专利名称：阀组件及墨盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阀组件及采用这种阀组件构造的喷墨打印设备使用的墨盒。
背景技术：
诸如桌式喷墨打印机、宽行喷绘机等喷墨打印设备均采用墨盒作为供墨源，墨盒通常为一容纳墨液的容器，容器设有将墨液向喷墨打印设备输出的供墨口，还有一个通气口，喷墨打印设备自供墨口吸墨时，容器内的墨液流出供墨口，空气则自通气口进入容器维持容器内的压力。为防止非使用工况下墨液自供墨口流出，容器内相对容器外必须维持一定的负压，早先的方案是在容器内放置多孔纤维物质吸附墨液，但该方案的缺陷是无法将容器内的墨液用尽，残留大量墨液墨盒的抛弃不但造成浪费，也带来了环境污染。
为改善上述状况，本申请人曾给出在容器墨腔至供墨口间的供墨通道中设置一单向阀组件来控制供墨的技术方案，从而取代容器内的多孔纤维物质。如图1、图2所示，单向阀组件1由一个阀托200、阀盖100及装在两者之间形成空间内的阀体300构成，阀盖100上设有一个流体入口101，阀托200上设有一个流体出口201，阀盖100有一入口面102，阀体300为一弹性件且有一阀口301，阀口301靠阀体300自身产生的弹性恢复力弹性地挤压在阀面102上，因此，流体入口101与流体出口201间的流体通道为阀体300所阻断。如前述，单向阀组件在使用过程中安置于供墨通道中，当打印设备通过供墨口自流体出口201吸墨时，将在流体出口201端形成负压区，这样，当流体入口101与流体出口201间的压差力大于阀体300的弹性恢复力时，阀口301离开阀面102，流体入口101至流体出口201间的流体通道打开，一但这个压差力小于弹性恢复力，阀体300将重新阻断上述流体通道。此外，还有其他发明人将阀体设计成一平面膜，阀口则靠一弹性件(如弹簧)提供的弹性恢复力抵靠在阀面上，从而阻断流体通道，其构思与前者大同小异。
还有，单向阀组件并不仅用于供墨通道中，也可以用在气道中，用来有选择地开启或关闭向墨腔引入空气的通道，以保证墨腔维持一定的压力，同时防止墨液自气道溢出。
无论是橡胶类材料制成的阀体本身还是金属材料制成的弹簧，都存在疲劳问题，从加工工艺角度考虑，也很难将它们的弹性恢复力控制在一个可以接受的公差范围内，由于它们都设置在流体通道内，在流体的侵蚀下弹性恢复力还会发生较大的变化，因而导致上述单向阀组件开启流体通道所需压差力的阈值不确定，此外，批量产品性能指标的一致性也不高，这些都将导致墨盒工作不稳定。
发明内容
本发明的主要目的，是提供一种具有相对稳定的开启压差力阈值的阀组件；本发明的另一目的，是提供采用具有相对稳定的开启压差力阈值的阀组件来构造供墨通道的墨盒；本发明的再一目的，是提供采用具有相对稳定的开启压差力阈值的阀组件来构造空气通道的墨盒；本发明的还一目的，是提供采用具有相对稳定的开启压差力阈值的阀组件来构造自供墨口向墨腔反馈通道的墨盒。
为实现上述目的，本发明给出的阀组件包括一具有阀腔的壳体，壳体具有使阀腔与外界相通的入口及出口，阀腔内置有一阀体，所述阀体在磁性力的作用下阻断入口与出口间的流体通道，当作用在所述阀体两侧的流体反向压差力大于磁性力时，阀体打开入口与出口间的流体通道。
由以上方案可见，本发明对阀体的设计采用磁性力取代弹性力保持阀的常闭状态，从工艺技术角度看，一批阀组件的磁场强度值的公差比弹性模数公差更容易控制，此外，磁场强度随时间衰减的的速度也比弹性体疲劳速度要慢，从而使阀组件的工作相对稳定，批量生产的阀组件性能也趋于一致。
较具体的方案是使阀腔入口成型于壳体位于阀腔内的一个入口面上，而使阀体具有与该面密封贴合的阀面，磁性力驱使所述阀体的阀面与入口面密封贴合。这两个面可以是平面，也可以是曲面，如球面、锥面等，以下的实施例中将给出详细的说明。
更具体的方案可以是，将入口面与所述阀面均分别成型在两块磁性体上，且该两面相对并具有异性磁极。根据异性磁极相互吸引的原理，阀面与入口面会保持吸合，阀面封闭入口面上的入口，从而阻断流体通道。也可以将入口面与所述阀面分别成型在一磁性体及一导磁体上，根据磁性体吸引导磁体的特点，使阀面与入口面保持吸合。还可以将阀面成型在一磁性体上，而在阀面的背面设置另一磁性体，保持两磁性体同性磁极相对，在排斥力的作用下保持阀面与入口面贴合密闭。
本发明给出的墨盒包括一个容纳墨液的墨腔及一供墨口，一个用于从墨腔向供墨口输送墨液的第一流体通道，一个用于从外界向墨腔引入空气的第二流体通道，第一流体通道中置有一阀组件，所述阀组件进一步包括一具有阀腔的壳体，壳体具有使阀腔与外界相通的入口及出口，阀腔内置有一阀体，所述阀体在磁性力的作用下阻断入口与出口间的流体通道，当作用在所述阀体两侧的流体反向压差力大于磁性力时，阀体打开入口与出口间的流体通道。即当供墨口的压力低于墨腔内的压力，且这个压差值大于阈值(磁性力)时，置于第一流体通道内的阀组件导通，可向打印设备供墨，由于磁性力相对稳定，磁场也不会受到液体、自然温度等环境干扰，使采用了磁性阀组件的墨盒供墨工作稳定。
本发明提供的墨盒还可以在第二流体通道中置一阀组件，所述阀组件包括一具有阀腔的壳体，壳体具有使阀腔与外界相通的入口及出口，阀体在磁性力的作用下阻断入口与出口间的流体通道，当作用在所述阀体两侧的流体反向压差力大于磁性力时，阀体打开入口与出口间的流体通道。即当墨腔内的压力低于外界压力，且这个压差值大于阈值(磁性力)时，置于第二流体通道内的阀组件导通，向墨腔内补充气体，维持墨腔内压力。
对于某些特定结构的墨盒，必须考虑有从供墨口向墨腔反馈墨液的情况，本发明提供的墨盒还可以在用于从供墨口向墨腔反馈墨液的第三流体通道内置一阀组件，所述阀组件包括一具有阀腔的壳体，壳体具有使阀腔与外界相通的入口及出口，阀腔内置有一阀体，阀体在磁性力的作用下阻断入口与出口间的流体通道，当作用在所述阀体两侧的流体反向压差力大于磁性力时，阀体打开入口与出口间的流体通道。即当墨腔内的压力低于供墨口外(打印头)的压力，且这个压差值大于阈值(磁性力)时，置于第三流体通道内的阀组件导通，使墨液流向墨腔，防止打印头受损及防止墨液自供墨口外泄。
图1是一种习知单向阀的结构剖视图；图2是该习知单向阀的结构分解图；图3是本发明第一实施例阀组件结构示意图；图4是本发明第二实施例阀组件结构示意图；
图5是本发明第三实施例阀组件结构示意图；图6是本发明第四实施例阀组件结构示意图；图7是本发明第五实施例墨盒结构示意图。
以下结合实施例及其附图对本发明进行详细说明。
具体实施例方式
第一实施例参见图3，本例是一只阀组件，阀体300位于阀托200与阀盖100组合后形成的阀腔内，阀腔具有入口101及出口201，其中，阀盖100及阀体100均由磁性体制成，且入口面102与阀面303异性磁极相对，在磁吸力的作用下，阀面303吸合在入口面上，阻断入口101与出口201间的流体通道。当阀组件串接在一个流体通道中，入口101处的压力高而出口201处的压力低，且压差值大于磁吸力时，阀体300将在压差力作用下下行，打开入口101与出口201间的流体通道。
第二实施例参见图4，本例也是一只阀组件，阀体300位于阀托200与阀盖100组合后形成的阀腔内，阀腔具有入口101及出口201，阀体100由磁性体制成，另一磁性体402固定在阀托200底面上，磁性体400有一与出口201对接的通孔401，磁性体400的上表面与阀体300的下表面304同磁极性相对，两者之间的排斥力使阀面303紧贴在入口面102上，阻断入口101与出口201间的流体通道。当阀组件串接在一个流体通道中，入口101处的压力高而出口201处的压力低，且压差值大于上述排斥力时，阀体300将在压差力作用下下行，打开入口101与出口201间的流体通道。
第三实施例
参见图5，本例是一只基本与第一实施例相同的阀组件，不同处是阀体300由磁性体制成，而阀盖100由导磁体制成，或者，阀盖100由磁性体制成而阀体300由导磁体制成，同样靠两者间的磁吸力保持阀面303紧贴在入口面102上，阻断入口101与出口201之间的流体通道。当阀组件串接在一个流体通道中，入口101处的压力高而出口201处的压力低，且压差值大于上述排斥力时，阀体300将在压差力作用下下行，打开入口101与出口201间的流体通道。
第四实施例参见图6，本例阀组件由阀盖100与板状阀托200构成，阀体300位于阀盖100与阀托200组合后形成的阀腔内，阀体300的侧面与阀腔周壁间密封地滑动配合，阀腔具有一只入口101及二只通过外界管道连通的出口201、103，阀体300为磁性体，入口面102及其中一只出口面104均为磁性体的同性磁极面，且与阀面303异性磁极相对，在磁吸力的作用下，使阀面303紧贴在入口面102上及出口面104上，阻断入口101与出口103间的流体通道。当阀组件串接在一个流体通道中，入口101处的压力高而出口201处的压力低时，尽管出口201与出口103相通，但出口103流体作用在阀面303上的面积远小于出口201流体作用在阀背面304上的面积，因此，当阀面303与阀背面304间的压差值大于上述磁吸力时，阀体300将在压差力作用下下行，打开入口101与出口103间的流体通道。
第五实施例参见图7，本例为一只墨盒，墨盒500有一墨腔501、一气道口502、一供墨口503，在供墨口503的近外端安装有一密封圈600，在墨腔501通向气道口502的气道内串接一只阀组件900，使阀组件900的入口与气道口502连通，出口与墨腔501连通。在墨腔501通向供墨口503的供墨通道中，串接一供墨用的阀组件700，同时还串接一只泄压用的阀组件800，使阀组件700的入口与墨腔501连通，出口与供墨口503连通，阀组件800的入口与供墨口503连通，出口与墨腔501连通。墨盒500的工作原理如下，装入打印机后，打印机供墨针杆被密封圈600密封，针头进入供墨口503内，在这一刺入过程中，供墨口503内的墨液受到挤压，使阀组件800入口端的压力骤增，与出口端的压差力值大于阀组件800磁性力阈值时，阀组件800导通，供墨口503内的墨液返回墨腔501，可有效防止打印头受到压力冲击及墨液自密封圈600进出，此过程中阀组件700保持阻断。打印时，当打印机提供的吸力使供墨口503处与阀组件700入口间的压差力大于阀组件700的磁性力阈值时，阀组件700导通，墨液供向打印机，此过程中阀组件800保持阻断。随着墨液的出断供出，墨腔501内的压力不断下降，当下降到墨腔501内与外界间的压差力大于阀组件900的磁性力阈值时，阀组件900导通，外界气体引入墨腔501，使墨腔501内维持在一定的压力范围内。
显然，墨盒采用的阀组件可以是前述各例中的任何一种，也可以单独使用在气道或供墨通道内，阀组件的结构也可以在本发明构思的前提下作结构的简单变换。
权利要求
1.阀组件，包括一具有阀腔的壳体，壳体具有使阀腔与外界相通的入口及出口；阀腔内置有一阀体；其特征在于所述阀体在磁性力的作用下阻断入口与出口间的流体通道，当作用在所述阀体两侧的流体反向压差力大于磁性力时，阀体打开入口与出口间的流体通道。
2.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于所述阀腔入口成型于壳体位于阀腔内的一个入口面上，所述阀体具有与该面密封贴合的阀面；所述磁性力驱使所述阀体的阀面与入口面密封贴合。
3.根据权利要求2所述的阀组件，其特征在于所述入口面与所述阀面均成型在磁性体上，且两面具有异性磁极。
4.根据权利要求2所述的阀组件，其特征在于所述入口面与所述阀面分别成型在一磁性体及一导磁体上。
5.根据权利要求2所述的阀组件，其特征在于所述阀面成型在一磁性体上，在所述阀面的背面设有另一磁性体，两磁性体同性磁极相对。
6.墨盒，包括一个容纳墨液的墨腔及一供墨口；第一流体通道，用于从墨腔向供墨口提供墨液；第二流体通道，用于从外界向墨腔引入空气；其特征在于第一流体通道中置有一阀组件，所述阀组件进一步包括一具有阀腔的壳体，壳体具有使阀腔与外界相通的入口及出口；阀腔内置有一阀体；所述阀体在磁性力的作用下阻断入口与出口间的流体通道，当作用在所述阀体两侧的流体反向压差力大于磁性力时，阀体打开入口与出口间的流体通道。
7.根据权利要求6所述的墨盒，其特征在于所述阀腔入口成型于壳体位于阀腔内的一个入口面上，所述阀体具有与该面密封贴合的阀面；所述磁性力驱使所述阀体的阀面与入口面密封贴合。
8.墨盒，包括一个容纳墨液的墨腔及一供墨口；第一流体通道，用于从墨腔向供墨口提供墨液；第二流体通道，用于从外界向墨腔引入空气；其特征在于第二流体通道中置有一阀组件，所述阀组件进一步包括一具有阀腔的壳体，壳体具有使阀腔与外界相通的入口及出口；阀腔内置有一阀体；所述阀体在磁性力的作用下阻断入口与出口间的流体通道，当作用在所述阀体两侧的流体反向压差力大于磁性力时，阀体打开入口与出口间的流体通道。
9.根据权利要求8所述的墨盒，其特征在于所述阀腔入口成型于壳体位于阀腔内的一个入口面上，所述阀体具有与该面密封贴合的阀面；所述磁性力马区使所述阀体的阀面与入口面密封贴合。
10.墨盒，包括一个容纳墨液的墨腔及一供墨口；第一流体通道，用于从墨腔向供墨口提供墨液；第二流体通道，用于从外界向墨腔引入空气；第三流体通道，用于从供墨口向墨腔反馈墨液；其特征在于第三流体通道中置有一阀组件，所述阀组件进一步包括一具有阀腔的壳体，壳体具有使阀腔与外界相通的入口及出口；阀腔内置有一阀体；所述阀体在磁性力的作用下阻断入口与出口间的流体通道，当作用在所述阀体两侧的流体反向压差力大于磁性力时，阀体打开入口与出口间的流体通道。
全文摘要
阀组件及墨盒，阀组件包括一具有阀腔的壳体，壳体具有使阀腔与外界相通的入口及出口，阀腔内置有一阀体，所述阀体在磁性力的作用下阻断入口与出口间的流体通道，当作用在所述阀体两侧的流体反向压差力大于磁性力时，阀体打开入口与出口间的流体通道。墨盒包括墨腔、气道口及供墨口，置于气道、供墨通道内的上述阀组件。具有阀组件工作稳定、性能一致的优点。
文档编号B41J2/175GK1800686SQ20051012149
公开日2006年7月12日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者萧庆国, 金本友 申请人:珠海天威技术开发有限公司