專利名稱：帶有溢出通道的墨盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來將液體墨水供應(yīng)到熱噴墨打印設(shè)備中的打印頭的盒。
背景技術(shù)：
熱噴墨打印在本領(lǐng)域中已眾所周知。美國專利N0.5,997,121介紹了這種打印的幾個(gè)方面。
在現(xiàn)有的熱噴墨打印中，打印頭包括一個(gè)或多個(gè)與一個(gè)相對(duì)較小供應(yīng)腔連通的墨水充填溝道，或者在一端有集流腔，而在相對(duì)端具有一個(gè)被稱之為噴嘴的開口。在根據(jù)要求滴落的熱噴墨打印機(jī)的當(dāng)前實(shí)際實(shí)施例中，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在打印頭噴嘴內(nèi)的墨水壓力保持在一個(gè)預(yù)定的計(jì)示壓力范圍內(nèi)時(shí)打印機(jī)工作最為有效。具體地說，在操作期間當(dāng)一個(gè)單獨(dú)噴嘴或者整個(gè)打印頭不能噴出墨滴時(shí)，在每個(gè)噴嘴中以及所延伸的打印頭的墨水供應(yīng)管道內(nèi)有一定的負(fù)壓或者說“背壓”是十分重要的。產(chǎn)生和保持這種背壓的特征在美國專利No.5,289,212中進(jìn)行過介紹，其內(nèi)容在此用作為參考。
墨水從一個(gè)墨盒被供應(yīng)到打印頭。墨盒包括一個(gè)墨水源，該墨盒一般構(gòu)型為以保持所需的負(fù)壓。墨盒一般為用戶可更換的與打印設(shè)備的打印頭匹配單元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種流體盒，例如一種用于噴墨打印頭的墨盒。該墨盒包括一個(gè)外殼，所述外殼具有許多壁以確定一個(gè)內(nèi)腔。一個(gè)通氣孔穿透外壁之一以提供進(jìn)入內(nèi)腔的流體流通。一個(gè)貫穿外殼的其中一壁的排出孔提供進(jìn)入內(nèi)腔的流體連通。一個(gè)流體通道具有一個(gè)接近通氣孔的第一端以及一個(gè)接近內(nèi)腔的排出孔的第二端。


圖1是采用本發(fā)明一個(gè)特定實(shí)施例的一個(gè)示例性墨水容器的透視圖，并以虛線顯示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖2是使用本發(fā)明的一個(gè)墨盒的側(cè)剖圖。
圖3是使用本發(fā)明的一個(gè)墨盒的頂視圖。
圖4是沿圖2的4-4線剖切的使本發(fā)明具體化的一個(gè)墨盒的橫截面圖。
圖5是沿圖2的5-5線剖切的體現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)墨盒的橫截面圖。
而圖6是體現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)墨盒的底視圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1和2，一個(gè)流體盒10，具體地說是一個(gè)與熱噴墨打印頭一起使用的墨盒，包括一個(gè)外殼12。在圖1中，該盒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以虛線顯示。圖2是一個(gè)側(cè)剖圖。外殼12由一個(gè)用于一個(gè)部分的頂壁14、一個(gè)用于另一個(gè)部分的頂壁15、許多側(cè)壁16(在圖示實(shí)施例中為四個(gè)側(cè)壁)以及一個(gè)底壁18構(gòu)成，從而包成一內(nèi)部空腔。所圖示實(shí)施例中頂壁14的形狀為矩形，具有一個(gè)長尺寸和一個(gè)短尺寸。盒的尺寸由所期望的外殼內(nèi)部容量決定。盡管所顯示的為矩形，但是也可使用其它形狀，這由該盒所要裝入的打印頭確定。
在圖示的實(shí)施例中，一塊從頂壁14朝底壁18延伸的隔板20將內(nèi)腔隔離成一個(gè)芯腔22和一個(gè)自由墨水腔24。一個(gè)流體通道30連接芯腔和自由墨水腔。在所描述的實(shí)施例中，流體通道30由一個(gè)在外殼底壁18和隔板壁20底邊緣之間的縫隙構(gòu)成。
構(gòu)成流體或者說墨水腔的外殼壁15、16、18被整體地形成或密封，從而，使得除非通過流體通道30和芯腔22，在流體腔和周圍環(huán)境之間沒有液體連通。在該優(yōu)選實(shí)施例中，外殼的頂壁和側(cè)壁14、15、16整體構(gòu)形，而且除了通過芯腔22的頂壁14的一個(gè)單獨(dú)通氣孔60之外沒有開口。頂壁和側(cè)壁可使用注模技術(shù)由例如聚丙烯之類的塑料模制而成。然而，熟知本項(xiàng)技術(shù)的人們會(huì)認(rèn)識(shí)到，也能用其他材料和制造技術(shù)來成形外殼。
一個(gè)排出孔40貫穿構(gòu)成外殼芯腔22的其中一壁。該排出孔40提供盒與打印頭其它部分互相配合的位置，而且通過該位置墨水從盒供應(yīng)到噴墨打印頭。排出孔可以穿透芯腔底壁18，該底壁與頂壁14大體相對(duì)。然而，排出孔還可穿透外殼的其中一側(cè)壁16。在其中一側(cè)壁內(nèi)的排氣孔最好位于側(cè)壁下部，并靠近盒底面。
一個(gè)封條50覆蓋住排出孔40，直至該盒被安裝在打印設(shè)備的打印頭中。例如，金屬帶、箔或者墨水不能滲透的其它材料被放置在具有排出孔40的壁18外表面上，以便覆蓋排出孔，并被密封在底壁外表面上。封條50是可去除的，因此用戶能在將盒插入打印頭之前將其去除。封條50的一個(gè)延伸端超出底壁18的端部。當(dāng)用戶即將把盒裝入打印頭時(shí)，用戶能抓住該延伸端以便從底壁18去除該帶。然而，在某些結(jié)構(gòu)中，封條可保留在應(yīng)有位置，并在盒被安裝以便用于打印設(shè)備時(shí)由打印頭刺透或以別的方式穿透。
一個(gè)通氣孔60延伸穿過芯腔的頂壁14，因此在芯腔內(nèi)部的壓力與周圍環(huán)境的大氣壓力相同。除了通過在墨水腔和芯腔之間并通過芯腔的流體通道30之外，墨水腔24最好與周圍環(huán)境沒有流體連通。一根通氣管61從通氣孔60伸入芯腔內(nèi)部。
一個(gè)墨水保持元件，例如一個(gè)芯62，基本上充滿芯腔22的內(nèi)部。熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人們熟知適用于液體墨盒之類流體供應(yīng)盒的芯材料。例如，聚醚泡沫材料可用作芯62。當(dāng)用液體(例如墨水)浸透芯材料時(shí)，芯材料有助于保持使打印頭正確工作的負(fù)壓。因此，用于不同打印設(shè)備結(jié)構(gòu)的具體材料可以是不同的。
墨水腔24基本上不含墨水保持材料。儲(chǔ)存在墨水腔24內(nèi)的液體墨水從墨水腔通過流體通道30被輸送到芯62。墨水根據(jù)需要通過排出孔40釋放以便給打印頭供應(yīng)用于打印的墨水。
在隔板20芯腔側(cè)的多個(gè)垂直溝槽66從通道30向上延伸。溝槽66有助于將墨水分配到芯62之中。
在外殼內(nèi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)64防止芯材料接觸通氣管61和孔60。防止芯材料62和通氣孔60之間的接觸，從而減少墨水通過通氣孔的可能泄漏。這種結(jié)構(gòu)在與本發(fā)明同日提出申請(qǐng)的，被轉(zhuǎn)讓給與本申請(qǐng)相同受讓人的，帶有施樂(Xerox)公司代理人標(biāo)志No.D/A0764，發(fā)明者為丹尼斯.M.倫蓋爾(Dennis M.Lengyel)和希普.H.阮(HiepH.Nguyen)而且題為《帶有凹入充填孔和墨水容器通氣孔的液體墨盒》的均未結(jié)案的專利申請(qǐng)中被介紹過，因此將該申請(qǐng)收編于此作為參考。然而，在此介紹的結(jié)構(gòu)能被成功地使用于除在所引用參考的專利申請(qǐng)中描述的盒以外的各種盒結(jié)構(gòu)。
一個(gè)流體通道從通氣孔60延伸到墨盒外殼外部的另一位置，該位置最好接近或者在排出孔40處。在所描述的實(shí)施例中，該流體通道的一個(gè)第一部分由一個(gè)在外殼頂壁14的外表面內(nèi)的凹槽70構(gòu)成。因此，穿透外殼頂壁的通氣孔60與凹槽70接合。根據(jù)所描述的實(shí)施例，凹槽70圍繞該通氣孔并呈細(xì)長狀，基本上沿著外殼頂壁的長度延伸。在圖1所示的實(shí)施例中，凹槽包含外殼頂壁的基本部分。然而，在一些大墨盒中，凹槽可能僅僅包含頂壁區(qū)域的一小部分。
凹槽70中的多塊擋板或者島狀物72的高度等于凹槽的深度，所以每個(gè)島狀物的頂面與外殼頂壁14的外表面是同平面的。盡管所示的島關(guān)物呈橢圓形，但也可使用其他形狀。每個(gè)島狀物僅僅橫過凹槽的一部分，因此島狀物不會(huì)完全阻斷流體流過凹槽。
金屬或箔帶80，或者不透滲液體墨水的其他材料(圖3)蓋住凹槽。帶80用粘結(jié)劑附著到環(huán)繞著凹槽的頂壁外表面的多個(gè)升起部分上。島狀物72使帶不落入凹槽中。在一些情況下，帶也可附著在島狀物頂表面上。因此，帶80不會(huì)把通氣孔密封住或關(guān)閉住。
凹槽70的一端與一根溢出管82連通，所述溢出管從該凹槽延伸到外殼外部的另一個(gè)位置。溢出管82形成一個(gè)從通氣孔引導(dǎo)到外殼外部另一位置的一個(gè)通道第二部分。在一個(gè)實(shí)施例中，溢出管第一端通到在凹槽一端的外殼頂壁內(nèi)的凹槽中。而溢出管82的第二端接近外殼芯腔的排出孔40，它在所描述的實(shí)施例中貫穿外殼底壁18。溢出管第二端離開排出孔40的邊緣可以為1/8英寸(2mm)。在所描述的實(shí)施例中，溢出管的第二端與排出孔處于同一平面之中。然而，熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人們會(huì)知道在其他結(jié)構(gòu)中采用其他間距。在一些結(jié)構(gòu)中，排出孔可被設(shè)置成貫穿外殼的其中一側(cè)壁，溢出管的第二端可處于一個(gè)不同的平面中，但仍然緊鄰排出孔。在這種結(jié)構(gòu)中，最好把溢出管與排出孔設(shè)在同一側(cè)壁上。
溢出管82沿著外殼的其中一側(cè)壁16延伸。溢出管與該外殼側(cè)壁整體地形成，并且最好作為一個(gè)被增大的側(cè)壁的一部分。溢出管的第一端與在外殼頂壁內(nèi)的凹槽接合。
溢出管的上部可包括一根例如0.03英寸(0.7mm)的小直徑管，它通到一個(gè)較寬部分之中，該較寬部分終止于接近芯腔的排出孔的一個(gè)寬的第二端孔。在這樣一種結(jié)構(gòu)中，溢出管可由一個(gè)外殼內(nèi)部的腔構(gòu)成，該腔與芯腔或墨水腔沒有直接的流體連通，而只是通過通氣孔連通。在另一種結(jié)構(gòu)(未顯示)中，溢出管可以是一個(gè)沿其整個(gè)長度的小直徑管。該溢出管的內(nèi)直徑為0.03英寸(0.7mm)。溢出管可以具有特別小的直徑，這是因?yàn)樵摴懿恍枰斔鸵粋€(gè)很大的液體流。
由于溢出管82的第二端和排出孔40在外殼外部最好在外殼的同一側(cè)面上相互靠近，兩個(gè)墨水用的孔處于外殼的同一區(qū)域。因此，在某些時(shí)候上面可能有墨水(外殼上可能的“濕”點(diǎn))的多個(gè)外殼外部的位置處于同一區(qū)域，而且在用戶處理盒時(shí)用戶不需要擔(dān)心多個(gè)可能的墨水源。這種結(jié)構(gòu)使最終使用者能處理更潔凈的墨盒。
在一個(gè)外殼特定實(shí)施例中，一個(gè)流體壩或者說障壁90橫跨在通氣孔60和溢出管82之間的凹槽70寬度延伸。在所描述的特定實(shí)施例中，凹槽70的寬度在具有進(jìn)入溢出管82的孔的端部變窄。壩90沿著該凹槽狹窄部分放置。壩的高度小于凹槽的深度，使得壩不完全阻斷溢出流體進(jìn)入溢出管。例如，壩的高度可為凹槽深度的一半到三分之一。在壩90頂面和帶80之間的縫隙能確保壩不完全阻塞溢出流體進(jìn)入溢出管82。
在充填墨水之前，把墨水腔24和芯腔22內(nèi)的空氣和其他氣體基本排出，從而使它們保持一個(gè)真空度。然而，熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人們會(huì)認(rèn)識(shí)到，在大量制造過程中要獲得一個(gè)完全真空通常是不切實(shí)際的。因此，幾乎無法避免有少量空氣會(huì)保留在墨水腔24中，這些空氣會(huì)形成氣泡，從而阻止墨水完全充滿墨水腔。當(dāng)環(huán)境變化使墨盒自由墨水腔部分內(nèi)的空氣體積增大時(shí)，墨水會(huì)流過位于自由墨水腔24和芯腔22之間的流體通道30。如果芯腔內(nèi)的芯材料62被完全浸透，那么墨水就可以充滿位于芯材頂部和通氣孔60之間的空間。一些墨水就可通過通氣孔60流出外殼內(nèi)部進(jìn)入凹槽70。該凹槽接納通過通氣孔60流出的墨水。壩90抑制住凹槽內(nèi)的墨水，因此它不會(huì)向下流過溢出管82和離開墨盒。這有助于保持用戶使用的盒外表面整潔。然而，如果環(huán)境變化特別大，可使足夠的墨水通過通氣孔流出，使墨水可從壩上方流過并向下流到溢出管。用于溢出管的上文所述結(jié)構(gòu)引導(dǎo)該墨水流到與溢出管相同的外殼外部區(qū)域。由于在打開盒時(shí)用戶預(yù)計(jì)墨水出現(xiàn)在排出孔處，用戶就能對(duì)處于溢出管端部的墨水作好準(zhǔn)備，并且不需要擔(dān)心墨水出現(xiàn)在盒外部的其他位置。
如果通氣管82的端部已用封條50密封并且該封條還封住排出口40，而且在外殼內(nèi)部和外部之間產(chǎn)生一個(gè)顯著壓差的環(huán)境變化已經(jīng)發(fā)生，那么，上文所述的結(jié)構(gòu)能在去除一個(gè)密封時(shí)，減小墨水的突然噴射或噴出。如果外部壓力明顯小于內(nèi)部壓力，那么溢出管中增大的壓力會(huì)阻止墨水進(jìn)入頂壁凹槽溢出管。當(dāng)蓋住溢出管出口和芯腔的排出孔的帶50被去除時(shí)，溢出管82在打開排出孔之前首先被打開。在溢出管82和凹槽70內(nèi)的空氣在允許墨水開始流入凹槽之前(如果壓差足夠)首先逸出。壩90抑制進(jìn)入凹槽的墨水，因此它不會(huì)流入溢出管。在一些罕見情況下，可能有足夠的墨水進(jìn)入凹槽，使在凹槽內(nèi)的墨水深度超過壩的高度，于是墨水在壩上方流過(通過在壩頂和帶之間的縫隙)，流到溢出管。
上文已介紹了本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例。熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人們?cè)谧x過上述介紹之后會(huì)發(fā)現(xiàn)可對(duì)上文描述的實(shí)施例進(jìn)行多種不同的變型，但這些變型均未越出本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。例如，其他形狀的墨盒也可屬于本發(fā)明。此外，凹槽和島狀物也可采用其他形狀，其他結(jié)構(gòu)例如不同樣式的流體壩或障壁也可使用。此外，通氣孔、排出孔以及其他構(gòu)件可被放置在不同的位置。因此，上文介紹只是描述性的，本發(fā)明的范圍不局限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于根據(jù)要求供應(yīng)流體的流體盒，所述盒包括一個(gè)外殼，它具有許多形成一個(gè)內(nèi)腔的壁；一個(gè)貫穿其中一外殼壁的通氣孔，它提供進(jìn)入所述內(nèi)腔的流體連通；一個(gè)貫穿其中一外殼壁的排出孔，它提供進(jìn)入所述內(nèi)腔的流體連通；以及一個(gè)流體通道，它具有一個(gè)鄰近所述通氣孔的第一端，并具有一個(gè)鄰近所述排出孔的第二端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的流體盒，其特征為所述的其中一外殼壁是一個(gè)頂壁；所述通氣孔貫穿所述頂壁；以及所述排出孔是貫穿除所述頂壁之外的一個(gè)外殼壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的流體盒，其特征為，所述排出孔貫穿所述外殼的一個(gè)底壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的流體盒，其特征為，流體通道包括一個(gè)凹槽，它在鄰近所述通氣孔的所述頂壁的外表面內(nèi)；以及一根溢出管，它具有一個(gè)在凹槽處的第一端，還具有一個(gè)鄰近所述排出孔的第二端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的流體盒，其特征為所述流體通道包括一個(gè)凹槽，它在鄰近所述通氣孔的所述頂壁外表面內(nèi)；以及一根溢出管，它具有一個(gè)在凹槽處的第一端，還具有一個(gè)鄰近所述排出孔的第二端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的流體盒，其特征為，所述凹槽圍繞所述通氣孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的流體盒，其特征為，所述排出管的所述第二端與所述排出孔位于相同的外殼壁上。
8.一種用來根據(jù)要求來向噴墨打印頭供應(yīng)墨水的盒，所述盒包括一個(gè)外殼，它具有共同確定一個(gè)外殼內(nèi)部的一個(gè)頂壁、一個(gè)底壁以及許多側(cè)壁；一個(gè)貫穿所述外殼頂壁的通氣孔，它提供進(jìn)入所述外殼內(nèi)部的流體連通；一個(gè)在所述外殼頂壁的外表面內(nèi)的凹槽，其中所述凹槽從所述通氣孔延伸到所述頂壁的一個(gè)邊緣，而且所述凹槽具有一個(gè)第一深度；以及一根溢出管，它從在所述頂壁邊緣處的所述凹槽沿著所述外殼的一個(gè)第一側(cè)壁延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的流體盒，其特征為，所述排出孔貫穿所述外殼的所述底壁，而且所述底壁與所述頂壁大致相對(duì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的流體盒，其特征為，所述溢出管第二端位于所述外殼的所述底壁上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的流體盒，其特征為，所述溢出管第二端鄰近所述排出孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的流體盒，其特征為，所述凹槽圍繞所述通氣孔。
13.在一個(gè)用于噴墨打印頭的盒中，所述盒包括封閉一個(gè)內(nèi)腔的一個(gè)外殼，所述外殼具有一個(gè)通氣孔和一個(gè)排出孔，一種控制墨水從所述內(nèi)腔通過所述通氣孔流動(dòng)的方法，所述方法包括盛裝從所述內(nèi)腔流動(dòng)通過所述通氣孔的墨水；以及將盛裝的墨水從所述通氣孔引導(dǎo)到鄰近所述排出孔的一個(gè)位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征為，盛裝墨水的步驟包括允許所述墨水流入所述外殼的所述外表面內(nèi)的一個(gè)凹槽內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征為，引導(dǎo)已盛裝墨水的步驟包括使所述墨水流過一根溢出管，所述溢出管的一端位于凹槽內(nèi)，另一端鄰近所述外殼排出孔。
全文摘要
一種流體盒,例如一種用來充填噴墨打印頭用墨水的盒,它包括一個(gè)封閉芯腔的外殼,該外殼包含一個(gè)頂壁。該外殼還包括一個(gè)墨水腔。一個(gè)流體通道連接墨水腔和芯腔。外殼頂壁的外表面設(shè)有一個(gè)凹槽。在凹槽處的一個(gè)穿透芯腔頂壁的通氣孔在芯腔和凹槽之間提供流體連通。在外殼頂表面上方的一個(gè)覆蓋物封閉著凹槽。一個(gè)貫穿芯腔外壁而非頂壁的排出孔提供用于墨水從芯腔流出的流體連通。溢出管的一端與外殼頂壁凹槽流體連通。而溢出管的另一端朝外殼外部鄰近排出孔的另一位置處的周圍環(huán)境敞開,從而使盒外部上可能的“濕”污點(diǎn)處于同一區(qū)域中。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1334197SQ011233
公開日2002年2月6日 申請(qǐng)日期2001年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月14日
發(fā)明者E·A·默茨, H·H·恩古蕓, E·M·卡雷斯, D·M·倫耶爾 申請(qǐng)人:施樂公司