CN101405143B - 具有适应性打印头组件的喷墨打印系统 - Google Patents
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Abstract
一种喷墨打印机(20)，其包括打印头组件(28)和联接到该打印头组件(28)上用于将墨(50)供应到该打印头组件(28)的墨源(24)。打印头组件(28)可包括适应性腔室(54)和设置成用于从该适应性腔室(54)接收墨(50)的打印头(88)。墨源(24)可构造为用于使适应性腔室(54)膨胀，然后产生使适应性腔室(54)收缩并导致从打印头组件(28)到墨源(24)的逆流的背压。
Description
技术领域
喷墨打印机将墨滴从打印头组件的喷嘴喷射到打印介质上。墨从墨源被提供至打印头组件。通常，应管理墨源中的压力，以控制到达打印头组件的墨流。例如，如果墨源缺乏足够的背压，则墨可能从喷嘴泄漏。可选的是，如果墨源中的背压过高，则喷嘴可能不能正常喷射。然而，即使具有有效的背压管理，气体也可能积聚在打印头组件中。这种积聚可能限制打印头组件接收墨的能力和将墨输送到介质的能力，从而降低打印质量和打印头组件的有效寿命。
发明内容
一方面，本发明提供了一种用于从喷墨打印机(20)输送墨的打印头组件(180)，其包括：
打印头(186)；和
主体(184)，其连接到所述打印头(186)上，并且构造为从上游墨源(182)接收墨(50)，用于从所述打印头(186)输送墨，
其中，所述主体(184)包括：
适应性腔室(190)，其用于保持可变体积的墨(50)，
顶部隔室(206)，其与所述适应性腔室(190)流体连通，并且定位成在使用期间用于气体(208)的重力驱动积聚，和
入口(210)，其构造成用于在使用期间从所述墨源(182)接收用于所述主体(184)的墨，并且用于允许从所述主体(184)到所述墨源(182)的流体逆流，所述入口(210)定位成在使用期间使得所述逆流将气体(208)推出所述顶部隔室(206)，从而能从所述主体 (184)中去除气体(208)。
优选地，所述打印头(186)和所述主体(184)形成集成单元，所述适应性腔室(190)包括柔性壁(198)，并且所述主体(184)包括阻挡件(202)，所述阻挡件(202)从所述柔性壁(198)向外设置，并且构造成用于限制所述适应性腔室(190)的膨胀。
优选地，所述适应性腔室(190)和所述顶部隔室(206)重叠，所述入口(210)包括允许联接到所述墨源(182)上并从所述墨源(182)脱离联接的入口联接器(212)，所述入口(210)限定从所述顶部隔室(206)延伸至所述主体(184)外部的通道(214)，并且所述入口(210)包括限制气体结构(216)，其构造为用于相对于液体移动限制经过所述通道(214)的气体移动，从而如果所述入口联接器(212)从所述墨源(182)脱离联接，则限制空气(208)进入到所述主体(184)中。
另一方面，本发明还提供了一种喷墨打印机(20)，其包括：
根据前面的任一技术方案所述的打印头组件(180)；和
墨源(182)，其联接到所述打印头组件(180)上，用于将墨(50)供应到所述打印头组件(180)，所述墨源(182)包括适于使所述适应性腔室(190)膨胀的加压机构和适于产生背压的背压机构，所述背压使所述适应性腔室(190)收缩并导致从所述打印头组件(180)到所述墨源(182)的逆流。
优选地，所述墨源(182)是可拆卸地联接到所述打印头组件(180)上的墨盒(250)，并且所述加压机构包括对所述墨源(182)和所述适应性腔室(190)加压的泵(36)。
优选地，所述打印头(186)不可拆卸地附连到所述适应性腔室(190)上。
又一方面，本发明还提供了一种从打印头组件(180)中去除气体(208)的方法，其包括：
对设置成与上游墨源(182)流体连通的打印头组件(180)的适应性腔室(190)加压，使得所述适应性腔室(190)膨胀；并且
使所述适应性腔室(190)减压，使得所述适应性腔室(190)收缩，以允许流体从所述适应性腔室(190)相反地流动到所述墨源(182)，从而将气体(208)从所述打印头组件(180)的顶部隔室(206)转移到所述墨源(182)，其中顶部隔室(206)可设置成与适应性腔室(190)处于流体连通并且通常形成主体(184)内的流体隔室的上区域。
优选地，加压推动墨(226)离开所述打印头组件(180)的打印头(186)，所述方法还包括在加压期间和/或在加压之后并且在减压之前擦拭所述打印头(186)。
附图说明
图1是根据本发明方面的具有适应性(compliant)打印头组件的示例性喷墨打印机的视图。
图2是图1的喷墨打印机的示意图。
图3是图1和2的喷墨打印机的选定部分的稍微示意的视图，尤其是喷墨打印机的墨管理系统。
图4是根据本发明方面的、用于具有适应性打印头组件的喷墨打印机的示例性墨源的稍微示意的视图，其中墨源产生背压。
图5是根据本发明方面的图4的墨源的另一视图，其中墨源在墨的体积相对于图4减小时产生背压。
图6是根据本发明方面的图4的墨源的又一视图，其中墨源在墨的体积相对于图4和5进一步减小时产生背压。
图7是根据本发明方面的图4的墨源的又一视图，其中墨源的调节阀打开以通过使空气经由出口进入供给源而减小背压。
图8是根据本发明方面的图4的墨源的又一视图，其中墨源处于推动填装(push-prime)构造，在该推动填装构造中墨源被加压并且墨源的止回阀关闭以限制墨从出口流出。
图9是根据本发明方面的用于喷墨打印机的示例性适应性打印头组件的剖视图，其中组件的适应性腔室处于收缩构造。
图10是根据本发明方面的图9的打印头组件的剖视图，其中在推动填装操作期间适应性腔室膨胀(加压)。
图11是根据本发明方面的图9的打印头组件的剖视图，其中适应性腔室经由墨和气体的逆流恢复到图9的收缩构造。
图12是根据本发明方面的、用于具有适应性打印头组件的示例性喷墨打印机的示例性墨盒的视图。
图13是大致从墨盒的相对侧得到的图12的墨盒的视图。
图14是大致沿图13的线14-14截取的图12和13的墨盒的剖视图，其中墨盒的两个阀处于打开构造。
图15是根据本发明方面的、用于具有适应性打印头组件的示例性喷墨打印机的另一个示例性墨盒的局部视图。
图16是根据本发明方面的、图15的墨盒的选定部分、尤其是墨盒的止回阀和调节阀的剖视图，其中调节阀被关闭。
图17是图16的墨盒的选定部分的剖视图，其中两个阀打开。
图18是图16的墨盒的选定部分的剖视图，其中止回阀关闭。
具体实施方式
本发明提供一种打印系统，其包括利用适应性打印头组件对墨和气体进行管理的方法和装置。打印头组件可联接至墨源上，用于从墨源接收墨。打印头组件可包括适应性腔室和设置成从该适应性腔室接收墨的打印头。墨源可构造成用于诸如经由泵通过加压使适应性腔室膨胀，以将墨和气体(通常为捕获在打印头中或附近的空气)推压出打印头，从而灌注打印头。然后，墨源可产生背压，该背压使适应性腔室收缩并导致墨和气体(通常为与靠近该组件顶部的打印头远离的捕 获的空气)从打印头组件逆流到墨源。整体上，本发明的打印系统可提供超过其它打印系统的显著优点，包括较好的压力控制、改进的空气管理、较好的打印质量、较长的打印头寿命、较高的流动速率、和/或更有效地使用墨的可更换的墨盒等等。
图1示出具有适应性打印头组件的示例性喷墨打印机20。打印机可包括将墨储存在墨源24、例如可更换的墨盒26中的墨管理系统22。墨管理系统还可将墨供应到打印头组件28，该打印头组件28将墨经由打印头组件输送到介质30。在其它的示例中，打印机可以是能够以期望的模式将墨(液态色料)输送到介质的任何类型的装置。可能合适的示例性打印机包括台式打印机、便携式打印机、宽幅打印机、绘图机、影印机、传真机、多功能外围装置等等。此外，打印机可适于在任何合适的介质上打印、尤其是在片状介质上打印。可能合适的示例性介质和/或介质成分包括纸张、纸板、金属、塑料、木材、织物等等。
图2以更示意的形式示出打印机20。打印机还可包括泵36、一个或多个驱动器38和控制器40。
泵36可在(多个)任何合适的位置联接到墨管理系统的(多个)任何合适的构件上。泵可联接到墨源、上游避墨处(ink oasis)、打印头组件、墨源与打印头组件之间的位置等等。泵可根据需要持续地或在离散时间联接，以改变墨管理系统内的压力。例如，泵可经由允许泵和联接构件的相对移动的柔性导管联接。替代地，泵可通过使泵与联接构件形成接合而联接，诸如通过使墨源连接到打印机服务站中的泵(和/或使泵连接到墨源)。
泵可例如通过将流体(气体(例如空气)或液体)的体积供应到管理系统而施加正压力，或者可通过从管理系统去除流体体积而施加负压力(背压)。因此，泵可联接到任何合适构件的上游或下游，以将墨推向构件或者从构件抽出墨。泵可以是任何合适的类型，尤其包括膜盒式泵、双隔膜泵、适应性叶轮泵、齿轮泵、线性泵、摆动泵、蠕动泵、活塞泵(例如注射泵)、螺杆泵和/或旋转泵。
驱动器38可以是对打印机内的机械移动进行驱动的一个或多个驱动机构。各驱动机构均可包括马达，以提供驱动力。驱动机构可驱动任何合适的移动，诸如介质相对于墨管理系统的移动、在墨管理系统内的移动(例如泵、墨源、打印头组件、服务站等等之内和/或之间的相对移动)等等。
控制器40可对打印机的任何合适的构件进行控制。例如，控制器可对打印头组件中的每个驱动器、泵和/或喷射元件的促动/操作进行控制。可根据时间、频率、方向、速度、加速度等控制促动和/或操作。控制器还可从打印机的各种构件接收信号，以监控构件的操作。例如，控制器可接收与开/关状态、位置、速度、体积、温度等相关的信号。控制器可包括处理器、存储器、总线、输入/输出连接、处理指令(例如硬件、固件和/或软件)等等。
图3以稍微示意的形式示出墨管理系统22。墨50可设置在由墨源24和打印头组件28提供的流体隔室中。例如，墨源可包括设置成与打印头组件的适应性腔室54流体连通的墨储存器(供应腔室)52。墨储存器在体积上显著大于打印头组件的流体容积，例如大至少大约十倍。墨源可永久地(即构造成不由打印机的用户拆开)或可拆卸地(即构造成可由用户拆开以替换、处置、回收、维修、再填充墨源)联接。因此，墨源可以是包括包围墨储存器的壳体56的模块墨盒。在该示例中，墨源和打印头组件通过包括在墨源壳体的出口58和打印头组件的入口60中的联接结构直接联接。在其它实施例中，墨源和打印头组件可由(多个)离散的导管和/或(多个)中间墨容器隔开。
墨储存器中的压力可由各种机构控制和/或调节。例如，墨源24可包括背压或减压机构62，以使墨储存器减压(减小墨储存器的压力)，例如以便向墨储存器施加背压(相对于墨源外部的净负压力)。替代地，或者另外地，墨源可包括加压机构64，以使墨储存器的压力增加，例如以便向墨储存器施加净正压力。此外，墨源可包括诸如阀66，68的一个或多个阀，以调节和/或限制墨储存器与墨源外部之间的连通。
背压机构62可操作，以拉动墨储存器中的墨。例如，背压机构可包括可变体积(柔性)腔室70(通常为空气腔室)和偏压机构72，该偏压机构72推压该柔性腔室以改变其体积，以便通常推压该柔性腔室以收缩成较小的体积。柔性腔室可设置在诸如由壳体56包围并具有柔性分隔件或隔膜74的墨源中，该柔性分隔件或隔膜74将壳体分隔以形成柔性腔室的至少一部分壁。供应壳体中的开口76可允许柔性腔室体积的改变。偏压机构还可设置在壳体中并且可包括弹簧78或其它偏压结构。
加压机构64可操作，以通过将气体推出打印头组件、尤其推出打印头组件的打印头，从而推动填装该打印机。加压机构还可使用柔性腔室70或者可使用与墨源的独特接口。柔性腔室可由密封地联接至柔性腔室的泵36加压。例如，壳体56可包括联接结构，诸如接头80的、管座、垫片等等，其可便于配合和/或限制流体泄漏。在加压之后，可通过从柔性腔室拆开泵(诸如通过使泵相对于壳体56移动)和/或通过经由阀82释放压力等而使柔性腔室减压至大气压力或低于大气压力。
阀66，68可操作，以控制通过壳体的开口或出口84的流体连通，从而确定流体是否经由开口进入墨储存器或离开墨储存器。开口84可提供墨储存器52与壳体外部的环境大气之间的流体连通。因此，开口可诸如在墨源是墨的上游终点(初始源)时对空气/气体进入墨储存器(或离开墨储存器)进行控制。替代地，开口可控制墨进入墨储存器(或离开墨储存器)。例如，在某些实施例中，如果墨储存器不是墨管理系统的上游终点，则墨储存器可联接到通过开口84将墨供应至墨储存器的上游避墨处86(作为可选构件以虚线示出)。
阀可具有任何合适的布置和结构。阀可联接至壳体(例如在壳体内的阀、在壳体外的阀、和/或设置在壳体的相对侧上的阀)。替代地，阀中的一个或多个阀可与壳体、例如在墨源与避墨处之间的墨源上游隔开，和/或联接到避墨处上。阀可串联和/或并联设置。阀、尤其是 阀的可移动的阀元件可由独特的构件和/或(多个)相同的构件形成。此外，阀可具有由相同构件的相同或独特的区域形成的阀座(例如重叠或不重叠的阀座)，诸如由墨源的壳体提供的阀座，和/或可具有由独特构件提供的阀座。
阀可以是压敏的。此外，各个阀可具有由流体压力单独确定的和/或由偏压结构、诸如杆和/或弹簧等确定的响应压力(阀打开、关闭、和/或调节流速的压力)。可能合适的示例性阀包括角阀、球阀、气泡发生器阀(具有弯月面的间隙)、蝶形阀、隔膜阀、挡板阀、闸阀、球形阀、针形阀、夹阀、滑阀和/或旋塞阀。
打印头组件28可形成墨管理系统的下游终点，墨从该下游终点离开该系统。因此，打印头组件包括由适应性腔室54供给的打印头88。打印头可包括多个喷嘴90，墨滴92从该多个喷嘴90喷射到介质上。喷嘴可由孔口94的阵列和相关的喷射元件96、例如加热器和/或压电元件等形成。
图4-8示出利用推动填装的用于喷墨打印机的示例性墨源110。墨源联接到下游打印头组件(如图4中的112所示)，并联接到(或可联接到)泵(如图4中的114所示)。然而，这些附加的构件从当前视图省略以简化该示意图。
墨源110具有包围墨储存器118和空气腔室120的壳体116。墨储存器设置成与打印头组件处于流体连通并邻近空气腔室。壳体的出口(开口)122提供墨储存器与壳体外部、例如本示例中的环境大气之间的流体连通。至少一个阀124控制该流体连通。阀可被弹簧126或其它偏压机构朝向关闭位置偏压。另外，空气腔室可经由杆128操作地和/或机械地联接到阀124上。此外，空气腔室可形成背压机构130和加压机构132(同样见于图3)的一部分，该加压机构132能够被促动以克服背压机构的作用。
空气腔室可具有任何合适的结构和尺寸。例如，空气腔室的任何合适比例的壁可以是柔性的。在某些情况下，空气腔室的至少基本所 有的壁结构可以是柔性的，以形成袋状物。替代地，(根据面积)大约一半或更多的壁结构可以是相对刚性的，也就是说，抵抗形状的基本变化。在本示例中(见图5)，外壁134和从该外壁向内突出的内壁136,138形成空气腔室表面积的大多数部分。柔性部件、诸如板140可固定至(与外壁隔开的)内壁以形成空气腔室的适应性部分。在其它实施例中，柔性板可邻近外壁固定，而不是与外壁隔开地固定。空气腔室的柔性部分可以是无弹性的，也就是说当空气腔室在压力作用下时相对地抵抗表面积的增加，或者可以是弹性的。如果空气腔室由壳体部分地形成，则空气腔室可包括壳体的选定外壁的任何合适的部分。例如，空气腔室可包括超过选定外壁的表面积的至少大约一半。此外，在打印机的正常工作状态下，空气腔室可膨胀至由壳体包围的整个体积的任何合适的部分，诸如至少大约十分之一、五分之一、三分之一、或一半等等。
图4示出大致充满墨的墨源110。空气腔室120可以是稍微充气不足的(即瘪缩的或收缩的)，并且背压机构的弹簧142可延伸以产生由箭头144指示的背压，该背压沿朝向墨源的方向从打印头组件推压墨，以避免墨从打印头孔口泄漏。此外，由于背压未过度，所以阀124可由将杆128推靠在阀124上的弹簧126关闭。
图5和6示出具有相对于图4的构造保持减小的墨体积的墨储存器118的墨源110。因此，空气腔室120可相对地膨胀，分别如146和148所示，并且弹簧142压缩得更多，分别如150和152所示。然而，阀124可仍然关闭，分别如154和156所示，这是因为杆128仍然将阀保持在关闭位置。尽管此处的背压高于图4中的背压，但背压未高到足以基本限制打印头的操作。
图7示出具有相对于图4-6的构造保持进一步减小的墨体积的墨储存器118的墨源110。因此，空气腔室120可进一步膨胀，如158所示，并且弹簧142进一步压缩，如160所示。然而，为了避免背压进一步增加，杆128可被空气腔室的位置和/或联接结构、诸如弹簧 142推离阀，如162所示。因此，阀124可打开以便外部空气(或墨)可经由出口122进入墨储存器，以减小背压使得在可接受的界限内调节背压。一旦让足够的空气/墨进入墨储存器，则空气腔室可恢复到诸如图4-6的任何一个图中的不太膨胀(不太充气)的构造，并且阀124应关闭。
图8示出处于对墨储存器加压的推动填装构造的墨源110。尤其地，泵可促动和/或联接到墨源和164所示的引入到空气腔室中的气体体积上，以使腔室从图7的构造附加地膨胀/充气。因此，墨储存器中的净压力可从背压改变成由箭头166所示的、还可对打印头组件加压的正压力。空气腔室的附加膨胀可将杆128更远地推离阀，使得阀不被杆朝向关闭位置偏压。然而，阀124还可响应于墨储存器中的净正压力作为止回阀操作，并且因此在对墨储存器加压时可关闭，以限制墨从出口122流出。正压力的释放(例如通过从泵拆开)可允许背压机构给空气腔室放气和恢复背压(如图4-7)。阀124的调节(图4-7)和止回(图8)功能可仅通过一个阀或通过串联设置的至少两个阀(例如见图12-18)执行。
图9-11示出利用推动填装的用于喷墨打印机的示例性打印头组件180。打印头组件180可联接到墨源182上，该墨源182具有背压机构以及还具有能够有选择地促动的加压机构。背压机构和加压机构可以如本发明中其它地方所述地运行(例如，参考图4-8)。然而，这些压力控制机构(和大部分墨源)从本附图省略以简化该示意图。
打印头组件可包括主体184和连接到该主体上的打印头186(见图4)。打印头可固定地和/或不可拆卸地安装到主体上。替代地，打印头可构造为以便联接到主体上或从主体拆开，诸如用于打印头维修或更换。此外，打印头可设置在相对于主体的任何位置。例如，打印头通常可邻近主体的基部(或顶部)设置，用于将墨滴向下(或向上)喷射在水平介质表面上。替代地，打印头可设置在主体的侧面(侧向)，以便将墨滴侧向地喷射在垂直介质表面上。
主体184可具有壳体188，该壳体188包括用作用于保存墨和/或气体的容器的一个或多个流体隔室。例如，主体可包括具有可变体积的适应性腔室190。适应性腔室可形成在壳体的任何合适的部分中，可具有任何合适的体积，并且可具有任何合适的适应性范围和方向。在该示例中，适应性腔室形成在过滤器194(例如，用于当墨通过主体移动至打印头时从墨中去除颗粒)上方和过滤器与打印头之间的竖管区域196上方的增压区域192中。然而，替代地或附加地，适应性腔室可形成在竖管区域中。
适应性腔室可构造为以便膨胀和收缩，以保持较大或较小体积的流体(墨和气体)。在某些示例中，相对于其响应于从中性压力到负压力(外部压力大于内部压力)的改变进行收缩的能力，适应性腔室可能在其响应于从中性压力(腔室外部与内部压力相同)到正压力(内部压力大于外部压力)的改变进行膨胀的能力方面受到限制。在其它示例中，相对于其响应于从中性压力到正压力(内部压力大于外部压力)的改变进行膨胀的能力，适应性腔室可在其响应于从中性压力(腔室外部与内部压力相同)到负压力(外部压力大于内部压力)的改变进行收缩的能力方面受到限制。
适应性腔室可具有由壳体和/或柔性部件198形成的壁。适应性部件例如可以是固定到壳体上的柔性部件或柔性板。柔性部件可固定在壳体的壁内、壳体的壁上、和/或用于覆盖壳体的开口200。在某些示例中，柔性部件的移动可有选择地限制在两个相反方向的一个方向上。尤其地，主体184可包括从柔性部件向外(或向内)设置的阻挡件或壁202。阻挡件可相对于向内(或向外)移动有选择地限制柔性部件的向外(或向内)移动。例如，从柔性部件的中性构造开始，阻挡件202可接合柔性部件，以限制阻挡件的向外移动(以及因此限制适应性腔室的膨胀)(见图10)。阻挡件与处于中性构造的柔性部件之间的间隔可确定柔性部件响应于适应性腔室的加压能够向外移动的范围。相反，从柔性部件的中性构造开始，柔性部件可向内移动(例如呈图9和11中 所示的凹形构造)以使适应性腔室收缩。阻挡件中的一个或多个开口204在柔性部件向内和向外移动时可允许空气移动通过阻挡件。适应性部件可以是弹性的或者相对无弹性的。在某些示例中，柔性部件在中性压力条件下可以是平面的。在某些示例中，柔性部件在中性压力条件下可以是弹性的并且不是平面的(例如向内或向外弯曲)，以响应于正压力变化和负压力变化提供不对称的体积变化。
主体184还可包括用于积聚气体、特别是空气208的顶部隔室206(见图9)。顶部隔室在主体内可邻近顶部209设置，在该顶部209下方，气体可通过重力驱动移动而积聚。因此，顶部隔室可设置成与适应性腔室处于流体连通并且通常形成主体184内的流体隔室的上区域。顶部隔室可与由适应性腔室包围的体积部分地或完全地重叠，和/或可不与适应性腔室重叠。
主体184还可包括入口210，流体可通过该入口210在墨源与打印头组件的流体隔室之间移动。入口可提供用于打印头组件到墨源的连接的联接结构212。此外，入口可限定通道214，流体可通过该通道214从墨源移动到打印头组件。通道可邻近顶部隔室并从顶部隔室延伸至墨源。将通道定位在大约与顶部隔室相同的水平使得通道邻近该顶部隔室，可便于从打印头组件去除气体(例如空气)，如以下所描述的。入口还可包括设置在通道中的限制气体元件216。限制气体元件可以是具有小到足以限制气体进入主体的一个或多个孔口或孔的孔口元件或针等等。如果组件从墨源脱离，则气体进入的限制可便于保持打印头组件中的背压，从而限制墨从打印头泄漏。
图9示出处于用于打印头的喷射喷嘴218的就绪构造的打印头组件。在柔性部件198由通过墨源的背压机构施加在适应性腔室上的背压向内拉的情况下，适应性腔室190可处于相对收缩的构造。适应性腔室的体积减小到的程度可由背压的大小、腔室和柔性部件的尺寸、柔性部件的柔性度和/或弹性度等等确定。
图10示出具有由泵加压的墨源的打印头组件。响应于加压，由 箭头220所示的墨的体积从上游的墨源的墨储存器流过入口通道214。墨的体积的第一部分可通过向外推动适应性部件198而使适应性腔室膨胀，如222所示。墨的体积的剩余的第二部分可如箭头224所示地被推压出打印头并产生外部墨228，以将捕获的气体驱逐出打印头从而填装打印头。打印头在打印头组件加压期间和/或加压之后可由擦拭器228擦拭。擦拭打印头可帮助防止来自连接到不同墨隔室的喷嘴的不同颜色的墨混合，和/或驱逐和去除否则可能由于墨从打印头的外部的重新进入而经由孔口缩回的气泡。(通过抽吸填装而不是推动填装，则抽吸组件可能与擦拭干涉)。系统可构造为使得任何合适比例的转移的墨体积驱动与来自打印头的流出相对的适应性腔室的膨胀。在示例性实施例中，适应性腔室可膨胀转移体积的至少大约十分之一、四分之一、或一半。
图11示出在墨源和打印头组件的加压中断之后的打印头组件。墨源中的背压机构可减小墨源的墨储存器中的压力，使得压力从打印头组件朝墨储存器降低。因此，墨230和气体232可沿如箭头234所示的逆流离开入口通道214推向墨储存器。适应性腔室190可通过如236所示的局部收缩而适应逆流。因此，由于各种原理积聚在打印头组件上部中的空气可返回地移动到墨源，以便空气不会与打印头的操作干涉，从而克服由限制气体元件强加的气泡压力。(在某些实施例中，气泡压力可以是大约一至五英寸)。墨源中的空气可通过用墨置换来自墨源的空气(例如通过重新充满墨源)而去除，和/或如果替换墨源则可与墨源一起被抛弃。
图12和13示出用作推动填装式喷墨打印机的墨源的示例性墨盒250的相对侧；图14示出通过墨盒的一部分的剖视图。墨盒250可包括形成墨盒外壁的壳体252，其包括允许用户从墨盒外部可见墨盒中墨的水平的透光外壁254(图13中可见的局部部分)。
壳体可包围具有可变体积的墨储存器256和空气腔室258。墨储存器和空气腔室可共用由分隔该壳体的柔性部件形成的公共壁260。 柔性部件可支承到壳体的内壁262上(见图14)。
墨可经由从墨储存器的基部区域延伸到壳体的联接器266的虹吸管264离开墨储存器。联接器可构造为以便与打印头组件的入口联接器接合，以允许流体在墨盒与打印头组件之间通过。墨和/或气体还可经由来自打印头组件的虹吸管和/或经由由壳体限定的开口或出口268进入墨储存器(见图12和14)。以下进一步描述对到达开口268的通路进行控制的一对阀。
空气腔室258可经由出口270与环境大气和/或泵连通(见图12和14)。出口可包括由壳体限定的孔272和从该孔延伸到泵联接器276的表面通道274。表面通道可由壳体的外表面和覆盖物、诸如在表面通道上固定至外部壳体以包围该表面通道的膜或带278形成。表面通道可遵循弯曲路径，以提供限制水汽损失的迷路。
空气腔室可形成背压机构的一部分(见图13和14)。背压机构可包括与空气腔室的柔性壁和壳体相接合的片簧280。片簧可朝紧缩侧推压空气腔室。
墨储存器256与开口268之间的流体连通可由串联设置的一对阀282,284控制(见图13和14)。
阀282可以是调节阀。调节阀可包括接合由壳体外壁的内表面形成的外阀座288的可移动的阀元件286(见图14)。调节阀元件286可由杆290推靠在阀座288上。杆可连接到壳体上，操作地联接到片簧280(以及因此联接到空气腔室)上，并由另一弹簧292偏压。因此，空气腔室的膨胀可将片簧推靠在杆上，以允许调节阀元件286脱离外阀座，并因此允许外部空气沿图14中的虚线箭头294所示的路径进入墨储存器。
阀284可以是从调节阀282向内设置的止回阀。止回阀284可包括提供挡板阀的止回阀元件296(例如翼板)。挡板阀(或至少阀的中心部分)可由弹簧朝向关闭位置预加载(与内阀座298接合)。此外，墨储存器的加压可导致止回阀元件296继续接合由壳体的内壁300形成的 内阀座，该内壁300从用于调节阀的外阀座288向内并侧向地设置和/或围绕用于调节阀的外阀座288设置。止回阀元件296可以是柔性的和/或比调节阀元件更柔性。因此，止回阀元件的周边区域可独立于弹簧位置而响应于压力差，以在加压时接合内阀座和通过背压脱离。
使用一对串联设置的阀控制流体连通可提供超过使用单个阀响应背压和加压的显著优点。例如，阀可被设计成响应于独特的压力差并因此可具有阀促动、流体移动、和压力调节的更精细的和/或更容易调节的控制。
图15示出包括串联设置的调节阀312和止回阀314的示例性墨盒310的剖视图。阀312和314可代替单个阀和/或代替上述的一对阀用于任何合适的墨源(见图12-14)。阀可联接到墨盒的包围墨储存器318和空气腔室320的壳体316上。阀可控制墨储存器与开口322之间的连通，该开口322与壳体的外部连通。
阀312和314可具有由共用阀体328形成的相应的阀元件324,326。阀体可延伸通过开口322，使得阀元件324和326邻近开口的相对侧设置。阀体可以是整体的或由两个或更多的附属件形成。
阀体可操作地联接到空气腔室上，使得阀体由空气腔室的充分膨胀向外推压。例如，阀体可定位成如果空气腔室变得足够膨胀时由片簧332接合(推压紧缩侧)。
图16示出通过低于打开调节阀312的阀值背压的背压形成的阀体328的构造。阀体可由开放箭头(open arrow)334所示的背压向内推压，使得阀元件324与外阀座336接合，以关闭阀和阻断墨储存器的外部与内部之间的流体流。空气腔室320在该背压下可能不充分膨胀，而不能将片簧推靠在阀体上。
图17示出通过在用于打开调节阀312的阀值背压处或高于该阀值背压的背压形成的阀体328的构造。阀体可由开放箭头338所示的增强的背压向内推压。然而，空气腔室320可充分膨胀，以如由图17中的实心箭头340所示的将片簧332(见图15)推靠在阀体上。因此， 阀元件324脱离外阀座336，以打开阀并允许由虚线箭头342所示的流体(例如墨或空气)流入墨储存器。当足够的流体进入墨储存器时，空气腔室充分地紧缩，以不再将阀体推入调节阀312的打开位置中。
图18示出由墨储存器的加压形成的阀体328的构造。阀元件324可如由实心箭头340所示的通过片簧332相对阀体的接合而朝向打开位置推压。然而，由向外定向的开放箭头344所示的墨储存器相对于壳体外部的正压力可使阀体328变形，使得止回阀元件326与内阀座346接合，以关闭该阀。
应相信的是，上述公开包括本发明的多个独特实施例。尽管这些实施例中的每个实施例以特定的形式公开，但其在此公开和示例的具体实施例不被认为是限制意义的，因为可能存在大量的变型。因此，本公开的主旨包括在此公开的各种元件、特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。类似地，在权利要求引用“一”或“第一”元件及其等同物的情况下，这种权利要求应被理解成包括一个或多个这种元件的结合，而不要求也不排除两个或更多个这种元件。
Claims (8)
1.一种用于从喷墨打印机(20)输送墨的打印头组件(180)，其包括：
打印头(186)；和
主体(184)，其连接到所述打印头(186)上，并且构造为从上游墨源(182)接收墨(50)，用于从所述打印头(186)输送墨，
其中，所述主体(184)包括：
适应性腔室(190)，其用于保持可变体积的墨(50)，
顶部隔室(206)，其与所述适应性腔室(190)流体连通，并且定位成在使用期间用于气体(208)的重力驱动积聚，和
入口(210)，其构造成用于在使用期间从所述墨源(182)接收用于所述主体(184)的墨，并且用于允许从所述主体(184)到所述墨源(182)的流体逆流，所述入口(210)定位成在使用期间使得所述逆流将气体(208)推出所述顶部隔室(206)，从而从所述主体(184)中去除气体(208)。
2.根据权利要求1所述的打印头组件(180)，其特征在于，所述打印头(186)和所述主体(184)形成集成单元，所述适应性腔室(190)包括柔性壁(198)，并且所述主体(184)包括阻挡件(202)，所述阻挡件(202)从所述柔性壁(198)向外设置，并且构造成用于限制所述适应性腔室(190)的膨胀。
3.根据权利要求1或2所述的打印头组件(180)，其特征在于，所述适应性腔室(190)和所述顶部隔室(206)重叠，所述入口(210)包括允许联接到所述墨源(182)上并从所述墨源(182)脱离联接的入口联接器(212)，所述入口(210)限定从所述顶部隔室(206)延伸至所述主体(184)外部的通道(214)，并且所述入口(210)包括限制气体结构(216)，其构造为用于相对于液体移动限制经过所述通道(214)的气体移动，从而如果所述入口联接器(212)从所述墨源(182)脱离联接，则限制空气(208)进入到所述主体(184)中。
4.一种喷墨打印机(20)，其包括：
根据权利要求1至3中的任一项所述的打印头组件(180)；和
墨源(182)，其联接到所述打印头组件(180)上，用于将墨(50)供应到所述打印头组件(180)，所述墨源(182)包括适于使所述适应性腔室(190)膨胀的加压机构和适于产生背压的背压机构，所述背压使所述适应性腔室(190)收缩并导致从所述打印头组件(180)到所述墨源(182)的逆流。
5.根据权利要求4所述的打印机(20)，其特征在于，所述墨源(182)是可拆卸地联接到所述打印头组件(180)上的墨盒(250)，并且所述加压机构包括对所述墨源(182)和所述适应性腔室(190)加压的泵(36)。
6.根据权利要求4或5所述的打印机(20)，其特征在于，所述打印头(186)不可拆卸地附连到所述适应性腔室(190)上。
7.一种从打印头组件(180)中去除气体(208)的方法，其包括：
对设置成与上游墨源(182)流体连通的打印头组件(180)的适应性腔室(190)加压，使得所述适应性腔室(190)膨胀；并且
使所述适应性腔室(190)减压，使得所述适应性腔室(190)收缩，以允许流体从所述适应性腔室(190)相反地流动到所述墨源(182)，从而将气体(208)从所述打印头组件(180)的顶部隔室(206)转移到所述墨源(182)，其中顶部隔室(206)可设置成与适应性腔室(190)处于流体连通并且通常形成主体(184)内的流体隔室的上区域。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，加压推动墨(226)离开所述打印头组件(180)的打印头(186)，所述方法还包括在加压期间和/或在加压之后并且在减压之前擦拭所述打印头(186)。
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