CN1361010A

CN1361010A - 具有压力调节结构的墨水匣

Info

Publication number: CN1361010A
Application number: CN 00136843
Authority: CN
Inventors: 徐德荣; 陈志清
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2002-07-31
Anticipated expiration: 2020-12-29
Also published as: CN1151027C

Abstract

一种具有压力调节结构的墨水匣。为提供一种能保持稳定负压、使用寿命长的打印机辅助装置,提出本发明,它包括为盛装有一定量的墨水密闭容器的匣体及压力调节结构;压力调节结构包括设有与外界空气导通的通气孔的柔性气囊、一端与柔性气囊连接的弹性元件及与弹性元件的另一端连接并于匣体内部作轴向移动的运动元件;弹性元件为带动柔性气囊轴向变形的弹性元件。

Description

具有压力调节结构的墨水匣

本发明属于打印机辅助装置，特别是一种具有压力调节结构的墨水匣。

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。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。

本发明的目的是提供一种能保持稳定负压、使用寿命长的具有压力调节结构的墨水匣。

本发明包括为盛装有一定量的墨水密闭容器的匣体及压力调节结构；压力调节结构包括设有与外界空气导通的通气孔的柔性气囊、一端与柔性气囊连接的弹性元件及与弹性元件的另一端连接并于匣体内部作轴向移动的运动元件；弹性元件为带动柔性气囊轴向变形的弹性元件。

其中：

柔性气囊底部与弹性元件之间设有用以引导柔性气囊沿其轴线方向伸缩的平板。

弹性元件为线性弹簧。

匣体顶部设有导孔；运动元件呈活塞状，其具有与匣体顶部导孔相对应并滑动套组的连杆；当作用在运动元件上的外力大于连杆与导孔之间的最大静摩擦力时，连杆于导孔中滑动。

匣体导孔内周面设有衬套或耐磨物质。

弹性元件及运动元件设置于柔性气囊内。

弹性元件及运动元件设置于柔性气囊外侧。

运动元件为设置于匣体内的至少一组滑轮组，滑轮组系由分别固定于同侧上、下方的两定滑轮及绕经两定滑轮并与弹性元件另一端连接的绳索组成；每组滑轮组的两定滑轮中至少有一个定滑轮设有扭力限制器；当经绳索作用在定滑轮上的外力大于扭力限制器的扭力时两定滑轮才能由绳索带动转动。

运动元件包括分别设置于匣体内两侧的两组滑轮组。

运动元件包括分别设置于匣体内两侧的四组滑轮组。

弹性元件的另一端系与结合于滑轮组绳索上的平板连接。

弹性元件的一端系与固定结合于柔性气囊底部的平板顶部连接，其另一端系与结合于滑轮组绳索上的平板底部连接，以位于匣体上方。

弹性元件为拉伸弹簧。

弹性元件的一端系与固定结合于柔性气囊底部的平板底部连接，其另一端系与结合于滑轮组绳索上的平板顶部连接，以位于匣体下方。

弹性元件为压缩弹簧。

运动元件包括固设于匣体内部上方的水平轴、套设于水平轴上的滑轮及绕设于滑轮上的绳索；绳索的自由端与弹性元件另一端连接；水平轴上设有扭力限制器；当经绳索作用在滑轮上的外力大于扭力限制器的扭力时，绳索与弹性元件作轴向移动。

绳索的自由端与弹性元件另一端之间设有连接两者的平板。

由于本发明包括为盛装有一定量的墨水密闭容器的匣体及压力调节结构；压力调节结构包括设有与外界空气导通的通气孔的柔性气囊、一端与柔性气囊连接的弹性元件及与弹性元件的另一端连接并于匣体内部作轴向移动的运动元件；弹性元件为带动柔性气囊轴向变形的弹性元件。弹性元件的变形弹力将造成柔性气囊的收缩，使本发明内部产生适当的负压Pb；又由于柔性气囊经通气孔与外界导通，因此无论本发明在空运过程中或是在高海拔地区使用，藉由弹性元件的作用产生的负压Pb以确保本发明内部的压力Pi小于外界的大气压力Po，以避免匣体内部的墨水由打印头渗出。当匣体内部墨水打印而逐渐减少时，外界空气会自动地经由通气孔进入柔性气囊造成柔性气囊体积膨胀拉伸，当膨胀的力量大运动元件的运动阻力时，柔性气囊将会带动弹性元件及运动元件向下移动，因此弹性元件的变形量将不会有太大的改变，而其对本发明内部所造成负压Pb也不会有太大的改变，因此匣体内部的墨水将不会因为负压Pb过小而外渗或负压Pb过大而造成墨水无法喷出。即不仅保持稳定负压，而且使用寿命长，从而达到本发明的目的。

图1、为习知的墨水匣压力感应结构结构示意剖视图。

图2、为习知的墨水匣压力感应结构结构示意剖视图(柔性气囊膨胀状态)。

图3、为本发明实施例一结构示意剖视正视图。

图4、为本发明实施例一结构示意剖视侧视图。

图5、为本发明实施例一连杆与导孔间摩擦力示意图。

图6、为本发明实施例二结构示意剖视正视图。

图7、为本发明实施例二结构示意剖视侧视图。

图8、为本发明实施例三结构示意剖视正视图。

图9、为本发明实施例三结构示意剖视侧视图。

图10、为本发明实施例四结构示意剖视正视图。

图11、为本发明实施例四结构示意剖视侧视图。

下面结合附图对本发明进一步详细阐述。

实施例一

如图3、图4所示，本发明包括为盛装有一定量的墨水30密闭容器的匣体2及置于匣体2内的压力调节结构20。

匣体2顶、底部分别设有导孔24及打印头25。导孔24内周面设有衬套或耐磨物质。

压力调节结构20包括柔性气囊21、线性弹簧22及运动元件23。

柔性气囊21上设有与外界导通的通气孔21，其底部固定结合平板212。

线性弹簧22为维持于拉伸状态的拉伸弹簧。

运动元件23呈活塞状，其具有与匣体2顶部导孔24相对应并滑动套组的连杆231。如图5所示，当作用在运动元件23上的外力大于连杆231与导孔24之间的最大静摩擦力时，连杆231于导孔24中滑动。

柔性气囊21系设置于匣体2内部，其底部的平板212可随柔性气囊21的胀缩而于垂直方向移动；线性弹簧22及运动元件2 3均设置于匣体2内，并位于柔性气囊21的外侧；线性弹簧22的一端221系与固定结合于柔性气囊21底部的平板212连接，其另一端222系与运动元件23连接。

线性弹簧22拉伸变形的收缩弹力将造成柔性气囊21的收缩，使本发明内部产生适当的负压Pb；又由于柔性气囊21经通气孔211与外界导通，因此无论本发明在空运过程中或是在高海拔地区使用，藉由线性弹簧22作用产生的负压Pb将可确保本发明内部的压力Pi小于外界的大气压力Po，以避免匣体2内部的墨水30由打印头25渗出。

当匣体2内部墨水30随打印而逐渐减少时，外界空气会自动地经由通气孔211进入柔性气囊21造成柔性气囊体21积膨胀拉伸，当膨胀的力量大于连杆231与导孔24之间的最大静摩擦力时，柔性气囊21底部的平板212将会带动线性弹簧22及运动元件23向下移动，因此线性弹簧22的变形量将不会有太大的改变，而其对本发明内部所造成负压Pb也不会有太大的改变，因此匣体2内部的墨水30将不会因为负压Pb过小而外渗或负压Pb过大而造成墨水30无法喷出。

实施例二

如图6、图7所示，本发明包括为盛装有一定量的墨水30密闭容器的匣体2及压力调节结构20a。

匣体2顶、底部分别设有导孔24a及打印头25。导孔24a内周面设有衬套或耐磨物质。

压力调节结构20a包括柔性气囊21a、线性弹簧22a及运动元件23a。

柔性气囊21a上设有与外界导通的通气孔211a。

线性弹簧22a为维持于拉伸状态的拉伸弹簧。

运动元件23a呈活塞状，其具有与匣体2顶部导孔24a相对应并滑动套组的连杆231a。如图5所示，当作用在运动元件23a上的外力大于连杆231a与导孔24a之间的最大静摩擦力时，连杆231a于导孔24a中滑动。

柔性气囊21a系设置于匣体2内部；线性弹簧22a及运动元件23a均设置于匣体2内，并位于柔性气囊21a的内部；线性弹簧22a的一端221a系直接与柔性气囊21a底部连接，其另一端222a系与运动元件23a连接。

线性弹簧22a拉伸变形的收缩弹力将造成柔性气囊21a的收缩，使本发明内部产生适当的负压Pb；又由于柔性气囊21a经通气孔211a与外界导通，因此无论本发明在空运过程中或是在高海拔地区使用，藉由线性弹簧22a作用产生的负压Pb将可确保本发明内部的压力Pi小于外界的大气压力Po，以避免匣体2内部的墨水30由打印头25渗出。

当匣体2内部墨水30因打印而逐渐减少时，外界空气会自动地经由通气孔211a进入柔性气囊21造成柔性气囊体21积膨胀拉伸，当膨胀的力量大于连杆231a与导孔24a之间的最大静摩擦力时，柔性气囊21a底部将会带动线性弹簧22a及运动元件23a向下移动，因此线性弹簧22a的变形量将不会有太大的改变，而其对本发明内部所造成负压Pb也不会有太大的改变，因此匣体2内部的墨水30将不会因为负压Pb过小而外渗或负压Pb过大而造成墨水30无法喷出。

实施例三

如图8、图9所示，本发明包括为盛装有一定量的墨水30密闭容器的匣体2及压力调节结构20b。

匣体2底部设有打印头25。

压力调节结构20b包括柔性气囊21b、线性弹簧22b及运动元件23b。

柔性气囊21b上设有与外界导通的通气孔211b，其底部固定结合平板212b。

线性弹簧22b为维持于拉伸状态的拉伸弹簧。

运动元件23b为设置于匣体2内的至少一组滑轮组，其可为分别设置于匣体2内两侧两组或四组滑轮组；每一滑轮组系由分别固定于同侧上、下方的两定滑轮232b及绕经两定滑轮232b的绳索233b组成，每组滑轮组的两定滑轮232b中至少有一个定滑轮232b设有扭力限制器234b(torque limiter)，当经绳索233b作用在定滑轮232b上的外力大于扭力限制器234b的扭力时两定滑轮232b才能由绳索233b带动转动。

柔性气囊21b系设置于匣体2内部，其底部的平板212b可随柔性气囊21b的胀缩而于垂直方向移动；线性弹簧22b及运动元件23b均设置于匣体2内，并位于柔性气囊21b的外侧；线性弹簧22b的一端221b系与固定结合于柔性气囊21b底部的平板212b顶部连接，其另一端222b系与结合于两侧两组滑轮组绳索233b上的平板223b底部连接，以位于匣体2上方，并维持于拉伸状态。

线性弹簧22b拉伸变形的收缩弹力将造成柔性气囊21b的收缩，使本发明内部产生适当的负压Pb；又由于柔性气囊21b经通气孔211b与外界导通，因此无论本发明在空运过程中或是在高海拔地区使用，藉由线性弹簧22b作用产生的负压Pb将可确保本发明内部的压力Pi小于外界的大气压力Po，以避免匣体2内部的墨水30由打印头25渗出。

当匣体2内部墨水30因打印而逐渐减少时，外界空气会自动地经由通气孔211b进入柔性气囊21b造成柔性气囊21b体积膨胀拉伸，当膨胀的力量大于设置于定滑轮232b上的扭力限制器234b扭力时，柔性气囊21b底部的平板212b将会带动线性弹簧22b及绳索233b向下移动，因此线性弹簧22b的变形量将不会有太大的改变，而其对本发明内部所造成负压Pb也不会有太大的改变，因此匣体2内部的墨水30将不会因为负压Pb过小而外渗或负压Pb过大而造成墨水30无法喷出。

实施例四

如图10、图11所示，本发明包括为盛装有一定量的墨水30密闭容器的匣体2及压力调节结构20c。

匣体2底部设有打印头25。

压力调节结构20c包括柔性气囊21c、线性弹簧22c及运动元件23c。

柔性气囊21c上设有与外界导通的通气孔211c，其底部固定结合平板212c。

线性弹簧22c为维持于压缩状态的压缩弹簧。

运动元件23c为设置于匣体2内的至少一组滑轮组，其可为分别设置于匣体2内两侧两组或四组滑轮组；每一滑轮组系由分别固定于同侧上、下方的两定滑轮232c及绕经两定滑轮232c的绳索233c组成，每组滑轮组的两定滑轮232c中至少有一个定滑轮232c设有扭力限制器234c，当经绳索233c作用在定滑轮232c上的外力大于扭力限制器234c的扭力时两定滑轮232c才能由绳索233c带动转动。

柔性气囊21c系设置于匣体2内部，其底部的平板212c可随柔性气囊21c的胀缩而于垂直方向移动；线性弹簧22c及运动元件23c均设置于匣体2内，并位于柔性气囊21c的外侧；线性弹簧22c的一端221c系与固定结合于柔性气囊21c底部的平板212c底部连接，其另一端222c系与结合于两侧两组滑轮组绳索233c上的平板223c顶部连接，位于匣体2下方，并维持于压缩状态。

线性弹簧22c压缩变形的伸张弹力将造成柔性气囊21c的收缩，使本发明内部产生适当的负压Pb；又由于柔性气囊21c经通气孔211c与外界导通，因此无论本发明在空运过程中或是在高海拔地区使用，藉由线性弹簧22c作用产生的负压Pb将可确保本发明内部的压力Pi小于外界的大气压力Po，以避免匣体2内部的墨水30由打印头25渗出。

当匣体2内部墨水30因打印而逐渐减少时，外界空气会自动地经由通气孔211c进入柔性气囊21c造成柔性气囊21c体积膨胀拉伸，当膨胀的力量大于设置定滑轮232c上的扭力限制器234c的扭力时，柔性气囊21c底部的平板212c将会带动线性弹簧22c及绳索233c向下移动，因此线性弹簧22c的变形量将不会有太大的改变，而其对本发明内部所造成负压Pb也不会有太大的改变，因此匣体2内部的墨水30将不会因为负压Pb过小而外渗或负压Pb过大而造成墨水30无法喷出。

压力调节结构的运动元件亦可为包括固设于匣体内部上方的水平轴、套设于水平轴上的滑轮及绕设于滑轮上的绳索；绳索的自由端与弹性元件另一端连接；水平轴上设有扭力限制器；当经绳索作用在滑轮上的外力大于扭力限制器的扭力时，绳索与弹性元件作轴向移动。并绳索的自由端与弹性元件另一端之间设有连接两者的平板。

综上所述，本发明具有下列优点：

1、本发明藉由压力调节结构，可以将匣体内的负压调整在适当的范围内，以确保其内部的墨水不会受到外界大气压力的改变而发生外漏现象。

2、本发明藉由压力调节结构可能在确保匣体内部负压不会因为墨水的消耗而改变太大，因此，打印头不会在匣体内的墨水尚未用完之前发生无法正常打印的现象。

Claims

1、一种具有压力调节结构的墨水匣，它包括为盛装有一定量的墨水密闭容器的匣体及压力调节结构；压力调节结构包括设有与外界空气导通的通气孔的柔性气囊及一端与柔性气囊连接的弹性元件；其特征在于所述的弹性元件的另一端连设于匣体内部作轴向移动的运动元件；弹性元件为带动柔性气囊轴向变形的弹性元件。

2、根据权利要求1所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的柔性气囊底部与弹性元件之间设有用以引导柔性气囊沿其轴线方向伸缩的平板。

3、根据权利要求1所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的弹性元件为线性弹簧。

4、根据权利要求1所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的匣体顶部设有导孔；运动元件呈活塞状，其具有与匣体顶部导孔相对应并滑动套组的连杆；当作用在运动元件上的外力大于连杆与导孔之间的最大静摩擦力时，连杆于导孔中滑动。

5、根据权利要求4所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的匣体导孔内周面设有衬套或耐磨物质。

6、根据权利要求1所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的弹性元件及运动元件设置于柔性气囊内。

7、根据权利要求1所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的弹性元件及运动元件设置于柔性气囊外侧。

8、根据权利要求1所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的运动元件为设置于匣体内的至少一组滑轮组，滑轮组系由分别固定于同侧上、下方的两定滑轮及绕经两定滑轮并与弹性元件另一端连接的绳索组成；每组滑轮组的两定滑轮中至少有一个定滑轮设有扭力限制器；当经绳索作用在定滑轮上的外力大于扭力限制器的扭力时两定滑轮才能由绳索带动转动。

9、根据权利要求8所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的运动元件包括分别设置于匣体内两侧的两组滑轮组。

10、根据权利要求8所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的运动元件包括分别设置于匣体内两侧的四组滑轮组。

11、根据权利要求8所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的弹性元件的另一端系与结合于滑轮组绳索上的平板连接。

12、根据权利要求2或11所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的弹性元件的一端系与固定结合于柔性气囊底部的平板顶部连接，其另一端系与结合于滑轮组绳索上的平板底部连接，以位于匣体上方。

13、根据权利要求12所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的弹性元件为拉伸弹簧。

14、根据权利要求2或11所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的弹性元件的一端系与固定结合于柔性气囊底部的平板底部连接，其另一端系与结合于滑轮组绳索上的平板顶部连接，以位于匣体下方。

15、根据权利要求14所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的弹性元件为压缩弹簧。

16、根据权利要求1所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的运动元件包括固设于匣体内部上方的水平轴、套设于水平轴上的滑轮及绕设于滑轮上的绳索；绳索的自由端与弹性元件另一端连接；水平轴上设有扭力限制器；当经绳索作用在滑轮上的外力大于扭力限制器的扭力时，绳索与弹性元件作轴向移动。

17、根据权利要求16所述的具有压力调节结构的墨水匣，其特征在于所述的绳索的自由端与弹性元件另一端之间设有连接两者的平板。