專利名稱：分體式無(wú)海綿液壓自動(dòng)平衡墨盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨打印機(jī)中使用的墨盒，具體地說(shuō)，涉及一種利用液壓原理控制墨盒出墨的分體式無(wú)海綿液壓自動(dòng)平衡墨盒。
背景技術(shù)：
目前，噴墨打印機(jī)從企事業(yè)單位到家庭正在獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而，目前廣泛使用的噴墨打印機(jī)的墨盒存在如下不足1、墨盒的墨水腔內(nèi)使用多孔狀的泡沫材料(海綿)以吸納和儲(chǔ)存墨水，但這種帶有多孔狀泡沫材料的墨盒所儲(chǔ)存墨水的總量一般不超過(guò)墨盒總?cè)莘e的60％-65％，而且多孔體內(nèi)總要?dú)埩粢欢康哪?，因此，增加用戶的使用成本和造成浪費(fèi)，同時(shí)殘留的墨水還對(duì)環(huán)境造成污染。
為了解決上述問題已經(jīng)出現(xiàn)了一些無(wú)多孔狀泡沫材料的墨盒，例如，CN2529768Y提出了一種出墨口設(shè)有控制墨水流量的環(huán)形階梯狀單向閥，墨水腔內(nèi)設(shè)有帶微孔的與進(jìn)氣孔相通的氣囊，根據(jù)墨水的壓力狀況，控制微孔的開閉來(lái)供墨。CN1309022A也提出了一種利用閥體控制墨水流量的結(jié)構(gòu)，該供墨控制閥體是一根側(cè)壁上有一條窄縫的一端封閉的彈性管，它是根據(jù)墨水的壓力狀況，控制窄縫的開閉來(lái)供墨。CN1436665A也是以一個(gè)閥結(jié)構(gòu)控制墨水流量，該閥結(jié)構(gòu)包括薄膜閥座、閥體和支撐閥體的彈性件，它是通過(guò)薄膜閥座張開和收縮來(lái)打開或關(guān)閉供墨孔實(shí)現(xiàn)供墨。CN1443646A同樣采用單向閥結(jié)構(gòu)，該單向閥結(jié)構(gòu)內(nèi)有一皮碗，皮碗隨壓力變化打開和關(guān)閉其上帶有的小孔來(lái)控制墨水流量，實(shí)現(xiàn)供墨。
這些采用閥控制墨水流量的結(jié)構(gòu)共同的缺點(diǎn)是一方面由于增加了閥和其他零件而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜和提高成本；另一方面它們都需要利用一個(gè)彈性元件(如，氣囊、彈性管、薄膜、皮碗)彈性打開和關(guān)閉出墨口，但由于受外界(如，液體的表面張力)和隨多次開閉自身彈性性能的改變及制造質(zhì)量(特別是批量生產(chǎn)時(shí))的影響，彈性體不能保證穩(wěn)定、可靠的開閉，從而使墨盒不能正常供墨。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低且性能可靠的墨盒。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明根據(jù)液力學(xué)原理設(shè)計(jì)了一種液壓自動(dòng)平衡式墨盒，它即沒有多孔狀泡沫材料，也沒有像閥這類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的附加元件。
本發(fā)明的分體式無(wú)海綿液壓自動(dòng)平衡墨盒，包括一個(gè)與打印機(jī)墨盒安裝結(jié)構(gòu)適配的外殼體，一個(gè)安裝到外殼體上的墨水腔，其特征在于墨水腔有一個(gè)由塑料材料的前壁和與該前壁成一體的上、下、左、右四個(gè)壁以及一個(gè)燙壓在四個(gè)壁邊緣上與前壁對(duì)置的內(nèi)塑料薄膜包圍形成的內(nèi)部空間，上壁上開有注墨孔和氣孔，前壁上開有與墨水腔內(nèi)部空間相通的進(jìn)氣孔，一個(gè)狹窄的、迂回的導(dǎo)氣槽設(shè)置在前壁的外側(cè)，導(dǎo)氣槽的一端連通進(jìn)氣孔，另一端通過(guò)一個(gè)凹槽連通氣孔，一片外塑料薄膜燙壓在前壁的外側(cè)覆蓋凹槽、導(dǎo)氣槽和進(jìn)氣孔，一個(gè)出墨口結(jié)構(gòu)設(shè)置在墨水腔的下部，其有一個(gè)位于低于或等于進(jìn)氣孔高度位置的出墨孔，出墨孔與內(nèi)塑料薄膜保持可使墨水形成毛細(xì)現(xiàn)象的距離。
本發(fā)明的墨盒工作原理是這樣的打印前注滿墨水的墨水腔及通過(guò)出墨孔與墨水腔相同的供墨通道處于液壓平衡狀態(tài)，因?yàn)榇藭r(shí)墨水腔只有導(dǎo)氣槽一個(gè)出口，所以如果墨水要流出，墨水腔內(nèi)必須有空氣來(lái)補(bǔ)充以維持平衡，因此，空氣就要通過(guò)氣孔---導(dǎo)氣槽---進(jìn)氣孔的途徑進(jìn)入墨水腔，而空氣要進(jìn)入墨水腔就要突破墨水腔內(nèi)的墨水對(duì)它的壓力，而此壓力又足以阻止空氣進(jìn)入墨水腔，這就形成了空氣進(jìn)不去，墨水出不來(lái)的壓力平衡狀態(tài)，從而有效防止墨水下滲現(xiàn)象發(fā)生。打印時(shí)，由與墨盒的移動(dòng)，墨水腔內(nèi)的墨水受到一個(gè)外力的作用產(chǎn)生向其唯一的出口---進(jìn)氣孔排出的趨勢(shì)，這個(gè)趨勢(shì)是短暫的，在該過(guò)程隨有極少量的墨水流出進(jìn)氣孔，但由于進(jìn)氣孔不直接與外界連通，流出的墨誰(shuí)將進(jìn)入狹窄的導(dǎo)氣槽，導(dǎo)氣槽設(shè)計(jì)成狹窄的迂回結(jié)構(gòu)即可以增大槽內(nèi)的壓力，又可加大槽的容量，從而使流出的墨水只有少量進(jìn)入導(dǎo)氣槽，而無(wú)法到達(dá)上壁上的氣孔流出。打印開始，打印頭的吸針從與出墨孔相通的供墨通道內(nèi)吸入墨水，引起壓力下降，于是空氣從進(jìn)氣孔進(jìn)入補(bǔ)充以維持壓力平衡，隨著打印工作的進(jìn)行，液面不斷下降，但由于出墨口處于與進(jìn)氣孔的高度位置相同或低于處，根據(jù)液力學(xué)同一液面高度壓力相同的原理，出墨口端的壓力始終處于等于或低于進(jìn)氣口端壓力的狀態(tài)，從而即保證了打印時(shí)出墨流暢，又保證了墨水不下滲。當(dāng)使用到墨水低于出墨口水平位置時(shí)，由于出墨口上的合金濾網(wǎng)與燙壓在四個(gè)窄側(cè)面邊緣的塑料薄膜之間由預(yù)先設(shè)定的精確距離保證可以利用液體的毛細(xì)原理實(shí)現(xiàn)讓墨水從低處往高出流，直到把墨水腔內(nèi)的墨水全部用完為止。
由于本發(fā)明即不采用多孔狀泡沫材料，也不采用例如單向閥等其他附加元件，從而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造費(fèi)用低，性能可靠且可將墨水全部用完的優(yōu)點(diǎn)。而且本發(fā)明的墨盒可以重復(fù)使用，用戶可根據(jù)自己的需要自行填充不同功能的墨水，如顏料型、染料型、熱轉(zhuǎn)印、可食用及清潔墨水。本發(fā)明的墨盒具有高環(huán)保性和大大節(jié)約用戶的使用費(fèi)用。
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的做出更詳細(xì)的解釋。


圖1是外殼體和墨水腔組裝在一起的正視圖；圖2是沿圖1A-A線的剖視圖；圖3是墨水腔內(nèi)部的正視圖。
具體實(shí)施例本發(fā)明以普遍使用的EPSON噴墨打印機(jī)為例，提供一種替代傳統(tǒng)的EPSON打印機(jī)墨盒的新墨盒。參見圖1-3，本發(fā)明的墨盒包括一個(gè)外殼體1，一個(gè)墨水腔2，外殼體1有與打印機(jī)墨盒安裝結(jié)構(gòu)適配的形狀，墨水腔2安置在外殼體1上，墨水腔2的內(nèi)部空間由塑料材料的上壁9，下壁10，左壁11，右壁12，前壁13及燙壓在上壁9，下壁10，左壁11，右壁12的邊緣上與前壁13對(duì)置的內(nèi)塑料薄膜14包圍形成。上壁9上設(shè)置有一個(gè)注墨孔3和一個(gè)氣孔4，注墨孔3用于向墨水腔2的內(nèi)部空間注入墨水，注滿墨水后用密封膜將其密封，氣孔4與成形在前壁外側(cè)上的凹槽5(該凹槽可以是矩形、圓形、棱形、梯形等)相通，但不與墨水腔2的內(nèi)部空間相通，一條狹窄的、迂回的導(dǎo)氣槽6(圖中是S形，也可是其它形狀，例如迷宮形狀)形成在前壁13的外側(cè)，一個(gè)進(jìn)氣孔7形成在前壁上，進(jìn)氣孔7與墨水腔2的內(nèi)部空間相通，導(dǎo)氣槽6的一端連通矩形孔5，另一端連通進(jìn)氣孔7，一片外塑料薄膜8燙壓在墨水腔2的前壁13的外側(cè)表面上，其將凹槽5、導(dǎo)氣槽6、進(jìn)氣孔7與外界空氣隔離，使得外界空氣只能通過(guò)在上壁9上的氣孔4---凹槽5---導(dǎo)氣槽6---進(jìn)氣孔7的路徑進(jìn)入墨水腔2的內(nèi)部空間。一個(gè)包括出墨孔15和出墨通道16的出墨結(jié)構(gòu)設(shè)置在墨水腔2的下部，其中出墨孔15位于等于或低于進(jìn)氣孔4高度的位置以保持墨水腔內(nèi)部的壓力平衡，出墨通道16有與已有結(jié)構(gòu)相同的放置打印機(jī)吸針和密封圈的結(jié)構(gòu)，出墨孔15上覆蓋有一個(gè)合金濾網(wǎng)17用于過(guò)濾墨水，濾網(wǎng)17與內(nèi)塑料薄膜14之間保持一個(gè)精確的預(yù)定距離以實(shí)現(xiàn)對(duì)液體毛細(xì)原理的應(yīng)用。外殼體1與墨水腔2的上壁9上的注墨孔3和氣孔4相對(duì)應(yīng)的位置開有一凹槽18以利于氣孔4與外界空氣相通。
本發(fā)明的墨盒是這樣獲得實(shí)際應(yīng)用的，首先從注墨孔3向墨水腔2的內(nèi)部空間注入墨水，注滿墨水后，內(nèi)部空間及通過(guò)出墨孔15與墨水腔2相同的供墨通道16(此時(shí)供墨通道是封閉的)處于液壓平衡狀態(tài)，因?yàn)榇藭r(shí)墨水腔2只有氣孔4(通過(guò)進(jìn)氣孔7、導(dǎo)氣槽6、凹槽5)一個(gè)出口，如果墨水要流出，墨水腔內(nèi)部空間必須有空氣補(bǔ)充進(jìn)入以維持平衡，而空氣只能通過(guò)氣孔4(通過(guò)凹槽5、導(dǎo)氣槽6、進(jìn)氣孔7)進(jìn)入墨水腔，而空氣要進(jìn)入墨水腔內(nèi)部空間就要突破墨水腔內(nèi)部空間內(nèi)的墨水對(duì)它的壓力，而此壓力又足以阻止空氣進(jìn)入墨水腔內(nèi)部空間，這就形成了空氣進(jìn)不去，墨水出不來(lái)的壓力平衡狀態(tài)，從而有效防止墨水下滲現(xiàn)象發(fā)生。打印時(shí)打印頭的吸針從與出墨孔15相通的供墨通道16內(nèi)吸入墨水，引起壓力下降，于是空氣從進(jìn)氣孔7補(bǔ)充進(jìn)入以維持壓力平衡，在打印過(guò)程，打印頭的吸針間歇地吸入墨水，引起壓力下降，空氣也就間歇地通過(guò)進(jìn)氣孔7向墨水腔的內(nèi)部空間補(bǔ)充進(jìn)入以維持壓力平衡，隨著打印工作的進(jìn)行，液面不斷下降，但由于出墨口15處于等于或低于進(jìn)氣孔7的高度位置，根據(jù)液力學(xué)同一液面高度壓力相同的原理，出墨口15的壓力始終處于等于或低于進(jìn)氣口7壓力的狀態(tài)，從而即保證了打印時(shí)出墨流暢，又保證了墨水不下滲。當(dāng)使用到墨水液面水平位置低于出墨口15時(shí)，由于出墨口15上的合金濾網(wǎng)17與燙壓在四個(gè)壁9、10、11、12的邊緣上的內(nèi)塑料薄膜14之間有預(yù)先設(shè)定的精確距離，可以保證利用液體的毛細(xì)原理實(shí)現(xiàn)讓墨水從低處往高出流，直到把墨水腔內(nèi)部空間的墨水全部用完為止。
本發(fā)明利用了液力學(xué)上的同一液面高度壓力相同的原理和毛細(xì)原理對(duì)墨盒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是如何保證上述液力學(xué)原理得到切實(shí)可行的應(yīng)用，為此本發(fā)明的發(fā)明人在上述液力學(xué)原理理論基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，試驗(yàn)主要涉及出墨孔15和進(jìn)氣孔7之間的高度差范圍的選擇，以及合金濾網(wǎng)17與內(nèi)塑料薄膜14之間距離的選擇，試驗(yàn)結(jié)果如下表所示。
表1(高度差范圍的選擇)

試驗(yàn)表明出墨孔15和進(jìn)氣孔7之間的高度差范圍的選擇以0-5mm為最佳。
表2(距離的選擇)

試驗(yàn)表明合金濾網(wǎng)17與內(nèi)塑料薄膜14之間的距離選擇可以在0.2-1mm，其中以0.5mm為最佳。
權(quán)利要求
1.一種分體式無(wú)海綿液壓自動(dòng)平衡墨盒，包括一個(gè)與打印機(jī)墨盒安裝結(jié)構(gòu)適配的外殼體，一個(gè)安裝到外殼體上的墨水腔，其特征在于墨水腔有一個(gè)由塑料材料的前壁和與該前壁成一體的上、下、左、右四個(gè)壁以及一個(gè)燙壓在四個(gè)壁邊緣上與前壁對(duì)置的內(nèi)塑料薄膜包圍形成的內(nèi)部空間，上壁上開有注墨孔和氣孔，前壁上開有與墨水腔內(nèi)部空間相通的進(jìn)氣孔，一條狹窄的、迂回的導(dǎo)氣槽設(shè)置在前壁的外側(cè)，導(dǎo)氣槽的一端連通氣孔，另一端通過(guò)凹槽連通進(jìn)氣孔，一片外塑料薄膜燙壓在前壁的外側(cè)覆蓋導(dǎo)氣槽、凹槽和進(jìn)氣孔，一個(gè)出墨口結(jié)構(gòu)設(shè)置在墨水腔的下部，其有一個(gè)出墨孔，出墨孔位于低于或等于進(jìn)氣孔高度的位置，出墨孔與內(nèi)塑料薄膜保持可使墨水形成毛細(xì)現(xiàn)象的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨盒，其特征在于出墨孔和進(jìn)氣孔之間的高度差范圍以0-5mm為最佳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的墨盒，其特征在于出墨孔上設(shè)有合金濾網(wǎng)，合金濾網(wǎng)與內(nèi)塑料薄膜之間的距離在0.2mm-1mm之間，以0.5mm為最佳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨盒，其特征在于凹槽可以是矩形孔、圓形孔、棱形孔、梯形孔。
全文摘要
一種分體式無(wú)海綿液壓自動(dòng)平衡墨盒，包括一個(gè)墨水腔，一個(gè)塑料材料的前壁和與該前壁成一體的上、下、左、右四個(gè)壁以及一個(gè)燙壓在四個(gè)壁邊緣上與前壁對(duì)置的內(nèi)塑料薄膜包圍形成墨水腔的內(nèi)部空間，上壁上開有注墨孔和氣孔，前壁上開有與墨水腔內(nèi)部空間相通的進(jìn)氣孔，一條導(dǎo)氣槽設(shè)置在前壁的外側(cè)，導(dǎo)氣槽的兩端分別連通氣孔和進(jìn)氣孔，一片外塑料薄膜燙壓在前壁的外側(cè)將導(dǎo)氣槽和進(jìn)氣孔與外界空氣隔離，一個(gè)出墨口結(jié)構(gòu)設(shè)置在墨水腔的下部，其有一個(gè)出墨孔，出墨孔位于低于或等于進(jìn)氣孔高度位置的出墨孔，出墨孔與內(nèi)塑料薄膜保持可使墨水形成毛細(xì)現(xiàn)象的距離。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1583410SQ2004100461
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月2日
發(fā)明者邵永愷 申請(qǐng)人:邵永愷