабжен парой направляющих 131, базовыми поверхностями 135 и 136 установки картриджа, которые размещаются на одной из боковых сторон картриджа по отношению к направлению вставления картриджа, и базовыми поверхностями установки картриджа на другой боковой стороне, аналогичными имеющимся в Bk-картридже.
На фиг.3 представлено схематическое перспективное изображение нижней части Cl-картриджа, которое показывает, как вышеупомянутый узел F крепится к предварительно выбранной зоне оболочки (корпуса) контейнера 137 чернил. Контейнер 137 чернил состоит из оболочки и фильтра чернил (не показан), приваренного к внутренней стороне оболочки. Узел F состоит из печатающего элемента 133 и электрической монтажной платы 130, которые электрически соединены друг с другом. Хотя Cl-картридж также снабжен механизмом для неподвижной фиксации контейнера 137 чернил, механизмом фиксации узла F, индикаторным механизмом и т.д., они не показаны для упрощения чертежа. Позицией 146 обозначена масса клея, который отверждается ультрафиолетовыми лучами и предназначен для удержания печатающего элемента 133 жестко прикрепленным к контейнеру 137 чернил. Оптические волокна 145 предназначены для проецирования ультрафиолетовых лучей при затвердевании клея 146. Электрическая монтажная плата 130 снабжена внутренними проводниками 147 и электрическими контактами 148, которые предназначены для соединения электрической монтажной платы 130 с печатающим элементом 133.
На фиг.4(а) и 4(b) показаны Bk-картридж 103 и Cl-картридж 104 соответственно, которые имеют защитную ленту. Позициями 129 и 139 на чертежах обозначены язычковые участки защитных лент 128 и 138 соответственно, которые удерживаются пользователем, когда пользователь намеревается отслаивать защитные ленты. Эти участки 129 и 139 не снабжены слоем клея. Кроме того, защитные ленты 128 и 138 снабжены луночными участками 151 и 161, то есть участками, в которых выполнены регулярные лунки, уменьшающие в защитных лентах 128 и 129 размеры зон контакта между этими защитными лентами 128 и 138 и Bk- и Cl-картриджами 103 и 104 соответственно, чтобы предотвратить сильное прилипание защитных лент 128 и 138 к электрическим монтажным платам 120 и 130, контейнерам 127 и 137 чернил и т.д.
Bk-картридж 103 и Cl-картридж 104 имеют приблизительно одинаковую конструкцию. Поэтому теперь этот вариант осуществления будут описан применительно лишь к Bk-картриджу 103.
Если в печатающем устройстве 101 для струйной печати, в котором используется картридж для струйной печати, такой, как вышеописанный Bk-картридж, заканчиваются чернила в контейнере 127 чернил, то весь картридж (Bk-картридж) для печати заменяется совершенно новым. Иными словами, в качестве Bk-картриджа на рынке продается совокупность печатающей головки и контейнера чернил, содержащего черные чернила. Чтобы продать Bk-картридж на рынке, следует организовать поставку Bk-картриджей на различные рынки. Таким образом, Bk-картридж должен быть защищен от ударов, которым он подвергается во время транспортировки, а также должно быть предотвращено высыхание чернил в контейнере чернил. В частности, печатающий элемент 123 очень хрупок, его легко повредить, и он также весьма подвержен ухудшению рабочих параметров из-за чернил, прилипающих к нему после высыхания. Поэтому чувствительные участки Bk-картриджа 103 покрывают (защищают) защитной лентой 128 перед поставкой Bk-картриджа 103.
Защитная лента 128 состоит из слоя подложки и слоя клея. Слой подложки сформирован из полиэтилентерефталата или аналогичного материала, а слой клея сформирован из акрилового клея или клея, относящегося к так называемому типу термоклеев. Защитная лента 128 защищает отверстие каждого сопла и его окрестности, прилипая к поверхности печатающего элемента 123 своим слоем клея таким образом, что покрывает отверстие каждого сопла. Когда совершенно новый Bk-картридж 103 устанавливают взамен израсходованного Bk-картриджа 103 в печатающее устройство 101 для струйной печати, пользователю нужно отслоить защитную ленту 128, находящуюся на печатающем элементе 123 Bk-картриджа 103, устанавливаемого в качестве замены.
На фиг.5 представлен схематический вид в плане Cl-картриджа 104, с печатающего элемента 133 которого не отслоена защитная лента 138. Отверстия 141 сопел, из которых осуществляется струйное выбрасывание капель чернил, расположены в шесть прямых линий, то есть имеется по два ряда отверстий сопел для каждого основного цвета (ряды 142C, ряды 143M и ряды 144Y). Поверхность G печатающего элемента 133, которая имеет отверстия 141 сопел, покрыта защитной лентой 138, которая наклеена на поверхность G таким образом, что покрывает все шесть прямолинейных рядов (два ряда 142C, два ряда 143M и два ряда 144Y) отверстий 141 сопел.
Отличающаяся компоновка конструкции
Чтобы повысить надежность печатающего элемента 133, вся поверхность печатающего элемента 133 обработана с тем, чтобы сделать эту поверхность G отталкивающей чернила; поверхность G обработана алкилсилоксановой эпоксидной смолой, которая содержит фтор. Кроме того, перед наклеиванием защитной ленты две длинных и узких зоны 11 (которые находятся в наружных окрестностях концов рядов 142C, 143M и 144Y отверстий сопел печатающего элемента 133 и продолжаются в направлении ширины печатающего элемента 133) поверхности G, которые представляют собой части продольных концевых участков поверхности G, облучаются ультрафиолетовым светом с помощью прибора EXECUR 3000 (изделие фирмы Hoya Candeo Optronics Co., Ltd.).
Теперь будут описаны изменения, вносимые в поверхность материала подложки печатающего элемента 133, когда этот материал облучают ультрафиолетовым светом. Ультрафиолетовые лучи с короткой длиной волны обладают высокой фотоэнергией и поэтому способны разрушать молекулярные связи, интенсифицировать химические реакции и т.д. Таким образом, когда ультрафиолетовый свет проецируется на поверхность заданной подложки, этот ультрафиолетовый свет бьет по молекулам кислорода, вследствие чего вырабатывается озон. Этот озон поглощает ультрафиолетовые лучи и/или тепло, выделяя активный кислород, а этот активный кислород насыщает или удаляет органические вещества на поверхности подложки. Ультрафиолетовый свет, длина волны которого находится в определенном диапазоне, обладает большей энергией, чем энергия ковалентных связей, и поэтому способен непосредственно разрушать ковалентные связи в пределах молекулы. Так, в некоторых случаях с помощью ультрафиолетовых лучей, длина волны которых находится в определенном диапазоне, можно получить эффект очистки, который недостижим за счет так называемой влажной очистки. Кроме того, активный кислород образует на поверхности подложки, облучаемой ультрафиолетовыми лучами, ацильную группу (СОН), гидроксильную группу (ОН), карбоксильную группу (СООН) и т.д. Таким образом, когда вышеупомянутые длинные и узкие участки поверхности G, то есть поверхности печатающего элемента, которая имеет отверстия сопел, облучаются ультрафиолетовыми лучами, на этих участках увеличивается содержание кислорода, вследствие чего возрастает эффективность, с которой они химически связываются со слоем клея защитной ленты.
На фиг.6 показана зависимость между сопротивлением защитной ленты 138 отслаиванию относительно печатающего элемента 133 и плотностью энергии ультрафиолетового света, которым облучают вышеупомянутые зоны поверхности G. Сопротивление отслаиванию измеряли с помощью такого измерительного устройства, как то, которое показано на фиг. 7. Защитную ленту 138 наклеивали на образец, а язычковый участок 139 защитной ленты 138 захватывали с помощью зажима 200, который был соединен с датчиком 201 толкающего или тягового усилия, который был прикреплен к пьедесталу 202. Затем пьедестал 202 перемещали в направлении отслаивания защитной ленты 138 от образца, измеряя датчиком 201 толкающего или тягового усилия величину силы (сопротивления отслаиванию), необходимой для отслаивания защитной ленты 138. Пьедестал 202 перемещали со скоростью 165 мм/сек.
Теперь измерение сопротивления отслаиванию будет описано подробнее. Показанное на фиг. 6 сопротивление защитной ленты 6 отслаиванию относительно зоны поверхности G, поверхностные свойства которой не изменились, означает величину силы (измеряемой вышеупомянутым тестирующим устройством), которая была необходима для отслаивания защитной ленты 138 непосредственно после того, как она была наклеена по всей площади образца (зоны поверхности G или поверхности печатающей головки, поверхностные свойства которых не изменились). Показанное на фиг.6 сопротивление защитной ленты 6 отслаиванию относительно поверхности образца, поверхностные свойства которой изменились, означает величину силы (измеряемой вышеупомянутым тестирующим устройством), которая была необходима для отслаивания защитной ленты 138 непосредственно после того, как она была наклеена по всей площади образца (зоны поверхности G или поверхности печатающей головки, поверхностные свойства которых изменились). Иными словами, этот параметр не означает точно величину силы, необходимой для отслаивания защитной ленты 138 от зон печатающего элемента 133, поверхностные свойства которых изменились. Вместе с тем сопротивление отслаиванию между защитной лентой 138 и зонами, поверхностные свойства которых изменились, представляет собой основную долю изменяемого сопротивления отслаивания. В этой связи отметим, что сопротивление защитной ленты отслаиванию применительно к обработанным зонам поверхности печатающего элемента, которая имеет отверстия сопел, и сопротивление защитной ленты отслаиванию применительно к необработанным зонам поверхности печатающего элемента, которая имеет отверстия сопел, можно измерять следующим образом. Защитную ленту следует наклеить по всей поверхности печатающего элемента, которая имеет отверстия сопел. Затем перед отслаиванием защитной ленты ее надлежит надрезать таким образом, что на участке защитной ленты на поверхности, свойства которой изменились, образуется полоса защитной ленты, а еще одна полоса защитной ленты, имеющая те же размеры, образуется на участке поверхности, свойства которой не изменились. Затем в обеих полосах защитной ленты по отдельности измеряют сопротивление отслаиванию с помощью вышеупомянутого измерительного устройства для измерения сопротивления отслаиванию.
На сопротивление отслаиванию влияет выбор вещества, используемого в качестве материала для слоя подложки защитной ленты, и выбор клея, используемого для формирования слоя клея. Поэтому для данного изобретения важно задавать сопротивление защитной ленты отслаиванию по отношению к поверхности печатающего элемента, которая имеет отверстия сопел, в соответствии с материалом для подложки печатающего элемента.
На фиг.6 показана зависимость между плотностью энергии (интенсивностью) ультрафиолетового света, проецируемого на поверхность печатающего элемента, имеющую отверстия сопел, и сопротивлением защитной ленты отслаиванию. Из этого графика можно сделать вывод, что сопротивление отслаиванию пропорционально интенсивности ультрафиолетового света. На фиг.8 показаны результаты тестов, периодически проводившихся для измерения величины сопротивления отслаиванию в течение двух лет после наклеивания защитной ленты на необработанную поверхность печатающей головки при поддержании температуры окружающей среды на уровне 25°С. Из этих результатов можно понять, что сопротивление отслаиванию постепенно увеличивается со временем. Через два года сопротивление отслаиванию защитной ленты, наклеенной на необработанную поверхность печатающего элемента, составляло 120 Н/м, а сопротивление отслаиванию защитной ленты, наклеенной на обработанную поверхность печатающей головки, составляло 150 Н/м. Иными словами, даже несмотря на то, что сопротивление отслаиванию изменяется со временем, соотношение между сопротивлением защитной ленты отслаиванию на обработанной поверхности, которое было относительно высоким, и сопротивлением защитной ленты отслаиванию на необработанной поверхности, которое было относительно низким, остается приблизительно одинаковым. В случае вышеупомянутых тестов сопротивление защитной ленты отслаиванию на обработанной поверхности печатающей головки приблизительно в 1,2 раза превышало сопротивление защитной ленты отслаиванию на необработанной поверхности печатающей головки.
На фиг.9 представлен график, иллюстрирующий зависимость между количеством кислорода в имеющем толщину 7 мкм поверхностном слое поверхности G, то есть поверхности печатающего элемента, зону 11 которой облучали ультрафиолетовым светом, и расстоянием в направлении, обозначенном стрелочным знаком 12, от края поверхности печатающего элемента, который имеет отверстие сопла. Количество кислорода измеряли с использованием фотоэлектронной спектроскопии в рентгеновских лучах (ESCA: электронная спектроскопия для химического анализа). В случае печатающего элемента 133 в этом варианте осуществления, облученной зоне 11 соответствует диапазон между 0 мм и 3 мм. Как показано на фиг. 9, количество кислорода на этом участке было больше, чем в остальной части, и этот участок имел увеличенное количество кислорода. То есть это означает, что материал печатающей головки реагировал с активным кислородом, создаваемым за счет воздействия ультрафиолетового света, вследствие чего в поверхностном слое части поверхности G возникали ацильная группа (СОН), гидроксильная группа (ОН), карбоксильная группа (СООН) и т.д. В результате в зоне 11 поверхности G увеличивалась эффективность, с которой эта поверхность образует химические связи с другим веществом. Хотя это и не показано на фиг. 9 для упрощения чертежа, когда вышеупомянутую зону, которая была частью поверхности печатающего элемента, выполненной отталкивающей чернила, облучали ультрафиолетовым светом, в ней увеличивалось количество кислорода, а количество других элементов, таких как F, С и т.д., уменьшалось.
Настоящее изобретение стало результатом обращения внимания на вышеописанные изменения величины сопротивления защитной ленты отслаиванию относительно поверхности печатающего элемента, которые происходили при изменении свойств этой поверхности ультрафиолетовым светом. Таким образом, в соответствии с данным изобретением адгезионную способность (которую можно называть и сопротивлением отслаиванию или величиной силы, необходимой для отслаивания защитной ленты от печатающей головки) между поверхностью печатающего элемента, имеющей отверстия сопел, и защитной лентой увеличивают путем увеличения количества кислорода в поверхностном слое печатающего элемента 133, облучая эту поверхность ультрафиолетовым светом. Участок печатающего элемента 133, поверхностные свойства которого изменились, вероятно, будет обладать большей адгезионной способностью по отношению к защитной ленте 138 и меньшей способностью к отталкиванию чернил (имея большее сродство к чернилам), чем участок поверхности печатающей головки 133, поверхностные свойства которого не изменились.
2
В этом варианте осуществления при рассмотрении величины сопротивления отслаиванию, которое необходимо защитной ленте во время процесса ее изготовления и/или транспортировки, плотность энергии ультрафиолетового света, используемого для изменения поверхностных свойств, задавали равной 70 Дж/см. Величина сопротивления защитной ленты отслаиванию, которую можно оценить исходя из фиг. 6, составляла приблизительно 80 Н/м, а величина сопротивления защитной ленты отслаиванию в зонах измененных свойств поверхности печатающей головки, которая имеет отверстия сопел, была в 1,6 раза больше сопротивления защитной ленты отслаиванию в зонах не измененных свойств поверхности печатающей головки, которая имеет отверстия сопел. Желательно, чтобы ультрафиолетовый свет, используемый для облучения вышеупомянутых зон поверхности печатающей головки с целью изменения свойств этой поверхности, регулировался в соответствии с окружающей средой, в которой используется печатающая головка.
В этой связи, принимая во внимание необходимость гарантии, что защитная лента остается должным образом прилипшей к вышеупомянутой поверхности печатающей головки, которая имеет отверстия сопел, а также что защитную ленту можно отслоить без затруднений, получаемое на практике отношение величины сопротивления защитной ленты отслаиванию относительно участка поверхности печатающей головки, свойства которой изменились, к величине сопротивления защитной ленты отслаиванию относительно участка поверхности печатающей головки, свойства которой не изменились, находится в диапазоне 1,2-2 раза. Кроме того, принимая во внимание необходимость гарантии, что печатающая головка является простой в эксплуатации, а также что печатающая головка является простой в изготовлении, желательно, чтобы отношение величины сопротивления защитной ленты отслаиванию относительно участка поверхности печатающей головки, свойства которой изменились, к величине сопротивления защитной ленты отслаиванию относительно участка поверхности печатающей головки, свойства которой не изменились, находилось в диапазоне приблизительно 1,2-1,6 раза.
В этом варианте осуществления поверхность печатающего элемента, имеющую отверстия сопел, облучают ультрафиолетовым светом таким образом, что между каждой из двух облучаемых зон 11 и соответствующим концом каждого ряда отверстий сопел обеспечивается промежуток, размер которого в направлении, параллельном рядам отверстий сопел, составляет L, чтобы гарантировать, что даже если чернила скапливаются в зонах 11 из-за того, что зоны 11 обладают меньшей способностью к отталкиванию чернил вследствие воздействия ультрафиолетового света, чернила не перекрывают отверстия сопел. Расстояние L следует делать как можно больше при условии, что это не вносит конструкторские проблемы в печатающий элемент 133. В этом варианте осуществления оно составляет 0,2 мм в ширину (L=0,2). В данном случае печатающий элемент 133 снабжен двумя рядами 142С отверстий сопел, двумя рядами 143М отверстий сопел и двумя рядами 144Y отверстий сопел, а каждый ряд отверстий сопел имеет 192 отверстия сопел. Кроме того, печатающий элемент 133 снабжен в общей сложности 16-ю глухими отверстиями сопел, которые не принимают участие в струйном выбрасывании чернил; одно глухое отверстие сопла находится на каждом конце каждого ряда отверстий сопел. Наличие этих глухих отверстий сопел дополнительно повышает безотказность печатающего элемента 133 при струйном выбрасывании чернил; даже если чернила скапливаются в вышеупомянутых зонах 11, это не оказывает негативное влияние на рабочие параметры струйного выбрасывания чернил печатающим элементом. Защитная лента 138 наклеена на поверхность печатающего элемента 133, имеющую отверстия сопел, таким образом, что эта защитная лента 138 покрывает по меньшей мере одну из двух зон 11, то есть зон, облучаемых ультрафиолетовым светом, а более конкретно - облучаемых двух зон продольных концевых участков поверхности печатающего элемента 133, которая имеет отверстия сопел.
В этом варианте осуществления в качестве материала для слоя клея защитной ленты 138 использовали акриловый клей. Однако материалом для слоя клея может быть силиконовый клей или клей, относящийся к типу термоклеев, при условии, что этот материал является достаточно клейким, чтобы удерживать защитную ленту 138 прилипшей к печатающему элементу 133, но не достаточно клейким для внесения дефектов в окрестности отверстий сопел печатающего элемента 133 при отслаивании защитной ленты 138 от печатающего элемента 133. Очевидно, что в качестве материалов для слоя подложки защитной ленты 138 можно использовать различные варианты при условии, что они позволяют решать задачу не вносить дефекты в участки с отверстиями сопел печатающего элемента 133 при отслаивании защитной ленты 138.
В этом варианте осуществления, расстояние L между продольным концом каждого ряда отверстий сопел и соответствующей зоной 11 было задано равным 0,2 мм. Однако оно не обязательно должно составлять 0,2 мм; его можно изменять в соответствии с характеристиками печатающего элемента 133.
Как описано выше, адгезионную способность защитной ленты 138 по отношению к предварительно выбранной зоне (зонам) печатающего элемента, которая (который) в этом варианте осуществления представляет собой продольный конец (концы) поверхности печатающего элемента, имеющей отверстия сопел) можно изменять (повышать), облучая предварительно выбранную зону (зоны) ультрафиолетовым светом, плотность энергии которого находится в предварительно заданном диапазоне. Иными словами, поверхностные свойства зоны (зон) поверхности печатающего элемента, на которую (которые) надлежит наклеить защитную ленту 138, можно изменять путем облучения этой зоны (этих зон) ультрафиолетовым светом, делая адгезионную способность между вышеупомянутой зоной (вышеупомянутыми зонами) и защитной лентой 138 удовлетворительной (то есть не достаточно сильной, чтобы повредить участки с отверстиями сопел печатающего элемента при отслаивании защитной ленты) для предотвращения отслаивания защитной ленты от этой зоны (этих зон) в процессе изготовления или транспортировки картриджа для струйной печати, и при этом достаточно слабой для обеспечения легкого отслаивания защитной ленты, когда необходимо отслоить защитную ленту.
2 Вариант осуществления
На фиг.10 представлен вид в плане картриджа для струйной печати во втором варианте осуществления настоящего изобретения. Этот картридж 104 для струйной печати также снабжен защитной лентой 138, которая наклеена на печатающий элемент, как было и в первом варианте осуществления. Этот вариант осуществления (включая устройства, используемые для тестирования картриджа для струйной печати) является таким же, как первый вариант осуществления, за исключением зоны (зон) поверхности печатающего элемента, облучаемой (облучаемых) ультрафиолетовым светом.
2
Каждая из зон печатающего элемента, которые облучаются ультрафиолетовым светом, обозначена позицией 13. Зона 13 меньше, чем зона 11, то есть, чем зона поверхности печатающего элемента, которую облучали ультрафиолетовым светом, в первом варианте осуществления. Зоны 13 также принадлежат поверхности печатающего элемента, которая имеет отверстия сопел. Каждая из зон 13 составляет часть соответствующего продольного конца поверхности, имеющей отверстия сопел, как и каждая из зон 11 в первом варианте осуществления. Этот вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления тем, что зоны 13, эквивалентные зонам 11 в первом варианте осуществления, существенно меньше по размеру в направлении, перпендикулярном рядам отверстий сопел, чем зоны 11; они продолжаются лишь в окрестностях концов рядов 143М отверстий сопел. Расстояние L от продольного конца ряда 143М отверстий сопел до соответствующей зоны 13 является таким же, как расстояние L в первом варианте осуществления, которое составляет 0,2 мм (L=0,2). Зоны 13 облучали ультрафиолетовым светом, плотность энергии которого составляла 70 Дж/см, а защитную ленту 138 наклеивали на поверхность печатающего элемента 133, которая имеет отверстия сопел, таким образом, что по меньшей мере одна из зон 13 оказывалась покрытой защитной лентой 138.
Защитная лента 138 в этом варианте осуществления снабжена слоем клея более клейким, чем слой клея защитной ленты 138 в первом варианте осуществления; сопротивление отслаиванию защитной ленты 138 в этом варианте осуществления, наклеенной на зоны 13 (свойства которых были изменены) печатающего элемента 133, составляло 100 Н/м. Хотя зоны 13 в этом варианте осуществления были созданы путем облучения поверхности печатающего элемента 133 ультрафиолетовым светом, в виде точечного облучения конкретных зон поверхности печатающего элемента 133, с точки зрения сопротивления защитной ленты 138 отслаиванию применительно к зонам 13 было достаточно, чтобы защитная лента 138 не отслаивалась от зон 13, а также, чтобы не возникала проблема, заключающаяся в возможной утечке чернил за счет локального отделения защитной ленты 138 от зон 13. Иными словами, печатающая головка для струйной печати в этом варианте осуществления оказалась способной выдерживать жесткие условия обычной эксплуатации.
Картридж для струйной печати, показанный на фиг. 10, который имеет меньшую зону поверхности, в которой изменились свойства, чем печатающая головка для струйной печати, показанная на фиг. 5, обладает нижеследующими преимуществами над картриджем для струйной печати, показанным на фиг. 5.
То есть размеры зоны (зон), подлежащей (подлежащих) обработке для достижения изменений свойств, у первого из них меньше, чем у последнего, и поэтому их проще обрабатывать. Кроме того, обработку первого из них ведут только на малом центральном участке поверхности печатающего элемента, имеющей отверстия сопел, в направлении, перпендикулярном рядам отверстий сопел. Следовательно, величина силы, которую нужно приложить, чтобы отслоить защитную ленту 138 от печатающего элемента 138, относительно мала в начале отслаивания. Когда линия раздела между защитной лентой 138 и печатающим элементом достигает зон 13, сопротивление отслаиванию временно возрастает и остается на этом уровне во время отслаивания защитной ленты 138 от зон 13. Затем, когда упомянутая линия раздела минует зоны 13, сопротивление отслаиванию снова снижается. Иными словами, защитная лента 138 первого из упомянутых картриджей легко отслаивается в начале операции отслаивания, затем сопротивление немного увеличивается при дальнейшем отслаивании ленты, а затем сразу же падает до нуля. Таким образом, в случае картриджа для струйной печати в этом варианте осуществления не возникает ситуация непреднамеренного выталкивания чернил из сопел за счет действий пользователя. Кроме того, зоны 13, поверхностные свойства которых изменились, имеют большее сродство к чернилам и поэтому чернилам легче прилипнуть к ним, когда картридж для струйной печати устанавливают в печатающее устройство. Однако зоны 13, то есть в этом варианте осуществления - участок поверхности печатающего элемента, свойства которого изменились, меньше по размеру, и поэтому вероятность скопления чернил в зонах 13 меньше, чем в зонах 11, то есть на том участке поверхности печатающего элемента в первом варианте осуществления, свойства которого изменились.
Далее будет описан способ изменения поверхностных свойств зон, показанных на фиг. 10. Этот способ отличается тем, что ультрафиолетовый свет, который использован для жесткого крепления печатающего элемента 133 к электрической монтажной плате 130, применяется в качестве ультрафиолетового света, которым облучают зоны, показанные на фиг. 10, для повышения в этих зонах сопротивления защитной ленты 138 отслаиванию от них.
На фиг.11 представлено схематическое перспективное изображение нижней части Cl-картриджа для струйной печати, лучше иллюстрирующее способ изготовления картриджа для струйной печати в этом варианте осуществления. Узел F удерживается на контейнере 137 чернил посредством фиксирующего механизма 15, точно позиционированного относительно контейнера 137 чернил с использованием тех участков контейнера 137 чернил, которыми контейнер 137 чернил снабжен для точного позиционирования узла F относительно контейнера 137 чернил. Перед креплением узла F к контейнеру 137 чернил, участок контейнера 137 чернил, к которому надлежит прикрепить узел F, покрывают клеем, который отверждается ультрафиолетовыми лучами. Печатающий элемент 133 облучают в течение предварительно заданного интервала времени ультрафиолетовым светом, пропущенным сквозь оптические волокна 145, и затем жестко крепят к контейнеру 137 чернил. Затем жестко крепят электрическую монтажную плату 130 к контейнеру 137 чернил. То есть размещают электрическую монтажную плату 130 на контейнере 137 чернил и подводят тепло к совокупности электрической монтажной платы 130 и контейнера 137 чернил, прикладывая при этом давление к электрической монтажной плате 130 с использованием плоского приспособления, называемого рогом.
Чтобы в зонах 14 повысить сопротивление защитной ленты отслаиванию относительно этих зон 14, зоны 14 облучают ультрафиолетовым светом в то же время, когда вышеупомянутый клей облучается ультрафиолетовым светом для жесткого крепления печатающего элемента 133. Во время этого этапа боковые поверхности фиксирующего механизма 15 также облучаются ультрафиолетовым светом. Иными словами, фиксирующий механизм 15 блокирует ультрафиолетовый свет, предотвращая, таким образом, облучение участков с отверстиями сопел печатающего элемента ультрафиолетовым светом.
Как описано выше, в этом варианте осуществления картридж для струйной печати обладает преимуществом большей адгезии защитной ленты к зонам 14 печатающего элемента за счет облучения зон 14 ультрафиолетовым светом в то же время, когда вышеупомянутый клей облучается ультрафиолетовым светом для жесткого крепления печатающего элемента 133. Таким образом, в картридже для струйной печати можно увеличить адгезию защитной ленты к печатающему элементу 133 без обязательного проведения технологического этапа, предназначенного для облучения печатающего элемента 133 ультрафиолетовым светом.
Также очевидно, что в первом и втором вариантах осуществления поверхность печатающей головки, имеющую отверстия сопел, можно облучать ультрафиолетовым светом на этапе временного крепления печатающего элемента 133 к контейнеру 137 чернил.
3 Вариант осуществления
На фиг. 12 представлен схематический вид в плане картриджа для струйной печати в третьем варианте осуществления настоящего изобретения. Картридж для струйной печати в этом варианте осуществления снабжен защитной лентой 128, которая наклеена на печатающий элемент 123, как была наклеена защитная лента 128 в первом и втором вариантах осуществления. Картриджем для струйной печати в этом варианте осуществления является Bk-картридж 103. Этот вариант осуществления (включая устройства, используемые для тестирования картриджа для струйной печати) является таким же, как первый и второй варианты осуществления, за исключением зон поверхности печатающего элемента, облучаемых ультрафиолетовым светом. То есть в этом варианте осуществления поверхность печатающего элемента, которая имеет отверстия сопел, облучают ультрафиолетовым светом таким образом, что лишь зоны поверхности, наиболее подходящие для решения задач настоящего изобретения, облучаются ультрафиолетовым светом.
2
Позицией 21 обозначена зона поверхности печатающего элемента 133, которую облучают ультрафиолетовым светом в этом варианте осуществления. Зоны 21 находятся на продольных концах печатающего элемента 123. Между зонами 21 и ближайшими отверстиями сопел, то есть отверстиями сопел на концах ряда отверстий сопел, предусмотрен промежуток, размер которого относительно направления, параллельного рядам отверстий сопел, составляет N. Следовательно, даже если чернила скапливаются в зоне 21 (потому что зона 21 обладает меньшей способностью к отталкиванию чернил, достигаемой за счет облучения ультрафиолетовым светом), чернила не воздействуют на отверстия сопел. В этом варианте осуществления расстояние N задают как можно больше, но чтобы при этом не возникали конструкторские проблемы, связанные с печатающим элементом 133. В этом варианте осуществления оно было задано равным 0,42 мм (N=0,42 мм). Зоны 21 облучали ультрафиолетовым светом, плотность энергии которого составляла 70 Дж/см, как и у ультрафиолетового света, используемого в других вариантах осуществления, а защитную ленту 128 наклеивали на поверхность печатающего элемента 123, которая имеет отверстия сопел, таким образом, что по меньшей мере одна из зон 21 оказывалась покрытой защитной лентой 128.
В данном случае разность по величине между расстоянием N и расстоянием L (=0,2 мм), которое является расстоянием между зоной 11 и соответствующим концом каждого ряда отверстий сопел в первом варианте осуществления, и расстоянием L во втором варианте осуществления, возникает из-за различий в конструкции между печатающим элементом для Cl-картриджа и печатающим элементом для Bk-картриджа. То есть с точки зрения конструкции утечка чернил в зоне, которую облучали ультрафиолетовым светом, и в конце каждого ряда отверстий сопел в Bk-картридже более вероятна, чем в Cl-картридже. Поэтому расстояние N сделали больше, чем расстояние L (L<N).
Когда конкретные зоны продольных концевых участков поверхности печатающего элемента 123, на которые была наклеена защитная лента 128, облучали ультрафиолетовым светом, как описано выше, поверхность этих зон, которые обладали способностью отталкивать чернила, приобретала повышенную стойкость адгезии защитной ленты 128 к этим зонам. В результате, когда защитная лента 128 была наклеена на печатающий элемент 123, стойкость адгезии между защитной лентой 128 и печатающим элементом 123 становилась достаточной (то есть адгезия оказывалась не достаточно сильной, чтобы повредить участки с отверстиями сопел печатающего элемента при отслаивании защитной ленты для предотвращения отслаивания защитной ленты от картриджа для струйной печати в процессе изготовления или транспортировки картриджа для струйной печати, и при этом достаточно слабой для обеспечения легкого отслаивания защитной ленты, когда необходимо отслоить защитную ленту).
4 Вариант осуществления
На фиг.13 представлен чертеж картриджа для струйной печати в четвертом варианте осуществления настоящего изобретения. Печатающий элемент 133 покрыт защитной лентой 138, которая наклеена на него так же, как в первом, втором и третьем вариантах осуществления. Картриджем для струйной печати в этом варианте осуществления является Cl-картридж. Этот вариант осуществления (включая устройства, используемые для тестирования этого картриджа) является приблизительно таким же, как первый вариант осуществления, за исключением расположения защитной ленты 138; этот вариант осуществления отличается расположением защитной ленты 138. То есть в первом варианте осуществления защитную ленту 138 наклеивали на печатающий элемент таким образом, что защитная лента 138 не охватывала уплотнитель 134 для электрического соединения. Однако в рассматриваемом варианте осуществления защитную ленту 138 наклеивают на печатающий элемент таким образом, что защитная лента 138 покрывает уплотнитель 134 в дополнение к печатающему элементу. В направлении, перпендикулярном поверхности печатающего элемента, на который наклеена защитная лента 138, уплотнитель 134 немного выше, чем эта поверхность печатающего элемента. Таким образом, если защитную ленту 138 наклеивают на картридж для струйной печати, делая это так, как предлагается в данном варианте осуществления, то есть так, чтобы покрыть уплотнитель, а также поверхность печатающего элемента, но с использованием способа, соответствующего известному уровню техники, то защитная лента не удерживается, так как упругость слоя подложки защитной ленты 138 вызывает отделение защитной ленты 138 от поверхности печатающего элемента. Однако настоящее изобретение дает возможность повысить стойкость адгезии защитной ленты 138 к поверхности печатающего элемента, имеющей отверстия сопел, в картридже для струйной печати. Следовательно, даже если защитную ленту 138 наклеивают на картридж для струйной печати так, что она покрывает уплотнитель, а также печатающий элемент, не возникает ситуация, в которой упругость слоя подложки защитной ленты 138 вызывает отслаивание защитной ленты 138 от поверхности картриджа для струйной печати; лента остается устойчиво прилипшей к печатающему элементу и поэтому поддерживает отверстия сопел покрытыми. Кроме того, в этом варианте осуществления адгезия защитной ленты 138 к печатающему элементу оказывается достаточно сильной, чтобы предотвратить отслаивание (спадание) защитной ленты 138 от картриджа для струйной печати при изготовлении или транспортировке картриджа для струйной печати, кроме того, позволяет пользователю легко отслоить защитную ленту 138. Помимо этого, упомянутая адгезия не достаточно сильна, чтобы вызывать повреждения участков с отверстиями сопел при отслаивании защитной ленты пользователем.
В данном случае в вышеописанных предпочтительных вариантах осуществления, ультрафиолетовые лучи используются в качестве средства изменения свойств поверхности, на которую надлежит наклеивать защитную ленту, чтобы увеличить стойкость адгезии защитной ленты к поверхности. Вместе с тем, таким средством не обязательно должны быть ультрафиолетовые лучи. То есть можно использовать средство, отличное от ультрафиолетовых лучей, при условии, что оно позволяет изменить свойства поверхности, на которую надлежит наклеивать защитную ленту. Например, такую поверхность можно облучать плазмой.
Печатающий элемент, упоминаемый в описании предпочтительных вариантов осуществления, приведенных выше, может включать в себя подложку, выполненную из кремния или аналогичного материала, электрическую монтажную плату и соединительный участок (соединительные участки), который соединяет подложку и электрическую монтажную плату.
Картридж для струйной печати, к которому применимо настоящее изобретение, представляет собой неразъемную совокупность печатающей головки для струйной печати и контейнера чернил. Когда картридж для струйной печати этого типа оказывается полностью израсходованным, пользователю надлежит заменить этот картридж. За последние годы в связи с потребностями защиты окружающей среды стала очевидной потребность в исследовании программы повторного использования израсходованных картриджей для струйной печати этого типа.
Картридж для струйной печати, который выполнен в форме неразъемной совокупности печатающей головки для струйной печати и контейнера чернил, в течение некоторого интервала времени после использования остается увлажненным чернилами на той его поверхности, которая имеет отверстия сопел. Эти чернила на той поверхности картриджа для струйной печати, которая имеет отверстия сопел, высыхают со временем. Так после истечения некоторого интервала времени (например, нескольких недель) поверхность будет покрыта затвердевшими чернилами.
Печатающие головки, находящиеся в вышеописанном состоянии, очищали, после чего измеряли количество кислорода на той поверхности каждой печатающей головки, которая имела отверстия сопел. На фиг.14 показаны результаты измерения (после того, как чернила в картридже для струйной печати были полностью израсходованы на печать рисунка, при получении которого коэффициенты использования cyan, magenta и yellow чернил составляли 7,5%, количество кислорода измеряли с помощью того же способа, который использовали для анализа (результаты которого показаны на фиг.9) количества кислорода на поверхности печатающего элемента, имеющей отверстия сопел). Из фиг.14 следует очевидное подтверждение того, что зона, поверхностные свойства которой изменились, осталась имеющей большее количество кислорода, чем остальная часть поверхности (в данном случае, расстояние между зоной, облученной ультрафиолетовым светом, и ближайшей к ней точкой, в которой количество кислорода является таким же, как количество кислорода в облученной зоне, оказывается короче по сравнению с результатами, показанными на фиг. 9, а зона, отмеченная как облученная ультрафиолетовым светом, эквивалентна расстоянию 3 мм на фиг.9). Как показано на фиг. 15, величина сопротивления отслаиванию остается такой же, как величина сопротивления отслаиванию, которое защитная лента имела сразу же после того, как ее наклеили. Сопротивление защитной ленты отслаиванию измеряли в состоянии, когда поверхность печатающего элемента, которая имела отверстия сопел, была увлажнена чернилами (через три недели после непрерывной печати), а также после высыхания чернил (через три месяца после непрерывной печати). Когда защитную ленту наклеивали на печатающий элемент, находившийся в этих состояниях, незначительное количество чернил, которое оставалось в соплах или аналогичных местах, вытекало и увлажняло поверхность, на которую наклеивали защитную ленту. Таким образом, сопротивление отслаиванию было исключительно малым.
Таким образом, при повторном использовании картриджей для струйной печати очень важно тщательно очищать поверхность печатающего элемента каждого картриджа, имеющую отверстия сопел.
Как описано выше, изменение конкретной зоны поверхности печатающего элемента печатающей головки для струйной печати, которая имеет отверстия для сопел, выгодно тем, что это может придать обычной защитной ленте (защитной ленте в соответствии с известным уровнем техники) надлежащую величину сопротивления отслаиванию по отношению к поверхности, имеющей отверстия сопел, без изменения защитной ленты.
В данном случае устройство, использовавшееся для измерения величины сопротивления отслаиванию в этом варианте осуществления, имело погрешность приблизительно 10%. Очевидно, что на количественное значение сопротивления защитной ленты отслаиванию по отношению к заданной поверхности влияет уровень адгезионной способности защитной ленты. Кроме того, устройство, использовавшееся для тестирования картриджей в предпочтительных вариантах осуществления, описанных выше, может правильно показывать зависимость, в соответствии с которой сопротивление защитной ленты отслаиванию больше, когда ее наклеивают на ту зону поверхности картриджа для струйной печати, свойства которой изменены, чем когда ее наклеивают на ту зону поверхности картриджа для струйной печати, свойства которой не изменены.
Промышленная применимость
Данное изобретение обеспечивает печатающую головку для струйной печати, имеющую выпускные отверстия для выбрасывания и должным образом защищенную без использования специальных способов и специального технологического оборудования для изготовления этой печатающей головки для струйной печати и без изменения адгезионной способности защитной ленты, и основная задача изобретения состоит в том, чтобы разработать печатающую головку для струйной печати.
Хотя изобретение описано со ссылками на предложенные конструкции, оно не ограничивается приведенными подробностями, и эту заявку следует считать охватывающей такие модификации или изменения, которые могут находиться в рамках, соответствующих назначению усовершенствований, описанных в нижеследующей формуле изобретения, или ее объему притязаний.