專利名稱：打印頭裝置和具有該打印頭裝置的噴墨打印機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在搭載打印頭的打印頭單元上安裝有墨盒的打印頭裝置和具有該打印頭裝置的噴墨打印機(jī)，本發(fā)明特別是涉及打印對象為條帶的噴墨打印機(jī)。
在現(xiàn)有的這類噴墨打印機(jī)中，墨盒的供墨口以面接觸的方式與打印頭單元的連接罩(連接部件)相連。在這類打印機(jī)中，為了嵌裝入連接罩，在連接罩和供墨口之間設(shè)置了防蒸發(fā)用的密封件。一旦將墨盒裝入打印頭單元，則該密封件產(chǎn)生壓縮變形，從而使得密封件的墨盒側(cè)前端部張開，供墨口邊緣形成環(huán)狀的密封。因此，在防止水分從裝入打印頭單元的墨盒中氣化的同時，還可防止墨水泄漏等。
所述現(xiàn)有的密封件承受墨盒安裝力而壓縮變形，密封件的前端部張開，由于密封件前端部不均勻地與供墨口邊緣面接觸，所以在平面內(nèi)不是呈環(huán)狀變形，而是歪曲地變形。此時，在密封件前端部和供墨口邊緣之間產(chǎn)生縫隙。盛放多色墨水的彩色墨盒中，多個壓縮變形的密封件的前端部彼此互相接觸，顏色不同的墨水就發(fā)生了混合。
而且，由于使密封件壓縮變形的墨盒壓緊力相對于其變形量成比例地增大，因此在安裝彩色墨盒時，同時使多個密封件壓縮變形的壓緊力極大，這會導(dǎo)致最終承受該壓緊力的滑架桿等的支持件產(chǎn)生變形。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種打印頭裝置，該裝置可不損傷密封件的密封性能并且用較小的力即可安裝上墨盒，同時盡可能地減小密封件的與墨盒接觸部分的變形。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種具有打印頭裝置的噴墨打印機(jī)，該打印頭裝置可不損傷密封件的密封性能，并且用較小的力就可裝上墨盒并同時盡可能減小了密封件與墨盒接觸的部分的變形。
為實現(xiàn)所述第一目的，本發(fā)明的第一實施例提供了一種打印頭裝置，該打印頭裝置由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成打印頭單元，該打印頭單元含有噴墨方式的打印頭和接收墨水供給的供給接收部；墨盒，該墨盒可自由拆卸地安裝在打印頭單元上，墨盒上帶有供給墨水的墨水供給部；設(shè)置在所述墨盒的所述墨水供給部和所述打印頭單元的所述供給接收部之間的略呈圓筒狀的密封件，該密封件由氣密地嵌裝在所述供給接收部的外周面上的嵌裝部；密封所述墨水供給部的密封部；及在所述嵌裝部和所述密封部之間連接、同時比所述嵌裝部和所述密封部的壁薄的中間筒部構(gòu)成。
由于該打印頭裝置的中間筒部比嵌裝部和密封部的壁薄，所以一旦在安裝墨盒時向密封件施加軸向的壓緊力，中間筒部就將首先壓縮變形。此時，中間筒部的變形在軸向兩端受到分別由厚壁形成的嵌裝部和密封部的限制，因此應(yīng)力集中在中間部分，產(chǎn)生變形，使得中間部分向外擴(kuò)展，半徑方向的截面呈弧狀。因此，嵌裝部是圓的，密封墨盒的墨水供給部的密封部在安裝前后不擴(kuò)展變形，伴隨收縮，相對于墨水供給部的密封位置不偏移。在可提高密封件周圍的密封性能的同時，還可有效地防止彩色墨水的混合等。中間筒部在半徑方向的截面呈弧狀的變形由于壓緊力的方向和變形的方向垂直，因此在壓緊過程中，相對于壓緊力，應(yīng)力(彈力)的增加率逐漸減小。另外，可以減小墨盒安裝力。
最好，所述供給接收部在外周面上形成有環(huán)狀的溝部，所述嵌裝部在內(nèi)周面上形成有嵌裝在所述環(huán)狀溝部中的環(huán)狀突部。
采用該優(yōu)選實施例，由于密封件的環(huán)狀突部嵌裝在供給接收部的環(huán)狀溝部中，在不動地保持密封件的同時，環(huán)狀突部還咬緊環(huán)狀溝部，強(qiáng)力地實現(xiàn)密封。因此可提高密封件嵌裝部側(cè)的密封性能。
最好的是，所述環(huán)狀溝部在徑向上的截面呈圓弧狀，且所述環(huán)狀突部的截面呈與所述環(huán)狀溝部互補(bǔ)的圓弧狀。
采用所述優(yōu)選實施例，由于環(huán)狀突部與環(huán)狀溝部以大面積密合，因此可進(jìn)一步提高密封件嵌裝部側(cè)的密封性能。
最好的是，所述密封件帶有從所述中間筒部到所述密封部在軸向上處于同一平面內(nèi)的內(nèi)周面和從所述中間筒部到所述嵌裝部在軸向上處于同一平面內(nèi)的外周面。
采用所述優(yōu)選實施例，密封件一體成形時，考慮起模，采用上型和下型可簡單地形成該密封件。
優(yōu)選地是，所述密封部在徑向上的截面呈圓弧狀，并帶有連接到所述墨盒的連接部。
采用該優(yōu)選實施例，密封部相對于墨水供給部的密封狀態(tài)穩(wěn)定，可提高密封件密封部側(cè)的密封性能。
形最好成有將所述密封部的至少一部分連接到墨盒上的溝部。
采用該優(yōu)選實施例，可確實防止安裝時相對于密封部的墨水供給部，密封位置的偏移。
最好所述密封部的所述至少一部分在徑向上的截面呈圓弧狀，并構(gòu)成密封所述溝部的連接部。
為實現(xiàn)所述第二目的，本發(fā)明的第二實施例提供一種具有打印頭裝置的噴墨打印機(jī)，該打印機(jī)由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成打印頭單元，該打印頭單元含有噴墨方式的打印頭和接收墨水供給的供給接收部；墨盒，該墨盒可自由拆卸地安裝在打印頭單元上，墨盒上帶有供給墨水的墨水供給部；設(shè)置在所述墨盒的所述墨水供給部和所述打印頭單元的所述供給接收部之間的略呈圓筒狀的密封件，該密封件由氣密地嵌裝在所述供給接收部的外周面上的嵌裝部；密封所述墨水供給部的密封部；及在所述嵌裝部和所述密封部之間連接、同時比所述嵌裝部和所述密封部的壁薄的中間筒部構(gòu)成。
采用該噴墨打印機(jī)，可不損傷密封件的密封性能，以比較小的力安裝墨盒。而且還可有效地防止墨盒安裝時墨水的混合和密封件的空氣泄漏。即可構(gòu)成使用方便、可靠性高的打印機(jī)。
該打印機(jī)最好還包括盛放通過所述打印頭裝置進(jìn)行打印的打印條帶的、可自由拆卸的條帶盒。
根據(jù)附圖，通過下述詳細(xì)說明可更加清楚本發(fā)明的所述及其它發(fā)明目的、特征和優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明一個實施形態(tài)所述打印頭裝置及適用于噴墨打印機(jī)的條帶打印機(jī)的截面圖。
圖2是實施形態(tài)所述打印頭裝置的墨盒及打印頭單元的截面圖。
圖3是裝入墨盒狀態(tài)下的打印頭單元的部分放大的截面圖。
圖4是裝入墨盒(完全安裝)狀態(tài)下的打印頭單元的放大截面圖。
圖5A是表示密封件構(gòu)造的平面圖。
圖5B是表示密封件構(gòu)造的側(cè)面圖。
圖6是表示墨盒的壓緊行程和與此相對的密封件的應(yīng)力之間關(guān)系的說明圖。
實施例的說明以下，參照附圖來說明適用于條帶打印機(jī)的本發(fā)明一個實施形態(tài)所述的打印頭裝置及噴墨打印機(jī)。該條帶打印機(jī)在作為打印對象的條帶上以噴墨方式彩色打印出鍵入的所需文字，切斷該條帶打印過的部分并制作成標(biāo)簽。
圖1是裝入墨盒和條帶盒狀態(tài)下的條帶打印機(jī)的截面圖。如圖所示，該條帶打印機(jī)1由填充有多色墨水的墨盒3、容納條帶T的條帶盒4、可自由裝卸地安裝墨盒3和條帶盒4的裝置主體2構(gòu)成。裝置外殼5形成裝置主體2的外殼，其前部上面配有由各種鍵6a等構(gòu)成的鍵盤6，后部上面配有圖中未示出的液晶顯示器等。
裝置外殼5的后面，面對裝有條帶盒4的條帶盒安裝部7，設(shè)置用于裝卸條帶盒4的第一開閉蓋8。再在位于第一開閉蓋8上側(cè)的裝置外殼5的后面設(shè)置一個將打印過后的條帶T排出外部的裂口狀的條帶排出口9。再在裝置外殼5的下面，面對后述打印頭單元10地設(shè)置有用于裝卸墨盒3的第二開閉蓋11。
分別在裝置外殼5的內(nèi)部前方設(shè)置信息處理部(圖中未示出)，在裝置外殼5的內(nèi)部中間設(shè)置裝有墨盒3的打印頭單元10及打印時使打印頭單元10移動(掃描)的打印頭驅(qū)動部12，在后部設(shè)置從條帶盒4中抽出條帶T的條帶供給部13及將打印過后的條帶T送出外部的條帶排出部14等。這些打印頭單元10、打印頭驅(qū)動部12及條帶供給部13等支撐在基架15上，以構(gòu)成單元的狀態(tài)裝入裝置主體2中。
通過鍵6a確定液晶顯示屏上顯示的打印內(nèi)容后，如果發(fā)出打印指令，則條帶供給部13從條帶盒4中抽出條帶T。抽出的條帶T通過打印頭單元10的前面，再經(jīng)條帶排出部14適當(dāng)?shù)厍袛嗪?，送出外部。伴隨該條帶T的傳輸，打印頭單元10一邊將從墨盒3供給的墨水噴出，一邊在打印頭驅(qū)動部12的作用下，沿左右方向往復(fù)運(yùn)動，在條帶T上進(jìn)行打印。即，以打印頭單元10的移動方向為主掃描方向，以條帶T的輸送方向為副掃描方向，在條帶T上進(jìn)行所需的打印。
下面參照圖2，說明打印頭單元10和墨盒3。如圖所示，墨盒3具有由下蓋21a和可關(guān)閉下蓋21a上端的上蓋21b構(gòu)成的盒蓋21。盒蓋21，即所謂的墨倉，內(nèi)部填充有吸收墨水，從而保存墨水的吸墨材料22。圖中未示出的墨倉是4個連在一起的，分別保存青、品、黃和黑四色墨水。
在下蓋21a的下端設(shè)置墨水供給部23，再在打印頭單元10處設(shè)置與墨水供給部23相對應(yīng)的供給接受部32，一旦墨盒3裝入打印頭單元10，墨水供給部23與供給接受部32結(jié)合，即可從墨盒3向打印頭單元10供給各色墨水。
在墨水供給部23處形成用于供給各色墨水的4個供墨口24，墨盒3的供墨口24與打印頭單元10的供給接受部32呈面接觸形式地連接(脫開)。在各供墨口24的內(nèi)部，吸墨材料22的下游側(cè)，面對供墨口24地設(shè)置過濾器25。過濾器25可滑動地安裝在位于供墨口24內(nèi)側(cè)的過濾器接受部26處。因此保存在吸墨材料22中的墨水通過該過濾器25供給打印頭單元10。
在上蓋21b處形成與4個供墨口24相對應(yīng)的四個注墨口(通氣口)27，各注墨口27通過在上蓋21b表面形成的圖中未示出的蛇行通路，與空氣連通。墨盒3內(nèi)的各色墨水供入打印頭單元10，相當(dāng)于該供入墨水體積的空氣通過蛇行通路供入墨盒3中。
另一方面，打印頭單元10由其前端整列配置有多個噴嘴31a的打印頭31、與打印頭31相連的供給接受部32、以供給接受部32的周圍為底部的殼狀墨盒支撐體33構(gòu)成，所述部件搭載在與打印頭驅(qū)動部12相連的滑架34上。供給接受部32由形成其內(nèi)部與打印頭31連通的墨水通路35的4個打印頭針36、覆蓋各打印頭針36的4個連接蓋帽(結(jié)合部件)37、在各打印頭針36和各連接蓋帽37之間設(shè)置的密封用的各2個O形環(huán)38，38構(gòu)成。各連接蓋帽37中，圍繞其突出部分的中間部分別嵌裝用于抑制墨水蒸發(fā)的密封件39。
在墨盒3裝入打印頭單元(墨盒支撐體34)10的狀態(tài)下，供墨口24與連接蓋帽37相互結(jié)合的同時，供墨口24的邊緣與密封件39接觸，且連接蓋帽37的前端突起地與過濾器25接觸(參照圖3和圖4)。圖中的符號40是將裝在墨盒支撐體33上的墨盒3壓向打印頭31的壓蓋，將墨盒3裝入墨盒支撐體33，鎖住壓蓋40，即可確實(完全)地安裝好墨盒3。
如圖3和圖4的放大圖所示，打印頭針36其前端形成尖塔狀的同時，其基部形成輪緣，在其內(nèi)部形成與打印頭31的噴嘴31a連通的墨水通路35。打印頭針36的前端形成有多個小孔36a，通過這些小孔36a連通墨盒3的內(nèi)部和墨水通路35。連接蓋帽37由包含打印頭針36的前端的蓋帽主體37a、與蓋帽主體37a相連同時鑲嵌有密封件39的密封件固定部37b、與密封件固定部37b相連的輪緣部37c一體地形成。圖中的符號41是設(shè)在連接蓋帽37的前端的打印頭單元10側(cè)的過濾器。
密封件39是由異丁烯橡膠和硅酮橡膠等形成圓筒狀而成的。如圖3和圖5A、5B所示，密封件39是由在連接蓋帽37外周面氣密地嵌裝著的嵌裝部51、在裝有墨盒3的供墨口24的邊緣密封著的密封部52、在嵌裝部51和密封部52之間連接的中間筒部53等一體地形成的。
嵌裝部51形成向內(nèi)側(cè)伸出的厚壁，其內(nèi)周面形成帶有圓弧狀截面的環(huán)狀突起51a。另一方面，與該嵌裝部51對應(yīng)的連接蓋帽37的密封件固定部37b上形成有使嵌裝部51嵌入的環(huán)狀凹部37d，同時，環(huán)狀凹部37d的凹下側(cè)形成有與所述環(huán)狀突起51a相對應(yīng)的帶有圓弧狀截面的環(huán)狀溝部37e。將密封件39裝入連接蓋帽37時，密封件39的嵌裝部51嵌入密封件固定部37b的環(huán)狀凹部37d中。由于環(huán)狀突起51a和環(huán)狀溝部37e形狀互補(bǔ)，因此當(dāng)嵌裝部51嵌入環(huán)狀凹部37d時，環(huán)狀突起51a與環(huán)狀溝部37e互相嚴(yán)格密封。因此，使密封件39嵌入連接蓋帽37可提高耐沖擊性。
中間筒部53形成壁相對薄的圓筒狀。密封部52是供墨口24邊緣直接密封的部位，密封部分52a形成向外側(cè)稍微偏置狀態(tài)的截面圓弧狀。因此，密封件39在軸向與從中間筒部53到密封部52的內(nèi)周面形成一個平面，且與從中間筒部53到嵌裝部51的外周面形成一個平面。即，密封件39具有一與從中間筒部53到密封部52在軸向上處于同一平面的內(nèi)周面和一與從中間筒部53到嵌裝部51在軸向上處于同一平面的外周面。因此，密封件39可用上型和下型，簡單地一體成型。如此形成的密封件39在其徑向上，以嵌裝部51、密封部52、中間筒部53的順序形成薄壁。
圖3是將墨盒3插入墨盒支撐體33后的狀態(tài)，墨盒3的供墨口24邊緣接觸到裝入連接蓋帽37的密封件39密封部52，墨盒3少量凸起。在該狀態(tài)下關(guān)閉所述壓蓋40，墨盒3向密封件39側(cè)移動，產(chǎn)生壓縮變形，使得密封件39的中間筒部53被壓扁(參照圖4)。如上所述，中間筒部53的壁比嵌裝部51和密封部52薄。因此，應(yīng)力集中在將墨盒3壓緊的密封件39的中間筒部53上，產(chǎn)生的壓縮變形使中間筒部53以其中央位置為中心地向外擴(kuò)展，半徑方向的截面呈弧狀。
圖6是表示墨盒3的壓緊過程和與之相對的密封件(單體)39的應(yīng)力之間關(guān)系的圖。上側(cè)的曲線A表示壓縮狀態(tài)，下側(cè)的曲線B表示伸展?fàn)顟B(tài)，即使考慮密封件的滯后作用C，當(dāng)墨盒3被適當(dāng)?shù)匕惭b好的狀態(tài)下，只要使所需的應(yīng)力P作用在墨盒3上，密封件39就會氣密地密封住墨盒3和打印頭單元10。隨著墨盒3的安裝，應(yīng)力(曲線A)表現(xiàn)出正弦曲線的特性，隨著壓緊過程的加長，應(yīng)力的增加率鈍化。即，由于墨盒3制造上的誤差，即使產(chǎn)生壓緊過程長短的差異，但由于墨盒3安裝時采用的壓緊力基本一定，壓緊力自身可減小。實驗所用的密封件39是異丁橡膠，外徑7．4，內(nèi)徑4．5，硬度50±5度(Hs)。
這樣，中間筒部53比嵌裝部51和密封部52的壁薄，由于密封件39的構(gòu)造使得在壓縮變形時，中間筒部53在半徑方向的截面呈弧形，因此不損傷密封件39的密封性能，可降低用于安裝墨盒3的壓緊力。因此，墨盒3使共計4個密封件39壓縮變形的壓緊力只需比較小就夠了，不會使支撐打印頭單元10的滑架34承擔(dān)過量的負(fù)荷。
比中間筒部53的壁厚的密封部52被安裝的墨盒3稍微地壓扁(參照圖4)，但未擴(kuò)展開。就是說，即使壓緊墨盒3，與墨盒3相對的密封部52的密封部分52a也不會位移。而且，即使墨盒3不均勻地面接觸密封部52，密封部52和墨盒3之間也很難產(chǎn)生間隙，且由于壓縮變形，接觸到相鄰的密封部52，墨水也不會混合。另外，雖然圖中未示出，但為了確實防止密封部52的位移，還可以在墨盒3側(cè)形成連接密封部52的環(huán)狀溝部。
本實施形態(tài)說明了本發(fā)明的打印頭裝置適用于條帶打印機(jī)的情況，但不用說，該結(jié)構(gòu)也可適用于一般的噴墨打印機(jī)。
以上說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，還可進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種打印頭裝置，由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成打印頭單元，該打印頭單元含有噴墨方式的打印頭和接收墨水供給的供給接收部；墨盒，該墨盒可自由拆卸地安裝在打印頭單元上，墨盒上帶有供給墨水的墨水供給部；設(shè)置在所述墨盒的所述墨水供給部和所述打印頭單元的所述供給接收部之間的略呈圓筒狀的密封件，該密封件由氣密地嵌裝在所述供給接收部的外周面上的嵌裝部；密封所述墨水供給部的密封部；及在所述嵌裝部和所述密封部之間連接、同時比所述嵌裝部和所述密封部的壁薄的中間筒部構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的打印頭裝置，其特征在于，所述供給接收部的外周面形成有環(huán)狀溝部，所述嵌裝部的內(nèi)周面形成有嵌裝在所述環(huán)狀溝部中的環(huán)狀突部。
3.如權(quán)利要求2所述的打印頭裝置，其特征在于，所述環(huán)狀溝部在徑向上的截面呈圓弧狀，且所述環(huán)狀突部呈與所述環(huán)狀溝部互補(bǔ)的截面圓弧狀。
4.如權(quán)利要求1所述的打印頭裝置，其特征在于，所述密封件帶有從所述中間筒部到所述密封部在軸向上處于同一平面內(nèi)的內(nèi)周面和從所述中間筒部到所述嵌裝部在軸向上處于同一平面內(nèi)的外周面。
5.如權(quán)利要求1所述的打印頭裝置，其特征在于，所述密封部在徑向上的截面呈圓弧狀，并帶有連接到所述墨盒的連接部。
6.一種如權(quán)利要求1所述的打印頭裝置，其特征在于，形成有將所述密封部的至少一部分連接到所述墨盒上的溝部。
7.一種如權(quán)利要求6所述的打印頭裝置，其特征在于，所述密封部的所述至少一部分在徑向上的截面呈圓弧狀，并構(gòu)成密封所述溝部的連接部。
8.一種具有打印頭裝置的噴墨打印機(jī)，由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成打印頭單元，該打印頭單元含有噴墨方式的打印頭和接收墨水供給的供給接收部；墨盒，該墨盒可自由拆卸地安裝在打印頭單元上，墨盒上帶有供給墨水的墨水供給部；設(shè)置在所述墨盒的所述墨水供給部和所述打印頭單元的所述供給接收部之間的略呈圓筒狀的密封件，該密封件由氣密地嵌裝在所述供給接收部的外周面上的嵌裝部；密封所述墨水供給部的密封部；在所述嵌裝部和所述密封部之間連接、同時比所述嵌裝部和所述密封部的壁薄的中間筒部構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的噴墨打印機(jī)，其特征在于，它還包括盛放通過所述打印頭裝置進(jìn)行打印的打印條帶的、可自由拆卸地安裝的條帶盒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種打印頭裝置和具有該打印頭裝置的噴墨打印機(jī),它不損傷密封件的密封性能,用較小的力即可安裝上墨盒并且同時可使密封件與墨盒接觸的部分的變形盡可能小。該打印頭裝置包括打印頭單元、可自由拆卸地安裝在打印頭單元上的墨盒及密封件。打印頭單元包括噴墨方式的打印頭和接收墨水供給的供給接收部。墨盒帶有墨水供給部。密封件設(shè)置在所述墨盒的所述墨水供給部和所述打印頭單元的所述供給接收部之間,略呈圓筒狀。密封件包括氣密地嵌裝在所述供給接收部的外周面上的嵌裝部;密封所述墨水供給部的密封部;及在所述嵌裝部和所述密封部之間連接、同時比所述嵌裝部和所述密封部的壁薄的中間筒部。
文檔編號B41J2/175GK1280918SQ001269
公開日2001年1月24日 申請日期2000年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月7日
發(fā)明者梅村俊次 申請人:精工愛普生株式會社