CN201291640Y - 喷墨打印机墨盒 - Google Patents

Abstract

一种喷墨打印机墨盒，主要包括储墨腔以及供墨调节阀、进气调节阀、出墨口密封塞三个可独立装配的部件。进气调节阀为常闭式，由阀芯、阀座、阀盖组成，阀芯采用弹性材料制成带密封凸台的帽状；出墨口密封塞由内部包含刚性内塞的弹性密封圈构成，被出墨口外端面处经热压加工形成的孔口凸缘轴向固定，密封圈两端面分别带有瓮形腔、一字形透切缝；供墨调节阀为U形管状阀，两开口朝下，进口内或出口内带常闭式单向阀门，构成阀门的弹性阀膜片为薄平垫圈状，其中央小孔固定在阀体对应密封环中心处的钉状突起上，周边弹性压封于阀体的密封环上，形成球面状。供墨调节阀与进气调节阀共同调控墨盒工作压力及墨流量。

Description

喷墨打印机墨盒

技术领域

一种喷墨打印机墨盒，涉及一种给打印机的打印头提供墨源的供墨装置。

背景技术

本申请人在先一份专利号为200720052561.1的喷墨打印机墨盒，与其它类似的无吸附材料墨盒一样，解决了有吸附材料墨盒余墨量大、回收处理困难及成本较高、污染环境等问题。同时，由于墨盒内的进气调节阀由阀芯、阀座、阀盖构成一个可独立装配的通用式部件，阀内封盖通气口的帽状阀芯位置固定、弹性一致而使常闭式阀门处于稳定可靠的工作压力状态，从结构上克服了以前的单一零件式气路单向阀因装配精度要求过高而可能产生的阀门静态闭合压力不稳定、储墨腔内动态负压波动幅度过大等现象。而且由于墨盒出墨口内的密封塞由包含刚性内塞的弹性密封圈构成，被出墨口外端面处经热压加工形成的凸缘而非原来外端面处熔接的塑料薄膜片轴向固定，故不仅为墨盒出墨口在打印头供墨针上的装卸前后合理地提供了各种不同形式的密封，还在提高出墨口与供墨针之间连接的密封可靠性的同时，降低了墨盒出墨口的安装阻力。但是，由于该墨盒中的供墨调节阀内部墨道为不带常闭式阀门的全通式结构，非工作状态下，当由于温度升高、墨盒储墨腔内气体体积膨胀而导致墨水压力上升时，容易使墨水经该阀及打印头泄漏出去，造成墨盒使用不正常和寿命变短等现象。

发明内容

本实用新型的目的就是通过改进墨盒内供墨调节阀的结构-将阀内原来的多级串联全通式墨道改变为带有一常闭式单向阀门的单级U形管式墨道，在更加可靠地调控墨盒正常工作时的供墨流量与压力的情况下，防止非工作状态下墨盒内墨水泄漏现象的发生。

本实用新型是这样实现的：喷墨打印机墨盒由储墨腔、供墨调节阀、进气调节阀、出墨口密封塞组成。进气调节阀为常闭式的可独立装配的部件，与储墨腔进气口相联接；出墨口密封塞位于储墨腔出墨口内，由弹性密封圈、刚性内塞组成，密封圈柱面带有密封环，两端面分别带有切缝、瓮腔，切缝为透缝，瓮腔呈肚大口小的瓮形，内塞可包容在瓮腔内；供墨调节阀为可独立装配的部件，刚性阀体为U形管结构，U形管两端开口朝下，分别作为阀的进口与出口，出口与储墨腔出墨口相联接，进口伸入储墨腔底面上最低部位，进口内或出口内有一个常闭式单向阀门，其结构为：在进口或出口的内侧孔壁有一圈密封环，相应密封环中心处有一钉状突起，二者之间由肋条相牵连，薄平垫圈状弹性阀膜片中央小孔固定在钉状突起上，周边弹性压封于阀体的密封环上，形成球面状，即在阀的进口或出口处形成一个常闭式阀门。

改进后的供墨调节阀，由于阀内带有一常闭式且静态闭合压力恒定、动态开启压力波动范围较小的单向阀门，不仅更可靠地稳定了墨盒正常工作时的供墨流量与压力，而且有效地克服了非工作时环境温度变化对墨盒的不利影响，防止了非工作状态下墨盒内墨水泄漏现象的发生，可靠地保证了墨盒的正常使用寿命。

附图说明

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出：

图1是沿墨盒出墨口中心且已安装在打印头供墨针时的纵向剖视图；

图2是出墨口密封塞部件轴向剖视图的放大图；

图3是阀膜片轴向剖视图的放大图；

图4是阀膜片端面图的放大图；

图5是供墨调节阀阀体轴向剖视图的放大图；

图6是供墨调节阀阀体俯视图的放大图。

图中：1-进气调节阀  2-阀盖  3-阀芯  4-阀座  5-供墨调节阀  6-出口7-进口  8-阀膜片  9-密封环  10-钉状突起  11-阀体  12-塑料薄膜片  13-储墨腔  14-入墨孔密封塞  15-盒盖  16-进气口  17-盒体18-出墨口密封塞  19-内塞  20-密封圈  21-凸缘  22-供墨针23-出墨口

具体实施方式

如图1～6所示，墨盒由盒体17、盒盖15、供墨调节阀5、进气调节阀1、出墨口密封塞18、入墨孔密封塞14等零部件组成，盒体与盒盖为热塑性塑料材质，二者相互熔接成储墨腔13；入墨孔密封塞为由硅胶或橡胶材料制成的弹性锥塞式零件，以过盈配合方式压缩在盒盖的入墨孔内；进气调节阀由阀芯3、阀座4、阀盖2组成一个可独立装配的部件，以过盈配合方式与开设在盒盖的进气口16相联接，圆柱状阀座4为三通式结构，阀芯3采用具有弹性的硅胶材料制造成顶面有凸台的帽状，帽沿被通孔式阀盖2固定于阀座4下端大孔孔口端面，使凸台弹性压封于阀座4下端大孔连通横向小孔的通气口端面，形成可灵活开闭的常闭式阀门。

出墨口密封塞18由密封圈20、内塞19组成另一个可独立装配的部件，安装于墨盒出墨口23的下端孔内，并由出墨口孔口端面经热压加工形成的凸缘21轴向固定，密封圈采用弹性硅胶或橡胶材料制造成圆盘状，外圆柱面带有与墨盒出墨口相配合表面形成密封效果的密封环，两端面中央分别带有肚大口小的瓮腔、自相弥合的“一”字形透切缝，且二者连通，内塞19采用比重大于墨水的塑料制造成简单的刚性实心球体，墨盒未插装到打印头供墨针22上时，它被紧密包容在瓮腔内(如图2所示)，使墨盒出墨口23的下端孔处于可靠的气密性密封状态。

供墨调节阀由刚性塑料阀体11、柔性硅胶阀膜片8及塑料薄膜片12组成又一个可独立装配的部件，以过盈配合的方式插装于储墨腔出墨口23的上端孔内，并与出墨口相通。阀体11为U形三通式结构，其中位于U形底部的一通被热熔接的塑料薄膜片12封闭(也可用其它刚性材料封闭)，使之形成U形管结构，U形管两端开口朝下，分别作为阀的出口6、进口7，出口6与储墨腔出墨口23相联接，进口7伸入储墨腔底面上最低的凹部；靠近进口7内上方孔壁设置一圈半圆形截面的密封环9，相应密封环中心处设置一钉状突起10，二者由若干辐条肋相牵连(如图1、5、6所示)；阀膜片8为薄平垫圈状(如图3、4所示)，中央小孔紧套于钉状突起10柱面上，而靠近边缘的一圈表面则覆盖于密封环9表面上，钉状突起10端面经热压加工而形成的凸缘将阀膜片轴向固定住，且对阀膜片中央小孔口处的一圈端面产生压力，使阀膜片8由如图3、4所示的平面状弹性变形为与刚性密封环9之间存在一定接触压力且同心的球面状(如图1所示)，即在U形管的靠近进口7的内上方形成了一个可由阀门自身弹性变形而产生适当闭合力的常闭式单向阀门。由于作为阀门的阀膜片8变形量由突起10的凸缘决定，而刚性的凸缘位置固定，故由阀膜片变形量而决定的静态阀门压力恒定。

墨盒安装前，先撕去焊接于进气口16外开口端面上的塑料薄膜片(图中未示出)，使进气口打开。安装过程中，打印头供墨针22首先插进密封圈20下端面切缝内，接着顶到内塞19下表面，并使内塞逐渐克服密封圈上端面瓮腔口的约束力，脱离密封圈，最终进入出墨口23内，并停留于供墨针顶端附近(如图1所示)。安装结束后，密封圈20瓮腔口弹性地紧密地收缩在供墨针22外圆柱表面上，从而为墨盒出墨口与供墨针之间的连接构成可靠的气密性密封。

图1即表示墨盒已被安装到打印头供墨针22上时的情形。打印头处于非工作状态时，进气调节阀1与供墨调节阀5的阀门均处于常闭状态，两阀门所受的内外作用力均分别处于静力平衡状态，墨盒出墨口23内的压力略低于储墨腔13内的压力，而储墨腔13内的压力又略低于外界大气压力，且均保持适当的微负压状态，二者内的墨水均处于静平衡，不会相互流动，也不会经供墨针22向外漏失。

工作时，由于打印头喷咀内墨水的消耗而引起的负压，通过供墨针22首先使墨盒出墨口23及与之相通的供墨调节阀5内形成相对的低压区，原处于静态平衡的闭合的球面形阀膜片8边缘进一步产生向上翘曲现象，且翘曲程度随着供墨调节阀内低压区负压的增加而增加，随着阀膜片8与密封环9之间由部分到全部地脱离接触(即阀门的逐渐开启)，阀膜片作用在密封环上的闭合压力相应地逐渐下降直至零，而同时阀膜片弹力也因自身翘曲变形程度的增加而增加，由于该弹力方向与变形方向相反，故总是反抗着变形程度的增加，也就是说总是反抗着阀门的开启，结果使阀门处于动态平衡状态，供墨调节阀5内的压力始终保持在比阀门开启前稍高但低于储墨腔13内负压的水平上。供墨调节阀就是这样动态地调控由储墨腔流入墨盒出墨口内墨水的压力及流量在打印头所需的范围内。

当低压区经供墨调节阀阀膜片8迅速扩展到储墨腔13时，进气调节阀1阀门的静平衡状态被打破，阀外较高的大气压力克服阀芯顶面的弯曲变形弹力等阻力，开启阀门，外界空气经阀芯顶面进入储墨腔，腔内压力升高，使墨盒内出现从储墨腔13到供墨调节阀5，然后到墨盒出墨口23，最后进入供墨针22的墨流方向。进气调节阀阀门对空气压力的调控机理也与上述的供墨调节阀阀门对墨水压力的调控机理类似，这里不再详述，其结果使储墨腔13内保持合适的动态负压。

如上所述，处于工作状态的墨盒就是这样依靠供墨调节阀对由储墨腔进入墨盒出墨口的墨水流量及压力的调控作用，以及进气调节阀对由外进入储墨腔的空气流量及压力的调控作用，有效地控制了墨盒内负压波动的幅度，从而为打印头提供了所需的墨流流量及压力。

打印头停止工作时，供墨调节阀内的阀膜片8弹性恢复至常闭状态，阻止阀内墨水向储墨腔倒流，适量的墨水被蓄于阀膜片8上方的空间内(如图1所示)，阀膜片在所蓄墨水的重力作用下，进一步可靠闭合在密封环9上，供墨调节阀5与墨盒出墨口23内保持一个较储墨腔13内负压稍低的负压。与此同时，进气调节阀阀门恢复常闭状态，储墨腔内恢复微负压状态，墨水处于稳定的静平衡状态，静止不动，不会将供墨调节阀的阀膜片8顶开，即使是当储墨腔内因环境温度变化而出现异常压力波动时，也不会流动而使阀膜片8异常开启，故有效地避免了非工作状态下储墨腔内墨水泄漏现象的发生。

当墨尽更换或中途更换墨盒时，从供墨针上拔出墨盒后，密封圈20因受孔口凸缘21的轴向固定约束而保留于墨盒出墨口内，与供墨针22脱离接触，密封圈下端面原被供墨针撑开的切缝由于弹性恢复及出墨口内孔表面的径向压力而收缩弥合成被撑开前的缝隙状态，由于缝隙值非常小，几乎接近零，实际处于自相弥合形式的“自封”状态。上述“自封”与残留缝隙内墨水因表面张力作用而构成的“液封”一道形成可靠的防漏性密封效果，无论拔出的墨盒处于何种方位均可有效地阻止盒内剩余墨水向外渗漏。此外，由于刚从机内拔出的墨盒一般都处于图1所示的竖直向上方位，故失去供墨针22顶托的内塞19因较墨水的比重大而克服墨水浮力下落至密封圈20瓮腔口外侧的圆锥孔内，在相接触处形成辅助密封，从而进一步增强刚从机内拔出时墨盒出墨口的防漏性密封程度。

另外，当打印机显示墨盒墨尽时，将墨盒从打印机内取出，拔出入墨孔密封塞14，添加墨水，重新装回密封塞后，再装入打印机内仍可继续使用。从而可实现循环使用、延长墨盒使用寿命的目的。

Claims (2)

1、一种喷墨打印机墨盒，包括由盒体(17)、盒盖(15)组成的储墨腔、供墨调节阀(5)、进气调节阀(1)、出墨口密封塞(18)；进气调节阀(1)为常闭式，由帽状弹性阀芯(3)、三通式阀座(4)、通孔式阀盖(2)构成一个可独立装配的部件，与储墨腔进气口相联接；出墨口密封塞(18)位于储墨腔出墨口内，由弹性密封圈(20)、刚性内塞(19)组成，密封圈(20)柱面带有密封环，两端面分别带有切缝、瓮腔，切缝为透缝，瓮腔呈肚大口小的瓮形，内塞(19)可包容在瓮腔内；供墨调节阀(5)的出口与储墨腔出墨口相联接，进口伸入储墨腔底面上最低部位，其特征在于所述的供墨调节阀(5)为可独立装配的部件，刚性阀体(11)为U形管结构，U形管开口朝下，分别为阀的进口与出口，进口内或出口内有一个常闭式单向阀门。

2、如权利要求1所述的墨盒，其特征在于所述的供墨调节阀(5)上的常闭式单向阀门的结构为：在进口或出口的内侧孔壁有一圈密封环(9)，相应密封环中心处有一钉状突起(10)，二者之间由肋条相牵连，薄平垫圈状弹性阀膜片(8)中央小孔固定在钉状突起(10)上，周边弹性压封于阀体的密封环(9)上，形成球面状。

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