CN1607094A - 墨水匣及其负压调节机构 - Google Patents

Abstract

本发明是为一种墨水匣结构，其包含：一壳体，其具有一墨水槽、一第一通气孔、一第二通气孔与一出墨口，其中第一通气孔设置于壳体的顶部，第二通气孔设置于壳体的底部；一气袋组，其设置于壳体内且具有至少两气袋，其中该气袋是分别抵靠壳体的内侧壁且与第一通气孔相连通，用以将外界空气导入气袋以调节墨水槽内的压力；一滤心座，其设置于壳体底部且与第二通气孔相通连；一滤心，其设置于滤心座内，用以调节空气进入墨水槽内，藉此以调节墨水槽内的压力且/或使气袋的体积相应变化；以及一弹片组，其设置于滤心座或壳体的底部且具有至少两弹片，其中该弹片是分别向壳体的内侧壁延伸且与一对应的气袋相接触，用以调节相对应气袋的体积变化。

Description

墨水匣及其负压调节机构

(1)技术领域

本发明是为一种墨水匣及其负压调节机构，尤指一种适用于喷墨打印机的墨水匣及其负压调节机构。

(2)背景技术

近年来随着个人计算机普及与互联网的快速成长，喷墨打印机也几乎成为个人计算机设备中必备的产品。对一般的使用者来说，一台基本型的喷墨打印机就足以应付所有文件处理的需求。然而除了打印机本身的功能外，墨水、耗材、打印用纸的选择，以及使用方式将会决定打印的品质以及打印机是否可以长期使用。

喷墨打印技术发展至今，控制喷墨头(printhead)释出墨滴至喷墨媒体的方式可大致分为两大主流。其一是为热气泡式(Thermal Bubble Ink Jet)技术，其操作原理是利用加热电阻器(thin film resistor)加热使部分墨水产生气泡进而将墨水排挤出，并使之通过多个喷孔喷至喷墨媒体上。另一则为压电致动式(Piezo-electric)技术，其原理是利用石英晶体的导电性，于通电后电流使石英晶体产生固定的震荡频率而将墨水推出喷嘴。

热气泡式技术必须有其独特的负压调节设计，这是因为当墨水匣的外界压力或温度改变，或墨水消耗时会使墨水匣内的压力产生变化，若无法有效调节墨水匣内的负压变化则会对墨水匣喷出墨滴的稳定性造成影响，且可能造成漏墨或无法下墨的情形产生。因此，使用热气泡式技术的墨水匣必须有其独特的负压调节设计以适应不同压力、温度及墨量等条件变化而调整墨水匣内部的压力，使墨水匣保持稳定供墨以及避免漏墨或无法供墨的情形产生，进而维持良好的打印品质。在热气泡式喷墨打印技术中，现用的墨水匣储墨、供墨与负压调节方式可进一步分为两大类：

一、由具多孔特性的发泡棉为储墨及供墨材料：

这类型的墨水匣供墨结构与方式主要是将具有多孔特性的发泡棉填塞入墨水匣内，然后藉由发泡棉的材料特性与虹吸现象以达到储墨、稳定供墨以及避免漏墨的目的。然而，由于发泡棉于墨水匣内占有固定的空间，且因其具有许多孔隙无法将墨水完全充满，而仅能灌入发泡棉85％容积的墨水量以避免造成漏墨，因此使得墨水匣的储墨量大幅地降低。此外，在墨水匣使用后会有部分墨水被发泡棉所吸收而无法释出，因此造成一定比例的墨水残留。另一方面，由于墨水是由数种化学原料搭配组成的组合物，为使墨水达到稳定的效果，所加入的部份原料具有侵蚀性，因此当长时间浸泡发泡棉时则可能会有部份成份变异或使发泡棉残余物沉积阻塞喷墨头的情形产生，进而影响到打印的品质。况且，发泡棉为一软性体，易因外力大小而肆意改变形状，因此于置入墨水匣时明显地较费时且不易完成。故此类型的墨水匣结构仍具有许多缺点尚待改进。

二、以气袋、气袋配合弹片或气袋配合弹簧与压板等方式：

为克服使用发泡棉所造成的储墨量降低，利用气袋设计以调节墨水匣内部压力的设计于是应运而生。气袋的运作原理即是在墨水匣内部压力变化时，利用大气压力使气袋体积进行对应的变化以调节墨水匣内的压力，或配合弹性机构抵顶气袋使其适度调节气袋的膨胀程度而达到墨水匣内部的负压平衡，藉此使墨水匣能稳定供墨与避免漏墨或无法供墨的情形产生。

请参阅图1，其是为一习知的气袋式墨水匣结构示意图。该墨水匣结构包含有一壳体11，该壳体11设有：一墨水槽111，用来储存墨水；一通气导柱112，其是与外界大气压力相通连；一出墨口12，设于壳体11的底端，以适应需求而喷出墨滴至喷墨媒体上；一钢管15，自壳体11上部分延伸至墨水槽111底部；一气袋13，设置于墨水槽111内，并与通气导柱112相连通，用以将外界空气导入气袋13内，藉以调节墨水匣内部的压力；以及一弹片装置14，其一端设置于通气导柱112上，其余部分则夹设于气袋13外，可藉其弹力以压抑与调控气袋13内的空气含量，以使墨水匣内部的负压作一适度且和缓的调节。

由上述结构可以了解，气袋的收缩比例越大，则越能接近充满储墨的空间，相对地其可调节的压力范围也就越大。请再参阅图1(a)及图1(b)，其是分别揭示习知墨水匣中气袋完全收合与展开的状态图。由图中可知，由于弹片装置14的一端是设置于壳体11上方的通气导柱112上，因此受弹片装置14的限制，使得气袋13于邻近通气导柱12的部分(约10mm左右)无法张开。另外，当弹片装置14因气袋13膨胀而张至最大时，其尾端于撑开后会顶到墨水匣壳体内侧壁，因而使气袋13无法再膨胀以调节墨水匣内部的压力，间接地造成无法喷墨的情形产生。另一方面，钢管15是自壳体11外盖处由上向下延伸至壳体11底部，以藉由储存于钢管15内的墨水的虹吸现象以调节墨水匣内部的压力。然而，当墨水槽111内的墨水消耗至低于临界点时，于钢管15内残留的墨水将流失，因此造成外界空气经由钢管进入墨水匣内，以致破坏负压，如此将造成残留于墨水匣内的墨水从出墨口12漏出。即使变更钢管15的临界点于墨水匣底部伸入的凹槽内，当墨水匣倒置时仍易使钢管15内的墨水流失而使墨水匣内的负压失去平衡，进而造成漏墨的情形产生。

请参阅图2，其是揭示另一习知的墨水匣负压调节装置示意图。如图所示，喷墨组件2是由一壳体21与一盖体22所构成，其中该壳体21与该盖体22相结合形成一墨水槽23，用以储存墨水。盖体22上具有一墨水注入口221，可用以填充墨水，且该墨水注入口221于墨水填充后可藉由一密封柱塞222以将其密封。

墨水槽23内具有一弹性气袋24，该弹性气袋24可通过导管223与外界大气相通连，且可将外界空气导入弹性气袋24内，以调节墨水匣内部的压力。墨水槽23内另具有一压板25以及一弹簧26，其中该弹簧26的两端分别与压板25的一侧壁及壳体21的一侧壁耦接，而弹性气袋24的两相对侧则与壳体21的另一侧壁及压板25的另一侧壁耦接。藉由弹簧26的设计可压挤弹性气袋24内的空气，使弹性气袋24可和缓地调节墨水槽23内的压力。

壳体21的底部具有一出墨口211，该出墨口211处设置有一喷墨印头27，可适应需求将墨水以墨滴方式喷至喷墨媒体上。另外，壳体21的底部还包括一补气通道212，该补气通道212由延伸壁213所形成，且其上方设置一阻塞体28，其中该阻塞体28是可为一球体，例如一钢珠，该阻塞体28与延伸壁213的开口接触。墨水槽23的底部另具有一弹性结构29，该弹性结构具有彼此相连接的第一部份29a与第二部分29b，该第一部份29a是与该阻塞体28接触且该第二部分29b与压板25耦接。

于上述结构中，当墨水槽23内的弹性气袋24因为墨水槽23的墨水消耗而膨胀至一预定程度时，弹性气袋24会使压板25往B方向移动，而压板25则会推挤弹性装置29的第二部分29b，进而使弹性装置29的第一部份29a不与阻塞体28接触，使空气得以经由补气通道212进入墨水槽23内以调节墨水匣内的压力，进而降低弹性气袋24的体积。另外，当弹性气袋24因压力调节收缩而使压板25往A方向移动时，压板25带动弹性装置29的第二部分29b，使该第一部份29a紧密接触阻塞体28，使阻塞体28阻塞该补气通道212。

然而，在实际应用上，弹性结构29与补气通道212多设置于壳体21底部的固定位置上，受其设置位置的影响，弹性气袋24推挤压板25至一特定距离后，压板25便无法再偏离而使弹性气袋24不能再张大。又弹性气袋24配合压板25的操控灵敏度不足，依平衡原理，当空气进入墨水匣内时会造成环境变化而影响墨水匣内部的负压，这样的结构并无法稳定地提供负压调节的功能，故此类的墨水匣亦可能有漏墨，无法供墨或出墨不均的问题发生。

由上叙述内容可知，传统的负压调节机构结构十分复杂，相对地零件设计的精准度要求亦较高，且组装费时。此外，传统负压调节机构可调整的压力范围亦受其结构所限制，造成负压调节不稳定或灵敏度无法提升，因此仍不免有漏墨，无法供墨或供墨不均的情形产生。因此如何发展一种可避免上述缺点，并提高墨水匣负压调整品质的负压调节机构，实为目前迫切需要解决的问题。

(3)发明内容

本发明的主要目的是提供一种适用于喷墨打印机的墨水匣及其负压调节机构。藉由本发明墨水匣负压调节机构的导入，可提高该墨水匣供墨的稳定性，并解决习知墨水匣的压力调节不稳与灵敏度不足、负压调节范围有限及出墨口漏墨，无法供墨或出墨不均等问题。

为达上述目的，本发明提供一种墨水匣结构，其包含：一壳体，其具有一墨水槽、一第一通气孔、一第二通气孔与一出墨口，其中该第一通气孔设置于该壳体的顶部，该第二通气孔设置于该壳体的底部；一气袋组，其设置于该壳体内且具有至少两气袋，其中该气袋是分别抵靠该壳体的内侧壁且与该第一通气孔相连通，用以将外界空气导入该气袋以调节该墨水槽内的压力；一滤心座，其设置于该壳体底部且与该第二通气孔相通连；一滤心，其设置于该滤心座内，用以调节空气进入该墨水槽内，藉此以调节该墨水槽内的压力且/或使该气袋的体积相应变化；以及一弹片组，其设置于该滤心座或该壳体的底部上且具有至少两弹片，其中该弹片是分别向该壳体的该内侧壁延伸且与一对应的气袋相接触，用以辅助调节该相对应气袋的体积变化。

根据本发明的构想，其中该出墨口是设于该壳体的该底部，用以适应需求而将墨滴喷至一喷墨媒体上。

根据本发明的构想，其中该壳体还具有一迂回气道，与该滤心座相通连。

根据本发明的构想，其中该弹片组是由该两弹片连接至一底座所构成。

根据本发明的构想，其中该滤心座的周边或该壳体的该底部具有一卡槽。

根据本发明的构想，其中该弹片组是以该底座卡固于该滤心座周边或该壳体底部的该卡槽内。

根据本发明的构想，其中该弹片还包含一延伸片，用以辅助该弹片，以调节该相对应气袋的体积变化。

根据本发明的构想，其中该第二通气孔外还设有一气道盖板。

为达上述目的，本发明另提供一种负压调节机构，其是应用于一喷墨头，该喷墨头具有一壳体，该壳体具有一第一通气孔、一第二通气孔与一出墨口。该负压调节机构包括：一气袋，是设置于该壳体内，其中该气袋邻近该壳体的内侧壁且与该第一通气孔相连通，用以将外界空气导入该气袋而调节该壳体内的压力；一滤心座，其设置于该壳体底部且与该第二通气孔相通连；一滤心，其设置于该滤心座内，用以调节空气进入该墨水槽内，藉此以调节该墨水槽内的压力且/或使该气袋的体积相应变化；以及一弹片，是设置于该滤心座或该壳体的底部上，其中该弹片是分别向该壳体的该内侧壁延伸且与该气袋相接触，用以辅助调节该相对应气袋的体积变化。

为达上述目的，本发明还提供一种墨水匣结构，其包含：一壳体，其具有一墨水槽、一第一通气孔、一第二通气孔与一出墨口；一气袋，其设置于该壳体内且邻近该壳体的内侧壁，该气袋与该第一通气孔相连通；以及一弹片，其设置于该壳体底部上，且向该壳体底部的内侧壁延伸而与该气袋相接触，施力于该气袋藉以调节其体积。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

(4)附图说明

图1(a)-(b)是揭示一习知的气袋式墨水匣结构示意图。

图2是揭示另一习知的气袋式墨水匣结构示意图。

图3(a)-(d)是揭示本发明较佳实施例的墨水匣及其负压调节结构示意图。

图4(a)-(d)是图3所示结构应用于负压调节时的结构示意图。

(5)具体实施方式

请参阅图3(a)-(d)，其是揭示本发明较佳实施例的墨水匣及其负压调节结构示意图。如图3(a)-(d)所示，本发明的墨水匣包含有一壳体31，其内部设有一墨水槽311，用以储存墨水。壳体31的顶部设有一第一通气孔312且其底部设有一第二通气孔313，该第一与第二通气孔312，313可与外界大气压力相连通。壳体31底部另设有一出墨口32，该出墨口32与墨水槽311相连通，且可适应需求而将墨水喷至喷墨媒体上。于此实施例中，气袋组33具有至少两气袋，且每一气袋是设置于墨水槽311内且邻近壳体31的内壁侧。该气袋组33与第一通气孔312相连通，用以将外界空气导入气袋内，并藉由气袋的膨胀与收缩而调节墨水匣的内部压力。另外，墨水匣内还设有一滤心座34，其设于壳体31底部(以中央处为较佳)，并与第二通气孔313相连通，藉由设置于内部的高密度滤心36可进一步调节空气进入墨水槽311内，以平衡墨水匣内部的负压，以使墨水槽311内的墨水能经由出墨口32正常供墨且不会渗漏出去。

弹片组35是相对于气袋组33而卡固于滤心座34或壳体31的底部。于此实施例中，弹片组35由两弹片连接于一底座(未图示)所构成，该弹片组35的底座可藉由滤心座34周边的卡槽343或壳体31底部的卡槽(未图示)而卡固于滤心座34或壳体31底部。另外，弹片组35的两个弹片则设置于气袋组33的两个气袋之间，且以其自由端向墨水匣的内侧壁延伸并与各自对应的气袋相接触。

请参阅图4(a)-(d)，其是图3所示结构应用于负压调节时的结构示意图。如图所示，当墨水匣内的压力因外界温度变化或墨水存量消耗而变化时，墨水匣可将外界空气导入气袋组33内，以利用气袋的膨胀与收缩而调节墨水槽311内的压力变化，配合弹片组35的抵顶作用可使气袋的膨胀与收缩更稳定而和缓，如此可使压力的调节更稳定、平顺且灵敏，藉此便可使墨水匣稳定供墨且可避免漏墨或无法供墨的情形产生。另外，由于气袋组33邻近第一通气孔312处不再受到弹片所限制而无法张开，因此可使气袋膨胀与收缩的程度提高，进而增加了墨水匣的负压调节范围与灵敏度。

在实际应用上，本发明的墨水匣负压调节机构可进一步强化其结构。请再参阅图3(d)，其是揭示滤心座与弹片组的结构示意图。如图3(d)所示，壳体31的底部还设有一迂回气道342，该气道342可与滤心座34相连通，用以调节第二通气孔313的空气进量。第二通气孔313的外侧设置有一气道盖板36，可用以保护滤心341。另外在细部结构上，该弹片组35的两弹片上还可设置一延伸板351，该延伸板351可于弹片尚未接触气袋时先接触气袋，并可适应气袋体积的变化而抵顶气袋，以辅助该弹片调整气袋的体积变化的敏锐度。

相较于习知的墨水匣及其负压调节机构，本发明的弹片组35是卡固于滤心座34或壳体31底部上，当弹片组35的两个弹片受气袋33膨胀而向内推挤时，弹片组35的两个弹片最后可合为一平板，因此当气袋膨胀至最大程度时，气袋固定处完全不会受到弹片所影响而无法张开。因此本发明并不会有如同习知墨水匣负压调节装置的操控灵敏度不足、压力调节不稳、负压调节范围有限及出墨口漏墨或出墨不均等问题产生，且明显可以提高墨水匣供墨的效益。

综上所述，本发明提供一种适用于喷墨打印机的墨水匣及其负压调节机构。藉由本发明墨水匣负压调节机构的导入，可提高该墨水匣供墨的效益，并避免漏墨或无法供墨等问题发生。因此，本发明极具产业的价值。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变形都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种墨水匣结构，其包含：

一壳体，其具有一墨水槽、一第一通气孔、一第二通气孔与一出墨口，其中该第一通气孔设置于该壳体的顶部，该第二通气孔设置于该壳体的底部且该第二通气孔外还设有一气道盖板，该出墨口是设于该壳体的该底部，用以适应需求而将墨滴喷至一喷墨媒体上；

一气袋组，其设置于该壳体内且具有至少两气袋，其中该气袋是分别抵靠该壳体的内侧壁且与该第一通气孔相连通，用以将外界空气导入该气袋以调节该墨水槽内的压力；

一滤心座，其设置于该壳体底部且与该第二通气孔相通连，其中该滤心座的周边或该壳体的该底部具有一卡槽；

一滤心，其设置于该滤心座内，用以调节空气进入该墨水槽内，藉此以调节该墨水槽内的压力且/或使该气袋的体积相应变化；以及

一弹片组，其设置于该滤心座或该壳体的底部且具有至少两弹片连接至一底座所构成，其中该弹片组是以该底座卡固于该滤心座周边或该壳体底部的该卡槽内，且该弹片还包含一延伸片，用以辅助该弹片，以调节该相对应气袋的体积变化，且该弹片是分别向该壳体的该内侧壁延伸且与一对应的气袋相接触，用以辅助调节该相对应气袋的体积变化。

2.如权利要求1所述的墨水匣结构，其特征在于该壳体还具有一迂回气道，与该滤心座相通连。

3.一种负压调节机构，它应用于一喷墨头，该喷墨头具有一壳体，该壳体具有一第一通气孔、一第二通气孔与一出墨口，其中该第一通气孔设置于该壳体的顶部，该第二通气孔设置于该壳体的底部，该负压调节机构包括：

一气袋，设置于该壳体，该气袋邻近该壳体的内侧壁与该第一通气孔相连通，用以将外界空气导入该气袋而调节该壳体内的压力；

一滤心座，其设置于该壳体底部且与该第二通气孔相通连；

一滤心，其设置于该滤心座内，用以调节空气进入该壳体内，藉此以调节该壳体内的压力且/或使该气袋的体积相应变化；以及

一弹片，设置于该滤心座或该壳体的底部上，该弹片是分别向该壳体的该内侧壁延伸且与该气袋相接触，用以辅助调节该气袋的体积变化。

4.如权利要求3所述的负压调节机构，其特征在于该弹片是连接至一底座。

5.如权利要求4所述的负压调节机构，其特征在于该滤心座的周边或该壳体的该底部具有一卡槽，该弹片以该底座卡固于该滤心座周边或该壳体底部的该卡槽内。

6.如权利要求4所述的负压调节机构，其特征在于该弹片还包含一延伸片，用以辅助该弹片，以调节该气袋的体积变化。

7.一种墨水匣结构，其包含：

一壳体，其具有一墨水槽、一第一通气孔、一第二通气孔与一出墨口；

一气袋，其设置于该壳体内且邻近该壳体的内侧壁，该气袋与该第一通气孔相连通；以及

一弹片，其设置于该壳体底部上，且向该壳体底部的内侧壁延伸而与该气袋相接触，施力于该气袋藉以调节其体积，该弹片是卡固于该滤心座周边或该壳体底部的该卡槽内。

8.如权利要求7所述的墨水匣结构，其特征在于该弹片还包含一延伸片，用以辅助该弹片，以调节该气袋的体积变化。

9.如权利要求7所述的墨水匣结构，其特征在于该出墨口是设于该壳体的该底部，该出墨口包含一芯片藉以墨滴喷至一喷墨媒体上。

10.如权利要求7所述的墨水匣结构，其特征在于该第一通气孔设置于该壳体的顶部，该第二通气孔设置于该壳体的底部。

11.如权利要求7所述的墨水匣结构，其特征在于该第二通气孔外还设有一气道盖板。

12.如权利要求7所述的墨水匣结构，其特征在于还包括一滤心座，其设置于该壳体底部且与该第二通气孔相通连。

13.如权利要求7所述的墨水匣结构，其特征在于还包括一滤心，其设置于该滤心座内，与外界相通可让空气进入该墨水槽内，藉此调节该墨水槽内的压力。

14.如权利要求7所述的墨水匣结构，其特征在于该壳体还具有一迂回气道，与该滤心座相通连，用以调节该第二通气孔的空气进量。

15.如权利要求7所述的墨水匣结构，其特征在于该滤心座的周边或该壳体的该底部具有一卡槽。

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