專利名稱：具有適應性打印頭組件的噴墨打印系統(tǒng)的制作方法
具有適應性打印頭組件的噴墨打印系統(tǒng)技術領域噴墨打印機將墨滴從打印頭組件的噴嘴噴射到打印介質上。墨從 墨源被提供至打印頭組件。通常，應管理墨源中的壓力，以控制到達 打印頭組件的墨流。例如，如果墨源缺乏足夠的背壓，則墨可能從噴 嘴泄漏。可選的是，如果墨源中的背壓過高，則噴嘴可能不能正常噴 射。然而，即使具有有效的背壓管理，氣體也可能積聚在打印頭組件 中。這種積聚可能限制打印頭組件接收墨的能力和將墨輸送到介質的 能力，從而降低打印質量和打印頭組件的有效壽命。


圖1是根據(jù)本發(fā)明方面的具有適應性(compliant)打印頭組件的示 例性噴墨打印機的視圖。圖2是圖1的噴墨打印機的示意圖。圖3是圖1和2的噴墨打印機的選定部分的稍微示意的視圖，尤 其是噴墨打印機的墨管理系統(tǒng)。圖4是根據(jù)本發(fā)明方面的、用于具有適應性打印頭組件的噴墨打 印機的示例性墨源的稍微示意的視圖，其中墨源產生背壓。圖5是根據(jù)本發(fā)明方面的圖4的墨源的另一視圖，其中墨源在墨 的體積相對于圖4減小時產生背壓。圖6是根據(jù)本發(fā)明方面的圖4的墨源的又一視圖，其中墨源在墨 的體積相對于圖4和5進一步減小時產生背壓。圖7是根據(jù)本發(fā)明方面的圖4的墨源的又一視圖，其中墨源的調 節(jié)閥打開以通過使空氣經由出口進入供給源而減小背壓。圖8是根據(jù)本發(fā)明方面的圖4的墨源的又一視圖，其中墨源處于推動填裝(push-prime)構造，在該推動填裝構造中墨源被加壓并且墨源 的止回閥關閉以限制墨/人出口流出。圖9是根據(jù)本發(fā)明方面的用于噴墨打印機的示例性適應性打印頭 組件的剖視圖，其中組件的適應性腔室處于收縮構造。圖IO是根據(jù)本發(fā)明方面的圖9的打印頭組件的剖視圖，其中在 推動填裝操作期間適應性腔室膨脹(加壓)。圖11是根據(jù)本發(fā)明方面的圖9的打印頭組件的剖視圖，其中適 應性腔室經由墨和氣體的逆流恢復到圖9的收縮構造。圖12是^^艮據(jù)本發(fā)明方面的、用于具有適應性打印頭組件的示例 性噴墨打印機的示例性墨盒的視圖。圖13是大致從墨盒的相對側得到的圖12的墨盒的視圖。圖14是大致沿圖13的線14-14截取的圖12和13的墨盒的剖視 圖，其中墨盒的兩個閥處于打開構造。圖15是根據(jù)本發(fā)明方面的、用于具有適應性打印頭組件的示例 性噴墨打印機的另 一個示例性墨盒的局部視圖。圖16是根據(jù)本發(fā)明方面的、圖15的墨盒的選定部分、尤其是墨 盒的止回閥和調節(jié)閥的剖視圖，其中調節(jié)閥被關閉。圖17是圖16的墨盒的選定部分的剖視圖，其中兩個閥打開。圖18是圖16的墨盒的選定部分的剖視圖，其中止回閥關閉。具體實施方式

本發(fā)明提供一種打印系統(tǒng)，其包括利用適應性打印頭組件對墨和 氣體進行管理的方法和裝置。打印頭組件可聯(lián)接至墨源上，用于從墨 源接收墨。打印頭組件可包括適應性腔室和設置成從該適應性腔室接 收墨的打印頭。墨源可構造成用于諸如經由泵通過加壓使適應性腔室 膨脹，以將墨和氣體(通常為捕獲在打印頭中或附近的空氣)推壓出打 印頭，從而灌注打印頭。然后，墨源可產生背壓，該背壓使適應性腔 室收縮并導致墨和氣體(通常為與靠近該組件頂部的打印頭遠離的捕獲的空氣)從打印頭組件逆流到墨源。整體上，本發(fā)明的打印系統(tǒng)可提 供超過其它打印系統(tǒng)的顯著優(yōu)點，包括較好的壓力控制、改進的空氣 管理、較好的打印質量、較長的打印頭壽命、較高的流動速率、和/ 或更有效地使用墨的可更換的墨盒等等。圖1示出具有適應性打印頭組件的示例性噴墨打印機20。打印機 可包括將墨儲存在墨源24、例如可更換的墨盒26中的墨管理系統(tǒng)22。 墨管理系統(tǒng)還可將墨供應到打印頭組件28，該打印頭組件28將墨經 由打印頭組件輸送到介質30。在其它的示例中，打印機可以是能夠以 期望的模式將墨(液態(tài)色料)輸送到介質的任何類型的裝置?？赡芎线m 的示例性打印機包括臺式打印機、便攜式打印機、寬幅打印機、繪圖 機、影印機、傳真機、多功能外圍裝置等等。此外，打印機可適于在 任何合適的介質上打印、尤其是在片狀介質上打印?？赡芎线m的示例 性介質和/或介質成分包括紙張、紙板、金屬、塑料、木材、織物等等。圖2以更示意的形式示出打印機20。打印機還可包括泵36、 一 個或多個驅動器38和控制器40。泵36可在(多個)任何合適的位置聯(lián)接到墨管理系統(tǒng)的(多個)任何 合適的構件上。泵可聯(lián)接到墨源、上游避墨處(inkoasis)、打印頭組件、 墨源與打印頭組件之間的位置等等。泵可根據(jù)需要持續(xù)地或在離散時間聯(lián)接，以改變墨管理系統(tǒng)內的壓力。例如，泵可經由允許泵和聯(lián)接 構件的相對移動的柔性導管聯(lián)接。替代地，泵可通過使泵與聯(lián)接構件 形成接合而聯(lián)接，諸如通過使墨源連接到打印機服務站中的泵(和/或 使泵連接到墨源)。泵可例如通過將流體(氣體(例如空氣)或液體)的體積供應到管理 系統(tǒng)而施加正壓力，或者可通過從管理系統(tǒng)去除流體體積而施加負壓 力(背壓)。因此，泵可聯(lián)接到任何合適構件的上游或下游，以將墨推 向構件或者從構件抽出墨。泵可以是任何合適的類型，尤其包括膜盒 式泵、雙隔膜泵、適應性葉輪泵、齒輪泵、線性泵、擺動泵、蠕動泵、 活塞泵(例如注射泵)、螺桿泵和/或旋轉泵。驅動器38可以是對打印機內的機械移動進行驅動的一個或多個 驅動機構。各驅動機構均可包括馬達，以提供驅動力。驅動機構可驅 動任何合適的移動，諸如介質相對于墨管理系統(tǒng)的移動、在墨管理系 統(tǒng)內的移動(例如泵、墨源、打印頭組件、服務站等等之內和/或之間 的相對移動)等等。控制器40可對打印機的任何合適的構件進行控制。例如，控制 器可對打印頭組件中的每個驅動器、泵和/或噴射元件的促動/操作進 行控制?？筛鶕?jù)時間、頻率、方向、速度、加速度等控制促動和/或操 作?？刂破鬟€可從打印機的各種構件接收信號，以監(jiān)控構件的操作。 例如，控制器可接收與開/關狀態(tài)、位置、速度、體積、溫度等相關的 信號。控制器可包括處理器、存儲器、總線、輸入/輸出連接、處理指 令(例如硬件、固件和/或軟件)等等。圖3以稍微示意的形式示出墨管理系統(tǒng)22。墨50可設置在由墨 源24和打印頭組件28提供的流體隔室中。例如，墨源可包括設置成 與打印頭組件的適應性腔室54流體連通的墨儲存器(供應腔室)52。墨 儲存器在體積上顯著大于打印頭組件的流體容積，例如大至少大約十造成可由用戶拆開以替換、處置、回收、維修、再填充墨源)聯(lián)接。因 此，墨源可以是包括包圍墨儲存器的殼體56的模塊墨盒。在該示例 中，墨源和打印頭組件通過包括在墨源殼體的出口 58和打印頭組件 的入口 60中的聯(lián)4妄結構直接聯(lián)接。在其它實施例中，墨源和打印頭 組件可由(多個)離散的導管和/或(多個)中間墨容器隔開。墨儲存器中的壓力可由各種機構控制和/或調節(jié)。例如，墨源24 可包括背壓或減壓機構62，以使墨儲存器減壓(減小墨儲存器的壓力)， 例如以便向墨儲存器施加背壓(相對于墨源外部的凈負壓力)。替代地， 或者另外地，墨源可包括加壓機構64，以使墨儲存器的壓力增加，例 如以便向墨儲存器施加凈正壓力。此外，墨源可包括諸如閥66,68的 一個或多個閥，以調節(jié)和/或限制墨儲存器與墨源外部之間的連通。背壓機構62可操作，以拉動墨儲存器中的墨。例如，背壓機構 可包括可變體積(柔性)腔室70(通常為空氣腔室)和偏壓機構72,該偏 壓機構72推壓該柔性腔室以改變其體積，以便通常推壓該柔性腔室 以收縮成較小的體積。柔性腔室可設置在諸如由殼體56包圍并具有 柔性分隔件或隔膜74的墨源中，該柔性分隔件或隔膜74將殼體分隔 以形成柔性腔室的至少一部分壁。供應殼體中的開口 76可允許柔性 腔室體積的改變。偏壓機構還可設置在殼體中并且可包括彈簧78或 其它偏壓結構。加壓機構64可操作，以通過將氣體推出打印頭組件、尤其推出 打印頭組件的打印頭，從而推動填裝該打印才幾。加壓機構還可使用柔 性腔室70或者可使用與墨源的獨特接口。柔性腔室可由密封地聯(lián)接 至柔性腔室的泵36加壓。例如，殼體56可包括聯(lián)接結構，諸如接頭 80的、管座、墊片等等，其可便于配合和/或限制流體泄漏。在加壓 之后，可通過從柔性腔室拆開泵(諸如通過使泵相對于殼體56移動) 和/或通過經由閥82釋放壓力等而使柔性腔室減壓至大氣壓力或低于 大氣壓力。閥66，68可操作，以控制通過殼體的開口或出口 84的流體連通， 從而確定流體是否經由開口進入墨儲存器或離開墨儲存器。開口 84 可提供墨儲存器52與殼體外部的環(huán)境大氣之間的流體連通。因此， 開口可諸如在墨源是墨的上游終點(初始源)時對空氣/氣體進入墨儲存器(或離開墨儲存器)進行控制。替代地，開口可控制墨進入墨儲存器 (或離開墨儲存器)。例如，在某些實施例中，如果墨儲存器不是墨管 理系統(tǒng)的上游終點，則墨儲存器可聯(lián)接到通過開口 84將墨供應至墨 儲存器的上游避墨處86(作為可選構件以虛線示出)。閥可具有任何合適的布置和結構。閥可聯(lián)接至殼體(例如在殼體內 的閥、在殼體外的閥、和/或設置在殼體的相對側上的閥)。替代地， 閥中的一個或多個閥可與殼體、例如在墨源與避墨處之間的墨源上游 隔開，和/或聯(lián)接到避墨處上。閥可串聯(lián)和/或并聯(lián)設置。閥、尤其是閥的可移動的閥元件可由獨特的構件和/或(多個)相同的構件形成。此 夕卜，閥可具有由相同構件的相同或獨特的區(qū)域形成的閥座(例如重疊或 不重疊的閥座)，諸如由墨源的殼體提供的閥座，和/或可具有由獨特 構件提供的閥座。閥可以是壓敏的。此外，各個閥可具有由流體壓力單獨確定的和 /或由偏壓結構、諸如桿和/或彈簧等確定的響應壓力(閥打開、關閉、 和/或調節(jié)流速的壓力)?？赡芎线m的示例性閥包括角閥、球閥、氣泡 發(fā)生器閥(具有彎月面的間隙)、蝶形閥、隔膜閥、擋板閥、閘閥、球 形閥、針形閥、夾閥、滑閥和/或旋塞閥。打印頭組件28可形成墨管理系統(tǒng)的下游終點，墨從該下游終點 離開該系統(tǒng)。因此，打印頭組件包括由適應性腔室54供給的打印頭 88。打印頭可包括多個噴嘴90，墨滴92從該多個噴嘴90噴射到介質 上。噴嘴可由孔口 94的陣列和相關的噴射元件96、例如加熱器和/或 壓電元件等形成。圖4-8示出利用推動填裝的用于噴墨打印機的示例性墨源110。 墨源聯(lián)接到下游打印頭組件(如圖4中的112所示)，并聯(lián)接到(或可聯(lián) 接到)泵(如圖4中的114所示)。然而，這些附加的構件從當前視圖省 略以簡化該示意圖。墨源IIO具有包圍墨儲存器118和空氣腔室120的殼體116。墨 儲存器設置成與打印頭組件處于流體連通并鄰近空氣腔室。殼體的出 口 (開口)122提供墨儲存器與殼體外部、例如本示例中的環(huán)境大氣之間 的流體連通。至少一個閥124控制該流體連通。閥可被彈簧126或其 它偏壓機構朝向關閉位置偏壓。另外，空氣腔室可經由桿128操作地 和/或^/L械地聯(lián)接到閥124上。此外，空氣腔室可形成背壓機構130和 加壓機構132(同樣見于圖3)的一部分，該加壓機構132能夠被促動以 克服背壓機構的作用。空氣腔室可具有任何合適的結構和尺寸。例如，空氣腔室的任何 合適比例的壁可以是柔性的。在某些情況下，空氣腔室的至少基本所有的壁結構可以是柔性的，以形成袋狀物。替代地，(根據(jù)面積)大約 一半或更多的壁結構可以是相對剛性的，也就是說，抵抗形狀的基本變化。在本示例中(見圖5)，外壁134和從該外壁向內突出的內壁 136,138形成空氣腔室表面積的大多數(shù)部分。柔性部件、諸如板140 可固定至(與外壁隔開的)內壁以形成空氣腔室的適應性部分。在其它 實施例中，柔性板可鄰近外壁固定，而不是與外壁隔開地固定?？諝?腔室的柔性部分可以是無彈性的，也就是說當空氣腔室在壓力作用下 時相對地抵抗表面積的增加，或者可以是彈性的。如果空氣腔室由殼 體部分地形成，則空氣腔室可包括殼體的選定外壁的任何合適的部 分。例如，空氣腔室可包括超過選定外壁的表面積的至少大約一半。 此外，在打印機的正常工作狀態(tài)下，空氣腔室可膨脹至由殼體包圍的 整個體積的任何合適的部分，諸如至少大約十分之一、五分之一、三 分之一、或一半等等。圖4示出大致充滿墨的墨源110。空氣腔室120可以是稍微充氣 不足的(即癟縮的或收縮的)，并且背壓機構的彈簧142可延伸以產生 由箭頭144指示的背壓，該背壓沿朝向墨源的方向從打印頭組件推壓 墨，以避免墨從打印頭孔口泄漏。此外，由于背壓未過度，所以閥124 可由將桿128推靠在閥124上的彈簧126關閉。圖5和6示出具有相對于圖4的構造保持減小的墨體積的墨儲存 器118的墨源110。因此，空氣腔室120可相對地膨脹，分別如146 和148所示，并且彈簧142壓縮得更多，分別如150和152所示。然 而，閥124可仍然關閉，分別如154和156所示，這是因為桿128仍 然將閥保持在關閉位置。盡管此處的背壓高于圖4中的背壓，但背壓 未高到足以基本限制打印頭的操作。圖7示出具有相對于圖4-6的構造保持進一步減小的墨體積的墨 儲存器118的墨源110。因此，空氣腔室120可進一步膨脹，如158 所示，并且彈簧142進一步壓縮，如160所示。然而，為了避免背壓 進一步增加，桿128可被空氣腔室的位置和/或聯(lián)接結構、諸如彈簧142推離閥，如162所示。因此，閥124可打開以便外部空氣(或墨) 可經由出口 122進入墨儲存器，以減小背壓使得在可接受的界限內調 節(jié)背壓。 一旦讓足夠的空氣/墨進入墨儲存器，則空氣腔室可恢復到諸 如圖4-6的任何一個圖中的不太膨脹(不太充氣)的構造，并且閥124 應關閉。圖8示出處于對墨儲存器加壓的推動填裝構造的墨源110。尤其 地，泵可促動和/或聯(lián)接到墨源和164所示的引入到空氣腔室中的氣體 體積上，以使腔室從圖7的構造附加地膨脹/充氣。因此，墨儲存器中 的凈壓力可從背壓改變成由箭頭166所示的、還可對打印頭組件加壓 的正壓力?？諝馇皇业母郊优蛎浛蓪U128更遠地推離閥，使得閥不 被桿朝向關閉位置偏壓。然而，閥124還可響應于墨儲存器中的凈正 壓力作為止回閥操作，并且因此在對墨儲存器加壓時可關閉，以限制 墨從出口 122流出。正壓力的釋放(例如通過從泵拆開)可允許背壓機 構給空氣腔室放氣和恢復背壓(如圖4-7)。閥124的調節(jié)(圖4-7)和止 回(圖8)功能可僅通過一個閥或通過串聯(lián)設置的至少兩個閥(例如見圖 12-18)執(zhí)行。圖9-11示出利用推動填裝的用于噴墨打印機的示例性打印頭組 件180。打印頭組件180可聯(lián)接到墨源182上，該墨源182具有背壓 機構以及還具有能夠有選擇地促動的加壓機構。背壓機構和加壓機構 可以如本發(fā)明中其它地方所述地運行(例如，參考圖4-8)。然而，這些 壓力控制機構(和大部分墨源)從本附圖省略以簡化該示意圖。4)。打印頭可固定地和/或不可拆卸地安裝到主體上。替代地，打印頭 可構造為以便聯(lián)接到主體上或從主體拆開，諸如用于打印頭維修或更 換。此外，打印頭可設置在相對于主體的任何位置。例如，打印頭通 ?？舌徑黧w的基部(或頂部)設置，用于將墨滴向下(或向上)噴射在水 平介質表面上。替代地，打印頭可設置在主體的側面(側向)，以便將 墨滴側向地噴射在垂直介質表面上。主體184可具有殼體188,該殼體188包括用作用于保存墨和/或 氣體的容器的一個或多個流體隔室。例如，主體可包括具有可變體積 的適應性腔室190。適應性腔室可形成在殼體的任何合適的部分中， 可具有任何合適的體積，并且可具有任何合適的適應性范圍和方向。 在該示例中，適應性腔室形成在過濾器194(例如，用于當墨通過主體 移動至打印頭時從墨中去除顆粒)上方和過濾器與打印頭之間的豎管 區(qū)域196上方的增壓區(qū)域192中。然而，替代地或附加地，適應性腔室可形成在豎管區(qū)域中。適應性腔室可構造為以便膨脹和收縮，以保持較大或較小體積的 流體(墨和氣體)。在某些示例中，相對于其響應于從中性壓力到負壓 力(夕卜部壓力大于內部壓力)的改變進行收縮的能力，適應性腔室可能 在其響應于從中性壓力(腔室外部與內部壓力相同)到正壓力(內部壓力大于外部壓力)的改變進行膨脹的能力方面受到限制。在其它示例 中，相對于其響應于從中性壓力到正壓力(內部壓力大于外部壓力)的 改變進行膨脹的能力，適應性腔室可在其響應于從中性壓力(腔室外部 與內部壓力相同)到負壓力(外部壓力大于內部壓力)的改變進行收縮 的能力方面受到限制。適應性腔室可具有由殼體和/或柔性部件198形成的壁。適應性部 件例如可以是固定到殼體上的柔性部件或柔性板。柔性部件可固定在 殼體的壁內、殼體的壁上、和/或用于覆蓋殼體的開口 200。在某些示 例中，柔性部件的移動可有選擇地限制在兩個相反方向的一個方向 上。尤其地，主體184可包括從柔性部件向外(或向內)設置的阻擋件 或壁202。阻擋件可相對于向內(或向外)移動有選擇地限制柔性部件的 向外(或向內)移動。例如，從柔性部件的中性構造開始，阻擋件202 可接合柔性部件，以限制阻擋件的向外移動(以及因此限制適應性腔室 的膨脹)(見圖10)。阻擋件與處于中性構造的柔性部件之間的間隔可確 定柔性部件響應于適應性腔室的加壓能夠向外移動的范圍。相反，從 柔性部件的中性構造開始，柔性部件可向內移動(例如呈圖9和11中所示的凹形構造)以使適應性腔室收縮。阻擋件中的一個或多個開口204在柔性部件向內和向外移動時可允許空氣移動通過阻擋件。適應 性部件可以是彈性的或者相對無彈性的。在某些示例中，柔性部件在 中性壓力條件下可以是平面的。在某些示例中，柔性部件在中性壓力 條件下可以是彈性的并且不是平面的(例如向內或向外彎曲)，以響應 于正壓力變化和負壓力變化提供不對稱的體積變化。主體184還可包括用于積聚氣體、特別是空氣208的頂部隔室 206(見圖9)。頂部隔室在主體內可鄰近頂部209設置，在該頂部209 下方，氣體可通過重力驅動移動而積聚。因此，頂部隔室可設置成與 適應性腔室處于流體連通并且通常形成主體184內的流體隔室的上區(qū) 域。頂部隔室可與由適應性腔室包圍的體積部分地或完全地重疊，和 /或可不與適應性腔室重疊。主體184還可包括入口 210，流體可通過該入口 210在墨源與打 印頭組件的流體隔室之間移動。入口可提供用于打印頭組件到墨源的 連接的聯(lián)接結構212。此外，入口可限定通道214，流體可通過該通 道214從墨源移動到打印頭組件。通道可鄰近頂部隔室并從頂部隔室 延伸至墨源。將通道定位在大約與頂部隔室相同的水平使得通道鄰近 該頂部隔室，可便于從打印頭組件去除氣體(例如空氣)，如以下所描 述的。入口還可包括設置在通道中的限制氣體元件216。限制氣體元 件可以是具有小到足以限制氣體進入主體的一個或多個孔口或孔的 孔口元件或針等等。如果組件從墨源脫離，則氣體進入的限制可便于 保持打印頭組件中的背壓，從而限制墨從打印頭泄漏。圖9示出處于用于打印頭的噴射噴嘴218的就緒構造的打印頭組 件。在柔性部件198由通過墨源的背壓機構施加在適應性腔室上的背 壓向內拉的情況下，適應性腔室190可處于相對收縮的構造。適應性 腔室的體積減小到的程度可由背壓的大小、腔室和柔性部件的尺寸、 柔性部件的柔性度和/或彈性度等等確定。圖10示出具有由泵加壓的墨源的打印頭組件。響應于加壓，由箭頭220所示的墨的體積從上游的墨源的墨儲存器流過入口通道214 。 墨的體積的第一部分可通過向外推動適應性部件198而使適應性腔室 膨脹，如222所示。墨的體積的剩余的第二部分可如箭頭224所示地 被推壓出打印頭并產生外部墨228，以將捕獲的氣體驅逐出打印頭從 而填裝打印頭。打印頭在打印頭組件加壓期間和/或加壓之后可由擦拭 器228擦拭。擦拭打印頭可幫助防止來自連接到不同墨隔室的噴嘴的 不同顏色的墨混合，和/或驅逐和去除否則可能由于墨從打印頭的外部 的重新進入而經由孔口縮回的氣泡。(通過抽吸填裝而不是推動填裝， 則抽吸組件可能與擦拭干涉)。系統(tǒng)可構造為使得任何合適比例的轉移 的墨體積驅動與來自打印頭的流出相對的適應性腔室的膨脹。在示例 性實施例中，適應性腔室可膨脹轉移體積的至少大約十分之一、四分 之一、或一半。圖11示出在墨源和打印頭組件的加壓中斷之后的打印頭組件。 墨源中的背壓機構可減小墨源的墨儲存器中的壓力，使得壓力從打印 頭組件朝墨儲存器降低。因此，墨230和氣體232可沿如箭頭234所 示的逆流離開入口通道214推向墨儲存器。適應性腔室190可通過如 236所示的局部收縮而適應逆流。因此，由于各種原理積聚在打印頭 組件上部中的空氣可返回地移動到墨源，以便空氣不會與打印頭的操 作干涉，從而克服由限制氣體元件強加的氣泡壓力。(在某些實施例中， 氣泡壓力可以是大約一至五英寸)。墨源中的空氣可通過用墨置換來自 墨源的空氣(例如通過重新充滿墨源)而去除，和/或如果替換墨源則可 與墨源一起被拋棄。圖12和13示出用作推動填裝式噴墨打印機的墨源的示例性墨盒 250的相對側；圖14示出通過墨盒的一部分的剖視圖。墨盒250可包 括形成墨盒外壁的殼體252，其包括允許用戶從墨盒外部可見墨盒中 墨的水平的透光外壁254(圖13中可見的局部部分)。殼體可包圍具有可變體積的墨儲存器256和空氣腔室258。墨儲 存器和空氣腔室可共用由分隔該殼體的柔性部件形成的公共壁260。柔性部件可支承到殼體的內壁262上(見圖14)。墨可經由從墨儲存器的基部區(qū)域延伸到殼體的聯(lián)接器266的虹吸 管264離開墨儲存器。聯(lián)接器可構造為以便與打印頭組件的入口聯(lián)接 器接合，以允許流體在墨盒與打印頭組件之間通過。墨和/或氣體還可 經由來自打印頭組件的虹吸管和/或經由由殼體限定的開口或出口 268 進入墨儲存器(見圖12和14)。以下進一步描述對到達開口 268的通路 進行控制的一對閥。空氣腔室258可經由出口 270與環(huán)境大氣和/或泵連通(見圖12和 14)。出口可包括由殼體限定的孔272和從該孔延伸到泵聯(lián)接器276的 表面通道274。表面通道可由殼體的外表面和覆蓋物、諸如在表面通 道上固定至外部殼體以包圍該表面通道的膜或帶278形成。表面通道 可遵循彎曲路徑，以提供限制水汽損失的迷路。空氣腔室可形成背壓機構的一部分(見圖13和14)。背壓機構可包 括與空氣腔室的柔性壁和殼體相接合的片簧280。片簧可朝緊縮側推 壓空氣腔室。墨儲存器256與開口 268之間的流體連通可由串聯(lián)設置的一對閥 282,284控制(見圖13和14)。閥282可以是調節(jié)閥。調節(jié)閥可包括接合由殼體外壁的內表面形 成的外閥座288的可移動的閥元件286(見圖14)。調節(jié)閥元件286可 由桿290推靠在閥座288上。桿可連接到殼體上，操作地聯(lián)接到片簧 280(以及因此聯(lián)接到空氣腔室)上，并由另一彈簧292偏壓。因此，空 氣腔室的膨脹可將片簧推靠在桿上，以允許調節(jié)閥元件286脫離外閥 座，并因此允許外部空氣沿圖14中的虛線箭頭294所示的路徑進入 墨儲存器。閥284可以是從調節(jié)閥282向內設置的止回閥。止回閥284可包 括提供擋板閥的止回閥元件296(例如翼板)。擋板閥(或至少閥的中心 部分)可由彈簧朝向關閉位置預加載(與內閥座298接合)。此外，墨儲 存器的加壓可導致止回閥元件296繼續(xù)接合由殼體的內壁300形成的內閥座，該內壁300從用于調節(jié)閥的外閥座288向內并側向地設置和 /或圍繞用于調節(jié)閥的外閥座288設置。止回閥元件296可以是柔性的 和/或比調節(jié)閥元件更柔性。因此，止回閥元件的周邊區(qū)域可獨立于彈 簧位置而響應于壓力差，以在加壓時接合內閥座和通過背壓脫離。使用 一對串聯(lián)設置的閥控制流體連通可提供超過使用單個閥響 應背壓和加壓的顯著優(yōu)點。例如，閥可被設計成響應于獨特的壓力差 并因此可具有閥促動、流體移動、和壓力調節(jié)的更精細的和/或更容易 調節(jié)的控制。圖15示出包括串聯(lián)設置的調節(jié)閥312和止回閥314的示例性墨 盒310的剖視圖。閥312和314可代替單個閥和/或代替上述的一對閥 用于任何合適的墨源(見圖12-14)。閥可聯(lián)接到墨盒的包圍墨儲存器 318和空氣腔室320的殼體316上。閥可控制墨儲存器與開口 322之 間的連通，該開口 322與殼體的外部連通。閥312和314可具有由共用閥體328形成的相應的閥元件 324,326。閥體可延伸通過開口 322，使得閥元件324和326鄰近開口 的相對側設置。閥體可以是整體的或由兩個或更多的附屬件形成。閥體可操作地聯(lián)接到空氣腔室上，使得閥體由空氣腔室的充分膨 脹向外推壓。例如，閥體可定位成如果空氣腔室變得足夠膨脹時由片 簧332接合(推壓緊縮側)。圖16示出通過低于打開調節(jié)閥312的閥值背壓的背壓形成的閥 體328的構造。閥體可由開放箭頭(open arrow)334所示的背壓向內推 壓，使得閥元件324與外閥座336接合，以關閉閥和阻斷墨儲存器的 外部與內部之間的流體流?？諝馇皇?20在該背壓下可能不充分膨脹， 而不能將片簧推靠在閥體上。圖17示出通過在用于打開調節(jié)閥312的閥值背壓處或高于該閥 值背壓的背壓形成的閥體328的構造。閥體可由開放箭頭338所示的 增強的背壓向內推壓。然而，空氣腔室320可充分膨脹，以如由圖17 中的實心箭頭340所示的將片簧332(見圖15)推靠在閥體上。因此，閥元件324脫離外閥座336，以打開閥并允許由虛線箭頭342所示的 流體(例如墨或空氣)流入墨儲存器。當足夠的流體進入墨儲存器時， 空氣腔室充分地緊縮，以不再將閥體推入調節(jié)閥312的打開位置中。圖18示出由墨儲存器的加壓形成的閥體328的構造。閥元件324 可如由實心箭頭340所示的通過片簧332相對閥體的接合而朝向打開 位置推壓。然而，由向外定向的開放箭頭344所示的墨儲存器相對于 殼體外部的正壓力可使閥體328變形，使得止回閥元件326與內閥座 346接合，以關閉該閥。應相信的是，上述公開包括本發(fā)明的多個獨特實施例。盡管這些 實施例中的每個實施例以特定的形式公開，但其在此公開和示例的具 體實施例不被認為是限制意義的，因為可能存在大量的變型。因此， 本公開的主旨包括在此公開的各種元件、特征、功能和/或特性的所有 新穎的和非顯而易見的組合和子組合。類似地，在權利要求引用"一" 或"第一，，元件及其等同物的情況下，這種權利要求應被理解成包括一 個或多個這種元件的結合，而不要求也不排除兩個或更多個這種元 件。
權利要求
1.一種噴墨打印機(20)，其包括打印頭組件(28)，其包括適應性腔室(54)和布置成用于從所述適應性腔室(54)接收墨(50)的打印頭(88)；和墨源(24)，其聯(lián)接到所述打印頭組件(28)上用于將墨(50)供應到所述打印頭組件(28)，所述墨源(24)構造為用于使所述適應性腔室(54)膨脹并且然后產生背壓，所述背壓使所述適應性腔室(54)收縮并導致從所述打印頭組件(28)到所述墨源(24)的逆流。
2. 根據(jù)權利要求1所述的打印機(20)，其特征在于，所述墨源(24) 是可更換的墨盒(250),所述打印機(20)還包括對所述墨源(24)和所述 適應性腔室(54)加壓的泵(36)。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的打印機(20)，其特征在于，所述適 應性腔室(54)包括柔性壁(198),并且所述打印頭組件還包括阻擋件 (202)，所述阻擋件(202)從所述柔性壁(198)向外設置，并且構造成用 于限制所述適應性腔室(54)的膨脹。
4. 根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的打印機(20)，其特征在 于，所述打印頭(88)不可拆卸地附連到所述適應性腔室(54)上。
5. 根據(jù)權利要求1至4中的任一項所述的打印機(20)，其特征在 于，所述打印頭組件(28)包括頂部隔室(206)，所述頂部隔室(206)與所 述適應性腔室(54)流體連通，并且定位成用于氣體(208)的重力驅動積 聚，并且所述打印頭組件(28)還包括入口(210)，所述入口(210)構造成 用于從所述墨源(24)接收用于所述打印頭組件(28)的墨(50)，所述入口 (210)設置成使得所述逆流將氣體(208)推出所述頂部隔室(206)，從而 從所述打印頭組件(28)中去除氣體(208)。
6. —種用于從噴墨打印機(20)輸送墨的打印頭組件(180),其包 括打印頭(186);和主體(184)，其連接到所述打印頭(186)上，并且 構造為從上游墨源(182)接收墨(50)，用于將墨從所述打印頭(186)輸送 到介質(30)上，所述主體(184)包括適應性腔室(190),其用于保持可變體積的墨(50);頂部隔室(206)，其與所述適應性腔室(190)流體連通， 并且定位成用于氣體(208)的重力驅動積聚；和入口(210)，其構造成從 所述墨源(182)接收用于所述主體(184)的墨并且允許流體從所述主體 (184)到所述墨源(182)的逆流，所述入口(210)定位成使得所述逆流將 氣體(208)推出所述頂部隔室(206)，從而從所述主體(184)中去除氣體 (208)。
7. 根據(jù)權利要求6所述的打印頭組件(180),其特征在于，所述打 印頭(186)和所述主體(184)形成集成單元，所述適應性腔室(190)包括 柔性壁(198)，并且所述主體(184)包括阻擋件(202)，所述阻擋件(202) 從所述柔性壁(198)向外設置，并且構造成用于限制所述適應性腔室 (190)的膨脹。
8. 根據(jù)權利要求6或7所述的打印頭組件(180)，其特征在于，所 述適應性腔室(190)和所述頂部隔室(206)重疊，所述入口 (210)包括允 許聯(lián)接到所述墨源(182)上并從所述墨源(182)上脫離聯(lián)接的入口聯(lián)接 器(212)，所述入口(210)限定從所述頂部隔室(206)延伸至所述主體(184) 外部的通道(214)，并且所述入口(210)包括限制氣體結構(216)，其構果所述入口聯(lián)接器(212)從所述墨源(182)脫離聯(lián)接，則限制空氣(208) 進入到所述主體(184)中。
9. 一種從打印頭組件(180)中去除氣體(208)的方法，其包括對 設置成與上游墨源(182)流體連通的打印頭組件(180)的適應性腔室 (190)加壓，使得所述適應性腔室(190)膨脹；并且使所述適應性腔室 (190)減壓，使得所述適應性腔室(190)收縮，以允許流體從所述適應性 腔室(190)相反地流動到所述墨源(182),從而將氣體(208)從所述打印 頭組件(180)轉移到所述墨源(182)。
10. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述加壓推動墨 (226)離開所述打印頭組件(180)的打印頭(186)，所述方法還包括在加 壓期間和/或在加壓之后并且在減壓之前擦拭所述打印頭(186)。
全文摘要
一種噴墨打印機(20)，其包括打印頭組件(28)和聯(lián)接到該打印頭組件(28)上用于將墨(50)供應到該打印頭組件(28)的墨源(24)。打印頭組件(28)可包括適應性腔室(54)和設置成用于從該適應性腔室(54)接收墨(50)的打印頭(88)。墨源(24)可構造為用于使適應性腔室(54)膨脹，然后產生使適應性腔室(54)收縮并導致從打印頭組件(28)到墨源(24)的逆流的背壓。
文檔編號B41J2/19GK101405143SQ200780010220
公開日2009年4月8日 申請日期2007年3月1日 優(yōu)先權日2006年3月22日
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