CN101163593A - 用于喷墨笔的设备及方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于喷墨笔(200，300，400)的设备及方法。一种方法包括：在喷墨笔寿命初期(604)，通过竖管(110)将墨(108)从储槽(106)汲出；在喷墨笔寿命延长期(606)，允许外部空气(204)从竖管起泡器(202，204)进入竖管(110)，同时墨从竖管(110)内部汲出，即便墨已基本不可能从墨储槽(106)中汲出。

Description

用于喷墨笔的设备及方法
背景技术
某些打印装置使用喷墨笔(injet pen)将图像打印在打印介质上。一旦墨耗尽，该喷墨笔就必须被换掉。可惜的是，某些喷墨笔设计成打印耗尽墨而里面仍然残留有少量墨。某些设计方式，譬如确保墨不从喷墨笔的打印头喷嘴泄漏的方式，就会导致墨不得不被闲置。
减少喷墨笔中墨的闲置量将是有益的。
附图说明
以下是针对附图的详细说明。
图1A是一个原理图，其通过截面图描绘了传统喷墨笔在其寿命起点时的某些特征。
图1B是一个原理图，其描绘了图1A所示的传统喷墨笔在其寿命终点时的情形。
图2A是一个原理图，其通过截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、具有竖管起泡器(standpipe bubbler)的示例性喷墨笔在其寿命初期时的某些特征。
图2B是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、图2A所示的示例性喷墨笔在其寿命延长期的情形。
图2C是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、图2A所示的示例性喷墨笔在其寿命终点的情形。
图3A是一个原理图，其通过截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、具有竖管起泡器的另一示例性喷墨笔在其寿命初期时的某些特征。
图3B-C是原理图，其分别描绘了依据本发明的特定实施方式、图3A所示的示例性喷墨笔在其寿命初期的终点以及寿命延长期内的情形。
图3D是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、图3C所示的典型喷墨笔在其寿命终点时的情形。
图4A是一个原理图，其通过截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、具有竖管起泡器的又一示例性喷墨笔在其寿命初期时的某些特征。
图4B是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、图4A所示的示例性喷墨笔在其寿命延长期的情形。
图4C是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、图4A所示的示例性喷墨笔在其寿命终点的情形。
图5是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、其竖管起泡器上带有开口的示例性喷墨笔孔板。
图6是一个曲线图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、具有竖管起泡器的示例性喷墨笔的背压与所输送墨体积之间的关系。
具体实施方式
图1A是一个原理图，其通过截面图描绘了传统喷墨笔102在寿命起点时的某些特征。喷墨笔102与打印设备100可操作地相连，并配置成将墨选择性地喷射到打印介质(未示出)上以在其上形成图像。在此示例中，喷墨笔102包括主体104，该主体104构成或是支持着储槽106。储槽106可以包括泡沫或其他毛细管机构、偏压袋或隔膜，或者保持墨并提供背压以免墨108(描绘为储槽106中的区域)从打印头104流出的类似设计。墨108通过竖管110而提供给打印头114。在此示例中，竖管110被过滤器112与打印墨盒106分离。过滤器112会把杂质过滤出打印头。过滤器112还可以帮助维持竖管110中的背压。
竖管110被设置为对已经通过过滤器112流入打印头114的墨108进行供应。在此示例中，竖管110提供墨108至位于孔板116之上的多个可控制喷嘴。这里，从竖管110出来的墨108进入墨通道118，该墨通道与各个喷嘴120可连通地相连。竖管110也被当作传统喷墨笔的空气或其他气体的贮藏室(在这里，简称为为内部空气124)，这些气体可能在喷墨笔使用过程中产生或出现在竖管110之内。
图1B是一个原理图，它描绘了图1中传统喷墨笔102在其寿命终点时的情况。如图所示，储槽106中墨108的量已明显减少。当前背压太强以致储槽106中的剩余墨108已经不能再通过打印头114的作用而汲入竖管110中。此外，由于背压的原因，竖管110中的剩余墨108也已经不能进一步下移并为打印头114所用。结果，喷墨笔达到其寿命终点，尽管一些墨依旧残留在竖管之中。
图2A是一个原理图，其通过截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、带有竖管起泡器202的示例性喷墨笔200在寿命起点时的某些特征。
在此示例中，一旦背压达到阈值，就允许外部空气经由竖管起泡器202进入竖管110，通过这种方式，喷墨笔200配置成可在寿命延长期内使用。通过这种方式，竖管110中几乎所有的墨108都可以为打印头114所用，并且只会有极少量墨会在寿命延长期的终点残留在竖管110之内。
如图2A中所示，竖管起泡器202包括至少一个开口，该开口将竖管110与外部空气相连通。本领域技术人员可以理解，这种开口的位置、形状和/或尺寸可根据喷墨笔的设计而变化。
尽管上文公开的喷墨笔仅示出了单色喷墨笔的情形，应当意识到，这些方法和设备对于拥有多个竖管以及竖管起泡器的多色喷墨笔同样适用。
图2B展示了示例性喷墨笔200在其寿命延长期内的情况。如图所示，储槽200内墨108的量已明显减少。当前背压太强以致储槽200中的剩余墨已经不能再通过打印头114的作用而被汲入竖管110中。然而，竖管110中的剩余墨108仍然可以进一步下移并为打印头114所用，这是因为由于打印头114的运动，外部空气204通过竖管起泡器口202而被汲入竖管110。“起泡”或进入竖管110的外部空气204和内部空气124混合起来。因此，相对于传统喷墨笔102来说，喷墨喷头200能够延长其寿命。
在喷墨笔寿命延长期的终点，如图2C所示，极少量的墨108存留在竖管110中。本领域技术人员可以理解，在特定实施方式中，竖管起泡器202的一部分也可以形成为或者产生曲折布局(未显示)，由此降低喷墨笔200中的水蒸汽转移率(WVTR)。另外，作为本领域的常识，可以使用标签或类似物来覆盖这种曲折布局的至少一部分。
图3A是一个原理图，其通过截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、具有竖管起泡器的另一示例性喷墨笔300在其寿命初期的某些特征。
在此示例中，当裂口机构302被穿破或者以其他方式破坏时，允许外部空气经由竖管起泡器202进入竖管110，通过这种方式，喷墨笔300配置成可在寿命延长期内使用。
图3A中，裂口机构302独立地密封了竖管起泡器202的开口，该开口与竖管110连通地相连。这种密封可阻止外部空气进入竖管110。
图3B展示了示例性喷墨笔300在其寿命初期的终点时的情形。如图所示，储槽300中墨108的量已明显减少。当前背压太强以致储槽300中剩余墨108已经不能再通过打印头114的作用而被汲入竖管110中。与此类似，竖管110中的剩余墨108也不能进一步下移并为打印头114所用。
为了使残留在竖管110中的墨流向打印头114并为其所用，采用破口装置304来穿破或者以其他方式破坏裂口机构302。在此示例中，破口装置304配置成永久性地穿破裂口机构302。破口装置304可以为用户所操作和/或包含在打印设备100打印设备100中并由其所操作。
在其他特定实施方式中，裂口机构302可以包括标签、胶带或者其他不易被用户或打印设备所移除或改变(例如，穿破)而造成竖管起泡器拆封的部件。在特定实施方式中，本领域技术人员可以理解，为了使裂口机构302的效用最大化，所选择材料可以被设计成在特定的情况下发生破裂而使竖管拆封。
在特定实施方式中，破口装置304可以仅仅暂时打开裂口机构302，由此允许外部空气进入竖管110中。
图3C展示了示例性喷墨笔在其寿命延长期时外部空气204因打印头114的运动而进入竖管110的情形。外部空气204可以进入竖管110是因为裂口机构302已经被改变而不再充当密封。因此，与传统喷墨笔102相比，喷墨笔300可以延长它的寿命。
在寿命延长期的终点，如图3D所示，只有极少量的墨108仍然残留在竖管110中。
图4A是一个原理图，其通过截面图描绘了依据本发明的特定实施方式、具有竖管起泡器404的又一示例性喷墨笔400在其寿命初期时的某些特征。
如图所示，喷墨笔400包括了带有竖管起泡器404的孔板402。在此示例中，竖管起泡器404包括至少一个开口，该开口将竖管110与外部空气204相连通。
本领域技术人员可以理解，这种竖管开口的位置、形状和/或尺寸，和/或与各种竖管起泡器的示例性实施例相关的其他特征，可根据喷墨笔、墨等的设计而变化。
一旦背压达到阈值，外部空气204允许经由竖管起泡器202进入竖管110中，通过这种方式，喷墨笔400配置成可在寿命延长期内使用。通过这种方式，竖管110中的几乎所有墨108都可以为打印头114所利用，并且只会有极少量墨会在寿命延长期的终点残留在竖管110之内。
图4B示出了示例性喷墨笔400在其寿命延长期的情形。如图所示，储槽400中的墨108的数量已明显减少。当前背压太强以致储槽200中剩余墨108已经不能通过打印头114的作用而被汲入竖管110中。然而，竖管110中的剩余墨108仍然可以进一步下移并为打印头114所用，这是因为由于打印头114的运动，外部空气204通过竖管起泡器口404而被汲入竖管110中。因此，相对于传统喷墨笔102来说，喷墨喷头400能够延长其寿命。
在寿命延长期的终点，如图4C所未，只有极少量的墨108仍然残留在竖管110中。
图5是一个原理图，其描绘了依据本发明的特定实施方式、其竖管起泡器上带有开口502的示例性喷墨笔孔板500。
如图所示，示例性的孔板500形成多个喷嘴120，这些喷嘴被排成两排。如图中虚线所示，在孔板502中，喷嘴各自与墨通道118相连通。竖管起泡器的开口502也与墨通道118相连通。
应当注意，这里所显示的附图并非按一定比例绘制，而是仅仅用来描述一些示例性方法和设备的某些特征。
本领域技术人员可以理解，上述竖管开口的位置、形状和/或尺寸取决于特定喷墨笔的设计。
图6中，曲线图600描绘了依据本发明的特定实施方式、具有竖管起泡器的示例性喷墨笔的背压与所输送墨体积之间的关系。
曲线图600的x轴代表由打印头所输送的墨的体积，y轴代表储槽所提供的背压。线602描绘了这两个参数之间的关系。如图所示，在所输送墨增加的情况下，背压也趋于增大。
图1中传统喷墨笔102通常可以输送体积多达V1的墨，此时，由于背压阻止了残留墨进一步被竖管110所输送，喷墨笔的寿命基本结束。可以发觉，另外一部分墨可以在达到V1之后从储槽中汲出，但是另外的这部分墨通常太少以致于打印结果难以接受。与之相反，如图2-4所示，包括竖管起泡器的示例性喷墨笔则可以在使用期限604以及寿命延长期606内使用，并由此增加更大的墨输出量至V2。如图所示，当背压达到阈值TL时，这些喷墨笔里的竖管起泡器就会开始允许外部空气204进入竖管110。如果喷墨笔包括裂口机构302或其他类似的可选择性操作开口，那么裂口机构就可以在背压达到阈值TL时被穿破或者以其他方式被破坏。
当图2-4所示的典型喷墨笔在寿命延长期606内使用时，绝大多数用于打印的墨都会通过竖管汲出。然而，在特定实施方式中，当喷墨笔在寿命延长期606内工作时，另外一部分墨可能由储槽汲入竖管。
尽管以上公开内容已经详细描述了结构/功能特征和/或方法步骤，应当理解，其附属的权利要求并不仅仅局限于所述的具体特征和效果。这些具体特征或者效果仅仅是实现本发明的示例性形式。

Claims (10)

1.一种喷墨笔(200，300，400)，包括竖管起泡器(202，404)。
2.如权利要求1所述的喷墨笔(200，300)，其特征在于，还包括：主体(104)，其形成竖管(110)的至少一部分以及所述竖管起泡器(202)的至少一部分，其中所述竖管起泡器(202)包括至少一个贯穿所述主体(104)的开口，所述开口配置成允许外部空气(204)进入所述竖管(110)。
3.如权利要求2所述的喷墨笔(200，300)，其特征在于，所述开口配置成当所述竖管(110)中的背压达到阈值时，允许外部空气(204)进入所述竖管(110)。
4.如权利要求2所述的喷墨笔(200，300)，其特征在于，所述竖管起泡器(202)还包括裂口机构(302)，该裂口机构配置成不允许外部空气(204)进入所述开口，直到所述裂口机构(302)被穿破。
5.如权利要求2所述的喷墨笔(200，300)，其特征在于，所述裂口机构(302)独立地密封所述开口，直到其被穿破。
6.如权利要求2所述的喷墨笔(200，300)，其特征在于，所述裂口机构(302)一旦被穿破就永久穿破。
7.如权利要求2所述的喷墨笔(200，300)，其特征在于，所述裂口机构(302)能够被选择性地穿破。
8.如权利要求1所述的喷墨笔(400)，其特征在于，还包括：
主体(104)，其形成竖管的至少一部分；
与所述竖管(110)流体连通的打印头(114)，所述打印头(114)包括限定出多个喷嘴(120)的孔板(500)和所述竖管起泡器(404)的至少一部分，其中所述竖管起泡器(404)包括至少一个延伸至所述孔板(500)的开口(502)，所述开口配置成允许外部空气(204)通过所述孔板(500)与所述打印头(114)而进入所述竖管(110)。
9.如权利要求8所述的喷墨笔(400)，其特征在于，所述开口(502)配置成当所述竖管(110)中的背压达到阈值时，允许外部空气(204)进入所述竖管(110)。
10.一种用于喷墨笔(400)的孔板(500)，该孔板(500)限定出多个喷嘴(120)，并且至少一个竖管起泡器开口(502)配置成允许空气通过所述孔板(500)。
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