CN2910576Y - 喷墨打印机墨盒及其单向阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种喷墨打印机墨盒及其单向阀。该单向阀包括阀体、阀芯、阀座。其中阀芯包括弹簧和弹性材料制备的阀块。阀体和阀座相互扣合后其内部形成用于容纳阀芯的阀腔。阀体和阀座的侧壁上分别设置有与阀腔相通的连通孔。阀块通过其上的密封区域在弹簧和阀块两端压差的共同作用下控制阀体连通孔的开启或关闭。阀块和所述弹簧之间设置有只能沿阀腔内墨水流动方向移动的定位块。该单向阀及其喷墨打印机墨盒可灵敏地控制墨水的供应。

Description

喷墨打印机墨盒及其单向阀

〖技术领域〗

本实用新型涉及喷墨打印机墨盒及其所用的单向阀，尤其是指安装于喷墨打印机运载滑架上，向打印头或记录头提供墨水的墨盒，以及应用于该喷墨打印机墨盒的单向阀。

〖背景技术〗

喷墨型记录头是喷墨打印机的必要构成部件。该记录头设置在喷墨打印机的一个滑架上。喷墨打印机的墨盒担负着向记录头供应油墨的任务。早期的墨盒利用可以产生压力的贮墨腔室构件来提供压力，例如在贮墨腔室中设置海绵之类的多孔材料，由此材料的毛细孔道提供贮墨腔室所需的负压状态。贮墨腔室的侧壁之一与供墨腔室保持流体连通，其他侧壁上开设有一个喷墨口。包括贮墨腔室、供墨腔室和喷墨口的墨盒，通常被可拆卸地安装于滑架上，并与记录头匹配对接，用以向记录头提供油墨。在喷墨口产生喷射压力的状态下，油墨从该喷墨口流入记录头中，进而从记录头的喷嘴中射出，喷溅到纸张等记录介质上。因应于墨水自身重力导致的流动性，前述设置于贮墨腔室中的多孔材料产生的表面张力可以缓解或阻止贮墨腔室中墨水因流体压力通过喷墨口发生泄漏。然而，在贮墨腔室中引入多孔材料之后，多孔材料的固有体积将占据贮墨腔室的一部分空间，这样将减少墨水的有效贮藏空间，提高墨水贮量的途径之一就是扩大墨盒容积。此外，多孔材料产生的表面张力将始终作用于其内吸附的墨水，从而不能从毛细孔中完全清除所含墨水，造成墨液残留。

消除多孔材料占用墨盒空间的技术措施之一，就是利用阀门或者单向阀与墨盒相应的内腔进行配合，控制储墨腔中的墨水压力和流向，而取消储墨腔中设置的多孔材料。例如美国专利文献US4677447，公开了一种利用单向阀结构控制墨水供应的墨盒。该墨盒中，单向阀设置于位于储墨腔侧壁的供墨管道中，阀体基本上位于储墨腔的腔体外部，不影响储墨腔的容积，因此基本上可使墨水充满储墨腔的全部空间，从而有效地提高了墨水的储藏量。该墨盒利用一个伞形阀体由供墨腔中倒扣住与储墨腔连通的墨水通道，配合供墨腔中的压力变化打开或者关闭墨水通道。当启动记录头喷墨时，供墨腔产生负压。这时，伞形阀体因供墨腔与储墨腔之间的压力差而使伞面周缘向下偏移，使墨水从储墨腔经墨水通道流入供墨腔。这样既能实现连续向记录头供应墨水，又能由伞形阀体的固有结构特性维持供墨腔与储墨腔之间处于适当的压差状态。然而，在实际应用过程中发现，这种伞形阀体的使用效果却不尽人意。例如阀体的伞形面有出现反向翻折的可能性，在墨水压力波动较大的情形，伞形面将被迫沿伞面中轴方向回翻，出现翻折的伞形面或者失去阀门功能，或者容易出现断裂毁损，致使墨盒的正常使用受到影响；在墨盒与伞形阀体结构固定不可拆卸的情形，这种阀体损毁可能直接导致整个墨盒报废；另一方面，这种伞形阀体在控制墨水通道开/闭过程中对墨水压力差的响应较为呆板，造成墨水通道关/闭动作滞后于记录头墨水需求，致使墨水供应不稳定等。

CN03267274号中国专利文献“墨盒出墨口单向阀”，提出一种用于打印机墨盒上控制墨盒向打印头供应墨水的出墨口单向阀。它包括阀体和阀芯。在阀体下端面设有出墨孔。阀芯由堵块和弹簧组成。弹簧和堵块连为一体。堵块和弹簧均可为塑胶材料，能以一次注塑成型的方式将堵块和弹簧连接在一起。这种单向阀应用于墨盒的出墨口，与打印机的供墨针配合，对出墨口提供开启/关闭作用。具体来说，在墨盒储运状态，该单向阀的堵块由弹簧压迫抵靠于出墨口周边侧壁上，阻断出墨口与外部环境的连通；在墨盒落机状态，打印机供墨针推动堵块脱离出墨口周边侧壁，连通出墨口与外部环境。从其工作方式来看，该单向阀承担的是液体通道的密封作用，这种密封作用的实现还需打印机供墨针之类的刚性件配合。就其使用名称或性质而言，应当属于密封阀。经过使用方式的转换，虽然可以用做自动控制墨水通道启闭的单向阀，但由于堵块和与堵块配合的墨道口为平面形式，因此其关闭墨道的效果有所欠缺，不能将墨道完全关闭，会产生漏墨现象。此外，其堵块因弹簧在收缩和恢复过程中会由于受力不均而产生偏离运动方向的摆动，因此，堵块的密封面也会因之摆动而偏离密封区域，并由此形成少量漏墨。

〖实用新型内容〗

本实用新型目的在于提供一种喷墨打印机墨盒用单向阀，该单向阀能够在墨水流向上灵敏地控制墨水的通断，其阀芯仅在墨水流向上运动而不会产生偏离墨水流向的摆动。

本实用新型目的之二是提供一种喷墨打印机墨盒，该墨盒使用目的一涉及的单向阀。这种单向阀能够在墨水流向上灵敏地控制墨水的通断，其阀芯仅在墨水流向上运动而不会产生偏离墨水流向的摆动。

按照上述目的一设计的喷墨打印机墨盒用单向阀，包括阀体、阀芯、阀座。其中阀芯包括弹簧和弹性材料制备的阀块。阀体和阀座相互扣合后其内部形成用于容纳阀芯的阀腔。阀体和阀座的侧壁上分别设置有与阀腔相通的连通孔。阀块通过其上的密封区域在弹簧和阀块两端压差的共同作用下控制阀体连通孔的开启或关闭。阀块和弹簧之间设置有只能沿阀腔内墨水流动方向移动的定位块。换句话说，定位块在阀腔内的周向形状和垂直于墨水流向的径向尺寸与阀腔的周向形状和内壁尺寸对应，且在周向上保持可以滑动接触的状态。这样，定位块在周向和墨水流向两个方向上都保持可以活动的状态，在径向则保持固定状态。其周向上的运动形式可为旋转运动或静止状态，其中的旋转运动不影响阀块对阀体连通孔的控制。其墨水流向上的运动形式为线性移动，这种线性移动产生的空间距离直接成为阀块控制阀体连通孔开闭状态的行程。

上述喷墨打印机墨盒用单向阀，优选其阀块为半球体。该半球体底面固定于定位块上。阀块的密封区域是与阀体连通孔接触或脱离的半球体的球面。

上述喷墨打印机墨盒用单向阀，择取其阀块为锥体。该锥体底面固定于定位块上。阀块的密封区域是与阀体连通孔接触或脱离的锥体的锥面。

上述喷墨打印机墨盒用单向阀，选取其阀块为表面带有突伸环圈的阀片。该阀片的底面固定于定位块上。阀块的密封区域是与阀体连通孔接触或脱离的阀片背对墨水流动方向的外环面。

按照上述目的二开发的喷墨打印机墨盒，包括至少一个储墨腔、至少一个供墨口和至少一个单向阀。其中单向阀包括阀体、阀芯、阀座。阀芯包括弹簧和弹性材料制备的阀块。阀体和阀座相互扣合后其内部形成用于容纳阀芯的阀腔。阀体和阀座的侧壁上分别设置有与阀腔相通的连通孔。阀体连通孔与储墨腔连通。阀座连通孔与供墨口连通。阀块通过其上的密封区域在弹簧和阀块两端压差的共同作用下控制阀体连通孔的开启或关闭。阀块和弹簧之间设置有只能沿阀腔内墨水流动方向移动的定位块。换言之，定位块在阀腔内的周向形状和垂直于墨水流向的径向尺寸与阀腔的周向形状和内壁尺寸对应，且在周向上保持可以滑动接触的状态。这样，定位块在周向和墨水流向两个方向上都保持可以活动的状态，在径向则保持固定状态。其周向上的运动形式可以为旋转运动或者相对静止的状态，其中的旋转运动不影响阀块对阀体连通孔开闭状态的控制。其墨水流向上的运动形式为线性移动，这种线性移动产生的空间距离直接成为阀块控制阀体连通孔开闭状态的行程。

上述喷墨打印机墨盒，优选其阀块为半球体。该半球体的底面固定于定位块上。阀块的密封区域是与阀体连通孔接触或脱离的半球体的球面。

上述喷墨打印机墨盒，择取其阀块为锥体。该锥体的底面固定于定位块上。阀块的密封区域是与阀体连通孔接触或脱离的锥体的锥面。

上述喷墨打印机墨盒，选择其阀块为表面突伸出环圈的阀片。该阀片的底面固定于定位块上。阀块的密封区域是与阀体连通孔接触或脱离的阀片背对墨水流动方向的外环面。

本实用新型的喷墨打印机墨盒用单向阀，在常见单向阀的基础上，在弹簧和阀块之间增加设置定位块，并将定位块的周向形状和垂直于墨水流向的径向尺寸设计成与阀腔的周向形状和内壁尺寸相对应，且在周向上保持可以滑动接触的状态。这样，定位块在周向和墨水流向两个方向上都保持可以活动的状态，在径向则保持固定状态。其周向上的运动形式可以为旋转运动或者是相对静止的状态，其中的旋转运动不影响阀块对阀体连通孔开闭状态的控制。其墨水流向上的运动形式为线性移动，这种线性移动产生的空间距离直接成为阀块控制阀体连通孔开闭状态的行程。这样，整个阀芯在定位块的控制下只能发生一维线性运动，使阀块不会产生相对于墨水流向的偏移摆动，进而获得阀块的密封区域与阀体连通孔周壁的均匀稳定的接触。

〖图面说明〗

图1本实用新型喷墨打印机墨盒单向阀实施例一结构分解示意图。

图2本实用新型喷墨打印机墨盒单向阀实施例一剖视图。

图3本实用新型喷墨打印机墨盒单向阀实施例二结构分解示意图。

图4本实用新型喷墨打印机墨盒单向阀实施例二剖视图。

图5本实用新型喷墨打印机墨盒单向阀实施例三结构分解示意图。

图6本实用新型喷墨打印机墨盒单向阀实施例三剖视图。

图7a本实用新型喷墨打印机墨盒结构示意图，其尚未安装单向阀。

图7b本实用新型喷墨打印机墨盒结构示意图。

〖具体实施方式〗

参见图1、2，本实用新型喷墨打印机墨盒单向阀实施例一。

该单向阀结构由阀体6、阀芯9、阀座1构成。其中阀芯9包括弹簧2、定位块3和由弹性材料制备的阀块4。

阀体6和阀座1按图1所示虚线相互扣合后，其内部形成用于容纳阀芯9的阀腔10。在阀体6和阀座1的侧壁上，分别设置有与阀腔10相通的连通孔601、101。

阀块4形状呈现为半球体。该半球体的底面带有直径较之球体为小的收缩环401。收缩环401的轴向平行于阀腔10内的图2所示墨水流动方向α。阀块4通过收缩环401与定位块3上设置的相应环槽的卡位配合，固定于定位块3上。定位块3背对阀块4的侧壁与弹簧2的一端接触。阀块4的球面在弹簧2和阀块4两端压差的共同作用下，与阀体连通孔601的周壁接触或脱离，使阀体连通孔601处于关闭或开启状态。本例中，阀体连通孔601设置成其横截面为圆形，以利阀块4球面与连通孔601周壁的全面紧密啮合。

阀座1在相逆于图2所示墨水流动方向α的一侧，延伸出中空的环柱103。环柱103用于接纳定位块3在与图2所示墨水流动方向α相同的一侧延伸出的定位柱301。在图2所示墨水流动方向α上，环柱103的中空部分长度大于定位柱301，使定位柱301即便整体插入环柱103中空部分的情况下，环柱103的中空部分仍然保持有一段富余空间102。这样，弹簧2的作用范围相对具有较大的调节余地。弹簧2包套在环柱103的外围，并抵靠于阀座1上。

定位块3在阀腔10内的周向形状和垂直于图2所示墨水流向α的径向尺寸与阀腔10的周向形状和内壁尺寸对应，且在周向上保持可以滑动接触的状态。这样，定位块3在周向和墨水流向α两个方向上都保持可以活动的状态，在径向则保持固定状态。其周向上的运动形式为旋转运动，这种旋转运动不影响阀块4对阀体连通孔601开闭状态的控制。其墨水流向α上的运动形式为线性移动，这种线性移动产生的空间距离直接成为阀块4控制阀体连通孔601开闭状态的行程。

参见图3、4，本实用新型喷墨打印机墨盒单向阀实施例二。

该单向阀结构与单向阀实施例一基本相同，其结构相同的部分采用相同的数字进行标记，或者省略了相同构件的标记。其差别在于，阀块7是表面带有突伸环圈701的阀片。阀块7通过对应于单向阀实施例一中的收缩环702与定位块3上设置的相应环槽的卡位配合，固定于定位块3上。阀块7通过突伸环圈701背对墨水流动方向的外环面，在弹簧2和阀块7两端压差的共同作用下，与阀体连通孔601之外的周壁接触或脱离，关闭或开启阀体连通孔601。突伸环圈701外环面在接触阀体连通孔601之外的周壁时，阀体连通孔601须被包围于突伸环圈701之中。本实施例中，阀体连通孔601横截面除了可以设置成圆形外，还可以是其它多边形形状。

参见图5、6，本实用新型喷墨打印机墨盒单向阀实施例三。

该单向阀结构与单向阀实施例一基本相同，其结构相同的部分采用相同的数字进行标记，或者省略了相同构件的标记。其差别在于，阀块8呈锥体形状。阀块8通过对应于单向阀实施例一中的收缩环802与定位块3上设置的相应环槽的卡位配合，固定于定位块3上。阀块8的锥面在弹簧2和阀块8两端压差的共同作用下，确切地说是阀块8的锥尖伸入或脱出阀体连通孔601，与阀体连通孔601的周壁接触或脱离，使阀体连通孔601处于关闭或开启状态。

参见图7a、7b，本实用新型喷墨打印机墨盒。为了清楚地显示墨盒的内部结构，图示省略了墨盒侧盖。图7a中尚未安装单向阀。

在结构上，该墨盒包括储墨腔501和供墨口502。前者作为储备墨水的腔室，占据了墨盒内部的大部分容积，在空间位置方面，它位于墨盒的垂向上半部。后者用于向喷墨打印机记录头供应墨水，在空间位置方面，它位于墨盒的垂向下半部底壁上。供墨口502一端与喷墨打印机记录头适配，另一端通过通孔5021与墨水通道506连通。墨水通道506经由一个墨水缓冲腔或者墨水过渡通道503，经过连通孔5051和墨道505与储墨腔501实现连通。本案中，墨水缓冲腔或者墨水过渡通道503的空间位置基本上位于墨盒的垂向上半部。在墨盒顶壁对应于墨水缓冲腔或者过渡通道503所在的位置，开设有用于向墨盒内部补充墨水的注墨孔504。在墨盒充注有墨水的状态，采用密封胶塞封堵注墨孔504，以保持墨盒内部的密闭状态。在墨盒内腔墨水耗尽的状态，打开注墨孔504即可向墨盒内腔充注墨水。此外，还在墨盒的侧壁上设置了直立的气体通道508。气体通道508一端位于与供墨口502所在墨盒侧壁相同的侧壁上，通过墨盒内壁围成的气室507与外部大气相互连通；另一端在储墨腔501的垂向最上端与储墨腔501相互连通。在墨盒的储运状态下，位于墨盒侧壁上的气体通道508由于气室507同外部大气相连通的端口被胶塞或类似物品密封而同时处于无气液流动的静止状态。在供墨口502向打印机记录头供墨，供墨口502内形成负压并通过相应墨路传递至储墨腔501的情况下，位于墨盒侧壁上的气体通道508因气室507同外部大气相连通的端口上的胶塞被拔除，外部大气经过气室507和气体通道508，被引入储墨腔501中，使墨盒内腔的压力平衡状态得以维持。

见图7b，前述单向阀实施例一中的单向阀10被安装于由墨盒内壁构成的阀腔509中，并可以配套使用一个密封垫圈使阀腔509的上壁下表面与单向阀10密闭地紧密接触。单向阀10定位后，其内部由阀芯控制的流体通道与墨盒的墨水通道506相互连通。单向阀10定位后，在其阀块两侧的压力差大约为零时，弹簧作用于阀块，使阀块自然贴合阀体连通孔，从而使墨水通道506处于关断状态。在储墨腔501内部压力大于供墨口502内部压力时，单向阀10的阀块因弹簧受压而向供墨口502方向移动，启开墨水通道506，储墨腔501内的墨水流入供墨口502中。在储墨腔501内部压力小于供墨口502内部压力时，单向阀10的阀块因弹簧回复变形而向储墨腔501方向移动，进而关闭墨水通道506，储墨腔501内的墨水与供墨口502处于隔绝状态。随着打印机记录头喷墨过程的不断延续，单向阀10重复进行上述动作，间歇式地完成储墨腔501内的墨水向供墨口502的流动。

工作时，因应于储墨腔501和供墨口502之间的压力差，在单向阀10的控制下，储墨腔501内的墨水沿图7b虚线箭头β所示路线，经过由墨道505、连通孔5051、墨水缓冲腔或者墨水过渡通道503、墨水通道506、单向阀10内部受控的液体通道和通孔5021组成的墨路流入供墨口502内。与此同时，储墨腔501内出现的负压状态，通过气体通道508沿图7a虚线箭头γ所示路线引入的气体得以恢复平衡。

Claims (8)

1.喷墨打印机墨盒用单向阀，包括阀体、阀芯、阀座，所述阀芯包括弹簧和弹性材料制备的阀块，所述阀体和所述阀座相互扣合后其内部形成用于容纳所述阀芯的阀腔，所述阀体和所述阀座的侧壁上分别设置有与所述阀腔相通的连通孔，所述阀块通过其上的密封区域在所述弹簧和所述阀块两端压差的共同作用下控制所述阀体连通孔的开启或关闭，其特征在于所述阀块和所述弹簧之间设置有只能沿所述阀腔内墨水流动方向移动的定位块。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印机墨盒用单向阀，其特征在于所述阀块是半球体，所述半球体的底面固定于所述定位块上，所述密封区域是与所述阀体连通孔接触或脱离的所述半球体的球面。

3.根据权利要求1所述的喷墨打印机墨盒用单向阀，其特征在于所述阀块是锥体，所述锥体的底面固定于所述定位块上，所述密封区域是与所述阀体连通孔接触或脱离的所述锥体的锥面。

4.根据权利要求1所述的喷墨打印机墨盒用单向阀，其特征在于所述阀块是表面突伸出环圈的阀片，所述阀片的底面固定于所述定位块上，所述密封区域是与所述阀体连通孔接触或脱离的所述阀片背对于所述墨水流动方向的外环面。

5.喷墨打印机墨盒，包括至少一个储墨腔、至少一个供墨口和至少一个单向阀，所述单向阀包括阀体、阀芯、阀座，所述阀芯包括弹簧和弹性材料制备的阀块，所述阀体和所述阀座相互扣合后其内部形成用于容纳所述阀芯的阀腔，所述阀体和所述阀座的侧壁上分别设置有与所述阀腔相通的连通孔，所述阀体连通孔与所述储墨腔连通，所述阀座连通孔与所述供墨口连通，所述阀块通过其上的密封区域在所述弹簧和所述阀块两端压差的共同作用下控制所述阀体连通孔的开启或关闭，其特征在于所述阀块和所述弹簧之间设置有只能沿所述阀腔内墨水流动方向移动的定位块。

6.根据权利要求5所述的喷墨打印机墨盒，其特征在于所述阀块是半球体，所述半球体的底面固定于所述定位块上，所述密封区域是与所述阀体连通孔接触或脱离的所述半球体的球面。

7.根据权利要求5所述的喷墨打印机墨盒，其特征在于所述阀块是锥体，所述锥体的底面固定于所述定位块上，所述密封区域是与所述阀体连通孔接触或脱离的所述锥体的锥面。

8.根据权利要求5所述的喷墨打印机墨盒，其特征在于所述阀块是表面突伸出环圈的阀片，所述阀片的底面固定于所述定位块上，所述密封区域是与所述阀体连通孔接触或脱离的所述阀片背对于所述墨水流动方向的外环面。

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