专利名称：分体式无海绵液压自动平衡墨盒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种喷墨打印机中使用的墨盒，具体地说，涉及一种利用液压原理控制墨盒出墨的分体式无海绵液压自动平衡墨盒。
背景技术：
目前，喷墨打印机从企事业单位到家庭正在获得越来越广泛的应用。然而，目前广泛使用的喷墨打印机的墨盒存在如下不足1、墨盒的墨水腔内使用多孔状的泡沫材料(海绵)以吸纳和储存墨水，但这种带有多孔状泡沫材料的墨盒所储存墨水的总量一般不超过墨盒总容积的60％-65％，而且多孔体内总要残留一定量的墨水，因此，增加用户的使用成本和造成浪费，同时残留的墨水还对环境造成污染。
为了解决上述问题已经出现了一些无多孔状泡沫材料的墨盒，例如，CN2529768Y提出了一种出墨口设有控制墨水流量的环形阶梯状单向阀，墨水腔内设有带微孔的与进气孔相通的气囊，根据墨水的压力状况，控制微孔的开闭来供墨。CN1309022A也提出了一种利用阀体控制墨水流量的结构，该供墨控制阀体是一根侧壁上有一条窄缝的一端封闭的弹性管，它是根据墨水的压力状况，控制窄缝的开闭来供墨。CN1436665A也是以一个阀结构控制墨水流量，该阀结构包括薄膜阀座、阀体和支撑阀体的弹性件，它是通过薄膜阀座张开和收缩来打开或关闭供墨孔实现供墨。CN1443646A同样采用单向阀结构，该单向阀结构内有一皮碗，皮碗随压力变化打开和关闭其上带有的小孔来控制墨水流量，实现供墨。
这些采用阀控制墨水流量的结构共同的缺点是一方面由于增加了阀和其他零件而使结构复杂和提高成本；另一方面它们都需要利用一个弹性元件(如，气囊、弹性管、薄膜、皮碗)弹性打开和关闭出墨口，但由于受外界(如，液体的表面张力)和随多次开闭自身弹性性能的改变及制造质量(特别是批量生产时)的影响，弹性体不能保证稳定、可靠的开闭，从而使墨盒不能正常供墨。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单，制造成本低且性能可靠的分体式无海绵液压自动平衡墨盒。
为实现上述目的，本实用新型根据液力学原理设计了一种分体式无海绵液压自动平衡式墨盒，它即没有多孔状泡沫材料，也没有像阀这类结构复杂的附加元件。
本实用新型的分体式无海绵液压自动平衡墨盒，包括一个与打印机墨盒安装结构适配的外壳体，一个安装到外壳体上的墨水腔，其特征在于墨水腔有一个由塑料材料的前壁和与该前壁成一体的上、下、左、右四个壁以及一个烫压在四个壁边缘上与前壁对置的内塑料薄膜包围形成的内部空间，上壁上开有注墨孔和气孔，前壁上开有与墨水腔内部空间相通的进气孔，一条狭窄的、迂回的导气槽设置在前壁的外侧，导气槽的一端连通进气孔，另一端通过凹槽连通气孔，一片外塑料薄膜烫压在前壁的外侧覆盖导气槽、凹槽和进气孔，一个出墨口结构设置在墨水腔的下部，其有一个出墨孔，出墨孔位于低于或等于进气孔高度的位置，出墨孔与内塑料薄膜保持一个距离。
本实用新型的墨盒工作原理是这样的打印前注满墨水的墨水腔及通过出墨孔与墨水腔相通的供墨通道处于液压平衡状态，因为此时墨水腔只有气孔一个出口，所以如果墨水要流出，墨水腔内必须有空气来补充以维持平衡，因此，空气就要通过气孔—导气槽—进气孔的途径进入墨水腔，而空气要进入墨水腔就要突破墨水腔内的墨水对它的压力，而此压力又足以阻止空气进入墨水腔，这就形成了空气进不去，墨水出不来的压力平衡状态，从而有效防止墨水下渗现象发生。打印时，由于墨盒的移动，墨水腔内的墨水受到一个外力的作用产生向其唯一的出口—气孔排出的趋势，这个趋势是短暂的，在该过程虽有极少量的墨水流出进气孔，但由于进气孔不直接与外界连通，流出的墨水将进入狭窄的导气槽，导气槽设计成狭窄的迂回结构即可以增大槽内的压力，又可加大槽的容量，从而使流出的墨水只有少量进入导气槽，而无法到达上壁上的气孔流出。打印开始，打印头的吸针从与出墨孔相通的供墨通道内吸入墨水，引起压力下降，于是空气从进气孔进入补充以维持压力平衡，随着打印工作的进行，液面不断下降，但由于出墨口处于与进气孔的高度位置相同或更低处，根据液力学同一液面高度压力相同的原理，出墨口端的压力始终处于等于或低于进气口端压力的状态，从而即保证了打印时出墨流畅，又保证了墨水不下渗。当使用到墨水低于出墨口水平位置时，由于出墨口上的合金滤网与内塑料薄膜之间由预先设定的精确距离保证可以利用液体的毛细原理实现让墨水从低处往高处流，直到把墨水腔内的墨水全部用完为止。
由于本实用新型即不采用多孔状泡沫材料，也不采用例如单向阀等其他附加元件，从而具有结构简单，制造费用低，性能可靠且可将墨水全部用完的优点。而且本实用新型的墨盒可以重复使用，用户可根据自己的需要更换墨水腔或者自行向墨水腔内填充不同功能的墨水，如颜料型、染料型、热转印、可食用及清洁墨水。本实用新型的墨盒具有高环保性和大大节约用户的使用费用。
以下结合附图，对本实用新型作出更详细的解释。
图1是外壳体和墨水腔组装在一起的正视图；图2是沿图1A-A线的剖视图；图3是墨水腔内部的正视图。
具体实施方式
本实用新型以普遍使用的EPSON喷墨打印机为例，提供一种替代传统的EPSON打印机墨盒的新墨盒。参见图1-3，本实用新型的墨盒包括一个外壳体1，一个墨水腔2，外壳体1有与打印机墨盒安装结构适配的形状，墨水腔2安置在外壳体1内，墨水腔2的内部空间由塑料材料的上壁9，下壁10，左壁11，右壁12，前壁13和内塑料薄膜14包围形成。上壁9上设置有一个注墨孔3和一个气孔4，注墨孔3用于向墨水腔2的内部空间注入墨水，注满墨水后用密封膜将其密封，气孔4与成形在前壁外侧上的凹槽5(该凹槽可以是矩形、圆形、棱形、梯形等)相通，但不直接与墨水腔2的内部空间相通，一条狭窄的、迂回的导气槽6(图中是S形，也可是其它形状，例如迷宫形状)形成在前壁13的外侧，一个进气孔7形成在前壁上，进气孔7与墨水腔2的内部空间相通，导气槽6的一端连通凹槽5，另一端连通进气孔7，一片外塑料薄膜8烫压在墨水腔2的前壁13的外侧表面上，其将凹槽5、导气槽6、进气孔7与外界空气隔离，使得外界空气只能通过在上壁9上的气孔4—凹槽5—导气槽6—进气孔7的路径进入墨水腔2的内部空间。一个包括出墨孔15和出墨通道16的出墨结构设置在墨水腔2的下部，其中出墨孔15位于等于或低于进气孔4高度的位置以保持墨水腔内部的压力平衡，出墨通道16有与已有结构相同的放置打印机吸针和密封圈的结构，出墨孔15上覆盖有一个合金滤网17用于过滤墨水，滤网17与内塑料薄膜14之间保持一个精确的预定距离以实现对液体毛细原理的应用。外壳体1与墨水腔2的上壁9上的注墨孔3和气孔4相对应的位置开有一凹槽18以利于气孔4与外界空气相通。
本实用新型的墨盒是这样获得实际应用的，首先从注墨孔3向墨水腔2的内部空间注入墨水，注满墨水后，内部空间及通过出墨孔15与墨水腔2相同的供墨通道16(此时供墨通道是封闭的)处于液压平衡状态，因为此时墨水腔2只有气孔4(通过进气孔7、导气槽6、凹槽5)一个出口，如果墨水要流出，墨水腔内部空间必须有空气补充进入以维持平衡，而空气只能通过气孔4(通过凹槽5、导气槽6、进气孔7)进入墨水腔，而空气要进入墨水腔内部空间就要突破墨水腔内部空间内的墨水对它的压力，而此压力又足以阻止空气进入墨水腔内部空间，这就形成了空气进不去，墨水出不来的压力平衡状态，从而有效防止墨水下渗现象发生。打印时打印头的吸针从与出墨孔15相通的供墨通道16内吸入墨水，引起压力下降，于是空气从进气孔7补充进入以维持压力平衡，在打印过程，打印头的吸针间歇地吸入墨水，引起压力下降，空气也就间歇地通过进气孔7向墨水腔的内部空间补充进入以维持压力平衡，随着打印工作的进行，液面不断下降，但由于出墨口15处于等于或低于进气孔7的高度位置，根据液力学同一液面高度压力相同的原理，出墨口15的压力始终处于等于或低于进气口7压力的状态，从而即保证了打印时出墨流畅，又保证了墨水不下渗。当使用到墨水液面水平位置低于出墨口15时，由于出墨口15上的合金滤网17与烫压在四个壁9、10、11、12的边缘上的内塑料薄膜14之间有预先设定的精确距离，可以保证利用液体的毛细原理实现让墨水从低处往高出流，直到把墨水腔内部空间的墨水全部用完为止。
本实用新型利用了液力学上的同一液面高度压力相同的原理和毛细原理对墨盒的结构进行了全新的设计，设计的关键是如何保证上述液力学原理得到切实可行的应用，为此本实用新型的发明人在上述液力学原理理论基础上进行了大量的试验，试验主要涉及出墨孔15和进气孔7之间的高度差范围的选择，以及合金滤网17与内塑料薄膜14之间距离的选择，试验结果如下表所示。
表1(高度差范围的选择)
试验表明出墨孔15和进气孔7之间的高度差范围的选择以0-5mm为最佳。
表2(距离的选择)
试验表明合金滤网17与内塑料薄膜14之间的距离选择可以在0.2-1mm之间，其中以0.5mm为最佳。
权利要求1.一种分体式无海绵液压自动平衡墨盒，包括一个与打印机墨盒安装结构适配的外壳体，一个安装到外壳体上的墨水腔，其特征在于墨水腔有一个由塑料材料的前壁和与该前壁成一体的上、下、左、右四个壁以及一个烫压在四个壁边缘上与前壁对置的内塑料薄膜包围形成的内部空间，上壁上开有注墨孔和气孔，前壁上开有与墨水腔内部空间相通的进气孔，一条狭窄的、迂回的导气槽设置在前壁的外侧，导气槽的一端连通进气孔，另一端通过凹槽连通气孔，一片外塑料薄膜烫压在前壁的外侧覆盖导气槽、凹槽和进气孔，一个出墨口结构设置在墨水腔的下部，其有一个出墨孔，出墨孔位于低于或等于进气孔高度的位置，出墨孔与内塑料薄膜保持一个距离。
2.根据权利要求1所述的墨盒，其特征在于出墨孔和进气孔之间的高度差范围为0-5mm。
3.根据权利要求1或2所述的墨盒，其特征在于出墨孔上设有合金滤网，合金滤网与内塑料薄膜之间的距离在0.2mm-1mm之间。
4.根据权利要求1所述的墨盒，其特征在于凹槽可以是矩形孔、圆形孔、棱形孔、梯形孔。
专利摘要一种分体式无海绵液压自动平衡墨盒，包括一个墨水腔，一个塑料材料的前壁和与该前壁成一体的上、下、左、右四个壁以及一个烫压在四个壁边缘上与前壁对置的内塑料薄膜包围形成墨水腔的内部空间，上壁上开有注墨孔和气孔，前壁上开有与墨水腔内部空间相通的进气孔，一条导气槽设置在前壁的外侧，导气槽的两端分别连通气孔和进气孔，一片外塑料薄膜烫压在前壁的外侧将导气槽和进气孔与外界空气隔离，一个出墨口结构设置在墨水腔的下部，其有一个出墨孔，出墨孔位于低于或等于进气孔高度位置的出墨孔，出墨孔与内塑料薄膜保持可使墨水形成毛细现象的距离。
文档编号B41J2/175GK2790760SQ20042006437
公开日2006年6月28日 申请日期2004年6月2日 优先权日2004年6月2日
发明者邵永恺 申请人:邵永恺