TWI474932B

TWI474932B - 流體噴出匣

Info

Publication number: TWI474932B
Application number: TW098131045A
Authority: TW
Inventors: William R Wagner; Donald B Ouchida; Daniel S Kuehler; John Liebeskind
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2015-03-01
Also published as: US8678571B2; EP2344337A1; TW201022043A; CN102245390B; CN102245390A; WO2010044788A1; EP2344337B1; US20110181672A1; EP2344337A4

Description

流體噴出匣

本發明係有關於流體噴出匣。

發明背景

用於噴墨列印頭的材料通常對抗以水為基底的流體，諸如那些常用於許多消費者及企業的設備者。然而，於一些設備中，常用與有機溶劑一起調配的墨水或其他流體。這些有機溶劑對於內部列印頭材料(包括結構材料、黏劑及阻隔膜)會有負面的影響，潛在地造成這些材料例如膨脹、軟化或溶解，最終降低裝置的功能及導致其過早的失效。於一些案例中，當墨水或其他流體一開始與列印頭材料接觸之後數小時內，就會發生這些失效狀況。因此使得這些類型之列印頭的運出及儲存變得複雜。

依據本發明之一實施例，係特地提出一種流體噴出匣，包括：一列印頭，具有數個流體噴嘴；一流體儲庫，構形為容納要從該列印頭噴出的流體；及一選擇性可破裂的隔離器機制，分隔該流體儲庫及該列印頭。

圖式簡單說明

本發明的各種特性及優點從以下結合著圖式的詳細說明中將會更為明顯，藉著例子說明及圖式一起闡明本發明的特徵，其中：第1圖為具有於流體供應件及列印頭間之旋轉閥類型隔離器機制之流體噴出匣實施例的橫截面圖，該閥處於關閉位置；第2圖為第1圖流體噴出匣的橫截面圖，該閥處於打開位置；第3圖為具有於流體供應件及列印頭間之滑片閥類型隔離器機制之流體噴出匣實施例的橫截面圖，該閥處於關閉位置；第4圖為第3圖流體噴出匣的橫截面圖，該閥處於打開位置；第5圖為可與第3圖之流體噴出匣實施例之滑片閥類型隔離器機制一起使用之滑片實施例的頂視圖；第6圖為具有可破裂膜類型隔離器機制之流體噴出匣實施例的橫截面圖，其具有向下延伸的破裂針用以刺穿該膜；第7圖為第6圖流體噴出匣的橫截面圖，其中該膜已經被破裂針破裂；第8圖為具有可破裂膜類型隔離器機制之流體噴出匣另一實施例的橫截面圖，其具有向上滑動的破裂針用以破裂該膜；第9圖為第8圖流體噴出匣的橫截面圖，其中該膜已經破裂；第10圖為具有可破裂膜類型隔離器機制之流體噴出匣另一實施例的橫截面圖，其具有固定的破裂針及可移動的流體儲庫；第11圖為第10圖流體噴出匣的橫截面圖，其中儲庫已經向下移動且該膜破裂；第12圖為具有撓性及可移動流體儲庫之流體噴出匣另一實施例的橫截面圖；及第13圖為第12圖流體噴出匣的橫截面圖，其中儲庫已經向下移動且該膜破裂。

詳細說明

請參考圖式所示的例示實施例，且於此處使用特定的語言以描述此例示實施例。就此處所使用而言，方向性術語，諸如“頂”、“底”、“前”、“後”、“導向”、“追蹤”等等，係參考該描述之圖式的位向而使用。因為本發明各種實施例的組件可置於數個不同的位向，該方向性術語僅係用於闡述而絕非作為限制。也應了解者，圖式中所說明的例示實施例及此處使用以描述例示實施例的特定語言並不意圖限制本發明的範圍。習於此藝且了解本發明者所為此處說明特徵的變更及進一步修改，與此處說明之原理的額外應用，被認為落入本發明的範圍之內。

如此處所使用者，術語“流體噴出裝置”通常意指任何按需求噴墨(drop-on-demand)的流體噴出系統，術語“噴墨”、“列印頭”及“印表機”意指為了產生可見印記或為了其他目的而用於噴出流體至基材(諸如，但不限於列印介質)之同類型的系統及組件。此種系統可包括熱噴墨及壓電噴墨技術。應該了解的是，此處的說明描述或討論噴墨列印系統的一實施例，此僅是可依據本發明構形之按需求噴墨流體噴出系統的一實施例而已。

本發明指稱“墨水”之處，該術語應被了解為僅是可從依據本發明按需求噴墨流體噴出裝置噴出之流體的一個例子而已。許多不同種類的液體流體可以從按需求噴墨流體噴出系統噴出，諸如食品產物、化學品、藥學化合物及燃料等等。因此術語“墨水”並不將該系統限用於墨水，而只是可以使用液體的例示。此外，術語“列印”或“印表”及“噴墨”通常意指為任何目的將流體噴出至任何基材上，並且不限於在紙上或類似物上提供可見的影像。

術語“單式列印匣”及“單式匣”指稱墨水儲庫及列印頭被包含於單一可替換本體或單元內的列印匣。

噴墨列印系統為一種流體噴出裝置的類型，期通常包括列印頭及提供液體墨水給列印頭的墨水供應件。列印頭係半導體裝置且包括具有數個製造於半導體基材上之噴孔或噴嘴的列印頭模件，以及用於驅使噴嘴對於來自控制裝置之訊號反應以從噴嘴選擇地噴射墨滴的電路。

許多噴墨列印系統包括單式列印匣，因為設計簡單(部件及連接較少)與終端使用者使用簡易(連接較少、替換容易、墨水漏出及濺出危險較低)，所以在許多事例都想要單式列印匣。許多現存的單式墨水供應/列印頭設計都以填充著墨水的列印頭供應給使用者，而墨水接觸著列印頭內的流體構造。當使用對於列印頭材料不致造成化學及/或物理不穩定的墨水或其他流體時，這是適當的。

如上所述，用於噴墨列印頭的材料通常係對抗用於大部分消費者及企業設備之以水為基底的墨水。然而，於工業列印設備中，常常使用調配有有機溶劑的墨水。這些溶劑，包括酮類(諸如丙酮及　甲基乙基酮)，醋酸鹽(諸如醋酸乙酯)、甲苯、乙腈、四氫呋喃(THF)、二甲基亞碸(DMSO)、氯仿、二氯甲烷及醇類(諸如乙醇)，常以組合型式，對於內部列印頭材料(包括結構材料、黏劑與阻障膜)會具有負面影響。此外，包括食品產物、化學品、藥學化合物及燃料等等不是墨水的流體可從按需求噴墨流體噴出系統中噴出，且這些流體也會包括有機溶劑或其他對流體噴出裝置之內部組件具有潛在有害性的組成物。有機溶劑會造成列印頭材料膨脹、軟化或溶解，最終降低裝置的功能及導致失效。於一些案例中，在開始啟動列印頭流體通路之後數小時內就會發生這些失效狀況。隨著時間進展，暴露會導致失效，諸如密封件失效，模件的層化剝落，阻障失效，或模件上(諸如饋墨水狹槽上方或接近噴嘴處)光阻聚合物的失效。

在許多工業應用中，並不想讓列印頭具有長的工作壽命，而是只要有效運作及壽命可預期地夠長以滿足工作流動與經濟需求。據此，即使對於內部列印頭材料的損害在墨水引入之後即刻開始，只要列印頭於失效之前可以發揮一段可接受及可預期時間的功能，那麼這產品就可能成功。然而，流體中溶劑的不相容性使得這些接觸整合式矽列印頭之流體的運送及儲存變得不可行，因為降解會在短時間內，有些甚至於幾小時內發生。

由於常用於熱噴墨列印頭的材料之故，所以除非列印頭對於要被噴出之流體的暴露被阻止直到將要使用之前，否則當使用這些列印頭時，以有機溶劑墨水、含有水及有機溶劑組合的墨水或其他非以水為基底的流體列印常常是不可行的。一些熱噴墨列印頭無法與有機溶劑墨水或其他非以水基底之流體一起使用的性質限制了此技術於一些工業應用中的廣泛使用。發展對用於一定範圍之工業墨水及其他流體之基質呈現化學鈍性的列印頭會是困難的、昂貴的及在某些狀況下是不可行的。

所幸單式列印匣已經發展出來，其中列印頭及墨水係保持隔離直到將要使用之前。藉著保持列印頭材料與墨水或其他流體分離直到列印頭將要被安裝上印表機使用之前，匣的工作壽命可以與它的倉儲壽命分開，因此增長匣的倉儲壽命及使其之操作更為可預測及經濟。

第1圖顯示具有隔離器機制置於流體供應件及列印頭間之流體噴出匣之一實施例的橫截面圖。列印匣10通常包括外殼12，其含有流體儲庫14及列印頭16。列印頭含有內流體通道、噴嘴及用於噴射墨滴的電子與物理機制。墨水供應儲庫為保留墨水的構造，一般使用諸如袋，囊與海綿狀物的各類構造，且於使用時經流體歧管36將墨水饋入列印頭流體通道。流體儲庫可為壓力調節的流體供應部件。過濾篩或毛細閥18可位在流體儲庫14的開口20處。

墨水供應件可由直接接觸墨水或其他流體卻具備長期穩定性的材料建構。然而，列印頭固有上設計更複雜並含有一接觸墨水或其他流體中之化學品即僅具有限化學或物理穩定性的材料。有利地，流體儲庫14及列印頭16之間設有隔離器機制，如虛線22所示，其構形為使墨水與列印頭16保持分離，直到將要第一次使用之前。如第1圖實施例所述，隔離器機制22係旋轉型閥，其具有帶著從其中延伸通過之流體孔隙28的可旋轉的筒或球26。該球被保持於殼30內，於其中當使用者想要時，球可滑動地旋轉。於第1圖構形中，可見旋轉閥在關閉位置，其中球的固體部分位於鄰近流體入口32及閥開口34的位置(並藉此阻擋流體入口32及閥開口34)。

然而，如第2圖所示，閥22可旋轉至打開位置，其中流體孔隙28對準閥入口32及閥開口34，因此允許流體從儲庫14流動進入饋入列印頭16的流體歧管36。列印頭包括流體通路及流體噴嘴(未顯示)，其等讓流體從歧管36吸出並以一連串液滴38噴出至基材40上。流體孔隙28的形狀及大小可以變化。然而，想要的是流體孔隙被構形為容納足以滿足列印頭16流體需求之從儲庫14流向流體歧管36的流體。

當想要時，各式各樣的機制可被用於旋轉閥22。可用手動或自動方式打開閥。於手動設計中，閥可具有與匣外部溝通的機械裝置(如旋鈕、桿、狹槽等)，如此使用者藉著旋轉旋鈕，拉動或按壓小突出片或按鈕，旋緊螺旋，插入鑰匙等可以打開該閥。於第1及2圖的實施例中，手指凹處42備置流體噴出匣10之殼12的側邊，允許使用者就由將一或兩根手指插入手指凹處以接觸球或筒26並旋轉它而手動旋轉該閥至打開位置。然而，許多的其他機制係為了旋轉該閥而備置，不管是旋轉、滑動等等，而且此種機制仍然包含於本發明的範圍內。例如，閥之可旋轉元件26可以是軸向延伸至並暴露於列印匣之一端上的筒，以使得機制旋轉。

於一實施例中，閥機制可藉摩擦保持於定位。或是，備置一位置固定機制來使筒或球26保持在打開或關閉位置任一者或兩者。例如，第1及2圖中之虛線所示，制動機制可包括為殼30一部的制動針44，及為筒或球一部的制動凹處46。當閥在關閉位置時，如第1圖所示，制動針44及制動凹處46係未對準的。然而，當閥旋轉至打開位置，如第2圖所示，這兩構造連成一線，引起制動針彈性地迅速進入制動凹處，因此使閥保持於打開的位置。當於打開位置時，此構形因此表示閥的適當對準，而且也有助於將閥保持於打開的位置。

位置固定機制可具有多個停止位置。例如，制動機制可被使用，當閥在關閉位置時其具有第一停止位置，當閥在打開位置時其具有第二停止位置(如第1及2圖所示)。亦可提供其他停止位置。此外，位置固定機制可為單向或雙向裝置。於單向實施例中，當使用流體匣時，閥才被打開，且只要它移動到該處，位置固定機制將閥鎖在打開位置，避免使用者使開口移動反向。或是，位置固定機制可以是雙向裝置，在它已經打開之後允許使用者關閉該閥。在閥不慎被打開時，這可以是有用的。

具有隔離器機制之流體噴出匣的另一實施例顯示於第3及4圖的橫截面圖中。此實施例於許多方面類似第1及2圖所示者。列印匣110通常包括外殼112，其含有流體儲庫114及列印頭116。過濾篩或毛細閥118位於流體儲庫114的開口120處，並引導進入連接流體儲庫及流體歧管136的儲水管130，而流體歧管136饋入列印頭116。

通常以虛線122表示的隔離器機制備置於儲庫開口120及流體歧管136間的儲水管130中。於此實施例中，隔離器機制係滑動型閥，其具有流體孔隙126延伸通過其中的滑片124。於第3圖構形中，可見到滑片處於關閉位置，其中滑片的向前固體部128位於鄰近儲水管130之流體入口132及開口134處(並藉此阻擋流體入口132及開口134)。於此位置，滑片的向後部130實質上與匣殼112的側邊相齊平。此構形幫助保護滑片免於不意地碰撞或移動。備置此滑片的向後部讓使用者可以朝箭頭148方向手動推動滑片進入殼中以打開該閥。可以想見得利用許多用以使滑片閥從關閉位置移動至打開位置的其他機制。現轉到第4圖，一當滑片124推動進入殼中，移動閥至打開位置，則流體孔隙126對準儲水管121的入口132及開口134，因此允許流體從儲庫114流動進入流體歧管136中，而讓流體填充儲水管130、歧管136與列印頭116，並且當列印頭被控制訊號驅動時，以一連串液滴138的方式從列印頭116的流體噴嘴(未顯示)噴出至基材140上。

第3及4圖的圖式顯示滑片124的側面。第5圖係滑片124之一實施例的頂視圖，該滑片124可與第3及4圖實施例之流體噴出匣的滑片閥型隔離器機制122一起使用。滑片124可為例如實質上聚合物材料的固體矩形本體150，於大致中央的位置具有流體孔隙126。該孔隙幾乎可以是任何形狀。然而，如上所示，想要的是流體孔隙被構形成可以容納足以滿足列印頭116之流體需求之從儲庫114至流體歧管136的流體流動。於第5圖的實施例中，流體孔隙126的形狀通常是橢圓的。然而，也可以使用其他形狀。

如同旋轉閥之實施例，位置固定機制可以與滑片閥122結合以將它保持在打開或關閉位置的其中一者或兩者。例如，如第3及4圖所示，備置的制動機制包括匣之一部的制動針144，並具有制動凹處146備置於滑片124中。當滑片在關閉位置時，如第3圖所示者，制動針144及制動凹處146未對準。然而，當滑片移動至打開位置，如第4圖所示者，此兩構造連成一線，使得制動針彈性地跳進制動凹處，因此使閥保持在打開位置。如上關於旋轉閥實施例所述者，該用於滑片閥的位置固定機制可具有多個停止位置，且可為單向或雙向裝置。

除了閥型裝置之外，列印匣也可備置有可破裂或刺破的膜以在使用前隔離流體供應件及列印頭。第6及7圖顯示具有可破裂膜型隔離器機制之流體噴出匣實施例的橫截面圖。此實施例在許多方面類似第1-2圖及第3-4圖所示者。列印匣210通常包括外殼212，其含有流體儲庫214與列印頭216。過濾篩或毛細閥218位於流體儲庫214的開口220處，並引導進入連接流體儲庫及流體歧管236的儲水管230，而儲水管230饋入列印頭216.

通常由虛線222表示之此實施例的隔離器機制包括可破裂膜224，其中可移動之破裂針226的針尖228鄰近該膜。該膜可為彈性或非彈性的，且使儲庫214中的流體於列印匣210使用之前與列印頭216隔離。破裂針向下延伸通過流體儲庫214，且包括暴露於列印匣210外殼212頂部的活塞頭232。密封件234繞著破裂針的上部分備置以維持流體儲庫的整體性，然而也允許破裂針滑動。於第6圖構形中，可見到破裂針的針尖228在膜224上方，如此該膜係完整的，因此防止流體從儲庫流入儲水管230及其他下方區域中。於此位置中，活塞頭232實質上與匣殼212的頂部齊平。此構形幫助保護活塞頭免於不意地碰撞或移動。

破裂針226僅是刺破或切割件之許多可能實施例的一者而已，當施力時，該等刺破或切割件的位置可以破裂該膜。引起刺破或切割件相對該膜移動所需的力量可以手動或自動施加。於手動設計中，刺破或切割件可與匣外部溝通，而且藉由諸如下按按鈕、旋緊螺旋或按壓活塞的動作而施加力量。此動作使得刺破或切割件朝膜移動並破裂該膜，允許墨水流動進入列印頭流體構造中。

於第6及7圖的實施例中，構形切割件用以手動或自動施力來破裂該膜224。使用者可手動推動活塞頭232向下進入活塞凹處236，藉以推動破裂針226朝箭頭248方向向下通過流體儲庫224來刺破該膜224。或是，在匣已經安裝於控制單元之後，用於列印匣之結合有控制單元(未顯示)的活塞機制可被構形為機械地推動活塞。亦可使用其他用以按壓活塞的機制。

第7圖描繪壓下位置的活塞及破裂針。當活塞頭被向下推動時，此相對該膜推動破裂針的針尖228且通過該膜，造成開口238。一當破裂針226破裂該膜，流體可從儲庫214流動通過儲水管230而進入流體歧管236，因而讓流體填充儲水管230、歧管236與列印頭216，並且當列印頭被控制訊號驅動時，從列印頭216流體噴嘴(未顯示)以一連串液滴238的方式噴出至基材240上。如下所述，儲水管及其他流體儲庫外部的流體通路可以看守(keeper)流體為最初的填充，在膜破裂之後此流體可藉由施加真空壓力而移除，因此將噴出流體吸引進入列印頭流體構造中。這個特徵可與此處顯示及描述的所有實施例結合。

活塞232可被設計成於其被壓下後在活塞凹處236內依然維持在向下位置，因此提供給使用者膜224已經破裂的視覺指示。或是，活塞可載有彈簧或備置有於其被壓下之後用以提起它的一些其他機制，如此破裂針226的針尖228可從膜中的開口238移開，藉以不會阻礙流體的流動。

依據本發明之具有可破裂膜的流體噴出匣也可構形為不具內膜切割機制。亦即，該匣可以構形成因匣外部之切割件的插入使得可破裂膜破裂。例如，第6及7圖的實施例可構形成破裂針226與流體噴出匣210分離，當使用者所欲時，破裂針可插入通過密封件234而破裂膜224。於此實施例中，密封件234可被構形為匣本體頂部中的埠。此埠可被構形成類似那些在製造匣之時用以填充流體儲庫的流體注射埠。該埠提供彈性的密封件，且流體藉由插入小填充管或針頭(未顯示)通過該埠密封件進入儲庫而被引入儲庫中，因而允許流體流動。一旦儲庫填充，該管被移除。依照密封件材料的彈性，密封件於移開填充管之後自己足可關閉。或是，插塞(諸如不鏽鋼球)可被置於洞中並保持在定位(如藉由黏帶、機械蓋等)。針頭可穿過其而插入的重填埠的例子揭示於美國專利第5,929,883號中，該揭示內容(特別是其中關於第5-8圖的揭示)併入此處作為參考。

此構形可被用於在製造時填充流體儲庫且流體儲庫與流體一起運送的情形中，或者該匣可以空匣型式運送，當使用者想要使用該匣時，其可利用填充管而從其中供應的流體來填充儲庫。在各個例子中，於儲庫填充之後，在匣將要被使用之前，使用者可讓破裂針226(或其他類似的切割裝置)插入通過埠密封件234來破裂該膜224，如上所述。於此點時，破裂針可由列印頭匣移開，允許埠密封件234重新密封自己，或使用者可再插入插塞，而且匣可立即使用。使用由匣外部插入的分離破裂件，而非內膜切割機制的其他構形也可以被利用。

可以明瞭者，第6及7圖所示的機制僅是用以刺破膜的機制之一，而各種其他機制也可以使用。例如，如第8及9圖所示，係具有可破裂膜型之隔離器機制之流體噴出匣的另一實施例的橫截面圖。除了並非從流體儲庫內向下地刺破該膜之外，此實施例於許多方面類似第6-7圖，此實施例從儲庫下方向上地刺破該膜。列印匣310通常包括外殼312，其含有流體儲庫314及列印頭316。過濾篩或毛細閥318位在流體儲庫314的開口320處，並引導進入連接流體儲庫及流體歧管336的儲水管330，儲水管330饋入列印頭316。

通常由虛線322表示之此實施例中的隔離器機制包括可破裂膜324，以及其針尖328鄰近該膜及位於該膜下方的可移動破裂針326。破裂針位在儲水管330內，且貼附至具有桿端334的滑片332，該桿端334於外殼312的側凹處335被暴露。於第8圖的構形中，可見到膜是完整的，因此防止流體從儲庫流動進入儲水管330及其他下方區域中。於此位置，滑片332的桿端334於側凹處335內處於下方位置。

如上所述，引起刺破或切割件(破裂針326)相對膜324移動所需的力量可以手動或自動地施加。於第8及9圖實施例中，切割件構形成手動或是自動地施力以破裂該膜。例如，使用者可朝箭頭348方向手動向上推動滑片332的桿端334，引起破裂針的針尖328向上移動並刺破該膜324，而創造開口338。

或是，藉著將匣插入接受構造的動作，滑片332的桿端可以相對於匣310本體312而向上推動。例如，列印匣可被構形成切合進入虛線344所示的接受安裝件中。接受安裝件與印表機裝置結合，並包括從一側延伸的底翼346及壁架350。為了使列印匣安裝於印表機裝置中，使用者從一側向下插入該匣(如第8圖中的左側)，如此壁架350插入匣本體的側凹處335且在滑片332的桿端334下方。當使用者滑動該匣向下進入接受安裝件時，壁架朝箭頭348的方向向上推動該桿，因此當匣相對於安裝件的下翼346停住時刺破該膜。以此方式，當列印匣為用於印表機裝置中而安裝時膜被自動地刺破。

一旦破裂針326破裂該膜，流體可從儲庫314，通過儲水管330，流動進入流體歧管336。一旦列印頭為控制訊號驅動時，允許要被噴出的流體由列印頭316的流體噴嘴(未顯示)以一連串液滴352的方式噴至基材340上。

滑片332可被構形成在膜324被刺破之後保持在升起的位置(如藉著摩擦或是制動或其他機制的提供來保持它於定位)(如第9圖所示)，或是它可向下回縮至其原始位置(如第8圖所示)。刺破膜後之破裂針的回縮可幫助促進流體的流動，而保持滑片於升起的位置同時可幫助提供膜已經破裂的視覺指示。

如第9圖所示，破裂針326可為空心，具有完全延伸通過其中的中心孔隙342。此孔隙可幫助促進流體從儲庫314流動，即使破裂針在膜已經被刺破後實質上完全佔據膜中的開口338。如下所述，儲水管及其他流體儲庫外部的流體通路可以看守流體為最初的填充，膜破裂之後藉著施加真空壓力看守流體可被移除，因此吸引要被噴出的流體進入列印頭流體構造中。

具有單獨流體供應件之列印匣410(其中膜被從下刺破)的另一實施例顯示於第10及11圖中。除了破裂針426關於匣外殼412處在固定位置，同時流體儲庫414在殼內是可移動的之外，此實施例類似於第8及9圖。於此實施例中，活塞432位於匣殼頂部處的凹處436內，且連接至儲庫的頂部。當使用者推動活塞，因而向下推動整個儲庫，造成可破裂膜424相對破裂針426的針尖428而壓下，藉以於膜中切割一開口438。此狀況顯示於第11圖中。如此讓流體從儲庫流動進入儲水管430，並從那裡通過過濾篩或毛細閥418進入流體歧管436，而流體歧管436饋入列印頭416。

於第10及11圖的實施例中，儲水管430可與嵌入部442，444一起構形，嵌入部442，444容許儲庫414的位置向下移位，同時保持儲水管的完整性。匣也可包括匣殼412內的空氣通路446以當它被推動向下時容許空氣環繞流體儲庫而通過。

雖然第10及11圖的實施例所顯示的是實質硬性的流體儲庫，此類實施例也可以撓性的流體儲庫構形。這種實施例顯示於第12及13圖中。於此實施例中，匣510包括呈撓性袋的儲庫514，其包含於外殼512內。於殼內部，活塞532連接至位於儲庫上方且相對著儲庫之相當硬性的板534。儲庫下端520的位置接近破裂針526的針尖528。當活塞被壓下時，此造成撓性的儲庫於殼內朝箭頭548方向向下滑動或彎折，因而被破裂針刺破。一旦儲庫袋被刺破，墨水可從儲庫流動進入儲水管區域530，並從那裡通過過濾篩或毛細閥518進入流體歧管536，而流體歧管536饋入列印頭516。

雖然未顯示，此實施例可包括空氣通路以容納因流體儲庫514之內部移動而移置的空氣的自由流動。一旦儲庫已經破裂，壓力可用各種方式調節。例如，背壓控制可藉著位於殼512內之儲庫內或者儲庫外的泡沫而維持。或是，活動的背壓控制系統(未顯示)可位於列印匣的控制單元(未顯示)中以保持背壓。此方法可包括儲庫上方體積與下方體積之間的流體連接件，諸如外部容器中的中空肋狀物。

其他用以創造此空氣通路的選項亦可使用。例如，可以選擇儲庫及殼的相對形狀以確保該兩者於某點之間的空隙以讓空氣流動。例如，儲庫的橫截面可為圓形，而殼的橫截面為橢圓、卵形或其他形狀。此外，內或外部中空肋狀物可備置於殼內以允許空氣自由地移動。這些各種的方法通常假設匣的頂部對於控制器提供了一打開的流體連接。

應該要了解的是，雖然相較於此處之其他圖式所顯示者，第12及13圖的實施例對於儲水管區域530及列印頭模件516具有不同的形狀與構形，但是這只是可依據本發明而構形之流體噴出裝置之多種可能實施例的一者而已。

有利地，在製造時，列印頭流體構造可以非墨水看守流體填充，列印頭材料對於看守流體實質上係鈍性的。亦即，非墨水看守流體可於製造期間備置於列印頭流體通路中，此流體於列印匣測試、儲存及運送期間依然保留，在使用隔離器機制以引入墨水或其他流體於其中之前。於一實施例中，看守流體可以是空氣或是其他氣體。然後，此氣體於流體儲庫破裂之後以下述方式被移除，而允許要被噴出的墨水或其他流體取代列印頭模件及相關通路內的看守流體。或是，可以使用液體的看守流體。當墨水被引入列印頭流體構造時，以墨水替代液體看守流體而非空氣，可以減少空氣氣泡被引入或圈住於列印頭中的危險。空氣氣泡因為創造墨水流動的障礙因而使得流體噴嘴缺少要被噴出墨水或其他流體，而降低列印頭的表現。

看守流體可以是對於列印頭材料不會有實質上不良影響之許多型流體中的任一種，而且其具有容許流體於啟動期間完全為墨水所置換的物理及化學特性(如黏性、pH等)。看守流體與要被噴出墨水或其他流體係不互溶或具有有限的溶解度也是所欲的，如此於啟動期間墨水或其他流體與看守流體不會發生實質地混合。若混合時，變化墨水(或其他流體)及看守流體的濃度而維持可射出性(及可從列印頭噴出)也是所欲的，因而看守流體與要被噴出的流體不會形成會阻礙列印頭流體構造的沉澱或凝塊，且看守流體及要被噴出的流體彼此不會化學反應。可能的看守流體包括空氣(如上所述)與液體，諸如水及二伸乙甘醇(如5%-25%重量百分比)，水及甘油(如5%-25%重量百分比)，及水與1,5戊二醇(如5%-25%重量百分比)的混合物。其他看守流體亦可使用。

使用液體看守流體的一個好處為液體看守流體可允許列印頭於製造過程期間進行品質測試。這通常利用墨水填充匣完成，其中流體從列印頭噴嘴噴出以測試內部電子零件的功能。在這種事例中，匣可噴出部分看守流體，而不是墨水或其他潛在有害的流體，因此允許欲被評價的匣運作而不會將儲庫中潛在有害的流體引入並接觸列印頭。

當使用看守流體時，列印匣以墨水及列印頭內部分離的型式被提供給使用者，如上所述者。使用者然後啟動列印頭以從匣中清除非墨水看守流體，並使得墨水填充列印頭。列印頭的啟動可以數種方式完成。一般而言，為了啟動含墨水的列印頭，一定量的流體被吸引通過墨水噴嘴直到墨水(或其他要被噴出的流體)填充列印頭射流。於一實施例中，這可藉由使含列印頭模件及噴嘴的匣的位向相對於匣的垂直軸朝向上方(即通常與第1圖所示的位向相反)但是以些微的角度(諸如10-30度)而完成。然後使用者施加稍微的真空至列印頭噴嘴(如10-30in. H₂ O)，接著操作該分離機制(如藉由破裂膜或打開閥，如上所述者)以使墨水供應件暴露至列印頭流體通路。一旦此工作完成，真空壓力吸引看守流體通過儲水管及歧管而進入列印頭，驅趕看守流體通過噴嘴直到看守流體實質上完全被墨水或其他來自儲庫的流體取代。看守流體為空氣時，此方法也可以使用。

當使用液體看守流體時，此流體可以藉真空壓力“吐”出或吸出。這些動作可在匣被裝上列印裝置(如以先前段落中所述的真空壓力)之前完成，或列印裝置可構形成在匣已經安裝之後執行噴出的動作。一旦來自流體供應件的墨水或其他流體已經到達所有的噴嘴，真空壓力可以移除，而匣即可使用。可以想要使用的是具有與墨水域其他流體可辨別之不同外觀的看守流體，如此使用者可以很快地決定何時看守流體已經完全地清除，或者加速看守流體取代完成的自動偵測。萬一於啟動操作中斷且匣已經安裝可以使用之後，殘留的看守流體依然存留在噴嘴的區域中，則可以驅動列印頭電子元件以藉由典型上稱作“吐出”的過程將殘留的流體噴出。

一旦列印頭以墨水啟動時，列印頭材料的化學或物理的不穩定性會開始發生而造成列印頭內的改變，此種改變可能會最終地使得列印頭失效。該失效的性質及直到失效發生的時間為列印頭所使用之材料及構造、墨水或其他流體之化學組成及環境因子(諸如溫度)的函數，其等可加速導致列印頭不穩定及失效的化學反應。想要的是，當選擇要用於建構列印頭的材料，以及選擇所用墨水之特定配方的材料時，列印頭的壽命可以是充分可預測的，如此當使用時，於失效之前，它就可以先被更換。

此處揭露的流體噴出匣因此提供一種列印頭及流體供應件，其等在製造時與其後的運送及儲存過程中係彼此分離的，然後在以後當將要用於列印裝置之前兩者才合在一起。當被製成時，流體藉由多種構造的任一種(諸如膜或閥)與列印頭分離。這幫助減緩列印頭於製造與使用之間的期間暴露在流體中所可能引起的任何對於它的不良影響。隔離器機制的破裂讓流體通過流體通道進入列印頭。這使得流體供應件連接至列印頭，允許流體取代該匣所備置與使用者的看守流體。

此流體噴出匣容許各式各樣流體的使用，諸如以有機溶劑為基底的墨水及其他具有潛在損壞性化學組成物的流體，而不必困難及昂貴地研發那種當接觸那些流體時仍具有高度穩定性之材料所製作的列印頭。在使用者手中，列印匣很容易活化、裝設與使用。由於流體及列印頭材料間之反應開始的時間點係控制的及已知的，所以一旦以流體啟動列印頭而活化，則其可以持續一段可預測的預定期間。使用的便利性降低了墨水濺出、漏出及暴露至人體的風險，這對於以有機溶劑為基底的墨水或通常劃分為危害物質的其他流體係特別想要的。

同時，可以明瞭的，依據本發明所構形之具有隔離之流體供應件的流體噴出匣當然也可以用於據信不致對於列印頭具有潛在損害性之流體的情況下。例如，含有以水為基底之墨水(其認為對列印頭構造不會有危害)的列印匣依然可以備置有隔離的流體儲庫及隔離器機制，其等使得流體不會與列印頭接觸直到隔離器機制破裂為止。

應該了解的是，上述的參考性排列只是說明此處揭露之原則的應用而已。對於習於此藝者而言，很明顯地，其可以進行諸多的修改而依然不會逸脫於本案申請專利範圍中所載述之本發明的原理及概念。

10．．．列印匣

12．．．外殼

14．．．流體儲庫

16．．．列印頭

18．．．過濾篩或毛細閥

20．．．開口

22．．．虛線

26．．．筒或球

28．．．流體孔隙

30．．．殼

32．．．流體入口

34．．．閥開口

36．．．流體歧管

38．．．液滴

40．．．基材

42．．．手指凹處

44．．．制動針

46．．．制動凹處

110．．．列印匣

112．．．外殼

114．．．流體儲庫

116．．．列印頭

118．．．過濾篩或毛細閥

120．．．開口

122．．．虛線

124．．．滑片

126．．．流體孔隙

128．．．向前固體部

130．．．儲水管

132．．．流體入口

134．．．流體開口

136．．．流體歧管

138．．．液滴

140．．．基材

144．．．制動針

146．．．制動凹處

148．．．箭頭

210．．．列印匣

212．．．外殼

214．．．流體儲庫

216．．．列印頭

218．．．過濾篩或毛細閥

220．．．開口

222．．．虛線

224．．．可破裂膜

226．．．破裂針

228．．．針尖

230．．．儲水管

232．．．活塞頭

234．．．密封件

236．．．流體歧管

238．．．開口

240．．．基材

248．．．箭頭

310．．．列印匣

312．．．外殼

314．．．流體儲庫

316．．．列印頭

320．．．開口

322．．．虛線

324．．．可破裂膜

326．．．破裂針

328‧‧‧針尖

330‧‧‧儲水管

332‧‧‧滑片

334‧‧‧桿端

335‧‧‧側凹處

336‧‧‧流體歧管

338‧‧‧開口

340‧‧‧基材

342‧‧‧中心孔隙

344‧‧‧虛線

346‧‧‧底翼

348‧‧‧箭頭

350‧‧‧壁架

352‧‧‧液滴

410‧‧‧列印匣

412‧‧‧外殼

414‧‧‧流體儲庫

416‧‧‧列印頭

418‧‧‧過濾篩或毛細閥

424‧‧‧可破裂膜

426‧‧‧破裂針

428‧‧‧針尖

430‧‧‧儲水管

432‧‧‧活塞

436‧‧‧凹處

438‧‧‧開口

442‧‧‧嵌入部

444‧‧‧嵌入部

446‧‧‧空氣通路

510‧‧‧匣

512‧‧‧外殼

514‧‧‧儲庫

516‧‧‧列印頭

518‧‧‧過濾篩或毛細閥

520‧‧‧儲庫下端

526‧‧‧破裂針

528‧‧‧針尖

530‧‧‧儲水管區域

532‧‧‧活塞

534‧‧‧板

536‧‧‧流體歧管

第1圖為具有於流體供應件及列印頭間之旋轉閥類型隔離器機制之流體噴出匣實施例的橫截面圖，該閥處於關閉位置；

第2圖為第1圖流體噴出匣的橫截面圖，該閥處於打開位置；

第3圖為具有於流體供應件及列印頭間之滑片閥類型隔離器機制之流體噴出匣實施例的橫截面圖，該閥處於關閉位置；

第4圖為第3圖流體噴出匣的橫截面圖，該閥處於打開位置；

第5圖為可與第3圖之流體噴出匣實施例之滑片閥類型隔離器機制一起使用之滑片實施例的頂視圖；

第6圖為具有可破裂膜類型隔離器機制之流體噴出匣實施例的橫截面圖，其具有向下延伸的破裂針用以刺穿該膜；

第7圖為第6圖流體噴出匣的橫截面圖，其中該膜已經被破裂針破裂；

第8圖為具有可破裂膜類型隔離器機制之流體噴出匣另一實施例的橫截面圖，其具有向上滑動的破裂針用以破裂該膜；

第9圖為第8圖流體噴出匣的橫截面圖，其中該膜已經破裂；

第10圖為具有可破裂膜類型隔離器機制之流體噴出匣另一實施例的橫截面圖，其具有固定的破裂針及可移動的流體儲庫；

第11圖為第10圖流體噴出匣的橫截面圖，其中儲庫已經向下移動且該膜破裂；

第12圖為具有撓性及可移動流體儲庫之流體噴出匣另一實施例的橫截面圖；及

第13圖為第12圖流體噴出匣的橫截面圖，其中儲庫已經向下移動且該膜破裂。