專利名稱：設(shè)置鋸齒形壓力調(diào)節(jié)裝置的墨水盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種用于噴墨打印裝置的墨水盒，尤其涉及一種能自動(dòng)調(diào)節(jié)內(nèi)部流體壓力的墨水盒。
背景技術(shù)：
隨著個(gè)人及家用計(jì)算機(jī)的日益普及，以及個(gè)人影像輸出的需求日益增加，噴墨打印裝置因其本身合理的價(jià)格及優(yōu)良的打印品質(zhì)等，吸引著眾多消費(fèi)者，現(xiàn)已成為個(gè)人、家庭乃至公司最常用的計(jì)算機(jī)輸出打印設(shè)備。
一般的噴墨打印裝置通常有一噴墨頭，其可沿一定軌跡來回移動(dòng)，從而在一待印文件上噴墨打印。該噴墨頭上通常有至少一個(gè)墨水盒，該墨水盒的主要結(jié)構(gòu)是由一殼體構(gòu)成，其內(nèi)有一用來儲(chǔ)存墨水的墨水槽，以及一個(gè)與墨水槽相連通、用來控制墨水噴出的打印頭。在一般噴墨打印裝置中，通常以流量控制方式來控制由墨水槽噴出至待印文件的墨水，而采用流量控制方式的典型打印頭一般可分為熱泡式和壓電式兩種。熱泡式打印頭包括一個(gè)薄膜電阻，當(dāng)電阻被加熱后可使微量的墨滴瞬間汽化，墨滴蒸發(fā)后快速膨脹使少量墨水通過打印頭印至待印文件上。雖然采用流量控制方式的打印頭可有效地由墨水槽中獲得墨水而噴出墨滴，但是采用流量控制方式時(shí)需要一種控制機(jī)構(gòu)，使得打印頭在未工作時(shí)墨水不會(huì)滲出，而這種控制機(jī)構(gòu)通常是在墨水槽中提供輕微的負(fù)壓，以防止墨水滲出打印頭。這里所謂的負(fù)壓是指在墨水槽中形成部分真空，使得外界大氣壓力略大于墨水槽內(nèi)的流體壓力。度量負(fù)壓是以正值表示，所以負(fù)壓的增加表示墨水槽內(nèi)部真空的提高，以及外界大氣壓力與墨水槽內(nèi)的流體壓力的差距加大。由于負(fù)壓的增加，因此可阻止墨水從打印頭中滲出。
雖然增加負(fù)壓可阻止墨水從打印頭中滲出，但負(fù)壓也不能無限制地加大，因?yàn)槿绻?fù)壓過大，墨滴將無法克服負(fù)壓因而不能由打印頭中噴出。另一方面，墨水槽必須能夠隨著周圍環(huán)境壓力的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)墨水槽內(nèi)的負(fù)壓，以使負(fù)壓保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。舉例來說，當(dāng)周圍環(huán)境壓力降低時(shí)，要使墨水不至漏出打印頭，則負(fù)壓值需要較大。此外，墨水槽的“操作效應(yīng)”也會(huì)影響墨水槽內(nèi)的負(fù)壓，例如當(dāng)墨水槽內(nèi)的墨水持續(xù)消耗，使得墨水槽內(nèi)的負(fù)壓值升高，這時(shí)如不對(duì)負(fù)壓適當(dāng)?shù)丶右哉{(diào)節(jié)，打印頭將逐漸受負(fù)壓變大的影響而使其所噴出的墨滴變小，其結(jié)果將影響到打印質(zhì)量，甚至嚴(yán)重時(shí)將使打印頭完全無法噴出墨水。
在以往公知的技術(shù)中，墨水槽內(nèi)負(fù)壓是由一種放置在墨水槽中的“調(diào)節(jié)器”控制。該調(diào)節(jié)器一般是一個(gè)彈性氣袋，彈性氣袋通過一通氣孔與外界大氣連通。當(dāng)墨水消耗時(shí)，墨水槽外界的氣體經(jīng)由通氣孔進(jìn)入彈性氣袋，使彈性氣袋的體積變大。當(dāng)墨水消耗或外界大氣壓力變動(dòng)時(shí)，該彈性氣袋的體積將在一特定范圍內(nèi)變化。當(dāng)彈性氣袋的體積變化時(shí)，墨水槽內(nèi)用于儲(chǔ)存墨水的容積也將改變，因而使墨水槽內(nèi)的負(fù)壓產(chǎn)生變化，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)壓的目的。舉例來說，當(dāng)周圍環(huán)境壓力下降時(shí)，墨水槽內(nèi)負(fù)壓將隨之降低，這時(shí)調(diào)節(jié)器便開始動(dòng)作，以便增加墨水槽內(nèi)儲(chǔ)墨空間的容量，因而增加墨水槽內(nèi)的負(fù)壓，使墨水不至泄漏。
公知的彈性氣袋型調(diào)節(jié)器的最大缺點(diǎn)在于，該彈性氣袋的最大體積有限制。當(dāng)墨水耗盡至一定程度時(shí)，由于彈性氣袋已膨脹至最大體積，所以無法再改變墨水槽內(nèi)儲(chǔ)墨空間的體積，其結(jié)果隨著墨水的繼續(xù)減少，將導(dǎo)致負(fù)壓超過容許范圍，使墨滴無法克服負(fù)壓而從打印頭中噴出，以致墨水槽內(nèi)的墨水無法完全被利用，從而造成浪費(fèi)。
另一類用于控制墨水槽內(nèi)負(fù)壓的公知技術(shù)，是所謂的氣泡發(fā)生器。如美國(guó)專利5,526,030中所揭示的氣泡產(chǎn)生器，其設(shè)置在墨水槽內(nèi)，并具有一通過墨水槽殼體的噴孔，外界的氣體通過該噴孔進(jìn)入墨水槽內(nèi)。該氣泡產(chǎn)生器內(nèi)的控制機(jī)構(gòu)經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計(jì)后，可使墨水聚集在噴孔內(nèi)，并利用墨水的毛細(xì)作用構(gòu)成液態(tài)密封。當(dāng)墨水槽內(nèi)的負(fù)壓上升到某一程度時(shí)，外界空氣將克服液態(tài)密封而以氣泡的形式進(jìn)入墨水槽內(nèi)，這樣，墨水槽內(nèi)的負(fù)壓就會(huì)降低。此外，隨著氣泡進(jìn)入墨水槽以及負(fù)壓值的降低，噴孔的液態(tài)密封將重新建立，阻止氣泡繼續(xù)進(jìn)入。然而，上述公知技術(shù)所提出的氣泡產(chǎn)生器中，控制氣泡進(jìn)入墨水槽的方法是根據(jù)墨水本身的表面張力、墨水的靜壓力等因素決定的，因此上述公知技術(shù)的主要缺點(diǎn)包括1.采用不同性質(zhì)的墨水時(shí)，因墨水本身的表面張力不一樣，必須重新設(shè)計(jì)氣泡產(chǎn)生器。2.當(dāng)墨水殘留量減少時(shí)，墨水的靜壓力隨之改變，使得該氣泡產(chǎn)生器調(diào)節(jié)壓力的功能也因此而受到限制。3.為使氣泡進(jìn)入時(shí)的墨水槽負(fù)壓值是所設(shè)計(jì)的負(fù)壓值，該氣泡產(chǎn)生器必須經(jīng)過精密設(shè)計(jì)，這樣將增加制造及裝配上的困難程度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種設(shè)有鋸齒形壓力調(diào)節(jié)裝置、并可自動(dòng)調(diào)節(jié)內(nèi)部壓力的墨水盒，該墨水盒構(gòu)造簡(jiǎn)單可靠，即使外界大氣壓力改變也能正常運(yùn)作，而且不受墨水盒本身操作效應(yīng)的影響。
一種墨水盒，其包括，一殼體，一墨水袋，其設(shè)置在該殼體內(nèi)，用于儲(chǔ)存墨水；一出墨口，其設(shè)置在該殼體上，并與墨水袋相連通；至少一鋸齒結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在該殼體內(nèi)，其中該鋸齒結(jié)構(gòu)包含有多個(gè)突齒；一彈性裝置，其設(shè)置在墨水袋的一頂端，并以可相對(duì)于多個(gè)突齒滑動(dòng)的方式與該鋸齒結(jié)構(gòu)相接觸，用于調(diào)節(jié)墨水袋內(nèi)的負(fù)壓；其中，當(dāng)墨水袋的體積隨著墨水流出出墨口而縮小時(shí)，墨水袋將拉動(dòng)彈性裝置，因此使得彈性裝置在墨水袋上施加一彈力，以維持墨水袋內(nèi)的負(fù)壓，當(dāng)墨水袋的體積縮小至一預(yù)定程度時(shí)，墨水袋將進(jìn)一步拉動(dòng)彈性裝置，使得彈性裝置沿鋸齒結(jié)構(gòu)滑動(dòng)至少一突齒。


圖1是本發(fā)明墨水盒的外觀圖；圖2是圖1墨水盒的元件分解圖；圖3至圖5為圖1墨水盒的調(diào)節(jié)負(fù)壓動(dòng)作示意圖。
具體實(shí)施例方式
參閱圖1和圖2，圖1是本發(fā)明墨水盒10的外觀圖，圖2是圖1墨水盒10的構(gòu)成元件分解圖。墨水盒10包括一殼體12，其內(nèi)設(shè)有一燈籠狀的墨水袋14，用于儲(chǔ)存墨水(見圖2)。殼體12上方有一頂蓋16，其上設(shè)有一通氣孔18，用于平衡殼體12內(nèi)外的壓力差。殼體12的底端設(shè)有一出墨口20，它與墨水袋14相連通，用來將墨水供給到一噴墨頭(未顯示)，以便進(jìn)行噴墨打印。
墨水盒10用墨水袋14儲(chǔ)存墨水，并經(jīng)由出墨口20提供墨水，為了防止墨水在不供墨的情況下由出墨口20滲出，墨水袋14內(nèi)必須維持在一定的負(fù)壓范圍內(nèi)，以確保噴墨頭正常地噴出墨水。如同對(duì)公知技術(shù)所做的上述說明，雖然目前已存在多種公知的維持負(fù)壓的機(jī)構(gòu)，但都有其各自的缺點(diǎn)。為了克服公知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明采用了一種新的維持負(fù)壓機(jī)構(gòu)。如圖2所示，墨水盒10包含有二鋸齒結(jié)構(gòu)22、24，以及一彈性裝置26，用以維持墨水袋14內(nèi)的負(fù)壓。鋸齒結(jié)構(gòu)22、24分別包括多個(gè)突齒30，它們?cè)O(shè)置于殼體12內(nèi)二側(cè)的槽狀結(jié)構(gòu)40、28內(nèi)。彈性裝置26是一具有彈性的金屬彈片，其包括二接觸端32、34，分別與鋸齒結(jié)構(gòu)22、24相接觸；以及一中間部36，其固定于墨水袋14的頂端。彈性裝置26的接觸端32、34可在槽狀結(jié)構(gòu)40、28內(nèi)滑動(dòng)，并以可相對(duì)多個(gè)突齒30滑動(dòng)的方式與鋸齒結(jié)構(gòu)22、24相接觸，以便調(diào)節(jié)墨水袋14內(nèi)的負(fù)壓。
參閱圖3至圖5，圖3至圖5是圖1墨水盒10的調(diào)節(jié)負(fù)壓的動(dòng)作示意圖。如前所述，墨水袋14內(nèi)的負(fù)壓必須維持在一定的范圍內(nèi)，墨水才不至于因?yàn)樨?fù)壓太小而滲出，也不會(huì)因?yàn)樨?fù)壓太大而使墨水盒10無法正常供應(yīng)墨水?，F(xiàn)詳細(xì)說明本發(fā)明墨水盒10中維持負(fù)壓的工作原理如下。首先，如圖3所示，當(dāng)墨水袋14被注滿墨水并放置在殼體12內(nèi)時(shí)，彈性裝置26將拉住墨水袋14。然后如圖4所示，隨著打印工作的進(jìn)行，墨水會(huì)逐漸自出墨口20流出，而墨水袋14的體積則將逐漸縮小。這時(shí)由于墨水袋14為一燈籠狀袋體，所以墨水袋14向下收縮，進(jìn)而向下拉動(dòng)彈性裝置26。當(dāng)彈性裝置26被拉動(dòng)時(shí)，基于反作用力的原理，彈性裝置26將在墨水袋14上施加一向上的彈力(如箭頭38所示)，以便抑制墨水袋14的收縮，使得墨水袋14內(nèi)能維持相當(dāng)?shù)呢?fù)壓。在上述的過程中，由于墨水袋14中的流體壓力一直保持在略小于外界大氣壓力的狀態(tài)，所以墨水袋14內(nèi)的墨水不會(huì)因?yàn)樨?fù)壓太小而自出墨口20滲出。
然而，隨著墨水袋14逐漸向下收縮，彈性裝置26所施加的彈力將漸漸增大，墨水袋14內(nèi)的負(fù)壓也會(huì)越來越大，這時(shí)如無適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)加以調(diào)節(jié)，墨水盒10即可能無法正常供應(yīng)墨水。為避免發(fā)生該情況，本發(fā)明設(shè)計(jì)了前述的鋸齒結(jié)構(gòu)22、24，使得墨水袋14內(nèi)的負(fù)壓能維持在一定范圍內(nèi)而不至于過大。如圖5所示，當(dāng)墨水袋14的體積繼續(xù)向下收縮到一預(yù)定程度時(shí)，墨水袋14將進(jìn)一步拉動(dòng)彈性裝置26，使得彈性裝置26沿鋸齒結(jié)構(gòu)22、24滑動(dòng)一突齒，也就是從突齒30a滑動(dòng)至突齒30b。這時(shí)，由于彈性裝置26二側(cè)的接觸端32、34已經(jīng)下降，墨水袋14體積縮小的趨勢(shì)已獲得補(bǔ)償，所以與圖4相比較，墨水袋14拉動(dòng)彈性裝置26的力量將減小，彈性裝置26的彎曲程度也較小。這就意味著彈性裝置26施加到墨水袋14上的彈力較小，墨水袋14內(nèi)的負(fù)壓也因此而變小，于是返回到近似圖3所示的狀態(tài)。
接著，隨著墨水不斷地耗用，彈性裝置26的彎曲度又會(huì)逐漸加大，墨水袋14內(nèi)的負(fù)壓也將越來越大。當(dāng)墨水袋14的體積繼續(xù)向下收縮到一預(yù)定程度時(shí)，彈性裝置26又再度滑動(dòng)一突齒，使得墨水袋14內(nèi)的負(fù)壓不至于過大。如此不斷的循環(huán)，直至墨水袋14內(nèi)的墨水耗盡為止。根據(jù)這種設(shè)計(jì)，就可以將墨水袋14內(nèi)的負(fù)壓控制在一定的范圍內(nèi)，從而使得墨水盒10可以正常的供應(yīng)墨水。
此外，上述的墨水盒10僅為本發(fā)明的一種實(shí)施例，實(shí)際的實(shí)施方式并不限于上述結(jié)構(gòu)。例如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可設(shè)計(jì)另外的適當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)機(jī)構(gòu)，如滑動(dòng)軌、滑動(dòng)桿等，使得彈性裝置26可在殼體12內(nèi)自由滑動(dòng)，達(dá)成與上述槽狀結(jié)構(gòu)40、28同樣的功能，或者不采用上述的金屬彈片，而利用其他的彈性裝置產(chǎn)生墨水袋14所需的負(fù)壓。事實(shí)上，凡是使用鋸齒結(jié)構(gòu)來控制負(fù)壓的技術(shù)，都符合本發(fā)明的構(gòu)思。
與其他相關(guān)的公知技術(shù)相比較，如美國(guó)專利第5,526,030號(hào)，其負(fù)壓維持機(jī)構(gòu)的運(yùn)作與墨水的表面張力、墨水的靜水壓力等因素有關(guān)，所以如果墨水盒內(nèi)所裝填的墨水種類不同，使得墨水的表面張力有所不同時(shí)，則該控制機(jī)構(gòu)就必須重新設(shè)計(jì)。另外，隨墨水不斷地耗用，墨水的靜水壓力不斷地減少，一旦減少至某一程度時(shí)，這種負(fù)壓控制機(jī)構(gòu)便會(huì)因靜水壓力過小而失效。本發(fā)明是借助彈性裝置26與鋸齒結(jié)構(gòu)22、24的相互作用，達(dá)到維持墨水袋14內(nèi)負(fù)壓的目的，不必隨裝填墨水的不同而重新設(shè)計(jì)制造，即可持續(xù)正常工作直到墨水耗盡為止。此外，與公知技術(shù)中使用較為精密的氣泡產(chǎn)生器相比較，本發(fā)明僅使用簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)即可達(dá)到維持負(fù)壓的目的，其動(dòng)作簡(jiǎn)單、可靠性高、易于生產(chǎn)、且成本較低，是公知技術(shù)中所達(dá)不到的。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求所做的等同變化與修飾，都應(yīng)屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種墨水盒，其包括，一殼體；一墨水袋，其設(shè)置在該殼體內(nèi)，用于儲(chǔ)存墨水；一出墨口，其設(shè)置在該殼體上，并與該墨水袋相連通；至少一鋸齒結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在該殼體內(nèi)，其中該鋸齒結(jié)構(gòu)包含有多個(gè)突齒；一彈性裝置，其設(shè)置在該墨水袋的一頂端，并以可相對(duì)于多個(gè)突齒滑動(dòng)的方式與該鋸齒結(jié)構(gòu)相接觸，用于調(diào)節(jié)該墨水袋內(nèi)的負(fù)壓；其中當(dāng)墨水袋的體積隨著墨水流出出墨口而縮小時(shí)，墨水袋將拉動(dòng)彈性裝置，因此使得彈性裝置在墨水袋上施加一彈力，以維持墨水袋內(nèi)的負(fù)壓，當(dāng)墨水袋的體積縮小至一預(yù)定程度時(shí)，墨水袋將進(jìn)一步拉動(dòng)彈性裝置，使得彈性裝置沿鋸齒結(jié)構(gòu)滑動(dòng)至少一突齒。
2.如權(quán)利要求1所述的墨水盒，其包括二長(zhǎng)條形的鋸齒結(jié)構(gòu)，它們分別設(shè)置于殼體內(nèi)的二側(cè)，該彈性裝置包括有二接觸端，它們分別與二鋸齒結(jié)構(gòu)相接觸，當(dāng)墨水袋的體積縮小至預(yù)定程度時(shí)，彈性裝置的二接觸端將分別沿二鋸齒結(jié)構(gòu)滑動(dòng)一突齒。
3.如權(quán)利要求2所述的墨水盒，其中彈性裝置為一具有彈性的彈片，而二接觸端則分別位于彈片的二端，彈性裝置還包括一中間部位，其固定在墨水袋的頂端。
4.如權(quán)利要求2所述的墨水盒，其中殼體包括二槽狀結(jié)構(gòu)，二鋸齒結(jié)構(gòu)分別設(shè)置在二槽狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，彈性裝置的二接觸端則分別嵌入二槽狀結(jié)構(gòu)，并可在二槽狀結(jié)構(gòu)內(nèi)滑動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的墨水盒，其中墨水袋為一可沿上下方向伸縮的燈籠狀袋體，當(dāng)墨水袋的墨水經(jīng)出墨口流出時(shí)，墨水袋將向下收縮，以拉動(dòng)彈性裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的墨水盒，還包括至少一滑動(dòng)軌，其設(shè)置在殼體內(nèi)；以及一嵌合結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在彈性裝置上，用于與滑動(dòng)軌相嵌合，以便使彈性裝置可在殼體內(nèi)上下滑動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于打印裝置的墨水盒，該墨水盒包含一殼體，一墨水袋設(shè)置在殼體內(nèi)，用于儲(chǔ)存墨水，一出墨口設(shè)于殼體上，二鋸齒結(jié)構(gòu)分別設(shè)置在殼體內(nèi)的兩側(cè)，以及一彈性裝置，其固定連接在墨水袋的頂端，用以調(diào)節(jié)墨水袋內(nèi)的負(fù)壓。鋸齒結(jié)構(gòu)分別包括多個(gè)齒，彈性裝置具有兩接觸端，以可相對(duì)多個(gè)齒滑動(dòng)的方式與鋸齒結(jié)構(gòu)接觸。當(dāng)墨水袋的體積隨墨水流出出墨口而縮小時(shí)，墨水袋將拉動(dòng)彈性裝置，因此使得彈性裝置對(duì)墨水袋施加一反作用力，以維持墨水袋內(nèi)的負(fù)壓，當(dāng)墨水袋的體積縮小至一預(yù)定程度時(shí)，墨水袋將進(jìn)一步拉動(dòng)彈性裝置，使彈性裝置沿鋸齒結(jié)構(gòu)滑動(dòng)一個(gè)齒。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1410268SQ01140869
公開日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2001年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月25日
發(fā)明者侯怡仲, 許成偉 申請(qǐng)人:國(guó)際聯(lián)合科技股份有限公司