噴墨打印機(jī)墨盒再填充專利技術(shù)分析

吳輝

摘 要：本文介紹了噴墨打印機(jī)墨盒再填充技術(shù)的技術(shù)背景以及市場(chǎng)需求，闡述了墨盒再填充技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)以及研究方向，并對(duì)其噴墨打印機(jī)墨盒再填充的相關(guān)專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：噴墨打印機(jī)；墨盒；再填充；負(fù)壓

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.246

隨著噴墨打印技術(shù)及油墨的發(fā)展，噴墨打印機(jī)已由最初的單色黑白打印機(jī)發(fā)展為現(xiàn)在的多色彩色打印機(jī)，相應(yīng)的，打印機(jī)上安裝的墨盒數(shù)量也隨之增加，而噴墨打印技術(shù)的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是體積的小型化，隨之，由于存儲(chǔ)墨水的墨盒的體積也必須趨于小型，從而直接導(dǎo)致墨盒的使用時(shí)間變短，而大多數(shù)墨盒為一次性使用的消耗品，因此，用戶在更換墨盒時(shí)通常會(huì)將廢舊墨盒丟棄，而墨盒的主要材質(zhì)多為帶有電子元件的塑料，不可自然降解，既浪費(fèi)資源又破壞環(huán)境。

現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)墨盒的回收再利用主要體現(xiàn)在兩大方面，一方面是對(duì)墨盒上電子芯片兼容性的改進(jìn)。另一方面是對(duì)于墨量耗盡的墨盒進(jìn)行墨的再填充，使其實(shí)現(xiàn)重復(fù)循環(huán)使用。噴墨打印機(jī)的墨盒分為一體式墨盒和分體式墨盒，一體式墨盒的噴墨頭與儲(chǔ)墨腔合二為一，且噴墨頭設(shè)置在墨盒的墨水供應(yīng)部上，分體式墨盒與一體式墨盒相反，噴墨頭與儲(chǔ)墨腔彼此分離，儲(chǔ)墨腔僅容納墨水，噴墨頭則設(shè)置在噴墨打印機(jī)的字車上，墨水消耗完畢后窒息要更換儲(chǔ)墨腔，而不需要更換噴墨頭。分體式墨盒因?yàn)槠涓鼡Q的便利性更加受到人們的青睞。

1 噴墨打印機(jī)墨盒再填充技術(shù)概述

噴墨打印機(jī)墨盒再填充技術(shù)所需要的設(shè)備種類比較多。較為早期的噴墨用打印墨盒并沒有設(shè)置專門的注墨通道，僅僅在墨盒上設(shè)置了常規(guī)的出墨口及通氣孔，出墨口是當(dāng)墨盒安裝到打印機(jī)上時(shí)與打印頭連接，使得墨盒內(nèi)的墨通過打印頭噴射到記錄介質(zhì)上，通氣孔一般與大氣連通，為了在墨盒使用時(shí)保持墨盒內(nèi)壓力的平衡，以使得墨盒想打印頭供墨流暢，對(duì)于這類墨盒，一般采用通氣孔加墨的注墨方式（GRAPHIC UTILITIES，INC. 申請(qǐng)?zhí)枺篜CT/US92/04105 申請(qǐng)日：1992.05.15），從通氣孔加墨時(shí)，將有通氣孔的一面向上放平，用工具對(duì)通氣孔進(jìn)行擴(kuò)張以便于注墨針的插入，將注墨針插入通氣孔，對(duì)其進(jìn)行墨的填充，由于通氣孔通常較小，所以此種注墨速度較慢，且油墨容易從通氣孔溢出，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并在一定程度是損壞了墨盒通氣孔對(duì)油墨的阻擋作用。

因此，隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了通過專門的注墨空加墨的墨盒再填充方式，首先出現(xiàn)的是鉆孔注墨（王裕興 申請(qǐng)?zhí)枺?7115053.2 申請(qǐng)日：1998.02.25），首先以適當(dāng)?shù)姆饪谖锛忾]個(gè)墨水出口及通氣孔，在利用以鉆孔機(jī)構(gòu)在墨盒的適當(dāng)位置處由外向內(nèi)開設(shè)再生孔，由再生孔經(jīng)注填器向內(nèi)填充適量墨水，填充完成后再以封口物件封閉所開注墨孔，下次注墨時(shí)再重新開孔。此種墨盒再填充方式在進(jìn)行每次填充時(shí)都需要對(duì)其進(jìn)行重新打孔，操作繁瑣，且因墨盒的體積較小，經(jīng)過多次鉆孔之后，會(huì)導(dǎo)致墨盒的強(qiáng)度下降，不利于打印的穩(wěn)定及墨盒的長期使用。

為了解決上述技術(shù)問題，出現(xiàn)了專門設(shè)置有注墨口的墨盒（劉文瑩 申請(qǐng)?zhí)枺?9204817.6 申請(qǐng)日：1999.02.14），此時(shí)將裝有補(bǔ)充墨水的墨水瓶插入注墨孔中，通過擠壓的方式實(shí)現(xiàn)墨水的注入。

由于墨盒上通氣孔的存在，隨著墨盒內(nèi)部墨水的消耗，會(huì)有一部分空氣進(jìn)入墨盒內(nèi)部，而在進(jìn)行墨盒的再填充時(shí)，應(yīng)首先將墨盒內(nèi)的空氣排出，才能順利實(shí)現(xiàn)油墨的再填充。上述專利中，其通過擠壓墨水瓶的方式實(shí)現(xiàn)空氣的對(duì)流以排出空氣，但此種方式對(duì)于空氣的排出并不徹底，進(jìn)而導(dǎo)致油墨填充的不徹底，另外，由于在填充過程中墨盒內(nèi)存在較多空氣，導(dǎo)致填充時(shí)油墨容易從墨盒的出墨口泄露，因此，近些年來，負(fù)壓抽吸式墨盒再填充方式得到了越來越多的應(yīng)用（（SHAF ） SHARP KK SHARP KK 申請(qǐng)?zhí)枺篔P2001-83048 申請(qǐng)日：2001.03.22；珠海納思達(dá)電子科技有限公司 申請(qǐng)?zhí)枺篊N200910109293 申請(qǐng)日：20090805）。

隨著技術(shù)的發(fā)展，使用的灌墨、抽吸裝置也越來越精密且易于操作，灌墨工具由原始的擠壓式逐漸發(fā)展為現(xiàn)在多用的活塞式，空氣排出方式由原來的擠壓對(duì)流排出發(fā)展為現(xiàn)在的由專用抽吸器抽出，使得空氣排出更徹底。而國內(nèi)外企業(yè)及個(gè)人針對(duì)墨盒再填充時(shí)墨水易泄露的問題，也進(jìn)行了深入的研究，使得墨盒填充裝置的體積也越來越趨于小型化的同時(shí)，填充效果也越來越好。

2 噴墨打印機(jī)墨盒再填充技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)狀況分析

2.1 全球?qū)＠暾?qǐng)狀況分析

圖1為噴墨打印機(jī)墨盒再填充技術(shù)全球的專利申請(qǐng)量趨勢(shì)圖。由圖可見，申請(qǐng)量主要集中在1992年之后，在1992年之前，由于打印機(jī)技術(shù)仍處于起步狀態(tài)，因此，人們并未面臨墨盒消耗所帶來的問題，而隨著打印機(jī)技術(shù)的日漸成熟，在1992年之后，墨盒再填充的專利申請(qǐng)量有了大幅度提升，隨著打印機(jī)應(yīng)用的普及性，隨之而來的是對(duì)墨盒等打印耗材的巨大需求，因此，在2003年之后，對(duì)墨盒再填充技術(shù)的研究也進(jìn)入新的高峰。

2.2 中國專利申請(qǐng)狀況分析

墨盒作為打印機(jī)行業(yè)最主要的耗材之一，對(duì)廢棄墨盒的再制造及再利用也越來越受到國內(nèi)外耗材生產(chǎn)企業(yè)的重視。我國的一些企業(yè)也一直致力與墨盒的回收再利用。墨盒的回收再利用不僅僅有助于環(huán)境的保護(hù)，對(duì)企業(yè)來說，還存在巨大的經(jīng)濟(jì)利潤。尤其是現(xiàn)在我國已成為全球打印機(jī)耗材的重要生產(chǎn)基地，對(duì)噴墨打印機(jī)墨盒的再填充技術(shù)市場(chǎng)潛力巨大，也相應(yīng)促進(jìn)了墨盒的再填充技術(shù)在我國的發(fā)展，因此，世界及我國的噴墨打印機(jī)生及相關(guān)耗材產(chǎn)商都想從我國墨盒再填充市場(chǎng)的大蛋糕上分一杯羹，激烈的競(jìng)爭(zhēng)同時(shí)也影響著墨盒再填充領(lǐng)域的專利分布情況。

2.2.1 中國噴墨打印機(jī)墨盒再填充技術(shù)歷年的申請(qǐng)狀況

圖2是我國在墨盒再填充領(lǐng)域每年的專利申請(qǐng)量，2000年以前噴墨墨盒再填充術(shù)專利申請(qǐng)量較少，墨盒回收循環(huán)使用技術(shù)處于萌芽期，隨著噴墨打印技術(shù)的發(fā)展，在2001年到2003年期間對(duì)墨盒循環(huán)使用的研究明顯加快，而2004年以后，噴墨打印機(jī)更加普及，隨之而來的是對(duì)墨盒等耗材需求量的增大，同時(shí)也促使我國對(duì)墨盒再填充技術(shù)研究的急劇攀升，在2008年至2010年達(dá)到頂峰，隨著墨盒再填充技術(shù)趨于成熟，其申請(qǐng)量在2010年后出現(xiàn)穩(wěn)步回落，而伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及人們環(huán)保理念的深入，墨盒的再填充技術(shù)的專利申請(qǐng)量在近期又有了明顯回升。

2.2.2 噴墨打印機(jī)墨盒再填充技術(shù)中國專利申請(qǐng)主要申請(qǐng)人

我國噴墨打印機(jī)墨盒再填充技術(shù)的專利申請(qǐng)多集中于長三角和珠三角一帶，尤其是廣東地區(qū)的申請(qǐng)數(shù)量遙遙領(lǐng)先于全國其他省份，這也體現(xiàn)了廣東地區(qū)在打印行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。從圖3中可以看出，國內(nèi)的珠海天威公司及珠海納思達(dá)公司的申請(qǐng)量較多，珠海納思達(dá)和珠海天威是國內(nèi)較為成熟的打印機(jī)耗材企業(yè)，同時(shí)也進(jìn)一步反應(yīng)了珠三角一帶打印領(lǐng)域的發(fā)展。日本的精工愛普生株式會(huì)社、及兄弟工業(yè)株式會(huì)社的申請(qǐng)量頁較為客觀，其原因在于日本的打印機(jī)領(lǐng)域處于世界先進(jìn)水平，同時(shí)也可看出日本公司對(duì)中國打印機(jī)耗材市場(chǎng)的重視。從圖中還能發(fā)現(xiàn)，在墨盒的再填充技術(shù)領(lǐng)域中，個(gè)人申請(qǐng)的比重也不可忽視，隨著打印機(jī)的小型化，家庭用打印機(jī)也越來越普遍，而墨盒作為打印機(jī)最主要的耗材，國內(nèi)也有不少個(gè)人看重了墨盒在填充循環(huán)使用的商機(jī)，同時(shí)，也反映出我國民眾知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)的提高，及發(fā)明創(chuàng)新的積極性。

3 結(jié)語

分析表明，噴墨打印機(jī)墨盒再填充技術(shù)是與原生墨盒的結(jié)構(gòu)及噴墨打印機(jī)的普及密切相關(guān)的，隨著噴墨打印機(jī)的普及，民眾對(duì)打印耗材的需求量也急劇攀升，墨盒作為打印機(jī)最主要的耗材之一，其多為一次性消耗品，這導(dǎo)致打印機(jī)使用者的使用成本過大，無形中催生了墨盒再填充技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展。而墨盒再填充是實(shí)現(xiàn)墨盒循環(huán)再利用的關(guān)鍵，隨著綠色打印理念的提出及國家與政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，廢舊物的循環(huán)再利用已成為勢(shì)不可擋的趨勢(shì)，這在一定程度是也促進(jìn)了墨盒再填充技術(shù)的發(fā)展。

我國目前在噴墨打印機(jī)墨盒再填充方面的專利申請(qǐng)?zhí)幱谂畈?，且隨著國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)墨盒再填充技術(shù)的需求，了解國內(nèi)的這一技術(shù)領(lǐng)域的專利發(fā)展情況無論對(duì)于專利實(shí)質(zhì)審查工作還是掌握企業(yè)的發(fā)展方向都具有一定的指導(dǎo)作用。

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