CN101224666A - 喷墨打印机的墨栈结构 - Google Patents

Abstract

针对现有喷墨打印机墨栈结构的注塑工艺要求高、墨栈使用寿命短等不足，本发明公开了一种新型喷墨打印机的墨栈结构，它包括海绵体、网片、塑料支撑体和橡胶体，所述橡胶体是以非注塑的方式固定在塑料支撑体上。本发明的优点是：突破了现有加工生产工艺的束缚及材料使用的局限性，降低了加工生产的难度和成本；部件之间采用松配合，提高了产品的利用效率和使用寿命。

Description

喷墨打印机的墨栈结构

技术领域

本发明涉及一种喷墨打印机喷头清洗组件上的墨栈结构。

背景技术

目前，公知的清洗、保养及维护喷墨打印机喷头的一种主要方法就是采用清洗组件。它的工作原理是：在喷墨打印机开始工作前及工作过程中，当喷头上的喷孔出现堵塞现象时，清洗组件开始工作，清洗组件上的机构运动使墨栈和喷头密封，形成一个腔体，外部的泵体开始抽吸墨水，使腔体形成负压，喷孔里的墨水被吸出，这样就疏通喷头上的喷孔里的流道。当喷墨打印机工作完毕，如果在长时间不工作的情况下，为了保持喷头的湿润，以免墨水干涸，隔绝外界空气中灰尘，使喷孔不易堵塞，清洗组件上的机构再次运动将墨栈和喷头密封，墨栈里的海绵体或吸收液体的介质里含有从喷孔里抽吸下来的墨水，而使整个腔体保持潮湿，同时喷头表面距离海绵或介质表面很近，使喷头处于湿润环境。

因此，对于使用清洗组件的喷墨打印机，清洗组件工作性能的好坏直接决定了喷墨打印机的最终打印质量，而墨栈是清洗组件上的核心工作部件，因此墨栈工作性能的好坏就间接地决定了喷墨打印机的最终打印质量。墨栈的整体结构是一个主要由橡胶、塑料、海绵、不锈钢网片等组成的部件，如图2。装配后的墨栈是一个开口向上的腔体，顶部四周是橡胶。腔体的下面引出通心圆柱，连接抽吸墨水用的皮管，皮管连接到外部的泵上。腔体的底部装有海绵或类似海绵能吸收液体的材料。

现在大多数国内外品牌喷墨打印机的喷头主要是使用EPSON第四代喷头或者第五代喷头。现以EPSON使用第五代喷头的打印机清洗组件为例，来说明墨栈。图1表示喷头1和墨栈2密封的过程，喷头1有4组喷孔，共8排喷孔，喷孔区域是一个大约26mm*33mm的长方形区域，喷头表面区域是一个大约30mm*42mm的长方形区域，墨栈和喷头挤压密封时所允许的位置偏差非常小。目前，EPSON使用第五代喷头打印机的清洗组件上的墨栈是使用这样一种方法制造加工的：它首先加工出塑料体3，然后对塑料体与橡胶体进行二次注塑，得到塑料和橡胶的结合体。塑料件作为二次注塑结合体的支撑体，而橡胶体只作为一个衬套，且橡胶体4部分厚度非常小但是厚薄均匀。接着，依次放置海绵体5、海绵体6和不锈钢网片7，并热焊支撑体上的导柱头部，将不锈钢网片固定住。这种制造方法能保证二次注塑后得到的结合体的顶部橡胶部分尺寸精度及顶部的平面度。

上述EPSON使用的这种墨栈的精度很高，对于使用像水性油墨这类没有腐蚀性或微量腐蚀性墨水进行打印作业的打印机来说，它的使用效果比较好，且使用寿命比较长，墨水对墨栈几乎没有影响。但是当使用一些带有腐蚀性的墨水，如弱熔剂油墨、溶剂油墨等，因为这些油性墨水里含有的非水溶性溶剂，对橡胶有腐蚀性，会使橡胶膨胀。

如图3-7，图5为整个墨栈的E方向的剖视图，图6是图5的P的放大视图，由于结合体的腔体内侧长期处在油墨的环境里，因此处在内侧的橡胶部分会受油墨的腐蚀，橡胶的内侧四周表面4b一直处于油墨影响，且越靠近底部受到腐蚀越大，同时橡胶的顶部4c也会经常接触喷头，也会受到油墨轻微影响，而橡胶体外侧4a的橡胶部分不受油墨影响。在墨栈长时间工作下，内侧4b的橡胶逐渐朝内即e方向膨胀，外侧4a的橡胶没有膨胀。由于橡胶体是直接跟支撑体结合在一起的，靠橡胶的膨胀力是不可能将橡胶部分独立剥离出来的，支撑体与橡胶结合处的结构如图4、5所示，支撑体的四壁厚度不大，底部均匀，而上部3a为锥形结构，因此在橡胶体4b内侧膨胀力作用下，支撑体的四壁跟随橡胶朝内(d方向)倾转变形，如图6、7。由于3a为锥形结构且在顶部，强度最薄弱，所以3a部分的变形最严重，同时，由于支撑体的整体为类似四方形结构，再加上附属的其它结构，使支撑体四角位置的强度最强，从角位置到四边边沿的中心位置，强度逐渐变弱，因此四边边沿中心位置的变形最严重。

由于墨栈与喷头的密封配合就是靠顶部橡胶的挤压来完成的，挤压量非常小，平面4c平面度的很小变化都可能导致密封失效，使墨栈报废。这样就限制了打印机使用墨水的多样性选择。同时，这种结构的墨栈还具有如下不足：

1、对二次注塑工艺要求很高：由于二次注塑的橡胶体部分厚度非常小(0.5mm左右)，这就要求橡胶熔化后的流动性非常高，限制了橡胶体原材料的选择多样性；

2、二次注塑时需要模具的精度非常高。二次注塑加工产品时模具装配及注塑机参数控制(注塑温度、压力等)非常困难，这使得墨栈的生产成本偏高；

3、如果用这种二次注塑工艺来设计较小尺寸墨栈来配合小型规格喷头密封的话，就更增加了加工生产难度。相反，如果设计大尺寸墨栈，则二次注塑后的变形量又会变得更加难以控制，很可能超出允许的偏差。

发明内容

为了避免现有墨栈的上述技术问题，降低墨栈的生产装配成本，减少其对墨水的限制与影响，延长其使用寿命，更好地发挥其效用，本发明提供了一种新型的墨栈结构。

为此，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种喷墨打印机的墨栈结构，包括海绵体和网片，其特征在于还包括塑料支撑体和橡胶体，所述橡胶体以非注塑的方式固定在塑料支撑体上。

作为本发明的一个方面，所述橡胶体外侧底部设有凸片，凸片上设有安装孔，塑料支撑体上设有与凸片安装孔相配合的凸块。

作为本发明的一个方面，所述墨栈结构还包括一压片，用于将橡胶体固定在塑料支撑体上。在橡胶体外侧底部设有凸片，凸片上设有安装孔，塑料支撑体上设有与凸片安装孔相配合的凸块；压片为环状压片，环状压片上设有与凸块相配合的安装孔。

作为本发明的一个方面，所述环状压片上设有下垂的凸片，凸片上设有安装孔，塑料支撑体上设有与凸片安装孔相配合的倒扣钩体，橡胶体外侧底部设有与环状压片相配合的凸片。

作为本发明的一个方面，用于支撑海绵和网片的圆柱体设于压片上侧，压片下侧设有连接柱，压片外侧设有支撑片；橡胶体呈盆型结构，橡胶体上设有与所述连接柱相配合的通孔，橡胶体内侧设有与支撑片相互配合的定位槽，其周侧设有呈外翻下垂的套片，套片上设有倒扣孔；塑料支撑体呈槽体结构，套片套于塑料支撑体外侧，塑料支撑体外还设有与倒扣孔相配合的倒扣钩体。

进一步的，所述压片和橡胶体之间设有空腔，所述空腔为位于橡胶体内底面和内底面之间高度差形成的凹槽。

进一步的，所述压片上的连接柱为倒扣圆柱体，圆柱体头部为圆台形状且设有一字或十字开槽。

进一步的，所述橡胶体外侧面与塑料支撑体槽体的内侧面之间设有腔体。

进一步的，所述橡胶体的周壁上部为具有倾角的锥形结构。

本发明的有益效果是：

1、突破了加工生产技术的束缚及材料使用的局限性，丰富了橡胶材料选择范围，可以使用高抗腐蚀性的橡胶，大大降低了加工生产制造的难度及成本；

2、保证原有使用功能的前提下，增强了抗腐蚀影响能力，延长了使用寿命；

3、本加工生产工艺可以比较容易地控制精度，并在精度要求下设计生产小型规格或大型规格的墨栈，来配套不同尺寸规格的喷头的使用；

4、每样部件都是松配合完成，只需更换个别部件就可以重复使用整个墨栈，提高了利用效率。

附图说明

图1为喷头与墨栈密封配合过程位置示意图；

图2为EPSON第五代喷头的墨栈的整体分解结构图；

图3为图2中塑料体(3)与橡胶体(4)二次注塑后的结合体的俯视图；

图4为图3的D-D剖视图；

图5为图3的E-E剖视图；

图6为图5的P局部视图；

图7为图6中橡胶体部分膨胀后的结构图；

图8为本发明墨栈第一种实施例的整体分解结构图；

图9为图8橡胶体(9)的剖面结构图；

图10为第二种实施例的橡胶体剖面结构图；

图11为第二种实施例墨栈的整体分解结构图；

图12为第三种实施例墨栈的整体分解结构图；

图13为第四种实施例墨栈的整体分解结构图；

以下图14-43是本发明墨栈第五种实施例的各视图：

图14为本实施例墨栈的整体结构图；

图15为本实施例墨栈的整体分解结构图；

图16、17为压片(10)结构示意图；

图18、19为橡胶体(9)结构示意图；

图20为压片上圆柱体(10a)的剖面结构图；

图21为橡胶体上密封孔(9b)的剖面结构图；

图22为圆柱体(10a)与密封孔(9b)配合过程示意结构图；

图23为图18橡胶体的F1-F1剖视图；

图24为图18橡胶体的F2-F2剖视图；

图25为图18橡胶体的F3-F3剖视图；

图26、27为塑料支撑体结构示意图；

图28为压片与橡胶体装配过程示意图；

图29、30为压片与橡胶体装配后的装配体(11)结构示意图；

图31为图29的G1-G1剖视图；

图32为图29的G2-G2剖视图；

图33为装配体(11)与塑料支撑体装配过程示意图；

图34、35、36为图33装配后的装配体(12)结构示意图；

图37为图36的H2-H2剖视图；

图38为图36的H1-H1剖视图；

图39为装配体(12)依次与海绵、不锈钢网片装配的过程示意图；

图40为图14的I1-I1剖视图；

图41为图14的I2-I2剖视图；

图42为图41的q局部视图；

图43为本发明受腐蚀影响后的q局部视图。

具体实施方式

如图8、9所示，该实施例的喷墨打印机墨栈结构，包括塑料支撑体8、橡胶体9、海绵5、海绵6和不锈钢网片7，橡胶体9以非注塑的方式固定在塑料支撑体8上。橡胶体9从两个方面进行固定：

一方面，将橡胶体固定在塑料支撑体上靠的是通过塑料支撑体上的许多有台阶的圆柱体8j，圆柱体8j穿过橡胶体9底部的通孔9p，可限制橡胶体水平方向移动。然后，依次装配上海绵5、海绵6、不锈钢网片7，再将圆柱体8j的顶部热焊，将不锈钢网片固定住。由于海绵是有弹性的，故橡胶体在竖直方向上始终是存在移动的，同时，橡胶体靠近外围部分也没有固定，也存在移动与变形，这往往会影响使用时的精度。因此，还需要进一步限制橡胶体外围的移动。限制橡胶体外围移动可以采用以下几种结构：

1、如图9，橡胶体外部四周向下长出凸片9m，凸片9m上设有倒扣安装孔9n，塑料支撑体8上分布着与安装孔9n相配合的倒扣凸块8i，橡胶体外围就倒扣在塑料支撑体四周上。

2、如图10、11，橡胶体底部四周水平向外延长形成凸片9m，该凸片底面和橡胶体底面一起与塑料支撑体的上平面配合，然后，用一块塑料或不锈钢片材料的环状压片10将橡胶体的延长部分凸片9m压住。凸片9m上设有安装孔9n，塑料支撑体8上分布着与安装孔9n相配合的圆柱体凸块8i，环状压片10上设有安装孔10g，圆柱体凸块8i穿过安装孔9n、10g后，再将柱体顶部热焊住，固定压片。

3、如图12，该实施例的墨栈主体结构也如图11的实施例一样采用塑料支撑体、橡胶体和环状压片三个部件，该实施例的橡胶体底部四周也有向外延长形成的凸片9m，该凸片底面和橡胶体底面一起与塑料支撑体上的平面配合。所不同的是，该橡胶体是采用下述结构固定在塑料支撑体上的：塑料支撑体四周布置着倒扣钩体8a；压片10四周向下长出凸片10h，凸片10h上设有安装孔10i，将倒扣安装孔10i扣在倒扣钩体8a上，从而既将压片固定住，又将橡胶体固定住。

4、如图13，该实施例结合了图11和图12两个实施例的特点。橡胶体9底部四周向外延长形成凸片9m，凸片9m上设有安装孔9n；环状压片10上设有安装孔10g，压片10四周向下长出凸片10h，凸片10h上设有倒扣安装孔10i；塑料支撑体8上设有与安装孔9n和10g相配合的圆柱体凸块8i，还设有与倒扣安装孔10i相互倒扣配合的倒扣钩体8a。

图14-43是本发明墨栈第五种实施例的各有关视图。如图14、15所示，该实施例的喷墨打印机墨栈结构，包括塑料支撑体8、橡胶体9、塑料压片10、海绵5、海绵6和不锈钢网片7，塑料压片10和橡胶体9相互配合，塑料压片10和橡胶体9装配后得到的装配体11再与塑料支撑体8相互配合装配在一起。

下面，详述该实施例的具体实施方案：

如图16、17。塑料压片10的一侧设有台阶状的圆柱体10a，用于支撑海绵5、海绵6和不锈钢网片7；塑料压片10的另一侧设有许多带开槽的倒扣圆柱体10c，高度为D10C的一段为完整的圆柱部分，头部为圆台形状，头部端面到D10C之间为一字或十字开槽；塑料压片10的周围均匀对称的布置着四个支撑片10b，支撑片的宽度为D10b，塑料压片10上有整圈的凸筋10d。

如图18、19、23、24、25。橡胶体9呈一盆型结构，其四壁为锥形结构，主体部分厚度均匀，内侧四壁上各有一处与支撑片10b相配合的凹槽9a；橡胶体的底部也存在一个大凹槽，它是由内底面9g和内底面9h的高度差形成的；橡胶体9上分布着用于密封配合的密封孔9b、9c、9d；橡胶体9外部四周有下垂的套片9e，套片9e上均匀分布着倒扣孔9f。9l是橡胶体外侧靠近底部的一圈侧面，9i是锥形结构正下方的底面。

如图26、27，塑料支撑体8是一个槽体结构，槽底部有多个通孔8b、多个吸墨空心圆柱8c和通气空心圆柱8d，通孔8b与倒扣圆柱体10c对齐配合。槽体外部四周均匀分布着与倒扣孔9f相配合的倒扣钩体8a。

本实施例的安装步骤如下：

第一步：将塑料压片10和橡胶体9装配在一起得到装配体11，如图28、29和30。支撑片10b与凹槽9a配合来固定橡胶体9的水平位置。此时，支撑片10b的侧面10e与凹槽内侧面9j对齐接触配合，塑料压片侧面10f与橡胶体内侧面9k对齐接触配合。支撑片的宽度距离D10b和定位槽宽度距离D9a的关系是：D10b＜D9a。塑料压片上的倒扣圆柱体10c穿过橡胶体9的密封孔9b，倒扣圆柱体10c上的完整圆柱体部分与密封通孔9b过盈密封配合。为了密封的可靠性，圆柱体部分的高度D10C与密封孔高度D9b的关系是：D10C＞＝D9b。塑料体上的凸筋10d与橡胶体底面9g接触，此时10d和9g的配合处于松动状态。所述橡胶体的周壁9q为具有倾角的壁结构，周壁上部呈锥形结构，这有利于增加橡胶体的整体强度，使顶部四边方形结构尺寸得以更好保持。

第二步：将装配体11与塑料支撑体8装配在一起得到装配体12。将塑料压片上的倒扣圆柱体10c的倒扣头部穿过塑料支撑体上的通孔8b，并倒扣在塑料支撑体的外侧底面8h上，同时将塑料支撑体上的吸墨空心圆柱8c和通气空心圆柱8d全部穿过装配体11上的橡胶体上的密封孔9c和密封孔9d，使它们之间密封配合。然后将装配体11上的橡胶体9四周下垂套片9e下拉，将套片上的倒扣孔9f穿过塑料支撑体上的倒扣钩体8a，使四周套片9c被塑料支撑体上均布的倒扣钩体8a栓拉住。塑料支撑体上的平面8e支撑住橡胶体9的平面9i。

橡胶体内底面9g和内底面9f之间高度差形成的凹槽，当装配体11与塑料支撑体8装配在一起时，塑料压片底面10h上的凸筋10d与橡胶体内底面9g配合，使塑料压片底面10h和橡胶体凹槽的底面9h形成了一个腔体12a。腔体12a的作用是：将塑料体上的凸筋10d与橡胶体的底面9g配合时，橡胶体底面9g的挤压变形量释放到腔体里，同理，橡胶体中心位置的两个密封孔9b与倒扣圆柱体10c、两个密封孔9d与吸墨空心圆柱8c密封时，密封孔上端与塑料压片的底面挤压密封，密封孔上端及周边的变形量也被释放到腔体里。橡胶体外侧四周侧面91与塑料支撑体槽形的内侧四壁侧面8f形成整周的腔体12b。

第三步：在装配体12的依次放上海绵5、海绵6和不锈钢网片7，它们都以塑料压片上的圆柱体10a作为定位导柱，如图39、40，图14为装配完毕后的立体图。

本实施例墨栈如果处于像水性油墨这类没有腐蚀性或微量腐蚀性等油性墨水下，其功效及使用寿命与上述举例说明的EPSON第五代喷头的墨栈一样。

本实施例墨栈如果处于弱溶剂墨水或溶剂性墨水等腐蚀性墨水下，橡胶体内侧四壁长期处于溶剂环境下，也会受溶剂墨水影响，慢慢膨胀，但是本实施例的塑料压片与橡胶体和支撑体之间的配合留有足够的空间来释放橡胶体膨胀和收缩时的变形量。如图39、40，橡胶体内侧四壁开始向内膨胀时，塑料压片上的四个支撑片的侧面10e阻挡橡胶体的四个内侧面9k的朝内膨胀，所以内侧四壁四个侧面9j只能向腔体12b内膨胀(f2方向)，而内侧四壁的其它部分向槽体内膨胀(f3方向)，同时橡胶体的内侧底面9g在与塑料压片的凸筋10d挤压配合后，在凸筋外面的橡胶体内侧底面9g部分因四周渗漏下来的墨水的影响，也会慢慢膨胀，但是这部分橡胶体的上面被塑料压片的底面10h限制，而下面被支撑体的内侧底面8g限制，所以这部分膨胀的变形量被释放到腔体12a和腔体12b。图42为图41的q局部视图，图43为橡胶体膨胀后的q局部视图。

因此，橡胶体9的整体因溶剂腐蚀的膨胀收缩与塑料支撑体8和塑料压片10之间的相互影响非常小，同时，如图40、41、42，橡胶体的膨胀收缩部分主要是在内侧底面及内侧四周接近底面部分，越靠近橡胶体的顶部受溶剂腐蚀影响越小，膨胀收缩量越小。而且，橡胶体外部四周与塑料支撑体采用倒扣栓拉，使得墨栈顶部尺寸精度受到的影响非常小，橡胶体顶部的尺寸在墨栈长时间使用下还能保证在允许偏差范围内的尺寸精度。

为了使本实施例的墨栈结构达到更好的效果，塑料压片和塑料支撑体上的众多圆柱与橡胶体密封孔之间的配合要做到：既能密封但盈余变形量又要适中，减少对橡胶体结构的变形影响；塑料压片上凸筋的高度和厚度尺寸不能太大，否则会影响装配，增大橡胶体的变形量；塑料支撑体上的平面8e和平面8g需要高的平面度，这样才能保持装配后墨栈顶部橡胶部分的平面度。

Claims (10)

1.一种喷墨打印机的墨栈结构，包括海绵体和网片，其特征在于还包括塑料支撑体(8)和橡胶体(9)，所述橡胶体(9)以非注塑的方式固定在塑料支撑体(8)上。

2.如权利要求1所述的喷墨打印机的墨栈结构，其特征在于：还包括一压片(10)，用于将橡胶体(9)固定在塑料支撑体(8)上。

3.如权利要求1所述的喷墨打印机的墨栈结构，其特征在于：橡胶体外侧底部设有凸片(9m)，凸片上设有安装孔(9n)，塑料支撑体上设有与安装孔相配合的凸块(8i)。

4.如权利要求2所述的喷墨打印机的墨栈结构，其特征在于：橡胶体外侧底部设有凸片(9m)，凸片上设有安装孔(9n)，塑料支撑体上设有与安装孔相配合的凸块(8i)；压片(10)为环状压片，环状压片上设有与凸块(8i)相配合的安装孔(10g)。

5.如权利要求2所述的喷墨打印机的墨栈结构，其特征在于：压片(10)为环状压片，环状压片上设有下垂的凸片(10h)，凸片(10h)上设有安装孔(10i)，塑料支撑体上设有与安装孔(10i)相配合的倒扣钩体(8a)，橡胶体外侧底部设有与环状压片相配合的凸片(9m)。

6.如权利要求2所述的喷墨打印机的墨栈结构，其特征在于：用于支撑海绵和网片的圆柱体(10a)设于压片(10)上侧，压片下侧设有连接柱，压片(10)外侧设有支撑片(10b)；橡胶体(9)呈盆型结构，橡胶体(9)上设有与所述连接柱相配合的通孔，橡胶体(9)内侧设有与支撑片(10b)相互配合的定位槽(9a)，其周侧设有呈外翻下垂的套片(9e)，套片上设有倒扣孔(9f)；塑料支撑体(8)呈槽体结构，套片(9e)套于塑料支撑体外侧，塑料支撑体外还设有与倒扣孔(9f)相配合的倒扣钩体(8a)。

7.如权利要求6所述的喷墨打印机的墨栈结构，其特征在于：压片(10)和橡胶体(9)之间设有空腔，所述空腔为位于橡胶体(9)内底面(9g)和内底面(9f)之间高度差形成的凹槽。

8.如权利要求7所述的喷墨打印机的墨栈结构，其特征在于：所述压片(10)上的连接柱为倒扣圆柱体(10c)，圆柱体头部为圆台形状且设有一字或十字开槽。

9.如权利要求6或7或8所述的喷墨打印机的墨栈结构，其特征在于：橡胶体外侧面(91)与塑料支撑体槽体的内侧面(8f)之间设有腔体(12b)。

10.如权利要求1-8任一项所述的喷墨打印机的墨栈结构，其特征在于：所述橡胶体的周壁上部(9q)为具有倾角的锥形结构。

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