专利名称：喷墨打印机墨盒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及喷墨打印机墨盒，尤其是指安装于喷墨打印机运载滑架上，向打印头或记录头供应墨水，与打印头或记录头之间通过卡槽或簧片形式活动连接的墨盒。
背景技术：
喷墨型记录头是喷墨打印机的必要构成部件。该记录头设置在喷墨打印机的一个滑架上。喷墨打印机的墨盒担负着向记录头供应油墨的任务。早期的墨盒利用可以产生负压的贮墨腔室构件来提供负压源，例如在贮墨腔室中设置海绵之类的多孔材料，由此材料的毛细孔道提供贮墨腔室所需的负压状态。贮墨腔室的侧壁之一与供墨腔室保持流体连通，其他侧壁上开设有一个喷墨口。包括贮墨腔室、供墨腔室和喷墨口的墨盒，通常被可拆卸地安装于滑架上，并与记录头匹配对接，用以向记录头提供油墨。在喷墨口产生喷射压力的状态下，油墨从该喷墨口流入记录头中，进而从记录头的喷嘴中射出，喷射到纸张等记录介质上。因应于墨水自身重力导致的流动性，前述设置于贮墨腔室中的多孔材料产生的毛细作用力可以缓解或阻止贮墨腔室中墨水因流体压力通过喷墨口发生泄漏。然而，在贮墨腔室中引入多孔材料之后，多孔材料的固有体积将占据贮墨腔室的一部分空间，这样将减少墨水的有效贮藏空间，提高墨水贮量的途径之一就是扩大墨盒容积。此外，多孔材料产生的毛细作用力将始终作用于其内吸附的墨水，从而不能从毛细孔中完全清除所含墨水，造成墨液残留。
消除多孔材料占用墨盒空间的技术措施之一，就是利用阀门与墨盒相应内腔的配合。例如美国专利文献US4677447，公开了一种利用单向阀结构控制墨水供应的墨盒。该墨盒中，单向阀设置于位于储墨腔侧壁的供墨管道中，阀体基本上位于储墨腔腔体外部，不影响储墨腔的容积，因此基本上可使墨水充满储墨腔的全部空间，从而有效地提高了墨水的储藏量。该墨盒利用一个伞形阀体由供墨腔中倒扣住与储墨腔连通的墨水通道，配合供墨腔中的压力变化打开或者关闭墨水通道。当启动记录头喷墨时，供墨腔产生负压。这时，伞形阀体因供墨腔与储墨腔之间的压力差而使伞面周缘向下偏移，使墨水从储墨腔经墨水通道流入供墨腔。这样既能实现连续向记录头供应墨水，又能由伞形阀体的固有结构特性维持供墨腔与储墨腔之间处于适当的压差状态。然而，在实际应用过程中发现，这种伞形阀体的使用效果却不尽人意。例如阀体的伞形面有出现反向翻折的可能性，在墨水压力波动较大的情形，伞形面将被迫沿伞面中轴方向回翻，出现翻折的伞形面或者失去阀门功能，或者容易出现断裂毁损，致使墨盒的正常使用受到影响；在墨盒与伞形阀体结构固定不可拆卸的情形，这种阀体损毁可能直接导致整个墨盒报废；另一方面，这种伞形阀体在控制墨水通道开/闭过程中对墨水压力差的响应较为呆板，造成墨水通道关/闭动作滞后于记录头墨水需求，致使墨水供应不稳定等。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种容墨量大、生产和使用成本低廉的喷墨打印机墨盒。
按照上述目的设计的喷墨打印机墨盒，包括由墨盒侧壁和顶盖围成用于储藏墨水的储墨腔、用于向喷墨打印机记录头供应墨水的供墨口、阀腔。阀腔内设置有阀门。该阀门包括阀杆和阀片。阀片由弹性材料制成。储墨腔和供墨口的垂向顶部基本处于同一水平面。阀腔的垂向顶部低于储墨腔的垂向顶部。阀片约呈喇叭形状。阀杆一端与阀片径向尺寸最小的一端固定密封连接形成阀杆固定端，其相对端朝向阀片的喇叭口收缩方向。阀杆沿自身轴向与阀杆固定端保持一段距离设置有径向外伸的凸圈。阀片径向尺寸最大的一端沿阀杆轴向位于阀杆固定端的外侧，其径向尺寸最大端具有一个沿阀片喇叭口收缩方向凸伸的弯曲部。阀片径向尺寸最小端和阀片径向尺寸最大端之间的区域沿阀杆轴向背对阀片喇叭口收缩的方向凸伸，所形成的凸伸末端沿阀杆轴向背对阀片喇叭口收缩方向位于弯曲部的外侧。阀杆通过阀杆固定端和凸圈固定于阀腔壁上开设的垂向安装孔中。弯曲部与带有垂向安装孔的阀腔壁垂向上表面密封接触。带有垂向安装孔的阀腔壁上设置有贯穿该阀腔壁的液体通道。该液体通道被包围在弯曲部内。液体通道连通储墨腔。阀片垂向上部的阀腔连通供墨口。
上述喷墨打印机墨盒，可以在墨盒平行于铅垂方向的两个相对侧壁上分别设置对置的连接扣。
本实用新型的喷墨打印机墨盒，采用单向阀取代多孔泡沫材料作为墨盒内腔的压力调节机构，节约了墨盒的容墨空间，增大了墨盒的有效容墨量。墨盒采用的单向阀依靠其稳定的自身结构连通储墨腔和供墨口，其特有的近似于蘑菇的造型能够克服伞形阀阀片容易受损的缺陷，从而保证墨水供应的稳定性和连续性。最后，所采用的由储墨腔垂向底部经单向阀向供墨口垂向中上部供墨的方式，不仅可以很好地保证供墨口在墨水耗尽以前获得稳定的压力配置，且反置阀片能够把供墨口内的墨水压力转移成为对液体通道的密封效应，从而获取优良的密封，杜绝漏墨。单向阀的材料性质允许针对不同应用环境，设计或预置其阀片的开启阈值，配合打印头额定的负载范围，以控制墨水通断，或者有效地降低打印头负载，提高其使用寿命
图1本实用新型喷墨打印机墨盒结构分解示意图。
图2a本实用新型喷墨打印机墨盒透视图一。
图2b本实用新型喷墨打印机墨盒透视图二。
图2c本实用新型喷墨打印机墨盒透视图三。
图3本实用新型喷墨打印机墨盒用阀门剖视图。
图4a本实用新型喷墨打印机墨盒剖视图。
图4b本实用新型喷墨打印机墨盒墨水流动示意图。
具体实施方式
参见图1、2a、2b、2c、3、4a、4b，从不同的角度示出本实用新型喷墨打印机墨盒的各种状态。本申请案中涉及的墨盒空间方向，以附图展示的图面为基础，同时与墨盒在使用状态的姿态相同。
图1中，该墨盒由顶盖1、盒体2、供墨口自闭密封圈3、阀门4、阀座5和阀腔盖6构成。
见图4a，在装配状态下，顶盖1以焊接或粘接方式固定于盒体2的上部开口端，将盒体2封闭后形成带有储墨腔201和供墨腔202的主盒体。储墨腔201和供墨腔202通过盒体2的内部隔板208隔断。在对应于储墨腔201所在的位置，顶盖1上设置有分别与储墨腔201相通的注墨口12和进气口11。进气口11周围的顶盖壁向上凹入，构成具有缓冲作用的气腔13，进气口11即位于气腔13的上部顶壁上。在注满墨水的情形，注墨口12由胶塞或钢球之类的构件封闭，处于隔断状态；同时墨水最高液面仅能到达气腔13的底部，从而进气口11保持在连通储墨腔201和外部大气的状态。供墨腔202的下部形成有供墨口203。供墨口203内装配具有自动关闭功能的橡胶密封圈3。在储运状态下，供墨口203的外部端口由胶膜7黏合密封。使用状态下，输墨导管自密封圈3的切缝31插入供墨腔202中，连通供墨腔202和用墨机构。在储墨腔201的下部，形成用于容纳阀门4和阀座5的阀腔204。阀腔204在垂向底部通过贯穿墨盒内壁的连通孔206连通储墨腔201，在垂向上部通过贯穿内部隔板208的连通孔205连通供墨腔202。阀门4和阀座5组装完毕后，被置入阀腔204内。就位后，阀座5的底部抵靠于设置在阀腔204中的支撑台210上，阀腔204的外部开口端由密封片6黏合粘接。阀门4和阀座5构成的阀组件通过阀座5上的液体通道209和阀门4的控制作用，连通储墨腔201和供墨腔202。就墨盒的结构而言，阀座5仅对阀门4提供支撑作用，因此，可以在墨盒的制备过程中将阀座5与盒体2一体注塑成形，从而阀座5成为盒体2的内壁。上述实施方式采用从盒体2底部形成阀腔204的制作流程，由此，鉴于阀门4和阀座5的结合方式，导致采用独立部件的形式制作阀座5。如果采用从盒体2上方形成阀腔204的制作流程，则盒体2底部无须开口，而相应从盒体2上方开口，则盒体2的制作流程就可以把阀座5的相应流程包括在内。
参见图2a、2b、2c，盒体2大约呈矩形体。隔板208将其分隔为互不连通的储墨腔201和供墨腔202。其中，鉴于它们承担的任务不同，储墨腔201的容积稍大于供墨腔202。储墨腔201和供墨腔202沿铅垂方向的腔体上部基本上处于同一个水平面内。在储墨腔201和供墨腔202之间的盒体底壁上，以底壁向墨盒内部凹入的方式形成阀腔204。阀腔204在垂向底部通过贯穿墨盒内壁的连通孔206连通储墨腔201，在垂向上部通过贯穿隔板208或者阀腔壁的连通孔205连通供墨腔202。供墨腔202的下部自盒体2底壁沿铅垂方向延伸出与输墨导管外形匹配的圆柱形供墨口203。储墨腔201和供墨腔202具有不同的宽度，因此盒体2对应于储墨腔201和供墨腔202所在位置的平行于垂方向的侧壁外表面在前述宽度方向表现出一个壁厚差异。该壁厚差异经过弯曲变形，构成用于与喷墨打印机或打印机之打印头匹配对接的连接扣207。连接扣207的数量以两个为佳，并分别位于盒体2相对的两个侧壁上。
参见图3，阀门4的构成包括阀杆41和阀片42，图中阀杆41和阀片42的轴向重合。阀片42由橡胶或硅橡胶之类的弹性材料制成，它大体呈喇叭形状。考虑到阀杆41和阀片42的功能在结构上可以由一个完整的整体实现，即阀杆41和阀片42可以是一体成形的整体阀门4，也可以是在分离部件之间采用胶粘、铆接、焊接、热熔粘接等方式构成一个完整阀门，因此阀杆41也可以由橡胶或硅橡胶之类的弹性材料制成。
阀杆41的轴向横截面形状通常采用圆形，这样有利于阀杆41在相应安装孔中的定位装配，当然也可以是其它的多边形，例如正三角形、正方形，甚至可以是不规则多边形，与此相对应的用于容纳阀杆41的安装孔也采用适应的形状。同样，阀片42沿阀杆41轴向的投影面形状可以采用圆形，也可以是其它的多边形，相应的，与阀片42适配的阀腔也采用对应的形状。
阀杆41的一端与阀片42径向尺寸最小的一端421，亦即其喇叭收缩口，固定密封连接，进而在两者之间形成连续平滑的对接外表面。与阀片径向尺寸最小端421固定密封连接的阀杆固定端411径向上稍稍扩张，因此其径向尺寸大于阀杆41，此扩张部分具有较大的厚度，以便对阀片42提供较好的支撑强度。阀杆1沿自身轴向α(图3中虚线所示)，与阀杆固定端411保持一段距离的部位设置有径向外伸的凸圈412。
在图3示出的沿阀门4的阀杆轴向的剖视结构中，阀片42径向尺寸最大的一端422沿阀杆轴向α位于阀杆固定端411的外侧，即沿阀杆轴向α，阀片42的径向尺寸最大端422沿阀片喇叭口张开方向的边缘与阀杆固定端411轴向边缘保持一段轴向距离h。阀片42从径向尺寸最小端421至径向尺寸最大端422的厚度逐渐变薄。阀片42的径向尺寸最大端422沿阀片42轴向α，即喇叭口张开方向向外延伸，同时其径向尺寸稍微有所收缩，形成向下方的稍微内卷的裙边4221。阀片径向尺寸最大端422附近具有一个沿阀片喇叭口收缩方向凸伸的弯曲部4222，该弯曲部4222形成于裙边4221附近的阀片42上。阀片径向尺寸最小端421和其径向尺寸最大端422之间的区域，沿阀杆轴向α，背对阀片喇叭口收缩的方向凸伸，相应的凸伸末端423位于弯曲部4222沿阀杆轴向α背对阀片喇叭口收缩方向的外侧，即在阀杆轴向α上，阀片凸伸末端423至阀杆固定端411轴向边缘的距离，大于阀片裙边4221沿阀片喇叭口张开方向的边缘至阀杆固定端411轴向边缘的距离。
见图1、3、4a，阀杆41通过阀杆固定端411和凸圈412固定于阀座5或阀腔204腔壁上开设的垂向安装孔中。其弯曲部4222与带有前述垂向安装孔的阀腔壁或阀座5垂向上表面密封接触。带有前述垂向安装孔的阀腔壁或阀座5上设置有贯穿该阀腔壁或阀座5的液体通道209。液体通道209被包围在弯曲部4222所在的圆环内，并与连通储墨腔201的连通孔206相通。在储墨腔201和供墨腔202处于压力相互平衡的状态，或者储墨腔201压力小于供墨腔202的情形，弯曲部4222与带有前述垂向安装孔的阀腔壁或阀座5垂向上表面紧密接触后，隔断液体通道209与供墨腔202的连通关系。
见4a、4b，当储墨腔201的压力大于供墨腔202的压力时，墨水压力作用于阀门的阀片，使其弯曲部脱离与相应阀腔壁的接触，开启阀门4，墨水自储墨腔201流入供墨腔202(如图4b虚线箭头β所示)。
权利要求1.喷墨打印机墨盒，包括由墨盒侧壁和顶盖围成用于储藏墨水的储墨腔、用于向喷墨打印机记录头供应墨水的供墨口和阀腔，所述阀腔内设置有阀门，所述阀门包括阀杆和阀片，所述阀片由弹性材料制成，其特征在于所述储墨腔和所述供墨口的垂向顶部基本处于同一水平面，所述阀腔的垂向顶部低于所述储墨腔的垂向顶部，所述阀片约呈喇叭形状，所述阀杆一端与所述阀片径向尺寸最小的一端固定密封连接形成阀杆固定端，所述阀杆的相对端朝向所述阀片的喇叭口收缩方向，所述阀杆沿自身轴向与所述阀杆固定端保持一段距离设置有径向外伸的凸圈，所述阀片径向尺寸最大的一端沿所述阀杆轴向位于所述阀杆固定端的外侧，所述阀片径向尺寸最大端具有一个沿所述阀片喇叭口收缩方向凸伸的弯曲部，所述阀片径向尺寸最小端和所述阀片径向尺寸最大端之间的区域沿所述阀杆轴向背对所述阀片喇叭口收缩的方向凸伸，凸伸末端沿所述阀杆轴向背对所述阀片喇叭口收缩方向位于所述弯曲部的外侧，所述阀杆通过所述阀杆固定端和所述凸圈固定于所述阀腔壁上开设的垂向安装孔中，所述弯曲部与带有所述垂向安装孔的所述阀腔壁垂向上表面密封接触，带有所述垂向安装孔的所述阀腔壁上设置有贯穿该阀腔壁的液体通道，所述液体通道被包围在所述弯曲部内，所述液体通道连通所述储墨腔，所述阀片垂向上部的所述阀腔连通所述供墨口。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印机墨盒，其特征在于所述墨盒平行于铅垂方向的两个相对侧壁上分别设置有对置的连接扣。
专利摘要本实用新型是一种喷墨打印机墨盒，包括储藏墨水的储墨腔、供墨口和阀腔。阀腔内设置弹性材料制成的包括阀杆和阀片的喇叭形阀门。阀杆使阀片定位于阀腔内。阀杆一端与阀片径向尺寸最小端固定密封连接。阀片径向尺寸最大端沿阀杆轴向位于阀杆固定端的外侧。阀片径向尺寸最大端附近具有一个沿阀片喇叭口收缩方向凸伸的弯曲部。弯曲部与阀腔壁垂向上表面密封接触隔断储墨腔、供墨口。该墨盒容墨量大，墨水供应状态稳定。
文档编号B41J2/175GK2900171SQ20062005873
公开日2007年5月16日 申请日期2006年5月6日 优先权日2006年5月6日
发明者金本友, 萧庆国 申请人:珠海天威技术开发有限公司