專利名稱：墨盒和噴墨打印機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說，本發(fā)明涉及給噴墨打印頭供墨的墨盒，和包括該墨盒的噴墨打印機(jī)，其中噴墨打印頭通過噴墨執(zhí)行打印操作。
背景技術(shù)：
已知的噴墨打印機(jī)布置為能夠通過噴嘴向記錄介質(zhì)上噴墨來進(jìn)行打印。如JP-A-2001-328279中所披露的(特別是圖1)，這種噴墨打印機(jī)裝備有可拆卸地安裝在其上的墨盒。但是在這種墨盒中，當(dāng)墨存儲(chǔ)室(墨箱)的通氣孔(空氣引入孔)位于墨存儲(chǔ)室上面時(shí)，墨存儲(chǔ)室中的墨表面暴露在大氣中，換言之，大氣壓力作用在墨表面上。在這種布置中，當(dāng)墨表面水平隨著墨的消耗而降低時(shí)，作用在噴嘴上的墨背壓變化。作用在噴嘴上的墨背壓變化可能會(huì)對(duì)噴嘴噴墨精度有不利的影響。下文中的“水平”指“高度水平”。
考慮到上述因素，噴墨打印機(jī)通常配備有抑制或禁止墨背壓變化的機(jī)構(gòu)。一個(gè)這樣的例子是與JP-A-2002-307711對(duì)應(yīng)的美國專利No.6,702,427 B2(特別是圖4)所披露的噴墨打印機(jī)。所披露的噴墨打印機(jī)配備有與噴嘴連接的緩沖槽，存儲(chǔ)在緩沖槽中的墨的墨表面水平大致保持不變。緩沖槽具有空心針形式的供墨管和空心針形式的空氣引入管，供墨管把墨盒中的墨供給緩沖槽，空氣引入管把空氣引入墨盒。放置供墨管和空氣引入管使得它們穿過緩沖槽的上壁部分延伸。在緩沖槽內(nèi)靠近緩沖槽的底部，供墨管向下延伸的程度比空氣引入管大。
在噴嘴沒有噴墨的狀態(tài)下，墨表面在空氣引入管下端附近。在這個(gè)狀態(tài)，在空氣引入管的下端內(nèi)部形成了墨的彎月面，所以空氣不能通過空氣引入管進(jìn)入墨盒。因此，不把墨從墨盒提供到緩沖槽。當(dāng)噴嘴噴墨時(shí)，通過形成在緩沖槽底部的供墨孔向噴嘴供墨，并且緩沖槽內(nèi)的墨表面水平降低，所以墨表面與空氣引入管的下端分開，并且空氣引入管中的彎月面破裂。從而，空氣進(jìn)入空氣引入管并且由此引入墨盒。同時(shí)，墨從墨盒經(jīng)過供墨管提供給緩沖槽。當(dāng)緩沖槽中墨表面水平到達(dá)空氣引入管下端附近時(shí)，不允許空氣經(jīng)過空氣引入管引入墨盒，因此停止把墨供給緩沖槽。在這種情況下，作用在噴嘴上的背壓變化不受留在墨盒中的墨量影響，而只受具有較小容積的留在緩沖槽內(nèi)的墨量影響，從而抑制了背壓變化。

發(fā)明內(nèi)容
在上述的布置中，必須打破在空氣引入管下端形成的彎月面，以補(bǔ)償噴墨所消耗的墨量。彎月面的強(qiáng)度取決于墨的成分和種類，而且彎月面不會(huì)破裂，除非根據(jù)墨的消耗引起一定程度的背壓。也就是說，在墨表面已經(jīng)與空氣引入管下端分離之后，墨表面的水平必須進(jìn)一步降低。在這種情況下，作用于噴嘴上的背壓取決于緩沖槽內(nèi)的墨表面水平。因此，作用于噴嘴上的背壓是變化的。而且，打破彎月面所需的墨表面水平的降低量隨著墨的成分和種類而變化，從而背壓變化的程度也隨著墨的成分和種類而變化。在上述的布置中，緩沖槽安裝在打印機(jī)主體上，從而在從打印機(jī)取出墨盒打印機(jī)振動(dòng)時(shí)，墨可能會(huì)通過供墨管泄漏出來。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種墨盒和一種包括這種墨盒的噴墨打印機(jī)，墨盒具有簡單的結(jié)構(gòu)，并且能夠避免作用在噴嘴上的背壓的變化。
上述目的能夠通過本發(fā)明的第一個(gè)方面得到實(shí)現(xiàn)，它提供一種墨盒，墨盒安裝在噴墨打印機(jī)上，墨從墨盒提供給噴墨打印機(jī)的噴墨打印頭的至少一個(gè)噴嘴，墨盒包括一個(gè)墨箱，墨存儲(chǔ)在墨箱中；墨流出孔，它形成在限定了墨箱的墨盒的壁中，并且通過它墨流到墨箱外面；和一個(gè)空氣流入孔，它形成在限定了墨箱的墨盒的壁中，并且通過它空氣流進(jìn)墨箱。空氣流入孔形成在壁的一個(gè)區(qū)域中，空氣流入孔在這個(gè)區(qū)域內(nèi)接觸存儲(chǔ)在墨箱中的墨。
在具有上述結(jié)構(gòu)的墨盒中，利用簡單的結(jié)構(gòu)能夠抑制或避免作用在至少一個(gè)噴嘴上的墨背壓的變化，這個(gè)簡單結(jié)構(gòu)是指空氣流入孔形成在壁的那一個(gè)區(qū)域中，空氣流入孔在這個(gè)區(qū)域內(nèi)接觸存儲(chǔ)在墨箱中的墨。另外，即使隨著墨的消耗墨表面水平變化也不會(huì)使得背壓變化，這樣就有效地增加了墨盒位置的范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)理想的噴墨條件。
也可以根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面實(shí)現(xiàn)上述目的，它提供一種噴墨打印機(jī)，包括一個(gè)噴墨打印頭，它具有噴墨部分，在噴墨部分中布置了多個(gè)噴墨噴嘴；和一個(gè)墨盒，它可拆卸地安裝在噴墨打印機(jī)上以把墨提供給噴墨打印頭，并且該墨盒包括一個(gè)墨箱、一個(gè)墨流出孔、一個(gè)空氣流入孔，墨存儲(chǔ)在墨箱中，墨流出孔形成在限定了墨箱的墨盒的壁中并且通過它墨流到墨箱外面，空氣流入孔形成在限定了墨箱的墨盒的壁中并且通過它空氣流進(jìn)墨箱。墨盒所具有的結(jié)構(gòu)使得空氣流入孔形成在壁的一個(gè)區(qū)域中，空氣流入孔在這個(gè)區(qū)域內(nèi)接觸存儲(chǔ)在墨箱中的墨，并且在把墨盒安裝在噴墨打印機(jī)上時(shí)，空氣流入孔所處的高度位置比噴墨噴嘴所處的高度位置低一段距離，這段距離在不小于10mm至不大于80mm的范圍之間。
配備了具有上述結(jié)構(gòu)的墨盒的本噴墨打印機(jī)具有和上述根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面所構(gòu)造的墨盒一樣的優(yōu)點(diǎn)。


通過閱讀下面對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述并且結(jié)合附圖考慮，能夠更好地理解本發(fā)明的上述以及其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工程上的重要性，在附圖中；圖1是示意性視圖，示出了配備了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的墨盒的噴墨打印機(jī)；圖2A和2B是剖視圖，示出了圖1的墨盒的連接部分；和圖3A和3B是圖1墨盒的剖視圖，用來解釋緩沖槽的功能。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖描述本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
首先參考示意1，它示出了噴墨打印機(jī)101，噴墨打印機(jī)101配備了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造的墨盒1。墨盒1以剖視圖的形式示出。在圖1中，箭頭71表示墨的流動(dòng)而箭頭72表示大氣的流動(dòng)。
如圖1所示，噴墨打印機(jī)101包括噴墨打印頭5，它向記錄紙張P噴墨；墨盒1，它安裝在噴墨打印機(jī)101的墨盒安裝位置(未示出)上并且存儲(chǔ)噴墨打印頭5所噴射的墨(圖1中用“I”表示)；滑架6，它在一個(gè)方向上(即垂直于圖1的紙張表面的方向)沿著導(dǎo)軌7直線往復(fù)移動(dòng)噴墨打印頭5；饋送機(jī)構(gòu)8，用來在一個(gè)方向上饋送記錄紙張P，這個(gè)方向垂直于噴墨打印頭5的往復(fù)移動(dòng)方向并且平行于噴墨表面的平面，其中噴墨表面是噴墨打印頭5的噴墨部分；和清洗裝置9，它吸取噴墨打印頭5中的空氣和粘性增加的墨。清洗裝置9位于噴墨打印頭5往復(fù)移動(dòng)的路徑上、記錄紙張P的外面，并且包括清洗帽10和抽吸泵16，清洗帽10能夠在朝向和離開噴墨打印頭5的噴墨表面的方向上移動(dòng)并且能夠和頭5的噴墨表面接觸，抽吸泵16用來吸墨。
在具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨打印機(jī)101中，存儲(chǔ)在墨盒1中的墨經(jīng)過供墨管4提供給噴墨打印頭5?；?往復(fù)移動(dòng)噴墨打印頭5并且噴墨打印頭5從噴嘴向饋送機(jī)構(gòu)8所饋送的記錄紙張P噴墨，從而在記錄紙張P上形成所要的圖像/字符。每次當(dāng)經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間間隔后，滑架6把噴墨打印頭5移動(dòng)到清洗裝置9的清洗帽10處。然后，移動(dòng)清洗帽10使其與噴墨打印頭5的噴墨表面接觸。在這個(gè)狀態(tài)下，操作抽吸泵16使其從噴墨打印頭5的噴嘴中吸取空氣和高粘性的墨。
下面將詳細(xì)解釋噴墨打印頭5和墨盒1。噴墨打印頭5具有作為噴墨部分的噴墨表面，在噴墨部分中形成了多個(gè)噴墨噴嘴，并且在未示出的控制裝置的控制下從每個(gè)噴嘴中噴射通過供墨管4提供的墨。供墨管4的一端連接噴墨打印頭5，另一端連接供墨導(dǎo)管41。如圖2A所示，供墨導(dǎo)管41是錐形管狀件，它與墨盒1連接并且包括封閉的末端41b、多個(gè)在末端41b附近沿其周邊形成的進(jìn)墨孔42、和通過進(jìn)墨孔42與外部連通的導(dǎo)管內(nèi)墨通道43。
墨盒1是合成樹脂所形成的大致長方體殼體。墨盒1包括存儲(chǔ)墨I(xiàn)的墨箱11；墨流出通道12，存儲(chǔ)在墨箱11中的墨通過墨流出通道12流到墨盒1的外部；空氣流入通道13，空氣經(jīng)過空氣流入通道13流入墨箱11；和一個(gè)連接部分14(圖2A和2B)，連接部分14把墨流出通道12和供墨導(dǎo)管41連在一起。
墨箱11是墨盒1的壁所限定的空間，墨盒1由多個(gè)壁部構(gòu)成，墨箱11包括墨流出孔51和空氣流入孔52，存儲(chǔ)的墨經(jīng)過墨流出孔51排出到墨流出通道12中，空氣經(jīng)過空氣流入孔52流入墨箱11。墨箱11具有封閉的結(jié)構(gòu)，使得除了墨流出孔51和空氣流入孔52以外它不與外部連通，并且使得墨箱11中的墨只通過空氣流入孔52與空氣接觸。墨流出孔51和空氣流入孔52具有互相相對(duì)的位置關(guān)系，它們形成在墨箱11底部的相對(duì)側(cè)壁部分上，這些側(cè)壁部分構(gòu)成了墨盒1的一部分壁。墨箱11通過墨流出孔51與墨流出通道12連通，通過空氣流入孔52與空氣流入通道13連通?？諝饬魅肟?2所具有的尺寸使得由于墨的表面張力在那里形成了彎月面，從而避免墨箱11中的墨經(jīng)過空氣流入孔52進(jìn)入空氣流入通道13。
在墨箱11中，在墨流出孔51和空氣流入孔52之間設(shè)有導(dǎo)壁53。導(dǎo)壁53用于引導(dǎo)流經(jīng)空氣流入孔52的空氣所構(gòu)成的氣泡，其引導(dǎo)方向向上，即離開墨流出孔51朝向墨箱11的頂部，這樣就避免氣泡被吸進(jìn)墨流出孔51。導(dǎo)壁53傾斜延伸，相對(duì)于墨盒1的垂直方向，其傾斜度隨著在向上方向上的距離增加而增加，向上方向是指朝向墨箱11頂部的方向。在導(dǎo)壁53上間斷地形成有切口53a。
墨流出通道12位于墨箱11下面并且位于墨盒1的底部，它通過墨流出孔51與墨箱11連通并且通過下述的墨連接通道55與墨盒1的外部連通。當(dāng)供墨導(dǎo)管41連接連接部分14時(shí)，墨流出通道12連通供墨導(dǎo)管41的導(dǎo)管內(nèi)墨通道43。墨流出通道12提供墨從墨流出孔51到墨連接通道55的流動(dòng)。也就是說，如圖1的箭頭71和圖2B的箭頭73所示，墨流出通道12所提供的墨流動(dòng)從墨流出孔51開始，先在垂直方向上向上朝向墨箱11的頂部延伸，然后在垂直方向上通過連接部分14的內(nèi)部向下朝向墨箱11的底部，最終到達(dá)墨連接通道55。
空氣流入通道13位于墨箱11下面并且位于墨盒1的底部，它通過空氣流入孔52與墨箱11連通并且通過空氣引入開口56與墨盒1的外部連通。空氣流入通道13包括作為它的一部分的緩沖槽15，緩沖槽15起到緩沖部分的作用?？諝庖腴_口56是當(dāng)供墨導(dǎo)管41連接連接部分14時(shí)圍繞供墨導(dǎo)管41外周所形成的開口?？諝庖腴_口56形成在墨盒1的下表面并且為環(huán)形，它的中心位于供墨導(dǎo)管41的橫截面的圓心處。
緩沖槽15位于墨箱11下面并且鄰近墨箱11，它在其底部附近通過空氣流入孔52與墨箱11連通并且通過空氣進(jìn)入口54與空氣引入開口56連通，其中空氣進(jìn)入口54形成在遠(yuǎn)離空氣流入孔52一側(cè)的其頂部附近。如圖1所示，緩沖槽15的空間位于空氣流入孔52上面、空氣進(jìn)入口54下面?？諝饬魅胪ǖ?3提供空氣從空氣引入開口56到墨箱11的流動(dòng)。也就是說，如圖1的箭頭72和圖2B的箭頭74所示，空氣流入通道13所提供的空氣流動(dòng)從空氣引入開口56開始，經(jīng)過連接部分14的內(nèi)部和形成在墨箱11下面的通道，在垂直方向上向上延伸，經(jīng)由空氣進(jìn)入口54穿過緩沖槽15的內(nèi)部，最終經(jīng)過空氣流入孔52到達(dá)墨箱11。
下面參考圖2A和2B詳細(xì)解釋連接部分14。圖2A和2B是墨盒1沿圖1中線2-2的剖視圖，其觀察方向在圖1中用箭頭“Y”示出。圖2A示出了供墨導(dǎo)管41沒有和連接部分14連接的狀態(tài)，圖2B示出了供墨導(dǎo)管41與連接部分14連接的狀態(tài)。在圖2B中，箭頭73表示墨的流動(dòng)，而箭頭74表示空氣的流動(dòng)。
在連接部分14中，形成了構(gòu)成一部分墨流出通道12和在連接部分14中沿垂直方向延伸的墨連接通道55。墨連接通道55由連接部分14的上圓柱部分57和下圓柱部分58所形成的內(nèi)部空間所限定。下圓柱部分58的直徑比上圓柱部分57的直徑大。構(gòu)成一部分空氣流入通道13的連通孔67穿過下圓柱部分58的壁厚形成。連接部分14包括設(shè)在墨連接通道55中的密封件61、閥件62、彈簧63和密封件64。
密封件61為圓柱形并且可滑動(dòng)地設(shè)在下圓柱部分58中。密封件61包括上、下環(huán)形伸出部分65、65，它們分別形成在其上端和下端，還包括一個(gè)插入供墨導(dǎo)管41的插入孔66。上、下環(huán)形伸出部分65、65保持與下圓柱部分58的內(nèi)壁密封接觸，從而避免墨經(jīng)過密封件61的外圓周表面周圍泄露。上、下環(huán)形伸出部分65、65的結(jié)構(gòu)使其可以打開或關(guān)閉空氣經(jīng)連通孔67進(jìn)入空氣流入通道13的流動(dòng)。供墨導(dǎo)管41所插入的、密封件61的插入孔66由上圓柱部分和下部的錐形部分構(gòu)成，下部的錐形部分對(duì)應(yīng)于供墨導(dǎo)管41的錐形部分41a。
閥件62設(shè)在密封件61上面并且關(guān)閉或打開墨在墨連接通道55中的流動(dòng)。閥件62的底表面具有凹進(jìn)形式的容納部分68，容納部分68容納插入密封件61的插入孔66中的供墨導(dǎo)管41的末端41b。當(dāng)如圖2A所示，供墨導(dǎo)管41沒有連接連接部分14時(shí)，閥件62位于密封件61的上表面，使得位于容納部分68外面的、閥件62的外周部分69環(huán)繞或包圍插入孔66，因此能夠防止墨連接通道55中的墨流入密封件61的插入孔66。
彈簧63向密封件61方向偏置閥件62并且設(shè)置在上圓柱部分57中閥件的上側(cè)。密封件64用來防止彈簧63所偏置的閥件62和密封件61滑到墨連接通道55外面。在密封件64的中心部分形成了圓形開口70。圓形開口70的內(nèi)徑比供墨導(dǎo)管41的外徑大。供墨導(dǎo)管41通過圓形開口70插入密封件61的插入孔66。當(dāng)如圖2B所示供墨導(dǎo)管41通過圓形開口70完全插入時(shí)，墨連接通道55連接供墨導(dǎo)管41的導(dǎo)管內(nèi)墨通道43，并且圍繞供墨導(dǎo)管41的外周形成了空氣引入開口56。
下面解釋連接部分14的功能或如何操作它。如圖2A所示，當(dāng)供墨導(dǎo)管41沒有連接連接部分14時(shí)，彈簧63所偏置的閥件62與密封件61的上表面保持密封接觸，使得閥件62位于容納部分68外面的外周部分69緊密接觸上表面從而環(huán)繞或包圍密封件61的插入孔66。因此，能夠避免墨連接通道55中的墨流入密封件61的插入孔66，這樣就切斷了墨連接通道55中的墨流動(dòng)。另外，密封件61的上、下環(huán)形伸出部分65、65分別與下圓柱部分58的內(nèi)壁的上、下部分保持密封接觸，從而防止經(jīng)過連通孔67進(jìn)入的空氣流入空氣流入通道13，這樣就切斷了空氣流入通道13中的空氣流動(dòng)。
如圖2B所示，當(dāng)供墨導(dǎo)管41連接連接部分14時(shí)，通過密封件64的圓形開口70插入的供墨導(dǎo)管41的錐形部分41a與密封件61的插入孔66保持配合，從而隨著供墨導(dǎo)管41的插入，供墨導(dǎo)管41、密封件61和閥件62作為一個(gè)單元在墨連接通道55中的向上方向(即插入供墨導(dǎo)管41的方向)上滑動(dòng)。這時(shí)穿過下圓柱部分58的壁厚而形成的連通孔67位于比密封件61的下環(huán)形伸出部分65低的位置，從而連通孔67處于打開狀態(tài)，即連通孔67與空氣流入通道13連通，從而允許通過連通孔67進(jìn)入的空氣流進(jìn)空氣流入通道13。
當(dāng)進(jìn)一步插入供墨導(dǎo)管41時(shí)，由于密封件61鄰接接觸下圓柱部分58的上壁內(nèi)表面而阻止其前進(jìn)，所以使得供墨導(dǎo)管41密封地接觸插入孔66的內(nèi)表面，并且供墨導(dǎo)管41的末端41b穿過插入孔66而且從插入孔66中伸出。已經(jīng)穿過并且從插入孔66中伸出的供墨導(dǎo)管41的末端41b與閥件62的容納部分68配合，允許進(jìn)一步在向上方向上推進(jìn)或滑動(dòng)供墨導(dǎo)管41和閥件62。這時(shí)，閥件62與密封件61分開，供墨導(dǎo)管41從插入孔66中伸出，形成在供墨導(dǎo)管41的末端41b附近的進(jìn)墨孔42位于插入孔66的外面。因此，墨連接通道55連接供墨導(dǎo)管41的導(dǎo)管內(nèi)墨通道43，從而墨連接通道55中的墨通過進(jìn)墨孔42流入導(dǎo)管內(nèi)墨通道43。已經(jīng)流入導(dǎo)管內(nèi)墨通道43中的墨經(jīng)過供墨管4提供給噴墨打印頭5。
具有上述結(jié)構(gòu)的墨盒1可拆卸地安裝在噴墨打印機(jī)101的墨盒安裝部分。當(dāng)墨盒1安裝在墨盒安裝部分上時(shí)，墨流出孔51位于墨箱11沿重力方向的下方。
下面解釋墨盒1和噴墨打印頭5之間的位置關(guān)系。由于噴墨打印頭5的噴嘴總是處于打開狀態(tài)，如果頭5的噴嘴中的墨與大氣接觸的水平Ln比墨盒1中的墨與大氣接觸的水平Lc低，那么墨可能會(huì)從頭5的噴嘴中泄露出來，這里L(fēng)n指在這個(gè)高度水平上噴嘴中的墨接觸大氣(換言之，噴嘴中接觸大氣的那部分墨的所處位置的高度水平)，Lc指在這個(gè)高度水平上墨盒1中的墨接觸大氣(換言之，墨盒1中接觸大氣的那部分墨的所處位置的高度水平)。與之相反，如果頭5的噴嘴中墨與大氣接觸的水平Ln比墨盒1中的墨與大氣接觸的水平Lc高很多的話，那么在所產(chǎn)生的預(yù)定噴射壓力(這個(gè)壓力使得噴墨打印頭5噴墨)下噴墨量可能會(huì)不足，或者噴墨打印頭5不能噴墨。因此，考慮墨盒1的空氣流入孔52所處的高度位置與噴墨打印頭5的噴嘴所處的高度位置之間的關(guān)系是很重要的。在這個(gè)方面，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果把背壓保持在-10mmaq到-80mmaq的范圍內(nèi)，就不會(huì)出現(xiàn)麻煩或不能噴墨這些現(xiàn)象，能夠得到很好的噴墨效果，其中背壓是作用在噴墨打印頭5的噴嘴中的墨上的壓力，即基于Ln-Lc的壓力。因此，就確定出當(dāng)墨盒1安裝在噴墨打印機(jī)101上時(shí)，空氣流入孔52所處的高度位置要比噴嘴所處的高度位置低x(示于圖1中)，x的范圍在10mm到80mm之間，其中空氣流入孔52所處的高度位置確定了墨盒1中的墨接觸大氣的水平Lc。因此，在本實(shí)施例中，其中空氣流入孔52形成在墨箱11的底部，其所處的高度位置與墨流出孔51所處的高度位置一樣，那么不論墨量的消耗程度是多少，墨盒1中墨與大氣接觸的水平Lc都不會(huì)變化。因此，作用在噴墨打印頭5的噴嘴中的墨上的背壓可以一直保持在-10mmaq到-80mmaq的范圍內(nèi)，而與消耗了多少墨無關(guān)。換言之，背壓可以保持在能夠保證很好的噴墨的優(yōu)選范圍內(nèi)。
同時(shí)，在本實(shí)施例中，空氣流入孔52所處的高度位置大致與墨流出孔51所處的高度位置大致一樣，墨流出孔51所處的高度位置也可以比空氣流入孔52所處的高度位置低。這時(shí)，只要墨流出孔51所處的高度位置比噴墨打印頭5的噴嘴所處的高度位置低10mm到80mm，換言之，只要墨流出孔51所處高度位置相對(duì)于噴墨打印頭5的噴嘴所處高度位置在-10mm到-80mm的范圍內(nèi)，作用在噴墨打印頭5的噴嘴中的墨上的背壓就能夠保持在上述的-10mmaq到-80mmaq的范圍內(nèi)，直到把墨徹底用光為止。例如，如果空氣流入孔52所處的高度位置比噴墨打印頭5的噴嘴所處高度位置低10mm，只要墨流出孔51所處的高度位置比空氣流入孔52所處的高度位置低0mm到70mm，那么作用在噴嘴中的墨上的背壓就能夠保持在上述范圍內(nèi)，直到把墨徹底用光為止。
下面參考圖3A和3B解釋當(dāng)由于溫度變化等原因引入墨箱11的空氣容積膨脹時(shí)緩沖槽15的功能和對(duì)其的操作。圖3A示出了空氣容積膨脹前墨盒1的剖面圖，圖3B示出了空氣容積膨脹后墨盒1的剖面圖。在圖3A和3B示出的狀態(tài)中，供墨導(dǎo)管41(沒有在圖3A和3B中示出)連接了墨盒1。
如圖3A所示，在墨箱11中的空氣容積膨脹前，緩沖槽15中的空氣壓力是大氣壓力，它與墨壓在空氣流入孔52處平衡，從而在空氣流入孔52處形成了墨的彎月面。在這個(gè)狀態(tài)下，當(dāng)墨箱11中的空氣容積由于溫度增加等原因而膨脹時(shí)，墨箱11中的壓力增加。由于墨箱11中的壓力增加，如圖3B所示，空氣流入孔52處的彎月面破裂，這樣墨箱11中的墨就被迫經(jīng)過空氣流入孔52流進(jìn)緩沖槽15。這時(shí)，墨盒1中與大氣接觸的墨的水平Lc等于緩沖槽15中墨的表面水平或高度。緩沖槽15中的墨表面水平依賴于空氣容積的膨脹程度而變化。但是在本實(shí)施例中，緩沖槽15中墨表面的可能水平在一定的高度范圍內(nèi)，其下限比空氣流入孔52所處的高度位置高，其上限比空氣進(jìn)入口54所處的高度位置低?？諝饬魅肟?2和空氣進(jìn)入口54所處的高度位置分別為上述高度范圍的下限和上限，在確定它們時(shí)要使得上述的高度范圍相對(duì)于噴墨打印頭5的噴嘴在-10mm到-80mm之間。因此，即使墨箱11中的空氣容積膨脹，也能夠象墨箱11中的空氣容積沒有膨脹一樣保證很好的噴墨。
下面解釋怎樣確定緩沖槽15的容積。優(yōu)選這樣確定緩沖槽15的容積，使得在墨箱11中的空氣容積膨脹的條件下，當(dāng)墨箱11中的墨流進(jìn)緩沖槽15時(shí)，墨不會(huì)溢出緩沖槽15，同時(shí)使得緩沖槽15的容積最小，以實(shí)現(xiàn)最大化墨盒1中墨箱11的容積。假設(shè)當(dāng)墨箱11中的空氣容積膨脹時(shí)，墨箱11中的全部墨流入緩沖槽15中，以此來作為最大墨量流入緩沖槽15的情況。這時(shí)，用下面的方程(1)和(2)計(jì)算緩沖槽15的容積y＝x(1-(T+Tmin)/(T+Tmax))……(1)
y＝100-x ……(2)其中x墨箱11的容積與墨盒1的容積之比，y緩沖槽15的容積與墨盒1的容積之比，T絕對(duì)溫度(273K)Tmax最大溫度，和Tmin最小溫度。
在假定溫度的最大變化范圍為0℃到40℃時(shí)，即Tmax是40℃和Tmin是0℃時(shí)，x等于88.7，y等于11.3。因此就確定出緩沖槽15的容積與墨盒1的容積之比為11.3％。也就是說，確定出緩沖槽15與墨箱11的容積之比(y/x)為12.8％。因此，當(dāng)本實(shí)施例的墨箱11的容積為100ml時(shí)，就確定出緩沖槽15的容積是12.8ml或更大，這樣就足以解決由于溫度在0℃到40℃之間變化時(shí)所引起的墨箱11中空氣膨脹問題。
在示出的實(shí)施例中，即使在使用墨時(shí)墨箱11中的墨表面水平或高度變化，在墨箱11中的墨表面水平降低到空氣流入孔52之前，作用在噴墨打印頭5的噴嘴上的背壓不會(huì)有很大變化。因此，這樣就利用簡單的結(jié)構(gòu)抑制了背壓的變化，即在部分構(gòu)成墨盒1壁的底壁部分附近形成空氣流入孔52，其中墨盒1的壁限定了墨箱11。這種能夠抑制其中背壓變化的布置能夠有效地增加墨盒1所處位置的范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)理想的噴墨條件。
在示出的實(shí)施例中，確定出墨盒1的空氣流入孔52所處的高度位置比噴墨打印頭5的噴嘴所處的高度位置低10mm到80mm。根據(jù)這個(gè)布置，能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)抑制作用在噴嘴上的墨背壓變化，使得背壓保持在能夠保證噴墨打印頭5的噴嘴具有很好的噴墨特性的范圍內(nèi)。
確定空氣流入孔52的尺寸使得由于墨的表面張力形成彎月面，由此能夠避免當(dāng)空氣流入空氣流入孔52時(shí)墨從墨箱11中泄露出去。
在示出的實(shí)施例中，當(dāng)墨盒1安裝在噴墨打印機(jī)101上時(shí)，空氣流入孔52位于墨箱11頂部和底部之間的中間點(diǎn)的下面，更確切地說，位于墨箱11底部附近。這種布置抑制了作用在噴嘴上的背壓變化，并且不會(huì)對(duì)墨使用效率有不好的影響。
即使由于溫度或大氣壓力的變化墨箱11中的空氣容積膨脹，由墨箱11中膨脹空氣所強(qiáng)迫流出墨箱11的墨會(huì)流進(jìn)作為空氣流入通道13一部分的緩沖槽15中，這樣就避免了墨從噴墨打印頭5的噴嘴中泄露出去。
當(dāng)墨盒1安裝在噴墨打印機(jī)上時(shí)，由于緩沖槽所處的高度位置比空氣流入孔52所處的高度位置高，當(dāng)空氣收縮時(shí)，墨箱11中空氣膨脹所引起的所有已經(jīng)流入緩沖槽15中的墨都由于其自重返回墨箱11，這樣就保證了使用墨的效率。另外，根據(jù)這個(gè)布置，與大氣接觸的水平Lc永遠(yuǎn)保持比空氣流入孔52高，因此能夠平穩(wěn)噴射流入緩沖槽15的墨，保證墨的使用效率，其中Lc是墨箱11中空氣容積的膨脹所引起的流入緩沖槽15的墨表面水平。
由于緩沖槽15位于墨箱11下面，墨箱11具有足夠大的容積。
在示出的實(shí)施例中，當(dāng)把墨盒1安裝在噴墨打印機(jī)101上時(shí)，緩沖槽15包括空氣進(jìn)入口54，空氣通過空氣進(jìn)入口54流入緩沖槽15，并且空氣進(jìn)入口54位于緩沖槽15的最高位置。根據(jù)這個(gè)布置，能夠有效地使用緩沖槽15的大部分空間來起到緩沖作用以容納流入到其中的墨。
在示出的實(shí)施例中，墨箱11包括導(dǎo)壁53，當(dāng)墨盒1安裝在噴墨打印機(jī)101上時(shí)，導(dǎo)壁53在向上的方向上沿預(yù)定路徑向墨箱11的頂部引導(dǎo)經(jīng)過空氣流入孔52引入到墨箱11中的氣泡。這種布置有效地避免了通過空氣流入孔52引入的氣泡被吸入墨流出孔51中。
由于導(dǎo)壁53設(shè)在墨流出孔51和空氣流入孔52之間，可以進(jìn)一步有效地避免經(jīng)過空氣流入孔52流入墨箱11的氣泡被吸進(jìn)墨流出孔51。
在示出的實(shí)施例中，所設(shè)的導(dǎo)壁53是間斷的，能夠保證位于墨箱11空間中的、在導(dǎo)壁53兩個(gè)相對(duì)側(cè)更靠近空氣流入孔52那一側(cè)的墨流入墨流出孔51，同時(shí)能夠避免把氣泡從空氣流入孔52吸到墨流出孔51中。
另外，由于導(dǎo)壁53是傾斜的，并且其相對(duì)于墨盒1垂直方向的傾斜度隨著在朝向墨箱11的頂部的向上方向的距離的增加而增加，這樣就能夠進(jìn)一步有效地避免經(jīng)由空氣流入孔52流入的氣泡被吸進(jìn)墨流出孔51中。
在示出的實(shí)施例中，墨盒1包括墨流出通道12，它與墨流出孔51連通，并且已經(jīng)經(jīng)過墨流出孔51流出墨箱11的墨經(jīng)過墨流出通道12流到墨盒1的外面。這種布置保證墨盒1的可靠墨流動(dòng)，墨不會(huì)有任何不想要的泄漏。
盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解它只是起到說明的目的，本發(fā)明不受示出實(shí)施例細(xì)節(jié)的限制，而是能夠具有各種變化、改進(jìn)和完善，無須偏離本發(fā)明的精神和范圍，本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員就能夠?qū)崿F(xiàn)這些變化、改進(jìn)和完善。
盡管在示出的實(shí)施例中，空氣流入孔52位于墨箱11底部附近，但空氣流入孔52的位置不限于此。例如，空氣流入孔52所處的位置可以比墨箱11的底部高，只要它位于限定了墨箱11的墨盒1的壁部區(qū)域就行，其中空氣流入孔52接觸儲(chǔ)存在墨箱11中的墨。
當(dāng)象上面那樣布置空氣流入孔52的位置時(shí)，墨箱11中的墨接觸大氣的水平Lc在一段時(shí)間間隔內(nèi)不變，這段時(shí)間間隔起始于墨箱11充滿墨的時(shí)刻，結(jié)束于墨箱11中墨表面水平下降到空氣流入孔52之下的時(shí)刻。因此，在這段時(shí)間間隔內(nèi)作用在噴墨打印頭5的噴嘴上的墨背壓不會(huì)變化。如果空氣流入孔52所設(shè)的位置不在墨箱11的底部附近，優(yōu)選空氣流入孔52所處的高度位置比噴嘴所處的高度位置低10mm到80mm，同時(shí)避免墨從噴嘴泄漏，并且使得墨能從噴嘴以預(yù)定噴射壓力噴出，而且不會(huì)減少墨的噴出量。如果空氣流入孔52所設(shè)位置不在墨箱11的底部附近，墨一直可以使用，直到墨箱11中墨表面水平減少到空氣流入孔52之下，隨后墨盒1中墨與大氣接觸的水平Lc逐漸隨著墨表面水平的降低而降低。這時(shí)，即使墨箱11中還有墨，當(dāng)Ln-Lc小于-80mm時(shí)，也優(yōu)選停止使用墨盒1。因此，為了能夠在一定程度上用光墨，空氣流入孔52必須位于墨箱11的頂部和底部之間的中間點(diǎn)之下。
當(dāng)布置緩沖槽15使得它具有盡可能大的底表面面積時(shí)，流進(jìn)緩沖槽15的墨表面水平的變化會(huì)較小，這使得當(dāng)緩沖槽15中墨表面水平的變化導(dǎo)致作用在噴嘴上的背壓變化時(shí)，能夠減小墨背壓的變化。
在示出的實(shí)施例中，根據(jù)溫度可能變化的最大范圍在0℃到40℃之間這個(gè)假設(shè)得到緩沖槽15的容積比例，該緩沖槽15的容積比例能夠解決由于溫度在0℃到40℃范圍內(nèi)變化而導(dǎo)致墨箱11中空氣膨脹所帶來的問題。優(yōu)選根據(jù)墨盒1的使用環(huán)境的溫度變化來確定緩沖槽15的容積比例。例如，在溫度可能變化的最大范圍相對(duì)較小(如10℃到25℃)的環(huán)境中，緩沖槽15的容積與墨盒1的容積之比y等于4.79，緩沖槽15的容積與墨箱11的容積之比y/x等于5.03％。因此，當(dāng)墨箱11的容積為100ml時(shí)，緩沖槽15的容積可以定為5.03ml或更大。這時(shí)，墨箱11的容積能夠比所示實(shí)施例中做得大一些，從而有效增加用來記錄的墨量。
當(dāng)溫度變化的最大范圍定得相對(duì)較大(如-10℃到50℃)時(shí)，為了使墨盒1能夠適應(yīng)各種其可能使用的環(huán)境，上述的比例y等于15.67而比例y/x等于18.58％。因此，當(dāng)墨箱11的容積為100ml時(shí)，緩沖槽15的容積必須為18.58ml或更大。通過上述討論可以看出，緩沖槽15的容積與墨箱11的容積之比y/x優(yōu)選保持在不小于5％至不大于20％的范圍之間。這種布置能夠避免緩沖槽15中的墨溢出，同時(shí)能夠保證墨箱11具有足夠大的容積。
在示出的實(shí)施例中，空氣流入通道13包括作為它的一部分的緩沖槽15。墨盒1可以布置為不具有緩沖槽15。
在示出的實(shí)施例中，緩沖槽15所處的高度位置比空氣流入孔52所處的高度位置高。緩沖槽15所處的高度位置可以比空氣流入孔52所處的高度位置低或與之相同。
盡管在示出的實(shí)施例中，緩沖槽15位于墨箱11之下，緩沖槽15所處的高度位置也可以比墨箱11高或者與之相同。
在示出的實(shí)施例中，空氣進(jìn)入口54設(shè)在緩沖槽15頂部附近?？諝膺M(jìn)入口54可以設(shè)在緩沖槽15不是頂部附近的其它部分上。
在示出的實(shí)施例中，墨箱11包括設(shè)在墨流出孔51和空氣流入孔52之間的導(dǎo)壁53，導(dǎo)壁53可以設(shè)在其它位置。例如，導(dǎo)壁53可以設(shè)在墨流出孔51和空氣流入孔52上面。墨箱11也可以布置為不具有導(dǎo)壁53。另外，導(dǎo)壁53的形狀不限于實(shí)施例中所給出的形狀，而是可以具有其它任何形狀，如圓柱形。
盡管在示出的實(shí)施例中的導(dǎo)壁53是間斷設(shè)置的，導(dǎo)壁53也可以是連續(xù)設(shè)置的。
在示出的實(shí)施例中，導(dǎo)壁53傾斜并且它相對(duì)于墨盒1垂直方向的傾斜度隨著它在向上方向上朝向墨箱11頂部的距離的增加而增加。導(dǎo)壁53也可以具有其它的結(jié)構(gòu)。例如，導(dǎo)壁可以不傾斜地在墨盒1的垂直方向上延伸。
在所示實(shí)施例中，構(gòu)成緩沖槽15底部的緩沖槽15的壁(緩沖槽15的底壁)構(gòu)造為傾斜狀態(tài)，使得底壁的高度在朝著空氣流入孔52的方向上逐漸降低。緩沖槽15也可以構(gòu)造為其它形式。例如，底壁可以構(gòu)造為處于水平方向。當(dāng)?shù)妆跇?gòu)造為使得在朝著空氣流入孔52的方向上高度逐漸降低時(shí)，很容易通過空氣流入孔52將已經(jīng)進(jìn)入緩沖槽15的墨引入墨流出通道12，從而可以有效地利用墨。
權(quán)利要求
1.一種墨盒(1)，它安裝在噴墨打印機(jī)(101)上，并且從墨盒(1)向該噴墨打印機(jī)的噴墨打印頭(5)的至少一個(gè)噴嘴供墨，該墨盒包括一個(gè)墨箱(11)，墨存儲(chǔ)在該墨箱中；一個(gè)墨流出孔(51)，它形成在墨盒中限定了墨箱的一個(gè)壁中，并且墨通過該墨流出孔流到墨箱外面；和一個(gè)空氣流入孔(52)，它形成在墨盒中限定了墨箱的該壁中，并且空氣通過該空氣流入孔流進(jìn)墨箱，墨盒的特征在于該空氣流入孔形成在該壁的一個(gè)區(qū)域中，該空氣流入孔在該區(qū)域內(nèi)接觸存儲(chǔ)在該墨箱中的墨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨盒，其中當(dāng)把該墨盒安裝在該噴墨打印機(jī)上時(shí)，該墨流出孔所處的高度位置與該空氣流入孔所處的高度位置相同或者該墨流出孔所處的高度位置比該空氣流入孔所處的高度位置低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的墨盒，其中當(dāng)把該墨盒安裝在該噴墨打印機(jī)上時(shí)，該空氣流入孔所處的高度位置比該至少一個(gè)噴嘴所處的高度位置低一段距離，該段距離在不小于10mm至不大于80mm的范圍之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的墨盒，其中該墨流出孔所處的高度位置比該至少一個(gè)噴嘴所處的高度位置低一段距離，該段距離在不小于10mm至不大于80mm的范圍之間，并且該墨流出孔所處的高度位置與該空氣流入孔所處的高度位置相同或者該墨流出孔所處的高度位置比該空氣流入孔所處的高度位置低。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的墨盒，其中該空氣流入孔所處的高度位置和該墨流出孔所處的高度位置之間的差不大于70mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的墨盒，其中當(dāng)把該墨盒安裝在該噴墨打印機(jī)上時(shí)，該空氣流入孔位于墨箱頂部和底部之間中間點(diǎn)的下面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的墨盒，其中當(dāng)把該墨盒安裝在該噴墨打印機(jī)上時(shí)，該空氣流入孔位于墨箱底部附近。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的墨盒，進(jìn)一步包括一個(gè)與該空氣流入孔連通的空氣流入通道(13)，空氣從該墨盒外部經(jīng)過該空氣流入通道(13)流到空氣流入孔，至少一部分該空氣流入通道構(gòu)成了緩沖部分(15)，緩沖部分(15)用來存儲(chǔ)當(dāng)墨箱中空氣膨脹時(shí)流出墨箱的墨。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的墨盒，其中當(dāng)把該墨盒安裝在該噴墨打印機(jī)上時(shí)，該緩沖部分所處的高度位置比該空氣流入孔所處的高度位置高。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的墨盒，其中該緩沖部分位于該墨箱下面。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的墨盒，其中當(dāng)把該墨盒安裝在該噴墨打印機(jī)上時(shí)，該緩沖部分包括一個(gè)空氣進(jìn)入口(54)，空氣通過該空氣進(jìn)入口流進(jìn)該緩沖部分并且該空氣進(jìn)入口位于該緩沖部分的最高位置處。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的墨盒，其中該緩沖部分所具有的容積在不小于墨箱容積的5％至不大于墨箱容積的20％的范圍之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的墨盒，其中該墨箱包括一個(gè)導(dǎo)壁(53)，當(dāng)把該墨盒安裝在該噴墨打印機(jī)上時(shí)，導(dǎo)壁(53)沿著預(yù)定的路徑在朝向墨箱頂部的向上方向上引導(dǎo)通過空氣流入孔進(jìn)入墨箱的氣泡。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的墨盒，其中該空氣流入孔和該墨流出孔在與墨盒的垂直方向交叉的方向上彼此分開，并且該導(dǎo)壁設(shè)在該墨流出孔和該空氣流入孔之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的墨盒，其中不連續(xù)地設(shè)置該導(dǎo)壁。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的墨盒，其中該導(dǎo)壁是傾斜的，并且它相對(duì)于墨盒的垂直方向的傾斜度隨著它在朝向墨箱頂部的向上方向上的距離的增加而增加。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的墨盒，其中設(shè)有該導(dǎo)壁以便引導(dǎo)氣泡，使得氣泡移動(dòng)遠(yuǎn)離該墨流出孔。
18.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的墨盒，進(jìn)一步包括一個(gè)與該墨流出孔連通的墨流出通道(12)，已經(jīng)經(jīng)過該墨流出孔流出墨箱的墨經(jīng)過該墨流出通道(12)流到墨盒的外部。
19.一種噴墨打印機(jī)(101)，包括一個(gè)噴墨打印頭(5)，它具有噴墨部分，在噴墨部分中布置了多個(gè)噴墨噴嘴；和一個(gè)墨盒(1)，它可拆卸地安裝在該噴墨打印機(jī)上以把墨提供給該噴墨打印頭，并且它包括一個(gè)墨箱(11)、一個(gè)墨流出孔(51)和一個(gè)空氣流入孔(52)，墨存儲(chǔ)在墨箱(11)中，墨流出孔(51)形成在墨盒中限定了墨箱的一個(gè)壁中并且墨通過該墨流出孔流到墨箱外面，空氣流入孔(52)形成在墨盒中限定了墨箱的該壁中并且空氣通過該空氣流入孔流進(jìn)墨箱，該噴墨打印機(jī)的特征在于將該墨盒構(gòu)成為使得該空氣流入孔形成在該壁的一個(gè)區(qū)域中，該空氣流入孔在該區(qū)域內(nèi)接觸存儲(chǔ)在墨箱中的墨，并且在把該墨盒安裝在該噴墨打印機(jī)上時(shí)，該空氣流入孔所處的高度位置比該噴嘴所處的高度位置低一段距離，該段距離在不小于10mm至不大于80mm的范圍之間。
全文摘要
一種墨盒(1)，它能夠安裝在一種噴墨打印機(jī)(101)上，并且從墨盒(1)向噴墨打印機(jī)的噴墨打印頭(5)的至少一個(gè)噴嘴供墨，墨盒包括一個(gè)墨箱(11)，墨存儲(chǔ)在墨箱中；一個(gè)墨流出孔(51)，它形成在限定了墨箱的墨盒的一個(gè)壁中并且通過它墨流到墨箱外面；和一個(gè)空氣流入孔(52)，它形成在限定了墨箱的墨盒的壁中并且通過它空氣流進(jìn)墨箱?？諝饬魅肟仔纬稍诒诘囊粋€(gè)區(qū)域中，空氣流入孔在這個(gè)區(qū)域內(nèi)接觸存儲(chǔ)在墨箱中的墨。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1616233SQ2004100929
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者片山直樹 申請(qǐng)人:兄弟工業(yè)株式會(huì)社