专利名称：带有溢出通道的墨盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及用来将液体墨水供应到热喷墨打印设备中的打印头的盒。
背景技术：
热喷墨打印在本领域中已众所周知。美国专利N0.5,997,121介绍了这种打印的几个方面。
在现有的热喷墨打印中，打印头包括一个或多个与一个相对较小供应腔连通的墨水充填沟道，或者在一端有集流腔，而在相对端具有一个被称之为喷嘴的开口。在根据要求滴落的热喷墨打印机的当前实际实施例中，业已发现，当在打印头喷嘴内的墨水压力保持在一个预定的计示压力范围内时打印机工作最为有效。具体地说，在操作期间当一个单独喷嘴或者整个打印头不能喷出墨滴时，在每个喷嘴中以及所延伸的打印头的墨水供应管道内有一定的负压或者说“背压”是十分重要的。产生和保持这种背压的特征在美国专利No.5,289,212中进行过介绍，其内容在此用作为参考。
墨水从一个墨盒被供应到打印头。墨盒包括一个墨水源，该墨盒一般构型为以保持所需的负压。墨盒一般为用户可更换的与打印设备的打印头匹配单元。
发明内容
本发明涉及一种流体盒，例如一种用于喷墨打印头的墨盒。该墨盒包括一个外壳，所述外壳具有许多壁以确定一个内腔。一个通气孔穿透外壁之一以提供进入内腔的流体流通。一个贯穿外壳的其中一壁的排出孔提供进入内腔的流体连通。一个流体通道具有一个接近通气孔的第一端以及一个接近内腔的排出孔的第二端。
图1是采用本发明一个特定实施例的一个示例性墨水容器的透视图，并以虚线显示其内部结构。
图2是使用本发明的一个墨盒的侧剖图。
图3是使用本发明的一个墨盒的顶视图。
图4是沿图2的4-4线剖切的使本发明具体化的一个墨盒的横截面图。
图5是沿图2的5-5线剖切的体现本发明的一个墨盒的横截面图。
而图6是体现本发明的一个墨盒的底视图。
具体实施例方式
参见图1和2，一个流体盒10，具体地说是一个与热喷墨打印头一起使用的墨盒，包括一个外壳12。在图1中，该盒的内部结构以虚线显示。图2是一个侧剖图。外壳12由一个用于一个部分的顶壁14、一个用于另一个部分的顶壁15、许多侧壁16(在图示实施例中为四个侧壁)以及一个底壁18构成，从而包成一内部空腔。所图示实施例中顶壁14的形状为矩形，具有一个长尺寸和一个短尺寸。盒的尺寸由所期望的外壳内部容量决定。尽管所显示的为矩形，但是也可使用其它形状，这由该盒所要装入的打印头确定。
在图示的实施例中，一块从顶壁14朝底壁18延伸的隔板20将内腔隔离成一个芯腔22和一个自由墨水腔24。一个流体通道30连接芯腔和自由墨水腔。在所描述的实施例中，流体通道30由一个在外壳底壁18和隔板壁20底边缘之间的缝隙构成。
构成流体或者说墨水腔的外壳壁15、16、18被整体地形成或密封，从而，使得除非通过流体通道30和芯腔22，在流体腔和周围环境之间没有液体连通。在该优选实施例中，外壳的顶壁和侧壁14、15、16整体构形，而且除了通过芯腔22的顶壁14的一个单独通气孔60之外没有开口。顶壁和侧壁可使用注模技术由例如聚丙烯之类的塑料模制而成。然而，熟知本项技术的人们会认识到，也能用其他材料和制造技术来成形外壳。
一个排出孔40贯穿构成外壳芯腔22的其中一壁。该排出孔40提供盒与打印头其它部分互相配合的位置，而且通过该位置墨水从盒供应到喷墨打印头。排出孔可以穿透芯腔底壁18，该底壁与顶壁14大体相对。然而，排出孔还可穿透外壳的其中一侧壁16。在其中一侧壁内的排气孔最好位于侧壁下部，并靠近盒底面。
一个封条50覆盖住排出孔40，直至该盒被安装在打印设备的打印头中。例如，金属带、箔或者墨水不能渗透的其它材料被放置在具有排出孔40的壁18外表面上，以便覆盖排出孔，并被密封在底壁外表面上。封条50是可去除的，因此用户能在将盒插入打印头之前将其去除。封条50的一个延伸端超出底壁18的端部。当用户即将把盒装入打印头时，用户能抓住该延伸端以便从底壁18去除该带。然而，在某些结构中，封条可保留在应有位置，并在盒被安装以便用于打印设备时由打印头刺透或以别的方式穿透。
一个通气孔60延伸穿过芯腔的顶壁14，因此在芯腔内部的压力与周围环境的大气压力相同。除了通过在墨水腔和芯腔之间并通过芯腔的流体通道30之外，墨水腔24最好与周围环境没有流体连通。一根通气管61从通气孔60伸入芯腔内部。
一个墨水保持元件，例如一个芯62，基本上充满芯腔22的内部。熟悉此项技术的人们熟知适用于液体墨盒之类流体供应盒的芯材料。例如，聚醚泡沫材料可用作芯62。当用液体(例如墨水)浸透芯材料时，芯材料有助于保持使打印头正确工作的负压。因此，用于不同打印设备结构的具体材料可以是不同的。
墨水腔24基本上不含墨水保持材料。储存在墨水腔24内的液体墨水从墨水腔通过流体通道30被输送到芯62。墨水根据需要通过排出孔40释放以便给打印头供应用于打印的墨水。
在隔板20芯腔侧的多个垂直沟槽66从通道30向上延伸。沟槽66有助于将墨水分配到芯62之中。
在外壳内的内部结构64防止芯材料接触通气管61和孔60。防止芯材料62和通气孔60之间的接触，从而减少墨水通过通气孔的可能泄漏。这种结构在与本发明同日提出申请的，被转让给与本申请相同受让人的，带有施乐(Xerox)公司代理人标志No.D/A0764，发明者为丹尼斯.M.伦盖尔(Dennis M.Lengyel)和希普.H.阮(HiepH.Nguyen)而且题为《带有凹入充填孔和墨水容器通气孔的液体墨盒》的均未结案的专利申请中被介绍过，因此将该申请收编于此作为参考。然而，在此介绍的结构能被成功地使用于除在所引用参考的专利申请中描述的盒以外的各种盒结构。
一个流体通道从通气孔60延伸到墨盒外壳外部的另一位置，该位置最好接近或者在排出孔40处。在所描述的实施例中，该流体通道的一个第一部分由一个在外壳顶壁14的外表面内的凹槽70构成。因此，穿透外壳顶壁的通气孔60与凹槽70接合。根据所描述的实施例，凹槽70围绕该通气孔并呈细长状，基本上沿着外壳顶壁的长度延伸。在图1所示的实施例中，凹槽包含外壳顶壁的基本部分。然而，在一些大墨盒中，凹槽可能仅仅包含顶壁区域的一小部分。
凹槽70中的多块挡板或者岛状物72的高度等于凹槽的深度，所以每个岛状物的顶面与外壳顶壁14的外表面是同平面的。尽管所示的岛关物呈椭圆形，但也可使用其他形状。每个岛状物仅仅横过凹槽的一部分，因此岛状物不会完全阻断流体流过凹槽。
金属或箔带80，或者不透渗液体墨水的其他材料(图3)盖住凹槽。带80用粘结剂附着到环绕着凹槽的顶壁外表面的多个升起部分上。岛状物72使带不落入凹槽中。在一些情况下，带也可附着在岛状物顶表面上。因此，带80不会把通气孔密封住或关闭住。
凹槽70的一端与一根溢出管82连通，所述溢出管从该凹槽延伸到外壳外部的另一个位置。溢出管82形成一个从通气孔引导到外壳外部另一位置的一个通道第二部分。在一个实施例中，溢出管第一端通到在凹槽一端的外壳顶壁内的凹槽中。而溢出管82的第二端接近外壳芯腔的排出孔40，它在所描述的实施例中贯穿外壳底壁18。溢出管第二端离开排出孔40的边缘可以为1/8英寸(2mm)。在所描述的实施例中，溢出管的第二端与排出孔处于同一平面之中。然而，熟悉此项技术的人们会知道在其他结构中采用其他间距。在一些结构中，排出孔可被设置成贯穿外壳的其中一侧壁，溢出管的第二端可处于一个不同的平面中，但仍然紧邻排出孔。在这种结构中，最好把溢出管与排出孔设在同一侧壁上。
溢出管82沿着外壳的其中一侧壁16延伸。溢出管与该外壳侧壁整体地形成，并且最好作为一个被增大的侧壁的一部分。溢出管的第一端与在外壳顶壁内的凹槽接合。
溢出管的上部可包括一根例如0.03英寸(0.7mm)的小直径管，它通到一个较宽部分之中，该较宽部分终止于接近芯腔的排出孔的一个宽的第二端孔。在这样一种结构中，溢出管可由一个外壳内部的腔构成，该腔与芯腔或墨水腔没有直接的流体连通，而只是通过通气孔连通。在另一种结构(未显示)中，溢出管可以是一个沿其整个长度的小直径管。该溢出管的内直径为0.03英寸(0.7mm)。溢出管可以具有特别小的直径，这是因为该管不需要输送一个很大的液体流。
由于溢出管82的第二端和排出孔40在外壳外部最好在外壳的同一侧面上相互靠近，两个墨水用的孔处于外壳的同一区域。因此，在某些时候上面可能有墨水(外壳上可能的“湿”点)的多个外壳外部的位置处于同一区域，而且在用户处理盒时用户不需要担心多个可能的墨水源。这种结构使最终使用者能处理更洁净的墨盒。
在一个外壳特定实施例中，一个流体坝或者说障壁90横跨在通气孔60和溢出管82之间的凹槽70宽度延伸。在所描述的特定实施例中，凹槽70的宽度在具有进入溢出管82的孔的端部变窄。坝90沿着该凹槽狭窄部分放置。坝的高度小于凹槽的深度，使得坝不完全阻断溢出流体进入溢出管。例如，坝的高度可为凹槽深度的一半到三分之一。在坝90顶面和带80之间的缝隙能确保坝不完全阻塞溢出流体进入溢出管82。
在充填墨水之前，把墨水腔24和芯腔22内的空气和其他气体基本排出，从而使它们保持一个真空度。然而，熟悉本项技术的人们会认识到，在大量制造过程中要获得一个完全真空通常是不切实际的。因此，几乎无法避免有少量空气会保留在墨水腔24中，这些空气会形成气泡，从而阻止墨水完全充满墨水腔。当环境变化使墨盒自由墨水腔部分内的空气体积增大时，墨水会流过位于自由墨水腔24和芯腔22之间的流体通道30。如果芯腔内的芯材料62被完全浸透，那么墨水就可以充满位于芯材顶部和通气孔60之间的空间。一些墨水就可通过通气孔60流出外壳内部进入凹槽70。该凹槽接纳通过通气孔60流出的墨水。坝90抑制住凹槽内的墨水，因此它不会向下流过溢出管82和离开墨盒。这有助于保持用户使用的盒外表面整洁。然而，如果环境变化特别大，可使足够的墨水通过通气孔流出，使墨水可从坝上方流过并向下流到溢出管。用于溢出管的上文所述结构引导该墨水流到与溢出管相同的外壳外部区域。由于在打开盒时用户预计墨水出现在排出孔处，用户就能对处于溢出管端部的墨水作好准备，并且不需要担心墨水出现在盒外部的其他位置。
如果通气管82的端部已用封条50密封并且该封条还封住排出口40，而且在外壳内部和外部之间产生一个显著压差的环境变化已经发生，那么，上文所述的结构能在去除一个密封时，减小墨水的突然喷射或喷出。如果外部压力明显小于内部压力，那么溢出管中增大的压力会阻止墨水进入顶壁凹槽溢出管。当盖住溢出管出口和芯腔的排出孔的带50被去除时，溢出管82在打开排出孔之前首先被打开。在溢出管82和凹槽70内的空气在允许墨水开始流入凹槽之前(如果压差足够)首先逸出。坝90抑制进入凹槽的墨水，因此它不会流入溢出管。在一些罕见情况下，可能有足够的墨水进入凹槽，使在凹槽内的墨水深度超过坝的高度，于是墨水在坝上方流过(通过在坝顶和带之间的缝隙)，流到溢出管。
上文已介绍了本发明的一个具体实施例。熟悉本项技术的人们在读过上述介绍之后会发现可对上文描述的实施例进行多种不同的变型，但这些变型均未越出本发明的实质。例如，其他形状的墨盒也可属于本发明。此外，凹槽和岛状物也可采用其他形状，其他结构例如不同样式的流体坝或障壁也可使用。此外，通气孔、排出孔以及其他构件可被放置在不同的位置。因此，上文介绍只是描述性的，本发明的范围不局限于上述实施例。
权利要求
1.一种用于根据要求供应流体的流体盒，所述盒包括一个外壳，它具有许多形成一个内腔的壁；一个贯穿其中一外壳壁的通气孔，它提供进入所述内腔的流体连通；一个贯穿其中一外壳壁的排出孔，它提供进入所述内腔的流体连通；以及一个流体通道，它具有一个邻近所述通气孔的第一端，并具有一个邻近所述排出孔的第二端。
2.根据权利要求1的流体盒，其特征为所述的其中一外壳壁是一个顶壁；所述通气孔贯穿所述顶壁；以及所述排出孔是贯穿除所述顶壁之外的一个外壳壁。
3.根据权利要求2的流体盒，其特征为，所述排出孔贯穿所述外壳的一个底壁。
4.根据权利要求2的流体盒，其特征为，流体通道包括一个凹槽，它在邻近所述通气孔的所述顶壁的外表面内；以及一根溢出管，它具有一个在凹槽处的第一端，还具有一个邻近所述排出孔的第二端。
5.根据权利要求1的流体盒，其特征为所述流体通道包括一个凹槽，它在邻近所述通气孔的所述顶壁外表面内；以及一根溢出管，它具有一个在凹槽处的第一端，还具有一个邻近所述排出孔的第二端。
6.根据权利要求5的流体盒，其特征为，所述凹槽围绕所述通气孔。
7.根据权利要求5的流体盒，其特征为，所述排出管的所述第二端与所述排出孔位于相同的外壳壁上。
8.一种用来根据要求来向喷墨打印头供应墨水的盒，所述盒包括一个外壳，它具有共同确定一个外壳内部的一个顶壁、一个底壁以及许多侧壁；一个贯穿所述外壳顶壁的通气孔，它提供进入所述外壳内部的流体连通；一个在所述外壳顶壁的外表面内的凹槽，其中所述凹槽从所述通气孔延伸到所述顶壁的一个边缘，而且所述凹槽具有一个第一深度；以及一根溢出管，它从在所述顶壁边缘处的所述凹槽沿着所述外壳的一个第一侧壁延伸。
9.根据权利要求8的流体盒，其特征为，所述排出孔贯穿所述外壳的所述底壁，而且所述底壁与所述顶壁大致相对。
10.根据权利要求9的流体盒，其特征为，所述溢出管第二端位于所述外壳的所述底壁上。
11.根据权利要求10的流体盒，其特征为，所述溢出管第二端邻近所述排出孔。
12.根据权利要求11的流体盒，其特征为，所述凹槽围绕所述通气孔。
13.在一个用于喷墨打印头的盒中，所述盒包括封闭一个内腔的一个外壳，所述外壳具有一个通气孔和一个排出孔，一种控制墨水从所述内腔通过所述通气孔流动的方法，所述方法包括盛装从所述内腔流动通过所述通气孔的墨水；以及将盛装的墨水从所述通气孔引导到邻近所述排出孔的一个位置。
14.根据权利要求13的方法，其特征为，盛装墨水的步骤包括允许所述墨水流入所述外壳的所述外表面内的一个凹槽内。
15.根据权利要求14的方法，其特征为，引导已盛装墨水的步骤包括使所述墨水流过一根溢出管，所述溢出管的一端位于凹槽内，另一端邻近所述外壳排出孔。
全文摘要
一种流体盒,例如一种用来充填喷墨打印头用墨水的盒,它包括一个封闭芯腔的外壳,该外壳包含一个顶壁。该外壳还包括一个墨水腔。一个流体通道连接墨水腔和芯腔。外壳顶壁的外表面设有一个凹槽。在凹槽处的一个穿透芯腔顶壁的通气孔在芯腔和凹槽之间提供流体连通。在外壳顶表面上方的一个覆盖物封闭着凹槽。一个贯穿芯腔外壁而非顶壁的排出孔提供用于墨水从芯腔流出的流体连通。溢出管的一端与外壳顶壁凹槽流体连通。而溢出管的另一端朝外壳外部邻近排出孔的另一位置处的周围环境敞开,从而使盒外部上可能的“湿”污点处于同一区域中。
文档编号B41J2/175GK1334197SQ011233
公开日2002年2月6日 申请日期2001年7月16日 优先权日2000年7月14日
发明者E·A·默茨, H·H·恩古芸, E·M·卡雷斯, D·M·伦耶尔 申请人:施乐公司