專利名稱：噴墨打印機(jī)墨盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種噴墨打印機(jī)墨盒，涉及一種給打印機(jī)的打印頭提供墨源的供墨裝置。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)人在先一份專利號(hào)為200720052561. 1的噴墨打印機(jī)墨盒，與其它類 似的無(wú)吸附材料墨盒一樣，解決了有吸附材料墨盒余墨量大、回收處理困難及 成本較高、污染環(huán)境等問(wèn)題。同時(shí)，由于墨盒內(nèi)的進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥由閥芯、閥座、閥 蓋構(gòu)成一個(gè)可獨(dú)立裝配的通用式部件，閥內(nèi)封蓋通氣口的帽狀閥芯位置固定、 彈性一致而使常閉式閥門處于穩(wěn)定可靠的工作壓力狀態(tài)，從結(jié)構(gòu)上克服了以前 的單一零件式氣路單向閥因裝配精度要求過(guò)高而可能產(chǎn)生的閥門靜態(tài)閉合壓力
不穩(wěn)定、儲(chǔ)墨腔內(nèi)動(dòng)態(tài)負(fù)壓波動(dòng)幅度過(guò)大等現(xiàn)象。而且由于墨盒出墨口內(nèi)的密 封塞由包含剛性內(nèi)塞的彈性密封圈構(gòu)成，被出墨口外端面處經(jīng)熱壓加工形成的 凸緣而非原來(lái)外端面處熔接的塑料薄膜片軸向固定，故不僅為墨盒出墨口在打 印頭供墨針上的裝卸前后合理地提供了各種不同形式的密封，還在提高出墨口 與供墨針之間連接的密封可靠性的同時(shí)，降低了墨盒出墨口的安裝阻力。但是， 由于該墨盒中的供墨調(diào)節(jié)閥內(nèi)部墨道為不帶常閉式閥門的全通式結(jié)構(gòu)，非工作 狀態(tài)下，當(dāng)由于溫度升高、墨盒儲(chǔ)墨腔內(nèi)氣體體積膨脹而導(dǎo)致墨水壓力上升時(shí)， 容易使墨水經(jīng)該閥及打印頭泄漏出去，造成墨盒使用不正常和壽命變短等現(xiàn)象。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是通過(guò)改進(jìn)墨盒內(nèi)供墨調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)一將閥內(nèi)原來(lái) 的多級(jí)串聯(lián)全通式墨道改變?yōu)閹в幸怀ｉ]式單向閥門的單級(jí)U形管式墨道，在 更加可靠地調(diào)控墨盒正常工作時(shí)的供墨流量與壓力的情況下，防止非工作狀態(tài) 下墨盒內(nèi)墨水泄漏現(xiàn)象的發(fā)生。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的噴墨打印機(jī)墨盒由儲(chǔ)墨腔、供墨調(diào)節(jié)閥、進(jìn)氣 調(diào)節(jié)閥、出墨口密封塞組成。進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥為常閉式的可獨(dú)立裝配的部件，與儲(chǔ) 墨腔進(jìn)氣口相聯(lián)接；出墨口密封塞位于儲(chǔ)墨腔出墨口內(nèi)，由彈性密封圈、剛性內(nèi)塞組成，密封圈柱面帶有密封環(huán)，兩端面分別帶有切縫、甕腔，切縫為透縫， 甕腔呈肚大口小的甕形，內(nèi)塞可包容在甕腔內(nèi)；供墨調(diào)節(jié)閥為可獨(dú)立裝配的部 件，剛性閥體為U形管結(jié)構(gòu)，U形管兩端開口朝下，分別作為閥的進(jìn)口與出口， 出口與儲(chǔ)墨腔出墨口相聯(lián)接，進(jìn)口伸入儲(chǔ)墨腔底面上最低部位，進(jìn)口內(nèi)或出口 內(nèi)有一個(gè)常閉式單向閥門，其結(jié)構(gòu)為在進(jìn)口或出口的內(nèi)側(cè)孔壁有一圈密封環(huán)， 相應(yīng)密封環(huán)中心處有一釘狀突起，二者之間由肋條相牽連，薄平墊圈狀彈性閥 膜片中央小孔固定在釘狀突起上，周邊彈性壓封于閥體的密封環(huán)上，形成球面 狀，即在閥的進(jìn)口或出口處形成一個(gè)常閉式閥門。
改進(jìn)后的供墨調(diào)節(jié)閥，由于閥內(nèi)帶有一常閉式且靜態(tài)閉合壓力恒定、動(dòng)態(tài) 開啟壓力波動(dòng)范圍較小的單向閥門，不僅更可靠地穩(wěn)定了墨盒正常工作時(shí)的供 墨流量與壓力，而且有效地克服了非工作時(shí)環(huán)境溫度變化對(duì)墨盒的不利影響， 防止了非工作狀態(tài)下墨盒內(nèi)墨水泄漏現(xiàn)象的發(fā)生，可靠地保證了墨盒的正常使 用壽命。

本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出
圖1是沿墨盒出墨口中心且已安 打印頭供墨針時(shí)的縱向剖視圖2是出墨口密封塞部件軸向剖視圖的放大圖3是閥膜片軸向剖視圖的放大圖4是閥膜片端面圖的放大圖5是供墨調(diào)節(jié)閥閥糊向剖視圖的放大圖6是供墨調(diào)節(jié)閥閥體俯視圖的放大圖。
圖中1—進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥2—閥蓋3—閥芯4—閥座5—供墨調(diào)節(jié)閥6—出口 7—進(jìn)口 8—閥膜片 9—密封環(huán) 10—釘狀突起 ll一閥體12—塑料薄 膜片13—儲(chǔ)墨腔14一入墨孔密封塞 15—盒蓋16—進(jìn)氣口 17—盒體 18 —出墨口密封塞 19 —內(nèi)塞 20_密封圈 21 —凸緣 22—供墨針 23—出墨口具體實(shí)施方式
如圖1 6所示，墨盒由盒體17、盒蓋15、供墨調(diào)節(jié)閥5、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥l、 出墨口密封塞18、入墨孔密封塞14等零部件組成，盒體與盒蓋為熱塑性塑料材 質(zhì)，二者相互熔接成儲(chǔ)墨腔13;入墨孔密封塞為由硅膠或橡膠材料制成的彈性 錐塞式零件，以過(guò)盈配合方式壓縮在盒蓋的入墨孔內(nèi)；進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥由閥芯3、閥 座4、閥蓋2組成一個(gè)可獨(dú)立裝配的部件，以過(guò)盈配合方式與開設(shè)在盒蓋的進(jìn)氣 口16相聯(lián)接，圓柱狀閥座4為三通式結(jié)構(gòu)，閥芯3采用具有彈性的硅膠材料制 造成頂面有凸臺(tái)的帽狀,帽沿被通孔式閥蓋2固定于閥座4下端大孔孔口端面， 使凸臺(tái)彈性壓封于閥座4下端大孔連通橫向小孔的通氣口端面，形成可靈活開 閉的常閉式閥門。
出墨口密封塞18由密封圈20、內(nèi)塞19組成另一個(gè)可獨(dú)立^配的部件，安 裝于墨盒出墨口23的下端孔內(nèi)，并由出墨口孔口端面經(jīng)熱壓加工形成的凸緣21 軸向固定，密封圈采用彈性硅膠或橡膠材料制造成圓盤狀，外圓柱面帶有與墨盒 出墨口相配合表面形成密封效果的密封環(huán)，兩端面中央分別帶有肚大口小的甕 腔、自相彌合的"一"字形透切縫，且二者連通，內(nèi)塞19采用比重大于墨水的 塑料制造成簡(jiǎn)單的剛性實(shí)心球體，墨盒未插裝到打印頭供墨針22上時(shí)，它被緊 密包容在甕腔內(nèi)(如圖2所示)，使墨盒出墨口 23的下端孔處于可靠的氣密性密 封狀態(tài)。
供墨調(diào)節(jié)閥由剛性塑料閥體11、柔性硅膠閥膜片8及塑料薄膜片12組成又 一個(gè)可獨(dú)立裝配的部件，以過(guò)盈配合的方式插裝于儲(chǔ)墨腔出墨口 2,的上端孔內(nèi)， 并與出墨口相通。閥體11為U形三通式結(jié)構(gòu)，其中位于U形底部的一通被熱熔 接的塑料薄膜片12封閉(也可用其它剛性材料封閉)，使之形成U形管結(jié)構(gòu)，U形 管兩端開口朝下，分別作為閥的出口6、進(jìn)口7,出口6與儲(chǔ)墨腔出墨口23相聯(lián) 接，進(jìn)口 7伸入儲(chǔ)墨腔底面上最低的凹部；靠近進(jìn)口 7內(nèi)上方孔壁設(shè)置一圈半 圓形截面的密封環(huán)9，相應(yīng)密封環(huán)中心處設(shè)置一釘狀突起10, 二者由若干輻條 肋相牽連(如圖l、 5、 6所示)；閥膜片8為薄平墊圈狀(如圖3、 4所示)，中央 小孔緊套于釘狀突起10柱面上，而靠近邊緣的一圈表面則覆蓋于密封環(huán)9表面 上，釘狀突起IO端面經(jīng)熱壓加工而形成的凸緣將閥膜片軸向固定住,且對(duì)閥膜片中央小孔口處的一圈端面產(chǎn)生壓九使閥膜片8由如圖3、 4所示的平面狀彈性 變形為與剛性密封環(huán)9之間存在一定接觸壓力且同心的球面狀(如圖1所示)，即 在U形管的靠近進(jìn)口 7的內(nèi)上方形成了一個(gè)可由閥門自身彈性變形而產(chǎn)生適當(dāng) 閉合力的常閉式單向閥門。由于作為閥門的閥膜片8變形量由突起10的凸緣決 定，而剛性的凸緣位置固定，故由閥膜片變形量而決定的靜態(tài)閥門壓力恒定。
墨盒安裝前,先撕去焊接于進(jìn)氣口 16外開口端面上的塑料薄膜片(圖中未示 出)，使進(jìn)氣口打開。安裝過(guò)程中，打印頭供墨針22首先插進(jìn)密封圈20下端面 切縫內(nèi)，接著頂?shù)絻?nèi)塞19下表面，并使內(nèi)塞逐漸克服密封圈上端面甕腔口的約束 力，脫離密封圈，最終進(jìn)入出墨口 23內(nèi)，并停留于供墨針頂端附近(如圖l所 示)。安裝結(jié)束后，密封圈20甕腔口彈性地緊密地收縮在供墨針22外圓柱表面 上，從而為墨盒出墨口與供墨針之間的連接構(gòu)成可靠的氣密性密^寸。
圖1即表示墨盒己被安裝到打印頭供墨針22上時(shí)的情形。打印頭處于非工 作狀態(tài)時(shí)，進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥1與供墨調(diào)節(jié)閥5的閥門均處于常閉狀態(tài)，兩閥門所受 的內(nèi)外作用力均分別處于靜力平衡狀態(tài)，墨盒出墨口 23內(nèi)的壓力略低于儲(chǔ)墨腔 13內(nèi)的壓力，而儲(chǔ)墨腔13內(nèi)的壓力又略低于外界大氣壓力,且均保持適當(dāng)?shù)奈⒇?fù) 壓狀態(tài)，二者內(nèi)的墨水均處于靜平衡，不會(huì)相互流動(dòng)，也不會(huì)經(jīng)供墨針22向外 漏失。
工作時(shí)，由于打印頭噴咀內(nèi)墨水的消耗而引起的負(fù)壓,通過(guò)供墨針22首先 使墨盒出墨口 23及與之相通的供墨調(diào)節(jié)閥5內(nèi)形成相對(duì)的低壓區(qū)，原處于靜態(tài) 平衡的閉合的球面形閥膜片8邊緣進(jìn)一步產(chǎn)生向上翹曲現(xiàn)象，且翹曲程度隨著供 墨調(diào)節(jié)閥內(nèi)低壓區(qū)負(fù)壓的增加而增加，隨著閥膜片8與密封環(huán)9 i間由部分到全 部地脫離接觸(即閥門的逐漸開啟)，閥膜片作用在密封環(huán)上的閉合壓力相應(yīng)地 逐漸下降直至零，而同時(shí)閥膜片彈力也因自身翹曲變形程度的增加而增加，由 于該彈力方向與變形方向相反，故總是反抗著變形程度的增加，也就是說(shuō)總是反 抗著閥門的開啟，結(jié)果使閥門處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，供墨調(diào)節(jié)閥5內(nèi)的壓力始終保 持在比閥門開啟前稍高但低于儲(chǔ)墨腔13內(nèi)負(fù)壓的水平上。供墨調(diào)節(jié)閥就是這樣 動(dòng)態(tài)地調(diào)控由儲(chǔ)墨腔流入墨盒出墨口內(nèi)墨水的壓力及流量在打印頭所需的范圍內(nèi)。
當(dāng)?shù)蛪簠^(qū)經(jīng)供墨調(diào)節(jié)閥閥膜片8迅速擴(kuò)展到儲(chǔ)墨腔13時(shí)，進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥1閥 門的靜平衡狀態(tài)被打破，閥外較高的大氣壓力克服閥芯頂面的彎曲變形彈力等 阻力，開啟閥門，外界空氣經(jīng)閥芯頂面進(jìn)入儲(chǔ)墨腔，腔內(nèi)壓力升高，使墨盒內(nèi) 出現(xiàn)從儲(chǔ)墨腔13到供墨調(diào)節(jié)閥5，然后到墨盒出墨口 23,最后進(jìn)入供墨針22 的墨流方向。進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥閥門對(duì)空氣壓力的調(diào)控機(jī)理也與上述的供墨調(diào)節(jié)閥閥 門對(duì)墨水壓力的調(diào)控機(jī)理類似，這里不再詳述,其結(jié)果使儲(chǔ)墨腔13內(nèi)保持合適 的動(dòng)態(tài)負(fù)壓。
如上所述，處于工作狀態(tài)的墨盒就是這樣依靠供墨調(diào)節(jié)閥對(duì)由儲(chǔ)墨腔進(jìn)入 墨盒出墨口的墨水流量及壓力的調(diào)控作用，以及進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥對(duì)由外進(jìn)入儲(chǔ)墨腔 的空氣流量及壓力的調(diào)控作用,有效地控制了墨盒內(nèi)負(fù)壓波動(dòng)的幅度，從而為打 印頭提供了所需的墨流流量及壓力。 5
打印頭停止工作時(shí),供墨調(diào)節(jié)閥內(nèi)的閥膜片8彈性恢復(fù)至常閉狀態(tài)，阻止閥 內(nèi)墨水向儲(chǔ)墨腔倒流，適量的墨水被蓄于閥膜片8上方的空間內(nèi)(如圖1所示)， 閥膜片在所蓄墨水的重力作用下，進(jìn)一步可靠閉合在密封環(huán)9上，供墨調(diào)節(jié)閥5 與墨盒出墨口 23內(nèi)保持一個(gè)較儲(chǔ)墨腔13內(nèi)負(fù)壓稍低的負(fù)壓。與此同時(shí)，進(jìn)氣 調(diào)節(jié)闊閥門恢復(fù)常閉狀態(tài)，儲(chǔ)墨腔內(nèi)恢復(fù)微負(fù)壓狀態(tài)，墨水處于穩(wěn)定的靜平衡 狀態(tài)，靜止不動(dòng)，不會(huì)將供墨調(diào)節(jié)閥的閥膜片8頂開，即使是當(dāng)儲(chǔ)墨腔內(nèi)因環(huán)境 溫度變化而出現(xiàn)異常壓力波動(dòng)時(shí)，也不會(huì)流動(dòng)而使閥膜片8異常開啟，故有效地 避免了非工作狀態(tài)下儲(chǔ)墨腔內(nèi)墨水泄漏現(xiàn)象的發(fā)生。
當(dāng)墨盡更換或中途更換墨盒時(shí)，從供墨針上拔出墨盒后，密封圈20因受孔 口凸緣21的軸向固定約束而保留于墨盒出墨口內(nèi)，與供墨針22威離接觸，密封 圈下端面原被供墨針撐開的切縫由于彈性恢復(fù)及出墨口內(nèi)孔表面的徑向壓力而 收縮彌合成被撐開前的縫隙狀態(tài)，由于縫隙值非常小，幾乎接近零,實(shí)際處于自 相彌合形式的"自封"狀態(tài)。上述"自封"與殘留縫隙內(nèi)墨水因表面張力作用 而構(gòu)成的"液封" 一道形成可靠的防漏性密封效果，無(wú)論拔出的墨盒處于何種方 位均可有效地阻止盒內(nèi)剩余墨水向外滲漏。此外，由于剛從機(jī)內(nèi)拔出的墨盒一般都處于圖1所示的豎直向上方位，故失去供墨針22頂托的內(nèi)塞19因較墨水 的比重大而克服墨水浮力下落至密封圈20甕腔口外側(cè)的圓錐孔P5，在相接觸處 形成輔助密封，從而進(jìn)一步增強(qiáng)剛從機(jī)內(nèi)拔出時(shí)墨盒出墨口的防漏性密封程度。
另外，當(dāng)打印機(jī)顯示墨盒墨盡時(shí)，將墨盒從打印機(jī)內(nèi)取出，拔出入墨孔密封 塞14，添加墨水，重新裝回密封塞后，再裝入打印機(jī)內(nèi)仍可繼續(xù)使用。從而可實(shí)現(xiàn) 循環(huán)使用、延長(zhǎng)墨盒使用壽命的目的。
權(quán)利要求1、一種噴墨打印機(jī)墨盒，包括由盒體(17)、盒蓋(15)組成的儲(chǔ)墨腔、供墨調(diào)節(jié)閥(5)、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(1)、出墨口密封塞(18)；進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(1)為常閉式，由帽狀彈性閥芯(3)、三通式閥座(4)、通孔式閥蓋(2)構(gòu)成一個(gè)可獨(dú)立裝配的部件，與儲(chǔ)墨腔進(jìn)氣口相聯(lián)接；出墨口密封塞(18)位于儲(chǔ)墨腔出墨口內(nèi)，由彈性密封圈(20)、剛性內(nèi)塞(19)組成，密封圈(20)柱面帶有密封環(huán)，兩端面分別帶有切縫、甕腔，切縫為透縫，甕腔呈肚大口小的甕形，內(nèi)塞(19)可包容在甕腔內(nèi)；供墨調(diào)節(jié)閥(5)的出口與儲(chǔ)墨腔出墨口相聯(lián)接，進(jìn)口伸入儲(chǔ)墨腔底面上最低部位，其特征在于所述的供墨調(diào)節(jié)閥(5)為可獨(dú)立裝配的部件，剛性閥體(11)為U形管結(jié)構(gòu)，U形管開口朝下，分別為閥的進(jìn)口與出口，進(jìn)口內(nèi)或出口內(nèi)有一個(gè)常閉式單向閥門。
2、 如權(quán)利要求1所述的墨盒，其特征在于所述的供墨調(diào)節(jié)閥(5)上的常 閉式單向閥門的結(jié)構(gòu)為在進(jìn)口或出口的內(nèi)側(cè)孔壁有一圈密封環(huán)(9)，相應(yīng) 密封環(huán)中心處有一釘狀突起(IO)， 二者之間由肋條相牽連，薄平墊圈狀彈 性閥膜片(8)中央小孔固定在釘狀突起(10)上，周邊彈性壓封于閥體的密封 環(huán)(9)上，形成球面狀。
專利摘要一種噴墨打印機(jī)墨盒，主要包括儲(chǔ)墨腔以及供墨調(diào)節(jié)閥、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥、出墨口密封塞三個(gè)可獨(dú)立裝配的部件。進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥為常閉式，由閥芯、閥座、閥蓋組成，閥芯采用彈性材料制成帶密封凸臺(tái)的帽狀；出墨口密封塞由內(nèi)部包含剛性內(nèi)塞的彈性密封圈構(gòu)成，被出墨口外端面處經(jīng)熱壓加工形成的孔口凸緣軸向固定，密封圈兩端面分別帶有甕形腔、一字形透切縫；供墨調(diào)節(jié)閥為U形管狀閥，兩開口朝下，進(jìn)口內(nèi)或出口內(nèi)帶常閉式單向閥門，構(gòu)成閥門的彈性閥膜片為薄平墊圈狀，其中央小孔固定在閥體對(duì)應(yīng)密封環(huán)中心處的釘狀突起上，周邊彈性壓封于閥體的密封環(huán)上，形成球面狀。供墨調(diào)節(jié)閥與進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥共同調(diào)控墨盒工作壓力及墨流量。
文檔編號(hào)B41J2/175GK201291640SQ20082020267
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者聶瑞權(quán) 申請(qǐng)人:聶瑞權(quán)