CN107128071B - 打印墨盒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种打印墨盒，包括壳体、分隔壁、墨水腔、缓冲室、导气通道、气液交换装置和出墨装置，其中分隔壁将壳体的内腔分隔为墨水腔和缓冲室，出墨装置设置在墨水腔的底部，设置在壳体上的导气通道连通外界大气和缓冲室，具有毛细通道的气液交换装置设置在分隔壁中，毛细通道连通墨水腔和缓冲室。气液交换装置还具有芯体，毛细通道设置在芯体中。芯体还可以包括第一芯体和第二芯体，毛细通道设置在第一芯体中或第一芯体和第二芯体之间。本发明的打印墨盒结构简单、性能稳定、墨水容量大、残墨量少，减少浪费并减少环境污染。

Description

打印墨盒

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，特别涉及打印技术领域，具体是指一种打印墨盒。

背景技术

喷墨打印是一种比较成熟并且被广泛应用的打印技术，无论是采用气泡式还是压电式打印技术，喷墨打印系统一般需要用某种方法稳定且可控地将被打印的液体介质输送给打印头。常用的方法是在墨盒内制造一定的负压，打印时墨盒中的墨水在打印头抽吸力的作用下被输送至打印头，同时，负压能有效地将墨水保持在墨盒中而不泄漏。

墨盒中制造负压可以用各种方法，比如，用机械阀门的方法制造墨盒中的负压，用多孔材料吸收墨水的方法制造墨盒中的负压等。

因为喷墨打印通常对墨盒中负压控制的精度要求较高，实际应用中前一种方法对机械阀门的精度要求很高，同时墨盒中的墨水被打印输出后需要补充空气以维持压力稳定，但补充空气的同时不能让墨水从墨盒中泄漏出去，所以实际上墨盒的设计相当复杂。

用多孔材料吸收墨水的方法制造负压的墨盒在实际使用中有残墨量高的缺点，通常用海绵做储墨材料的墨盒的残墨量占注入墨水量的30-40％，残墨量高一方面浪费了昂贵的墨水，另一方面会造成严重的环境污染。专利号为US 6,394,591 B1的美国专利透露了一种用双组份纤维制造的储墨材料填充墨盒，同时采用将不同吸墨能力的纤维储墨材料进行组合使用的方法来部分降低残墨量。现在市场上还普遍使用一种墨盒，这种墨盒在上述储墨材料的基础上增加一个墨水腔，墨水腔中的负压使上层低吸墨能力的储墨材料处于半干状态，当储墨材料中的墨水被消耗到一定程度时，墨水腔中的墨水通过与储墨材料中的空气进行气液交换的方法被补充到储墨材料中，外界空气通过储墨材料在气液交换的过程中被补充到墨水腔中，从而使墨盒保持负压相对稳定的同时防止墨水泄漏。这种墨盒从总体上降低了残墨量，但始终不能解决下层高吸收储墨材料中的残墨问题，同时，墨盒填充储墨材料后墨水容量都会大大减小。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种打印墨盒，其残墨量少，减少浪费并减少环境污染。

本发明的另一目的在于提供一种打印墨盒，其结构简单、打印流畅、性能稳定、墨水容量大。

为达到以上目的，本发明的打印墨盒包括壳体和出墨装置，所述壳体的内腔中设置有墨水腔，所述出墨装置设置在所述墨水腔的底部，其特点是，所述打印墨盒还包括：

分隔壁，所述分隔壁设置在所述的壳体的内腔中从而将所述的壳体的内腔分隔为所述墨水腔和缓冲室；

导气通道，所述导气通道设置在所述壳体上并连通外界大气和所述缓冲室；以及

气液交换装置，所述气液交换装置设置在所述分隔壁中，所述气液交换装置具有毛细通道，所述毛细通道连通所述墨水腔和所述缓冲室。

本发明的打印墨盒的墨水腔用于容纳墨水，通过预先设置在壳体上的注墨口注入墨水，注墨完成后封住注墨口。本发明中提到的墨水泛指用于打印的液体介质，可以是喷墨打印系统中使用的墨水或油墨，也可以是3D打印系统中使用的任何液体，包括但不限于打印后可以被光固化的液体、金属纳米颗粒溶液、生物质溶液等。

所述毛细通道在两端没有压差的情况下被墨水浸润，需要时对毛细通道进行表面处理以提高被墨水浸润的能力，所述气液交换装置能进行气液交换并维持墨盒内的压力相对稳定，从而使打印流畅，并防止墨水泄漏。

上述气液交换装置的工作原理是，当墨水腔中的墨水在打印过程中被消耗的时候，墨水腔内的压力下降，墨水腔与缓冲室之间的压差增大，当压差达到一定程度时，浸润气液交换装置中毛细通道的墨水在压差的推动下向墨水腔一端移动，缓冲室中的空气进入墨水腔，随着进入墨水腔的空气量增加，墨水腔与缓冲室之间的压差减小，在毛细力的作用下墨水重新浸润毛细通道，从而阻止缓冲室中的空气继续进入墨水腔。由此，所述气液交换装置保持墨水腔内的压力相对稳定，同时利用墨水腔与缓冲室之间的压差防止墨水泄漏。

所述分隔壁可以具有任何合适的结构，在本发明的一具体实施例中，所述分隔壁包括竖向分隔壁和横向分隔壁，所述竖向分隔壁和所述横向分隔壁相互连接且分别连接所述壳体的内壁，所述气液交换装置设置在所述横向分隔壁中。显然，所述气液交换装置也可以设置在所述竖向分隔壁中，或者，也可以设置在所述竖向分隔壁和所述横向分隔壁中，例如存在多个气液交换装置的情况下，或者气液交换装置设置在所述竖向分隔壁和所述横向分隔壁之间的交界处。另外，可以理解，所述气液交换装置还可以设置在所述竖向分隔壁和所述的壳体的内壁之间或者所述横向分隔壁和所述的壳体的内壁之间。

或者，还可以，在本发明的一具体实施例中，所述分隔壁为竖向分隔壁，所述竖向分隔壁连接所述壳体的内壁，即不存在横向分隔壁，在这种情况下，所述气液交换装置设置在所述竖向分隔壁和所述的壳体的内壁之间。

所述导气通道可以是任何合适的导气通道，较佳地，所述导气通道为导气孔、导气管、或迷宫导气槽。在本发明的一具体实施例中，所述导气通道为导气孔。在本发明的一具体实施例中，所述导气通道为导气管。

所述毛细通道的侧壁可以采用任何合适的材料制成，较佳地，所述毛细通道的侧壁由选自金属、陶瓷、天然高分子材料和合成高分子材料中的至少一种制成，或由多孔材料制成。材料的选择应根据墨水的性能和打印系统的要求决定，选择的材料应不被墨水腐蚀、不与墨水反应、不损害墨水的稳定性。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的侧壁由耐腐蚀不锈钢制成。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的侧壁由尼龙制成。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的侧壁由陶瓷和聚丙烯塑料制成。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的侧壁由聚丙烯塑料制成。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的侧壁由聚丙烯塑料和耐腐蚀不锈钢制成。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的侧壁由引水芯和聚丙烯塑料制成。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的侧壁由引水芯制成。引水芯可以由纤维经胶水或化学方法粘结而成。纤维的成份可以为棉、聚酯、尼龙、聚烯烃、亚克力等。胶水可以为亚克力、聚氨酯等。引水芯也可以由皮芯结构、偏芯结构或并列结构的双组份纤维用物理或者化学的方法粘结制成，或者由聚烯烃、聚酯等塑料粉末、金属粉末或陶瓷粉末烧结而成的多孔材料制成。

所述毛细通道可以具有任何合适的形状，可以是直的，也可以是弯的，这里主要指墨水流经的线路，即毛细通道的长度方向的设置，较佳地，所述毛细通道为直线形、非直线形或它们的组合。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道为直线形。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道为非直线形。

所述非直线形可以具有任何合适的形状，较佳地，所述非直线形为斜线形、螺旋形、双螺旋形或它们的组合。在本发明的一具体实施例中，所述非直线形为斜线形。在本发明的一具体实施例中，所述非直线形为螺旋形。

所述毛细通道的横截面可以具有任何合适的形状，较佳地，所述毛细通道的横截面为圆形、椭圆形、环形、多边形或它们的组合。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的横截面为圆形。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的横截面为半圆形。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的横截面为正方形。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的横截面为环形。

所述毛细通道的长度为墨水沿毛细通道流经的路程，可以根据需要确定。为适应不同墨水、不同墨盒结构设计和不同打印系统对墨水腔内压力的要求，较佳地，所述毛细通道的长度为0.05毫米至250毫米，更佳地，所述毛细通道的长度为0.5毫米至15毫米。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的长度为10毫米。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的长度为1毫米。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的长度为1.5毫米。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的长度为250毫米。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的长度为6毫米。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的长度为8毫米。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道的长度为5毫米。

所述毛细通道的厚度为所述毛细通道的最小横截面的最大内切圆的直径，所述厚度可以根据需要确定，为适应不同墨水、不同墨盒结构设计和不同打印系统对墨水腔内压力的要求，较佳地，所述厚度为0.03毫米至1毫米，更佳地，所述厚度为0.05毫米至0.5毫米。在本发明的一具体实施例中，所述厚度为0.2毫米。在本发明的一具体实施例中，所述厚度为0.5毫米。在本发明的一具体实施例中，所述厚度为0.1毫米。在本发明的一具体实施例中，所述厚度为0.05毫米。在本发明的一具体实施例中，所述厚度为1毫米。在本发明的一具体实施例中，所述厚度为0.3毫米。在本发明的一具体实施例中，所述厚度为0.12毫米。在本发明的一具体实施例中，所述厚度为0.25毫米。

所述毛细通道的宽度为所述毛细通道的最小横截面的最远的两点间的距离，具体的距离可以根据需要确定，为适应不同墨水、不同墨盒结构设计和不同打印系统对墨水腔内压力的要求，较佳地，所述距离为0.03毫米至50毫米，更佳地，所述距离为0.05毫米至15毫米。在本发明的一具体实施例中，所述距离为0.2毫米。在本发明的一具体实施例中，所述距离为0.5毫米。在本发明的一具体实施例中，所述距离为2.3毫米。在本发明的一具体实施例中，所述距离为48毫米。在本发明的一具体实施例中，所述距离为8毫米。在本发明的一具体实施例中，所述距离为2毫米。在本发明的一具体实施例中，所述距离为1.5毫米。在本发明的一具体实施例中，所述距离为0.3毫米。在本发明的一具体实施例中，所述距离为0.12毫米。在本发明的一具体实施例中，所述距离为1毫米。

所述气液交换装置可以具有任何合适的结构，在本发明的一具体实施例中，所述气液交换装置还具有芯体，所述毛细通道设置在所述芯体中，所述芯体设置在所述分隔壁中。

所述芯体可以具有任何合适的结构，较佳地，所述芯体包括第一芯体和第二芯体，所述第二芯体中设置有通孔，所述第一芯体插接在所述通孔中，所述毛细通道设置在所述通孔和所述第一芯体之间或在所述第一芯体中，所述第二芯体设置在所述分隔壁中。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道设置在所述第一芯体中。在本发明的一具体实施例中，所述毛细通道设置在所述通孔和所述第一芯体之间。

所述毛细通道可以采用任何合适的结构形成，在本发明的一具体实施例中，所述通孔的截面与所述第一芯体的截面不相同从而在所述第一芯体和所述通孔之间形成所述毛细通道。

例如，所述第一芯体的外壁上设置有凹槽，所述凹槽抵靠所述通孔的内壁从而在所述第一芯体和所述通孔之间形成所述毛细通道。或者也可以在所述通孔的内壁上设置凹槽，所述凹槽抵靠所述第一芯体的外壁从而在所述第一芯体和所述通孔之间形成所述毛细通道。

所述第一芯体的横截面的外形轮廓可以具有任何合适的形状，较佳地，所述第一芯体的横截面的外形轮廓为圆形、椭圆形、多边形或它们的组合。在本发明的一具体实施例中，所述第一芯体的横截面的外形轮廓为圆形。在本发明的一具体实施例中，所述第一芯体的横截面的外形轮廓为正方形。

所述第二芯体的横截面的外形轮廓可以具有任何合适的形状，较佳地，所述第二芯体的横截面的外形轮廓为圆形、椭圆形、多边形或它们的组合。在本发明的一具体实施例中，所述第二芯体的横截面的外形轮廓为圆形。在本发明的一具体实施例中，所述第二芯体的横截面的外形轮廓为长方形。

所述毛细通道的数目可以根据需要确定，较佳地，所述毛细通道的数目为多个，多个所述毛细通道串联和/或并联。在本发明的一具体实施例中，多个所述毛细通道串联。在本发明的一具体实施例中，多个所述毛细通道并联。

所述气液交换装置的数目可以根据需要确定，较佳地，所述气液交换装置的数目为多个，多个所述气液交换装置串联和/或并联。在本发明的一具体实施例中，多个所述气液交换装置串联。在本发明的一具体实施例中，多个所述气液交换装置并联。

所述出墨装置可以采用任何合适的出墨装置，可以根据与之匹配的打印头或墨水输出管路进行设计，可以是由弹簧、圆球和橡胶制成的顶开式阀门，或者是由海绵、粘结纤维制成的导墨材料，或者是金属制成的滤网、或者是由高分子材料制成的能传导和过滤墨水的滤膜、或者是一层封住出墨口在墨盒储运过程中防止墨水从出墨口泄漏的薄膜，出墨装置可以用机械方式卡接在墨盒上，也可以用超声波焊接、热焊接或胶水粘接。

为了提高本发明的打印墨盒的防墨水泄漏能力，在本发明的一具体实施例中，所述打印墨盒还包括缓冲储墨部件，所述缓冲储墨部件设置在所述缓冲室中并接触或包裹所述气液交换装置。缓冲储墨部件采用储墨材料如海绵或纤维等多孔材料制成。

所述墨水腔可以具有任何合适的结构，在本发明的一具体实施例中，所述墨水腔包括多个墨水容纳腔，多个所述墨水容纳腔相互之间通过通道或另外的所述气液交换装置连接。

为了合理利用资源，减少浪费，降低打印成本，在本发明的一具体实施例中，所述打印墨盒还包括墨水供应装置，所述缓冲室通过所述导气通道连接所述墨水供应装置，做成连续供应墨水的设计。

本发明的有益效果主要在于：

1、本发明的打印墨盒通过分隔壁将壳体的内腔分隔成墨水腔和缓冲室，然后在分隔壁中安装气液交换装置，通过气液交换装置的毛细通道连通墨水腔和缓冲室，壳体上设置导气通道并连通外界和缓冲室。通过气液交换装置进行气液交换并维持墨水腔内的压力相对稳定，从而使打印流畅，性能稳定，并防止墨水泄漏。

2、本发明的打印墨盒结构简单、不使用储墨材料，因此，本发明的打印墨盒墨水容量大、残墨量少，减少浪费并减少环境污染。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本发明的第一具体实施例的内部结构示意图。

图1A是本发明的第一具体实施例的包括气液交换装置的一部分的主视剖视示意图。

图1B是本发明的第一具体实施例的包括出墨装置的一部分的主视剖视示意图。

图2A是本发明的第二具体实施例的包括气液交换装置的一部分的主视剖视示意图。

图2B是气液交换装置的另一具体实施例的主视剖视示意图。

图3A是本发明的第三具体实施例的包括气液交换装置的一部分的主视剖视示意图。

图3B是本发明的第三具体实施例的包括气液交换装置的一部分的俯视示意图。

图4是本发明的第四具体实施例的内部结构示意图。

图4A是本发明的第四具体实施例的包括气液交换装置的一部分的侧视剖视示意图。

图4B是气液交换装置的另一具体实施例的侧视剖视示意图。

图5A是本发明的第五具体实施例的包括气液交换装置的一部分的主视剖视示意图。

图5B是本发明的第五具体实施例的气液交换装置的第一芯体的主视示意图。

图6是本发明的第六具体实施例的内部结构示意图。

图6A是本发明的第六具体实施例的包括气液交换装置的一部分的主视剖视示意图。

图6B是本发明的第六具体实施例的包括气液交换装置的一部分的俯视示意图。

图7是本发明的第七具体实施例的内部结构示意图。

图7A是本发明的第七具体实施例的包括气液交换装置的一部分的主视剖视示意图。

图8是本发明的第八具体实施例的内部结构示意图。

图8A是本发明的第八具体实施例的包括气液交换装置的一部分的主视剖视示意图。

图9是本发明的第九具体实施例的内部结构示意图。

图10A是本发明的第十具体实施例的包括气液交换装置的一部分的主视剖视示意图。

图10B是本发明的第十具体实施例的包括气液交换装置的一部分的俯视示意图。

(符号说明)

1壳体；2出墨装置；21弹簧；22球体；23硅橡胶；24外壳体；25封闭腔；26导墨狭缝；3分隔壁；31竖向分隔壁；32横向分隔壁；4导气通道；5气液交换装置；51第一芯体；52第二芯体；53通孔；6墨水腔；7缓冲室；8毛细通道；9芯体；10墨水；11注墨口；12加强筋；13螺旋凹槽；14密封盖；15缓冲储墨部件；16墨水容纳腔。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

实施例1

请参阅图1至图1B所示，在本发明的第一实施例中，本发明的打印墨盒包括壳体1、出墨装置2、分隔壁3、导气通道4和气液交换装置5，壳体1的内腔中设置有墨水腔6，出墨装置2设置在墨水腔6的底部，分隔壁3设置在壳体1的内腔中从而将壳体1的内腔分隔为墨水腔6和缓冲室7，导气通道4设置在壳体1上并连通缓冲室7和外界大气，在本实施例中，导气通道4为导气孔，气液交换装置5具有毛细通道8，气液交换装置5设置在分隔壁3中，墨水腔6通过毛细通道8连通缓冲室7。

具体地，壳体1由聚丙烯塑料制成。分隔壁3包括竖向分隔壁31和横向分隔壁32，竖向分隔壁31和横向分隔壁32相互连接且分别连接壳体1的内壁。气液交换装置5具有芯体9，所述芯体9包括第一芯体51和第二芯体52，第二芯体52为带凸筋的聚丙烯塑料圆柱体，其中设置有通孔53，第一芯体51为耐腐蚀不锈钢圆柱体，插接在通孔53中，毛细通道8设置在耐腐蚀不锈钢圆柱体中，具体是在耐腐蚀不锈钢圆柱体中开孔形成，毛细通道8竖向直线设置，为直线形，长度为10毫米，内径为0.2毫米，即毛细通道8的厚度和宽度均为0.2毫米，毛细通道8的横截面为圆形，结构如图1A所示。气液交换装置5被安装在墨水腔6和缓冲室7之间的分隔壁3(具体是横向分隔壁32)中，具体通过凸筋卡在分隔壁3中。本实施例中的墨水10为表面张力0.01-0.073牛/米的液体，例如染料或颜料墨水、打印后能被光固化的液体或溶液、或者生物质溶液等。封闭导气孔后从注墨口11注墨，完成后封闭注墨口11，此时墨水10浸润毛细通道8。出墨装置2如图1B所示，是由弹簧21、球体22和硅橡胶23制成的顶开式阀门。弹簧21、球体22和硅橡胶23均设置在外壳体24中，外壳体24的底部开口，硅橡胶23设置在外壳体24的靠近开口的位置，弹簧21分别抵靠外壳体24的顶部和球体22从而将球体22抵靠在硅橡胶23上形成封闭腔25，外壳体24的侧壁上设置有导墨狭缝26，连通封闭腔25和墨水腔6。

使用时打开导气孔，把墨盒装入打印机，打印头上导墨管将出墨装置2中的球体22往上顶，当球体22脱离硅橡胶23尤其是球体22中心位置高于导墨狭缝26时，墨水10流经导墨狭缝26进入打印头，墨水腔6内形成比较小的负压。打印时墨水腔6内压力不断下降，墨水腔6和缓冲室7之间的压差推动毛细通道8中的墨水10往墨水腔6一端移动，直到空气进入墨水腔6。随着空气的进入，墨水腔6内的压力上升，直到毛细通道8重新被墨水10浸润而阻止空气的进一步进入。随着打印进行，上述过程不断重复，直至墨水10打完为止。墨水腔6内的压力稳定在很小的范围内，通常波动不超过一千帕。在某些情况下，如果墨水腔6内的压力升高，墨水10可经过毛细通道8释放到缓冲室7。当墨水腔6内的压力下降时，缓冲室7内的墨水10返回墨水腔6。

实施例2

请参阅图2A所示，本发明的第二实施例与实施例1的结构和工作原理相似，差别在于本实施例的气液交换装置5的芯体9为单一件，为带凸筋的尼龙6圆柱体，并且直接在尼龙6圆柱体的中间孔内建立毛细通道8，具体是在尼龙6圆柱体的中间孔的内壁朝内设置凸筋形成。毛细通道8的长度为1毫米，内径为0.5毫米，如图2A所示。实施例2的墨盒制造更方便，成本更低。

根据打印系统对墨水腔6内压力控制要求的不同，毛细通道8的形状、长度、厚度和宽度可以随之调整。根据对墨水10的稳定性要求和墨水10的粘度、表面张力的不同，可以选择不同的高分子材料制造上述气液交换装置5，常用的如尼龙6、尼龙66、尼龙1010、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚苯醚等、ABS等。分隔壁3和气液交换装置5可以分别成型然后装配在一起，或者如图2B所示将分隔壁3和气液交换装置5一体成型，一体成型时分隔壁3和气液交换装置5可以是同种或不同种高分子材料。需要指出的是，如果墨水10对某种高分子材料制成的毛细通道8浸润能力不足，可以对制成的毛细通道8进行表面亲水处理，使其容易被墨水10浸润。

实施例3

请参阅图3A和图3B所示，本发明的第三实施例与实施例1的结构和工作原理相似，差别在于气液交换装置5的设计。图3A为气液交换装置5的主视剖视图，图3B为气液交换装置5的俯视图，本实施例中气液交换装置5的芯体9的第一芯体51为直径3毫米的陶瓷圆柱体，第二芯体52与分隔壁3(具体是横向分隔壁32)一体成型，或者可以认为第二芯体52为分隔壁3的一部分，为清楚起见，用虚线勾勒第二芯体52的部分轮廓，第二芯体52的通孔53的内壁在相对的两侧各设计了一条环形的缺口，并与插入通孔53的陶瓷圆柱体构成两个毛细通道8，毛细通道8的横截面为环形，毛细通道8的长度为1.5毫米，厚度为0.1毫米，宽度为2.3毫米。陶瓷耐高温，对多种墨水10的稳定性好，不易被腐蚀，如果将墨盒的壳体1用耐高温的塑料或金属制成，可以用于需要较高温度打印的液体。

实施例4

请参阅图4至图4A所示，本发明的第四实施例与实施例2结构及工作原理相似，差别在于气液交换装置5的位置和设计。本实施例的分隔壁3为竖向分隔壁31，竖向分隔壁31连接壳体1的内壁，气液交换装置5的芯体9为单一件，形状为长方体，设置在竖向分隔壁31和壳体1的内壁之间，并分别与竖向分隔壁31和壳体1的内壁一体成型，或者说，可以认为气液交换装置5利用壳体1的底面的一部分和分隔壁3的一部分制成，为清楚起见，用虚线勾勒芯体9的轮廓，毛细通道8水平设置在芯体9中，也为长方体，毛细通道8的长度1.5毫米，厚度0.05毫米，宽度48毫米，毛细通道8的横截面为长方形。这种墨盒结构非常简单。为增加毛细通道8的强度，可以在毛细通道8中均匀加入4个宽度为2毫米的加强筋12，变为具有5个并联的宽度为8毫米的毛细通道8，毛细通道8的长度和厚度不变，如图4B所示。

实施例5

请参阅图5A至图5B所示，本发明的第五实施例与实施例1结构及工作原理相似，差别在于，气液交换装置5的芯体9的第二芯体52与分隔壁3一体成型，也可以认为是分隔壁3(具体是横向分隔壁32)的一部分加厚形成，为清楚起见，用虚线勾勒第二芯体52的部分轮廓，第二芯体52中开通孔53，通孔53的内径为8毫米，气液交换装置5的芯体9的第一芯体51的外侧面刻有螺旋凹槽13，其中第一芯体51的直径10毫米，高度20毫米，螺距2.5毫米，螺旋凹槽13的横截面形状为半圆，半圆的直径为2毫米。第一芯体51插接在通孔53中，螺旋凹槽13抵靠通孔53的内壁，从而在螺旋凹槽13和通孔53之间形成毛细通道8，毛细通道8的横截面为半圆形，毛细通道8的长度为250毫米，厚度为1毫米，宽度为2毫米。这种设计适合于墨水10消耗量大的打印系统。

实施例6

请参阅图6至图6B所示，本发明的第六实施例与实施例3的结构及工作原理相似，差别在于气液交换装置5和出墨装置2。本实施例中出墨装置2为由海绵或纤维制成的导墨材料，气液交换装置5中用直径2毫米的引水芯替代了陶瓷圆柱体，并且有上下两组共四个毛细通道8。本实施例中的引水芯由纤维经胶水或化学方法粘结而成。纤维的成份可以为棉、聚酯、尼龙、聚烯烃、亚克力等。胶水可以为亚克力、聚氨酯等。本实施例中的引水芯也可以由皮芯结构、偏芯结构或并列结构的双组份纤维用热或者化学的方法粘结制成，或者由聚烯烃、聚酯等塑料粉末、金属粉末或陶瓷粉末烧结而成的多孔材料。所述引水芯的孔隙率介于20％和90％之间。毛细通道8的长度为1毫米，厚度为0.1毫米，宽度为1.5毫米。在墨盒制造过程中，首先封闭导气孔，然后从外侧用密封盖14密封出墨装置2，注墨后对墨水腔6抽负一千帕左右的真空度，最后封闭注墨口11。使用时打开导气孔和出墨装置2的密封盖14，将墨盒装入打印机，此时墨水10浸润毛细通道8，墨水腔6中的压力处于平衡状态。打印时墨水腔6中的压力变化和气液交换原理与实施例1相似。墨水腔6和缓冲室7之间的墨水10释放和返回通过毛细通道8和引水芯进行。

实施例7

请参阅图7至图7A所示，本发明的第七实施例与实施例1的结构相似，差别在于本实施例中的出墨装置2是在出墨口部位焊接或粘结的微孔滤膜，膜的孔径根据墨水10和打印系统要求进行选择，介于0.1微米至50微米。另一个差别在于气液交换装置5，芯体9为单一件，为引水芯，设置在分隔壁3(具体是横向分隔壁32)中，毛细通道8通过在引水芯中间开孔形成，引水芯的材料和制作方法与实施例6相似，并且在缓冲室7中填充了由多孔材料制成的缓冲储墨部件15，缓冲储墨部件15包裹引水芯。毛细通道8的长度为6毫米，厚度和宽度均为0.3毫米，横截面为正方形。本实施例的墨盒制造过程、使用方法和原理与实施例6相似。与实施例6不同的是，当墨水腔6中的压力上升时，释放到缓冲室7中的墨水10被缓冲储墨部件15吸收，从而使墨水腔6始终保持一定的负压。当墨水腔6压力下降时缓冲储墨部件15中的墨水10经过引水芯返回墨水腔6。

实施例8

请参阅图8至图8A所示，本发明的第八实施例与实施例4的结构相似，差别在于本实施例中墨水腔6有两个串联的墨水容纳腔16，墨水容纳腔16之间也用分隔壁3分隔，出墨装置2和实施例4相同，每个分隔壁3上安装一个气液交换装置5，每个气液交换装置5的芯体9为单一件，为耐腐蚀不锈钢芯体，埋设在分隔壁3(具体是竖向分隔壁31)和壳体1底面交界处，毛细通道8直接在芯体9中开孔形成，水平设置。毛细通道8的长度为8毫米，内径为0.12毫米，即毛细通道8的厚度和宽度均为0.12毫米。墨盒的制造和使用方法与实施例4相似。打印时与出墨装置2连接的墨水容纳腔16中的墨水10首先消耗，相邻的墨水容纳腔16中的墨水10通过两者之间的气液交换装置5中的毛细通道8补充到与出墨装置2连接的墨水容纳腔16中，相邻的墨水容纳腔16中的压力下降，当相邻的墨水容纳腔16和缓冲室7之间的压力差足够大时，缓冲室7中的空气通过两者之间的气液交换装置5中的毛细通道8进入相邻的墨水容纳腔16中，相邻的墨水容纳腔16中的压力上升直到缓冲室7中的毛细通道8重新被墨水10浸润。该过程反复进行直到相邻的墨水容纳腔16中的墨水10被用光，用光墨水10的相邻的墨水容纳腔16成为另一个缓冲室7。后面的打印过程和实施例1相似。串联的多个墨水容纳腔16可以增加墨水容量，提高资源利用率。

实施例9

请参阅图9所示，本发明的第九实施例与实施例2的结构相似，差别在于本实施例中导气孔向缓冲室7内延伸成为为导气管，即导气通道4为导气管，以便外接独立的墨水容器(即墨水供应装置)时确保管路密封，另一个差别是气液交换装置5的数目为3。墨盒的制造方法和实施例2相似。使用时打开导气孔，把墨盒装入打印机，用合适的管子连接导气管和外接的墨水容器并确保管路密封。打印时墨水腔6内压力不断下降，当墨水腔6和缓冲室7之间的压差进一步增大时，压差推动毛细通道8中的墨水10往墨水腔6一端移动，直到空气进入墨水腔6。随着空气的进入，墨水腔6内的压力上升，同时缓冲室7的压力下降，墨水腔6和缓冲室7之间的压差下降直至墨水10重新浸润毛细通道8。随着打印进行，上述过程不断重复，直至缓冲室7压力足够低时，外接墨水容器中的墨水被吸入到缓冲室7中，此时缓冲室7和外接墨水容器对墨水腔6形成一套连续供墨系统。这种外接墨水容器的连续供墨系统大大延长了墨盒的使用寿命并显著降低打印成本。

实施例10

请参阅图10A和图10B所示，本发明的第十实施例与实施例3的结构及工作原理相似，差别在于气液交换装置5和出墨装置2。本实施例中的出墨装置2是在出墨口热焊接一层塑料薄膜，气液交换装置5的芯体9的第一芯体51为聚丙烯芯体，带扇形凹槽，经过亲水处理，第二芯体52与分隔壁3(具体是横向分隔壁32)一体成型，第一芯体51紧配第二芯体52的通孔53，在扇形凹槽和通孔53的内壁之间形成毛细通道8，毛细通道8的横截面为扇形。毛细通道8长度5毫米，厚度0.25毫米，宽度1毫米。该墨盒结构简单，制作方便，成本低廉。由聚丙烯制作的第一芯体51也可以由实施例2中描述的其它材料制作。

需要指出的是，虽然在本发明的具体实施例中对各部件的具体结构和形状做了举例，但不是限定，它们还可以采用其它的具体结构和形状，例如图1B中的毛细通道8可以相对于目前的竖向直线形倾斜设置，成为斜线形；如图7A中的毛细通道8的横截面可以不为正方形，为椭圆形；毛细通道8的形状、横截面、长度、厚度、宽度等可以根据需要作出改变。

因此，本发明提供了一种打印墨盒，利用毛细通道进行气液交换并维持墨盒内相对稳定的压力，从而使打印流畅，并防止墨水泄漏。所述打印墨盒结构简单、性能稳定、容易制造，并且可以把打印液体几乎全部用完，减少残墨造成的浪费和环境污染。本发明的优点具体在于：

1、本发明的打印墨盒结构简单，设计独特巧妙，充分利用打印墨盒的供墨原理和毛细通道的性能特点控制墨水腔中的压力稳定，并进行气液交换，保障供墨稳定性和打印流畅性。

2、本发明的打印墨盒无须使用储墨材料、残墨量极少，减少了因残墨造成的墨水浪费和环境污染。

3、本发明的打印墨盒墨水容量大，可以设计多个墨水腔或外接连续供墨系统，大大提高了资源利用率。

4、本发明的打印墨盒可以根据需要灵活采用各类不同的出墨装置，适用于各类不同打印头和打印系统。

本发明的打印墨盒以液体为打印介质，这种墨盒可以用于一般的喷墨打印系统，也可以用于3D打印系统。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。

由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。

Claims (14)

1.一种打印墨盒，包括壳体和出墨装置，所述壳体的内腔中设置有墨水腔，所述出墨装置设置在所述墨水腔的底部，其特征在于，所述打印墨盒还包括：

分隔壁，所述分隔壁设置在所述的壳体的内腔中从而将所述的壳体的内腔分隔为所述墨水腔和缓冲室；

导气通道，所述导气通道设置在所述壳体上并连通外界大气与所述缓冲室；以及

气液交换装置，所述气液交换装置设置在所述分隔壁中，所述气液交换装置具有毛细通道，所述毛细通道连通所述墨水腔和所述缓冲室，所述毛细通道的两端在没有压差的情况下被墨水浸润；

所述气液交换装置还具有芯体，所述毛细通道设置在所述芯体中，所述芯体设置在所述分隔壁中；

所述芯体包括第一芯体和第二芯体，所述第二芯体中设置有通孔，所述第一芯体插接在所述通孔中，所述毛细通道设置在所述通孔和所述第一芯体之间或在所述第一芯体中，所述第二芯体设置在所述分隔壁中。

2.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述毛细通道的侧壁由选自金属、陶瓷、天然高分子材料和合成高分子材料中的至少一种制成。

3.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述毛细通道的侧壁由多孔材料制成。

4.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述毛细通道的长度为0.05毫米至250毫米。

5.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述毛细通道的长度为0.5毫米至15毫米。

6.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述毛细通道的厚度为所述毛细通道的最小横截面的最大内切圆的直径，所述厚度为0.03毫米至1毫米。

7.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述毛细通道的厚度为所述毛细通道的最小横截面的最大内切圆的直径，所述厚度为0.05毫米至0.5毫米。

8.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述毛细通道的宽度为所述毛细通道的最小横截面的最远的两点间的距离，所述距离为0.03毫米至50毫米。

9.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述毛细通道的宽度为所述毛细通道的最小横截面的最远的两点间的距离，所述距离为0.05毫米至15毫米。

10.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述毛细通道的数目为多个，多个所述毛细通道串联和/或并联。

11.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述气液交换装置的数目为多个，多个所述气液交换装置串联和/或并联。

12.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述打印墨盒还包括缓冲储墨部件，所述缓冲储墨部件设置在所述缓冲室中并接触或包裹所述气液交换装置。

13.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述墨水腔包括多个墨水容纳腔，多个所述墨水容纳腔相互之间通过通道或另外的所述气液交换装置连接。

14.如权利要求1所述的打印墨盒，其特征在于，所述打印墨盒还包括墨水供应装置，所述缓冲室通过所述导气通道连接所述墨水供应装置。