专利名称：喷墨打印机用墨盒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及喷墨打印机用墨盒。该墨盒以纯空腔的形式贮存墨水，同 该墨盒适配的记录头被设置于喷墨打印机字车上，作为墨水容纳器件的墨盒则 以可拆卸的方式装配在喷墨打印机字车上，并通过供墨针和相应墨水流动通路 同记录头上的喷嘴保持连通。
背景技术：
喷墨型打印机，其打印方式通常是由墨盒之类的墨水容器提供墨源，经由 相应的墨水流动管道将墨水输运至记录头，在打印信号的驱动下将墨水自记录 头上设置的喷嘴喷射至纸张等记录介质上，来完成字符或图形的记录。常见的 市售喷墨打印机根据其喷嘴的结构形式，可以分为压电式喷墨打印机和气泡式 喷墨打印机。
压电式喷墨打印机，是在其记录头喷嘴附近的墨水流动管道两侧各设置一 块或多块压电晶体。压电晶体受数据调制的打印信号控制，产生收縮或膨胀变 形，挤压喷嘴中的墨水自喷嘴射出后形成微细的液滴，溅落至记录介质例如纸 张的页面上，形成一个记录点。
气泡式喷墨打印机，其记录头结构与压电式喷墨打印机相似。它们的差别 是，气泡式喷墨打印机在记录头喷嘴附近的墨水流动管道内壁或外壁上设置了 加热电极。数据调制的电脉冲信号被送到喷嘴的加热电极上，加热电极快速升 温，使喷嘴附近的墨水迅速汽化，形成汽泡。汽泡膨胀产生的压力使墨水自喷 嘴射出后形成一个个微细的墨滴，溅落至纸张页面上。电脉冲消失后，墨水蒸 汽凝聚，喷嘴内的墨水通过表面张力维持在与喷嘴外表面齐口的水平。记录头 抽取墨水后形成的负压引导储墨腔内的墨水流入喷嘴所在的墨水流动管道。
按照记录头同墨盒的配置关系，喷墨打印机墨盒又包括两种类型。 一种是 墨盒与记录头合一的一体化结构墨盒；另一种是墨盒与记录头分离的分体式结 构墨盒。 一体化结构的墨盒既包括记录头也包括墨水储藏室，其记录头设置于 墨盒的出墨口上。分体式结构的墨盒，其墨水储藏室与记录头相互分离设置， 墨水储藏室仅用于盛装墨水，记录头则设置于打印机字车上。其中，分体式结 构的墨盒又包括纯空腔储墨和多孔材料例如海绵储墨两种形式的墨盒。
分体式纯空腔结构形式的墨盒，通常需要在其导气口设置用于调节墨盒内 腔压力和外部环境之间平衡状态的单向开闭的气体控制阀，以避免墨水从导气 口溢出到墨盒外部。这种墨盒一则因为配设气体控制阀而导致墨盒结构较为复 杂，且在墨盒遭遇翻转、倾侧、振动和/或温变的情况下，墨盒内部各腔室之间
将会由于其内气体同墨水混融成细碎的气泡，而出现气体在各腔室之间不规则 游走的现象。这些气泡一旦进入墨盒出墨口，就有可能顺着喷墨打印机供墨针 游动到纪录头的喷嘴上，以致形成记录字迹断线、无墨等。
参见图la、 lb和2a、 2b示出现有墨盒的两种墨腔结构。其中，图la、 b 表示的墨腔12直接在腔壁上开设出用于输运墨水的第二通孔7，图2a、 b表示 的墨腔12则通过一段引导管22把墨水从墨腔12的腔壁之一引导至其相对腔壁 附近后进入墨腔12。无论是
图1所示在墨腔壁上直接开设的第二通孔7，还是 图2所示通过其端口接近墨腔12之腔壁的引导管22,两种墨腔结构在灌墨过 程中存留的气泡23都可能在墨盒出现翻转(如图lb、 2b所示)等情形时，分 别通过对应的第二通孔7和引导管22同墨盒的其它容墨构件发生气液交换而流 入同喷墨打印机对接的出墨口。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种喷墨打印机用墨盒，该墨盒结构简单，且在 墨盒出现翻转、倾侧、振动或温度变化的情形能够防止储墨腔和/或缓冲腔中 的气体随墨水流入到出墨口中。
按照上述目的设计的喷墨打印机用墨盒，至少包括出墨口、导气口、缓冲 腔和储墨腔。导气口连通储墨腔和外部大气。出墨口连通缓冲腔。缓冲腔内设 置有连通缓冲腔和储墨腔的导墨柱。该导墨柱位于缓冲腔内的开口端的位置处 于缓冲腔的大约几何中心。
在实用新型案中，前述缓冲腔的几何中心是指，作一假想的至少把整个缓 冲腔包括在内的球面，当缓冲腔的各腔壁内表面的大部分交点同球面相重合 时，球面的球心所在的部位就是缓冲腔的几何中心。
就墨水和空气的物性而言，处于密闭容器中的液态墨水和气态空气必然是 沿铅垂方向液态墨水居于气态空气的下方。因此，对于本实用新型的喷墨打印 机用墨盒而言，当墨盒出现翻转、倾侧、振动或温度变化时，在墨盒灌墨过程 中残存于缓冲腔内的空气无论是否被碎化成微细气泡还是保持较大体积，都将 倾向于上浮在液态墨水的上方。而另一方面，导墨柱位于缓冲腔内的开口端的 位置处于缓冲腔的大约几何中心部位。这样，只要缓冲腔内的墨水液面达到遮 蔽导墨柱位于缓冲腔内的开口端的状态，以及墨盒内各腔例如储墨腔、缓冲腔 和出墨口之间保持同一个气压的相关联密闭环境下，那么在墨盒出现翻转、倾 侧、振动或温度变化时，就基本可以防止在缓冲腔内形成过量的气液交换，而 最终只存在用于调节不同腔室之间压力平衡的液体流动。换句话说，在墨盒出 现翻转、倾侧、振动或温度变化时，由于墨盒内各腔均处于同一个密闭环境
下，为达到各腔之间的压力平衡，墨盒内各腔之间在较大程度上将只形成液体 交换或者流动，而极少出现气液交换，从而在很大程度上杜绝储墨腔和缓冲腔 内的气体随各腔之间的墨水交换行为而进入出墨口内。
图面说明
图la现有墨盒一的墨腔结构示意图。
图lb现有墨盒一出现翻转情形时的墨腔结构示意图。
图2a现有墨盒二的墨腔结构示意图。
图2b现有墨盒二出现翻转情形时的墨腔结构示意图。
图3本实用新型喷墨打印机用墨盒剖面结构示意图。
图4a本实用新型喷墨打印机用墨盒的墨腔结构示意图。
图4b本实用新型喷墨打印机用墨盒出现翻转情形时的墨腔结构示意图。
图4c本实用新型喷墨打印机用墨盒出现倾侧情形时的墨腔结构示意图。
具体实施方式
为便于本领技术人员更好地理解本实用新型的技术实质和精髓，下面结合 附图介绍本实用新型喷墨打印机墨盒结构。在包括现有墨盒结构在内的所有附 图中，相同的标记将被用来指代相同的零部件、特征或者结构。本实施例介绍 过程中所针对的具体结构或零部件仅做为本领域技术人员理解本实用新型喷墨 打印机墨盒的参考性例证，本领域技术人员在该技术方案的启示下还可以设计 出不超出本实用新型喷墨打印机墨盒技术范围和实质的各种等同或类似技术构 造。由此如果用这种示例性说明来限制本实用新型喷墨打印机墨盒权利要求所 囊括的保护范围是不适宜的，等同或类似于本实用新型喷墨打印机墨盒的技术 方案仍然属于本实用新型喷墨打印机墨盒权利要求的保护范围。而且出于简明 的需要，申请人在揭示本实用实用新型喷墨打印机墨盒时，省略了对喷墨打印 机和墨盒相应公知功能和结构的描述。
参见图3，是本实用新型喷墨打印机墨盒剖面结构示意图。该墨盒由采用 塑料注塑的盒体3和盒盖1构成。在盒体3内部被设置成中空的腔体。该腔体 在经过相应隔板分隔之后形成用于容纳墨水的储墨腔10、用于在一定程度上缓 解墨水压力波动的缓冲腔12和用于向喷墨打印机供墨针(图中未示出)提供 对接口的出墨口 5，同时在靠近墨盒纵向侧壁之一附近还分隔出协同喷墨打印 机的光电检测机构(图中未示出)用于检测储墨腔10中墨水容量的检测腔9。 这些腔室相互比较的结果，储墨腔10的容积通常被设计成最大，检测腔9只 需足以容纳浮标13即可，因而其容积通常最小，其余两个腔室——缓冲腔12
和出墨口 5 (或者沿出墨口 5内墨水的流动方向位于出墨口 5内部的供墨腔 14)的容积介于检测腔9和储墨腔10之间。
盒体3的一个侧壁由盒盖1予以取代。在装配状态下，盒盖1通过熔焊或 粘接方式封盖于盒体3的敞口壁上，共同构成一个封闭的墨盒。在盒盖1背对 盒体3或者盒体3的底壁17的一侧设置有凸板15。凸板15与喷墨打印机字车 (图中未示出)配合将墨盒固定于字车上。盒盖1背对检测腔9的端部附近开 设有连通储墨腔10和外部环境的灌墨口 16。在充注有墨水的状态下，灌墨口 16通常由弹性软质硅胶塞2密封。在盒体底壁17上，开设有贯通盒体底壁17 且相互间隔一定距离的的导气口 4和出墨口 5。考虑到墨盒同喷墨打印机字车 之间的安装定位关系，以及出墨口 5同喷墨打印机供墨针之间的对接准确性， 导气口 4和出墨口 5的管壁会背对盒体底壁17向外部延伸出一段适当的距 离，而且它们的延伸末端基本处于同一个水平面内。
在缓冲腔12内部设置有一段其内部为中空管路的导墨柱11。导墨柱11 一 端贯通盒体底壁17后形成第二通孔7，并通过该第二通孔7使导墨柱11的墨 水输运管路同储墨腔10连通，导墨柱11另一端由盒体底壁17延伸至缓冲腔 12大约几何中心附近。
图1所示的墨盒具有相同于安装到激光打印机上的姿态，即其出墨口 5朝 向铅垂方向下方，而盒盖1则位于盒体3的上部。为便于描述，以图l所示墨 盒放置姿态作为参照系，该墨盒的各构成部件或构成要素之间具有如下描述的 配置协调关系。
导气口 4通过向储墨腔10内部延伸的导气柱18在盒盖1上设置的灌墨口 16附近同储墨腔10连通。储墨腔10在作为储墨腔10构成腔壁的盒体底壁17 上开设有第一通孔6。缓冲腔12在也作为缓冲腔12构成腔壁的盒体底壁17上 和盒体底壁17附近分别开设有第二通孔7和第三通孔8。第一通孔6和第二通 孔7相互之间通过开设于盒体底壁17外部表面经过密封的一段输墨槽19连 通。第二通孔7通过向盒盖1所在方向延伸的导墨柱11，在缓冲腔12的大约 几何中心附近同缓冲腔12连通。这样，储墨腔10在自身较低或最低的水平位 置，依次经过第一通孔6、输墨槽19、第二通孔7和导墨柱11，在缓冲腔12 的大约几何中心位置附近同缓冲腔12保持相互连通。同时，缓冲腔12的上部 腔壁和下部腔壁的铅垂向位置分别低于储墨腔10的上部腔壁即拿盖1和等于 储墨腔10的下部腔壁即盒体底壁17，也即缓冲腔12的铅垂向位置整体介于储 墨腔10上部腔壁和下部腔壁之间。由此，由于导墨柱11的存在而使导墨柱11 内管中所存留的墨水形成了一段铅垂向的压力柱，储墨腔10和缓冲腔12之间
必需克服该段压力柱产生的压力才能够实现使储墨腔10内存的墨水流向缓冲
腔12。也就是说，只要储墨腔10内的压力大于导墨柱11内管中所存留墨水形 成的压力柱，墨水就会由储墨腔10流向缓冲腔12。在喷墨打印机供墨过程 中，这种墨水流动是通过喷墨打印机供墨针抽去出墨口 5中的墨水，在出墨口 5和连通出墨口 5的缓冲腔12内造成低于储墨腔10内的压力来实现的。另一 方面，缓冲腔12经过第三通孔8大约在第三通孔8所处的水平位置同出墨口 5 直接保持连通。因此，缓冲腔12和出墨口 5相互之间不存在影响两腔之间墨 水流动的压力差，墨水可以在该两腔之间无压力地自由流动。
检测腔9的上部腔壁和下部腔壁的铅垂向位置分别低于储墨腔10的上部 腔壁即盒盖1和高于储墨腔10的下部腔壁即盒体底壁17。因此，检测腔9的 铅垂向位置整体介于储墨腔10上部腔壁和下部腔壁之间。检测腔9在其铅垂 向最低位置通过第四通孔20同出墨口 5保持连通。因此，只要出墨口 5内的 墨水具有不小于检测腔9铅垂向墨水高度的压力，就能够保持检测腔9充注有 预定足量的墨水。
参见图3、 4a、 4b、 4c，在采用胶圈之类密封阀21封闭出墨口 5之后，在 检测腔9、出墨口 5同储墨腔10之间，就只存在一条实现它们相互间压力平衡 或墨水流动的唯一通道第一通孔6、输墨槽19、第二通孔7、导墨柱ll和第 三通孔8。由于该条通道上相应的连通关口，例如第一通孔6、输墨槽19、第 二通孔7、导墨柱11或者第三通孔8都具有各自不同于其它关口的空间方位， 也就说他们位于不同的平面上，以及墨盒内各腔室间相互有异的空间方位，以 致无论采用何种姿态的墨盒放置姿势或者墨水灌注压力，例如，翻转、倾侧墨 盒，或者抽取墨盒内各腔室例如储墨腔10等的压力至一定负压状态，然后灌 注墨水，都将由于前述单一墨水通道第一通孔6、输墨槽19、第二通孔7、导 墨柱11和第三通孔8，以及墨盒内各腔室的空间方位差异，而造成相当量的空 气残留于墨盒内各腔室。本实用新型把导墨柱11的一端设置于缓冲腔12的大 约几何中心附近，在这种构置方式下，刚出厂的墨盒通常都能达到缓冲腔12 内的墨水液面总是遮蔽导墨柱11位于缓冲腔12内的开口端的状态。由此，在 墨盒整体封闭的状态下，即使墨盒遭遇翻转、倾侧、振动或温度变化等情形， 也难于在导墨柱11位于缓冲腔12内的开口端形成气液交换，进而杜绝不同腔 室之间的气体流动，避免储墨腔10和缓冲腔12内的气体随各腔之间的墨水交 换行为而进入出墨口 5内。
权利要求1.喷墨打印机用墨盒，至少包括出墨口、导气口、缓冲腔和储墨腔，所述导气口连通所述储墨腔和外部大气，所述出墨口连通所述缓冲腔，所述缓冲腔内设置有连通所述缓冲腔和所述储墨腔的导墨柱，其特征在于所述导墨柱位于所述缓冲腔内的开口端的位置处于所述缓冲腔的大约几何中心。
专利摘要本实用新型是一种喷墨打印机用墨盒，至少包括出墨口、导气口、缓冲腔和储墨腔。导气口连通储墨腔和外部大气。出墨口连通缓冲腔。缓冲腔内设置有连通缓冲腔和储墨腔的导墨柱。导墨柱位于缓冲腔内的开口端的位置处于缓冲腔的大约几何中心。该墨盒在储运过程中或温变环境下可有效降低由储墨腔和/或缓冲腔流入出墨口内的气体量。
文档编号B41J2/175GK201002387SQ20072004894
公开日2008年1月9日 申请日期2007年2月24日 优先权日2007年2月24日
发明者卜晓平, 黄振超 申请人:珠海天威技术开发有限公司