CN1361008A - 可调节压力的墨水匣 - Google Patents

Abstract

一种可调节压力的墨水匣。为提供一种使用性能好、保持稳定负压、结构简单、安装方便、成本低、使用寿命长的打印机辅助装置,提出本发明,它包括匣体及置于匣体内的柔性气囊及弹性元件;匣体为内部盛装定量墨水的密闭容器,其上设有喷墨头;柔性气囊设有与外界空气导通的通气孔;弹性元件一端系连接于柔性气囊底部,带动柔性气囊内缩以使匣体内产生稳定的负压。

Description

可调节压力的墨水匣

本发明属于打印机辅助装置，特别是一种可调节压力的墨水匣。

喷墨打印机为一种常见的电脑周边设备，其主要功能在于执行电脑所下达的打印指令，并藉由墨水匣的打印头以喷墨方式将墨水列印于空白纸张或其他记录媒体(recording media)之中。

然而，对于一个设计良好的喷墨墨水匣而言，其在设计上必须合乎下列两点要求：

1、该墨水匣在不执行打印功能时，必须确保墨水匣内部的压力Pi不于外部的大气压力Po，以避免其内部的墨水由墨水匣的打印头漏出。

2、该墨水匣在执行打印功能时，必须在打印的过程中对墨水匣内部提供适当的压力，使墨水匣内部的压力得以克服外界的大气压力，进而将墨水匣内部的墨水由打印头喷出以执行打印。

为了满足上述要求1，目前业界主要的实施方式系在墨水匣内部施加一个负压Pb(back pressure)，使墨水匣在不执行打印功能时，其内部的压力Pi可以维持在小于外界大气压力Po的状态，以避免墨水匣内部的墨水由打印头漏出。又为了满足上述要求2，目前业界主要的实施方式系使用热感气泡式(therma bubble type)或压电式(piezoelectric pressure wave type)打印头进行打印，上述打印头可以在执行打印时对墨水匣内部产生适当的打印压力P，当打印压力P大于负压Pb时，墨水匣内部的压力Pi将会大于外部的大气压力Po，使墨水匣内部的墨水可以由打印头喷出而执行打印功能，由于打印头的喷墨技术并不属于本发明的发明点，因此，对于其技术内容在此将不予讨论。

然而，外界的大气压力Po经常会随着环境的不同而改变，例如，将喷墨打印机携带上飞机进行空运或是在高海拔地区使用喷墨打印机时，外界的大气压力往往会较正常的大气压力小很多，其结果将可能导致墨水匣内部的压力Pi大于外界的大气压力Po，从而造成墨水匣在未执行打印功能时，其内部的墨水却会自动由打印头渗出。此外，当墨水匣内部的墨水逐渐耗尽时，墨水匣内部的负压Pb将会越来越大，当墨水匣内部的负压Pb值大于打印头所提供的打印压力P时，该喷墨打印机将无法再执行打印功能而必须更换新的墨水匣，即使墨水匣内部仍然残留有许多尚用完的墨水。

针对于上述墨水匣所存在的缺点，美国第5,409,134号专利提出了一种墨水匣压力感应结构(Pressure-sensitive accumulator for ink-jetpens)，藉由此压力感应结构对墨水匣内部的负压Pb进行调整，使墨水匣内部的压力维持小于外界大气压力的适当范围内，以避免造成墨水匣内部的墨水外渗或发生墨水匣内部的墨水尚未耗尽即无法使用的情形。

如图1、图2所示，习知的墨水匣1压力感应结构10包括弹性元件12及柔性气囊14。弹性元件12系由固定部121及两弓形弹簧122组成。固定部121系固定于墨水匣1内部上方，两弓形弹簧122则分别结合于固定部121两端。柔性气囊14为袋状结构，其具有通气孔143、第一侧面141及第二侧面142。其中通气孔143系与外界大气成导通状态，且第一侧面141系结合于弓形弹簧122的外侧。

墨水匣1制造完成时，其内部除了填充墨水外，尚保留少部分真空空间，因此外界的空气将由通气孔143流入柔性气囊14内部，造成柔性气囊14的体积膨胀，并试图填满墨水匣1内部的真空空间，但由于柔性气囊14体积的膨胀会改变弓形弹簧122的状态，其回复的力量会限制柔性气囊14的膨胀程度，并对墨水匣1内部造成负压Pb，进而使墨水匣1内部压力Pi小于外界的大气压力Po。此时，该墨水匣1无论是被携带至高空的飞机上或是在高海拔的位置使用，该墨水匣1将因为柔性气囊14的通气孔143与外界空气导通，使墨水匣1内部压力Pi始终低于外界大气压力Po，以确保墨水匣1内部的墨水不会发生外渗现象。

但随着墨水匣1内部的墨水逐渐减少，压力感应结构10的柔性气囊也越来越大，而弓形弹簧122的变形量也随之增加，其中该弓形弹簧122最主要的功能系藉由其变形对墨水匣1内部产生负压以避免发生墨水外渗的现象。

然而，上述的压力感应结构10在实施时仍然有很多问题待克服。问题之一系习知的技术所提供的弓形弹簧122并无法提供固定的弹性常数，当弓形弹簧122的变形量越大，其所产生的负压Pb也就越大，一旦墨水匣1内部的负压Pb大于打印头所能提供的压力时，其将使得打印头无法喷出墨水，导致无法执行打印功能，此时，墨水匣1内部的墨水通常还未完全用完，从而造成墨水浪费，减少墨水匣1使用寿命，增加使用者经济上的负担。问题之二习知的压力感应结构10在结构设计上较复杂，安装的困难度也较高，此外，由于习知的压力感应结构体积10较大，其占据墨水匣1内部的体积太多，因此使墨水匣1内部可供容纳墨水的体积相对地减少。

本发明的目的是提供一种使用性能好、保持稳定负压、结构简单、安装方便、成本低、使用寿命长的可调节压力的墨水匣。

本发明包括匣体及置于匣体内的柔性气囊及弹性元件；匣体为内部盛装定量墨水的密闭容器，其上设有喷墨头；柔性气囊设有与外界空气导通的通气孔；弹性元件设置于柔性氯囊内部，其一端系连接于柔性气囊底部，带动柔性气囊内缩以使匣体内产生稳定的负压。

其中：

匣体上设有向匣体内补气以维持稳定负压的补气结构。

弹性元件为维持于拉伸状态并以拉伸变形的弹性力带动柔性气囊内缩的弹性元件。

弹性元件为线性弹簧。

为线性弹簧的弹性元件设置于柔性气囊内。

为线性弹簧的弹性元件一端与固定结设于柔性气囊底部的平板上。

补气结构包括补气室及置于补气室内的弹性元件及圆球；补气室具有连通外界的第一进气口及连通匣体内部第二进气口；弹性元件的两端分别抵接于补气室内侧壁及圆球上，以藉由弹性元件的弹力将圆球抵塞于第一进气口以将其封闭，避免造成匣体内墨水外泄；当匣体内部的负压Pb足以克服弹性元件的弹力时，圆球与第一进气口分离，使外界空气经由第一进气口及第二进气口进入匣体内部，直到匣体内部负压Pb回复稳定。

补气室系设置于匣体侧面。

补气室系设置于匣体底面。

补气结构为设置于匣体底面或侧面适当位置的贯穿孔，并于贯穿孔上形成具有透气及阻隔水分效果的疏水(hydrophobic)材质。

弹性元件为置于匣体内弹性系数为可变值的线性弹簧。

补气结构包括补气室及置于补气室内的弹性元件及圆球；补气室具有进气口；弹性元件的两端分别抵接于补气室内侧壁及圆球上，以藉由弹性元件的弹力将圆球抵塞于进气口以将其封闭；当匣体内部的负压Pb足以克服弹性元件的弹力时，圆球与进气口分离，使外界空气经由进气口进入匣体内部，直到匣体内部负压Pb回复稳定。

由于本发明包括匣体及置于匣体内的柔性气囊及弹性元件；匣体为内部盛装定量墨水的密闭容器，其上设有喷墨头；柔性气囊设有与外界空气导通的通气孔；弹性元件设置于柔性氯囊内部，其一端系连接于柔性气囊底部，带动柔性气囊内缩以使匣体内产生稳定的负压。随着墨水匣内部墨水，因使用而逐渐减少时，外界空气由柔性气囊的通气孔进入柔性气囊以使柔性气囊体积逐渐膨胀使其内部的负压Pb维持稳定。不仅使用性能好、保持稳定负压、使用寿命长，而且结构简单、安装方便、成本低，从而达到本发明的目的。

图1、为习知的具有感应结构的墨水匣结构示意剖视图(柔性气囊体积未膨胀时)。

图2、为习知的具有感应结构的墨水匣结构示意剖视图(柔性气囊体积膨胀时)。

图3、为本发明结构示意剖视图。

图4、为本发明结构示意剖视图(柔性气囊体积膨胀状态)。

图5、为本发明结构示意剖视图(补气结构补气状态)。

图6、为本发明结构示意剖视图(补气结构为形成具有透气及阻隔水分效果的疏水材质贯穿孔)。

图7、为本发明结构示意剖视图(弹性系数为可变值的线性弹簧)。

下面结合附图对本发明进一步详细阐述。

如图3、图4所示，本发明2包括匣体22、柔性气囊21、线性弹簧23及补气结构24。

匣体22为内部盛装定量墨水20的密闭容器，其上设有喷墨头26。

柔性气囊21设有与外界空气导通的通气孔211，其底部固定结设平板212。

线性弹簧23为维持于拉伸状态并以拉伸变形的弹性力带动柔性气囊21内缩的拉伸弹簧。

柔性气囊21系设置于匣体22内部；墨水20系盛装于匣体22内部，并位于柔性气囊21的下方；线性弹簧23设置于匣体22内部，并位于柔性气囊21内，其一端连接于柔性气囊21底部的平板212上，其维持于拉伸状态并以拉伸变形的弹性力带动柔性气囊21内缩，以在匣体22内部产生适当的负压Pb。但随着墨水匣20内部墨水，因使用而逐渐减少时，外界空气由柔性气囊21的通气孔211进入柔性气囊21以使柔性气囊21体积逐渐膨胀；当柔性气囊21的体积膨胀至饱和点而不再膨胀时，匣体内部的负压Pb会因为墨水20的消耗而持续增加，为了避免负压Pb过大而造成匣体22内部墨水20无法由喷墨头26喷出，便可经补充结构24对匣体22内部进行补气，使其内部的负压Pb维持稳定。

如图4、图5所示，补气结构24包括补气室241及置于补气室241内的弹性元件242及圆球243。补气室241系设置于匣体22的侧面或底面的适当位置，其具有连通外界的第一进气口244及连通匣体22内部第二进气口245。弹性元件242的两端分别抵接于补气室241内侧壁及圆球243上，以藉由弹性元件243的弹力将圆球243抵塞于第一进气口244以将其封闭，避免造成匣体22内墨水外泄。当匣体22内部的负压Pb足以克服弹性元件242的弹力时，圆球243与第一进气口244分离，使外界空气经由第一进气口244及第二进气口245进入匣体22内部，直到匣体22内部负压Pb回复稳定时，圆球243受到弹性元件242的弹力而自动抵塞于第一进气口244以将其封闭。补气室亦只具有一个进气口。

如图6所示，补气结构24a亦可为设置于匣体22底面或侧面适当位置的贯穿孔，并于贯穿孔上形成具有透气及阻隔水分效果的疏水(hydrophobic)材质，因此，既可避免匣体22内的墨水20外漏，又可当匣体22内负压Pb增加时，令外界空气可经由为形成具有透气及阻隔水分效果的疏水(hydrophobic)材质的贯穿孔的补气结构24a进入匣体22内部，以避免墨水20无法喷出的现象发生。

如图7所示，置于匣体22内的线性弹簧23a的弹性系数为可变值，亦随着柔性气囊21的膨胀，线性弹簧23a受拉伸后，其弹性系数值随之变小，因此，弹性不会随着柔性气囊21体积的膨胀而增加；换言之，柔性气囊21体积在膨胀过程中受到线性弹簧23a的压抑较小，因此，墨水20在消耗过程中的负压Pb不会有太大的改变，故无须设置补气结构对匣体22进行补气，就可以维持匣体22内部负压Pb的稳定而正常供墨。

当然，本发明中的线性弹簧亦可由弹性元件来取代，只要该弹性元件的功用与本发明中线性弹簧相同。

综上所述，本发明具有下列优点：

1、藉由柔性气囊21及线性弹簧23(23a)可使本发明2匣体22内部负压维持在适当范围内，以确保匣体22内部的墨水20不会受到外界大气压力的改变而发生外漏现象。

2、藉由柔性气囊21、线性弹簧23(23a)及补气结构24(24a)可确保匣体22内部负压不会因其内的墨水20消耗而改变太大，因此，可令匣体22内的墨水20可完全耗尽。

3、柔性气囊21、线性弹簧23(23a)及补气结构24(24a)设计与安装上较为简单，因此可节省设计成本并便于安装。

4、柔性气囊21、线性弹簧23(23a)及补气结构24(24a)置于匣体22内，其占用的体积小，可容纳较多的墨水20，使用寿命长。

Claims (12)

1、一种可调节压力的墨水匣，它包括匣体及置于匣体内的柔性气囊及弹性元件；匣体为内部盛装定量墨水的密闭容器，其上设有喷墨头；柔性气囊设有与外界空气导通的通气孔；其特征在于所述的弹性元件设置于柔性氯囊内部，其一端系连接于柔性气囊底部，带动柔性气囊内缩以使匣体内产生稳定的负压。

2、根据权利要求1所述的可调节压力的墨水匣，其特征在于所述的匣体上设有向匣体内补气以维持稳定负压的补气结构。

3、根据权利要求1所述的可调节压力的墨水匣，其特征在于所述的弹性元件为维持于拉伸状态并以拉伸变形的弹性力带动柔性气囊内缩的弹性元件。

4、根据权利要求1所述的可调节压力的墨水匣，其特征在于所述的弹性元件为线性弹簧。

5、根据权利要求4所述的可调节压力的墨水匣，其特征在于所述的为线性弹簧的弹性元件设置于柔性气囊内。

6、根据权利要求4所述的可调节压力的墨水匣，其特征在于所述的为线性弹簧的弹性元件一端与固定结设于柔性气囊底部的平板上。

7、根据权利要求2所述的可调节压力的墨水匣，其特征在于所述的补气结构包括补气室及置于补气室内的弹性元件及圆球；补气室具有连通外界的第一进气口及连通匣体内部第二进气口；弹性元件的两端分别抵接于补气室内侧壁及圆球上，以藉由弹性元件的弹力将圆球抵塞于第一进气口以将其封闭，避免造成匣体内墨水外泄；当匣体内部的负压Pb足以克服弹性元件的弹力时，圆球与第一进气口分离，使外界空气经由第一进气口及第二进气口进入匣体内部，直到匣体内部负压Pb回复稳定。

8、根据权利要求7所述的可调节压力的墨水匣，其特征在于所述的补气室系设置于匣体侧面。

9、根据权利要求7所述的可调节压力的墨水匣，其特征在于所述的补气室系设置于匣体底面。

10、根据权利要求2所述的可调节压力的墨水匣，其特征在于所述的补气结构为设置于匣体底面或侧面适当位置的贯穿孔，并于贯穿孔上形成具有透气及阻隔水分效果的疏水(hydrophobic)材质。

11、根据权利要求1所述的可调节压力的墨水匣，其特征在于所述的弹性元件为置于匣体内弹性系数为可变值的线性弹簧。

12、根据权利要求2所述的可调节压力的墨水匣，其特征在于所述的补气结构包括补气室及置于补气室内的弹性元件及圆球；补气室具有进气口；弹性元件的两端分别抵接于补气室内侧壁及圆球上，以藉由弹性元件的弹力将圆球抵塞于进气口以将其封闭；当匣体内部的负压Pb足以克服弹性元件的弹力时，圆球与进气口分离，使外界空气经由进气口进入匣体内部，直到匣体内部负压Pb回复稳定。

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