专利名称：带有溢出坝的墨盒的制作方法
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No.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。
用来将液体墨水供应到“一经要求就滴落”的热喷墨打印头的墨水容器盒是众所周知的。这种盒一般用成形的塑料制成，并包括一个排出孔，液体墨水通过该排出孔供应到打印设备的打印头。
发明概要本发明为一种一经要求就供应流体的流体盒，如用于一种喷墨打印头的墨盒。该墨盒包括一个外壳，外壳具有一个顶壁和多个侧壁以确定一个内腔。一个穿透顶壁的通气孔提供进入内腔的流体连通。一流体通道从通气孔延伸到外壳外部的另一个位置。一个流体坝被放置在该流体通道中。该流体坝没有完全阻塞流体通道。
附图的简单说明
图1是采用本发明一个特定实施例的一示例性墨水容器的透视图，并以虚线显示其内部结构。
图2是使用本发明一个墨盒的侧剖图。
而图3是使用本发明的一个墨盒的透视图。
优选实施例的具体说明参见图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(在图示的实施例中为四个侧壁)以及一个底壁构成，从而包成一内部空腔。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内部流体容量决定。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22和自由墨水腔24。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。
构成流体或墨水腔的外壳壁15、16、18被整体地形成或密封，使得除非通过流体通道30和芯腔22，在流体腔24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40可以穿过芯腔底壁18，该底壁与顶壁14大体相对。然而，排出孔还可穿过外壳的其中一侧壁16。在其中一侧壁内的排气孔最好位于侧壁的下部，并靠近盒底面。
一个封条50覆盖住排出孔，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，并被密封于底壁外表面上。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。当用户准备把盒装入打印头时，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22内部的压力能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与周围环境最好没有流体连通。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，例如芯62，基本上充满芯腔的内部。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。
在外壳内的内部结构64防止芯材料62接触通气管61和孔60。防止芯材料和通气孔之间的接触，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N0.D/A0764，发明者为丹尼斯.M.伦盖尔(Dennis M.Lengyel)和希普.H.阮(HiepH.Nguyen)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。
在外壳外表面内形成一个流体通道，它从通气孔引导到盒外壳的另一位置。如图所示，该流体通道的一个第一部分是在外壳芯部顶壁14的外表面上形成的凹槽70。凹槽70深1/16英寸(1mm)。通气孔60延伸穿过外壳顶壁以便在凹槽和内腔，具体地说是和芯腔之间提供流体连通。因此，穿过外壳顶壁的通气孔60与凹槽70叠合。根据所描述的实施例，凹槽70围绕该通气孔并且是细长的，它大致沿着外壳顶壁14的长度方向。在图1所示的实施例中，凹槽包含外壳顶壁14的一个基本部分，长约为7/8英寸(21mm)，宽约为7/16英寸(10mm)。然而，在一些大墨盒中，凹槽可能仅仅包围顶壁面积的一小部分。
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72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。
金属或者箔带80，或者不透渗液体墨水的其他材料盖住凹槽(见图3)。该带用粘结剂附着到环绕着凹槽70的顶壁14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。
凹槽的一端与该流体通道的一个第二部分连通，所述第二部分是一根从凹槽延伸到外壳外部另一位置的溢出管82。溢出管82的第一端通到在凹槽一端处的外壳顶壁凹槽中。该溢出管的第二端接近外壳芯腔的排出孔40。如同先前指出的那样，在所述实施例中，排出孔40贯穿外壳底壁。溢出管的第二端与排出孔基本上是同平面的。溢出管82是一个沿着外壳的其中一侧壁延伸的流体通道。封住芯腔的排出孔40的带50还密封住溢出管82的第二端。在墨盒由用户在安装前运输时，溢出管的这种密封可防止墨水的泄漏或蒸发。然而，在某些情况下，使用不密封溢出管的带也可符合需要。溢出管的其它细节被包含在与本发明同日提出申请的，并被转让给与本申请相同受让人的，标有施乐(Xerox)公司代理人签条No.D/A0763Q的，发明者为爱德华.卡雷斯(Edward Carrese)、丹尼斯.伦盖尔(DennisLengyel)、埃里克.默兹(Eric Merz)和希普.阮(Hiep Nguyen)并题为《带有溢出通道的墨盒》的均未结案的专利申请中被介绍过，该申请收编于此作为参考。
一个流体坝或者说障壁90部分地阻断在流体通道第一部分(外壳顶壁凹槽70)和溢出管82之间的流体流动，坝90横延过在通气孔60和溢出管82之间的凹槽70宽度。在所描述的特定实施例中，凹槽70在具有进入溢出管82的开口的端部内宽度变窄。坝90横过凹槽的狭窄部分。该坝的高度小于凹槽深度，因此坝顶不接触带80。坝高度可为凹槽深度的一半到三分之一。在坝顶和带80之间的缝隙确保坝不完全阻塞溢出流体流入溢出管。
凹槽70与溢出管82流体连通。当溢出管与周围环境流体连通时，通气孔60继续在芯腔22内部和周围环境之间提供大气连通或流体连通。
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度通常是不切实际的。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。墨水通过通气孔60进入芯腔，从而供应到盒中。在浸透芯62的基本部分之后，墨水流入墨水腔24。在墨水腔基本充满墨水之后，将带状密封80放置在凹槽70上方以封住墨盒内部。
尽管密封50、80阻断了盒内部和外部之间的流体交换，但是外部环境条件的变化也会改变盒内部和外部之间的相对压力。这些变化基本上是由于墨水腔24内的气泡造成的。例如，如果盒被加热，空气泡就尽力膨胀，从而增大盒内部的相对压力。此外，将盒放置在一个具有较低大气压力的环境中(例如将盒拿到一个高海拔处)会造成盒内部具有一个相对于外部较高的压力。
如果在内部压力大于外部压力情况下打开通达通气孔60的流体通道(例如从溢流管82上除去封条50)，那么腔内的空气(具体地说是墨水腔内的空气泡)就会膨胀。
当环境的变化使该容器的自由墨水腔部分内的空气体积增大时，墨水就会流过自由墨水腔和芯腔之间的流体通道30。如果芯腔内的芯材料62被完全浸透，一些墨水就可能通过通气孔60流出外壳内部进入凹槽。凹槽70接纳从通气孔60流出的墨水。坝90抑制住凹槽内的墨水，使其不会向下流过溢出管82和流出墨盒。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，那么就会有足够的墨水从通气孔流出，以致于使墨水能从坝90上方流过并向下流到溢出管。
如果通气管82的孔已被密封住而且在外壳内部和外部之间形成一个显著压差的环境变化已经发生，那么，当密封被除去时，上结构能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或溢出管。当盖住溢出管82出口和芯腔的排出孔40的带50被去除时，溢出管82会在打开排出孔40之前先被打开。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，使得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
1.一种用于一经要求就供应流体的流体盒，所述盒包括一个外壳，它具有一个顶壁和许多侧壁以形成一个内腔；一个贯穿所述顶壁的通气孔，它提供进入所述内腔的流体连通；一个流体通道，它从所述通气孔延伸到所述外壳外部的另一个位置；以及一个在所述流体通道内的流体坝，其中，所述流体坝不完全阻塞所述流体通道。
2.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在所述外壳顶壁外表面内的凹槽，以及一根从所述凹槽伸出的溢出管，其中，所述坝被定位在邻近所述溢出管的所述凹槽内。
3.根据权利要求2的流体盒，其特征为，所述坝横延过所述凹槽的宽度。
4.根据权利要求3的流体盒，其特征为，所述坝的高度小于所述凹槽的深度。
5.根据权利要求4的盒，其特征为所述凹槽具有邻近所述外壳的其中一侧壁的一个第一端部；所述凹槽的所述第一端部比围绕着所述通气孔的所述凹槽部分窄；所述溢出管从所述凹槽的所述第一端部伸出；而且所述坝处于所述凹槽的所述第一端部之内。
6.根据权利要求1的流体盒，其特征为，所述溢出管沿着所述外壳的其中一侧壁延伸。
7.一种用于充填一种喷墨打印头用墨水的墨盒，所述墨盒包括一个外壳，它具有一个顶壁和许多侧壁以形成一个内腔，其中所述顶壁的外表面包括一个凹槽；一个贯穿所述顶壁的通气孔，它提供进入所述内腔的流体连通，其中所述通气孔与所述凹槽接合；一根溢出管，它从所述凹槽延伸到所述外壳外部的另一个位置；以及一个流体坝，它在所述凹槽之中并处于所述通气孔和所述溢出管之间。
8.根据权利要求7的墨盒，其特征为，所述坝的高度小于所述凹槽的深度。
9.根据权利要求8的墨盒，其特征为，所述坝横延过所述凹槽的宽度。
10.根据权利要求9的墨盒，还包括一个排出孔，该排出孔贯穿所述外壳的一个壁并提供进入所述内腔的流体连通，而且其中所述溢出管具有一个位于所述凹槽处的第一端以及一个邻近排出孔的第二端。
11.一种用于一经要求就向一个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，它提供进入所述内腔的流体连通；一个在所述外壳顶壁的外表面上的凹槽，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；一根通气管，它从所述凹槽的所述顶壁边缘处沿着所述外壳侧壁中的第一侧壁伸出；一个障壁，它从位于所述通气孔和所述顶壁边缘之间的所述凹槽底面伸出，其中所述障壁横过所述凹槽的宽度延伸，并具有一个小于所述第一深度的高度；以及一个密封件，它盖住所述凹槽的顶面。
12.根据权利要求11的盒，其特征为，所述凹槽围绕所述通气孔。
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。外壳顶壁的外表面上设有一个凹槽。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该凹槽。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内的凹槽流体连通。而溢出管的另一端朝外壳外部另一位置,例如接近排出孔处的周围环境敞开。一个位于凹槽内的,并位于通气孔和溢出管一端之间的坝阻止但不是完全阻止从通气孔溢出的墨水流入溢出管。
文档编号B41J2/175GK1334198SQ011233
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 申请人:施乐公司