КРЫШКА КАРТРИДЖА, КАРТРИДЖ, ГОЛОВКА ДЛЯ ПЕЧАТАНИЯ КРАСОЧНЫМИ СТРУЯМИ И СТРУЙНОЕ ПЕЧАТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2025 года по МПК B41J2/175 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к области технологии струйной печати, в частности относится к предотвращению утечки краски за пределы картриджа из вентиляционного отверстия вследствие транспортировки и/или использования головки для печатания красочными струями на высоте, отличной от высоты предприятия, и, более конкретно относится к крышке картриджа, картриджу, головке для печатания красочными струями и струйному печатающему устройству.

Предпосылки создания изобретения

[0002] Как проиллюстрировано на фиг. 1a, 1b и 2, картридж 37 головки для печатания красочными струями содержит корпус 4 картриджа и крышку 15 картриджа, закрывающую отверстие 38 корпуса 4 картриджа. Резервуар 10 для краски, содержащий краску, выполнен внутри корпуса 4 картриджа. Корпус 4 картриджа дополнительно содержит сквозное отверстие 13 для потока краски, сообщающее резервуар 10 для краски с эжекторными камерами головки для печатания красочными струями, при этом сквозное отверстие 13 для потока краски сообщается с резервуаром 10 для краски через фильтр 12 и трубку 11.

[0003] Потоком краски через эжекторные сопла эжекторных камер головки для печатания красочными струями следует точно управлять, потому что это одно из основных требований для получения высококачественных печатей на струйном печатающем устройстве. Одной системой, которая помогает в обеспечении такой степени управления потоком краски, является система противодавления, которая создает небольшое отрицательное давление в жидкости, содержащейся в резервуаре для краски картриджа головки для печатания красочными струями. Отрицательное давление в жидкости предотвращает непреднамеренную утечку краски. В противном случае такая утечка может произойти, когда головка для печатания красочными струями, использующая краску, простаивает или картридж подвергается резким ускорениям во время манипуляций.

[0004] Как проиллюстрировано на фиг. 1а, 1b и 2, возможная система противодавления, которая хорошо известна в данной области техники, использует пористый элемент 14 (например, пенопласт с открытыми порами), волокнистый элемент или комбинацию двух элементов, вставленных в резервуар 10 для краски картриджа 37, для создания отрицательного давления в жидкости, содержащейся внутри резервуара 10 для краски, создаваемого капиллярным эффектом сети пор или между волокнами, как описано в патенте ЕР 3302983 В1.

[0005] Когда противодавление создается капиллярной силой, создаваемой пористым элементом 14, вставленным в резервуар 10 для краски, резервуар 10 для краски должен сообщаться с внешней средой. Другими словами, граничная поверхность жидкости внутри пористого элемента 14 должна находиться при атмосферном давлении. Если резервуар 10 для краски не сообщается с внешней средой, а уровень краски в резервуаре 10 для краски снижается из-за выброса краски во время печати, давление жидкости, содержащейся в резервуаре 10 для краски, упадет далеко за пределы подходящего значения противодавления, предотвращая дальнейший выброс краски из головки для печатания красочными струями.

[0006] Для обеспечения соответствующего сообщения с внешней средой крышка 15 картриджа, как правило, оснащена вентиляционным отверстием 17, за исключением отверстия 16 для заливки краски. В частности, как проиллюстрировано на фиг. 1а, 1b, 2 и 3, крышка 15 картриджа оснащена отверстием 16 для заливки краски, через которое игла проникает через пористый элемент 14 на большую часть пути для заливки краски в резервуар 10 для краски, и вентиляционным отверстием 17 для сообщения резервуара 10 для краски с внешней средой. Вентиляционное отверстие 17 расположено на одном конце неглубокого змеевидного вентиляционного канала 18, который отформован на внешней поверхности крышки 15 картриджа. Отверстие 16 для заливки краски довольно большое и закрывается после заливки (краски) клейкой этикеткой 19 или пробкой (не показана) для предотвращения чрезмерного испарения краски. Клейкая этикетка 19 перекрывает не только отверстие 16 для заливки краски, но и вентиляционное отверстие 17. Клейкая этикетка 19 закрывает поверх большую часть неглубокого змеевидного вентиляционного канала 18, действуя как потолочная поверхность. Вентиляционное выходное отверстие 20 в самом конце неглубокого змеевидного вентиляционного канала 18 остается открытым, позволяя резервуару 10 для краски сообщаться с внешней средой. Небольшое поперечное сечение и подходящая длина неглубокого змеевидного вентиляционного канала 18 обеспечивают низкую скорость испарения и в то же время поддерживают баланс давления внутри и снаружи резервуара 10 для краски даже во время печати. Конечно, две отдельные этикетки (не проиллюстрированы) также могут быть подходящими для отверстия 16 для заливки краски и вентиляционного отверстия 17, соответственно. Внутренняя поверхность крышки 15 картриджа, как проиллюстрировано на фиг. 4, помимо отверстия 16 для заливки краски и вентиляционного отверстия 17, как правило, оснащена окружной герметизирующей рамой 22, подходящей для ультразвукового соединения с корпусом 4 картриджа и множеством ребер 23, и дополнительной внешней периметрической усиливающей рамой 41, которые предназначены для надлежащего усиления крышки 15 картриджа, предотвращая любую деформацию или поломку крышки 15 картриджа. Обычно такие ребра 23 и внешнюю окружающую усиливающую раму 41 получают сразу в процессе формования крышки 15 картриджа.

[0007] Краска, залитая в резервуар 10 для краски, пропитывает большую часть пористого элемента 14. Капиллярная сила предотвращает выход краски из пористого элемента 14. Тем не менее, краска обладает определенной внутренней подвижностью через пористый элемент 14, в частности, когда пористый элемент 14 представляет собой волокнистый элемент, который легко позволяет краске перемещаться вдоль направления волокон. Таким образом, манипуляции с головкой для печатания красочными струями, заполненной краской, могут привести к накоплению некоторого количества воздуха в пористом элементе 14. Этот накопленный воздух может быть даже окружен краской. Некоторое дополнительное скопление воздуха могло произойти даже в трубках 11 из-за возможных неправильных операций или отсутствия герметизации между отверстием 16 для заливки краски и иглой на этапе заливки краски. Вкратце, существует определенная вероятность того, что в головке для печатания красочными струями некоторые островки воздуха останутся внутри краски.

[0008] После заливки атмосферное давление, окружающее головку для печатания красочными струями, присутствует также в той части резервуара 10 для краски, в которой нет краски, в то время как в жидкости, содержащейся в головке для печатания красочными струями, полученное в результате давление обусловлено атмосферным давлением, увеличиваемым за счет гидростатического давления столба жидкости и уменьшаемым за счет капиллярного давления пористого элемента 14. Капиллярность пористого элемента 14, которая зависит от размера пор, а также от поверхностного натяжения краски и смачиваемости материала пористого элемента, тщательно спроектирована таким образом, чтобы обеспечить более низкое давление жидкости, содержащейся в резервуаре для краски, по отношению к внешней среде.

[0009] Прежде чем головка для печатания красочными струями будет готова к транспортировке, эжекторное сопло герметизируется подходящей клейкой лентой, чтобы предотвратить испарение краски и защитить эжекторное сопло от загрязнения частицами или механических царапин. Наконец, головка для печатания красочными струями помещается в пластиковый стакан и герметизируется двухслойной пластиково-алюминиевой упаковочной заглушкой. В результате головка для печатания красочными струями оказывается заключенной в герметичный контейнер, внутреннее давление которого равно атмосферному давлению на заводе.

[0010] Однако, во время транспортировки головки для печатания красочными струями или когда головка для печатания красочными струями должна использоваться в областях на большой высоте, герметичный контейнер может подвергаться значительным изменениям давления. Например, при авиаперевозке грузовой отсек может быть доведен до низкого давления во время полета. В другом примере конечный пункт назначения головки для печатания красочными струями может находиться при давлении окружающей среды, сильно отличающемся от давления на заводе, из-за разных высот. Изменения давления окружающей среды герметичного контейнера могут вызвать дисбаланс между внутренним давлением герметичного контейнера и давлением окружающей среды. Несбалансированное внутреннее давление герметичного контейнера вытягивает наружу упаковочную заглушку, так что внутреннее давление герметичного контейнера снижается по сравнению с первоначальным заводским давлением.

[0011] Поскольку резервуар для краски сообщается через вентиляционное отверстие с областью за пределами картриджа, воздух, скопленный внутри пористого элемента, может расширяться, если окружающая среда находится под более низким давлением, чем заводское, вытягивая краску, которая может вытекать из вентиляционного отверстия, либо когда картридж находится в герметичном контейнере, либо когда конечный пользователь откидывает упаковочную заглушку.

[0012] Герметизация вентиляционного выходного отверстия дополнительной этикеткой или съемной пробкой может помочь только предотвратить утечку краски внутрь герметизированного стакана, но это не сработает, если конечное давление назначения значительно ниже заводского: удаление дополнительной этикетки или пробки вызовет внезапный дисбаланс внутреннего давления, распыляя краску за пределы вентиляционного выходного отверстия. Такое явление, вероятно, также возникнет, если внутри пористого элемента не будет скоплен воздух. Внезапное искажение внутреннего давления в герметичном контейнере может легко привести к распылению краски из вентиляционного отверстия в любом случае, поскольку сообщение между поверхностью жидкости в резервуаре для краски и внешней средой происходит на небольшом расстоянии, и краска может вытекать наружу почти напрямую.

[0013] Ситуация с распылением краски из вентиляционного отверстия 17 схематически изображена на фиг. 2. Взаимное положение резервуара 10 для краски и крышки 15 картриджа проиллюстрировано в покомпонентном изображении, где резкий поток 21 краски, вызванный дисбалансом давления, схематично представлен стрелками. Краска быстро покрывает короткий и прямой путь к отверстию 16 для заливки краски и вентиляционному отверстию 17 крышки 5 картриджа. Отверстие 16 для заливки краски герметизируется клейкой этикеткой 19 (фиг. 3b), которая также перекрывает вентиляционное отверстие 17 и большую часть неглубокого змеевидного вентиляционного канала 18, оставляя вентиляционное выходное отверстие 20 сообщающимся с внешней средой. Объем неглубокого змеевидного вентиляционного канала 18 под клейкой этикеткой 19 очень мал и может быть быстро заполнен краской, которая, как оказывается, распыляется из вентиляционного выходного отверстия 20 в самом конце неглубокого змеевидного вентиляционного канала 18.

Краткое описание изобретения

[0014] Для решения вышеупомянутых технических задач решение настоящего изобретения состоит в оснащении крышки картриджа расширительным зазором, соединенным с вентиляционным отверстием, для сбора любого возможного потока краски, вызванного дисбалансом между внутренним давлением резервуара для краски и давлением окружающей среды за пределами резервуара для краски вследствие изменений давления окружающей среды, предотвращая утечку краски из картриджа.

[0015] В одном аспекте настоящего изобретения предусмотрена крышка картриджа. Крышка картриджа содержит внешний элемент крышки и внутренний элемент крышки. Внешний элемент крышки оснащен отверстием для заливки краски и вентиляционным отверстием. Внутренний элемент крышки прикреплен к внешнему элементу крышки и перекрывает вентиляционное отверстие. При этом между внешним элементом крышки и внутренним элементом крышки выполнен расширительный зазор, причем расширительный зазор имеет входное отверстие, через которое краска может затекать в расширительный зазор, и расширительный зазор сообщается с внешней средой через вентиляционное отверстие.

[0016] Крышка картриджа настоящего изобретения может предотвращать попадание краски в область за пределами картриджа на коротком пути посредством прямого сообщения. Наоборот, краска вынуждена проходить через более длинный расширительный зазор, уменьшая интенсивность возможного распыления и обеспечивая внутренний расширительный объем или внутренний расширительный зазор, способный содержать всю или большую часть краски, вытесненной из-за дисбаланса давления.

[0017] Предпочтительно, расширительный зазор представляет собой расширительную схему, которая является замкнутой. Придание расширительному зазору замкнутой формы улучшит как эффект вываливания, так и доступный объем, необходимый для прохождения. Замкнутая расширительная схема вынуждает краску, текущую в расширительный зазор из входного отверстия, проходить более длинный путь потока и требовать больше времени перед распылением из вентиляционного отверстия.

[0018] Предпочтительно, расширительный зазор содержит пористый материал. Пористый материал может улучшить затухание интенсивности потока краски без ущерба для жидкостной связи с внешней средой.

[0019] Предпочтительно, расширительный зазор содержит множество расширительных камер, сообщающихся по текучей среде через узкие проходы сообщения, и каждая из расширительных камер окружена стенками камеры, соединенными с внешним элементом крышки и внутренним элементом крышки. Резкое изменение ширины вдоль расширительной схемы из-за множества узких проходов сообщения способствует затуханию потока.

[0020] Предпочтительно, стенки камеры содержат две криволинейные стенки, окружающие вентиляционное отверстие.

[0021] Предпочтительно, две соседние стенки камеры разнесены друг от друга с образованием узких проходов сообщения.

[0022] Предпочтительно, узкий(-ие) проход(-ы) сообщения образован(-ы) в стенке(-ах) камеры.

[0023] Предпочтительно, внутренний элемент крышки параллелен внешнему элементу крышки.

[0024] Во втором аспекте настоящего изобретения предусмотрен картридж. Картридж содержит корпус картриджа и крышку картриджа, упомянутые выше. Корпус картриджа имеет отверстие и сквозное отверстие для потока краски. Резервуар для краски, содержащий краску, выполнен внутри корпуса картриджа. Крышка картриджа закрывает отверстие.

[0025] Предпочтительно, картридж содержит пористый элемент и/или волокнистый элемент, вставленный в резервуар для краски.

[0026] В третьем аспекте настоящего изобретения предусмотрена головка для печатания красочными струями. Головка для печатания красочными струями содержит картридж, упомянутый выше.

[0027] Предпочтительно, головка для печатания красочными струями представляет собой печатающую головку для термографической струйной печати, содержащую микрофлюидное устройство, прикрепленное к картриджу. Микрофлюидное устройство содержит множество резисторов, множество эжекторных камер и пластину с соплами. Множество эжекторных камер расположены над резисторами и сообщаются по текучей среде со сквозным отверстием для потока краски. Пластина с соплами закрывает эжекторные камеры и оснащена эжекторными соплами для распыления краски из эжекторных камер.

[0028] В четвертом аспекте настоящего изобретения предусмотрено струйное печатающее устройство, содержащее головку для печатания красочными струями, упомянутую выше.

Краткое описание чертежей

[0029] Неограничительные и неисчерпывающие варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны с помощью примеров со ссылками на чертежи ниже, на которых:

[0030] на фиг. 1a и 1b проиллюстрированы покомпонентные изображения известного картриджа.

[0031] На фиг. 2 проиллюстрирована принципиальная схема картриджа, показанного на фиг. 1a и 1b.

[0032] На фиг. 3a проиллюстрирована принципиальная схема внешней поверхности крышки картриджа, показанного на фиг. 1a и 1b, с которой удалена клейкая этикетка.

[0033] На фиг. 3b проиллюстрирована принципиальная схема внешней поверхности крышки картриджа, показанного на фиг. 1a и 1b.

[0034] На фиг. 4 проиллюстрирован вид снизу крышки известного картриджа.

[0035] На фиг. 5 проиллюстрировано схематическое изображение головки для печатания красочными струями согласно варианту осуществления настоящего изобретения в перспективе.

[0036] На фиг. 6a и 6b проиллюстрированы покомпонентные изображения картриджа головки для печатания красочными струями, показанной на фиг. 5

[0037] На фиг. 7 проиллюстрировано схематическое изображение в неполном разрезе микрофлюидного устройства головки для печатания красочными струями, показанной на фиг. 5.

[0038] На фиг. 8 проиллюстрирована принципиальная схема крышки картриджа согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения в перспективе, с которой удален внутренний элемент крышки.

[0039] На фиг. 9 проиллюстрирован вид снизу внешнего элемента крышки картриджа согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

[0040] На фиг. 10 проиллюстрирована принципиальная схема крышки картриджа согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения в перспективе.

[0041] На фиг. 11 проиллюстрирован вид снизу крышки картриджа согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

[0042] На фиг. 12 проиллюстрирована принципиальная схема крышки картриджа согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения в перспективе, с которой удален внутренний элемент крышки.

[0043] На фиг. 13 проиллюстрирован вид снизу внешнего элемента крышки картриджа согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

[0044] На фиг. 14 проиллюстрирована принципиальная схема внутренней поверхности внешнего элемента крышки картриджа согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.

[0045] На фиг. 15 проиллюстрировано изображение в поперечном разрезе крышки картриджа в соответствии со стенкой камеры.

Подробное описание вариантов осуществления

[0046] Чтобы сделать вышеизложенные и другие признаки и преимущества настоящего изобретения более понятными, настоящее изобретение дополнительно описано в сочетании с приложенными ниже чертежами. Следует понимать, что конкретные варианты осуществления настоящего изобретения являются иллюстративными и не предназначены для ограничения.

[0047] В настоящем изобретении предусмотрены крышка картриджа, картридж, головка для печатания красочными струями и струйное печатающее устройство. На фиг. 5 проиллюстрировано схематическое изображение головки 1 для печатания красочными струями согласно варианту осуществления настоящего изобретения в перспективе. В настоящем изобретении головка 1 для печатания красочными струями представляет собой печатающую головку для термографической струйной печати, такую как головка для печатания красочными пузырьками. В других вариантах осуществления головка 1 для печатания красочными струями может также представлять собой пьезоэлектрическую головку для печатания красочными струями.

[0048] Как проиллюстрировано на фиг. 5, 6a и 6b, головка 1 для печатания красочными струями содержит один или более картриджей 37. Картриджи 37 могут содержать краску разных цветов, соответственно. Картридж 37 содержит корпус 4 картриджа, который, как правило, выполнен из пластикового материала. Корпус 4 картриджа имеет отверстие 38 и сквозное отверстие 13 для потока краски. Резервуар 10 для краски, содержащий краску, выполнен внутри корпуса 4 картриджа. Между сквозным отверстием 13 для потока краски и резервуаром 10 для краски предусмотрено фильтрующее устройство 12. В этом варианте осуществления фильтрующее устройство 12 представляет собой сетчатый фильтр. Необязательно, фильтрующее устройство 12 сообщается со сквозным отверстием 13 для потока краски через трубку 11 (например, напорную трубку), которая начинается фильтрующим устройством 12 на границе с резервуаром 10 для краски и заканчивается на другом конце сквозным отверстием 13 для потока краски.

[0049] Как проиллюстрировано на фиг. 5, головка 1 для печатания красочными струями дополнительно содержит микрофлюидное устройство 2, прикрепленное к картриджу 37. Например, микрофлюидное устройство 2 приклеено к корпусу 4 картриджа 37 с помощью герметизирующего клея, который обеспечивает соединение между микрофлюидным устройством 2 и картриджем 37 как с механической прочностью, так и герметичностью. Микрофлюидное устройство 2 сообщается по текучей среде со сквозным отверстием 13 для потока краски картриджа 37, так что краска, содержащаяся в резервуаре 10 для краски картриджа 37, может течь к микрофлюидному устройству 2 через сквозное отверстие 13 для потока краски. Микрофлюидное устройство 2 электрически активируется через контактные площадки 3.

[0050] Как проиллюстрировано на фиг. 7, микрофлюидное устройство 2 содержит множество эжекторных камер 6 и множество резисторов 5, которые соответствуют множеству эжекторных камер 6. Эжекторные камеры 6 расположены над резисторами 5 и являются частью жидкостной схемы 7, которая сообщается по текучей среде со сквозным отверстием 13 для потока краски картриджа 37. Таким образом, следует сказать, что эжекторная камера 6 сообщается по текучей среде со сквозным отверстием 13 для потока краски. Краска из сквозного отверстия 13 для потока краски течет в жидкостной схеме 7 и входит в эжекторные камеры 6. Жидкостная схема 7 структурирована в подходящем полимерном слое, называемом барьерный слой 39. Пластина 8 с соплами расположена на барьерном слое 39 и закрывает верхнюю часть микрофлюидного устройства 2. Пластина 8 с соплами также закрывает эжекторные камеры 6. Пластина 8 с соплами оснащена эжекторным соплом 9 для каждой эжекторной камеры 6. Эжекторные сопла 9 используются для распыления краски из эжекторных камер 6. В частности, внезапный импульс тока может быть подан по запросу через резисторы 5, вызывая быстрое испарение тонкого слоя краски. Высокое значение давления пара вызывает расширение пузырька пара, который вытягивает краску выше из эжекторных сопел 9, вызывая, в свою очередь, выброс капель краски. После выброса новая краска извлекается из резервуара 10 для краски, чтобы снова заполнить эжекторные камеры 6 и эжекторные сопла 9.

[0051] Как упоминалось выше, в головке 1 для печатания красочными струями используется система противодавления, помогающая обеспечить управление потоком краски. В этом варианте осуществления, как проиллюстрировано на фиг. 6а и 6b, пористый элемент 14 (например, пенопласт с открытыми порами) и/или волокнистый элемент могут быть вставлены в резервуар 10 для краски для создания отрицательного давления в жидкости, содержащейся в резервуаре 10 для краски, создаваемого капиллярным эффектом сети пор или между волокнами. Однако, можно использовать и другие методы для создания подходящего противодавления в жидкости. Например, можно использовать блистер с отверстием, который сообщается по текучей среде с трубкой и эжекторными камерами; оболочка блистера механически смещена наружу через металлическую пружину или какой-либо другой упругий элемент. Блистер изолирован по текучей среде от внешней среды, кроме отверстия сообщения с трубкой. Упругий компонент должен быть тщательно откалиброван, чтобы обеспечить подходящее противодавление в течение всего срока службы головки для печатания красочными струями.

[0052] Как проиллюстрировано на фиг. 6a и 6b, картридж 37 дополнительно содержит крышку 15 картриджа, закрывающую отверстие 38 корпуса 4 картриджа. В частности, окружная герметизирующая рама 22 крышки 15 картриджа может быть соединена с корпусом 4 картриджа таким образом, что отверстие 38 корпуса 4 картриджа закрывается крышкой 15 картриджа. Чтобы устранить или по меньшей мере смягчить эффект дисбаланса между давлением внутри картриджа 37 и давлением снаружи картриджа 37, в крышке 15 картриджа создается определенный расширительный объем краски или расширительный зазор 25. Цель состоит в том, чтобы предотвратить попадание краски в область за пределами картриджа 37 на коротком пути посредством прямого сообщения. Наоборот, краска вынуждена проходить через более длинный расширительный зазор 25, в частности замкнутый расширительный путь или расширительную схему, перед попаданием в вентиляционное отверстие 17, уменьшая интенсивность возможного распыления и обеспечивая внутренний расширительный объем или внутренний расширительный зазор 25, способный содержать всю или большую часть краски, вытесненной из-за дисбаланса давления.

[0053] Как проиллюстрировано на фиг. 6a, 6b и 8–11, крышка 15 картриджа содержит внешний элемент 40 крышки и внутренний элемент 27 крышки, прикрепленный к внешнему элементу 40 крышки. Следует отметить, что термины, описывающие взаимосвязь положений, упомянутую в данном документе, такие как «внешний», «внутренний», «верхний» и «нижний», описаны в отношении случая, когда крышка 15 картриджа закрывает отверстие 38 корпуса 4 картриджа. Внешний элемент 40 крышки оснащен отверстием 16 для заливки краски в резервуар 10 для краски картриджа 37 и вентиляционным отверстием 17 для сообщения резервуара 10 для краски картриджа 37 с внешней средой. Вентиляционное отверстие 17 расположено на одном конце неглубокого змеевидного вентиляционного канала 18, который отформован на внешней поверхности внешнего элемента 40 крышки. Отверстие 16 для заливки краски является большим, через него может проходить инструмент для заливки краски, такой как игла, для заливки краски в резервуар 10 для краски. Внутренний элемент 27 крышки предусмотрен на внутренней стороне внешнего элемента 40 крышки и перекрывает вентиляционное отверстие 17. Следует понимать, что внутренний элемент 27 крышки не перекрывает отверстие 16 для заливки краски во избежание влияния на заливку краски через отверстие 16 для заливки краски. Расширительный зазор 25, который имеет входное отверстие 26, выполнен между внешним элементом 40 крышки и внутренним элементом 27 крышки. Расширительный зазор 25 сообщается с внешней средой через вентиляционное отверстие 17. Входное отверстие 26 может быть предусмотрено на противоположной стороне относительно вентиляционного отверстия 17, например, входное отверстие 26 может быть предусмотрено во внутреннем элементе 27 крышки. Альтернативно, входное отверстие 26 может также быть предусмотрено между внешним элементом 40 крышки и внутренним элементом 27 крышки. Если крышка 15 картриджа закрывает отверстие 38 корпуса 4 картриджа, входное отверстие 26 позволяет краске вытекать из резервуара 10 для краски в расширительный зазор 25, и вентиляционное отверстие 17 обеспечивает сообщение расширительного зазора 25 с внешней средой. Внутренняя поверхность (например, нижняя поверхность) внешнего элемента 40 крышки действует как потолок расширительного зазора 25, тогда как внешняя поверхность (например, верхняя поверхность) внутреннего элемента 27 крышки действует как пол расширительного зазора 25. В одном возможном варианте осуществления внутренний элемент 27 крышки параллелен внешнему элементу 40 крышки. Внутренний элемент 27 крышки может быть прикреплен с возможностью отсоединения к внешнему элементу 40 крышки. Внутренний элемент 27 крышки также может быть соединен с внешним элементом 40 крышки с использованием подходящего клея или адгезива, или ультразвуковой сварки, или любого другого метода, хорошо известного в данной области техники. Кроме того, внутренний элемент 27 крышки можно было бы даже изготовить путем формования, как и остальную часть крышки 15 картриджа, но процесс изготовления оказался бы очень сложным и дорогим.

[0054] Предпочтительно, расширительный зазор 25 представляет собой расширительную схему, которая является замкнутой. Придание расширительному зазору 25 замкнутой формы улучшит как эффект затухания, так и доступный объем, необходимый для прохождения. Замкнутая расширительная схема вынуждает краску, поступающую в расширительный зазор 25 из входного отверстия 26, проходить более длинный путь потока и требовать больше времени перед распылением из вентиляционного отверстия 17.

[0055] Один из видов замкнутой расширительной схемы можно рассматривать как последовательность расширительных камер, соединенных узкими проходами сообщения. В частности, как проиллюстрировано на фиг. 8–13, расширительный зазор 25 может содержать множество расширительных камер, который сообщаются по текучей среде через узкие проходы сообщения. Например, со ссылкой на фиг. 14, расширительные камеры 31 и 32 сообщаются через узкий проход 33 сообщения. Резкое изменение ширины вдоль расширительной схемы из-за множества узких проходов 33 сообщения способствует затуханию потока.

[0056] Расширительные камеры могут быть окружены стенками 24 камеры и внешней периметрической усиливающей рамой 41, соединенной, в свою очередь, с внешним элементом 40 крышки и внутренним элементом 27 крышки. Внешний элемент 40 крышки и внутренний элемент 27 крышки могут быть соединены со стенками 24 камеры и внешней периметрической усиливающей рамой 41 без влияния на окружную герметизирующую раму 22. Стенки 24 камеры можно получить, изменив конструкцию ребер существующей крышки картриджа (одна из них проиллюстрирована на фиг. 4), добавив дополнительные детали или изменив длину и положение существующих ребер 23, чтобы создать стенки 24 расширительных камер. Стенки 24 камеры и внешняя периметрическая усиливающая рама 41 могут быть соединены с внешним элементом 40 крышки и внутренним элементом 27 крышки с использованием подходящего клея или адгезива, или ультразвуковой сварки, или любого другого метода, хорошо известного в данной области техники.

[0057] Необязательно, расширительный зазор 25 может содержать некоторое количество пористого материала. Например, в другом варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 12 и 13, часть расширительного зазора 25 в крышке 15 картриджа может даже содержать некоторое количество пористого материала 28, чтобы улучшить затухание интенсивности потока краски без ущерба для сообщения по текучей среде с внешней средой. Пористый материал 28 может содержаться только в одной расширительной камере или может также содержаться во множестве расширительных камер или даже во всех расширительных камерах.

[0058] В еще одном варианте осуществления стенки некоторых расширительных камер имеют криволинейный профиль, а не прямолинейный, как проиллюстрировано на фиг. 14. В этом варианте стенки камеры содержат две криволинейные стенки 29, окружающие вентиляционное отверстие 17. Две криволинейные стенки 29 разнесены друг от друга так, что образуются два узких прохода 30 сообщения для краски.

[0059] Узкие проходы сообщения можно получить разными способами, как проиллюстрировано на фиг. 15. Поперечное сечение крышки 15 картриджа в соответствии со стенкой 24 камеры показывает различные возможные способы получения узкого прохода сообщения. Например, две соседние стенки 24 камеры разнесены друг от друга, и узкий проход 34 сообщения образован зазором между двумя соседними стенками 24 камеры, где зазор проходит от внешнего элемента 40 крышки до внутреннего элемента 27 крышки. В другом примере узкий проход 35 сообщения, выполненный в виде зазора, предусмотрен в стенке 24 камеры, и зазор не достигает внешнего элемента 40 крышки, но имеется стояк, соединяющий две стороны зазора, что приводит к неглубокому зазору. В еще одном примере узкий проход 36 сообщения полностью расположен в стенке 24 камеры и выполнен в виде отверстия по всей стенке 24 камеры. Первые два варианта можно легко получить с помощью стандартного процесса формования, в то время как последний требует более сложного производственного процесса. В любом случае, все они могут быть с пользой приняты.

[0060] Описанные варианты осуществления являются просто примерами концепции настоящего изобретения. Детальные характеристики расширительного зазора или расширительной схемы могут быть соответствующим образом изменены или объединены в соответствии с различными решениями, не выходя за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Расширительный зазор, встроенный в крышку картриджа, для картриджа головки для печатания красочными струями устраняет проблемы, вызванные дисбалансом давления между внутренней и внешней частью резервуара для краски, устраняя логистические недостатки и обеспечивая правильное использование головки для печатания красочными струями на разной высоте.

[0061] Различные технические признаки, описанные выше, могут произвольно комбинироваться. Хотя описаны не все возможные комбинации различных технических признаков, но все комбинации этих технических признаков следует рассматривать как находящиеся в пределах объема, описанного в настоящем описании, при условии, что они не противоречат друг другу.

[0062] Несмотря на описание изобретения в сочетании с вариантами осуществления, специалисты в данной области техники должны понимать, что приведенное выше описание и чертежи являются только иллюстративными, а не ограничивающими, и настоящее изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Возможны различные модификации и вариации без отклонения от сущности настоящего изобретения.

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 - головка для печатания красочными струями

2 - микрофлюидное устройство

3 - контактная площадка

4 - корпус картриджа

5 - резистор

6 - эжекторная камера

7 - жидкостная схема

8 - пластина с соплами

9 - эжекторное сопло

10 - резервуар для краски

11 - трубка

12 - фильтрующее устройство

13 - сквозное отверстие для потока краски

14 - пористый элемент

15 - крышка картриджа

16 - отверстие для заливки краски

17 - вентиляционное отверстие

18 - неглубокий змеевидный вентиляционный канал

19 - клейкая этикетка

20 - вентиляционное выходное отверстие

21 - поток краски

22 - окружная герметизирующая рама

23 - ребро

24 - стенка камеры

25 - расширительный зазор

26 - входное отверстие

27 - внутренний элемент крышки

28 - пористый материал

29 - криволинейная стенка

30 - узкий проход сообщения

31 - расширительная камера

32 - расширительная камера

33 - узкий проход сообщения

34 - узкий проход сообщения

35 - узкий проход сообщения

36 - узкий проход сообщения

37 - картридж

38 - отверстие

39 - барьерный слой

40 - внешний элемент крышки

41 - внешняя периметрическая усиливающая рама.

Настоящее изобретение относится к области технологии струйной печати. Картриджи, резервуар для краски которых сообщается с внешней средой через вентиляционное отверстие, подвержены утечке краски при значительных изменениях внешнего давления по отношению к внешнему давлению после заливки краски, в частности из-за возможных пузырьков воздуха, попавших в резервуар для краски. В настоящем изобретении предусмотрены крышка картриджа с расширительным зазором, выполненным между внешним элементом крышки и внутренним элементом крышки. Расширительный зазор сообщается с внешней средой через вентиляционное отверстие и имеет входное отверстие, через которое краска может затекать в расширительный зазор. В настоящем изобретении также предусмотрены картридж, головка для печатания красочными струями и струйное печатающее устройство. Технический результат заключается в обеспечении низкой скорости испарения и в то же время поддержания баланса давления внутри и снаружи резервуара для краски даже во время печати, избегая искажение внутреннего давления в герметичном контейнере, которое могло бы легко привести к распылению краски из вентиляционного отверстия. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Крышка картриджа, содержащая:

внешний элемент крышки, оснащенный отверстием для заливки краски и вентиляционным отверстием; и

внутренний элемент крышки, прикрепленный к внешнему элементу крышки и перекрывающий вентиляционное отверстие,

отличающаяся тем, что между внешним элементом крышки и внутренним элементом крышки выполнен расширительный зазор, причем расширительный зазор имеет входное отверстие, через которое краска может затекать в расширительный зазор, и расширительный зазор сообщается с внешней средой через вентиляционное отверстие.

2. Крышка картриджа по п. 1, отличающаяся тем, что расширительный зазор представляет собой расширительную схему, которая является замкнутой.

3. Крышка картриджа по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что расширительный зазор содержит пористый материал.

4. Крышка картриджа по любому из пп. 1–3, отличающаяся тем, что расширительный зазор содержит множество расширительных камер, сообщающихся по текучей среде через узкие проходы сообщения, и каждая из расширительных камер окружена стенками камеры, соединенными с внешним элементом крышки и внутренним элементом крышки.

5. Крышка картриджа по п. 4, отличающаяся тем, что стенки камеры содержат две криволинейные стенки, окружающие вентиляционное отверстие.

6. Крышка картриджа по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что две соседние стенки камеры разнесены друг от друга с образованием узких проходов сообщения.

7. Крышка картриджа по любому из пп. 4–6, отличающаяся тем, что узкий(-е) проход(-ы) сообщения выполнен/выполнены в стенке(-ах) камеры.

8. Крышка картриджа по любому из пп. 1–7, отличающаяся тем, что внутренний элемент крышки параллелен внешнему элементу крышки.

9. Картридж, содержащий:

корпус картриджа с отверстием и сквозным отверстием для потока краски, при этом резервуар для краски, предназначенный для содержания краски, выполнен внутри корпуса картриджа; и

крышку картриджа по любому из пп. 1–8 для закрытия отверстия.

10. Картридж по п. 9, отличающийся тем, что картридж содержит пористый элемент и/или волокнистый элемент, вставленный в резервуар для краски.

11. Головка для печатания красочными струями, содержащая картридж по п. 9 или 10.

12. Головка для печатания красочными струями по п. 11, отличающаяся тем, что головка для печатания красочными струями представляет собой печатающую головку для термографической струйной печати, содержащую микрофлюидное устройство, прикрепленное к картриджу, причем микрофлюидное устройство содержит:

множество резисторов;

множество эжекторных камер, расположенных над резисторами и сообщающихся по текучей среде со сквозным отверстием для потока краски; и

пластину с соплами, закрывающую эжекторные камеры и оснащенную эжекторными соплами для распыления краски из эжекторных камер.

13. Струйное печатающее устройство, содержащее головку для печатания красочными струями по п. 11 или 12.