專利名稱：噴墨打印機的墨盒及制造多個墨盒的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于噴墨打印機的墨盒及其制造方法，該墨盒可防止向其再填充油墨。
近來，熱噴墨型打印機已經普及。熱噴墨型打印機包括一個打印頭，而打印頭又包括多個在基片上以陣列形式布置的加熱元件。打印頭的多個加熱元件根據打印信息被選擇性地加熱，以便加熱施加于加熱元件上的油墨。因而，一種油霧沸騰現象，即在油墨和加熱元件的交界面間瞬時產生氣泡，被用來從與各個加熱元件相對應布置的微小噴墨口中噴墨滴，從而將信息打印到記錄紙上。為了補償打印中耗費的油墨，可按需要適當地從儲存油墨的墨盒中提供油墨給打印頭。
通常，有兩種類型的墨盒一種是與打印頭分開，另一種是與打印頭組合在一起。

圖1A是與諸如上述噴墨打印機的打印頭組合在一起的墨盒的示意側視圖。圖1B是圖1A中墨盒的底視圖(或主視圖)。正如圖1A和圖1B所示，在這種墨盒中，打印頭通過一個進墨面3與一個墨槽2緊連在一起。打印頭1用于彩色打印。為此，墨槽2有三個墨腔4(4a，4b，4c)，所述墨腔充滿了相減的三原色，也即品紅、青色、黃色油墨。
打印頭1在其前部的基片5上有三列噴嘴6(6a，6b，6c)，分別噴出相減的三原色墨滴。這樣的打印頭通常采用一種硅集成技術和薄膜技術制造。更具體地說，多個加熱元件(未示出)以陣列的形式布置于硅片基體5上。一個形成墨道的隔板設在基體上，然后，一個孔板被分層以形成位于與加熱元件相對應的孔板位置上的噴嘴列6，所述噴嘴列用來噴墨。通過進墨面3，噴嘴由與噴嘴列6相對應的墨槽2的各個墨腔4供給油墨。
圖2是墨盒2的分解立體圖。墨槽2a本身內部被分隔成基本上大小相同、并排布置的三個墨腔4a、4b、4c，且至少墨腔的兩面是墨槽2a本身的外壁。
位于墨腔4下方的進墨面3設置有三個與各個墨腔4相應的進墨孔7。墨腔4a、4b和4c內的油墨通過進墨孔7，經墨道(未示出)被注入打印頭1內噴嘴列6(圖1B)。
在墨腔4a、4b和4c內加入油墨吸收劑(未示出)是為了防止由于重力的作用而導致油墨無效地流到外面。一個內蓋2b被固定安裝在墨腔4a、4b和4c的頂部，例如，可采用熱熔或粘接的方法。在蓋2b內相應于各個墨腔4a、4b和4c的位置上設置有三個導孔8，這樣油墨就可以通過各個導孔8被噴到或充填到相應墨腔內的油墨吸收劑中去。
當充填完油墨以后，一個盒狀的中空體2c與蓋2b的頂部熱熔或粘接在一起。中空體2c的頂部有一個小通氣孔11a，從而在中空體2c和蓋2b之間形成一個氣腔9。各個墨腔4a、4b和4c通過氣道與空氣相通，所述氣道是通過氣腔9從氣孔11a延伸到各個孔8中。通過這種通風裝置，墨腔4a、4b和4c可從其密封狀態(tài)中釋放出來，從而使儲存在墨腔4a、4b和4c內的油墨可順暢地流至打印頭1。
當耗費了一些油墨且墨盒的墨腔內沒有足夠量的油墨剩余時，由于墨盒和打印頭組合在一起，墨盒便與打印頭一起從打印機中取出，同時在打印機內采用與新打印頭組合在一起的新墨盒來代替。如果墨盒不與打印頭組合在一起，則僅僅移走墨盒而代之以新的。無論如何，墨盒的結構都未考慮過用油墨再填充墨盒。
一些打印機用戶可能試圖用油墨重新填充到通常未考慮過再填充油墨的墨盒中去。為此，用戶在每個墨腔4a、4b和4c的一表面中穿一個孔，此表面為墨盒2a的一外表面，從而實現在墨腔和外界之間的流體相通，并通過該孔從外界向墨腔再填充一種與儲存在墨腔內的油墨顏色相同的不同油墨，然后用密封紙、其上附有粘合劑的一薄膜或者一種諸如橡膠的彈性材料來封住孔。
再填充到墨腔中的油墨將與以前剩余在油墨吸收劑內的油墨混合在一起。再填充油墨的制造方式可能不同于剩余油墨的制造方式，因此再填充的油墨會在品質上與后者油墨有所不同。如果再填充的油墨品質差，則混合的油墨品質差。特別地，在通過疊加精細彩色來復制原稿色彩的全彩色打印中，通常不能打印出令人滿意的圖文。
此外，當油墨品質的變劣不僅影響油墨的色調，而且影響其組成時，可能會堵塞噴嘴，因而引起打印機的操作故障。還有，當用品質差的油墨進行再填充時，由于劣質油墨與以前剩余的油墨混合，在最終的油墨變質之前就可能堵塞噴嘴本身。如果再填充的油墨品質與油墨吸收劑不相配，油墨就會滲漏和/或發(fā)生油墨供應不足。當在墨盒內設置再填充孔時，墨盒本身的強度將會降低，同時由于孔密封不嚴會導致油墨滲漏。
本發(fā)明的一個目的是提供一種大體上油墨不能再填充進去的墨盒。
上述目的可由一種墨盒來實現，所述墨盒中儲存的油墨被注入打印頭，打印頭則根據打印數據來噴墨，該墨盒包括一個有一進墨面的外殼，所述進墨面將儲存在墨盒里的油墨注入打印頭；至少一個包括在外殼中的內腔，該內腔與空氣流體相通，并充填有油墨；一個位于至少一個內腔與外殼之間的外腔，不包括進墨面在內。
根據該墨盒，即便當在內腔中形成一個再填充孔時，該孔也不能被密封。因而，當再填充到內腔中的油墨將滲漏到外腔時，或當外腔充滿了其他顏色的油墨時，那些不同顏色的油墨就會混合，因此導致采用這樣的墨盒不能取得滿意的打印效果。
在墨盒中，外腔的最好與空氣流體相通，并且填充有一種油墨，這種油墨的色彩不同于儲存在內腔中的油墨色彩。
外腔可被分為多個個子腔，其中一個是一個氣腔，該氣腔使內腔和空氣處于流體相通的關系。墨盒最好與打印頭組合在一起。
根據本發(fā)明，上述目的可由第二種墨盒來實現，所述墨盒中儲存的油墨被注入打印頭，打印頭則根據打印數據來噴墨，該墨盒包括一個有一個進墨面的儲墨腔，所述進墨面將儲存的油墨注入打印頭；防密封裝置，設置在不包括進墨面在內的儲墨腔外表面的至少一部分上，以防止可能設置在儲墨腔外表面內的孔被密封。
在本發(fā)明的第二種墨盒中，在墨槽的內壁形成一個合適的孔是困難的，也很難完全密封住孔。因而，即便再填充油墨時，油墨會從孔中滲出來，從而不必要地污染了打印機的內部。因而，基本上防止了用戶向墨盒中再填充墨。
在第二種墨盒中，防密封裝置最好基本上設置在不包括進墨面在內的儲墨腔的整個外表面上。防密封裝置包括多個有間隔的凸起，其高度不小于0.1mm，最好為1mm，同時任何相鄰的凸起之間的間距不超過10mm，最好為5mm。最好，多個凸起中的每一個都呈一個脊或一個點狀隆起的形式。
防密封裝置可包括一個外壁，所述外壁距離儲墨腔的一個外表面有一間隔，該外表面不包括進墨面在內。
儲墨腔可在其中包括一個內腔和一個包圍內腔的外腔。墨盒最好與打印頭組合在一起。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造墨盒的方法，即便沒有上述專門的防密封裝置，該方法也可充分地防止油墨的再填充。
上述目的可由一種制造多個墨盒的方法來實現，該墨盒用于具有一個打印頭的噴墨打印機，所述打印頭具有多個噴嘴列，噴嘴列根據數據噴出油墨，從而記錄下數據，該方法包括下述步驟采用一種單一模具或多種模具制備多種墨盒，所述多種墨盒的每一種至少包括多個進墨口和多個墨腔，所述進墨口通過多個墨道與多個噴嘴列流體相通，所述墨腔通過多個進墨口與多個噴嘴列流體相通，其中多種墨盒具有相同的外形、以及多個墨腔的不同布置或多個噴嘴列和墨腔的不同組合，所述多個噴嘴列和墨腔通過多個進墨口處于流體相通關系；選擇對應色彩的油墨，從而使注入多個噴嘴列的所選擇油墨的對應色彩是固定的；用相應的所選油墨充填多個墨盒中每一個墨盒中的對應墨腔。
根據該墨盒制造方法，制造出具有不同結構、但具有相同外形的多種墨盒，任何人都不能將其區(qū)分開來。因而，即便當用戶試圖將墨再填充進墨盒時，他或她從墨盒的外形上不能區(qū)分出在哪一個墨盒里填充了什么色彩的油墨。因而，用戶不能將所需的油墨再填充到墨盒中去。因此，僅僅通過任意地發(fā)運作為元件的不同種類的墨盒，而不在墨盒中提供任何專門的防密封裝置，就可充分防止用戶向墨盒中再填充油墨。
在這種制造墨盒的方法中，最好每個墨盒都與打印頭組合在一起。最好每個墨盒中的多個墨腔布置成與打印頭的多個噴嘴列相交叉，且使得多種墨盒具有多個噴嘴列和墨腔的不同組合，所述多個噴嘴列和墨腔通過各個進墨口處于流體相通關系。
在這種制造墨盒的方法中，每個墨盒可有一個與之一體的流體交界元件，該元件具有多個墨道，所述墨道使多個噴嘴列和相應的多個進墨口處于流體相通關系。根據這種方法，打印頭可制造成具有相同的結構，這樣它們可易于制造，從而降低制造成本。
圖1A和圖1B分別是一個現有的組合型打印頭-墨盒組件的局部正視圖和示出其噴嘴側面的打印頭的底視圖；圖2是圖1A中傳統(tǒng)墨盒的分解立體圖；圖3是作為本發(fā)明第一實施例的一個組合型打印頭-墨盒組件的分解立體圖；圖4A是第一實施例中墨槽的平面橫剖圖；圖4B是第一實施例的一種改型的墨槽的平面橫剖圖；圖5是第一實施例的第二種改型的一個組合型打印頭-墨盒組件的分解立體圖；圖6是第二種改型的墨槽的平面橫剖圖；圖7是本發(fā)明第二實施例的一個組合型打印頭-墨盒組件的分解立體圖；圖8是第二實施例的墨槽的平面橫剖圖；圖9是第二實施例的改型的一個組合型打印頭-墨盒組件的分解立體圖；圖10是對第二實施例的改型的墨槽的平面橫剖圖；圖11是本發(fā)明第三實施例的一個組合型打印頭-墨盒組件的分解立體圖；圖12A至圖12G分別表示了作為本發(fā)明中防密封裝置的槽紋形式的改型；圖13A是具有作為防密封裝置的槽紋和凸起的另一種改型的墨槽的平面橫剖圖；圖13B表示作為防密封裝置的凸起的又一種改型；圖14是本發(fā)明第四實施例的一個組合型打印頭-墨盒組件的分解立體圖；圖15是本發(fā)明第五實施例的一個組合型打印頭-墨盒組件的分解立體圖；圖16A是從箭頭B方向看去的第五實施例中墨盒組件的平面圖16B是沿圖16A中的C-C′線的橫剖圖；圖17A至圖17F分別示意了第五實施例中進墨孔和墨腔的不同組合；圖18A和圖18B分別示意了第五實施例的一種改型；圖19A，19B和19C分別表示對第五實施例的另一種改型；圖20A是作為第五實施例又一種改型的一個與打印頭分開的墨盒的平面圖；圖20B是沿圖20A中的b-b′線的橫剖圖。
參照附圖將對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作進一步描述。
圖3是作為本發(fā)明第一實施例的一個組合型打印頭-墨盒組件的分解立體圖。如圖3所示，墨盒組件20包括一個墨槽21和一個打印頭23，所述打印頭與墨槽21不可分地組合在一起，并設在墨槽21的下方。打印頭23有三列噴嘴(未示出)，其在設置上與圖1B中打印頭的相似。
墨槽21的內部被分隔成一個內腔24和兩個相鄰的外腔25和26，設置這樣的外腔是為了使它們圍住內腔24。內腔和外腔24-26與打印頭23的相應的三列噴嘴對應(圖1B)。在各個墨腔中放置油墨吸收劑(未示出)是為了使其中的油墨保持在一種狀態(tài)下，其中向噴嘴中存在的油墨施加適當的負壓以達到一定程度時，保證油墨不會因為重力的作用而無效地流到外面。
進墨孔27可分別設置在墨腔24-26的底部，從而通過進墨面22將油墨注入打印頭23。固著在墨腔24-26內油墨吸收劑中的油墨通過各個墨道(未示出)從進墨孔27注入相應的打印頭23的噴嘴列中。
圖3的一個內蓋28可與墨腔24-26的頂部熱熔或粘接在一起。內蓋28可在與墨腔24-26相應的適當位置上設置導孔29，這樣三種色彩(品紅、青色和黃色)的油墨就可通過導孔29被注入各個墨腔24-26，從而充填到墨腔內的油墨吸收劑中去。
其后，一個盒狀的外蓋31與內蓋28的頂部熱熔或粘接在一起。外蓋31在它的上表面上有一個小的氣孔33，以在上表面下形成一個內部氣腔32。設置氣腔32和導氣孔33是為了使填充在墨腔24-26中的油墨總能順暢地注入打印頭，這是墨盒的一個重要組成部分。
如上所述，墨盒組件20由墨槽21、內蓋28和外蓋31以及組合在一起的打印頭23所組成。因此，墨盒組件20具有三個外腔(外腔25，26和氣腔32)，所述三個外腔形成在墨盒組件20的外壁(殼體)和長方體形內腔24的五個外表面之間，這些外表面不包括進墨面22側的內腔表面。
現在，假定從外面向墨盒組件20再填充油墨。由于這個組件有一個包括打印頭23和進墨面22的下部，所以再填充孔不能從下面形成。然而，這樣的油墨再填充孔可容易地設置在外腔25和26的側壁中。外腔25和26因而可通過油墨再填充孔再填充油墨，并且這些孔可容易地用粘合帶或類似物來密封。
然而，一個內腔24的油墨再填充通孔必須通過外腔25或26形成在內腔24的壁內。根據這種方法，內腔24可再填充油墨。盡管形成在墨槽21的一外側壁內的孔可用粘合帶或類似物來密封，形成在內腔24側壁內的孔卻不可能被密封。換句話說，再填充到內腔24的油墨將通過設置在內腔24壁內的孔滲漏到相鄰的外腔25或26，與儲存在外腔內的不同色的油墨混合，而造成對外腔中剩余油墨的色彩或品質的影響。除非內腔24能從外面再填充油墨，否則即使外腔25或26能用適當的油墨再填充，也不能進行彩色打印。因而，用戶不能將油墨再填充進墨盒組件20中，而且不能再使用墨盒組件20。
由于氣腔32設置在墨盒組件20的上方，從而難于從外面識別出內腔24的位置。即便用戶強行在墨盒組件適當的位置上設置孔，例如，其中一個孔形成在內蓋28內，所述內蓋在內腔24和氣腔32之間形成一個間隔，這個孔也同樣不能被密封住。因而，當墨盒組件被運送時，油墨容易滲出來。如果內蓋28由一種諸如鋼的剛性材料制造，就難于在內腔24的頂部形成一個油墨再填充孔，從而更可靠地防止油墨再填充。
圖4A是墨盒組件20中墨腔的平面橫剖圖。在圖4A中，虛線陰影部分代表內、外墨腔24、25和26，其中放置了油墨及其吸收劑。在該特定的實施例中，僅設置了一個內腔。
在圖4B所示第一實施例的改型中，設置了兩個內腔24′和25′以及一個包圍內腔的單一外腔26′。在這種情況下，兩個內腔24′和25′不能用兩種油墨再填充，并且更可靠地防止了對再填充油墨的組件的再使用。
圖5是作為第一實施例的又一改型的一個組合型打印頭-墨盒組件的分解立體圖，圖6是組件的墨槽的平面橫剖圖。正如圖5所示，墨盒組件包括一個墨槽35和一個與之一體的打印頭37，打印頭37通過一進墨面36設置在墨槽35的下方。打印頭37的結構與圖3中打印頭23的結構相似。
墨槽35的內部被分隔成三個內腔41，42，43和一個包圍那些內腔的相鄰的外腔44。內腔41-43與打印頭37的三列噴嘴(未示出)相對應，固著油墨的油墨吸收劑與第一實施例相同地設置在墨腔41-43內。外腔44只不過設為一個空腔。
墨腔41-43中的每一個在其底部都有一個進墨孔38，這樣可通過進墨面36將油墨注入打印頭37。固著在油墨吸收劑內的油墨通過墨道(未示出)被注入打印頭37的相應的噴嘴列。圖5中的一個內蓋39可與墨腔41-43和空腔44的頂部熱熔或粘接到一起。導孔45被設置在內蓋39中與墨腔41-43相對應的適當位置上，這樣品紅、青色和黃色三種油墨可通過導孔45注入相應的墨腔41-43，從而被充分地吸收和填充在墨腔中的油墨吸收劑內，隨之油墨的填充就結束了。
其后，由于上述原因，一個外蓋31被熱熔或粘接到內蓋39的頂部。
另外，在這種情況下，墨盒組件30由打印頭37、墨槽35、內蓋39和外蓋31組合在一起整體地形成。因而，組件30包括三個內腔41-43和包圍內腔41-43的外腔44與32(后者為氣腔)，所述外腔位于內腔和組件30不包括進墨面36的的外壁之間。
對于這種組件30，即使通過內部墨腔41-43的側壁和外腔44的外壁形成三個孔以將油墨再填充到三個內部墨腔41-43，與上述實施例相同，那些形成在三個墨腔41-43壁中的孔不能被密封。因而，在本實施例中，再填充到內腔41-43中的油墨將不會滲漏，且不會與其它各個內腔中的油墨混合，但不能防止?jié)B漏到外腔44中去。這樣就可安全地防止從外面向墨盒再填充油墨。
圖7是作為本發(fā)明第二實施例的一個組合型打印頭-墨盒組件50的分解立體圖。圖8是組件50的墨槽51的平面橫剖圖。
墨盒組件50有一個位于墨槽51下方并通過一進墨面(未示出)與墨槽51成一體的打印頭52。墨槽51的內部被分隔成三個墨腔53，如圖7所示，其上方在與各個墨腔53相應的位置上設置了一個帶有導氣孔54的內蓋55，所述內蓋與墨腔53熱熔或粘接在一起。此外，如圖7所示，一個盒狀的外蓋58與內蓋的頂部熱熔或粘接在一起，所述外蓋具有一個導氣孔56和一個氣腔57。
進墨孔(未示出)設置在各個墨腔53的底部，以便與第一實施例相同地由此將油墨注入打印頭52。油墨吸收劑(未示出)設置在各個墨腔53內，所述油墨吸收劑產生適當負壓以固著用于噴嘴的油墨。
如圖7和圖8所示，在第二實施例的墨盒組件50中，墨槽51外表面的至少四個面均被覆蓋一種具有連續(xù)平行的脊59的槽紋，所述脊的間隔P不超過10mm，且高度D不小于0.1mm。當在墨槽的外壁內形成孔時，槽紋則起一種防密封裝置的作用以防止形成的孔被密封。
現在假定墨盒組件50從外面再填充油墨。由于打印頭52設在組件50的下部，所以一個油墨再填充孔不可能從下面形成在下部，但這樣的孔可形成在組件的側壁內。即使試圖密封設在組件壁中的孔，例如，在再填充完油墨后用粘合帶密封，槽紋的脊59將對粘合帶在孔的整個周邊的粘合構成一種阻礙，因此設置的孔不可能被完全密封。
因而，當向墨盒組件再填充油墨到孔上的一個水平面時，油墨將會從孔中滲漏出來。即使再填充油墨的水平面低于孔的位置，當組件為了掃描或輸運的目的而移動時，油墨也可能不期望地滲出來。即使用戶用油墨再填充墨盒組件，墨盒組件也不能被正常地使用。結果，防止了向墨盒中再填充油墨。
圖9是作為本發(fā)明第二實施例的改型的一個組合型打印頭-墨盒組件的分解立體圖。圖10是組件60的墨槽的平面橫剖圖。墨盒組件60有一個與墨槽61一體的打印頭62。墨槽61的內部被分隔成三個墨腔63，如圖9所示，墨槽上方有一個帶有導氣孔64的內蓋65與墨腔63熱熔或粘接在一起，所述導氣孔設置在與各個墨腔63相應的位置上。此外，如圖9所示，一個盒狀的外蓋68與內蓋的頂部熱熔或粘接在一起，所述外蓋設有一個導氣孔66和一個氣腔67。進墨孔(未示出)被設置在各個墨腔63的底部，從而將油墨注入打印頭62。油墨吸收劑(未示出)被放置在各個墨腔63內。這樣的結構與第二實施例中墨盒組件50的結構相似。
就這一實施例中的組件60來說，如圖9和圖10所示，至少其外表面的四個面均被覆蓋一種具有(較高的和較低的)兩種脊69a和69b的槽紋，所述脊的間隔P不超過10mm，且高度D不小于0.1mm。也就是說，任何兩個相鄰的脊69a和69b的間隔小和它們的高度不同這一事實使得難于在墨盒組件60的外壁內鉆一個合適的孔，并且更難于用粘合帶或類似物完全密封外壁中的孔。
當第二實施例和其改型有許多作為防密封裝置的平行脊和槽時，本發(fā)明不局限于那些具體的情況。例如，可采用點狀凸起的陣列，這將在第三實施例中得到進一步闡述。
圖11是作為第三實施例的改型的一個組合型打印頭-墨盒組件70的分解立體圖。墨盒組件70包括一個與墨槽71為一體的打印頭72。墨槽71的內部被分隔成三個墨腔73，如圖11所示，墨槽上方有一個帶有導氣孔74的內蓋75與墨腔73熱熔或粘接在一起，所述導氣孔74如圖7所示地設置在與各個墨腔73相應的位置上。此外，如圖11所示，一個盒狀的外蓋78與內蓋的頂部熱熔或粘接在一起，所述外蓋設有一個導氣孔76和一個氣腔77。進墨孔(未示出)被設置在各個墨腔73的底部，從而將油墨注入打印頭72。油墨吸收劑(未示出)放置在各個墨腔73內。這樣的結構與第二實施例中墨盒組件50的結構相似。
就第三實施例中的組件70來說，如圖11所示，至少其外表面的四個面均被覆蓋一種具有點狀凸起79的陣列，所述凸起的間隔P不超過10mm，且高度D不小于0.1mm。即通過在作為本發(fā)明中組件的外表面上設置這種點狀凸起79的陣列作為防密封裝置，那些點狀凸起79用于防礙用粘合帶來密封設置的再填充孔。也就是說，孔不可能用一種粘合帶或類似物被完全密封。
圖12A到圖12G分別表示了本發(fā)明中設置在組件外表面上的作為防密封裝置的凸起的一種不同改型。
圖12A中每一個凸起80-1在橫剖圖中都呈齒輪牙的形式。相鄰齒80-1間的間距(或間隔)P約為7.5mm，它們的高度(或凹槽的深度)D約為3mm?，F在假定用直徑約為2mm的鉆頭切削刃在凹槽的底部形成一個孔，以用于向墨盒再填充油墨，所述凹槽被位于組件外表面的凸起80-1包圍，這樣孔大體上占據凹槽底部的整個面積而不會在孔周圍留出一個平滑的周邊區(qū)域，如點劃線所示。在這種情況下，很難用密封帶或類似物完全密封所形成的孔。
圖12B至圖12F中的各個凸起80-2到80-6在橫剖圖中分別呈方形，其中具有垂直壁的凸起使得粘合帶更難于粘到凹槽底部，并且作為防密封裝置更好一些。
圖12B示出了位于組件外壁上的間距或間隔P約為10mm的凸起，該凸起上有直徑均為2mm的孔h1和h2，所述孔通過具有相當直徑的鉆頭切削刃形成在任何相鄰凸起80-2間的外壁內。設置在相鄰凸起問的外壁內的孔h1難于密封，因為凸起80-2起著阻礙作用，而設置在凸起80-2本身內的孔h2卻相對容易密封。因而，最好凸起80-2頂部的寬度W不超過鉆頭直徑2mm。這一例子由圖12C中的凸起80-3來體現。
在圖12C中，同上述情況，凸起80-3間的間距P是10mm，但其頂部的寬度基本上與所設孔h4的直徑或值為2mm的鉆頭直徑相同。對那些凸起80-3，不能在它們的頂部鉆孔h4。然而，對于這一例子，相對窄的凸起80-3被設置成相對較大的為10mm的間距P，因此在鉆在凸起間的組件外表面內的孔h4周圍可形成一個平的周邊區(qū)域f。從而，孔h4相對容易被密封，因此該壁面結構不是較好的。因而，當凸起頂部的寬度是2mm時，凸起間的間距P最好不超過約6mm。凸起的高度D最好增大至最大值。
圖12D示出的例子中，較窄的和較寬的凸起80-4a和80-4b以不同的間距P1、P2和P3以交錯的形式布置，這樣使得難于安全密封可能設置在組件外表面內任意處的孔。
通常，為了用一個粘合劑密封件安全密封直徑為2mm的孔，此密封件就需要具有一個至少為4mm的平的粘著片。因而，需要一個直徑不小于10mm的粘合劑密封件來平粘在組件的外表面上以覆蓋住孔。如果凸起具有不同的寬度且以不同的間距設置，如圖12D所示，可安全使用的粘著片處處隨之變化。因而，總是很難完全密封可能設置在組件外表面內任意處的孔。
圖12E中的凸起80-5設置在組件外表面上，其間距P為3mm，高度D為3mm。在這種情況下，無論將直徑為2mm的孔h5設置在哪兒，都不能在孔周圍存在一個不小于4mm的平的粘著片。因而，很難完全密封住孔h5。
圖12F中凸起80-6間的間距為5mm，其頂部寬度W為2.5mm，高度D為3mm。在這種情況下，孔h6難于形成和密封，并且它們作為防密封裝置是很有效的。
圖12G中的凸起80-7是凸起80-6的一種改型，凸起80-7的高度低于凸起80-6，其頂部寬度W為2.5mm，高度D為1mm，設置的間距P為2mm。在這種情況下，與圖12E和12F的改型相比，容易形成一個直徑為2mm的孔h7，但要想用一粘合板密封住孔h7幾乎是不可能的，因為凸起80-7間的間距較小或者為2mm。
很顯然，從對上述不同凸起改型的研究結果來看，本發(fā)明中墨盒組件的外壁在其上具有間距不超過10mm和高度不小于0.1m的凸起。最好，凸起的間距被設置成不超過5mm，高度不小于1mm。更優(yōu)選的是，它們的間距被設置成不超過2mm，高度不小于5mm。在本發(fā)明中凸起的高度最好不小于0.1mm的原因是設置在凸起間底部區(qū)域內的孔不可能通過填充凹槽底部和僅僅通過一厚粘合板的一粘合層來密封凹槽底部的孔而達到安全密封，所述粘合板與一普通的粘合層厚為15-50μm的粘合板相比，其僅為了密封孔而采用了100μm的厚度。
圖13A是一個墨槽的平面橫剖圖，所述墨槽由作為防密封裝置的另一種改型的凸起覆蓋。圖13B表示了凸起的又一種改型。
圖13A中的脊81是傾斜的，以便覆蓋各個相鄰的脊82。在這種情況下，即使設置一個孔以使其以傾斜的方式沿著傾斜的脊81延伸，傾斜的脊81將成為密封住孔的阻礙。因而，很難完全密封住孔。
圖13B示出了傾斜相交的平行脊83。另外，在這種情況下，也需要相鄰平行脊83間的間距不超過10mm，且脊83的高度不小于0.1m。相反地，脊83可設置在相應的凹槽內。在這種情況下，組件就具有一種外表面結構，這個結構可通過用菱形形狀的支柱來代替圖11實施例中圓形的點凸起79而得以實現。
本發(fā)明中作為防密封裝置的凸起的形狀并不局限于上述各實施例，也可以采用諸如半球、圓錐或十字的其他不同形狀。
本發(fā)明的防密封裝置不局限于第一實施例中的外腔和氣腔，以及第二和第三實施例中的脊和點狀凸起。當然，其它不同的設置也是可行的。
例如，可在墨盒組件的外壁內設置多個凹處，其間距與上述實施例中凸起的間距相同?；蛘撸诮M件的外壁上設置一個多孔材料的防密封層，諸如海綿或尿烷泡沫橡膠(urethane foam)。
圖14中的本發(fā)明第四實施例包括一個圖3的第一實施例中的一墨槽和圖11的第三實施例的點狀凸起的組合。
這一實施例中的組合型打印頭-墨盒組件有一個墨槽85，其外壁覆蓋了一個點狀凸起86的陣列，所述凸起的高度不小于0.1mm，設置的間隔不超過10mm。和第一實施例中相同，墨槽85的內部被分隔成一個內腔85a和包圍內腔的外腔85b、85c，腔中充滿了不同色彩的油墨。
一個平蓋87設置在墨槽85的頂部，且一個打印頭23固定安裝在墨槽85的下端。蓋87有三個氣孔88a、88b和88c，所述氣孔用于與相應的內外腔85a、85b和85c進行流體相通。蓋87的一外表面覆蓋有一個點狀凸起86的陣列，它與設在墨槽85側壁上的凸起陣列相同，所述凸起的高度不小于0.1mm，設置的間隔不超過10mm。
如上所述，對于這一實施例中的墨盒組件，除了進墨面外，幾乎其所有的外表面都覆蓋有作為防密封裝置的點狀凸起的陣列。即使用戶試圖通過使一個鉆頭切削刃垂直于墨槽外壁在墨槽85或蓋87的側壁內形成一個適當的油墨再填充孔，也難于得到這樣的孔，這是因為設置了點狀凸起86，并且即使形成了一個孔，它也不可能被完全密封。因而，難于向內腔85a以及外腔85b和85c再填充油墨。也就是說，由于難于向本發(fā)明的墨盒組件中所有的墨腔85a-85c再填充油墨，所以與第一實施例相比，實質上更可靠地防止了用油墨再填充墨槽，所述第一實施例僅能防止向內腔24再填充油墨。
圖15是本發(fā)明第五實施例中的一個組合型打印頭-墨盒組件的分解立體圖。
如圖15所示，在這一實施例中的組合型打印頭-墨盒組件中，一個打印頭93設置在下方，并通過一進墨面92，一墨槽91與之連為一體。墨槽91被分隔成三個實際上大小相同的墨腔91a、91b和91c。那些墨腔91a-91c可設置在與噴嘴列的縱向垂直或交叉的方向上。
墨腔91a-91c在其底部91d內有進墨孔(未示出)，這將在后面更詳細地描述。各個墨腔91a-91c內的油墨通過墨道從進墨孔注入打印頭93上的噴嘴列，這也將在后面更詳細地描述。油墨吸收劑(未示出)放置在墨槽91的墨腔91a-91c內。
圖15中的一個內蓋94與墨腔91的頂部熱熔或粘接在一起。內蓋94在與各個墨腔91a-91c相應的位置上有三個導孔95。在工廠里，油墨通過導孔95被噴射到墨腔91a、91b和91c內以達到預定的區(qū)域，所述預定區(qū)域至少包含放置了油墨吸收劑的區(qū)域。
其后，一個盒狀外蓋96與內蓋94的頂部熱熔或粘接在一起。外蓋96在其中央位置有一個小的氣孔98，這樣它的內部空間就形成了一個氣腔97。氣流由孔98通過氣腔97和三個導氣孔95與各個墨腔91a-91c相通。這就保證了各個墨腔91a-91c處于自由的流體相通狀態(tài)，并且被墨腔內的油墨吸收劑吸收和填充的油墨將順暢地被注入打印頭93中。
圖16A是墨盒組件的平面圖(由圖15中箭頭B方向看去)，并且圖16B是沿圖16A的C-C′線的橫剖圖。打印頭93包括在硅片基體99上的采用集成電路技術制成的驅動電路101(擴散面)，和采用薄膜技術生成的加熱元件102以及各個接線電極103和一個公用電極104，所述電極把驅動信號從驅動電路101傳輸給加熱元件102。
一個隔板105在那些元件上被分層以便形成與各個加熱元件102相應的墨道。硅片基體99具有與墨道流體相通的進墨凹槽106y、106m、106c，和與進墨凹槽106y、106m和106c流體相通的進墨孔107y、107m和107c，所述進墨孔通向硅片基體99的背面。凹槽106y、106m和106c與孔107y、107m和107c例如是采用一種噴砂方法形成的。
噴嘴板108被熱壓在隔板105的上面，以便在與各個加熱元件102相對的位置上設置噴嘴109。打印頭93包括三個單色頭；即黃色(Y)、品紅(M)和青色(C)頭，它們被并排設置在單一的硅片基體99上。
圖17A至圖17F分別示意了打印頭93中的各個進墨孔107y、107m和107c與墨槽91中的各個墨腔91a-91c的不同組合。當從與圖16A相同的方向看墨盒組件時，就可分別得到圖17A至圖17F。圖16B中的進墨凹槽106y、106m和106c是以透視的方式用虛線表示的。進墨孔107y、107m和107c與三個墨腔91a-91c有六種組合。
首先，圖17A示出了進墨孔107y、107m和107c與圖16A中相同的設置。在這個例子中，進墨凹槽106y具有一個進墨孔107y，所述進墨凹槽將一種黃色油墨注入噴黃墨的噴嘴列109y，所述進墨孔設在墨腔91a的一個端部并與最近的墨腔91a流體相通，因此其充滿黃色油墨。因而，墨腔91a充滿黃色油墨。在這種情況下，為了使墨道能縮短至最大限度以降低它們的阻力，進墨孔107y設置在與一個位于黃色墨腔91a底部的進墨口(未示出)處于一直線的位置。
同樣地，進墨凹槽106m具有一個設在中點位置的進墨孔107m，所述進墨凹槽將一種品紅油墨注入總是噴品紅墨的噴嘴列109m，所述進墨孔與最近的墨腔91b流體相通，因此其充滿了品紅油墨。同樣地，進墨凹槽106c具有一個進墨孔107c，所述進墨凹槽將一種青色油墨注入總是噴青墨的噴嘴列109c，所述進墨孔設在墨腔91c的一個端部并與最近的墨腔，例如91c流體相通，因此其充滿了青色油墨。
在圖17B所示的一種組合例中，噴嘴列109y同樣以與上述相同方式與墨腔91a流體相通。因而，進墨口107y的位置是不變化的，并且墨腔91a充滿了一種黃色油墨。然而，噴嘴列109m和109c分別與墨腔91c和91b相通，這剛好與圖17A中的例子相反。因此，墨腔91b和91c分別充滿了青色和品紅油墨。
圖17C和圖17D說明了另一種組合。這兩種組合的相同之處在于一進墨凹槽106m的進墨口107m設在一個墨腔91a的端部，以及墨腔91a充滿了品紅油墨，所述進墨口將品紅油墨注入噴嘴列109m，但不同之處在于充滿黃色和青色油墨的墨腔91b和91c相應地互相調換了位置。
圖17E和圖17F說明了又一種組合。這兩種組合的相同之處在于一進墨凹槽106c的進墨口107c設在一個墨腔91a的端部，以及墨腔91a充滿了青色油墨，所述進墨口將青色油墨注入噴嘴列109c，但不同之處在于在圖17E中，墨腔91b和91c相應地充滿了黃色和品紅油墨，而在圖17F中，墨腔91b和91c相應地充滿了品紅和黃色油墨。
多種包括噴嘴列和墨腔的不同組合的組合型打印頭-墨盒組件以合適的整量成套生產，所述墨腔通過多個進墨孔107y、107m和107c使得流體相通，所述進墨孔與多個墨腔相應的設置。在這種情況下，多種墨槽可通過單一的模具或多個不同種類的模具來制造，所述單一模具具有與那些多種墨槽的墨腔相應的多個不同的模槽，所述不同種類的模具的每一個都具有與一個墨盒對應布置的多個相同的模槽。就這一實施例而言，不同種的墨槽分別具有相同的分隔結構，但設置在墨腔底部的進墨口的布置不同。
由于從噴嘴列噴出的油墨色彩是預定好的，所以墨腔中充滿了具有各種預定色彩的油墨，從而使那些油墨就可相應地從預設的噴嘴列噴射出來。
如上所述，圖17A至圖17F中的組合型打印頭-墨盒組件使油墨的色彩固著，所述油墨從打印頭93的各個噴嘴列109y、109m和109c噴射出來。此外，那些組件構造成這樣，以致用戶不能輕易從組件的外形區(qū)分出哪個組件中的墨腔包含了什么色彩的油墨。當多個組件從工廠被運輸出來時，任一種墨盒組件可從所制造的多種墨盒組件中任意挑選，并作為噴墨打印機的元件被輸運。
通過制造和輸運上述的墨盒組件，噴墨打印機的用戶不能區(qū)分出他或她使用了哪種墨盒組件。因而，即便當用戶試圖向空的墨盒組件再填充油墨時，他或她不能從組件的外形分辨出在組件的哪個地方包含了哪種色彩的油墨。因而，對于用戶來說，很難向組件再填充油墨。因此，有效地防止了用戶向組件再填充油墨。
第五實施例中的兩種改型將通過參考圖18A和圖18B進行進一步闡述，圖18A和圖18B示出了墨盒組件90的墨腔的不同分隔。圖19A、圖19B和圖19C示出了墨腔不同分隔的三種改型。
在圖18A和圖18B中的一個組合型打印頭-墨盒組件110中，從噴嘴列109y、109m和109c噴出的油墨色彩是黃色、品紅和青色，這與第五實施例的情形相同。然而，在圖18A和圖18B中的結構是將墨腔分隔為111a、111b和111c，其不同于圖17A至圖17F中第五實施例的情形，其中設置的兩個墨腔111a和111b占組件110的墨槽的三分之二體積，且第三個墨腔111c占墨槽所剩的三分之一體積。
在圖18A和圖18B的實施例的組合中，兩個墨腔111b與相應的噴嘴列109c流體相通。在圖18A中，噴嘴列109y和109m分別與墨腔111a和111c流體相通，而在圖18B中，與之相反，噴嘴列109y和109m分別與墨腔111c和111a流體相通。
圖19A、圖19B和圖19C中的每個組合型打印頭-墨盒組件112都包括三個相同容積的墨腔113a、113b和113c，所述墨腔是由一個長方體墨槽被兩塊平行的傾斜的隔板分開的。在本實施例中，從墨槽的一角延伸到其對角的墨腔113b面對三個進墨凹槽106y、106m和106c，從而可按需求容易與任一進墨凹槽流體相通。剩下的兩個墨腔113a和113c位置是相對的，并且分別具有兩個易于與其流體相通的進墨槽。因而，在本實施例中，正如圖19A、圖19B和圖19C所示，分隔的墨腔和噴嘴列的優(yōu)選組合的數量是三個。
墨腔的分隔結構不局限于上述實施例及其改型，當然也可采用其它不同的分隔結構。
通過不僅改變墨槽中墨腔和噴嘴列的組合，而且改變墨腔的分隔結構，就可制備更多種的墨盒組件。例如，僅通過同時采用圖17A至圖17F，圖18A，圖18B以及圖19A至圖19C中的例子，就可獲得十五種外形相同但內部結構不同的墨盒組件。如上所述，可在批量生產中改變墨盒組件的種類，并且一種墨盒組件可從多種墨盒組件中任意被挑選和發(fā)運。因而，當用戶在他或她的手中持有一個墨盒組件時，他或她不能知曉其所選組件的內部結構是十五種中的哪一個，因為它們的外形是相同的。換句話說，油墨的再填充幾乎是不可能的。
如上所述，根據該創(chuàng)造性的墨盒制造方法，墨盒組件容易采用低廉的價格制造，而不用提供任何專門的防密封裝置，所述防密封裝置使得如第一到第四實施例中設置在墨盒組件外壁內的孔難于被密封，有效地防止了向墨盒再填充油墨。
雖然第五實施例和它們的改型全都是組合型打印頭-墨盒組件，本發(fā)明卻不局限于那些具體的情形。制造外形相同而種類不同的組合型打印頭-墨盒組件的方法在制造與打印頭分開的墨盒時也是適用的。
圖20A和圖20B分別是一個與打印頭分開的墨盒的平面圖和沿圖20A中b-b′線的橫剖圖。在這種情況下，假定所有的打印頭都具有如圖16A設置的進墨孔107y、107m和107c。一個作為流體交界元件的中間導墨板122事先與一墨盒120中的一個墨槽121的一個端部粘接，所述墨盒可拆除地與打印頭連接。中間導墨板122具有三個導墨孔123y、123m和123c，所述導墨孔與相應的打印頭中的三個進墨孔流體相通或在一直線上。中間導墨板122還進一步在其墨槽121的側面上具有導墨凹槽，所述導墨凹槽是按需要設置的，例如，由126y和126m表示，其中的每一個在導墨孔123y和123m中對應的一個與墨槽121中的墨腔124b和124a的進墨口125b和125a中相應的一個之間流體相通。中間導墨板122厚度的大約一半就足以滿足導墨凹槽126y和126m的深度。由于在本實施例中，傳遞黃色油墨的導墨孔123y通過進墨口125b和導墨凹槽126y與墨腔124b流體相通，所以墨腔124b充滿了黃色油墨。由于傳遞品紅油墨的導墨孔123m通過進墨口125a和導墨凹槽126m與墨腔124a流體相通，所以墨腔124a充滿了品紅油墨。傳遞青色油墨的導墨孔123c與墨腔124c相通。在這種情況下，由于墨腔124c的進墨口125c設置成使得與青色油墨導孔123c對準，所以兩者可直接地流體相通，并且不需要導墨凹槽。墨腔124c充滿了青色油墨。
通過這樣做，僅需要一種打印頭。因而，這種布置適合于打印頭的大量生產。與打印頭相連的墨盒表面內進墨口的布置，以及通過進墨口供給的油墨色彩都是固定的。因而，同樣如此，當用戶在他或她的手中持有墨盒時，實際上對用戶來說，是不可能確定內部墨腔的布置和墨腔內油墨的色彩的。
如上所述，在包括了中間導墨板的布置中，無論墨盒是與打印頭組合在一起還是分開，即使為了與進墨凹槽面對而不設置墨腔，墨盒中的任一個進墨口也能與打印頭內一個所需的進墨孔流體相通。因而，即便有了圖18A和圖18B中墨腔的布置，也能象圖17A至圖17F中的情形一樣，實現墨盒的進墨口與打印頭進墨孔的六種組合。因而，當墨腔布置的數量增加時，墨腔與噴嘴列的組合數量也增加，并且墨盒組件的內部結構不可能從外面了解得到。
權利要求
1.一種墨盒，用于儲存一種被注入根據打印數據噴墨的打印頭的油墨，該墨盒包括一個有一進墨面的外殼，所述進墨面將儲存在墨盒里的油墨注入打印頭；至少一個包括在所述外殼中的內腔，所述內腔與空氣流體相通，并填充有油墨；一個設置在所述至少一個內腔與不包括所述進墨面的所述外殼之間的外腔。
2.如權利要求1所述的墨盒，其特征在于，所述外腔與空氣流體相通，并且填充有一種油墨，其色彩不同于儲存在所述內腔中的油墨色彩。
3.如權利要求1所述的墨盒，其特征在于，所述外腔被分隔成多個子腔，其中之一是一個氣腔，所述氣腔使所述內腔和空氣處于流體相通關系。
4.如權利要求1所述的墨盒，其特征在于，所述的墨盒與打印頭組合在一起。
5.一種墨盒，用于儲存一種被注入根據打印數據噴墨的打印頭的油墨，該墨盒包括一個有一進墨面的儲墨腔，所述進墨面將儲存的油墨注入打印頭；防密封裝置，其位于不包括所述進墨面在內的所述儲墨腔一外表面的至少一部分上，以防止可能設置在儲墨腔外表面內的孔被密封。
6.如權利要求5所述的墨盒，其特征在于，所述的防密封裝置基本上設置在不包括進墨面在內的所述儲墨腔的整個外表面上。
7.如權利要求5所述的墨盒，其特征在于，所述的防密封裝置包括多個間隔的凸起，其高度不小于0.1mm，并且任一相鄰凸起的間距不超過10mm。
8.如權利要求7所述的墨盒，其特征在于，多個凸起設置的間距不超過5mm。
9.如權利要求7所述的墨盒，其特征在于，多個凸起具有不小于1mm的高度。
10.如權利要求7所述的墨盒，其特征在于，多個凸起中的每一個都呈一個脊的形式。
11.如權利要求7所述的墨盒，其特征在于，多個凸起中的每一個都呈一個點狀凸起的形式。
12.如權利要求5所述的墨盒，其特征在于，所述的防密封裝置包括一個距離所述儲墨腔的一個不包括所述進墨面的外表面有一間隔設置的外壁。
13.如權利要求5所述的墨盒，其特征在于，所述儲墨腔內包括一個內腔和一個包圍所述內腔的外腔。
14.如權利要求5所述的墨盒，其特征在于，所述墨盒與打印頭組合在一起。
15.一種制造多個墨盒的方法，墨盒用在具有一個打印頭的噴墨打印機中，打印頭具有多個噴嘴列，噴嘴列根據數據噴出油墨，從而記錄下數據，該方法包括下述步驟采用一種單一模具或多種模具制備多種墨盒，所述多種墨盒的每一種包括至少多個進墨口和多個墨腔，所述進墨口通過多個墨道與多個噴嘴列流體相通，所述墨腔通過多個進墨口與多個噴嘴列流體相通，其中多種墨盒具有相同的外形、以及多個墨腔的不同布置或多個噴嘴列和墨腔的不同組合，所述多個噴嘴列和墨腔通過多個進墨口處于流體相通關系；選擇對應色彩的油墨，從而使注入多個噴嘴列的所選擇油墨的對應色彩是固定的；用相應的所選油墨充填每個所述多個墨盒中的相應墨腔。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，每個所述的墨盒都與所述的打印頭組合在一起。
17.如權利要求15所述的方法，其特征在于，每個所述墨盒的多個墨腔布置成使得它們與所有所述打印頭的多個噴嘴列相交叉，并且多種墨盒具有多個噴嘴列和墨腔的不同組合，所述多個噴嘴列和墨腔通過對應進墨口處于流體相通關系。
18.如權利要求15所述的方法，其特征在于，每個所述墨盒具有一個與之一體的流體交界元件，其具有多個墨道，所述墨道使多個噴嘴列和相應的多個進墨口處于流體相通關系。
全文摘要
通過在距離一墨盒(21)的一個儲墨腔(24)周圍有一間隔(25)的位置上形成一個外壁或者通過在形成儲墨腔(53)的外殼的一外表面上設置間距不超過10mm的凸起(59),從而可防止一個可能設在外殼內的油墨再填充孔被密封。制造具有不同的內部結構的不同種類的墨盒,它們從外形上是區(qū)分不出的。任一種所需的墨盒可從那些制造的墨盒中任意挑選和發(fā)運。這就防止了用戶通過可能設在墨盒壁面內的孔向任一個墨盒再填充來源不可靠的油墨,從而防止打印頭和/或打印機出現操作故障。
文檔編號B41J2/175GK1274317SQ99801238
公開日2000年11月22日 申請日期1999年7月28日 優(yōu)先權日1998年7月30日
發(fā)明者櫻岡聡, 久富真一, 佐藤勝彥, 野口和民, 伊藤賢三, 小林健司, 五十嵐健二, 池田雅行 申請人:卡西歐計算機株式會社