专利名称：恒压连续供墨器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及与喷墨打印机配套使用的供墨装置，特别是一种大容量连续供墨的供墨器。
背景技术：
现有的台式喷墨打印机，多采用带盒仓的打印头，容量有限的墨盒可拆卸地装入盒仓对打印头进行供墨。由于每只墨盒的容墨量通常只能打印很有限张的标准页，因而需要经常更换墨盒，这给打印机用户带来不便。
于是，人们采用如图1所示的装置，在打印机1旁放置容积相对墨盒大得多的储墨池3，并用软管2连通储墨池3和打印头4，这样，一个储墨池3的容墨量相当于数个墨盒的容墨量，同时，还可随时方便地向储墨池3添加墨液，从而达到能大批量打印，无需更换墨盒的目的。
上述方案是一种较为原始的连续供墨装置，人们发现存在一个问题，就是储墨池3的最高液位只能等于或略低于打印头4喷嘴处的高度，当储墨池3最高液位高于打印头4喷嘴时，打印头处的压力加大，会从打印头漏墨污染打印机及打印介质，当储墨池3内最低液位低于打印头最大吸程时，又会因打印头的吸力不足吸不上墨而无法打印。这种连续供墨装置必须同时满足图1示的如下条件(以打印头4所在平面为原点，向上为正，向下为负)H2≤0；|H1|≤S；
其中，H1是储墨池3的最低部至打印头4喷嘴所在平面间的距离，H2是储墨池3内最高液位至打印头4喷嘴所在平面间的距离，S是打印头4最大吸程。由此可见，为满足上述条件，储墨池3的容积高度受到了限制，也就是在占地面积一定的情况下，容墨量受到了限制。
目前已有一个解决上述问题的技术方案，在如图2所示的一个宽行喷墨打印机连续供墨工作原理图中，储墨池3可以放置得很低，以至低于打印头4的最大吸程之外，但它增加了一个泵5、中继容器6及传感装置，而中继容器6所处的位置在最大吸程之内，当中继容器6内的墨液耗到一定液位时，泵5启动从储墨池3向中继容器6供墨，达到注满液位时泵5停止工作，并切断储墨池3与中继容器6的通道，这样周而复始地进行恒压供墨，所谓恒压供墨，是指打印头的吸力在工作过程中不是在零和最大吸程之间变化，而是在中继容器6的高度范围内变化，实践证明，打印头在这个变化较小的吸力范围内工作时，有着最佳的打印品质。但这种供墨装置相对复杂，采用泵及传感器等机电装置，制造成本相对较高。
还有，在对储墨池进行注墨时，一但发生气体由出墨口进入导管，将会对打印头造成损害。
发明内容
申请人受到一个如图3、图4示物理实验的启示，在图3中，容器1内盛满水并在容器开口盖上一块玻璃2，在容器内没有气体的情况下垂直倒置，按图3箭头示方向抽去玻璃2时，水在大气压力作用下并不自容器内流出，这是因为大气压力克服水的重力，能使水平衡于容器内。如果使处在水平面内的容器开口发生倾斜，开口区域形成图4示的一个高度差h，则破坏了这个平衡，会在开口处产生气液交换，即空气自图4箭头示的开口上部进入容器，水自开口的下部流出容器。在此物理现象的启发下，申请人考虑将这一原理引入本实用新型的设计构思。
本实用新型的目的是设计一种结构简单、恒压效果更好的恒压连续供墨器；本实用新型的另一目的，是设计一种便于注墨的恒压连续供墨器。
为实现上述目的，本实用新型提供的恒压连续供墨器采用一个储墨池，它是一个具有较大容墨腔的容器，容墨腔有与大气相通的气道，有一连通墨腔和打印头的输墨导管，与导管连接的出墨口位于墨腔的底部。墨腔由一隔板分隔成一个第一腔和一个第二腔，与大气相通的气道进口位于第一腔上部，隔板下部有使第一腔内气体进入第二腔，第二腔墨液流入第一腔的气液交换通道，第一腔的上部还有一个带盖的注墨口。
具有上述结构储墨池的工作原理如下，储墨池通过导管向打印头供墨，同时由位于第一腔最高部的气道向腔内补充气体，以保证第一腔内不产生负压，这一过程中第二腔因处于气密状态，即无论出墨口是否位于第二腔，都因出墨口只出墨而不会进气，尽管第二腔内的墨液有着相对气液交换通道有较高的势能，在负压的作用下并不能从在气液交换通道进行气液交换，即第二腔内的液位不会因向打印头供墨而降低。当第一腔内的墨液液位耗至气液交换通道的顶端以下时，第一腔内的气体通过气液交换通道进入第二腔，第二腔的平衡被破坏，墨液经气液交换通道的下部流入第一腔，第一腔的液位上升而第二腔的液位下降，当第一腔的液位上升至高于气液交换通道的顶部时，气体无法经气液交换通道再向第二腔内补入，第二腔内墨液在负压的作用下，也不再经气液交换通道向第一腔内流动，如此循环进行。由此可见，在第二腔墨液高于气液交换通道的整个打印过程中，打印头是在第一腔上述液位压力变化范围内以动态平衡的方式进行吸墨的，足以保证在打印头的最佳打印品质吸力范围之内，从而实现了较已有技术恒压效果更佳的恒压打印。此外，本实用新型较之已有技术，省去了机电设备和控制电路，恒压过程利用气压平衡原理，结构简单经济。
图1是现有台式喷墨打印机连续供墨装置的工作原理图；图2是现有宽行喷墨打印机连续供墨装置的工作原理图；图3是一个垂直倒置容器的示意图；图4是倒置容器略有倾斜时的示意图；图5是一个四色连续供墨器实施例的立体图；图6是其中一只储墨池的结构剖视图；图7是说明储墨池工作原理的结构图；图8是另一实施例的结构图；图9是再一实施例的结构图。
实施方式以下结合本实用新型的实施例及其附图作进一步说明。
参见图5，四只储墨池3的侧面由榫槽相互扣接连为一体，每只储墨池3的顶部都各自有一个内置滤网的气道进口31。
参见图6、图7这是一只储墨池的剖视图，储墨池内有一个第一腔33和一个第二腔35，出于工艺和结构上的考虑，第二腔35由一块非水密的隔板36分隔成两部分。第一腔33顶部的气道由气道进口31、滤网40、管道32构成，在第二腔35的底部，有与第一腔33连通的一个导气孔37和一个导液孔38。在第一腔33的最低位还有一个出墨口39，导管(图中略去)连接出墨口39和打印头4。在第一腔的侧壁上还有一个注墨口34，储墨池工作过程中加一只塞密封，第二腔35内的墨液耗至需要补充时，可将储墨池侧置使注墨口34向上，通过第一腔33向第二腔35内补充墨液。由图6中还可看出第二腔35的容积形心高于第一腔33的容积形心，这使得在气体经导气孔37向第二腔35内补气时，第二腔35内墨液在势能的作用下自导液孔38流入第一腔33如图7。
储墨池的设计及放置宜满足图6所示条件，其相对打印头4有如下要求，第一，考虑到打印机长期不使用时，储墨池第二腔35顶部气体因受热体积膨胀，会将墨液压向第一腔，使第一腔液位升高到图6示的位置，因此，第一腔的容积应保证H2≤0，以防第一腔33内的液位高于打印头4所在平面，造成溢墨；|H1|≤S，以防打印头4吸力不足；导气孔37距打印头4的高度S1应取值在打印头4的最佳吸力值附近，以获得最佳的打印效果。
参见图8，由于本例储墨池较上一例整体上相对瘦高，省去了第二腔35内的隔板36。导气孔37、导液孔38设置在二腔的隔板下部，气道进口31和注墨口34同设置在储墨池位于第一腔33的侧壁上，并由一连体盖41把注墨口34和气道进口31封闭，使用时打气道进口塞如图8细线示，出墨口39则设置在第二腔35的底部，注墨时，将储墨池横置使注墨口34位于上部，出墨口39位于下部，这样，在有一定余墨的情况下，出墨口39内不会进入气体，使打印头不会因气体进入而导致损坏。
参见图9，这是本实用新型的又一个实施例，唯一与上例不同的是气液交换通道的结构形式。本例的气液交换通道是一只具有一定高度的孔，孔的高度h应根据储墨池的形状和体积实验确定，以第一腔内的平衡液面高度满足前述与打印头的高度关系为准。
本实用新型的结构原理适应于各型台式及宽行喷墨打印机的连续供墨，并不仅限于上述实施例。
权利要求1.恒压连续供墨器，包括储墨池，一个具有较大容墨腔的容器，墨腔有与大气相通的气道；有一连通墨腔和打印头的输墨导管；位于墨腔底部并与导管连接的出墨口；其特征在于墨腔由一隔板分隔成一个第一腔和一个第二腔，与大气相通的气道进口位于第一腔上部；隔板下部有使第一腔内气体进入第二腔，第二腔墨液流入第一腔的气液交换通道；第一腔的上部还有一个带盖的注墨口。
2.根据权利要求1所述的恒压连续供墨器，其特征在于所述气液交换通道为隔板下部一个具有一定高度，气体从该高度上部通过，液体从该高度下部逆向通过的孔。
3.根据权利要求1所述的恒压连续供墨器，其特征在于所述气液交换通道为隔板下部一个处于相对高位的导气孔和一个处于相对低位的导液孔。
4.根据权利要求2或3所述的恒压连续供墨器，其特征在于所述出墨口位于第二腔的底部。
5.根据权利要求4所述的恒压连续供墨器，其特征在于所述储墨池横置时，所述注墨口位于储墨池的上部，所述出墨口位于储墨池的下部。
专利摘要恒压连续供墨器，采用一个储墨池，它是一个具有较大容墨腔的容器，容墨腔有与大气相通的气道，还有一条用于连通储墨池和打印头的输墨导管。储墨池内含有一个第一腔和一个第二腔，与大气相通的气道进口位于第一腔内，二腔隔板下部有使第一腔内气体进入第二腔，第二腔墨液流入第一腔的气液交换通道。恒压过程利用气压平衡原理完成，结构简单经济。
文档编号B41JGK2691854SQ200420067639
公开日2005年4月13日 申请日期2004年6月14日 优先权日2004年2月6日
发明者萧庆国, 金本友 申请人:珠海天威飞马打印耗材有限公司