专利名称：喷墨打印机墨盒及其密封圈的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及喷墨记录设备供墨装置和密封圈，特别是应用于喷墨打印机的墨盒及墨盒所用的密封圈。这种密封圈在自然状态下可以自动关闭密封圈中部的通孔，阻断存在于该通孔中的墨水液流。
背景技术：
喷墨打印机与其配套墨盒之间常见的油墨供给方式之一，是通过将带有墨液通孔的供墨针插入墨盒出墨口内，供墨针刺穿在出墨口端沿或内腔设置的密封片或密封膜，使墨液从出墨口流入供墨针中的墨液通孔的方式实现的。通常供墨针采用硬度或强度非常大的金属材料制备，墨盒则采用硬度或强度较大的塑料制备。因此，供墨针和墨盒两者均具有较大的刚性，而塑性较差。这种状态下，要在供墨针和墨盒之间实现墨液的传输，同时还能防止墨液泄漏，还必须在供墨针和墨盒出墨口之间配备必要的密封手段。常见的密封手段通常是在供墨口内设置密封圈。早期的打印机墨盒常使用其中部带有通孔的密封圈。这种密封圈可箍紧供墨针针杆外表面，在针杆与墨盒出墨口之间提供墨液密封功能，使墨盒内的墨液只能从供墨针中的墨液通孔流出。这种墨盒结构方式，由于密封圈本身带有通孔，致使在安装墨盒过程中，除去出墨口密封膜时会产生少量的墨液泄露，而在拆卸墨盒时，墨盒中的残墨也会自密封圈通孔流出，造成工作环境污染。
中国实用新型专利说明书CN03201870，针对上述密封圈不能实现阻断墨液通道的技术问题，提供了一种集间隙密封功能和通道关闭功能于一体的密封圈。该密封圈包括一个管状的弹性体，弹性体的下端有向上延伸的供墨针导入孔，该导入孔并非是通孔，其顶端为一封顶膜，封顶膜有一定的厚度，封顶膜中部有一连通导入孔内部与封顶膜上部空间的缝隙，即缝隙在自由状态下处于密闭状态，液体不能通过。这种带有自闭功能的密封圈，其与供墨针配合的导入孔必须依靠密封圈材料的弹性与供墨针形成过盈配合，才能在导入孔与供墨针之间形成有效的密封，如此要求自然状态下导入孔的直径不能大于供墨针。通常，自然状态下导入孔的直径稍小于供墨针针杆直径。这样，在装配状态下，导入孔才能箍紧供墨针针杆表面，形成有效密封。由于密封圈上的供墨针导入孔在其轴向上与封顶膜存在一定的距离，进而在封顶膜和被供墨针密封的导入孔之间形成气腔。因此当供墨针插入密封圈导入孔时，两者之间形成的密封效应首先将压力施加于气腔内的空气上。随着供墨针沿导入孔的进一步推进，受压缩的空气，一部分将被沿封顶膜缝隙压入墨盒内，一部分则沿供墨针的墨液通孔被压入供墨针针头内部。这些进入供墨针针头内部的空气将吸收供墨针墨液通孔内的墨液的压力，或者反过来向供墨针墨液通孔内的墨液释放压力，造成供墨针墨液通孔内的墨液压力发生波动，影响流向纸张等记录介质的墨液流量的均衡性，最终劣化打印质量。
图1、2示出密封圈1及其与供墨针2相互匹配的状态。密封圈1外形大体呈一瓶盖形状。其端部是大体呈球面形状的封顶膜11。其导入孔由圆柱形空腔12构成。导入孔的圆柱壁与球面形封顶膜11连接后，封顶膜11的球面径向指向密封圈1外部。空腔12与封顶膜11相对的圆柱壁末端呈直径逐渐增大的指向密封圈1外部的喇叭口13。喇叭口13与平坦的圆柱底壁14连接。空腔12的外圆柱壁同一横截面上设置有一圈用于与墨盒相扣合的凸环15。在封顶膜11对应于供墨针2针尖的位置，开设有贯穿封顶膜11的“一”字形缝隙10。当供墨针2沿导入孔的喇叭口13插入空腔12时，封顶膜11前部的空腔12形成气腔。直至供墨针2顶开缝隙10位置处的封顶膜11进入墨盒出墨口内之后，该气腔内的空气才能被供墨针墨液通孔内的墨液和墨盒吸收，气腔也才随之消失。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种可有效避免空气因出墨口密封原因而进入喷墨打印机供墨针内部的用于墨盒出墨口的密封圈。
本实用新型的另一个目的在于提供一种可有效避免空气因出墨口密封原因而进入喷墨打印机供墨针内部的墨盒。
按照上述第一个目的，提供一种喷墨打印机墨盒用密封圈，包括均采用弹性材料制备的管体和封口膜。封口膜位于弹性管体轴向一端并封闭该弹性管体的管口。封口膜与弹性管体的管腔对应的位置开设有贯穿盖封口膜的缝隙。弹性管体的管腔直径稍小于喷墨打印机供墨针针杆直径。封口膜与弹性管体相对的一侧内凹成球面形。该内凹球面在喷墨打印机供墨针针尖插入位置的切面在安装状态下与喷墨打印机供墨针针尖附近的针杆表面保持一个锐角，该内凹球面的凹口指向墨盒的出墨口的外部。
优选地，弹性管体靠近封口膜的管腔部分直径大于喷墨打印机供墨针针杆直径，而小于弹性管体的外圆柱面直径。
进一步地，弹性管体远离封口膜的管腔端部的直径沿该管腔中轴向外扩展，形成大口向外的喇叭形状。
按照上述第二个目的，提供一种喷墨打印机墨盒，包括储墨腔和与该储墨腔连通的出墨口。该出墨口内设置有密封圈。该密封圈包括管体和封口膜，管体和封口膜均采用弹性材料制备。封口膜位于弹性管体轴向一端并封闭弹性管体的管口。封口膜与弹性管体的管腔对应的位置开设有贯穿盖封口膜的缝隙。弹性管体管腔直径稍小于喷墨打印机供墨针针杆直径。封口膜与弹性管体相对的一侧内凹成球面形。该内凹球面在喷墨打印机供墨针针尖插入位置的切面在安装状态下与喷墨打印机供墨针针尖附近的针杆表面保持一个锐角，该内凹球面的凹口指向墨盒的出墨口的外部。
作为一种优选的方案，该墨盒中，其密封圈弹性管体靠近封口膜的管腔部分直径大于喷墨打印机供墨针针杆直径，而小于弹性管体的外圆柱面直径。
进一步地优选，该墨盒中，其密封圈弹性管体远离封口膜的管腔端部的直径沿管腔中轴向外扩展，形成大口向外的喇叭形状。
本实用新型的密封圈，采用内凹球面与供墨针相配的方式，使供墨针穿过密封圈内凹球面上的贯通缝隙，之后插入密封圈的内管中，由密封圈内凹球面上的贯通缝隙和密封圈的内管对供墨针提供两次密封作用，实现密封圈与供墨针的良好对接。由于密封圈内凹球面的直径较大，相对于供墨针针尖的锥度，密封圈内凹球面几乎可视为平坦表面。因此，在供墨针插入密封圈内凹球面上的贯通缝隙时，供墨针针尖表面与密封圈内凹球面之间保持在敞开状态，其间的空气被自然排入外部大气，而不会产生密闭的气腔，从而避免了将空气压入墨盒或者供墨针的墨液通孔内。由于密封圈获得了上述性能的改善，采用上述密封圈的本实用新型喷墨打印机墨盒，也避免了因空气进入供墨针墨液通孔造成的打印质量劣化。
图面说明
图1现有喷墨打印机墨盒用密封圈轴向剖视图。
图2现有喷墨打印机墨盒用密封圈与供墨针配合示意图。
图3本实用新型喷墨打印机墨盒用密封圈实施方式之一立体结构示意图。
图4本实用新型喷墨打印机墨盒用密封圈实施方式之一轴向剖视图。
图5本实用新型喷墨打印机墨盒用密封圈实施方式之一与供墨针配合示意图。
图6本实用新型喷墨打印机墨盒用密封圈实施方式之一供墨针插入密封圈配合示意图。
图7本实用新型喷墨打印机墨盒用密封圈实施方式之二轴向剖视图。
图8本实用新型喷墨打印机墨盒用密封圈实施方式之三轴向剖视图。
图9本实用新型喷墨打印机墨盒用密封圈实施方式之四轴向剖视图。
图10本实用新型喷墨打印机墨盒用密封圈实施方式之五轴向剖视图。
图11本实用新型喷墨打印机墨盒出墨口与供墨针的局部安装结构示意图。
图12本实用新型喷墨打印机墨盒供墨针插入出墨口后局部安装结构示意图。
具体实施方式
参阅图3、4，本实用新型密封圈第一实施例，它包括均采用塑胶或橡胶等弹性材料制备的管体a11和封口膜a15。封口膜a15位于弹性管体a11轴向一端并封闭该弹性管体a11的管口，形成一个外形大体呈瓶盖状的密封圈a1。在封口膜a15与弹性管体a11内部的管腔对应的位置，开设有贯穿封口膜a15的“一”字形缝隙a12(当然也可以采用“十”字形缝隙，或其他形状缝隙)。缝隙a12可以由封口膜a15在平行于弹性管体a11中轴方向的两个相互平行的平面相互贴合后形成，其在封口膜a15所在平面内的长度小于弹性管体a11内部的管腔直径。封口膜a15沿弹性管体a11中轴方向具有一定的厚度，该厚度远大于缝隙a12的宽度。在自然放置状态，封口膜a15从弹性管体a11管腔径向压迫缝隙a12的两个相对的界面，使缝隙a12处于液体不能通过的闭合状态。弹性管体a11的管腔直径稍小于喷墨打印机供墨针针杆2的直径。封口膜a15与弹性管体a11相对的一侧内凹成球面形a10。在安装状态下，该内凹球面a10在喷墨打印机供墨针针尖插入位置的切面与喷墨打印机供墨针针尖附近的针杆表面2`保持一个锐角α。该内凹球面a10的凹口面向墨盒a1的出墨口的外部。在弹性管体a11的外圆柱壁和凹球面a10之间，是一段过渡性质的底壁a13。为了保证密封圈a1在安装时定位的准确性以及定位的稳定性，通常在弹性管体a11的外圆柱壁上设置一个位于弹性管体a11外圆柱壁轴向同一横截面上的凸环a14，利用该凸环a14将密封圈a1准确和稳定地安置于墨盒的出墨口中。
参阅图5，是喷墨打印机供墨针2即将插入密封圈a1的状态。此状态下，密封圈a1的缝隙a12处于闭合状态。弹性管体a11的管腔与封口膜a15外部，即内凹球面a10所在的外部空间保持相互隔绝的状态，其内的墨液不能从缝隙a12处流出。内凹球面a10在喷墨打印机供墨针针尖插入位置的切面与喷墨打印机供墨针针尖附近的针杆表面2`保持一个锐角α，即内凹球面a10与喷墨打印机供墨针针尖附近的针杆表面2`之间的空间与外部大气环境保持相互连通的敞开状态。
图6是喷墨打印机供墨针2部分插入密封圈a1的状态。此状态下，密封圈a1的缝隙a12因喷墨打印机供墨针2的插入而处于沿弹性管体a11的管腔轴向向上张开的状态。缝隙a12张开的空间因针杆表面2`与封口膜a15外部的内凹球面a10紧密贴合，而仍然保持与外部大气保持隔绝。内凹球面a10与尚未进入弹性管体a11的管腔内的喷墨打印机供墨针针尖附近的针杆表面2`之间的空气则仍然被排斥于弹性管体a11的管腔外部。另一方面，由于采用弹性材料制备的密封圈a1在封口膜a15处具有适宜的厚度。因此，封口膜a15被撑开后随即紧贴于弹性管体a11的管腔腔壁。之后，随着喷墨打印机供墨针的进一步推进，喷墨打印机供墨针针杆2内部的墨液通道2``与弹性管体a11的管腔实现连通，而喷墨打印机供墨针针杆2与弹性管体a11的管腔内壁则发生紧密接触，形成过盈配合，达到进一步密封的目的。
在更换墨盒时，将发生与图5、6相逆的过程。在这个逆过程中，封口膜a15随着喷墨打印机供墨针的退出而逐渐合拢，最终关闭缝隙a12。因此，不会发生墨液泄漏的现象。
参阅图7，本实用新型密封圈第二实施例。该实施例密封圈b1主要结构与第一实施例基本相同，其改进之处是将靠近封口膜b15的弹性管体管腔一部分的直径b12设置为大于喷墨打印机供墨针针杆2的直径，而小于弹性管体的外圆柱面直径b13。这样，在封口膜附近b15面向墨盒内腔的一侧，形成一个直径大于喷墨打印机供墨针针杆2的过渡腔。沿弹性管体指向墨盒内腔的方向，该过渡腔的长度与封口膜b15因喷墨打印机供墨针插入而翘起的部分的长度相对应，以便于接纳封口膜b15因喷墨打印机供墨针插入而翘起的部分，缓解该翘起部分对弹性管体管腔壁的压迫。沿弹性管体中轴指向墨盒内腔，该过渡腔在其末端处直径逐渐收缩至稍小于喷墨打印机供墨针针杆2的直径，该收缩部分对应于实施例一中的弹性管体a11内部的管腔，它可与喷墨打印机供墨针针杆2可形成过盈配合，以实现密封目的。
参阅图8，本实用新型密封圈第三实施例。该实施例密封圈c1主要结构与第二实施例基本相同，其不同之处是在弹性管体外表面同一截面上设置用于固定密封圈c1的凹环c11。
参阅图9，本实用新型密封圈第四实施例。该实施例密封圈d1主要结构与第二实施例基本相同，其改进之处是将弹性管体远离封口膜d12的管腔端部的直径沿该管腔中轴向外逐渐扩展，形成大口向外的喇叭形状。
参阅
图10，本实用新型密封圈第五实施例。该实施例密封圈e1主要结构与第四实施例基本相同，其差别是喇叭口的最大直径部分沿弹性管体轴向向外延伸出一段距离e11，以及在弹性管体外圆柱壁上增设一圈凸环e12。
参阅
图11、12，本实用新型喷墨打印机墨盒的出墨口与供墨针的局部结构示意图，图中省略了墨盒的其它部分。第二种实施方式的密封圈b1安装于墨盒3的出墨口31中。在供墨针2插入密封圈b1之前，墨盒3内的墨水与外部隔绝。
图12示出供墨针2穿过密封圈b1插入至墨盒3的出墨口31内。在此过程中，密封圈b1完成上文所描述的一系列相应动作，既实现为墨盒3内腔墨水与供墨针2的沟通提供墨水连通桥梁，又提供了墨盒3内腔墨水在供墨针2与密封圈b1以及墨盒3内壁之间的密封性能。
权利要求1.喷墨打印机墨盒用密封圈，包括管体和封口膜，所述管体和所述封口膜均采用弹性材料制备，所述封口膜位于所述弹性管体轴向一端并封闭所述弹性管体的管口，所述封口膜与所述弹性管体的管腔对应的位置开设有贯穿所述封口膜的缝隙，其特征在于所述弹性管体管腔直径稍小于喷墨打印机供墨针针杆直径，所述封口膜与所述弹性管体相对的一侧内凹成球面形，所述内凹球面在喷墨打印机供墨针针尖插入位置的切面在安装状态下与所述喷墨打印机供墨针针尖附近针杆的表面保持一个锐角，所述内凹球面的凹口指向所述墨盒的出墨口的外部。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印机墨盒用密封圈，其特征在于所述弹性管体靠近所述封口膜的管腔部分直径大于所述喷墨打印机供墨针针杆直径，小于所述弹性管体的外圆柱面直径。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨打印机墨盒用密封圈，其特征在于所述弹性管体远离所述封口膜的管腔端部的直径沿管腔中轴向外扩展，形成喇叭形状。
4.喷墨打印机墨盒，包括储墨腔和与该储墨腔连通的出墨口，所述出墨口内设置有密封圈，其特征在于所述密封圈包括管体和封口膜，所述管体和所述封口膜均采用弹性材料制备，所述封口膜位于所述弹性管体轴向一端并封闭所述弹性管体的管口，所述封口膜与所述弹性管体的管腔对应的位置开设有贯穿所述封口膜的缝隙，所述弹性管体管腔直径稍小于喷墨打印机供墨针针杆直径，所述封口膜与所述弹性管体相对的一侧内凹成球面形，所述内凹球面在喷墨打印机供墨针针尖插入位置的切面在安装状态下与所述喷墨打印机供墨针针尖附近针杆的表面保持一个锐角，所述内凹球面的凹口指向所述墨盒的出墨口的外部。
5.根据权利要求4所述的喷墨打印机墨盒，其特征在于所述弹性管体靠近所述封口膜的管腔部分直径大于所述喷墨打印机供墨针针杆直径，小于所述弹性管体的外圆柱面直径。
6.根据权利要求4或5所述的喷墨打印机墨盒，其特征在于所述弹性管体远离所述封口膜的管腔端部的直径沿管腔中轴向外扩展，形成喇叭形状。
专利摘要本实用新型是喷墨打印机墨盒及密封圈。密封圈是由采用弹性材料制备的管体和封口膜构成的瓶盖状密封帽。其特点是弹性管体的管腔直径稍小于喷墨打印机供墨针针杆直径。封口膜与弹性管体相对的一侧内凹成球面形。该内凹球面在喷墨打印机供墨针针尖插入位置的切面在安装状态下与喷墨打印机供墨针针尖附近的针杆表面保持一个锐角，该内凹球面的凹口指向墨盒的出墨口的外部。喷墨打印机墨盒把密封圈应用于其出墨口内与喷墨打印机供墨针配套实现墨水的密封。该密封圈和墨盒能有效避免空气进入供墨针内部。
文档编号B41J2/175GK2837081SQ200520131979
公开日2006年11月15日 申请日期2005年10月29日 优先权日2005年10月29日
发明者刘兴相, 余青松, 李贵清, 黄振超 申请人:珠海天威技术开发有限公司