专利名称：用于喷墨笔的设备及方法
用于喷墨笔的设备及方法背景技术某些打印装置使用喷墨笔(uyet pen)将图像打印在打印介质上。 一旦墨 耗尽，该喷墨笔就必须被换掉。可惜的是，某些喷墨笔设计成打印耗尽墨而里 面仍然残留有少量墨。某些设计方式，譬如确保墨不从喷墨笔的打印头喷嘴泄 漏的方式，就会导致墨不得不被闲置。减少喷墨笔中墨的闲置量将是有益的。
以下是针对附图的详细说明。图1A是一个原理图，其ffi31截面图描绘了传统喷墨笔在其寿命起点时的 某些特征。图1B是一个原理图，其描绘了图1A所示的传统喷墨笔在其寿命终点时 的情形。图2A是一个原理图，其ilil截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、 具有竖管起泡器(standp]ipe bubbler)的示例性喷墨笔在其寿命初期时的某些特 征。图2B是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、图2A所示 的示例性喷墨笔在其寿^延长期的情形。图2C是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、图2A所示 的示例性喷墨笔在其寿命终点的情形。图3A是一个原理图，其M31截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、 具有竖管起泡器的另一示例性喷墨笔在其寿命初期时的某些特征。图3B-C是原理图，其分别描绘了依据本发明的特定实施方式、图3A所 示的示例性喷墨笔在其寿命初期的终点以及寿命延长期内的情形。图3D是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、图3C所示 的典型喷墨笔在其寿命终点时的情形。图4A是一个原理图，其M截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、
具有竖管起泡器的又一示例性喷墨笔在其寿命初期时的某些特征。图4B是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、图4A所示的示例性喷墨笔在其寿^^延长期的情形。图4C是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、图4A所示 的示例性喷墨笔在其寿命终点的情形。图5是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、其竖管起泡器 上带有开口的示例性喷墨笔孔板。图6是一个曲线图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、具有竖管起泡 器的示例性喷墨笔的背压与所输送墨体积之间的关系。具体实施方式
图1A是一个原理图，其M截面图描绘了传统喷墨笔102在寿*起点时 的某對寺征。喷墨笔102与打印设备100可操作地相连，并配置成将墨选择性 地喷射到打印介质(未示出)上以在其上形成图像。在此示例中，喷墨笔102 包括主体104，该主体104构成或是支持着储槽106。储槽106可以包括泡沫 或其他毛细管机构、偏压袋或隔膜，或者保持墨并提供背压以免墨108 (描绘 为储槽106中的区域)从打印头104流出的类似设计。墨108通过竖管110而 提供给打印头U4。在lh际例中，竖管110被过滤器112与打印墨盒106分离。 过滤器112会把杂质过滤出打印头。过滤器112还可以帮助维持竖管110中的 背压。竖管110被设置为对已经iMl滤器112流入打印头114的墨108进行供 应。在此示例中，竖管110提供墨108至位于 L板116之上的多个可控制喷嘴。 这里，从竖管110出来的墨108 iaX墨通道118，该墨通道与各个喷嘴120可 3gli也相连。竖管110也被当作传统喷墨笔的空气或其他气体的贮藏室(在这 里，简称为为内部空气124)，这些气体可能在喷墨笔4OT战呈中产生或出现在 竖管110之内。图1B是一个原理图，它描绘了图1中传统喷墨笔102在其寿命终点时的 情况。如图所示，储槽106中墨108的量已明显减少。当前背压太强以致储槽 106中的剩余墨108已经不能再M打印头114的作用而MA竖管110中。此 夕卜，由于背压的原因，竖管IIO中的剩余墨簡也已经不能进一步下移并为打 印头114所用。结果，喷墨笔达到其寿命终点，尽管一些墨依旧残留在竖管之中。图2A是一个原理图，其Mil截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、带有，起泡器202的示例性喷墨笔200在寿命起点时的某些特征。在贩例中， 一旦背压达到阈值，就允许外部空气经由竖管起泡器202进 入竖管110， ffl31这种方式，喷墨笔200 SSS成可在寿命延长期内使用。通过 这种方式，竖管110中几乎所有的墨108都可以为打印头114所用，并且只会 有极少量墨会在寿命延长期的终点残留在竖管110之内。如图2A中所示，竖管起泡器202包括至少一賴口，该开口将竖管110 与外部空气相翻。本领域技术人员可以理解，这种开口的位置、开沐和/或尺 寸可根据喷墨笔的设计而变化。尽管上文公开的喷墨笔仅示出了单色喷墨笔的情形，应当意识到，这些方 法和设备对于拥有多个竖管以及竖管起泡器的多色喷墨笔同样适用。图2B展示了示例性喷墨笔200在其寿命延长期内盼瞎况。如图所示，储 槽200内墨108的量已明显减少。当前背压太强以致储槽200中的剩余墨已经 不能再通过打印头114的作用而被MA竖管110中。然而，竖管110中的剩余 墨108仍然可以进一步下移并为打印头114所用，这是因为由于打印头114的 运动，外部空气204通过竖管起泡器口 202而被^A竖管110。"起泡"^iSA 竖管110的外部空气204和内部空气124混合起来。因此，相对于传统喷墨笔 102来说，喷墨喷头200會^多延长其寿命。在喷墨笔寿命延长期的终点，如图2C所示，极少量的墨108存留在竖管 110中。本领 术人员可以理解，在特定实施方式中，竖管起泡器202的一 部分也可以形成为或者产生曲折布局(未显示)，由此降低喷墨笔200中的水 蒸汽转移率(WVTR)。另外，作为本领域的常识，可以使用标签或类似物来 皿这种曲折布局的至少一部分。图3A是一个原理图，其m截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、 具有竖管起泡器的另一示例性喷墨笔300在其寿命初期的某些特征。在lt际例中，当裂口机构302被穿破或者以其他方式破坏时，允许外部空 气经由竖管起泡器202 iSA竖管110， M这种方式，喷墨笔300配置成可在寿命延长期内使用。图3A中，裂口机构302 3fc^地密封了竖，泡器202的开口，该开口与
竖管iio连3ii也相连。这种密封可阻止外部空气iax竖管iio。图3B展示了示例性喷墨笔300在其寿命初期的终点时的情形。如图所示， 储槽300中墨108的量已明显减少。当前背压太强以致储槽300中剩余墨108 已经不能再M打印头114的作用而被^A竖管110中。与此类似，竖管110 中的剩余墨108也不能进一步下移并为打印头114所用。为了使残留在竖管110中的墨流向打印头114并为其所用，采用破口装置 304来穿破或者以其他方式破坏裂口机构302。在llt^例中，破口装置304配 置成永久性地穿破裂口机构302。破口装置304可以为用户所操作和/或包含在 打印设备100打印设备100中并由其所操作。在其他特定实施方式中，裂口机构302可以包括标签、胶带或者其他不易 被用户或打印设备所移除或改变(例如，穿破)而造成竖管起泡器拆封的部件。 在特定实施方式中，本领域技术人员可以理解，为了使裂口机构302的效用最 大化，所选择材料可以被设计,特定的情况下发生破裂而使竖管拆封。在特定实施方式中，破口装置304可以仅仅暂时打开裂口机构302，由此 允许外部空气进入竖管110中。图3C展示了示例性喷墨笔在其寿命延长期时外部空气204因打印头114 的运动而iSA竖管110的情形。外部空气204可以进入竖管110是因为裂口机 构302已经被改变而不再充当密封。因此，与传统喷墨笔102相比，喷墨笔300 可以延长它的寿命。在寿命延长期的终点，如图3D所示，只有极少量的墨108仍然残留在竖 管110中。图4A是一个原理图，其ffiil截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、 具有竖管起泡器404的又一示例性喷墨笔400在其寿命初期时的某^#征。如图所示，喷墨笔400包括了带有竖管起泡器404的 L板402。在]lfc^例 中，竖管起泡器404包括至少一个开口，该开口将竖管110与外部空气204相本领域技术人员可以理解，这种竖管开口的位置、形状和/或尺寸，和域 与各种竖管起泡器的示例性实施例相关的其他特征，可根据喷墨笔、墨等的设 计而变化。一旦背压达到阈值，外部空气204允许经由竖管起泡器202进入竖管110 中，MJl这种方式，喷墨笔400配置成可在絲延长期内j顿。通过这种方式，竖管110中的几乎所有墨雨都可以为打印头114所利用，并且只会有极少量 M^S^命延长期的终点残留在竖管110之内。图4B示出了示例性喷墨笔400在其寿命延长期的情形。如图所示，储槽 400中的墨108的数量已明显减少。当前背压太强以致储槽200中剩余墨108 已经不能Mil打印头114的作用而被汲入竖管110中。然而，竖管110中的剩 余墨108仍然可以进一步下移并为打印头114所用，这是因为由于打印头114 的运动，外部空气204舰竖魏泡器口 404而被^A竖管110中。因此，相 对于传统喷墨笔102来说，喷墨喷头400能够延长其寿命。在寿命延长期的终点，如图4C所未，只有极少量的墨108仍然残留在竖 管IIO中。图5是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、其竖管起泡器 上带有开口 502的示例性喷墨笔 L板500。如图所示，示例性的孔板500形成多个喷嘴120，这些喷嘴被排成两排。 如图中虚线所示，在孔板502中，喷嘴各自与墨通道118相连通。竖管起泡器 的开口 502也与墨ffiit 118相,。应当注意，这里所显示的附图并非按一定比例纟飾'j，而是仅仅用来描述一 些示例性方法和设备的某對寺征。本领域技术人员可以理解，上述竖管开口的位置、形状和/或尺寸取决于 特定喷墨笔的设计。图6中，曲线图600描绘了依据本发明的特定实施方式、具有竖管起泡器的示例性喷墨笔的背压与所输送墨体积之间的关系。曲线图600的x轴^fW由打印头所输送的墨的体积，y轴代表储槽所提供 的背压。线602描绘了这两个参数之间的关系。如图所示，在所输送墨增加的 情况下，背压也趋于增大。图l中传统喷墨笔102通常可以输送^f只多达Vl的墨，此时，由于背压 阻止了残留墨进一步被竖管110所输送，喷墨笔的寿命基本结束。可以发觉， 另外一部分墨可以在达到VI之后从储槽中汲出，但是另外的这部分墨通常太 少以致于打印结果难以接受。与之相反，如图24所示，包括竖管起泡器的示 例性喷墨笔则可以在使用期限604以，命延长期606内使用，并由此增加更 大的墨输出量至V2。如图所示，当背压达到阈值TL时，这些喷墨笔里的竖管起泡器就会开始允许外部空气204 iftA竖管110。如果喷墨笔包括裂口机构302 或其他类似的可选择性操作开口，另P么裂口机构就可以在背压达到阈值TL时 被穿破或者以其他方式被破坏。当图24所示的典型喷墨笔在寿命延长期606内使用时，绝大多数用于打 印的墨都会通过竖管汲出。然而，在特定实施方式中，当喷墨笔在寿命延长期 606内工作时，另外一部分墨可能由储槽汲入竖管。尽管以上公开内容已经详细描述了结构/功能特征和减方法步骤，应当理 解，其附属的权利要求并不仅仅局限于所述的具体特征和效果。这些具体特征 或者效果仅仅是实现本发明的示例性形式。
权利要求
1.一种喷墨笔(200，300，400)，包括竖管起泡器(202，404)。
2. 如权利要求1所述的喷墨笔(200， 300)，其特征在于，还包括主体 (104)，其形成竖管(110)的至少一部分以及所述竖管起泡器(202)的至少一部分，其中所述竖管起泡器(202)包括至少一个贯穿所述主体(104)的开 口，所述开口配置成允许外部空气(204)进入所述竖管(110)。
3. 如权利要求2所述的喷墨笔(200， 300)，其特征在于，所述开口SSS 成当所述竖管(110)中的背压达到阈值时，允许外部空气(204)进入所述竖 管(110)。
4. 如权利要求2所述的喷墨笔(200， 300)，其特征在于，所述竖管起泡 器(202)还包括裂口机构(302)，该裂口机构配置成不允许外部空气(204) iiA所述开口，直到所述裂口机构(302)被穿破。
5. 如权利要求2所述的喷墨笔(200, 300) (302)独立地密封所述开口，直到其被穿破。
6. 如权利要求2所述的喷墨笔(200， 300) (302) —旦被穿破Dt7乂久穿破。
7. 如权利要求2所述的喷墨笔(200， 300) (302)育^多被选择性地穿破。
8. 如权禾腰求l所述的喷墨笔(400)， Sir征在于，还包括 主体(104)，其形成竖管的至少一部分；与所述竖管(110)流体连通的打印头(114)，所述打印头(114)包括限 定出多个喷嘴(120)的孔板(500)和所述竖管起泡器(404)的至少一部分， 其中所述竖管起泡器(404)包括至少一个延伸至所述孔板(500)的开口 (502)， 所述开口配置成允许外部空气(204) i!3i0f述 L板(500)与戶皿打印头(114) 而i4A所述竖管(110)。
9. 如权利要求8所述的喷墨笔(400)，期寺征在于，所述开口 (502)配 置成当所述竖管(110)中的背压达到阈值时，允许外部空气(204)进入所述 竖管(110)。
10. —种用于喷墨笔(400)的孔板(500)，该孔板(500)限定出多个喷 嘴(120)，并且至少一个竖管起泡器开口 (502)配置成允许空气通过所述孔 板(500)。,其特征在于，所鄉口机构 ，其特征在于，所述裂口机构 ，其特征在于，所述裂口机构
全文摘要
提供了用于喷墨笔(200，300，400)的设备及方法。一种方法包括在喷墨笔寿命初期(604)，通过竖管(110)将墨(108)从储槽(106)汲出；在喷墨笔寿命延长期(606)，允许外部空气(204)从竖管起泡器(202，204)进入竖管(110)，同时墨从竖管(110)内部汲出，即便墨已基本不可能从墨储槽(106)中汲出。
文档编号B41J2/175GK101163593SQ200680013075
公开日2008年4月16日 申请日期2006年4月5日 优先权日2005年4月20日
发明者A·D·斯特德尔, D·M·哈根, K·D·阿尔门 申请人:惠普开发有限公司