TW201429739A - 微流體供應單元之可擴張廢墨水容器 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於一成像裝置之可消耗供應單元，其容納用於一成像裝置中之一初始或可再填充之新鮮流體容量。一外殼界定具有一可擴張流體容器以自該成像裝置接收廢棄流體之一內部。當該新鮮流體在該內部中隨時間流逝而耗盡時，該流體容器隨其接納廢棄流體而擴張。以此方式，一單一貯存器可1)供應新鮮流體及2)回收廢棄流體。當該流體容器最初充滿新鮮流體時，該流體容器在一壓縮狀態中係空的。在新鮮流體離開用於該成像裝置之該貯存器之後，廢棄流體可開始填充該容器。在耗盡新鮮流體之後，該貯存器充滿廢棄流體。該貯存器準備用於處置或再循環。

Description

微流體供應單元之可擴張廢墨水容器

本發明係關於微流體應用，諸如噴墨印刷。特定言之，本發明係關於容納新鮮流體且在新鮮流體隨時間流逝而耗盡時兼作廢棄流體之一容器之供應單元貯存器。可擴張流體容器促進實施例。

吾人相對已熟知使用微流體技術來印刷影像之技術。一可替換或(半)永久噴射頭可本端或遠端地供應流體(例如墨水)。該流體自一噴射區噴射至一印刷媒體呈對應於被印刷影像之像素之一圖案。

在工業或大型印表機中，大容量之廢墨水在噴射頭維護期或類似者期間累積。雖然此等印表機具有接納廢墨水之裝置，但各印表機具有各自缺點。一些印表機利用毛氈或其他材料來吸收廢墨水且使其隨時間流逝而蒸發。一些印表機利用使用者在維護期期間放置在適當位置、交換、倒空、處置等等之廢棄物濾筒來將廢墨水收集於一專用貯存器中。前者係較骯髒的。其亦要求大容量印表機中具有大量吸收性材料。後者既不便利，又類似地較骯髒。

此項技術中需要更佳地處置廢墨水。需要不僅便於清潔處置，且經濟簡易。本發明亦尋求額外益處及替代者。

利用具有用於微流體應用之可擴張廢墨水容器之貯存器來解決 上述及其他問題。該等貯存器兼作成像裝置之新鮮流體之來源及由該等成像裝置消耗之廢棄流體之容器。

一種用於一成像裝置之可消耗供應單元容納用於一成像裝置中之一初始或可再填充之新鮮流體容量。一外殼界定具有一可擴張流體容器以自該成像裝置接收廢棄流體之一內部。當該新鮮流體在該內部中隨時間流逝而耗盡時，該流體容器隨其接納廢棄流體而擴張。以此方式，一單一貯存器供應新鮮流體且自一成像裝置回收廢棄流體。當該流體容器最初充滿新鮮流體時，該流體容器在一壓縮狀態中係空的。在新鮮流體離開用於該成像裝置之該貯存器之後，廢棄流體能夠進入該容器。在耗盡新鮮流體之後，該貯存器充滿廢棄流體。該貯存器準備用於處置或再循環。

其他實施例考量位於流體容器上之一疏水薄膜，其可滲透空氣以在流體容器在使用期間填充有廢棄流體時平衡流體容器內之壓力。該容器為可最初被壓縮且隨後被擴張之聚合物膜或其他結構。該膜不可滲透流體。已被折疊之塑膠膜及已被放氣或擠壓之彈性體代表初始狀態。其他膜考量聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯。

在其他實施例中，流體端口駐留於外殼上以使外殼之內部與外殼外之流體或空氣源連通。一第一端口係將某新鮮流體容量供應至一成像裝置之一新鮮流體出口。一第二端口係使內部與外殼外之空氣通氣之一排氣口。一第三端口係自該成像裝置接收廢棄流體之一廢棄流體入口。該等端口係各種埠之任何者，且考量藉由一彈簧而偏壓關閉之一球。

以下描述中闡述此等及其他實施例。熟習技術者將易於明白本發明之優點及特徵。技術方案闡述特定限制。

10‧‧‧供應單元貯存器

12‧‧‧外殼

14‧‧‧內部

16‧‧‧墨水/新鮮流體

18‧‧‧底面

20‧‧‧新鮮流體出口

22‧‧‧通氣口

24‧‧‧圓周管

26‧‧‧內部球

28‧‧‧彈簧

30‧‧‧隔膜針

32‧‧‧開口

34‧‧‧開口

39‧‧‧後端

40‧‧‧廢棄流體入口

41‧‧‧端口端

50‧‧‧可擴張流體容器

51‧‧‧折疊線

52‧‧‧廢棄流體/廢墨水

54‧‧‧疏水薄膜

56‧‧‧下表面

58‧‧‧外表面

60‧‧‧空氣腔

圖1A係具有新鮮流體及用於廢墨水之一可擴張流體容器之一貯存器之一圖解視圖；圖1B係具有一較低位準之新鮮流體及部分填充有廢棄流體之一流體容器的類似於圖1A之一視圖；圖1C係與一成像裝置介接之貯存器之端口之一圖解視圖；圖2係一貯存器中之一可擴張流體容器上之一疏水薄膜之一圖解視圖；圖3A及圖3B係展示壓縮及擴張狀態中之一可擴張流體容器的視圖；及圖4A及圖4B係類似於圖3A及圖3B之替代實施例之視圖。

在以下詳細描述中，參考附圖，其中相同元件符號代表相同部件。足夠詳細地描述實施例以使熟習技術者能夠實踐本發明。應瞭解：可利用其他實施例；及可在不背離本發明之範疇之情況下作出改變。因此，以下詳細描述不應被視為意指限制，且本發明之範疇僅由隨附申請專利範圍及其等效物界定。根據本發明之特徵，貯存器具有可擴張流體容器以自用於微流體應用中之成像裝置接收廢棄流體。

參考圖1A及圖1B，用於一成像裝置中之一供應單元貯存器10包含一外殼12。該外殼界定含有一初始或可再填充供應之新鮮流體(例如墨水16)之一內部14。該流體為各種流體之任何者，但通常為墨水，諸如基於染料或有色調配物之流體。該流體亦代表各種色彩，諸如青色、品紅色、黃色、黑色等等。該單元用於諸如噴墨印刷之諸多應用中，且當然可與醫藥輸送、形成電路跡線、食物加工、化學品製造等等中之其他流體一起使用。

在使用期間，某容量之墨水沿重力G之一方向朝向外殼之內部之一底面18向下耗盡。該底面大體上平坦或傾斜以使墨水自內部呈漏斗 狀排出。該墨水藉由一新鮮流體出口20而流動至一成像裝置。一排氣口22提供周圍再循環空氣或其他空氣之一進口以克服在成像操作期間增加之內部14中之背壓。該等端口為各種端口之任何者，且通常為藉由一內部球26及彈簧28(圖1C)而偏壓關閉之圓柱管24。該等端口與來自成像裝置之一隔膜針30配合。該針插入至該等端口中以克服彈簧之偏壓，且該球向後滑動。在充分插入之後，端口及針中之開口32、34經連通使得外殼之內部14與針之間之一流體通道打通。該流體通道係空氣或液體。

在內部14內，一可擴張流體容器50自外殼外接收廢棄流體52且其尺寸在某容量之新鮮流體16在內部中隨時間流逝而耗盡時擴張。在噴射頭維護期或類似者期間累積之廢墨水來自成像裝置。在連接至可擴張流體容器之一廢棄流體入口40處由外殼接收廢墨水。該廢棄流體入口與其他端口(圖1C)相同。

參考圖2，流體容器50包含可滲透空氣之一疏水薄膜54。該薄膜面向內部14中之一空氣腔60以在流體容器填充有廢棄流體時平衡該可擴張流體容器內之壓力。接著，該空氣腔連接至排氣口22且該流體容器內之壓力與大氣條件平衡。該薄膜之一下表面56可黏著至該流體容器之一外表面58且覆蓋/密封流體容器50之一否則敞開部分。替代地，該薄膜可熔接至該容器。該薄膜係儘可能地薄的，但可界定至少數密爾之一厚度。代表性薄膜考量使用聚四氟乙烯(PTFE)或其他材料。此類型之薄膜有時被稱為「通氣」口。

容器本身為可最初被壓縮且隨後被擴張之聚合物膜或其他結構。該膜不可滲透流體。參考圖3A及圖3B，容器50為在其初始折疊狀態中已沿折疊線51折疊(3A)且隨後藉由廢墨水52而擴張(3B)之塑膠膜。在圖4A及圖4B中，容器50為在其初始折疊狀態中已被放氣或擠壓(4A)且隨後藉由廢墨水52而擴張(4B)之一彈性體。無論何種情況， 代表性膜考量聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚苯乙烯膜、聚氯乙烯膜或聚四氟乙烯膜。

實例：

在使用期間，一貯存器中之聚合物膜用於使新鮮墨水與廢墨水之供應分離。當該貯存器係新的時，新鮮墨水佔用該貯存器內部之幾乎所有容量以給該膜留下否則無廢墨水且被壓縮之很少容量。當該貯存器充滿75%之新鮮墨水時，內部之容量現能夠適應該聚合物膜之擴張且接納高達25%之廢墨水。在該貯存器達到50%新鮮流體之後，該貯存器之高達50%可用於該膜之擴張及廢墨水。此繼續，直至新鮮墨水自該貯存器耗盡(或幾乎耗盡，此係因為剩餘新鮮墨水將保持擱淺於該貯存器之一底部中)且可擴張流體容器係滿的(或部分滿，此係因為成像裝置未必產生與其新鮮墨水消耗量成一精確比例之廢墨水)。當該貯存器耗盡其自身之新鮮墨水時，該貯存器及其廢墨水可經處置、再循環等等。

不管設計如何，貯存器之共同約束均應被注意。例如，預期外殼為用於容納流體之各種貯存器之任何者。外殼通常可為塑膠、玻璃、金屬等等。外殼可為可再循環或不可再循環。外殼可考量簡易性或複雜性。生產技術可變動，但本文通常考量吹塑模製、射出模製等等。就吹塑模製而言，外殼12可由整體建構製成以界定內部14。亦可預見熔接、熱熔、黏合、衝模等等。外殼之材料、建構、裝運、儲存、使用等等亦可將設計準則聚焦於諸如成本、製造簡易性、耐久性或其他之項目。外殼之形狀幾乎無限制。涉及外殼之選擇係良好的工程實踐，諸如其中將使用外殼之一較大成像背景之考量。在所給設計中，外殼大體上自其後端39拉長至其端口端41。當由使用者推壓該後端時，該端口端向前插入至一成像裝置中。形狀亦考量可在端口與該成像裝置之間之介面接合處找到設計之效用之密封件及隔膜或類似 者。

上述內容繪示本發明之各種態樣。此不意欲具窮舉性。相反，該等內容經選擇以提供本發明及其實踐應用之原理之最佳繪示以使一般技術者能夠利用本發明。可在由隨附申請專利範圍判定之本發明之範疇內考量所有修改及變動。相對明顯修改包含將各種實施例之一或多個特徵與其他諸實施例之特徵組合。

10‧‧‧供應單元貯存器

12‧‧‧外殼

14‧‧‧內部

16‧‧‧墨水/新鮮流體

18‧‧‧底面

20‧‧‧新鮮流體出口

22‧‧‧排氣口

30‧‧‧隔膜針

39‧‧‧後端

40‧‧‧廢棄流體入口

41‧‧‧端口端

50‧‧‧可擴張流體容器

54‧‧‧疏水薄膜

60‧‧‧空氣腔

Claims (13)

1. 一種用於容納一初始或可再填充之新鮮流體容量之貯存器，其包括：一外殼，其界定一內部以保留該新鮮流體容量；及一可擴張流體容器，其位於該內部內以自該外殼外接收廢棄流體。
2. 如請求項1之貯存器，其中該可擴張流體容器具有一可滲透空氣之疏水薄膜以在該流體容器填充有該廢棄流體時平衡該可擴張流體容器內之壓力。
3. 如請求項1之貯存器，其中該外殼進一步包含一新鮮流體出口，該內部在使用期間經定向以使該新鮮流體容量朝向該新鮮流體出口耗盡。
4. 如請求項1之貯存器，其中該外殼進一步包含一排氣口以使該內部與來自該外殼外之空氣通氣。
5. 如請求項1之貯存器，其中該外殼進一步包含一廢棄流體入口。
6. 如請求項1之貯存器，其中該外殼進一步包含三個端口以使該外殼之該內部與該外殼之外部連通，一第一端口係將該新鮮流體容量供應至一成像裝置之一新鮮流體出口，一第二端口係使該內部與來自該外殼外之空氣通氣之一排氣口，及一第三端口係自該成像裝置接收該廢棄流體之一廢棄流體入口。
7. 一種用於容納一初始或可再填充之新鮮流體容量之貯存器，其包括：一外殼，其界定一內部以保留該新鮮流體容量；及一可擴張流體容器，其位於該內部內以自該外殼外接收廢棄流體且在該流體容器填充有該廢棄流體且該流體容器之尺寸在 該新鮮流體容量於該內部中隨時間流逝而耗盡時擴張時使該廢棄流體與該新鮮流體保持分離。
8. 如請求項7之貯存器，其中該可擴張流體容器係在該內部中最初組態成一折疊狀態之一不可滲透流體之聚合物膜。
9. 如請求項8之貯存器，其中該折疊狀態包含已被折疊之一塑膠膜。
10. 如請求項8之貯存器，其中該折疊狀態包含處於一放氣或擠壓狀態之一彈性體。
11. 如請求項8之貯存器，其中該聚合物膜包含聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯。
12. 如請求項7之貯存器，其中該可擴張流體容器包含一可滲透空氣之疏水薄膜以在該流體容器填充有該廢棄流體時平衡該可擴張流體容器內壓力。
13. 如請求項12之貯存器，其中該疏水薄膜係聚四氟乙烯或一通氣口。