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ZL200420091268.2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,而由于該墨盒中特殊結(jié)構(gòu)的供墨調(diào)節(jié)閥,更解決了同類型墨盒的供墨壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以保證產(chǎn)品質(zhì)量且制造成本較高等難題。但由于該墨盒的氣路單向閥由彈性閥帽直接套裝在盒蓋通氣道端頭構(gòu)成,要保證閥門工作壓力穩(wěn)定則需要較高的裝配精度及工藝水平。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是改進(jìn)墨盒內(nèi)的氣路單向閥的結(jié)構(gòu),將原來(lái)的單一零件改為若干簡(jiǎn)單零件的可靠組合,使之成為墨盒進(jìn)氣道上一個(gè)可獨(dú)立裝配的通用氣閥部件,可靠地保證氣路閥門的恒定壓力控制,令噴墨打印機(jī)墨盒供墨持續(xù)均衡穩(wěn)定。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的在由儲(chǔ)墨腔、供墨調(diào)節(jié)閥、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥組成的墨盒中,儲(chǔ)墨腔由盒體與盒蓋等組成;供墨調(diào)節(jié)閥由薄膜封閉的閥體等構(gòu)成一個(gè)可獨(dú)立裝配的部件,與儲(chǔ)墨腔出墨口相聯(lián)接。閥體上有兩個(gè)以上小墨腔,小墨腔之間由小墨道相連通,至少一個(gè)小墨腔里裝有過(guò)濾網(wǎng)。供墨調(diào)節(jié)閥進(jìn)墨口伸入儲(chǔ)墨腔底面上最低的凹部;進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥由閥芯、閥座、閥蓋構(gòu)成一個(gè)可獨(dú)立裝配的部件,與墨盒盒蓋上的通氣道端頭相聯(lián)接,由閥芯封住通氣口使閥門處于常閉狀態(tài),閥芯采用彈性材料制成薄頂面帶密封凸臺(tái)的帽狀,帽沿由閥座、閥蓋定位并壓緊。閥座設(shè)計(jì)成三通式結(jié)構(gòu),軸向兩端大孔及橫向小孔均以氣道相通。閥芯設(shè)置于閥座下端大孔內(nèi),凸臺(tái)依靠閥芯的彈性壓封于閥座下端大孔連通橫向小孔的通氣口,形成常閉式閥門。閥座下端大孔內(nèi)被閥芯分隔成上下兩個(gè)不直接相通的腔室,下腔室直接與儲(chǔ)墨腔相通,上腔室經(jīng)過(guò)帶有上述閥門的橫向小孔后也與儲(chǔ)墨腔相通,同時(shí),上腔室還經(jīng)通氣道后與閥座上端大孔及與盒蓋上的通氣道相通。
改進(jìn)后的氣路閥門由于采用專門的零件(閥座、閥蓋)可靠地定位并壓緊彈性閥芯,故在使閥芯的裝配精度要求降低、裝配工藝簡(jiǎn)化的同時(shí),還從結(jié)構(gòu)上克服了以前因裝配精度要求過(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。
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是墨盒的縱向剖視圖;圖2是墨盒儲(chǔ)墨腔內(nèi)設(shè)置的進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥的放大圖;圖3是圖2所示的進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥A-A方向的剖視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3所示,墨盒由盒體3、盒蓋4、供墨調(diào)節(jié)閥2、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥1等零部件組成,供墨調(diào)節(jié)閥由閥體、過(guò)濾網(wǎng)及前后面薄膜片組成一個(gè)可獨(dú)立裝配的部件,以過(guò)盈配合的方式插裝于盒體3的出墨口。供墨調(diào)節(jié)閥前后面薄膜片使閥體上的兩個(gè)以上的通孔形成小墨腔5,使閥體隔壁上的凹槽形成細(xì)長(zhǎng)孔結(jié)構(gòu)的小墨道6,并成為閥內(nèi)的阻尼孔,閥體內(nèi)各小墨腔之間以雙墨道相串連,確保閥內(nèi)墨水運(yùn)動(dòng)的流暢和連續(xù)性,至少一個(gè)小墨腔里裝有過(guò)濾網(wǎng)7。供墨調(diào)節(jié)閥下方為細(xì)長(zhǎng)孔結(jié)構(gòu)的進(jìn)墨口與口徑較大的出墨口,進(jìn)墨口伸入盒體儲(chǔ)墨腔底部的凹坑內(nèi),以便充分汲取儲(chǔ)墨腔內(nèi)的墨水。出墨口與墨盒出墨口相通。以上結(jié)構(gòu)適當(dāng)且有效地控制了閥內(nèi)墨水的流量及壓力。
進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥1由閥芯8、閥座9、閥蓋10組成一個(gè)可獨(dú)立裝配的部件。圓柱狀閥座9的軸向兩端各開(kāi)一大孔,橫向開(kāi)一小孔,三孔均以氣道互通,構(gòu)成三通式結(jié)構(gòu)。閥座的上端大孔以過(guò)盈配合的方式套裝于盒蓋4的通氣道端頭。閥芯8設(shè)置于閥座下端大孔內(nèi),它采用具有彈性的硅膠材料制造成頂面有凸臺(tái)的帽狀。頂面面積較大,厚度較薄,是閥芯彈性相對(duì)較大的部分。凸臺(tái)位于頂面中央,其端面面積較小,依靠閥芯頂面的彈性壓封于閥座下端大孔連通橫向小孔的通氣口端面,形成可靈活開(kāi)閉的常閉式閥門。圓柱形帽沿壁厚較大,彈性相對(duì)較小,用于定位與密封,其上方肩臺(tái)與下方底面分別同閥座孔內(nèi)階梯端面、閥蓋10階梯軸端面緊密接觸,使閥芯不能在閥座孔內(nèi)軸向竄動(dòng)。閥芯8使閥座下端大孔被分隔成上下不相通的兩個(gè)腔室,下腔室直接與儲(chǔ)墨腔相通,上腔室經(jīng)過(guò)帶有上述閥門的橫向小孔后也與儲(chǔ)墨腔相通,上腔室還經(jīng)通氣道后與閥座上端大孔及盒蓋上的通氣道相通。從盒蓋通氣道進(jìn)入上腔室的外界空氣,須當(dāng)上述閥門開(kāi)啟后方可經(jīng)閥門凸臺(tái)的上端面進(jìn)入閥座的橫向小孔,然后進(jìn)入儲(chǔ)墨腔及下腔室,故在盒蓋通氣道上形成常閉式進(jìn)氣閥門。
圖1表示墨盒已被安裝到打印機(jī)上時(shí)的情形,此時(shí)打印頭出墨針刺破密封膠片,插入墨盒出墨口的密封圈內(nèi)。在打印頭處于非工作狀態(tài)時(shí),進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥閥門處于常閉狀態(tài),墨盒內(nèi)外作用于閥門上的各力處于靜力平衡狀態(tài),儲(chǔ)墨腔內(nèi)的壓力略低于外界大氣壓力而保持適當(dāng)?shù)奈⒇?fù)壓狀態(tài),墨水處于靜平衡,不會(huì)經(jīng)打印頭出墨針向外漏失。
當(dāng)打印頭工作時(shí),來(lái)自打印頭的吸力,首先使墨盒出墨口內(nèi)形成相對(duì)的低壓區(qū),低壓區(qū)迅速依次擴(kuò)展到供墨調(diào)節(jié)閥內(nèi)、儲(chǔ)墨腔內(nèi),調(diào)節(jié)閥前后表面對(duì)稱焊接的兩張薄膜片同時(shí)產(chǎn)生向內(nèi)凹曲現(xiàn)象,閥內(nèi)容積減少,壓力增加,部分閥內(nèi)墨水流向墨盒出墨口,因此此時(shí)墨流流量會(huì)適當(dāng)增加。當(dāng)?shù)蛪簠^(qū)擴(kuò)展到儲(chǔ)墨腔時(shí),進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥閥門的靜力平衡狀態(tài)被打破,閥外較高的大氣壓力就會(huì)克服閥芯頂面的彎曲變形彈力等阻力,開(kāi)啟閥門,外界空氣經(jīng)閥座9上腔室、閥芯8凸臺(tái)上端面進(jìn)入儲(chǔ)墨腔,此時(shí)閥門的閉合壓力下降至零,閥芯頂面彎曲變形程度隨著儲(chǔ)墨腔內(nèi)負(fù)壓的增加而增加,而同時(shí)閥芯頂面彈力也因彎曲變形程度增加而增加,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(kāi)啟,結(jié)果使閥門處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),使儲(chǔ)墨腔內(nèi)的壓力始終保持在比閥門開(kāi)啟前稍高但低于外界大氣壓力的水平上。進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥就是這樣動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)控制儲(chǔ)墨腔內(nèi)的壓力在較恒定的值上。
故當(dāng)閥門開(kāi)啟后,儲(chǔ)墨腔內(nèi)墨水壓力會(huì)適當(dāng)升高,從而使墨盒內(nèi)出現(xiàn)從儲(chǔ)墨腔到供墨調(diào)節(jié)閥,然后到墨盒出墨口,最后進(jìn)入打印頭出墨針的墨流方向。具有變截面墨流通道的供墨調(diào)節(jié)閥對(duì)通過(guò)其內(nèi)的墨流流量及壓力進(jìn)一步進(jìn)行合理調(diào)控。
打印頭停止工作時(shí),供墨調(diào)節(jié)閥前后面薄膜片內(nèi)凹現(xiàn)象隨吸力消失而收縮復(fù)位,閥內(nèi)容積增加,壓力減小,閥內(nèi)墨水停止外流,且有小量閥外墨水分別從閥的進(jìn)墨口與出墨口流入閥內(nèi),直至閥內(nèi)外墨水壓力平衡,適量的墨水被蓄于供墨調(diào)節(jié)閥內(nèi)。同時(shí),進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥閥門恢復(fù)常閉狀態(tài),墨盒內(nèi)恢復(fù)微負(fù)壓狀態(tài),墨水建立新的靜平衡狀態(tài)。
下面通過(guò)對(duì)進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥閥芯的受力分析,進(jìn)一步說(shuō)明進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥的靜動(dòng)態(tài)特性。根據(jù)力學(xué)平衡方程式,墨盒非工作時(shí),閥芯頂面凸臺(tái)的閉合壓力F1(也相當(dāng)于閥口端面對(duì)凸臺(tái)的支承力)、外界作用于閥芯頂面外表面(面積為S1)的大氣壓力P0S1、儲(chǔ)墨腔內(nèi)作用于閥芯頂面中央凸臺(tái)上端面(面積為S2)的壓力P1S2、閥芯頂面及其凸臺(tái)的重力G四者之和等于閥芯頂面產(chǎn)生彎曲變形量Δ而存在的彈力KΔ(也相當(dāng)于閥座、閥蓋對(duì)閥芯的軸向約束力。K為彈性系數(shù),可視為常數(shù))、儲(chǔ)墨腔內(nèi)作用于閥芯頂面內(nèi)表面(面積為S1+S2)的壓力P1(S1+S2)、閥門縫隙內(nèi)可能存在的墨水張力F2三者之和,即
F1+P0S1+P1S2+G=KΔ+P1(S1+S2)+F2由于重力G與張力F2均相對(duì)較小,可忽略不計(jì),故由上式得P0-P1=(KΔ-F1)/S1上式表明當(dāng)P0-P1=0時(shí),KΔ-F1=0,也就是說(shuō)當(dāng)儲(chǔ)墨腔內(nèi)的壓力接近外界大氣壓力時(shí),閥芯頂面凸臺(tái)的閉合壓力F1接近閥芯頂面彎曲變形產(chǎn)生的彈力。這正是墨盒非工作時(shí)的情形,而閥芯頂面彎曲變形量Δ較大,故F1較大,閥芯凸臺(tái)能較可靠、較穩(wěn)定地閉合閥口。
當(dāng)墨盒工作時(shí),閥門開(kāi)啟,也就是閥門與閥口脫離接觸,F(xiàn)1=0,故P0-P1=KΔ/S1上式表明此時(shí)儲(chǔ)墨腔內(nèi)的負(fù)壓與閥芯頂面的彎曲變形量及面積相關(guān)聯(lián),與前者成正比,與后者成反比,由于該結(jié)構(gòu)閥芯頂面面積S1較大,因此如要維持儲(chǔ)墨腔的負(fù)壓基本不變,可使閥芯頂面產(chǎn)生較大的變形量Δ,而較大變形量的閥芯在工作過(guò)程中能基本保持彈力穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)歪斜、松弛、彈力隨機(jī)上下波動(dòng)幅度過(guò)大等現(xiàn)象。所以該結(jié)構(gòu)閥既在墨盒非工作時(shí)能使閥門較可靠地閉合,又在墨盒工作時(shí)能較好地調(diào)節(jié)和穩(wěn)定儲(chǔ)墨腔內(nèi)的負(fù)壓波動(dòng)幅度。
如上所述,墨盒依靠供墨調(diào)節(jié)閥內(nèi)特定結(jié)構(gòu)型式的墨流通道對(duì)墨流流量及壓力的調(diào)節(jié)作用、調(diào)節(jié)閥薄膜片類似于多孔性海綿體的拉伸—收縮變形對(duì)墨流的微調(diào)作用,以及常閉式進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥對(duì)儲(chǔ)墨腔內(nèi)負(fù)壓波動(dòng)幅度的控制,適時(shí)且適當(dāng)?shù)卣{(diào)控了流向打印頭出墨針的墨流流量及壓力。
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,從入墨孔處重新加注墨水后,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,包括儲(chǔ)墨腔、供墨調(diào)節(jié)閥(2)、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(1)。供墨調(diào)節(jié)閥(2)由薄膜封閉的閥體構(gòu)成一個(gè)可獨(dú)立裝配的部件,與儲(chǔ)墨腔出墨孔相聯(lián)接。閥體上有兩個(gè)以上小墨腔(5),小墨腔(5)之間由小墨道(6)相連通,小墨腔(5)里裝有過(guò)濾網(wǎng)(7)。供墨調(diào)節(jié)閥(2)進(jìn)墨口伸入儲(chǔ)墨腔底面上最低的凹部。進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(1)為常閉式,其特征在于所述的進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(1)由一個(gè)在通氣道端頭上設(shè)置的剛性閥座(9)及安裝于閥座(9)內(nèi)的閥芯(8)構(gòu)成,閥芯(8)采用彈性材料制成頂面較薄且?guī)古_(tái)的帽狀,凸臺(tái)壓封住通氣口,使閥門處于常閉狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)墨盒,其特征在于進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(1)的閥座(9)為三通式結(jié)構(gòu)軸向兩端大孔及橫向小孔均以氣道相通。閥芯(8)由閥蓋(10)固定封住下端大孔連通橫向小孔的通氣口,將閥座(9)下端大孔內(nèi)分隔成上下兩個(gè)不直接相通的腔室。下腔室直接與儲(chǔ)墨腔相通,上腔室既經(jīng)閥門后與儲(chǔ)墨腔相通,還經(jīng)通氣道后與外界相通。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種打印機(jī)墨盒,該墨盒主要包括儲(chǔ)墨腔以及供墨調(diào)節(jié)閥、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥兩個(gè)可獨(dú)立裝配的部件。供墨調(diào)節(jié)閥由閥體、前后薄膜片、過(guò)濾網(wǎng)組成,閥體內(nèi)分隔成至少兩個(gè)由小墨道相連通的小墨腔。調(diào)節(jié)閥進(jìn)墨口處于儲(chǔ)墨腔底部最低處,出墨口與墨盒出墨口相連通。進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥由閥芯、閥座、閥蓋組成,聯(lián)接于儲(chǔ)墨腔進(jìn)氣孔處。閥門工作壓力由彈性閥芯調(diào)控。墨盒裝機(jī)后,非工作時(shí),氣閥閥門處于常閉狀態(tài),儲(chǔ)墨腔及供墨調(diào)節(jié)閥內(nèi)墨水保持微負(fù)壓狀態(tài),并處于靜平衡;工作時(shí),在打印頭的吸力及大氣壓作用下開(kāi)啟,儲(chǔ)墨腔內(nèi)墨水流入供墨調(diào)節(jié)閥,經(jīng)調(diào)節(jié)后,合適的墨流流入打印頭。
文檔編號(hào)B41J2/175GK2827730SQ20062000362
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者聶瑞權(quán) 申請(qǐng)人:聶瑞權(quán)