CN1160641A - 一种墨盒以及一种密封为该墨盒而设置的孔的方法 - Google Patents

Abstract

一种喷墨用的墨盒设有一用来给该墨盒充墨的小孔。将该小孔的周边和一塞入该小孔内的塞子的一部分熔化并焊接成一整体，以便气密性地密封该小孔，并获得一没有任何分界面的整体结构。因而，即使在其二者之中存在有一些划痕或裂缝时，也可以可靠地防止墨从那里泄漏出来。这有助于在生产过程中省去发现泄漏的检测步骤，同时有助于提高产品的产量。结果，可以大大地降低成本，同时增加该种墨盒的可靠性。

Description

一种墨盒以及一种密封为该墨盒而设置的孔的方法

本发明涉及一种喷墨用的墨盒，该墨盒具有一用作充墨口的孔，该孔是被密封的，本发明还涉及一种密封这个孔的方法。

作为在喷墨打印领域适用的墨盒，例如，具有一如图3A到3C所示的结构的墨盒已是公知技术。图3A是表示这种墨盒的截面剖视图，图3B是表示它的充墨口的放大的剖视图，图3C是沿图3B中箭头所示方向从下面看图3B时的视图。

在图3A中，标号300表示用例如聚丙烯(PP)或类似物制成的一个墨盒。墨盒300主要包括一产生负压的件用的容器302及一盛墨容器303，容器302由一间壁301隔开。产生负压的件所用的容器302和盛墨容器303通过一导通孔304互相导通地连在一起。对于这个产生负压的件所用的容器302，供墨孔305是用来给喷墨头(未示出)供墨的，该喷墨头可被安装在墨盒上。在这个产生负压的件所用的容器302的一个壁上，形成一供墨孔305，而一通气孔306远离该供墨孔305。在这一产生负压的件所用的容器302的内部，装有一由多孔元件或类似物形成的负压产生元件307，以吸收并储存油墨，此时，墨直接盛装在与它相邻的盛墨容器的内部。对于这一盛墨容器303，充墨孔309作为一直接将墨充进该容器的孔。

如图3B所示，充墨孔309主要包括一凹口部分309a，在该处有一下面将要描述的塞子，将它在压力作用下塞进去并气密地关闭充墨孔309；一在凹口部分309a的底部上形成的孔309b，该孔与盛墨容器303连通。可以塞进凹口部分309a中的塞子310通常是一用SUS或类似物制成的金属球或用PP或类似物做成的塑料球。然后，当储盛墨容器充满墨后，使这种球在压力的作用下塞进充墨孔309，这样就保持充墨孔处于密封状态。

将墨从充墨孔309的孔309b充进有如上所述结构的墨盒内。作为其充墨方法，可以采用已知方法中的任一种，像加压或减压或其它。

在充墨后，墨盒经常单独地在市场上出售。在这种情况下，包括充墨孔309(以及例如供墨孔305和通气孔306)的墨盒中所有的孔应该用密封材料封起来，作为一种防止油墨蒸发和在容器内的空气膨胀的措施。(这里，充墨孔309是如上所述的由塞子310密封的。)

作为一种如上所述的用来更好地密封这些孔的密封材料，可以使用通过把一单层阻挡层与一多层层压的塑料薄膜结合起来而生产的复合材料(这在包装工业领域中被称作“阻挡层材料”)或一通过将这种复合材料与一加强材料，例如纸或纤维结合在一起或通过将其与铝箔或类似物结合而生成的复合阻挡层。尤其是，使用与墨盒的材料相同的材料作为附着层，当将该密封材料热焊接到供墨口305和通气孔306上时，就可以保持高度的气密性，供墨口305和通气孔306也是为墨盒所提供的孔。

如上所述，充墨孔309，供墨孔305以及通气孔306都被气密地密封。因此，不会漏墨或发生类似情况，这样当墨盒301单独地供应到市场上时就能具有相当高的可靠性。

现在，在这方面，用于压塞进这种墨盒的充墨口中的SUS球只有在经过严格的挑选后才能用以实施预定的工序，这样所用的球应当在其表面上没有划痕或裂缝或其它缺陷。因此，当选择球时，需要采用许多工序，这就导致使成本不可避免地提高的缺点。同样，在经过严格的挑选后才可使用的SUS球有时也存在一些用肉眼不能辨别出的划痕或裂缝。假如使用这些SUS球，可以想象，就不能提供优异的耐久性，或者可能产生油墨槽，它们在外界环境变化时不适合使用。当使用PP球时，同样也面临着用肉眼无法更好地分辨划痕和其它缺陷这一问题。划痕或其它缺陷也可能出现在充墨口的内部。

这里，产生这些划痕或其它缺陷的原因如下：

在充墨口的内部产生划痕的原因是：

1)在形成墨槽时形成的焊缝。

2)由充墨机的充墨嘴压迫充墨口时由摩擦产生的划痕。

在塞子的表面上产生划痕的原因是：

1)由供应到市场上的塞子彼此之间的摩擦而形成的划痕。

2)形成塞子时产生的焊缝

假如将有这种划痕或其它缺陷的塞子压入上述的充墨口时，墨可能会从该充墨口泄漏出来或不能保持盛墨容器被气密地密封。结果，墨盒的性能就不能成为预期的理想情况，此时，可以想象到，墨会转移到这种构件的容器内的负压产生元件中。因此，墨可能从供墨口泄漏。为了防止这种墨盒进入市场，必须进行如下所述的检查，即在盛墨容器的充墨口、供墨口和通气孔密封后将盛墨容器的充墨口朝下地放置，并使盛墨容器放置8到24小时，或者采用这样一种检测方法，即，将盛墨容器放在45℃或60℃的保持干燥的设备内。由于进行了这种检测，假如在充墨口发生任何微量的泄漏，或是可观察到通常不被墨浸湿的负压产生元件的那部分被由负压产生元件的毛细作用力吸取的墨浸湿了，就可以看到从充墨口泄露的墨。这样，那些有墨泄漏的墨盒就可被检测出来，并且在仍然处于制造阶段时被排除。可是，实施这些从充墨口发现墨泄漏的检测步骤不仅导致生产周期的延长，同时也导致产量的下降，因为这些废品被排除出去了。生产成本必然上升。

因此研究出了这样一种方法，它在PP球压进充填口后对其施行热焊接从而使其密封。可是，用通常的热焊接方法，热量不能集中在充墨口的附近而实现理想的热焊接。这些热量势必影响墨盒的其它部分，导致对已盛放在盛墨容器内的墨产生热影响。同样，也可以最终对盛墨容器本身气密性的可靠性产生反作用。

本发明的一个目的是提供一种能在有限的范围内进行局部焊接的焊接方法，以便不对产品的整体产生任何负作用。

本发明的另一目的是提供一种密封喷墨用的墨盒上的孔的方法，以便可靠地防止墨从充墨孔或其它孔中泄漏出去，同时通过使用该方法也提供了一种价格便宜的用于喷墨的墨盒。

本发明的再一个目的是提供一种有大量油墨的喷墨用墨盒，该墨盒可通过将其充墨孔或其它孔的空间缩小而装入大量的油墨。

本发明的又一个目的是提供一种密封喷墨用的其上具有孔的墨盒上的孔的方法，该方法包括这些步骤，即在压力的作用下，将一塞子塞进孔中；将焊机的电极臂压紧在塞子的上部上以产生一绕孔的轴线的扭转振动，以便使塞子熔化从而与孔的内壁形成一体；以及在把焊机的电极臂从这部分收回后，冷却该整体地熔化的部分。

本发明的又一个目的是提供一种密封喷墨用的墨盒上的孔的方法，它通过熔化处于塞入状态的一个塞子，以便气密性地密封外面的孔。

本发明的再一个目的是提供一种密封喷墨用的其上具有孔的墨盒上的孔的方法，该方法包括下述步骤：在压力的作用下将一塞子塞进该孔内，以便使塞子的上部露出该孔；将一焊机的电极臂压紧在塞子的上部上来产生一绕该孔的轴线的扭转振动，以便使塞子熔化，与孔的周边形成一体；以及在从这一部分收回焊枪的电极臂后，冷却该整体地熔化的部分。

本发明的再一目的是提供一种密封喷墨用的墨盒上的孔的方法，它将孔的周边与在压力作用下塞进该孔的塞子的一部分整体地熔化。

本发明的又一目的是提供一种喷墨用的墨盒，该墨盒有一孔，其中，该孔用于将墨充填入该墨盒；

或提供一种喷墨用的墨盒，其中，塞子的材料与该孔的周边的材料相同；

或提供一种喷墨用的墨盒，其中，塞子的材料的熔点与该孔周边的材料的熔点相同；

或提供一种喷墨用的墨盒，其中，该孔是为直接盛装墨的盛墨容器而形成的；

或提供一种喷墨用的墨盒，其中，产生负压的件所用的一个容器靠近盛墨容器，在产生负压的件所用的容器内装有一负压产生元件，用来吸取油墨和将墨储存在其内，此外，盛墨容器和该构件所用的容器通过使用气—液交换装置而可导通地连接在一起；

或提供一种喷墨用的墨盒，其中，将处于塞入状态的塞子熔化，然后，使外孔被气密性地封闭。

由于采用了上述的结构，在将塞子塞进孔中以后，利用摩擦热可将塞子熔化并将其焊接在充墨孔上，由此可以提供一种没有任何分界面的一体结构，它不同于传统的结构，在传统结构中，因为塞子的装配仅仅是将其压紧在充墨孔内，因而存在有分界面。这样，就能可靠地保持充墨孔的气密性，同时提高产品的产量，并可使制造成本大大下降。

另外，由于采用了上述结构，通过利用摩擦热将塞子熔化并焊接在充墨孔中，就可使设有充墨孔的盛墨容器被固定，于是，利用摩擦热仅仅使塞子的一部分熔化，使得塞子与充墨孔的周围形成一整体，或者利用这样熔化的树脂与其内表面形成一体，以便气密性地封闭充墨孔。因此，通过熔化焊而整体形成的部分能作得较小。这样，能够将充进容器内的墨量增加到一定程度，而使这个用于充墨的部分做得较小，并增加了每一墨盒的墨消耗效率。

由于使用了这种方法，只使有限的部分熔化焊接，因此盛墨容器的其它部分以及充进该容器内的墨不会受这种熔化焊的影响。

假如在容器内充墨，墨可能出现在充墨口的邻近区域，以便增加喷墨盒的墨的使用效率，并且在外界环境变化的情况下打开包装时(尤其是，当大气压下降，温度上升时)，防止由于内部空气的膨胀而引起的墨被喷出的情况。当充墨孔被关闭后，在压力下将塞子塞入孔内，对该孔进行初步密封，然后利用摩擦热进行熔化焊接。因此，没有初步密封就不作用摩擦力和振动，从而，不会使墨溅在充墨孔的附近，由此大大提高了生产率。

图1A到1E是表示按照本发明的一个实施例的密封喷墨用墨盒的孔的方法的每一操作，直到将塞子熔化并焊接在充墨孔上的视图；

图2A到2C是表示按照本发明另一个实施例的密封充墨用墨盒的孔的方法的每一操作，直到将塞子熔化并焊接在充墨孔上；

图3A到3C是表示喷墨用墨盒的一个例子的剖视图，该墨盒采用了本发明的方法来密封它的孔；

图4A到4C是表示喷墨用的另一墨盒的外形的视图，可采用本发明的密封孔的方法密封该墨盒上的孔；以及

图5是表示喷墨用的另一个墨盒的外形的剖视图，可采用本发明的密封孔的方法密封该墨盒上的孔。

(实施例1)

图1A到1E是分别表示按照本发明的一个实施例密封喷墨用墨盒的孔的方法的剖视图。图1A是表示充墨孔被塞住时的状态以及一焊机的电极臂的剖视图。图1B是表示利用该焊机的电极臂的前端熔化塞子的操作的剖视图。图1C是表示利用焊机的电极臂的中间部分熔化并焊接塞子和充墨口的操作的剖视图。图1D是表示将塞子熔化并焊接在充墨口上这一状态的剖视图。图1E是表示沿图1D中的箭头所示方向看到的图1D的视图。这里，在按照本发明的这一实施例中，同样的标号适用于在图3A到3C中所表示的相同的元件，并省略对它的有关描述。

在图1A到1E中，标号101表示将墨充入墨盒的充墨孔；102表示塞进充墨孔101内的一个塞子；103表示用来将塞子102和充墨孔101的内表面熔化并焊接在一起的一焊机的电极臂。

下面将描述充墨和随后的密封操作。

首先，将一注墨口(未示出)压在墨盒的充墨口101内，用来在压力的作用下向墨盒内注入一给定量的墨。然后，当墨被注入后，供墨孔305和通气孔306，它们是该盛墨容器的除充墨孔101之外的其它孔，由像硅胶这样的密封材料气密性地密封。在这种状态下，将注墨口从充墨孔101移开。

接着，当注墨口移开后，马上将塞子102如图1A所示的压进去，将其与充墨孔101配合起来。考虑到便于使用压入装置和进行操作，最好将塞子102做成球形。并且最好使塞子102所使用的材料与盛墨容器相同。

然后，如图1B所示，将焊机的电极臂103置于面对充墨孔101的中心线的位置，并让它按箭头A所示的方向沿充墨孔101的中心线下降。在该焊机的电极臂抵靠在塞子102的上部之前，立即沿扭转方向(如箭头B所示)开始振动。这一振动的幅度可在0.05到0.1mm的范围内变化。它的频率在10KHz到30KHz之内。这样，塞子102被焊机的电极臂103的前端熔化。在这一方面，熔化焊最优选的条件是：振幅为0.08mm，振动频率为18KHz，这是最佳的情况。

因为焊机的电极臂103的前端104沿扭转方向(如箭头B所示)振动，在塞子102和焊机的电极臂103的前端104接触处产生摩擦热，以便熔化该塞子102。

然后，如图1C所示，使塞子102由焊机的电极臂103的前端104熔化。这样熔化的树脂被焊机的电极臂的中间部分105截住，并利用由焊机的电极臂103的中间部分105产生的摩擦热与充墨孔101的内表面部分焊在一起。这样，使充墨孔101和塞子102形成一整体，并且在它们之间没有任何分界面。

最后，如图1D和1E所示，焊机的电极臂103向上移动以完成熔化焊。这样，就将塞子102熔化并焊接在充墨孔101上，以形成一没有任何分界面的整体结构。因此，可以可靠地防止由于可能存在于塞子102和供墨孔101上的划痕或裂缝而产生的油墨泄漏。此外，不需要检测和发现墨泄漏的任何工序，从而可以降低成本。

而且，焊接仅仅在需要的地方局部实施，因而，在结构的任何其它部位不会产生负作用。

(第二实施例)

图2A到2E是分别表示按照本发明另一实施例用来密封喷墨用墨盒的孔的方法的剖视图，并相应地示出了每一操作过程直到塞子熔化并与充墨孔焊在一起。这里，塞子与充墨孔的焊接位置被调整到在盛墨容器的外面。图2A是表示充墨孔被塞住时的状态，以及一焊机的电极臂的剖视图。图2B是表示利用焊机的电极臂的前端熔化塞子的操作的剖视图。图2C是表示利用焊机的电极臂的中间部分将塞子和充墨孔熔化并焊在一起的操作的剖视图。图2D是表示将塞子熔化并与充墨孔焊在一起时的状态的剖视图。图2E是沿图2D中的箭头方向看到的图2D的视图。这里，在按照本发明的这一实施例中，同样的标号也适用于在图1A到1E和图3A到3C中所表示的那些相同的元件，并省略对它们的描述。

在图2A到2E中，标号201表示将墨充入墨盒的充墨孔；标号202表示被压入充墨孔201中的塞子；而203表示用于使塞子202与充墨孔201的内表面熔化并焊接在一起的焊机的电极臂。

与本发明的前一实施例不同，压入充墨孔201的塞子202的上部在这一实施例中从充墨孔201中凸出来。而且，焊机的电极臂203的中间部分205的构形也使其从该充墨孔向外明显地凸出。这些方面体现了按本发明的这一实施例的特征。

这里，与前一实施例一样，在注入油墨后，焊机的电极臂203如图2A到2B所示那样以与前一实施例相同的方式下降并利用焊机的电极臂203的前端204熔化塞子202的凸出的上部。

然后，如图2C所示，由焊机的电极臂203的前端204熔化的树脂被焊机的电极臂的中间部分205截住，并利用由焊机的电极臂的中间部分产生的摩擦热焊到充墨孔201上部的四周。这样，使充墨孔201和塞子202形成一整体，并且在它们之间没有任何的分界面。

最后，如图2D和2E所示，焊机的电极臂203向上移动，以完成这一熔化焊接过程。这样，塞子202被熔化并焊接到充墨孔201的上周边上以形成一没有任何分界面的整体结构。因此，可以可靠地防止由于可能存在于塞子202和供墨孔201上的划痕或裂缝而形成的墨泄漏。此外，不需要任何检测并发现墨泄漏的工序，由此可以降低生产成本。另外，由于塞子202能被熔化并焊接成这样的状态，即，它从充墨孔201向上凸，为充墨孔提供的占据盛墨容器的空间就可做得较小，因此，相应地增加了充墨量。

图4A到4C是表示按照本发明再一实施例的墨盒的外形的三侧视图，图5是有代表性地表示其内部的剖视图。

如图4A到图5所示，本实施例提供了一种几乎像一U形字母的外形并且具有一恒定宽度的墨盒100。在该U形字母形墨盒底部的一端上设有一供墨口100A，使它由此而与一喷墨头(未显示)的供墨管相连，用来供墨。在U形字母形墨盒的上方还设有一通气孔100B，借此减轻墨盒内的压力变化，以保持其内部压力基本恒定。设有一个进墨口100C，当生产该墨盒时，通过该进墨口100C装填油墨。

如图5所示，本实施例的墨盒主要分成两个室。也就是说，在该墨盒的内部形成一隔壁111，该隔壁在墨盒的上部基本上呈一角度，并在其底部基本上呈一曲柄形，墨盒100由此分为两个室，一个盛墨部分114和一个装有负压产生件的部分112，以及空腔106，107。一连通通道110设置在隔壁111的底端，一气体和液体交换槽(未示出)设置在位于其邻近区域的隔壁111上。

开始使用时，作为墨盒100的一个室的盛墨部分114被充满墨。随着墨的消耗，气体(空气)经通道110通过气液之间的交换从另一室，即装有负压产生件的部分被导入，如后面将要描述的那样，以使空气115在该室中逐渐增加。

作为另一室的装有负压产生件的部分112以及空腔106，107的构成如后所述。装有负压产生元件的部分112内致密地装有一与该容放部分的形状一致的储墨件113。该储墨件113由像海绵一样的多孔材料形成，以便由于其毛细作用力相对于大气压力产生一明显的负压。在装有该负压产生件的部分112的上部设有一空腔107，空腔107具有一构件107A，它沿所装的储墨件113的上部设置，用来调节储墨件113的移动。此外，设有一空腔106，该空腔106与空腔107相通并通向通气口100B。该空腔106大体上呈一三角形形状，它的体积沿朝通气口100B的方向逐渐增加。

在具有上述结构的这种墨盒中，假如墨被消耗，例如，由一喷墨头(未示出)喷出，通过供墨口100A向喷墨头供墨，但在储墨件113内可能会出现压力分布不均匀。为了弥补这种不均匀的压力分布，墨通过通道110从盛墨部分114移动到储墨件113内。然后，在盛墨部分103内的空气115随着墨的上述移动相应地减小其压力(体积增加)，但是当通过通气口100B被导引到墨盒100中的空气通过与储墨件和通道110相接触的隔壁111的气液交换槽(未示出)最后被导引到盛墨部分114中时，这种压力的减小可被补偿。

由于采用了如上所述的气液交换结构，如果在盛墨部分114内的墨被用尽，由储墨件113储存的墨而后就会被逐步地消耗掉。

如上所述，按照本发明，可将塞子熔化并焊接在充墨孔内。因此，可以可靠地防止由那些可能存在于塞子和供墨孔上的划痕或裂缝而引起的油墨泄漏。此外，不需要任何用来检查并发现油墨泄漏的检测工序，这样可以减少制造成本。

而且，由于塞子可被熔化并焊接在充墨孔的上周边上，以使其形成没有任何界面的整体结构，提供给充墨孔的这一占据盛墨容器的空间可以被做得较小，由此可以相应地增加在盛墨容器中使用的墨量，也即提高了墨的使用效率。

同时，焊接仅是在需要焊接的部分局部地施行，对墨盒结构的任何其它部分不会产生负作用。

当塞子在压力作用下被塞进孔内并且该孔被初步密封后，由摩擦热施行熔化焊接。因此，摩擦力和振动不会在没有预先密封的情况下起作用，从而使墨不会被溅泼在充墨孔的邻近区域，这样就增加了密封性能。

这些实施例中的塞子是树脂球，然而，它也可以是一个扁盘，如在图5中所示的充墨孔100C那样，若能提高密封性能，也可以采用其它形状，如长方形。塞子的材料可以是能够熔化并密封的除树脂外的其它材料。此外，塞子不仅可以被制成一个单一的构件，而且也可被制成一具有一芯体和在芯体周围覆盖有可熔材料的塞子，该芯子是由不同材料制成的。

更进一步，塞子最好可熔化并与容器的一部分形成一整体，以便增加密封性能。然而，塞子可以部分地与具有一边界面的容器形成一体。塞子和容器中的任何一个均可被熔化。即使在这种情况，按照本发明的上述的密封方法也可被使用。在前面的实施例中，使用扭转振动熔化焊。但是，也可以采用材料本身产生摩擦热的超声波熔化焊。

Claims (14)

1.一种喷墨用的其上设有一小孔的墨盒，其特征在于，所述小孔的周边及被压入所述小孔内的一个塞子的一部分被焊接成一整体，用来密封所述小孔。

2.一种按照权利要求1所述的喷墨用的墨盒，其特征在于，所述小孔是一用于充墨的开口。

3.一种按照权利要求1所述的喷墨用的墨盒，其特征在于，所述小孔周围的材料和所述塞子的材料是相同的。

4.一种按照权利要求1所述的喷墨用的墨盒，其特征在于，所述小孔周围的材料的熔点与所述塞子的材料的熔点是相同的。

5.一种按照权利要求1所述的喷墨用的墨盒，其特征在于，所述的小孔是用来为盛墨容器直接盛装墨的。

6.一种按照权利要求5所述的喷墨用的墨盒，其特征在于，装有一负压产生件的一容器与所述的盛墨容器通过一隔壁相邻接，该容器装有一负压产生件，用来吸收和储存墨，并且这两个容器通过一气液交换装置可导通地相连接。

7.一种按照权利要求1所述的喷墨用的墨盒，其特征在于，处于被塞入状态的一个塞子被熔化并被焊接，以便气密性地密封一外部小孔。

8.一种用于密封一种喷墨用的其上设有一小孔的墨盒上的这一小孔的方法，包括下列步骤：

将一塞子塞入所述小孔；

通过将一焊机的电极臂压在所述塞子的上部并绕所述小孔的轴线施加一扭转的振动，将所述塞子与所述小孔的内壁面熔化并焊接，使其形成一整体；以及

退回所述的焊机的电极臂并冷却所述的整体熔化和焊接的部分。

9.一种按照权利要求8所述的用于密封一种喷墨用的墨盒上的小孔的方法，其特征在于，使处于被塞入状态的一塞子被熔化并焊接，以便气密性地密封这一外部小孔。

10.一种用于密封一种喷墨用的其上设有一小孔的墨盒上的这一小孔的方法，包括下述步骤：

将一塞子塞入所述小孔内并且使该塞子的上部露出所述小孔；

将一焊机的电极臂压在这样暴露的所述塞子的上部上，并施加一绕所述小孔的轴线的扭转振动，以便将所述塞子熔化并焊接在所述小孔的周边上；以及

退回所述焊机的电极臂并冷却所述整体熔化和焊接的部分。

11.一种用于密封一种喷墨用的其上设有一小孔的墨盒上的这一小孔的方法，所述方法包括下述步骤：

通过该小孔充填油墨；

在所述充填步骤之后将一塞子塞入所述小孔；

利用摩擦热在所述塞子和所述容器的交界面熔化所述塞子和容器中的至少一个，由此来密封所述小孔。

12.一种按照权利要求2所述的喷墨用的墨盒，其特征在于，所述小孔周围的材料和所述塞子的材料相同。

13.一种按照权利要求2所述的喷墨用的墨盒，其特征在于，所述小孔周围的材料的熔点和所述塞子的材料的熔点相同。

14.一种按照权利要求2所述的喷墨用的墨盒，其特征在于，所述的小孔是用来为盛墨容器直接装墨用的。

Images