专利名称：墨盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种墨盒，其中，压缩空气被施加到位于外部容器和油墨包之间的空气室中，从而使油墨从油墨包中排出。
背景技术：
一般而言，商业用途的油墨喷射记录装置被构造成使得大容量墨盒被可置换地设定在记录装置体中，并且油墨通过油墨供应管，或者通过例如日本专利公开JP-A-2001-199080示出的副槽，被供应到直接安装在滑行架上的记录头。
此外，墨盒被构造成使得在外压下可变形的油墨包被放置在能够保持气密性的外部容器中，只将油墨包的油墨出口暴露在外。压缩空气从用于挤压的空气源被施加到外部容器中，在外部容器中气压被预先调节为恒定压力，并且气压对油墨包加压从而提供油墨到记录头。
在这样的构造中，如果连接各自的墨盒和记录头、或副槽的油墨供应管的长度不同而引起了流动通道阻力的不平均，或者，如果因为垂直地安装墨盒而在墨盒间产生了压头的差别，那么即使在用于挤压的空气源中的气压被适当调节，在记录头各自的墨盒间还是会引起不平均的油墨供应量，从而导致印刷质量的变坏问题。
因此，本发明的一个目的是提供一种墨盒，其具有压力调节功能，使得用来给油墨包施压的空气力能够在各自的墨盒中被单独设定，而不取决于由用于挤压的空气源所提供的气压。
本发明的另一个目的是提供一种墨盒，其中，油墨包能够被挤压使得油墨流出量适合印刷，而不管油墨剩余量是多少。
发明内容
为了达到这样的目的，本发明包括油墨包，其一接收到气压的压力就从油墨出口排放油墨；外部容器，在其中放置有油墨包，露出油墨出口，使得油墨包被气压挤压，并包括可与用来挤压油墨包的空气源相连的压缩气体入口；以及压力调节单元，其被放置在外部容器中，并将外部容器中的空气排放到外部，使得外部容器的空间中的压力被保持为设定值。
根据本发明，压力调节单元的设定值被设定为对每一个墨盒的最佳值，并且油墨包能够在最佳状态下被挤压，而不管由压缩气体入口提供的气压，即用于挤压的空气源的压力。
此外，在本发明中，压力调节单元包括加荷单元，用于调节设定值；弹性压力接收盘，当其一个表面被加荷单元挤压，而其另一个表面接收外部容器的空间中的压力时，该接收盘就被移动；以及空气连通孔形成元件，其与大气相通，并被弹性压力接收盘密封。
根据本发明，压力调节单元做得尽可能小，并且能够应用通用的差压阀。
此外，在本发明中，压力调节单元包括用于调节设定值的加荷单元；弹性压力接收盘，当其一个表面被加荷单元挤压，而其另一个表面接收外部容器的空间中的压力时，该接收盘就被移动；以及空气连通孔形成元件，其与大气相通，并被弹性压力接收盘密封。
根据本发明，即使在从压缩气体入口施加了过大压力的情况下，气体也能够由于弹性元件的移动而被释放到大气中，以降低过大的压力。
此外，在本发明中，设定值是根据墨盒的油墨容量而被单独设定的。
因此，即使墨盒的大小或油墨的粘度不同，也能够在最佳状态将油墨供应给记录头。
此外，在本发明中，加荷单元提供有根据油墨包的油墨剩余量来改变其加荷力的单元。
因此，不管油墨剩余量是多少，都能够给记录头供应适合印刷的油墨排出量。
此外，在本发明中，压力调节单元包括变形区域，其在外部容器的部分区域形成，并且其是可由于气压而弹性变形的；以及阀元件，其根据变形区域的移动而开启或关闭，从而连通外部容器中的空间与大气。
根据本发明，结构可以被简化，压力调节单元的设定值能够被设定为对每一个墨盒的最佳值，并且油墨包能够在最佳状态下被挤压而不管来自压缩气体入口的气压。
此外，在本发明中，阀元件被设置为使得加荷单元密封在变形区域形成的空气连通孔，并且用于挤压阀元件的操作杆从空气连通孔中露出来。
根据本发明，墨盒的无效空间能够被有效地利用，并且能够更加自由地选择用于提供变形区域的位置。
图1是示出了在其中使用了本发明墨盒的油墨喷射记录装置的一个例子的平面图。
图2是示出了本发明墨盒的一个实施例的装配透视图。
图3是示出了在流动通道形成部分中的墨盒结构的截面图。
图4A和4B是从图3中A-A线、沿箭头方向的截面图，其中，图4A示出了压力调节阀被关闭的状态，图4B示出了其被开启的状态。
图5和6是示出了为墨盒提供的压力调节阀的另一实施例的截面图。
图7是示出了适合记录装置的墨盒的另一个实施例的装配透视图。
图8和9分别是示出了在本发明墨盒的另一实施例中阀关闭状态和阀开启状态的截面图。
图10是适合另一实施例中的本发明墨盒的压力调节单元的截面图。
图11A和11B是构成本发明记录装置的副槽的一个实施例沿图12A的B-B线的截面示意图，其中，图11A示出了油墨被供应到记录头的状态，图11B示出了油墨供应被停止的状态。
图12A和图12B是示出了在基体的前面和后面结构中构成副槽的流动通道的结构的主视图。
具体实施例方式
图1示出了本发明的油墨喷射记录装置的一个实施例，其中，扫描引导元件4通过由滑行架马达2驱动的同步带3、在进纸元件5的长度方向上，即在主扫描方向、也就是记录纸的纵向方向上引导滑行架1。在对着进纸元件5的滑行架1的一个表面上，即这个实施例中滑行架1的下表面，提供了能够以液滴方式喷射每一种颜色的油墨的油墨喷射记录头，但在图中未示出。此外，在滑行架1的上表面上，安装了用来给记录头提供油墨的副槽7B、7C、7M和7Y。
在框架8的一侧，设置有可拆卸的墨盒9B、9C、9M和9Y。墨盒9B、9C、9M和9Y通过管子10分别被连接到副槽7B、7C、7M和7Y上，并且通过各自的副槽7B、7C、7M和7Y为记录头供应油墨。各自的墨盒9B、9C、9M和9Y通过管子14在它们的外部容器处分别被连接到各自的空气泵13B、13C、13M和13Y上，在那里油墨通过压缩气体的压力被排放到副槽中。
在滑行架1移动通道的非印刷区，设置有盖封单元11，其能够密封记录头的喷嘴形成面；以及擦拭元件12，其与盖封单元11相邻并由如橡胶的弹性材料制成。
图2到图4B示出了墨盒的一个实施例。墨盒包括外部容器20和油墨包21，并且油墨包21被放置在外部容器20中，使得提供给油墨包21的油墨出口管道22从容器20一侧表面的中间部分露出来。外部容器20包括盒体(container body)20a和盖子元件20b，并且包括位于油墨出口管道22露出的那一侧表面的末端区域、用来接收压缩气体的压缩气体入口23。
如所知的，油墨包21由可以随着接收压缩气体的气压而变形的液体密封薄膜制成，并在其中储存油墨。此外，具有可透孔的圆柱状制动器24被连接到油墨出口管道22的前端，与油墨入口管道41的外围以液体密闭地接触。
压缩气体入口23通过压力调节单元30被连接到外部容器20的空间25，并且空气入口通道被构成使得适合于从油墨包21中排放油墨的气压被施加到油墨包21上。
压力调节单元30被构造成使得由如橡胶的弹性材料制成的、具有气密性和弹性的弹性压力接收盘31，也就是例如本实施例中的隔膜，被放置在空气连通孔形成元件33中，也就是本实施例中的容器中，使得恒定压力通过例如弹簧的弹性施加单元32被施加到弹性压力接收盘31的一个表面上。此外，压力调节单元30被构造成使得空气连通孔34形成于空气连通孔形成元件33的相对于弹性压力接收盘31中间区域的位置上，并且连通孔35在空气连通孔形成元件33的一侧形成以与外部容器的空间25相通。在这个实施例中，可透孔36形成于空气连通孔形成元件33的相对于压缩气体入口23的位置上。
此外，很明显，即使压缩气体入口23形成于油墨出口管道22露出的末端表面、与压力调节单元30不对称的位置上，也会获得近似的效果。
弹性压力接收盘31在其相对于空气连通孔34的区域具有凸出部分31a，并且该凸出部分31a可靠地密封空气连通孔34。附图标记37代表用来保证空气连通孔形成元件33和外部容器20之间的气密性的填塞材料。
另一方面，提供了墨盒支架(holder)，它包括与墨盒的油墨出口管道22匹配而形成的油墨入口管道41，该油墨入口管道41形成于相对于墨盒9的油墨出口管道22的壁表面40上；并且压缩气体入口23被设置为与压缩气体出口管道42匹配。油墨入口管道41通过管子通道10被连接到每一个副槽7B、7C、7M和7Y上，并且压缩气体出口管道42被连接到每一个空气泵13B、13C、13M和13Y(图1)的排出端口上。
在这个实施例中，当墨盒9被连接到支架中时，墨盒9的油墨出口管道22首先匹配在记录装置一侧的油墨入口管道41，然后墨盒9的压缩气体入口23气密地匹配压缩气体出口管道42。因此，完成了墨盒9的连接，而不会引起从墨盒9的油墨泄漏。
当墨盒9的连接被未示出的墨盒连接检测单元检测时，空气泵13B、13C、13M和13Y工作，并且压缩气体流过压缩气体入口23和在外部容器20的空间25中的可透孔36。
在这个实施例中，压缩气体通过构成压力调节单元30的空气连通孔形成元件33的连通孔35流入外部容器20的空间中。因此，当连通孔35的流体阻力被用作适当设定的流动通道阻力形成部分时，即使在墨盒连接时施加了过大压力的空气的情况下，弹性压力接收盘31首先接收它的压力并后退从而打开空气连通孔34，缓和外部容器20的急剧压力变化，并防止油墨包和油墨供应通道接收急剧压力变化，因此防止了破裂。
在当前状态下，外部容器20中空间的压力约为大气压，并且弹性压力接收盘31通过加荷单元32的加荷力密封空气连通孔34。因此，所有的压缩气体流入外部容器20的空间25。当外部容器20的空间25中的压力因此而变得高于适合从油墨包21向副槽供应油墨的压力时，弹性压力接收盘31从空气连通孔34后退并抵住加荷单元32。因此，外部容器20中的部分空气从空气连通孔34中流出，外部容器20中的压力下降。
当外部容器20的空间25中的压力变得低于适合从油墨包21向副槽供应油墨的压力时，弹性压力接收盘31被加荷单元32压住以关闭空气连通孔34。接着，根据外部框架20的空间25中的压力重复这些步骤，由此外部框架20的空间25中的压力被保持为适合油墨供应的压力。
当墨盒9从支架中被拉出时，首先墨盒9的压缩气体入口23从压缩气体出口管道42中脱离出来。因此，外部容器20的空间25中的空气通过压缩气体入口23的可透孔36被释放到大气中，空间25中的压力下降到大气压。接下来，墨盒9的油墨出口管道22从记录装置的油墨入口管道41中脱离出来。
在这个实施例中，油墨出口管道22的制动器24包括通孔24a，油墨入口管道41可插入其中，并且其气密地支撑油墨入口管道41的外围；以及可移动元件24b，其一接收到油墨入口管道41的压力就在这个通孔24a中后退，并通常通过弹簧与通孔24a接触。此外，油墨入口管道41包括在其侧部的连通孔41a。
因此，在墨盒没有连接到支架中的状态下，可移动元件24b密封制动器24的通孔24a，从而能够防止油墨泄漏和空气流入油墨包21中。此外，在墨盒被连接到支架中的状态下，可移动元件24b后退，从而油墨从油墨入口管道41的通孔41a流入油墨入口管道41中。
在上述实施例中，构成压力调节单元30的弹性压力接收盘31的后部，也就是加荷单元32被放置于其中的空间，是密封的。但是，如图5所示，可透孔33通过填塞材料26阻隔外部容器20的空间25、并与外部容器20的可透孔27相通以与大气相通，在提供了这样的可透孔33的情况下，能够防止由温度升高引起的弹性压力接收盘31的设定压力的波动，从而能够稳定地供应油墨。
此外，如图6所示，在弹性压力接收盘31的凸出部分31a处设置了可以从外部进行操作的操作杆38的情况下，如果装置由于操作电源而停在施压状态，那么通过驱动装置39压操作杆38，弹性压力接收盘31被强制向后移动，这样压缩气体能够被排放出去。
图7和图8示出了本发明墨盒的另一个实施例。在这个实施例中，外部容器20在其中存储油墨包21；这个实施例中的盖子元件20b在部分区域具有可弹性变形的区域28，该区域28能够变形以被压缩气体升高。在它的区域28中，形成有用于压缩气体流出的通孔29，将在后面描述的阀元件50的操作杆51从这个通孔29中突出出来并自由地匹配在通孔29中。
阀元件50包括能够在相对于通孔29的区域密封通孔29的凸出部分50a。加荷单元；这个实施例中的阀元件50由例如橡胶的弹性元件组成，并通常移动凸出部分50a以与通孔29接触。阀元件50的周围被粘合剂和框架体52所固定，并且为凸出部分50a提供了前述的操作杆51。因此，在这个实施例中，外部容器20的变形区域、阀元件50和操作杆51组成了前述的压力调节单元。
另一方面，在墨盒9被连接的状态下、在相对于操作杆51的区域，构成记录装置的支架，具有间隙G1，该间隙G1使得外部容器的弹性变形成为可能；以及隔断墙43，用来接收操作杆51的移动。
在这个实施例中，在外部容器20的空间25中的压力低于常规值的情况下，如图8所示，操作杆51的前端51a与隔断墙分离，并且通孔29被阀元件40密封。
因此，来自空气泵13B、13C、13M和13Y的压缩气体从压缩气体入口23直接流入外部容器20的空间25中。当空间25中的压力升高时，外部容器20的盖子元件20b相应地接收空气压力并向外扩展。当外部容器20的空间25中的压力升高到超过适合从油墨包21向副槽供应油墨的压力时，如图9所示，外部容器20扩展，并且间隙G2变小。因此，当外部容器20扩展时，操作杆51移动并与支架的隔断墙43接触，并被相对地推入。因此，阀元件50的凸出部分50a从通孔29分离，空间25通过通孔29、可透孔50b和可透孔52a被释放到大气中，并且空间中的部分压缩气体从通孔29中流出，使得外部容器20中的压力下降。
外部容器的扩展程度由于空间25中的压力下降而被减小，操作杆51从隔断墙43分离，并且阀元件50密封通孔29。接着，空间25中的压力被检测作为外部容器20的移动量，根据这个移动量阀元件50被连接到通孔29上或者从通孔29上解除连接，从而将外部容器20的空间25中的压力保持为适合油墨供应的压力。
在这个实施例中，阀元件50被设置在能够弹性变形的区域。但是，在例如杠杆的连接机构被耦合到操作杆51上以将操作杆51的移动传递到其他部分的情况下，阀元件50可以被设置在其他位置。而且，虽然外部容器被这样构造使得它能够弹性变形，但是同样的，在外部容器中形成有窗口并且这个窗口用弹性盘密封的情况下，可以获得类似的效果。
根据这些实施例，即使来自空气泵13B、13C、13M和13Y的压缩气体的压力改变了，但是通过每一个墨盒的压力调节单元，压力被调节到适合每一个墨盒的气压，并且压力能够根据墨盒间高度的差异以及油墨供应管的长度的差异而被压力调节单元重新调节，使得由于来自泵的压力等而导致的油墨流的不均匀和波动能够被降低。此外，即使墨盒间在由油墨包构成的内部空间和外部空间之间有容量的差异，例如，在油墨容量有差异的情况下，因为能够设定最佳气压，所以能够设置多种墨盒。
可以通过适当调节弹性压力接收盘31的弹性以及加荷单元32的加荷力，来调节压力调节单元的常规值。
在上述实施例中，不管油墨包中剩余油墨量是多少，油墨包都在恒定压力下被压缩。但是，压力可以根据油墨剩余量被改变。
也就是说，在图10的墨盒的实施例中，压力调节单元被这样构成以改变上述压力。在这个实施例中，油墨包的体积，即剩余油墨的量被检测盘60所检测，并且弹性压力接收盘31的压力根据检测盘60的移动被改变。
也就是说，第一永久磁体61被设置在弹性压力接收盘31的后部，第二永久磁体62被设置在检测盘60的前端。
根据这个实施例，在油墨剩余量变得很少并且相关地压力也降低的情况下，移动检测盘60，设置在这个检测盘60上的第二永久磁体62接近弹性压力接收盘31的磁体61，如图10中附图标记62’所示。因此，两个磁体间的排斥力变强，永久磁体61向弹性压力接收盘31移动，并且通过弹簧32的弹性压力接收盘31的压力升高，使得外部容器20的空间中的压力上升。因此，不管剩余油墨量，油墨能够以恒定的油墨流被供应，使得能够防止由油墨供应短缺引起的印刷质量变坏，并且油墨包中的油墨能够一直到最后都给记录头供应油墨。
当机构根据油墨包21的体积改变隔膜的压力时，除了磁力以外，还有构造，在其中弹簧32通过耦合单元被偏离到隔膜一侧。可以容易地假定这个构造的多种机械设计。
图11A和11B到图12A和图12B示出了在墨盒中的油墨被供应到记录头的情况下，用作中间单元的副槽的一个实施例。如图12A和图12B所示，基体70包括在其表面、连接到墨盒的油墨入口71，以及油墨从此处被供应到记录头的油墨出口72。此外，基体70在其中心包括用来形成油墨存储室73的凹进部分73’。油墨存储室73被这样构造使得凹进部分73’被薄膜74密封，薄膜74能够根据由于记录头中的油墨消耗引起的压力变化而弹性变形。此外，为了有效地将薄膜74的移动传递到后面将描述的操作杆上，在薄膜74中心提供有由盘制成的支撑材料75，使得可弹性变形区域限于薄膜74环状周边，从而增加刚性。在薄膜74通过注射成型被形成的情况下，支撑材料75的区域形成得更厚，从而支撑材料75能够与薄膜74作为整体地被构造。
在这个基体70的表面，也就是凹进部分73’形成的地方，形成与油墨出口72相通的、被薄膜，即在这个实施例中形成油墨存储室的薄膜74，密封的凹槽76’，从而形成油墨流出通道76。当副槽被设定时，油墨排出通道76与油墨存储室73的连通孔76a位于油墨存储室73的上部。
此外，在基体70的后表面上，如图12B所示，形成有形成油墨流入通道77的凹槽77’，其连通阀屏蔽室80与油墨入口71，并且其被薄膜78密封从而形成油墨流入通道77。
附图标记80是阀屏蔽室，其中，形成凹进部分80’以形成油墨存储室73与隔断墙81的背对(dorsiventral)关系。在凹进部分80’中，放置有通常被加荷装置82压向隔断墙81的阀元件83，在本实施例中是卷簧。在阀元件83的中心部分，提供了操作杆84，其通过形成在隔断墙81中的连通孔81a，并且其前端84a接触薄膜73。
附图标记85代表用于密封的盖子元件，附图标记86是围绕连通孔81a设置的、与阀元件接触的环形弹性密封元件。
在这个实施例中，当记录头被盖封装置密封以给记录头施加吸力时，负压作用在油墨存储室73上，并且薄膜74如图11B所示在阀屏蔽室80一侧(向图中的左侧)被移动。因此，操作杆84从连通孔81a分离，抵着加荷装置82的加荷力，从记录头到墨盒的流动通道进入连通状态，使得墨盒中的油墨流过阀屏蔽室80、连通孔81a和油墨存储室73而进入到记录头中。
在这个过程中，流动通道中的气泡也流入油墨存储室73中，由于浮力移动到上部，并且被记录头通过位于上部的连通孔76a所吸出，从而被排放到外面。
当记录头中的油墨填充被这样完成时，在盖封单元从记录头被拿走的情况下，薄膜74被加荷单元82通过操作杆84挤压并向外移动，使得阀元件83密封连通孔81a。
当在这个状态下执行印刷并且油墨被记录头消耗时，油墨存储室73中的油墨流入记录头中。因为当前状态下连通孔81a被阀元件83密封，所以在薄膜74被向阀屏蔽室一侧移动的同时，供应油墨存储室73中的油墨。当油墨存储室73中的压力变得低于加荷单元82的设定压力时，操作杆84受到薄膜74移动的挤压、抵抗加荷单元82的加荷力，并从连通孔81a分离。因此，如前所述，墨盒中的油墨通过阀屏蔽室80流入油墨存储室73中，油墨存储室73中的压力升高，并且薄膜74向外移动。当油墨存储室73中的压力因此而变为常规负压时，阀元件83密封连通孔81a从而停止对油墨存储室73供应油墨。
接着，每一次油墨存储室73中的压力由于记录头中的油墨消耗而下降到低于预定值时，都重复上述步骤，并且在油墨被保持在恒定负压的同时向记录头供应油墨。
因为阀元件的阀开启压力是被由弹簧组成的加荷单元82所设定的，所以不管副槽的状态，也不管由于滑行架移动的惯性力，都能够在维持负压状态的同时为记录头供应油墨。
工业适用性如上所述，根据本发明，压力调节单元的设定值被设定为对每一个墨盒的最佳值，从而油墨能够在最佳状态被供应到记录头，而不管从墨盒到记录头的油墨供应通道的流体阻力，也不管墨盒间高度的差异，使得能够进行高质量的印刷。
权利要求
1.一种墨盒，包括油墨包，其一接收到气压的压力就从油墨出口排放油墨；外部容器，在其中放置有所述油墨包，露出所述油墨出口使得所述油墨包被所述气压挤压，并包括可与用来挤压所述油墨包的空气源相连的压缩气体入口；以及压力调节单元，其被放置在所述外部容器中，并将所述外部容器中的空气排放到外部，使得在所述外部容器的空间中的压力被保持为预定值。
2.如权利要求1所述的墨盒，其中，所述压力调节单元包括加荷单元，用于调节所述预定值；弹性压力接收盘，其一个表面被所述加荷单元挤压，并且其另一个表面一接收到所述外部容器的空间中的压力就被移动；以及气体连通孔形成元件，其与大气相通，并被所述弹性压力接收盘密封。
3.如权利要求2所述的墨盒，其中，所述压缩气体入口被设置在相对于所述弹性元件的位置上，并且通过流动通道阻力形成部分与所述外部容器的空间相通。
4.如权利要求1所述的墨盒，其中，所述预定值是根据墨盒的油墨容量或其大小而被单独设定的。
5.如权利要求1所述的墨盒，其中，所述加荷单元设置有根据所述油墨包的油墨剩余量来改变其加荷力的单元。
6.如权利要求1所述的墨盒，其中，所述压力调节单元包括变形区域，其在所述外部容器的部分区域形成，并且其是可由于所述气压而弹性变形的；以及阀元件，其根据所述变形区域的移动而开启或关闭，从而连通所述外部容器中的空间与大气。
7.如权利要求6所述的墨盒，其中，所述阀元件被设置为使得加荷单元密封在所述变形区域形成的所述空气连通孔，并且用于挤压所述阀元件的操作杆从所述空气连通孔中露出来。
全文摘要
一种墨盒，包括油墨包21，其一接收到气压的压力就从油墨出口22排放油墨；外部容器20a、20b，在其中放置有油墨包21，露出油墨出口22，使得油墨包21能够被气压挤压，并包括可与用来挤压油墨包21的空气源相连的压缩气体入口23；以及压力调节单元30，其被放置在外部容器中，并将外部容器中的空气排放到外部，使得在外部容器的空间中的压力被保持为设定值。压力调节单元30的设定值被设定为对每一个墨盒的最佳值，从而油墨包能够在最佳状态下被挤压，而不管来自压缩气体入口23的气压。
文档编号B41J2/175GK1484583SQ02803630
公开日2004年3月24日 申请日期2002年11月8日 优先权日2001年11月12日
发明者有贺义晴 申请人:精工爱普生株式会社