專利名稱：噴墨打印機墨盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及噴墨打印機墨盒，尤其是指安裝于噴墨打印機運載滑架上，向打印頭或記錄頭供應(yīng)墨水，與打印頭或記錄頭之間通過卡槽或簧片形式活動連接的墨盒。
背景技術(shù)：
噴墨型記錄頭是噴墨打印機的必要構(gòu)成部件。該記錄頭設(shè)置在噴墨打印機的一個滑架上。噴墨打印機的墨盒擔(dān)負著向記錄頭供應(yīng)油墨的任務(wù)。早期的墨盒利用可以產(chǎn)生負壓的貯墨腔室構(gòu)件來提供負壓源，例如在貯墨腔室中設(shè)置海綿之類的多孔材料，由此材料的毛細孔道提供貯墨腔室所需的負壓狀態(tài)。貯墨腔室的側(cè)壁之一與供墨腔室保持流體連通，其他側(cè)壁上開設(shè)有一個噴墨口。包括貯墨腔室、供墨腔室和噴墨口的墨盒，通常被可拆卸地安裝于滑架上，并與記錄頭匹配對接，用以向記錄頭提供油墨。在噴墨口產(chǎn)生噴射壓力的狀態(tài)下，油墨從該噴墨口流入記錄頭中，進而從記錄頭的噴嘴中射出，噴射到紙張等記錄介質(zhì)上。因應(yīng)于墨水自身重力導(dǎo)致的流動性，前述設(shè)置于貯墨腔室中的多孔材料產(chǎn)生的毛細作用力可以緩解或阻止貯墨腔室中墨水因流體壓力通過噴墨口發(fā)生泄漏。然而，在貯墨腔室中引入多孔材料之后，多孔材料的固有體積將占據(jù)貯墨腔室的一部分空間，這樣將減少墨水的有效貯藏空間，提高墨水貯量的途徑之一就是擴大墨盒容積。此外，多孔材料產(chǎn)生的毛細作用力將始終作用于其內(nèi)吸附的墨水，從而不能從毛細孔中完全清除所含墨水，造成墨液殘留。
消除多孔材料占用墨盒空間的技術(shù)措施之一，就是利用閥門與墨盒相應(yīng)內(nèi)腔的配合。例如美國專利文獻US4677447，公開了一種利用單向閥結(jié)構(gòu)控制墨水供應(yīng)的墨盒。該墨盒中，單向閥設(shè)置于位于儲墨腔側(cè)壁的供墨管道中，閥體基本上位于儲墨腔腔體外部，不影響儲墨腔的容積，因此基本上可使墨水充滿儲墨腔的全部空間，從而有效地提高了墨水的儲藏量。該墨盒利用一個傘形閥體由供墨腔中倒扣住與儲墨腔連通的墨水通道，配合供墨腔中的壓力變化打開或者關(guān)閉墨水通道。當(dāng)啟動記錄頭噴墨時，供墨腔產(chǎn)生負壓。這時，傘形閥體因供墨腔與儲墨腔之間的壓力差而使傘面周緣向下偏移，使墨水從儲墨腔經(jīng)墨水通道流入供墨腔。這樣既能實現(xiàn)連續(xù)向記錄頭供應(yīng)墨水，又能由傘形閥體的固有結(jié)構(gòu)特性維持供墨腔與儲墨腔之間處于適當(dāng)?shù)膲翰顮顟B(tài)。然而，在實際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，這種傘形閥體的使用效果卻不盡人意。例如閥體的傘形面有出現(xiàn)反向翻折的可能性，在墨水壓力波動較大的情形，傘形面將被迫沿傘面中軸方向回翻，出現(xiàn)翻折的傘形面或者失去閥門功能，或者容易出現(xiàn)斷裂毀損，致使墨盒的正常使用受到影響；在墨盒與傘形閥體結(jié)構(gòu)固定不可拆卸的情形，這種閥體損毀可能直接導(dǎo)致整個墨盒報廢；另一方面，這種傘形閥體在控制墨水通道開/閉過程中對墨水壓力差的響應(yīng)較為呆板，造成墨水通道關(guān)/閉動作滯后于記錄頭墨水需求，致使墨水供應(yīng)不穩(wěn)定等。
實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種容墨量大、生產(chǎn)和使用成本低廉的噴墨打印機墨盒。
按照上述目的設(shè)計的噴墨打印機墨盒，包括由墨盒側(cè)壁和頂蓋圍成用于儲藏墨水的儲墨腔、用于向噴墨打印機記錄頭供應(yīng)墨水的供墨口、閥腔。閥腔內(nèi)設(shè)置有閥門。該閥門包括閥桿和閥片。閥片由彈性材料制成。儲墨腔和供墨口的垂向頂部基本處于同一水平面。閥腔的垂向頂部低于儲墨腔的垂向頂部。閥片約呈喇叭形狀。閥桿一端與閥片徑向尺寸最小的一端固定密封連接形成閥桿固定端，其相對端朝向閥片的喇叭口收縮方向。閥桿沿自身軸向與閥桿固定端保持一段距離設(shè)置有徑向外伸的凸圈。閥片徑向尺寸最大的一端沿閥桿軸向位于閥桿固定端的外側(cè)，其徑向尺寸最大端具有一個沿閥片喇叭口收縮方向凸伸的彎曲部。閥片徑向尺寸最小端和閥片徑向尺寸最大端之間的區(qū)域沿閥桿軸向背對閥片喇叭口收縮的方向凸伸，所形成的凸伸末端沿閥桿軸向背對閥片喇叭口收縮方向位于彎曲部的外側(cè)。閥桿通過閥桿固定端和凸圈固定于閥腔壁上開設(shè)的垂向安裝孔中。彎曲部與帶有垂向安裝孔的閥腔壁垂向上表面密封接觸。帶有垂向安裝孔的閥腔壁上設(shè)置有貫穿該閥腔壁的液體通道。該液體通道被包圍在彎曲部內(nèi)。液體通道連通儲墨腔。閥片垂向上部的閥腔連通供墨口。
上述噴墨打印機墨盒，可以在墨盒平行于鉛垂方向的兩個相對側(cè)壁上分別設(shè)置對置的連接扣。
本實用新型的噴墨打印機墨盒，采用單向閥取代多孔泡沫材料作為墨盒內(nèi)腔的壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)，節(jié)約了墨盒的容墨空間，增大了墨盒的有效容墨量。墨盒采用的單向閥依靠其穩(wěn)定的自身結(jié)構(gòu)連通儲墨腔和供墨口，其特有的近似于蘑菇的造型能夠克服傘形閥閥片容易受損的缺陷，從而保證墨水供應(yīng)的穩(wěn)定性和連續(xù)性。最后，所采用的由儲墨腔垂向底部經(jīng)單向閥向供墨口垂向中上部供墨的方式，不僅可以很好地保證供墨口在墨水耗盡以前獲得穩(wěn)定的壓力配置，且反置閥片能夠把供墨口內(nèi)的墨水壓力轉(zhuǎn)移成為對液體通道的密封效應(yīng)，從而獲取優(yōu)良的密封，杜絕漏墨。單向閥的材料性質(zhì)允許針對不同應(yīng)用環(huán)境，設(shè)計或預(yù)置其閥片的開啟閾值，配合打印頭額定的負載范圍，以控制墨水通斷，或者有效地降低打印頭負載，提高其使用壽命
圖1本實用新型噴墨打印機墨盒結(jié)構(gòu)分解示意圖。
圖2a本實用新型噴墨打印機墨盒透視圖一。
圖2b本實用新型噴墨打印機墨盒透視圖二。
圖2c本實用新型噴墨打印機墨盒透視圖三。
圖3本實用新型噴墨打印機墨盒用閥門剖視圖。
圖4a本實用新型噴墨打印機墨盒剖視圖。
圖4b本實用新型噴墨打印機墨盒墨水流動示意圖。
具體實施方式
參見圖1、2a、2b、2c、3、4a、4b，從不同的角度示出本實用新型噴墨打印機墨盒的各種狀態(tài)。本申請案中涉及的墨盒空間方向，以附圖展示的圖面為基礎(chǔ)，同時與墨盒在使用狀態(tài)的姿態(tài)相同。
圖1中，該墨盒由頂蓋1、盒體2、供墨口自閉密封圈3、閥門4、閥座5和閥腔蓋6構(gòu)成。
見圖4a，在裝配狀態(tài)下，頂蓋1以焊接或粘接方式固定于盒體2的上部開口端，將盒體2封閉后形成帶有儲墨腔201和供墨腔202的主盒體。儲墨腔201和供墨腔202通過盒體2的內(nèi)部隔板208隔斷。在對應(yīng)于儲墨腔201所在的位置，頂蓋1上設(shè)置有分別與儲墨腔201相通的注墨口12和進氣口11。進氣口11周圍的頂蓋壁向上凹入，構(gòu)成具有緩沖作用的氣腔13，進氣口11即位于氣腔13的上部頂壁上。在注滿墨水的情形，注墨口12由膠塞或鋼球之類的構(gòu)件封閉，處于隔斷狀態(tài)；同時墨水最高液面僅能到達氣腔13的底部，從而進氣口11保持在連通儲墨腔201和外部大氣的狀態(tài)。供墨腔202的下部形成有供墨口203。供墨口203內(nèi)裝配具有自動關(guān)閉功能的橡膠密封圈3。在儲運狀態(tài)下，供墨口203的外部端口由膠膜7黏合密封。使用狀態(tài)下，輸墨導(dǎo)管自密封圈3的切縫31插入供墨腔202中，連通供墨腔202和用墨機構(gòu)。在儲墨腔201的下部，形成用于容納閥門4和閥座5的閥腔204。閥腔204在垂向底部通過貫穿墨盒內(nèi)壁的連通孔206連通儲墨腔201，在垂向上部通過貫穿內(nèi)部隔板208的連通孔205連通供墨腔202。閥門4和閥座5組裝完畢后，被置入閥腔204內(nèi)。就位后，閥座5的底部抵靠于設(shè)置在閥腔204中的支撐臺210上，閥腔204的外部開口端由密封片6黏合粘接。閥門4和閥座5構(gòu)成的閥組件通過閥座5上的液體通道209和閥門4的控制作用，連通儲墨腔201和供墨腔202。就墨盒的結(jié)構(gòu)而言，閥座5僅對閥門4提供支撐作用，因此，可以在墨盒的制備過程中將閥座5與盒體2一體注塑成形，從而閥座5成為盒體2的內(nèi)壁。上述實施方式采用從盒體2底部形成閥腔204的制作流程，由此，鑒于閥門4和閥座5的結(jié)合方式，導(dǎo)致采用獨立部件的形式制作閥座5。如果采用從盒體2上方形成閥腔204的制作流程，則盒體2底部無須開口，而相應(yīng)從盒體2上方開口，則盒體2的制作流程就可以把閥座5的相應(yīng)流程包括在內(nèi)。
參見圖2a、2b、2c，盒體2大約呈矩形體。隔板208將其分隔為互不連通的儲墨腔201和供墨腔202。其中，鑒于它們承擔(dān)的任務(wù)不同，儲墨腔201的容積稍大于供墨腔202。儲墨腔201和供墨腔202沿鉛垂方向的腔體上部基本上處于同一個水平面內(nèi)。在儲墨腔201和供墨腔202之間的盒體底壁上，以底壁向墨盒內(nèi)部凹入的方式形成閥腔204。閥腔204在垂向底部通過貫穿墨盒內(nèi)壁的連通孔206連通儲墨腔201，在垂向上部通過貫穿隔板208或者閥腔壁的連通孔205連通供墨腔202。供墨腔202的下部自盒體2底壁沿鉛垂方向延伸出與輸墨導(dǎo)管外形匹配的圓柱形供墨口203。儲墨腔201和供墨腔202具有不同的寬度，因此盒體2對應(yīng)于儲墨腔201和供墨腔202所在位置的平行于垂方向的側(cè)壁外表面在前述寬度方向表現(xiàn)出一個壁厚差異。該壁厚差異經(jīng)過彎曲變形，構(gòu)成用于與噴墨打印機或打印機之打印頭匹配對接的連接扣207。連接扣207的數(shù)量以兩個為佳，并分別位于盒體2相對的兩個側(cè)壁上。
參見圖3，閥門4的構(gòu)成包括閥桿41和閥片42，圖中閥桿41和閥片42的軸向重合。閥片42由橡膠或硅橡膠之類的彈性材料制成，它大體呈喇叭形狀。考慮到閥桿41和閥片42的功能在結(jié)構(gòu)上可以由一個完整的整體實現(xiàn)，即閥桿41和閥片42可以是一體成形的整體閥門4，也可以是在分離部件之間采用膠粘、鉚接、焊接、熱熔粘接等方式構(gòu)成一個完整閥門，因此閥桿41也可以由橡膠或硅橡膠之類的彈性材料制成。
閥桿41的軸向橫截面形狀通常采用圓形，這樣有利于閥桿41在相應(yīng)安裝孔中的定位裝配，當(dāng)然也可以是其它的多邊形，例如正三角形、正方形，甚至可以是不規(guī)則多邊形，與此相對應(yīng)的用于容納閥桿41的安裝孔也采用適應(yīng)的形狀。同樣，閥片42沿閥桿41軸向的投影面形狀可以采用圓形，也可以是其它的多邊形，相應(yīng)的，與閥片42適配的閥腔也采用對應(yīng)的形狀。
閥桿41的一端與閥片42徑向尺寸最小的一端421，亦即其喇叭收縮口，固定密封連接，進而在兩者之間形成連續(xù)平滑的對接外表面。與閥片徑向尺寸最小端421固定密封連接的閥桿固定端411徑向上稍稍擴張，因此其徑向尺寸大于閥桿41，此擴張部分具有較大的厚度，以便對閥片42提供較好的支撐強度。閥桿1沿自身軸向α(圖3中虛線所示)，與閥桿固定端411保持一段距離的部位設(shè)置有徑向外伸的凸圈412。
在圖3示出的沿閥門4的閥桿軸向的剖視結(jié)構(gòu)中，閥片42徑向尺寸最大的一端422沿閥桿軸向α位于閥桿固定端411的外側(cè)，即沿閥桿軸向α，閥片42的徑向尺寸最大端422沿閥片喇叭口張開方向的邊緣與閥桿固定端411軸向邊緣保持一段軸向距離h。閥片42從徑向尺寸最小端421至徑向尺寸最大端422的厚度逐漸變薄。閥片42的徑向尺寸最大端422沿閥片42軸向α，即喇叭口張開方向向外延伸，同時其徑向尺寸稍微有所收縮，形成向下方的稍微內(nèi)卷的裙邊4221。閥片徑向尺寸最大端422附近具有一個沿閥片喇叭口收縮方向凸伸的彎曲部4222，該彎曲部4222形成于裙邊4221附近的閥片42上。閥片徑向尺寸最小端421和其徑向尺寸最大端422之間的區(qū)域，沿閥桿軸向α，背對閥片喇叭口收縮的方向凸伸，相應(yīng)的凸伸末端423位于彎曲部4222沿閥桿軸向α背對閥片喇叭口收縮方向的外側(cè)，即在閥桿軸向α上，閥片凸伸末端423至閥桿固定端411軸向邊緣的距離，大于閥片裙邊4221沿閥片喇叭口張開方向的邊緣至閥桿固定端411軸向邊緣的距離。
見圖1、3、4a，閥桿41通過閥桿固定端411和凸圈412固定于閥座5或閥腔204腔壁上開設(shè)的垂向安裝孔中。其彎曲部4222與帶有前述垂向安裝孔的閥腔壁或閥座5垂向上表面密封接觸。帶有前述垂向安裝孔的閥腔壁或閥座5上設(shè)置有貫穿該閥腔壁或閥座5的液體通道209。液體通道209被包圍在彎曲部4222所在的圓環(huán)內(nèi)，并與連通儲墨腔201的連通孔206相通。在儲墨腔201和供墨腔202處于壓力相互平衡的狀態(tài)，或者儲墨腔201壓力小于供墨腔202的情形，彎曲部4222與帶有前述垂向安裝孔的閥腔壁或閥座5垂向上表面緊密接觸后，隔斷液體通道209與供墨腔202的連通關(guān)系。
見4a、4b，當(dāng)儲墨腔201的壓力大于供墨腔202的壓力時，墨水壓力作用于閥門的閥片，使其彎曲部脫離與相應(yīng)閥腔壁的接觸，開啟閥門4，墨水自儲墨腔201流入供墨腔202(如圖4b虛線箭頭β所示)。
權(quán)利要求1.噴墨打印機墨盒，包括由墨盒側(cè)壁和頂蓋圍成用于儲藏墨水的儲墨腔、用于向噴墨打印機記錄頭供應(yīng)墨水的供墨口和閥腔，所述閥腔內(nèi)設(shè)置有閥門，所述閥門包括閥桿和閥片，所述閥片由彈性材料制成，其特征在于所述儲墨腔和所述供墨口的垂向頂部基本處于同一水平面，所述閥腔的垂向頂部低于所述儲墨腔的垂向頂部，所述閥片約呈喇叭形狀，所述閥桿一端與所述閥片徑向尺寸最小的一端固定密封連接形成閥桿固定端，所述閥桿的相對端朝向所述閥片的喇叭口收縮方向，所述閥桿沿自身軸向與所述閥桿固定端保持一段距離設(shè)置有徑向外伸的凸圈，所述閥片徑向尺寸最大的一端沿所述閥桿軸向位于所述閥桿固定端的外側(cè)，所述閥片徑向尺寸最大端具有一個沿所述閥片喇叭口收縮方向凸伸的彎曲部，所述閥片徑向尺寸最小端和所述閥片徑向尺寸最大端之間的區(qū)域沿所述閥桿軸向背對所述閥片喇叭口收縮的方向凸伸，凸伸末端沿所述閥桿軸向背對所述閥片喇叭口收縮方向位于所述彎曲部的外側(cè)，所述閥桿通過所述閥桿固定端和所述凸圈固定于所述閥腔壁上開設(shè)的垂向安裝孔中，所述彎曲部與帶有所述垂向安裝孔的所述閥腔壁垂向上表面密封接觸，帶有所述垂向安裝孔的所述閥腔壁上設(shè)置有貫穿該閥腔壁的液體通道，所述液體通道被包圍在所述彎曲部內(nèi)，所述液體通道連通所述儲墨腔，所述閥片垂向上部的所述閥腔連通所述供墨口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機墨盒，其特征在于所述墨盒平行于鉛垂方向的兩個相對側(cè)壁上分別設(shè)置有對置的連接扣。
專利摘要本實用新型是一種噴墨打印機墨盒，包括儲藏墨水的儲墨腔、供墨口和閥腔。閥腔內(nèi)設(shè)置彈性材料制成的包括閥桿和閥片的喇叭形閥門。閥桿使閥片定位于閥腔內(nèi)。閥桿一端與閥片徑向尺寸最小端固定密封連接。閥片徑向尺寸最大端沿閥桿軸向位于閥桿固定端的外側(cè)。閥片徑向尺寸最大端附近具有一個沿閥片喇叭口收縮方向凸伸的彎曲部。彎曲部與閥腔壁垂向上表面密封接觸隔斷儲墨腔、供墨口。該墨盒容墨量大，墨水供應(yīng)狀態(tài)穩(wěn)定。
文檔編號B41J2/175GK2900171SQ20062005873
公開日2007年5月16日 申請日期2006年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月6日
發(fā)明者金本友, 蕭慶國 申請人:珠海天威技術(shù)開發(fā)有限公司