专利名称：喷墨打印机的墨盒主体的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷墨打印机的笔或墨盒，具体涉及一种喷墨打印机的墨盒主体，该主体具有从墨水流通道的导管延伸到墨盒主体外表面的开孔和在原位形成的用于封闭该开口的密封剂插塞。
彩色喷墨打印机应用一种墨盒，该墨盒的墨水池分成三个很不相同的室，各个室中装入三基色中一种颜色的墨水例如青蓝、深红和黄色的墨水。这种墨盒的结构比单色墨盒复杂，因为从三个室出发的墨水流通道在打印头会聚到一个很小区域。墨水盒包括墨盒主体，该主体可用塑料模制成整体，如DeFosse等的美国专利No．5497178所述，该专利已转让给与本申请相同的受让人，并作为参考包含在本文中。
为在墨盒主体中模制墨水流通道的导管部分，将一种心杆插入模具中模制后再取出心杆，这样，开孔便在流体通道的导管部分和墨盒主体的外表面之间延伸。为封闭墨盒主体上的开孔，将一个用墨盒主体材料作的预成形的刚性插塞插入开孔中，并按已提到的DeFosse专利所述，用超声焊焊接在其中。为了改进墨水流通道，在Brandon等的美国专利No．5576750中公开一种封闭该开孔的改进插塞，该专利转让给本申请的同一受让人，并作为参考包含在本文中。Brandon等的专利被作成为可以改进墨水流通道的内部构形，使其更好地调节墨盒的墨水流通道内的空气泡的运动。
不幸的是，在设置DeFosse等和Brandon等的专利中公开的刚性插塞时可能会使一些小的碎片脱落到墨盒中的墨水流通道内。这些小碎片然后进入到打印头，造成在打印头内的墨水流沟道的堵塞。为尽量减小这种微碎片，对于插塞、开孔的尺寸和在开孔中设置插塞均需要紧公差。另外，在使用时必须对刚性活塞进行清洁处理，以除去附在表面上的微碎片。所有这些要求均增加了墨盒的成本。
很需要改进可靠性和减小制造墨盒的成本，方法是即使不能消除微碎片也要减小这种碎片，这种碎片是因为取出用于形成墨盒内墨水流通道导管的心杆而又要插入先有技术的刚性插塞以密封墨盒上的开孔才被引入的。
本发明的目的在于一种喷墨打印机的墨盒主体，其中，延伸到墨盒主体外表面的开孔由在该开孔原处形成的密封剂插塞封闭，目的还在于一种制造至少包含一个密封剂插塞的喷墨打印机墨盒的方法。墨盒主体包括使墨水池室与出口相连接的墨水流通道。从墨盒墨水流通道的导管延伸到该主体外表面的开孔用聚合物材料作的密封剂插塞封闭，该插塞是通过将聚合物材料注入到开口中而形成的。采用这种在原位形成密封剂插塞的方法可以无摩擦地密封相应的开孔。任何在开孔内的细小碎物均可由保持在密封容器中的密封剂插塞捕获，从而防止沾污。
图1是应用本发明的三色墨盒的分解图；图2是图1所示墨盒的盒主体的透视图，其一部分已切去，以便示出连接导管和立管；图3是图2所示盒主体底部分的透视图，示出从墨盒主体喷出墨水的出口。
图4是图2所示盒主体截面透视图，是向上往墨水流通道内看的视图；图5是垂直穿过墨水流通道的截面图，示出本发明的密封剂插塞。
下面参照附图，其中图1示出三色墨盒或笔10，该墨盒包括盒主体12、顶盖14和其上装有打印头(未示出)的纸带自动约束(TAB)电路20。墨盒主体12用聚合物材料制作，例如用聚砜、聚氯乙烯，最好用改性的聚苯撑氧，它可以从General Electric Company公司买到，商标为NORYL SE-1，该墨盒具有空心内部，该内部由两个分隔壁24分成中心墨池室和两个侧部墨池室22。三个泡沫材料块26放在液池室22中，各个室分别用不同颜色的墨水充满或以后再补充。在各个液池室22的底部是立管28，各个立管的顶部由过滤器30覆盖，以便在将墨水从室中抽出时进行过滤。
TAB线路20由两个粘合预型件32、34固定在墨盒主体12的底面和前表面。TAB线路20带有端子26，该端子将打印机供电线路来的电信号传送到打印头的加热器基片的构成部分，从而控制墨水从喷头板上的喷头或喷口喷出，该喷口板也构成打印头的一部分。在打印期间，在墨池室22中的墨水可以通过过滤器30和立管28从室22中引出。
墨盒主体12具有三个墨水流通道或流道38、41、45，如图2的点划线所示，这些通道从墨池室22延伸到三个出口46、48和50，这些出口位于墨盒主体12的底表面54上的凹部52内，如图3所示。墨水流通道41、45分别包括导管部分42、40，见图2和4。打印头包括打印装置，并装在墨盒主体16的表面54上，使得在出口46、48和50流出的三色墨水可选择地从喷头板上的一组喷头喷出，以常规方式进行打印。
立管28的底部部分地由倾斜的底表面56封闭，见图2，使得在立管28的底部上形成约半圆形的开孔44。第一墨水流通道38从中心墨水池室22延伸到出口46，包括中心立管28和短的墨水输送管39，该墨水输送管39在开孔44和出口46之间平行于墨盒10的示于图1的垂直轴或Z轴延伸。形成两个脊部58，该脊部沿中心立管和输送管39的内壁的整个长度延伸。这些脊部用于从中心室22引流墨水，并且也防止气泡完全堵塞输送管或立管。
侧部墨池室22的立管28也分别具有脊部60和62，这些脊部垂直地沿立管内壁的整个长度延伸。在图2中只能见到一个脊部60和一个脊部62，虽然在图4中可以见到图2左侧立管的两个脊部60。图4是对着立管开孔44看去的截面透视图，如图4所示，其中一个脊部60与沿导管40的顶壁86的整个长度延伸的脊部64相连接。
第二墨水流通道41从图2的右侧墨水池室22延伸到出口48。第二墨水流通道41包括右侧立管28、导管部分42和短的输送管43，见图5。
导管部分42为不规则形状，以顶壁66、底壁68和两个侧壁70和72为界，见图4和5。侧壁70和72会聚到封闭导管的一端，会聚点稍为越过输送管43与底壁中开孔73相结合的位置。导管部分42的另一端通过开孔42A延伸到墨盒主体12的外表面12A，该开孔42A在模制墨盒主体12期间接纳除去的心杆。墨水从图2的右立管28通过在顶壁66上的开孔75进入导管42。如图5所示，立管开孔44由短通道77连接于开孔75。
导管42其横截面一般为梯形。侧壁70和72以锐角交于顶壁66。因为空气泡几乎为球形，所以它们不会嵌套在锐角中，因此它们完全不会堵塞墨水流过导管42的流路。
第三墨水流通道45使左侧墨水池室22连接于出口50，见图3。通道45类似于通道41，因此不再详细说明，只是应注意到它包括导管部分40，该导管部分通过开孔40A延伸到墨盒主体12的外表面，并且具有以锐角相交于顶壁86的侧壁80、82、在侧壁80上的脊部(未示出)和在顶壁86上的另一脊部64。
如上述的DeFosse等的专利所述，墨盒主体12可以用塑料模制为整体件。为模制导管部分40和42，必需在墨盒主体12上形成相应开孔40A、42A，在墨盒主体12形成之后，便从这些开孔中抽出作为模具的心杆。在抽出心杆之后，必须封闭开孔40A、42A，以防止从墨盒10的渗漏。在先有技术中，将用墨盒主体的同一材料作的预成形刚性插塞插入到这些开孔中，并用超声焊焊接在其中，如在本申请的“发明背景”部分所述。为了改进墨水流通道，在上述Brandon等的专利中公开一种用于封闭该出孔的改进插塞。Brandon等的专利的插塞被作成为可以改进墨水流通道的内部构形，以便更好地调节在墨盒的墨水流通道内形成的空气泡的运动。
不幸的是，配置先有技术的刚性插塞时会引起微碎片脱落到墨水流通道41、45内，这可能造成打印头上内部沟槽的堵塞，因而妨碍墨水从打印头上的一个或多个喷头喷出。为保证正确地密封和尽可能减小碎片，对于刚性插塞、开孔的尺寸以及在开孔中配置插塞均要求紧公差。另外，在使用时必须对刚性插塞进行清洁处理，以除去附在表面上的微碎片。所有这些要求均增加了生产时间和制造墨盒的成本。利用本申请提出的发明可以克服先有技术的这些问题，其中用在开孔40A、42A中原位形成的密封剂插塞取代刚性插塞。因为密封剂插塞基本上彼此相同，所以在图5中仅示出形成在开孔42A中的密封剂插塞42P。
密封剂插塞的形成方法是，将聚合物材料注入到开孔40A、42A。密封剂插塞可以用热固材料例如热固粘合剂或热塑性塑料例如热塑性粘合剂形成，这些材料应当可以承受在生产墨盒10时遇到的温度并与用在墨盒10中的墨水相容。可以用来形成密封剂插塞的热固粘合剂包括环氧树脂、聚氨酯、聚硅酮树脂和酚醛树脂。可以用来形成密封剂插塞的热塑性粘合剂包括乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸酯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯和聚苯乙烯。可以用来形成密封剂插塞的其它热塑性塑料包括高分子量的材料例如聚烯烃。聚酯和聚氨酯。现时最好使用触变材料例如热固尿烷粘合剂来形成密封剂插塞。具体是，现时最优的热固尿烷粘合剂是一种单成分的湿态固化的尿烷粘合剂，该粘合剂由Minnesota Miningand Manufacturing(3M)公司售卖，商标为“Jet-Weld TE-031”，虽然还用混合的环氧树脂粘合剂进行了试验，这种粘合剂也由3M公司出售，商标为“Scotch-Weld DP-11”。
将密封剂注入各个开孔40A、42A。采用商品粘合剂施加器(未示出)例如用3M公司出售的商标为“Jet-Weld”的施加器注射密封剂。粘合剂施加器可以用手操作或可以装入墨盒生产装置(未示出)上使其操作由机器控制。可以选择密封剂的体积或注射量，使其可以密封它被注入的开孔。在本发明的优选实施例中，各个开孔40A、42A具有确定的体积，最好选择密封剂的注射量使其基本上等于相应开孔的体积。由于使用基本上等于待封闭开孔体积的密封剂体积，所以密封剂插塞42P的内表面90形成墨水流通道41的一部分，并形成墨水流通道41的包围插塞42P的结合部分92。
在开孔40A、42A中注入密封剂可以无摩擦地封闭开口40A、42A，从而可以防止由于形成密封剂插塞而产生微碎片。另外，已存在于开孔40A、42A中的任何微碎片也可以通过注入密封剂而被捕获。这样，便不会因为嵌入或形成密封剂插塞而产生任何微碎片，而且可能存在于墨盒主体12的开孔40A、42A中的任何这种碎片也可以由密封剂插塞捕获。
尽管已通过例示方法特别详细地说明了优选实施例，但是很明显，对于所述实施的形式和细节可以进行各种变形和替换而不违背本发明的如所附权利要求书确定的精神和范围。
权利要求
1．一种喷墨打印机的墨盒主体，该主体包括延伸到上述墨盒主体外表面的开孔和上述开孔中原位形成的密封剂插塞。
2．如权利要求1所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述主体还包括墨水流通道和延伸到上述墨水流通道的上述开孔。
3．如权利要求2所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述主体用聚合物材料形成。
4．如权利要求3所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述主体的聚合物材料包括改性的聚苯撑氧。
5．如权利要求1所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述插塞由聚合物材料形成。
6．如权利要求5所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述插塞的聚合物材料选自一组材料，该组材料包括热固粘合剂、热塑性粘合剂和热塑性塑料。
7．如权利要求5所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述插塞的聚合物材料选自一组材料，该组材料包括环氧树脂、聚氨酯、聚硅酮树脂和酚醛树脂。
8．如权利要求5所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述插塞的聚合物材料选自一组材料，该组材料包括乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸酯、聚酯聚氨酯和聚苯乙烯。
9．如权利要求5所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述插塞的上述聚合物材料选自一组材料，该组材料包括聚烯烃、聚酯和聚氨酯。
10．如权利要求5所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述插塞的上述聚合物材料包括触变材料。
11．如权利要求10所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述插塞的上述触点材料包括热固尿烷粘合剂。
12．一种喷墨打印机的墨盒主体，包括墨水池室；出口；使上述墨水池室连接于上述出口的墨水流通道，上述墨水流通道包括导管；从上述导管延伸到上述墨盒主体外表面的开孔；在上述开孔中原位形成的密封剂插塞。
13．如权利要求12所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述开孔具有确定的体积，上述密封剂插塞由体积基本上等于上述确定体积的密封剂构成。
14．如权利要求12所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述开孔具有确定的体积，而且上述插塞由其体积足以基本上充满上述确定体积的密封剂构成，上述插塞的表面构成上述墨水流通道的一部分。
15．如权利要求12所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述开孔具有确定的体积，而且上述插塞由其体积足以基本上充满上述确定体积的密封剂形成，上述插塞形成上述墨水流通道的结合部分，该结合部分包围上述插塞。
16．如权利要求12所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述室充满墨水。
17．如权利要求12所述的喷墨打印机的墨盒主体，其特征在于，上述室可用墨水再补充。
18．一种制造喷墨打印机墨盒的方法，包括以下步骤用模具模制墨盒主体，该模具具有用于在上述主体中形成墨水流通道导管的心杆；从上述开孔中抽出上述心杆，该开孔从上述导管延伸到上述墨盒主体的外表面，由此启开上述导管；将密封剂注入到上述开孔并密封上述开孔。
19．如权利要求18所述的制造喷墨打印机的墨盒的方法，其特征在于，上述开孔具有确定的体积，密封上述开孔的上述步骤包括注入体积基本上等于上述确定体积的密封剂的步骤。
20．一种制造喷墨打印机墨盒的方法，包括以下步骤用模具模制墨盒主体，该模具具有用于在上述主体内形成墨水流通道导管的心杆；从开孔中抽出上述心杆，该开孔从上述导管延伸到上述墨盒主体的外表面，从而启开上述开孔；将密封剂注入上述开口，从而无摩擦地封闭上部开孔。
21．如权利要求20所述的制造喷墨打印机的墨盒的方法，其特征在于，上述将密封剂注入上述开孔从而无摩擦封闭上述开孔的步骤包括捕获上述开孔中微碎片的步骤。
22．如权利要求20所述的制造喷墨打印机的墨盒的方法，其特征在于，上述开孔具有确定的体积，将密封剂注入上述开孔的上述步骤包括注入其体积足以大体充满上述确定体积的密封剂和在上述墨水流通道内形成包围上述开孔的结合部。
23．一种制造喷墨打印机墨盒的方法，包括以下步骤用模具模制墨盒主体，该模具具有用于在上述主体内形成墨水流通道的心杆；从开孔中抽出上述心杆，该开孔从上述导管延伸到上述墨盒主体的外表面；注入其量足以大体充满上述开孔的密封剂。
全文摘要
利用在原位形成的聚合物密封剂插塞封闭延伸到墨盒主体外表面的开孔。墨盒主体包括使墨水液池室和出口连接的墨水流通道。通过将聚合物材料注入开孔中可以封闭从墨盒主体的墨水流通道的导管延伸到该主体外表面的开孔。现时最好使用触变材料例如热固尿烷粘合剂。
文档编号B41J2/175GK1203858SQ98115168
公开日1999年1月6日 申请日期1998年6月26日 优先权日1998年6月26日
发明者童亚·H·杰克逊, 李亚·D·哈尔, 罗伯特·A·克里斯琴森 申请人:莱克斯马克国际公司