專利名稱：噴墨打印機(jī)墨盒及其單向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
〖技術(shù)領(lǐng)域〗本實(shí)用新型涉及噴墨打印機(jī)墨盒及其所用的單向閥，尤其是指安裝于噴墨打印機(jī)運(yùn)載滑架上，向打印頭或記錄頭提供墨水的墨盒，以及應(yīng)用于該噴墨打印機(jī)墨盒的單向閥。
〖背景技術(shù)〗噴墨型記錄頭是噴墨打印機(jī)的必要構(gòu)成部件。該記錄頭設(shè)置在噴墨打印機(jī)的一個(gè)滑架上。噴墨打印機(jī)的墨盒擔(dān)負(fù)著向記錄頭供應(yīng)油墨的任務(wù)。早期的墨盒利用可以產(chǎn)生壓力的貯墨腔室構(gòu)件來(lái)提供壓力，例如在貯墨腔室中設(shè)置海綿之類的多孔材料，由此材料的毛細(xì)孔道提供貯墨腔室所需的負(fù)壓狀態(tài)。貯墨腔室的側(cè)壁之一與供墨腔室保持流體連通，其他側(cè)壁上開設(shè)有一個(gè)噴墨口。包括貯墨腔室、供墨腔室和噴墨口的墨盒，通常被可拆卸地安裝于滑架上，并與記錄頭匹配對(duì)接，用以向記錄頭提供油墨。在噴墨口產(chǎn)生噴射壓力的狀態(tài)下，油墨從該噴墨口流入記錄頭中，進(jìn)而從記錄頭的噴嘴中射出，噴濺到紙張等記錄介質(zhì)上。因應(yīng)于墨水自身重力導(dǎo)致的流動(dòng)性，前述設(shè)置于貯墨腔室中的多孔材料產(chǎn)生的表面張力可以緩解或阻止貯墨腔室中墨水因流體壓力通過噴墨口發(fā)生泄漏。然而，在貯墨腔室中引入多孔材料之后，多孔材料的固有體積將占據(jù)貯墨腔室的一部分空間，這樣將減少墨水的有效貯藏空間，提高墨水貯量的途徑之一就是擴(kuò)大墨盒容積。此外，多孔材料產(chǎn)生的表面張力將始終作用于其內(nèi)吸附的墨水，從而不能從毛細(xì)孔中完全清除所含墨水，造成墨液殘留。
消除多孔材料占用墨盒空間的技術(shù)措施之一，就是利用閥門或者單向閥與墨盒相應(yīng)的內(nèi)腔進(jìn)行配合，控制儲(chǔ)墨腔中的墨水壓力和流向，而取消儲(chǔ)墨腔中設(shè)置的多孔材料。例如美國(guó)專利文獻(xiàn)US4677447，公開了一種利用單向閥結(jié)構(gòu)控制墨水供應(yīng)的墨盒。該墨盒中，單向閥設(shè)置于位于儲(chǔ)墨腔側(cè)壁的供墨管道中，閥體基本上位于儲(chǔ)墨腔的腔體外部，不影響儲(chǔ)墨腔的容積，因此基本上可使墨水充滿儲(chǔ)墨腔的全部空間，從而有效地提高了墨水的儲(chǔ)藏量。該墨盒利用一個(gè)傘形閥體由供墨腔中倒扣住與儲(chǔ)墨腔連通的墨水通道，配合供墨腔中的壓力變化打開或者關(guān)閉墨水通道。當(dāng)啟動(dòng)記錄頭噴墨時(shí)，供墨腔產(chǎn)生負(fù)壓。這時(shí)，傘形閥體因供墨腔與儲(chǔ)墨腔之間的壓力差而使傘面周緣向下偏移，使墨水從儲(chǔ)墨腔經(jīng)墨水通道流入供墨腔。這樣既能實(shí)現(xiàn)連續(xù)向記錄頭供應(yīng)墨水，又能由傘形閥體的固有結(jié)構(gòu)特性維持供墨腔與儲(chǔ)墨腔之間處于適當(dāng)?shù)膲翰顮顟B(tài)。然而，在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，這種傘形閥體的使用效果卻不盡人意。例如閥體的傘形面有出現(xiàn)反向翻折的可能性，在墨水壓力波動(dòng)較大的情形，傘形面將被迫沿傘面中軸方向回翻，出現(xiàn)翻折的傘形面或者失去閥門功能，或者容易出現(xiàn)斷裂毀損，致使墨盒的正常使用受到影響；在墨盒與傘形閥體結(jié)構(gòu)固定不可拆卸的情形，這種閥體損毀可能直接導(dǎo)致整個(gè)墨盒報(bào)廢；另一方面，這種傘形閥體在控制墨水通道開/閉過程中對(duì)墨水壓力差的響應(yīng)較為呆板，造成墨水通道關(guān)/閉動(dòng)作滯后于記錄頭墨水需求，致使墨水供應(yīng)不穩(wěn)定等。
〖實(shí)用新型內(nèi)容〗本實(shí)用新型目的在于提供一種能適應(yīng)墨盒內(nèi)部不同腔室之間墨水壓力差的變化，及時(shí)地響應(yīng)記錄頭的墨水需求，自動(dòng)控制墨水通道的關(guān)/閉，且結(jié)構(gòu)牢靠的噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥。
本實(shí)用新型目的二是提供一種裝配有前述目的一之單向閥的噴墨打印機(jī)墨盒，其中，所用的單向閥能適應(yīng)墨盒內(nèi)部不同腔室之間墨水壓力差的變化，及時(shí)地響應(yīng)記錄頭的墨水需求，自動(dòng)控制墨水通道的關(guān)/閉，且不存在類似于傘形閥體之傘形面易于毀損之類的缺陷。
按照上述目的設(shè)計(jì)的噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥，包括均由彈性材料制備的內(nèi)管和外管。其中外管同心地套疊于內(nèi)管外部。內(nèi)管的管壁上具有至少一個(gè)貫穿內(nèi)管壁的通孔。內(nèi)管一端被封閉成封口端，其相對(duì)端與外管相應(yīng)端對(duì)接后形成密封端。內(nèi)管的外部柱面和外管的內(nèi)部柱面之間保留有供墨水流動(dòng)的墨道。外管對(duì)應(yīng)于通孔所在位置的內(nèi)部柱面上帶有徑向突起。該徑向突起因應(yīng)于通孔兩側(cè)的壓力差與通孔周壁密封接觸或者脫離與通孔周壁的密封接觸。
上述噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥，優(yōu)選其徑向突起為圓柱體的一部分，該圓柱體的軸向垂直于外管中軸，通孔面向外管內(nèi)部柱面的端口具有與前述圓柱體相適應(yīng)的形狀。
上述噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥，選取其通孔為兩個(gè)，且對(duì)稱于內(nèi)管中軸。
按照上述目的二設(shè)計(jì)的噴墨打印機(jī)墨盒，包括至少一個(gè)儲(chǔ)墨腔、至少一個(gè)供墨口和至少一個(gè)單向閥。其中單向閥包括均由彈性材料制備的內(nèi)管和外管。外管同心地套疊于內(nèi)管外部。內(nèi)管的管壁上具有至少一個(gè)貫穿內(nèi)管壁的通孔。內(nèi)管一端被封閉成封口端，其相對(duì)端與外管相應(yīng)端對(duì)接后形成密封端。內(nèi)管的外部柱面和外管的內(nèi)部柱面之間保留有供墨水流動(dòng)的墨道。內(nèi)管背對(duì)封口端的端口敞開并與儲(chǔ)墨腔相連通。墨道與供墨口相連通。外管對(duì)應(yīng)于通孔所在位置的內(nèi)部柱面上帶有徑向突起。該徑向突起因應(yīng)于通孔兩側(cè)的壓力差與通孔周壁密封接觸或者脫離與通孔周壁的密封接觸。
上述噴墨打印機(jī)墨盒，其徑向突起可以是圓柱體的一部分，該圓柱體軸向垂直于外管中軸，其通孔面向外管內(nèi)部柱面的端口具有與圓柱體適應(yīng)的形狀。
上述噴墨打印機(jī)墨盒，擇取其通孔為兩個(gè)，且對(duì)稱于內(nèi)管中軸。
本實(shí)用新型的噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥，利用在兩個(gè)相互同心套疊的彈性圓管之間形成的中空夾層作為墨水的流動(dòng)通道，在內(nèi)外圓管的管壁上則設(shè)置連通孔和通過與此連通孔接觸或脫離接觸的形狀對(duì)應(yīng)的突起，配合內(nèi)外壓力差達(dá)到封閉或打開連通孔的目的，最終溝通作為墨水通道的中空夾層和內(nèi)圓管空腔。利用這種工作機(jī)制，可以非常方便的控制墨水的通斷，調(diào)節(jié)和緩釋墨盒儲(chǔ)墨腔與供墨口之間的壓力差，達(dá)到穩(wěn)定供應(yīng)墨水的目的。這種單向閥具有結(jié)構(gòu)緊湊，制作和安裝簡(jiǎn)便，控制墨水通斷靈便，無(wú)漏墨的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用該單向閥的噴墨打印機(jī)墨盒的性能也隨之得以提升。
〖圖面說(shuō)明〗


圖1a本實(shí)用新型噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥透視圖一。
圖1b本實(shí)用新型噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥透視圖二，其透視方向基本上與
圖1相逆反。
圖2a本實(shí)用新型噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥軸向剖視圖一。
圖2b本實(shí)用新型噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥軸向剖視圖二，其剖視方向與
圖1相互垂直。
圖3a本實(shí)用新型噴墨打印機(jī)墨盒結(jié)構(gòu)示意圖，其尚未安裝單向閥。
圖3b本實(shí)用新型噴墨打印機(jī)墨盒結(jié)構(gòu)示意圖。
〖具體實(shí)施方式
〗參見
圖1a、1b、2a、2b，本實(shí)用新型噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥。
該單向閥1結(jié)構(gòu)上由圓柱形的內(nèi)管9和外管10構(gòu)成。內(nèi)管9和外管10均采用橡膠之類的彈性材料制備。外管10同心地套疊于內(nèi)管9外部。內(nèi)管9一端被封閉成封口端4，其相對(duì)端與外管10相應(yīng)端以密封的形式對(duì)接后形成密封端8。內(nèi)管9除了封口端4外，其相對(duì)端的管口敞開。內(nèi)管9的外部柱面和外管10的內(nèi)部柱面之間形成中空間隙，該中空間隙成為供墨水流動(dòng)的墨道6。外管10和內(nèi)管9之間的墨道6除了在連接處被密封端8封閉外，在對(duì)應(yīng)于內(nèi)管封口端4的同一側(cè)處于敞開狀態(tài)。
內(nèi)管9的管壁上設(shè)置有貫穿內(nèi)管壁且對(duì)稱于內(nèi)管中軸分布的兩個(gè)通孔2。通孔2連通墨道6和內(nèi)管9的內(nèi)部管腔。外管10對(duì)應(yīng)于通孔2所在位置的內(nèi)部柱面上設(shè)置有徑向突起7。徑向突起7為圓柱體的一部分，其軸向垂直于外管10的中軸。通孔2面向外管10之內(nèi)部柱面的端口具有與前述圓柱形徑向突起7柱面相適應(yīng)的形狀。
在自然狀態(tài)下，通孔2兩側(cè)壓力接近相等，亦即墨道6和內(nèi)管9之內(nèi)部管腔間壓力差趨近于零的情形，徑向突起7的表面自然貼合于通孔2的外部端口，隔斷墨道6和內(nèi)管9之內(nèi)部管腔。在內(nèi)管9之內(nèi)部管腔壓力大于墨道6的情形，徑向突起7通過自身的彈性變形，因應(yīng)于該壓力差脫離與通孔2端口周壁的密封接觸，連通墨道6和內(nèi)管9之內(nèi)部管腔。在內(nèi)管9之內(nèi)部管腔壓力小于墨道6的情形，徑向突起7通過自身的回復(fù)性彈性變形，因應(yīng)于該壓力差與通孔2端口周壁密封接觸，隔斷墨道6和內(nèi)管9之內(nèi)部管腔。在內(nèi)管9的內(nèi)部柱面上，在通孔2虛擬軸線的兩側(cè)，分別設(shè)置有較之其他部分厚度較大的內(nèi)管9管壁，視角效果上表現(xiàn)為該部分內(nèi)管9管壁的徑向收縮，構(gòu)成
圖1a、3a所示加厚管壁3。此加厚管壁3對(duì)于通孔2所在的內(nèi)管9管壁具有支撐作用，有利于提高通孔2所在內(nèi)管9管壁的彈性。
在應(yīng)用上述噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥時(shí)，通常是利用其控制墨盒儲(chǔ)墨腔向供墨口的墨水供應(yīng)。因此，其在墨盒中的布置狀態(tài)是內(nèi)管9之內(nèi)部管腔與墨盒儲(chǔ)墨腔連通，墨道6與墨盒供墨口連通。當(dāng)然也可以反向布置，在反向布置的狀態(tài)下，內(nèi)管9之內(nèi)部管腔與墨盒供墨口連通，墨道6與墨盒儲(chǔ)墨腔連通，這種結(jié)構(gòu)狀態(tài)可用于墨盒供墨口壓力大于墨盒儲(chǔ)墨腔壓力，需要將墨盒供墨口內(nèi)的壓力釋放至墨盒儲(chǔ)墨腔的情形。就上述噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥的作用機(jī)理而言，可以將通孔2的位置調(diào)整到外管10管壁上，徑向突起7調(diào)整到內(nèi)管9的外部柱面上。這種變化與本實(shí)用新型噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥蘊(yùn)含的技術(shù)構(gòu)思相同，而并未超出本實(shí)用新型噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥予以明確教導(dǎo)的范圍，應(yīng)屬于本實(shí)用新型單向閥權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
參見圖3a、3b，本實(shí)用新型噴墨打印機(jī)墨盒。為了清楚地顯示墨盒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖示省略了墨盒側(cè)蓋。圖3a未示出單向閥。
在結(jié)構(gòu)上，該墨盒包括儲(chǔ)墨腔501和供墨口502。前者作為儲(chǔ)備墨水的腔室，占據(jù)了墨盒內(nèi)部的大部分容積，在空間位置方面，它位于墨盒的垂向上半部。后者用于向噴墨打印機(jī)記錄頭供應(yīng)墨水，在空間位置方面，它位于墨盒的垂向下半部底壁上。供墨口502一端與噴墨打印機(jī)記錄頭適配，另一端通過通孔5021與墨水通道506連通。墨水通道506經(jīng)由一個(gè)墨水緩沖腔或者墨水過渡通道503，經(jīng)過連通孔5051和墨道505與儲(chǔ)墨腔501實(shí)現(xiàn)連通。本案中，墨水緩沖腔或者墨水過渡通道503的空間位置基本上位于墨盒的垂向上半部。在墨盒頂壁對(duì)應(yīng)于墨水緩沖腔或者過渡通道503所在的位置，開設(shè)有用于向墨盒內(nèi)部補(bǔ)充墨水的注墨孔504。在墨盒充注有墨水的狀態(tài)，采用密封膠塞封堵注墨孔504，以保持墨盒內(nèi)部的密閉狀態(tài)。在墨盒內(nèi)腔墨水耗盡的狀態(tài)，打開注墨孔504即可向墨盒內(nèi)腔充注墨水。此外，還在墨盒的側(cè)壁上設(shè)置了直立的氣體通道508。氣體通道508一端位于與供墨口502所在墨盒側(cè)壁相同的側(cè)壁上，通過墨盒內(nèi)壁圍成的氣室507與外部大氣相互連通；另一端在儲(chǔ)墨腔501的垂向最上端與儲(chǔ)墨腔501相互連通。在墨盒的儲(chǔ)運(yùn)狀態(tài)下，位于墨盒側(cè)壁上的氣體通道508由于氣室507同外部大氣相連通的端口被膠塞或類似物品密封而同時(shí)處于無(wú)氣液流動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài)。在供墨口502向打印機(jī)記錄頭供墨，供墨口502內(nèi)形成負(fù)壓并通過相應(yīng)墨路傳遞至儲(chǔ)墨腔501的情況下，位于墨盒側(cè)壁上的氣體通道508因氣室507同外部大氣相連通的端口上的膠塞被拔除，外部大氣經(jīng)過氣室507和氣體通道508，被引入儲(chǔ)墨腔501中，使墨盒內(nèi)腔的壓力平衡狀態(tài)得以維持。
前述單向閥實(shí)施例一中的單向閥11被安裝于由墨盒內(nèi)壁構(gòu)成的閥腔509中，并可以配套使用一個(gè)密封墊圈使閥腔509的上壁下表面與單向閥11密閉地緊密接觸。單向閥11定位后，其由內(nèi)外管控制的流體通道與墨盒的墨水通道506相互連通。單向閥11定位后，在其通孔兩側(cè)的壓力差大約為零時(shí)，徑向突起貼合于通孔，從而使墨水通道506處于關(guān)斷狀態(tài)。在儲(chǔ)墨腔501內(nèi)部壓力大于供墨口502內(nèi)部壓力時(shí)，單向閥11的徑向突起因受壓而沿朝供墨口502的墨水流動(dòng)方向移動(dòng)，脫離與單向閥通孔的接觸，啟開墨水通道506，儲(chǔ)墨腔501內(nèi)的墨水經(jīng)過單向閥內(nèi)管管腔、通孔和墨道，流入供墨口502中。在儲(chǔ)墨腔501內(nèi)部壓力小于供墨口502內(nèi)部壓力時(shí)，單向閥11的徑向突起因其外管的回復(fù)變形而朝相逆于上述墨水流動(dòng)的方向移動(dòng)，進(jìn)而關(guān)閉墨水通道506，儲(chǔ)墨腔501內(nèi)的墨水與供墨口502處于隔絕狀態(tài)。隨著打印機(jī)記錄頭噴墨過程的不斷延續(xù)，單向閥11重復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作，間歇式地完成儲(chǔ)墨腔501內(nèi)的墨水向供墨口502的流動(dòng)。
工作時(shí)，因應(yīng)于儲(chǔ)墨腔501和供墨口502之間的壓力差，在單向閥11的控制下，儲(chǔ)墨腔501內(nèi)的墨水沿圖3b虛線箭頭β所示路線，經(jīng)過由墨道505、連通孔5051、墨水緩沖腔或者墨水過渡通道503、墨水通道506、單向閥11內(nèi)部受控的液體通道和通孔5021組成的墨路流入供墨口502內(nèi)。與此同時(shí)，儲(chǔ)墨腔501內(nèi)出現(xiàn)的負(fù)壓狀態(tài)，通過氣體通道508沿圖3a虛線箭頭γ所示路線引入的氣體得以恢復(fù)平衡。
權(quán)利要求1.噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥，包括均由彈性材料制備的內(nèi)管和外管，其特征在于所述外管同心地套疊于所述內(nèi)管外部，所述內(nèi)管的管壁上具有至少一個(gè)貫穿所述內(nèi)管壁的通孔，所述內(nèi)管一端被封閉成封口端，所述內(nèi)管相對(duì)端與所述外管相應(yīng)端對(duì)接后形成密封端，所述內(nèi)管的外部柱面和所述外管的內(nèi)部柱面之間保留有供墨水流動(dòng)的墨道，所述外管對(duì)應(yīng)于所述通孔所在位置的內(nèi)部柱面上帶有徑向突起，所述徑向突起因應(yīng)于所述通孔兩側(cè)的壓力差與所述通孔周壁密封接觸或者脫離與所述通孔周壁的密封接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥，其特征在于所述徑向突起是圓柱體的一部分，所述圓柱體的軸向垂直于所述外管中軸，所述通孔面向所述外管內(nèi)部柱面的端口具有與所述圓柱體相適應(yīng)的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴墨打印機(jī)墨盒用單向閥，其特征在于所述通孔為兩個(gè)，且對(duì)稱于所述內(nèi)管中軸。
4.噴墨打印機(jī)墨盒，包括至少一個(gè)儲(chǔ)墨腔、至少一個(gè)供墨口和至少一個(gè)單向閥，所述單向閥包括均由彈性材料制備的內(nèi)管和外管，其特征在于所述外管同心地套疊于所述內(nèi)管外部，所述內(nèi)管的管壁上具有至少一個(gè)貫穿所述內(nèi)管壁的通孔，所述內(nèi)管一端被封閉成封口端，所述內(nèi)管相對(duì)端與所述外管相應(yīng)端對(duì)接后形成密封端，所述內(nèi)管的外部柱面和所述外管的內(nèi)部柱面之間保留有供墨水流動(dòng)的墨道，所述內(nèi)管背對(duì)所述封口端的端口敞開并與所述儲(chǔ)墨腔相連通，所述墨道與供墨口相連通，所述外管對(duì)應(yīng)于所述通孔所在位置的內(nèi)部柱面上帶有徑向突起，所述徑向突起因應(yīng)于所述通孔兩側(cè)的壓力差與所述通孔周壁密封接觸或者脫離與所述通孔周壁的密封接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴墨打印機(jī)墨盒，其特征在于所述徑向突起是圓柱體的一部分，所述圓柱體的軸向垂直于所述外管中軸，所述通孔面向所述外管內(nèi)部柱面的端口具有與所述圓柱體相適應(yīng)的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的噴墨打印機(jī)墨盒，其特征在于所述通孔為兩個(gè)，且對(duì)稱于所述內(nèi)管中軸。
專利摘要本實(shí)用新型是一種噴墨打印機(jī)墨盒及其單向閥，包括均由彈性材料制備的內(nèi)管和外管。其中外管同心地套疊于內(nèi)管外部。內(nèi)管的管壁上具有至少一個(gè)貫穿內(nèi)管壁的通孔。內(nèi)管一端被封閉成封口端，其相對(duì)端與外管相應(yīng)端對(duì)接后形成密封端。內(nèi)管的外部柱面和外管的內(nèi)部柱面之間保留有供墨水流動(dòng)的墨道。外管對(duì)應(yīng)于通孔所在位置的內(nèi)部柱面上帶有徑向突起。該徑向突起因應(yīng)于通孔兩側(cè)的壓力差與通孔周壁密封接觸或者脫離與通孔周壁的密封接觸。該單向閥及其噴墨打印機(jī)墨盒具有結(jié)構(gòu)緊湊，制作和安裝簡(jiǎn)便，控制墨水通斷靈便，無(wú)漏墨的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16K15/00GK2910575SQ20062005861
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者喬懷信, 李貴清 申請(qǐng)人:珠海天威技術(shù)開發(fā)有限公司