ПРОРЫВАЕМОЕ УПЛОТНЕНИЕ
RUPTURE SEAL

Уровень техники
Некоторые системы струйной печати используют заменяемые картриджи для подачи чернил, устанавливаемые или поддерживаемые рядом с чернильными перьями, чтобы пополнять перья чернилами. Картридж для подачи чернил необходимо снабжать вентиляционным отверстием, чтобы обеспечивать возможность вытекания чернил из картриджа в чернильное перо. Вентиляционное отверстие в картридже для подачи чернил должно быть герметизировано до тех, пока не потребуется намеренно пополнять чернилами чернильное перо, чтобы предотвращать испарение или проливание хранящихся там чернил.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в перспективе узла чернильного пера, который включает в себя цветное чернильное перо с прикрепленными картриджами для подачи желтых, малиновых и голубых чернил.
Фиг.2 - вид в частичном разрезе узла фиг.1 по линии 2-2 на фиг.1.
Фиг.3 - вид в частичном разрезе узла фиг.1, изображающий картридж для подачи чернил, отсоединенный от чернильного пера.
Фиг.4 - вид в разрезе чернильного пера фиг.1 по линии 4-4 на фиг.1.
Фиг.5 - подробный вид в перспективе, изображающий крышку для картриджа для подачи чернил, такого как картридж, показанный на фиг.1-3.
Фиг.6-8 - виды в разрезе, изображающие более подробно уплотнение вентиляционного отверстия в картридже фиг.2 и 3.
Фиг.9-10, 11-12, 13-14 и 15-16 - виды в разрезе, показывающие примеры других уплотнений вентиляционного отверстия, которые можно использовать в картридже для подачи чернил, подобном картриджу, показанному на фиг.2 и 3.
Описание
Варианты осуществления настоящего изобретения были разработаны в стремлении обеспечить прорываемое уплотнение, подходящее для использования в качестве уплотнения вентиляционного отверстия на заменяемых картриджах для подачи чернил. Следовательно, некоторые варианты осуществления изобретения будут описаны со ссылкой на струйную печать и чернильные перья. Чернильное перо также обычно упоминается, например, как чернильный картридж, печатный картридж или узел струйной печатающей головки. Однако варианты осуществления изобретения не ограничены использованием в струйной печати, чернильных перьях или использованием с чернилами. Скорее, варианты осуществления изобретения можно использовать в любом применении или оборудовании, которое может извлечь пользу от такого уплотнения. Примерные варианты осуществления, показанные на чертежах и описанные ниже, поясняют, но не ограничивают изобретение. Можно выполнять и реализовывать другие формы, детали и варианты осуществления. Следовательно, последующее описание не следует рассматривать в качестве ограничения объема изобретения, которое определено в формуле изобретения, следующей за описанием.
Фиг.1 представляет вид в перспективе узла 10 чернильного пера, который включает в себя цветное чернильное перо 12 и картриджи 14, 16 и 18 для подачи чернил, прикрепленные к чернильному перу 12. Синий, малиновый и желтый цвета в картриджах 14, 16 и 18 показаны на фиг.1 к качестве одного примера цветов, используемых в чернильном пере 12. Фиг.2 представляет вид сбоку в разрезе узла 10 чернильного пера, взятом по линии 2-2, проходящей через картридж 18 для подачи желтых чернил на фиг.1. Фиг.3 подобна фиг.2 за исключением того, что картридж для подачи чернил 18 отсоединен от чернильного пера 12. Фиг.4 представляет вид спереди с частичным разрезом, изображающий область насадки для инжекции чернил чернильного пера 12. Относительный масштаб и размеры некоторых из признаков узла 10, показанного на фиг.2-4, сильно скорректированы, а некоторые стандартные признаки, хорошо известные специалистам в технике струйной печати, опущены для ясности.
Обращаясь сначала к фиг.1-3, отметим, что каждый картридж 14, 16 и 18 для подачи чернил входит без зазора в приемник 20, 22 и 24, продолжающийся из кожуха 26 чернильного пера 12. Каждый картридж 14, 16 и 18 включает в себя кожух 28, который заключает в себя резервуар 30 для хранения чернил, выпускное отверстие 32 и вентиляционное отверстие 34. Плоский фланец 36 продолжается до хвостовой части кожуха 28, чтобы облегчать пользователю захват картриджа 14, 16 или 18 для установки и извлечения. Выпускное отверстие 32 расположено у одного края резервуара 30, у нижнего правого угла в варианте осуществления, показанном на фиг.2 и 3. Вентиляционное отверстие 34 расположено у другого края резервуара 30, у верхнего левого угла в варианте осуществления, показанном на фиг.2 и 3. Хотя положение выпускного отверстия 32 и вентиляционного отверстия 34 можно изменять в зависимости от конкретной конфигурации и/или расположения картриджа 14, 16 или 18, ожидается, что выпускное отверстие 32 обычно расположено у нижнего края резервуара 30, чтобы обеспечивать наибольшее возможное вытекание чернил из резервуара 30, а вентиляционное отверстие 34 обычно будет расположено у верхнего края резервуара 30 над уровнем чернил в резервуаре 30.
Кожух 28 картриджа для подачи чернил включает в себя корпус 38 и крышку 40. Корпус 38 и крышку 40 можно образовывать как отдельные части, прикрепленные друг к другу, или как выполненный за одно целое блок. Вентиляционное отверстие 34 образовано в виде отверстия в крышке 40. Один пример крышки 40 показан на фиг.5. Обращаясь теперь также к фиг.5, отметим, что на вентиляционное отверстие 34 воздействует атмосфера через кружной туннель 42. В некоторых применениях картриджа 28 для подачи чернил вентиляционное отверстие 34 можно открывать для воздействия с обратной стороны системы подачи чернил и обеспечивать возможность накачивания, дистанционного вентилирования, отвода или подачи под давлением, а также рециркуляции. Следовательно, прямое вентилирование в атмосферу является только одним примером для вентиляционного отверстия 34. Туннель 42, обычно упоминаемый как лабиринт, образован углублением 44 в верхней части 46 крышки 40, закрытой наклейкой или другим подходящим покрытием 48. Лабиринты, которые хорошо известны в технике струйной печати, обычно используют для вентилирования чернильных перьев, чтобы замедлять скорость испарения. В варианте осуществления, показанном на фиг.2 и 3, выпускное отверстие 32 уплотнено эластичной мембраной 50. Как показано на фиг.2, когда картридж 14, 16 или 18 для подачи чернил устанавливают в приемнике 20, 22 или 24, игла 52, выступающая из кожуха 26 для чернильного пера, прокалывает мембрану 50, чтобы обеспечивать путь для протекания чернил из картриджа 14, 16 или 18 для подачи чернил в чернильное перо 12. Шариковое укупорочное уплотнение 53 уплотняет вентиляционное отверстие 34 картриджа для подачи чернил.
Обращаясь теперь к фиг.2-4, отметим, что печатающая головка 54 размещена в нижней части чернильного пера 12. Печатающая головка 54 включает в себя пластину 56 с каналами, такими как каналы 58 для инжекции чернил, и запускающими резисторами 60, образованными на чипе 62 интегральной микросхемы, расположенном позади каналов 58 для инжекции чернил. Гибкая печатная плата 64 несет электрические соединения от внешних контактных площадок (не показаны) к запускающим резисторам 60. Когда чернильное перо 12 устанавливают в принтер, перо 12 электрически соединяется с контроллером принтера через контактные площадки. При работе контроллер принтера избирательно возбуждает запускающие резисторы 60 через трассы прохождения сигналов в гибкой печатной плате 64. Когда запускающий резистор 60 возбуждают, чернила в камере 66 испарения рядом с резистором 60 испаряются, впрыскивая капельку чернил через канал 58 на средство печати. Затем камера 66 испарения пополняется чернилами из резервуаров 70, 72 или 74 для чернил при подготовке к следующему впрыскиванию. Поток чернил через печатающую головку 54 показан стрелками 68 на фиг.4. Каждый резервуар 70, 72 и 74 для чернил может пополняться чернилами из соответствующего картриджа 14, 16 или 18 для подачи чернил через иглу 52 во впускном окне 76 в каждом резервуаре 70, 72 и 74. Прорываемое уплотнение 53 вентиляционного отверстия на картридже 14, 16 или 18 для подачи чернил обеспечивает возможность вытекания чернил из картриджа 14, 16 или 18 для подачи чернил в соответствующий резервуар 70, 72 или 74.
Фиг.6-8 иллюстрируют один вариант осуществления шарикового укупорочного уплотнения 53 более подробно. Обращаясь теперь к фиг.6-8, отметим, что шарик 78 вдавливают в круглое отверстие 80, которое образует вентиляционное отверстие 34 в крышке 40 кожуха 28 картриджа. Отверстие 80 определено боковой стенкой 82, которая включает в себя ввод 84, седло 86 шарового клапана и вывод 88. Ввод 84 сужается книзу вплоть до заостренного верхнего края 90 седла 86 шарового клапана. Заостренный верхний край 90 помогает останавливать капиллярное перемещение мениска чернил из резервуара 30 в туннель 42. Вывод 88 сужается наружу от заостренного нижнего края 92 седла 86 шарового клапана. Отверстие 80 сконфигурировано так, чтобы прикладывать большее усилие, необходимое для вдавливания шарика 78 в седло 86 шарового клапана, и меньшее усилие, необходимое для выдавливания шарика 78 из седла 86 шарового клапана. Например, диаметр отверстия 80 на верхнем краю 90 выполнен меньшим, чтобы прикладывать большее усилие, необходимое для вдавливания шарика 78 за пределы верхнего края 90 полностью в седло 86 шарового клапана, а диаметр отверстия 80 на нижнем краю 92 выполнен большим, чтобы прикладывать меньшее усилие, необходимое для выдавливания шарика 78 за пределы нижнего края 92 из седла 86 шарового клапана, чем усилие, необходимое для вдавливания шарика 78 обратно за пределы верхнего края 90. Заостренный нижний край 92 также помогает останавливать капиллярное перемещение мениска чернил из резервуара 30 в седло 86 шарового клапана. Вывод 88 сконфигурирован для выдавливания шарика 78 из отверстия 80, как только диаметр шарика 78 проходит нижний край 92, например, обеспечивая возможность нижней части боковой стенки 82 сгибаться, когда шарик 78 выдавливают из седла 86. Радиальная губа (не показана) на нижней части вывода 88 помогает уменьшать усилие мениска от какого-либо мениска чернил, который там образуется. Внешняя стенка 94 сужена книзу на выводе 88, чтобы делать выходное поперечное сечение боковой стенки 82 слабее на нижнем краю 92 и выводе 88.
Лицевая поверхность 94 седла 86 шарового клапана является сферической с диаметром, который немного меньше диаметра шарика 78, чтобы помогать обеспечивать хорошее уплотняющее усилие от посадки с натягом между шариком 78 и лицевой поверхностью 94. Седло 86 шарового клапана расположено так, что шарик 78 находится чуть ниже плоскости верхней части 46 крышки 40. Шариковое укупорочное уплотнение 53 прорывают, чтобы снабжать вентиляционным отверстием резервуар 30, надавливая на покрытие 48 до тех пор, пока шарик 78 не вытолкнут из отверстия 80, как показано на фиг.7 и 8. Относительные геометрические размеры шарика 78 и соответствующих деталей отверстия 80 определены, по меньшей мере частично, таким образом, чтобы снизить до минимума длину перемещения, необходимого для выдавливания шарика 78 вниз и из седла 86 шарового клапана.
Фиг.9 и 10 иллюстрируют другой вариант осуществления прорываемого уплотнения 96, такого которое можно использовать для уплотняющего вентиляционного отверстия 34 в картриджах 14, 16 и 18 для подачи чернил. Обращаясь теперь к фиг.9 и 10, отметим, что уплотнение 96 сконструировано как обычная "гантелеобразная" пробка, и это уплотнение включает в себя верхний фланец 98 и нижний фланец 100, продолжающиеся от корпуса 102. Нижней фланец 100 продолжается от корпуса 102 больше, чем верхний фланец 98, так что усилие, необходимое для вдавливания пробки 96 в резервуар 30, меньше чем усилие, необходимое для выдавливания пробки назад из отверстия 104 в крышке 40.
Фиг.11 и 12 иллюстрируют другой вариант осуществления прорываемого уплотнения 106, такого которое можно использовать для уплотняемого вентиляционного отверстия 34 в картриджах 14, 16 и 18 для подачи чернил. Обращаясь теперь к фиг.11 и 12, отметим, что уплотнение 106 сконструировано как ослабленная "прорываемая секция" 108 крышки 40. Прорываемая секция 108 включает в себя стойку 110 и узкую горловину 112. Стойка 110 продолжается до верхней части 46 крышки 40 или близко к ней и она расположена обычно в центре секции 108, окруженной горловиной 112 (или между участками 112 горловины, если горловина не является непрерывной). Уплотнение 106 прорывают, нажимая покрытием 48 на стойку 110, чтобы прорвать горловину 112 и подвергнуть резервуар 30 воздействию атмосферы через туннель 42.
Фиг.13 и 14 иллюстрируют другой вариант осуществления прорываемого уплотнения 114, такого который можно использовать для уплотняемого вентиляционного отверстия 34 в картриджах 14, 16 и 18 для подачи чернил. Обращаясь теперь к фиг.13 и 14, отметим, что уплотнение 114 сконструировано как ослабленная "прорываемая секция" 116 крышки 40. Прорываемая секция 116 включает в себя стойку 118 и узкую горловину 120. Винт 122, ввинчиваемый в крышку 40 над стойкой 118, используют для прорывания уплотнения 114. Уплотнение 114 прорывают, ввинчивая винт 122 в стойку 118, чтобы прорвать горловину 120 и подвергнуть резервуар 30 воздействию атмосферы через туннель 122, образованный вдоль внутренней части крышки 40.
Фиг.15 и 16 иллюстрируют другой вариант осуществления прорываемого уплотнения 126, такого который можно использовать для уплотняемого вентиляционного отверстия 34 в картриджах 14, 16 и 18 для подачи чернил. Обращаясь теперь к фиг.15 и 16, отметим, что уплотнение 126 сконструировано как прокалываемая наклейка или другое покрытие 128 над туннелем 130, который продолжается от отверстия 132 в крышке 40. Уплотнение 126 прорывают, прокалывая покрытие 128, чтобы подвергнуть резервуар 30 воздействию атмосферы через туннель 130. Более глубокую часть 134 туннеля 130 можно образовать в желаемом местоположении для прокалываемого покрытия 128, при необходимости или по желанию, чтобы облегчать прорывание покрытия 128.
Как отмечено в начале этого описания, примерные варианты осуществления, показанные на чертежах и описанные выше, иллюстрируют, но не ограничивают изобретение. Можно реализовывать и выполнять другие формы, детали и варианты осуществления. Следовательно, вышеизложенное описание не следует рассматривать как ограничивающее объем изобретения, который определен в последующей формуле изобретения.