本公開一般涉及流體盒,且更具體地涉及一種用于打印裝置的流體盒。
背景技術(shù):噴墨打印機通常使用可更換流體盒作為用于打印的墨液的來源。此類流體盒包括通常被分隔成一個或多個區(qū)域或腔室的外殼。例如,一些流體盒可以配備自由墨液室和容納毛細介質(zhì)的至少一個其它腔室。自由墨液室和其它(一個或多個)腔室被配置成在其中儲存墨液。在打印過程中,墨液被選擇性地從一個或多個腔室通過例如可操作地連接到打印頭的一個或多個噴嘴的墨芯吸入(或以毛細管作用通過(wick))。墨芯將墨液傳送給噴嘴,且墨液通過噴嘴被噴射到打印表面上。附圖說明通過參照下文的詳細描述和附圖,本公開的(一個或多個)實施例的特征和優(yōu)點變得很顯然,圖中相似的附圖標記對應于相同或盡管可能不相同但相似的組件。為了簡潔起見,可以在隨后的附圖中對以前描述過功能的附圖標記進行描述,也可以不做描述。圖1是根據(jù)本文公開的實施例的流體盒的半示意性(semi-schematic)透視圖;圖2A-2F一起描述半示意性急射的順序,顯示在墨液盒被重定向到起立操作位置時濃縮顏料朝向墨液盒的底板的流動;圖3A-3E半示意性地描述流體盒的各種其它的實施例;圖4示意性描述流體盒的另一實施例;圖5A和圖5B示意性描述流體盒的又一實施例;和圖6示意性描述根據(jù)再一實施例的流體盒。具體實施方式用于打印裝置(諸如,例如從熱噴墨打印機、壓電噴墨打印機、連續(xù)噴墨打印機和/或其組合中選擇的噴墨打印機)的流體盒的一個實施例大致圖示于圖1中。流體盒10A包括由任何適當手段形成并由任何適當材料形成的外殼12。在一個非限制性例子中,外殼12被一體模制為單一部件,并由聚合物材料形成。適當?shù)木酆衔锊牧系姆窍拗评影ň郾?、聚丙烯與聚苯乙烯的合金、聚苯醚、聚亞安酯和其組合。外殼12包括由底板14限定的內(nèi)部空間和在底板14的周圍延伸的連續(xù)側(cè)壁17。在一個例子中,內(nèi)部空間包括被配置成在其中儲存大量自由墨液的自由墨液室16,容納低毛細介質(zhì)(LCM)的腔室18和容納高毛細介質(zhì)(HCM)的腔室20。HCM20和LCM18腔室與自由墨液室16流體連通,并被配置成在其中儲存墨液。底板14包括在其中限定的開口22。在一個例子中,開口22被限定在與HCM腔室20鄰近的底板14中。開口22與包括多個墨液噴嘴(未顯示)的打印頭(也未顯示)的岐管耦連。開口22還至少與HCM腔室20耦連,從而至少在腔室20中的HCM和開口22之間提供流體連通。流體盒10A進一步包括至少部分被設(shè)置在開口22中的墨芯24。在一個實施例中,墨芯24包括延伸到外殼12中一預定距離的部分,使得墨芯24的一部分接觸腔室20的毛細介質(zhì)。墨芯24和腔室20的毛細介質(zhì)之間的接觸使得在這兩者之間有流體連通。在一個例子中,墨芯24從腔室20的毛細介質(zhì)中吸取墨液,并且在打印過程中將墨液傳送到打印頭。由流體盒10A供應的墨液包括顏料型(pigment-based)墨液。在一個實施例中,墨液包括懸浮在射流墨液連結(jié)料(inkvehicle)中的顏料顆粒。在一個例子中,顏料型墨液可包括具有不同顆粒大?。ǜ鶕?jù)有效半徑,這是由于并非所有的顆粒都是球形形狀的)的顏料顆粒的混合物。不局限于任何理論,認為具有較大顆粒大小的顏料顆粒易于在懸浮流體中朝向流體盒10A的最低重力點比具有較小顆粒大小的顏料顆粒更快地移動。此理論在本文中可稱作斯托克斯沉降效應(Stokessettlingeffect)。包括移動到流體盒10A的最低重力點的顏料顆粒的墨液部分以及剩余墨液(即包括沒有移動到流體盒10A的最低重力點的顆粒的墨液)通常包括較大的顏料顆粒和較小的顏料顆粒。在一個例子中,包括沉降的顏料顆粒的墨液比沉降之前的墨液具有占總顏料顆粒的更高的質(zhì)量分數(shù),在本文中被稱作“濃縮墨液(concentratedink或enrichedink)”。剩余墨液(即丟棄沉降的顏料顆粒的墨液)在本文中被稱作“非濃縮墨液”。非濃縮墨液通常包括比沉降之前的墨液占總顏料顆粒更低的質(zhì)量分數(shù)。在一個例子中,濃縮墨液中存在的顏料顆粒的量范圍從大約10wt%(重量百分數(shù))到大約30wt%,而非濃縮墨液中存在的顏料顆粒的量范圍從大約2wt%到大約5wt%。在另一非限制性例子中,非濃縮墨液的密度范圍從大約1.01g/cc(克/毫升)到大約1.07g/cc,而濃縮墨液的密度范圍從大約1.08g/cc到大約1.20g/cc。在一個實施例中,濃縮墨液具有大約1.12g/cc的密度,并包括大約20wt%的顏料顆粒,而非濃縮墨液具有大約1.04g/cc的密度,且包括大約4wt%的顏料顆粒。在顏料顆粒沉降到流體盒10A的最低重力點之前的墨液通常包括具有顆粒大小分布的顏料顆粒。在一個例子中,在沉降之前墨液中的顏料顆粒的中值直徑范圍從大約90nm到大約150nm。在另一實施例中,在沉降之前墨液中的顏料顆粒的中值直徑(mediandiameter)范圍從大約100nm到大約140nm。在又一實施例中,顏料顆粒的中值直徑大約為120nm。濃縮墨液和非濃縮墨液各自包括也具有顆粒大小分布的顏料顆粒。在一個例子中,濃縮墨液具有比沉降之前的墨液的中值直徑更大的中值顆粒直徑,而非濃縮墨液具有比沉降之前的墨液的中值直徑更低的中值顆粒直徑。要理解的是,濃縮墨液和非濃縮墨液的顏料顆粒的中值直徑至少部分取決于墨液盒10A放置足以能夠進行此類顏料顆粒沉降的位置的時間長度。在一個非限制例子中,如果液體盒10A靜置大約3個月的時段,則在沉降之前的墨液的中值顆粒直徑大約為120nm,濃縮墨液的中值直徑范圍從大約120nm到大約160nm,非濃縮墨液的中值顆粒直徑范圍從大約85nm到大約120nm。要理解的是,濃縮墨液中存在的顏料顆粒的中值直徑通常隨時間而增加,原因是越來越多的較大的顏料顆粒從原始墨液中沉降出來。由于流體盒10A放置的時間量對于大多數(shù)較小的顏料顆粒足以與較大的顏料顆粒一起沉降下來,濃縮墨液的中值直徑實際上降低。進一步理解到,盡管濃縮墨液的顏料顆粒的中值直徑隨時間降低,但在濃縮墨液中的顏料顆粒的質(zhì)量分數(shù)實際上比顏料顆粒的中值直徑之前較大的時候更大。相應地,在一個非限制例子中,如果流體盒10A靜置大約1年的時間段,則在沉降之前墨液的中值直徑大約為120nm,濃縮墨液的中值顆粒直徑范圍從大約120nm到大約140nm,非濃縮墨液的中值顆粒直徑范圍從大約55nm到大約120nm。典型地,墨液的非濃縮部分中包含的顏料顆粒隨時間保持在懸浮狀態(tài),此時盒10A放置或處于閑置狀態(tài)。另一方面,較大的顏料顆粒易于隨時間朝向流體盒10A的最低重力點沉降(如上文提供的)。流體盒10A的最低重力點至少部分由流體盒10A的取向確定。例如,如果盒10A放置于直立位置(例如操作位置),則最低重力點可以是鄰近打印頭的表面(即底板14)。另一方面,如果盒10A橫著放置,則最低重力點可以是盒10A的最低的相應側(cè)面。重復上文所述,當流體盒10A放置一段時間,濃縮墨液(其具有比墨液的剩余部分更高的密度)沉降到盒10A的最低重力點。不局限于理論,認為沉降來自于隨時間向下拉更大和更重顏料顆粒的重力,引起顆粒比其它較小的顆粒下落更快。顆粒從墨液中沉降出來所花的時間量至少部分取決于顆粒的大小,顆粒的密度和非濃縮墨液的絕對粘度。例如,直徑大約為120nm,密度大約為1.8g/cc的顆粒在絕對粘度大約為3cP(厘泊)的墨液中下降1.5cm可能要花大約90天。在一些情況下,流體盒10A在變成直立、操作位置之前可橫放一段時間(諸如,例如當流體盒10A放置于書桌抽屜中,在倉庫的架子上等地方)。圖2系列示意性描述墨液盒的急射的順序(類似于圖1中的,但沒有限制部件(諸如部件26,這在下文進一步討論)),顯示在最低重力點聚集的濃縮墨液的移動(在圖中由附圖標記27表示)。當流體盒放置或處于閑置狀態(tài)時,顆粒沉降并下落到最低重力點(在此情況下,最低重力點是盒的側(cè)面29),并聚集在盒的側(cè)面29附近,如圖2A所示。要理解的是,當顆粒下落到盒的側(cè)面29時,顆粒還通過LCM和HCM下落(在圖2的系列中未顯示)。盒重新定向到其直立位置(即在打印過程中使用盒的位置)(在圖2B和圖2C中顯示),引起聚集在盒的側(cè)面的濃縮墨液27在重力的影響下移動(即流動)到盒的下一最低重力點(如圖2D和圖2E中所示)。在此情況下,下一最低重力點是底板14。在一個例子中,濃縮墨液向下一最低重力點的移動或流動可在例如數(shù)小時的時間段內(nèi)出現(xiàn)。最后,聚集的濃縮墨液27的全部已經(jīng)沉降到底板14附近(如圖2F中所示)。當盒被重新定向時,聚集的顏料顆粒通過毛細介質(zhì)運動到底板14所花的時間量可以至少部分基于例如毛細介質(zhì)的滲透性、聚集的濃縮墨液的粘性和聚集的濃縮墨液相對于非濃縮墨液的密度。當盒被置于其直立位置(如圖2D和圖2E中所示),聚集的濃縮顏料墨液27朝向底板14流動時,聚集的濃縮墨液27然后仍在重力的影響下仍然朝向盒的下一最低重力點流動。在此情況下,下一最低重力點是墨芯24。在濃縮墨液27接觸墨芯24的情況下,濃縮墨液27可移動通過墨芯24并進入到打印頭的噴嘴中。在一個例子中,在打印過程中濃縮墨液27的流動可在例如1秒或幾秒的若干分之一的時間段中發(fā)生。在一些情況下,由于濃縮墨液27通過噴嘴,濃縮墨液27可不利地影響打印質(zhì)量。不局限于任何理論,認為在流體盒10A的內(nèi)部設(shè)立的濃縮顏料限制部件(后文稱作“限制部件”并由附圖標記26標識)可以:i)阻止來自墨芯24的濃縮墨液27,和/或ii)在濃縮墨液27流過墨芯24之前,稀釋它。這種阻止動作通常發(fā)生在濃縮墨液27移動/流動到流體盒10A-J的最低重力點。認為,限制部件26通過例如在墨芯24的周邊的至少一部分或者在一些情況下在墨芯24的整個周邊建立物理屏障來阻止來自墨芯24的濃縮墨液27。在任何情況下,物理屏障是在可能出現(xiàn)濃縮墨液27朝向墨芯24的直接流動路徑的位置設(shè)立的,從而阻止?jié)饪s墨液27向墨芯24的流動路徑。要理解的是,在一些情況下,在打印過程中,甚至在出現(xiàn)物理屏障時,墨液通過打印頭被吸出或從腔室16、18和20中提取時,濃縮墨液27仍然可接觸墨芯24。在這些情況下,濃縮墨液27還可通過打印頭與墨液(或與之并行)一起從盒10中被吸出或提取出。當濃縮墨液27接觸非濃縮墨液時,濃縮墨液27和非濃縮墨液混合,從而稀釋濃縮墨液27。在一個實施例中,濃縮墨液27的完全/基本完全的稀釋可以在濃縮墨液27接觸墨芯24(此時與非濃縮墨液重新混合)之前發(fā)生。在另一實施例中,濃縮墨液27的完全/基本完全的稀釋可在濃縮墨液27接觸墨芯24之后發(fā)生。在此實施例中,濃縮墨液27與非濃縮墨液在墨液流入墨芯24中的時候重新混合。在任何情況下,認為沉降顆粒一旦與非濃縮墨液重新混合,則在打印過程中,可以通過打印頭被適當噴射,而不阻塞或以其它方式阻礙噴嘴的噴射性能。流體盒10A中的濃縮墨液27的阻塞和/或稀釋有利地降低了打印過程中噴嘴的阻塞和/或降低了對噴嘴的噴射性能的其它可能的有害效應。而且,阻塞和/或稀釋可以:降低打印前墨液的引火;并降低i)與墨液噴射到打印表面上相關(guān)的總體時間,和ii)由于濃縮墨液27阻塞噴嘴造成墨液可能未被使用的浪費。另外,阻塞和/或稀釋增加了墨液盒10A內(nèi)部可被使用的墨液的數(shù)目和種類型。更進一步,限制部件26的使用排除了盒10A中的再循環(huán)機構(gòu)或者設(shè)計,諸如用于墨液的重新混合和/或非濃縮墨液中濃縮墨液的重新補充。流體盒的一些實施例圖示于圖1和圖3A-3E中,由參考字母10A,10B,10C,10D,10E和10F標識。在所有這些實施例中,限制部件26是從以下各項中選擇的堰:環(huán)形堰(由參考字母D1標識,并顯示在圖1的流體盒10A中)、H堰(由參考字母D2標識,并顯示在圖3A的流體盒10B中)、直堰(由參考字母D3標識,并顯示在圖3B的流體盒10C中),傾斜堰(由參考字母D4標識,并顯示在圖3C的流體盒10D中)和A堰(由參考字母D5標識,并顯示在圖3D的流體盒10E中)和模制環(huán)形堰(由參考字母D6標識,并顯示在圖3E的流體盒10F中)。在流體盒10A-10F的這些實施例中,限制部件26設(shè)立在外殼12內(nèi)部鄰近底板14并圍繞墨芯24的周圍的至少一部分。限制部件26通常被配置成在外殼12內(nèi)部提供容積以捕獲外殼12內(nèi)部的濃縮墨液27。捕獲發(fā)生在例如在盒10閑置時,除能夠使?jié)饪s墨液27移動到流體盒10A,10B,10C,10D,10E和10F中的最低重力點的流動路徑(本文稱作“水平流動路徑”)之外,不阻塞所有潛在的墨液向墨芯24的流動路徑。這些水平流動路徑可發(fā)生于例如限制部件26中存在的裂縫或其它穿孔。這些水平流動路徑在一些情況下破壞了限制部件26的捕獲性質(zhì)的目的。換言之,限制部件26在外殼12內(nèi)部形成聚集濃縮墨液27的儲槽,其中在如果不是全部情況的大多數(shù)情況下,儲槽不干擾流體盒10的所有實施例的正常操作。在圖1和圖3A-3D描述的流體盒10A-10E的實施例中,限制部件26(即,堰D1,D2,D3,D4和D5)是放置或設(shè)置在外殼內(nèi)部鄰近底板14并圍繞墨芯24的周邊的可拆卸堰??刹鹦堆呖梢杂衫缇酆衔铮ɡ缦鹉z)或其它任何適當材料制成。在一個例子中,限制部件26密封地接合底板14以基本防止?jié)饪s墨液27在限制部件26之下移動,并防止找到到達墨芯24的水平流動路徑。這類移動至少部分是由于與非濃縮墨液相比濃縮墨液27的較高密度造成的。在另一例子中,限制部件26具有從底板14到限制部件26的頂部測量的高度,這里該高度足以基本上防止?jié)饪s墨液27找到到達墨芯24的另一直接(在此情況下,是水平)流動路徑。在一個例子中,堰的高度范圍從大約1mm到大約3mm。在圖3E描述的流體盒10F的實施例中,限制部件26(即堰D6)是在外殼12的內(nèi)部鄰近底板14并圍繞墨芯24的周邊模制的環(huán)形堰。不局限于任何理論,認為與底板14一體地模制堰D6:i)在堰D6和底板14之間建立真正的密封,和ii)降低盒10F的復雜性,從而簡化其制造。而且,包括與盒10F一體形成的模制堰D6作為一個部件是相對容易的,產(chǎn)生材料成本和/或生產(chǎn)時間的基本最小的增長。如上述提供的,限制部件26在一些情況下可以被配置成圍繞墨芯24的周邊的一部分(諸如分別在圖3B和圖3C中所示的直堰D3和傾斜堰D4)。在其它情況下,限制部件26包括環(huán)形部分28,這里環(huán)形部分28圍繞墨芯24的整個周邊(諸如環(huán)形堰D1,H堰D2,A堰D5和模制環(huán)形堰D6)。要理解的是,堰的選擇至少部分取決于外殼12的配置和水平流動路徑(存在于重力場中)是否可能潛在地直接形成于墨芯,在墨芯24的整個周邊周圍,和/或在墨芯24的周邊的一個或多個部分。在任何情況下,所選擇的堰應該:i)為濃縮墨液27提供沉降平地,和ii)使沉降平地盡可能遠離墨芯24和/或遠離指向墨芯24的任何流動路徑。在一個實施例中,濃縮顏料限制部件26包括吸收層A,分別顯示在圖4、圖5A、圖5B和圖6中描述的流體盒10G,10H,10I,10J中。吸收層A大致是高毛細介質(zhì)的薄片,具有介于被設(shè)置在腔室20中的HCM的毛細管和墨芯24的毛細管之間的毛細管。在一個非限制例子中,吸收層A具有范圍從大約0.1g/cc到大約0.2g/cc的材料密度。在另一例子中,吸收層A具有范圍從大約0.11g/cc到大約0.16g/cc的材料密度。在一個例子中,吸收層A被配置成通過例如允許濃縮墨液流入其毛細管中來阻礙濃縮墨液27的流動。不局限于任何理論,認為吸收層A將濃縮墨液保持在其毛細管內(nèi)部,并且在打印和/或引火過程中基本上不允許墨芯24提取濃縮墨液。在一個非限制例子中,吸收層A的厚度范圍從大約1mm到大約3mm,吸收層A的容積范圍從大約0.9cc到大約2.7cc。吸收層A還被設(shè)置在外殼12內(nèi)部鄰近底板14并圍繞墨芯24的周邊的至少一部分。如圖4描述的流體盒10G的實施例中顯示的,氣隙30形成于吸收層A和墨芯24之間。不局限于任何理論,認為氣隙30充當設(shè)置在濃縮墨液27和墨芯24之間的適當障礙,阻止或阻擋濃縮墨液27向墨芯24的直接流動路徑。相應地,氣隙30本身可以被認為是一個堰。在又一實施例中,限制部件26可包括從環(huán)形堰D1和吸收層A(如在圖5A的流體盒10H中所示的)中選擇的一個堰。在又一另外的實施例中,限制部件26可包括從模制環(huán)形堰D6和吸收層A(如圖5B的流體盒10I中所示的)中選擇的一個堰。在這些實施例中,堰D1和D6的高度比吸收層A的高度更大,以降低在堰D1,D6上流動的濃縮墨液27被吸收層A吸收。要理解的是,吸收層A和堰D1,D6的高度至少部分取決于盒10H,10I儲存的墨液的種類,盒10H,10I的架子和/或使用壽命,盒10H,10I的幾何形狀和/或其它相似因素。在又一實施例中,限制部件26可包括從模制環(huán)形堰D6,吸收層A和墊圈W(如圖6的流體盒10J中所示的)中選擇的一個堰。在此實施例中,墊圈W圍繞墨芯24的周邊的至少一部分,并被定位成鄰近堰D1,D6和/或吸收層A。墊圈W有利地阻礙可能已經(jīng)在堰D1,D6和/或吸收層A周圍設(shè)立的流向墨芯24的流動路徑。要理解的是,可以使用包括堰D1-D6中的一個或多個的其它組合,其非限制性例子包括具有或不具有吸收層A,以及具有或不具有墊圈W的傾斜堰D4和/或環(huán)形堰D1。圖中所示的流體盒10的實施例可以由例如將盒10模制成單個部件并在其中設(shè)置限制部件26來制成。在一個例子中,限制部件26用化學方式和/或機械方式以足以密封地將限制部件26與底板24接合的方式附連到底板14,和/或墨芯24。在流體盒10的其它實施例中(諸如圖3E中所示的盒10F),包括限制部件26的流體盒10F被模制為單個部件。要理解的是,術(shù)語“連接/連接的”或“耦連/耦連的”在本文中是寬泛定義的,以包含各種不同的連接或耦連布置和組裝技術(shù)。這些布置和技術(shù)包括但不局限于:(1)在一個組件和另一組件之間的直接連接或耦連,它們之間沒有加入組件;和(2)一個組件和另一組件與它們之間的一個或多個組件的連接或耦連,只要被“連接到”或“耦連到”一個組件的另一組件是以某種方式可操作地連接到另一組件(盡管它們之間存在一個或多個附加組件)。盡管已經(jīng)詳細描述了幾個實施例,但對本領(lǐng)域技術(shù)人員而且明顯的是,可以修改所公開的實施例。因此,前文的描述應被認為是示例性而非限制性的。