CN103786443B - 一种墨盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种墨盒，包括：主壳体、设置于主壳体内的用于容纳墨水的墨水腔、将墨水腔内的墨水供应至打印机的出墨口，位于主壳体上用于连通外界大气和墨水腔的导气口，控气阀，连通控气阀和出墨口的抽吸通道以及连通墨水腔和控气阀的墨水通道，通过控气阀与所述墨水通道选择性连通的大气通道，抽吸通道和墨水通道位于控气阀的不同侧，抽吸通道由出墨口延伸到控气阀的与阀自密闭力方向相反的一侧，墨水通道由墨水腔延伸到控气阀的与阀自密闭力方向相同的一侧,大气通道与抽吸通道保持不连通的关系。实现了一个阀体控制进气和控制排气两种功能，解决了现有技术中墨盒的阀体部件较多，装配繁琐的技术问题。<!--1-->

Description

一种墨盒

技术领域

本发明涉及一种墨盒。

背景技术

通常，控制液体容器内负压的方式有多种，常见的有采用多孔材料、设置有毛细通道的恒压腔和通过阀体控制负压。对于在喷墨打印领域采用阀体控制墨盒内负压的方式，常常设置控制气体进入和控制墨水的阀体，通常控气阀具有密封部分的一侧连通外界大气，另一侧连通墨水腔，在阀自密闭力作用下，该阀体关闭。随着墨水的消耗，墨盒内负压增大，外界大气压对上述控气阀施加压力，使阀打开，外界空气进入到墨盒内部，调节负压。但是墨盒内部压力很容易受到外界环境变化的影响，例如振动、气压的变化或者温度的变化等。若此时墨盒处于非工作状态，外界温度突然升高等因素导致墨盒内部气体膨胀，但膨胀的气体对上述阀体施加的作用力与阀体的自密闭力方向相同，导致阀体密封更紧，因此气体不能通过控气阀排出，导致墨盒内部负压增大，进而引起墨水从出墨口渗出，造成污染的问题。

为了解决上述问题，现有技术中在进气阀的基础上增加了一个排气阀，如图9所示，墨盒100包括墨水腔101，出墨口102，进气阀104和排气阀103。进气阀104的与阀自密闭力相同的一侧连通大气，另一侧通过墨水腔101与出墨口102相连通；排气阀103的与阀自密闭力相反的一侧连通大气，另一侧通过墨水腔101与出墨口102连通。在正常打印时，供墨针抽吸墨水产生的抽吸力通过墨水腔101作用到两个阀体上，使进气阀104打开，排气阀103封闭；在外界环境变化时，墨盒腔体内的压力增大，进气阀104关闭，排气阀103打开，多余的气体排出。但是在一个墨盒上同时设置进气阀和排气阀，部件较多，装配比较复杂，且容易出错。因此，希望设计一种结构简单的墨盒，能够通过一个控制阀同时控制气体进入和排出，减少繁琐的零部件，简化装配过程。

发明内容

本发明涉及一种喷墨打印机用墨盒，以解决现有技术中墨盒的阀体部件较多，装配繁琐的技术问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种喷墨打印机墨盒，包括：主壳体、设置于主壳体内的用于容纳墨水的墨水腔、将所述墨水腔内的墨水供应至打印机的出墨口，位于主壳体上用于连通外界大气和墨水腔的导气口，控气阀，连通所述控气阀和出墨口的抽吸通道以及连通所述墨水腔和所述控气阀的墨水通道，通过所述控气阀与所述墨水通道选择性连通的大气通道，其特征是，所述抽吸通道和所述墨水通道位于所述控气阀的不同侧，所述抽吸通道由出墨口延伸到所述控气阀的与阀自密闭力方向相反的一侧，所述墨水通道由墨水腔延伸到所述控气阀的与阀自密闭力方向相同的一侧，所述大气通道与所述抽吸通道保持不连通的关系。

所述墨盒还包括可以选择性打开和关闭的控水阀,所述控水阀的打开阈值大于所述控气阀的打开阈值。

所述抽吸通道的一端连通出墨口，另一端分支成两个分别延伸到控气阀和控水阀的子通道。

所述控气阀包括密闭的控气凸台。

所述控气阀还包括控气阀座、控气阀膜和控气阀盖，所述密闭的控气凸台设置在所述控气阀膜上。

所述控水阀包括控水阀座、控水阀膜和控水阀盖，所述控水阀膜上设置有带通孔的控水凸台。

所述控气阀和控水阀相邻设置，所述控气阀座和所述控水阀座设置为一体的阀座、所述控气阀膜和所述控水阀膜设置为一体的阀膜，所述控气阀盖和所述控水阀盖设置为一体的阀盖。

所述阀座和阀盖之间还设置有密封凸缘。

所述控气阀座中设置有与所述导气通道连通的通孔以及与所述墨水腔和墨水通道连通的通孔。

所述控水阀座中设置有一个与所述墨水腔连通的通孔。

所述抽吸通道设置在所述阀盖与阀膜连接侧面的另一侧，所述抽吸通道一端通过通孔与所述供墨腔连通，另一端分支成两个分别延伸到所述控水凸台和控气凸台的子通道。

采用上述技术方案后，由于抽吸通道和墨水通道位于控气阀的不同侧，抽吸通道由出墨口延伸到控气阀的与阀自密闭力方向相反的一侧，墨水通道由墨水腔延伸到控气阀的与阀自密闭力方向相同的一侧，大气通道与所述抽吸通道保持不连通的关系。阀在自密闭力作用下密封连通导气通道和墨水通道的通孔，使导气通道和墨水通道不连通。当打印进行时，供墨针对墨水的抽吸力从出墨口经过抽吸通道作用到控气阀，由于抽吸通道设定在控气阀的与控气阀自密闭力方向相反的一侧，因此控气阀所受到的抽吸力和控气阀的自密闭力方向相反，当抽吸力大于自密闭力时，控气阀打开，导气通道与墨水通道连通，外界大气补充到墨水腔中。当外界环境发生变化而引起墨水腔中气体膨胀时，墨水腔中的正压通过墨水通道对控气阀施加作用力，由于墨水通道设置在控气阀的与阀自密闭力方向相同的一侧，因此，正压对阀的作用力的方向与阀自密闭力的方向相反，当作用力大于控气阀自密闭力时，控气阀打开，使墨水通道与导气通道连通，因此膨胀的气体可以通过导气通道排出，缓解了墨水腔内的压力。可见，本技术方案通过将抽吸通道和墨水通道分别设置在控气阀的与阀自密闭力相反的一侧和与阀自密闭力相同的一侧就可以实现一个阀体控制进气和控制排气两种功能，在缓解外界环境变化对墨水腔内负压的影响的前提下减少了墨盒的部件个数，简化了墨盒装配的过程，避免在墨盒部件多的情况下产生装配错误。解决了现有技术中墨盒的阀体部件较多，装配繁琐的技术问题。

附图说明

图1为本发明中第一实施例墨盒的分解示意图。

图2为本发明中第一实施例阀机构的分解示意图。

图3为本发明中第一实施例墨盒的阀腔结构示图。

图4为本发明中第一实施例墨盒的腔体结构。

图5为本发明中第一实施例阀膜和阀盖的放大结构图。

图6a为本发明中第一实施例墨盒的剖视图。

图6b为第一实施例墨盒正常打印时墨水和气体的流路图。

图6c为第一实施例墨盒排气状态下气体的流路图。

图7为第一实施例变形例的示意图。

图8a为本发明中第二实施例阀体的结构示意图。

图8b为第二实施例中在打印状态下阀体的结构示意图。

图9为现有技术中墨盒结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明涉及的实施例中的技术方案进行清楚，完整地描述。

实施例一

如图1所示，为墨盒1的分解示意图，从图中可知墨盒1由主体2和适配器3组成，主体2包括主壳体21，墨水腔22，墨水供应腔23，出墨口24以及阀机构25。其中，阀机构25由阀腔26，阀膜27，阀盖28及密封膜B装配焊接而成；墨水腔22由主壳体21和密封膜A焊接而成；出墨口24内填充有密封圈29。

下面具体介绍阀机构25的构造。

如图2-4所示，阀腔26形成在墨盒的主壳体21上，且在腔体底壁的凹部形成了控水阀座261和控气阀座262，两个阀座均设置有凸出的凸缘263，控水阀座261中设置有一个与墨水腔22连通的通孔215。控气阀座262中设置有与导气通道211连通的通孔212以及与墨水腔22和墨水通道214连通的通孔213。

如图2和图5所示，为阀机构25的分解示意图及阀膜27的整体立体结构图，该阀膜由可以弹性变形的材料制成，例如硅胶等。阀膜27的一侧设置两个具有密封作用的锥形凸台，即控水凸台271和控气凸台272，每个凸台的周围设置有凸缘273。控水凸台271的中间设置有一个带凸边的连通阀膜27两侧的通孔275，控气凸台272的中间则设置一个带有凸边的盲孔276，即控气凸台272为密闭的。另外，作为阀机构25的密封结构，并不局限于阀膜这个形式，只要是可以弹性变形的材料都可以，且阀膜上凸台的形状并不局限于锥形，例如可以设置为圆柱形等形状，只要能起到密封的作用即可。

如图2所示的阀机构25的分解示意图，阀盖28的一侧设置有抽吸通道283，抽吸通道283的一端通过通孔216连通到供墨腔23，另一端分支成两个子通道，分别延伸到阀膜27的两个密封凸台，阀盖28的另一侧设置有密封凸缘287。当然，抽吸通道283并不限定在阀盖上，也并不拘泥于“通道”这个概念，例如在没有设置阀盖结构的墨盒体上，抽吸通道可以是连通出墨口24和阀膜27的任意密闭的形式。

装配阀机构25时，首先，将阀膜27具有凸台的一侧正对着阀腔26，确定好方位，然后盖上阀盖28，使阀盖设置有抽吸通道283的一侧背对着阀膜27安装，最后，将密封膜B焊接至墨盒主壳体21上，将阀机构25和通孔216密封即可。

如图6a所示为安装完好的墨盒的剖视图，从图中可以看出，阀膜27处于XOY平面上，阀膜的控水凸台271和控气凸台272的端部（即通孔275和盲孔276的凸边）在自密闭作用力下分别与控水阀座261和控气阀座262的底壁相抵接，控气阀座262中心的通孔212被阀膜的控气凸台262密封，其自密闭力的方向为沿着负Z轴延伸的方向。因此，当阀膜的控气凸台272将通孔212密封时，大气通道211和墨水通道214保持不连通的状态。若将正Z轴方向定义为阀膜27的第一侧，将负Z轴方向定义为阀膜27的第二侧，则墨盒的抽吸通道283位于阀膜27的第一侧，而与外界大气连通的大气通道211和与墨水腔22连通的墨水通道214位于阀膜27的第二侧。又由于控气凸台272为密闭的，因此，大气通道211与抽吸通道283始终保持不连通的关系。另外，阀座26、阀膜27和阀盖28均设置有密封凸缘，因此，按照上述装配方法形成的阀机构25同时具有两个单独的阀体，即由控水阀座261、控水凸台271和阀盖28形成的控水阀251（后面具体介绍），以及由控气阀座262，控气凸台272和阀盖28形成的控气阀252（后面具体介绍）。由于阀盖凸缘287和阀座凸缘263之间按压接触，密封性良好，因此，两个阀体之间不形成连通关系，相互独立。

下面结合墨盒的工作状态具体介绍两个阀体的作用原理。

如图6a所示为墨盒的剖视图，图6b为图6a的部分放大图，图6b表示墨盒处于正常打印状态下，打印机的供墨针通过出墨口24源源不断地抽吸墨水，供墨腔23中的墨水逐渐被消耗，负压增大。由于抽吸通道283从供墨腔延伸并分支成两个通道，分别通过通孔284，285延伸到阀膜27的两个凸台，因此供墨针的抽吸力可以通过主壳体的通孔216、阀盖通道283、通孔285和通孔284同时作用到阀膜27的两个凸台271、272上。从上述描述可知，阀膜27的自密闭力的方向为Z轴负方向，而抽吸通道283位于阀膜27的第一侧，也就是说阀膜受到的抽吸力的方向为Z轴正方向，因此阀膜27有向远离阀座26的方向变形的趋势，可以通过设置两个凸台的材质，使控水凸台271的形变能力弱于控气凸台272的形变能力，当作用到阀膜凸台272上的抽吸力大于其自密闭力时，控气阀座262与盲孔276的凸边之间的抵接优先被解除。这样，由控气阀座262、控气凸台272和阀盖28组成的控气阀252优先打开，又知道墨水通道214导气通道211位于阀膜27的同一侧，因此当控气阀252打开时，通孔212和213之间建立了流体连接。此时，外界大气依次从导气口210、导气通道211、通孔212和213进入到墨水腔22中，如图6b中大气流路M所示。与此同时，随着墨水的消耗，供墨腔23内的负压进一步增加，当作用到阀膜凸台271上的抽吸力大于其自密闭力时，控水阀座261与通孔275的凸边之间的抵接也被解除，这样，由控水阀座261、控水凸台271和阀盖28组成的控水阀251打开，墨水腔22中的墨水经过通孔215到达控水阀座261的空间部分，进而通过阀膜控水凸台271的通孔275和阀盖28上的通孔284进入到通道283，最后进入到通道283中的墨水经过主壳体21上的通孔216进入到供墨腔23中，如图6b中墨水流路N所示，保证了墨水的正常供应。

若安装在打印机上的墨盒处于非打印状态下，供墨针不对供墨腔23中的墨水进行抽吸，在外界环境稳定的情况下，阀膜27的控水凸台271和控气凸台272在自身密闭作用力下紧紧抵靠控水阀座261和控气阀座262，此时，控水阀251和控气阀252均处于关闭的状态，外界大气不能通过控气阀252进入墨盒腔体内，墨盒腔体保持适当的负压，因此，墨水被保持在墨盒腔体内而不会从出墨口或者导气口渗出。

但是，当外界环境例如振动，温度或者气压发生变化而导致墨盒腔体内气体膨胀时，会导致墨水腔22和供墨腔23中的正压增大。如图6c所示，当上述正压增大到一定的程度，膨胀的气体会通过通道214和通孔213对阀膜27施加如图中箭头D所示的顶力，使控水凸台271和控气凸台272沿着箭头D所示的方向变形，由于控水凸台271的形变能力弱于控气凸台272的形变能力，使得当阀膜27受到的顶力大于其自密闭力时，控气凸台272与控气阀座262的挤压式抵接优先被解除，即控气阀252优先打开。由于连通墨水通道214的通孔213和连通导气通道211的通孔212位于阀膜27的同一侧，因此当控气阀252打开时，墨水腔中膨胀的气体可以通过通道214、控气阀252和导气通道211从导气口210排出，如图中排气流路P所示，直到墨盒腔体内负压逐渐回复正常，阀膜27受到的顶力慢慢减小直至为零，控气凸台在自密闭作用力下恢复形变，通孔212被密封，控气阀252关闭。另外，可以通过设置控水凸台271与控气凸台272的形变能力差，使控水阀251在上述排气调节过程中始终保持关闭的状态，从而使外界环境变化带来的影响不会作用到墨水上，防止墨水从出墨口渗出滴落。

从上面的描述可知，阀膜27的控气凸台272为密闭的，且连通控气阀252和外界大气的导气通道211与连通墨水腔和控气阀251的墨水通道214位于阀膜27的设置有密封凸台的一侧，因此，当外界环境变化引起墨水腔内压力增大时，墨水腔内正压对阀膜27的作用力与阀膜27的自密闭力方向相反，因此，当上述作用力大于其自密闭力时，控气阀252能够自动的进行排气动作。另外，墨盒上还设置了位于阀膜27另一侧的抽吸通道283，抽吸通道283分支成两个分别延伸到控气阀252和控水阀251的子通道，使得当进行打印动作时，供墨针的抽吸力作用到控水阀251的同时也对控气阀252起作用，因此控气阀252才能够在抽吸力作用下打开，使外界大气从导气口210，经过导气通道211、控气阀252和墨水通都214补充到墨水腔中。

从另一个角度考虑，若控气凸台272不是密闭的，当墨水腔中气体膨胀时，控气阀252打开，外界大气会通过控气凸台272直接进到到抽吸通道283，进而到打印机的供墨针，产生气泡，且墨水不能正常的供应。若正常打印时，没有抽吸通道将抽吸力作用到控气阀252上，则阀膜27由于自密闭力不会被打开，外界大气不能补充到墨水腔，容易出现墨水供应不畅，打印断线等问题。若将墨水通道214和导气通道211设置在阀膜27的两侧，则当外界环境变化引起墨水腔中负压增大时，膨胀的气体就不能从导气口排出，从而导致出墨口滴墨的问题。

因此，采用本申请的技术方案，一方面，通过设置控气阀和控水阀的打开阈值之差，使当两个阀体同时受到一定大小作用力时，控气阀优先打开，这样保证了打印进行时墨水的正常供应，也实现了通过控气阀排气来缓解外界环境变化的目的。另一方面，通过设置一个控气阀，实现进气和排气两个功能，即在墨盒正常打印时控制进气的进气阀功能和用于缓解外界环境变化带来的影响而将气体排出的排气阀功能，相比于将控制进气和控制出气设置成两个单独的阀体来说，本申请用比较简单的结构实现了两种功能的结合，大大减少了部件的个数及装配的复杂程度。

另外，还可以对本发明的实施例作以下变形，例如可以将控气阀252和控水阀251分开设置，即两个阀体是彼此独立的，如图7中虚线所示，只需将抽吸通道283分别延伸到两个阀体即可。又如，可以采用本技术方案的控气阀控制气体的进出，取消控水阀，采用海绵、恒压腔等其他控制负压的结构来控制墨水。

实施例二

如图8a和8b所示为本技术方案的第二实施例示意图，图8a为第二实施例中控气阀结构和与控气阀相关的结构示意图，本实施例中控气阀252’是可弹性变形的材料制成，与实施例一不同的是控气阀252’中间形成了倾斜裂缝270’，裂缝270’的倾斜设置使得控气阀252’的自密闭力的方向为图中的负Z轴方向，即当没有外力作用在控气阀252’上时，阀保持关闭的状态。连通出墨口的抽吸通道283仍然设置在控气阀252’的正Z轴方向侧，即位于阀的自密闭力方向相反的一侧。连通墨水腔的墨水通道214仍然设置在控气阀252’的负Z轴方向侧，即位于阀的自密闭力方向相同的一侧。连通外界大气的导气通道211与墨水通道214保持选择性的连通状态，与抽吸通道283保持不连通的状态。如图8b所示为打印状态下的示图，打印进行时，供墨针的抽吸力（图中箭头所示）通过抽吸通道283对控气阀252’施加作用力，该作用力与阀的自密闭力方向相反，当该作用力大于阀的自密闭力时，控气阀252’向正Z轴方向变形，在裂缝270’处形成了一个缝隙，外界大气通过缝隙270’补充到墨水腔中，保证墨水的正常供应。当外界环境变化引起墨水腔内气体膨胀，压力增大时，墨水腔增大的正压对控气阀252’施加与阀的自密闭力方向相反的顶力，当该顶力大于阀的自密闭力时，控气阀252’向正Z轴方向变形，在裂缝270’处形成了一个缝隙，控气阀252’打开。由于控水阀251的打开阈值大于控气阀252’的打开阈值，因此，可以使控水阀251在环境变化时保持关闭的状态，此时，膨胀的气体通过控气阀的缝隙排出，缓解了墨水腔内的压力。

可见，实施例二的控气阀同样具有控制气体进入和排出的功能，且结构也比较简单，同样减少了零部件，简化了装配过程。本实施例控制墨水的结构同实施例一，可以是阀体、海绵等任意可以实现负压控制的结构。

显然，所述实施例只是本发明的一部分，而不是全部实施例。对本发明中的实施例，对本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下，获得的其它实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种喷墨打印机墨盒，包括：主壳体、设置于主壳体内的用于容纳墨水的墨水腔、将所述墨水腔内的墨水供应至打印机的出墨口，位于主壳体上用于连通外界大气和墨水腔的导气口，控气阀，连通所述控气阀和出墨口的抽吸通道以及连通所述墨水腔和所述控气阀的墨水通道，通过所述控气阀与所述墨水通道选择性连通的大气通道，其特征是，所述抽吸通道和所述墨水通道位于所述控气阀的不同侧，所述抽吸通道由出墨口延伸到所述控气阀的与阀自密闭力方向相反的一侧，所述墨水通道由墨水腔延伸到所述控气阀的与阀自密闭力方向相同的一侧，所述大气通道与所述抽吸通道保持不连通的关系。

2.如权利要求1所述的喷墨打印机墨盒，其特征是，所述墨盒还包括可以选择性打开和关闭的控水阀,所述控水阀的打开阈值大于所述控气阀的打开阈值。

3.如权利要求2所述的喷墨打印机墨盒，其特征是，所述抽吸通道的一端连通出墨口，另一端分支成两个分别延伸到控气阀和控水阀的子通道。

4.如权利要求3所述的喷墨打印机墨盒，其特征是，所述控气阀包括密闭的控气凸台。

5.如权利要求4所述的喷墨打印机墨盒，其特征是，所述控气阀还包括控气阀座、控气阀膜和控气阀盖，所述密闭的控气凸台设置在所述控气阀膜上。

6.如权利要求5所述的喷墨打印机墨盒，其特征是，所述控水阀包括控水阀座、控水阀膜和控水阀盖，所述控水阀膜上设置有带通孔的控水凸台。

7.如权利要求6所述的喷墨打印机墨盒，其特征是，所述控气阀和控水阀相邻设置，所述控气阀座和所述控水阀座设置为一体的阀座、所述控气阀膜和所述控水阀膜设置为一体的阀膜，所述控气阀盖和所述控水阀盖设置为一体的阀盖。

8.如权利要求7所述的喷墨打印机墨盒，其特征是，所述阀座和阀盖之间还设置有密封凸缘。

9.如权利要求7所述的喷墨打印机墨盒，其特征是，所述控气阀座中设置有与所述大气通道连通的通孔以及与所述墨水腔和墨水通道连通的通孔。

10.如权利要求9所述的喷墨打印机墨盒，其特征是，所述控水阀座中设置有一个与所述墨水腔连通的通孔。

11.如权利要求9所述的喷墨打印机墨盒，所述墨盒还包括供墨腔，其特征是，所述抽吸通道设置在所述阀盖与阀膜连接侧面的另一侧，所述抽吸通道一端通过通孔与所述供墨腔连通，另一端分支成两个分别延伸到所述控水凸台和控气凸台的子通道。