專利名稱：墨水防漏機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種墨水防漏機構(gòu)，特別是涉及一種設(shè)置在噴墨打印機的儲墨盒內(nèi)部以固定墨水液柱高度調(diào)節(jié)儲墨盒內(nèi)負壓的墨水防漏機構(gòu)。
目前已經(jīng)有兩種被普遍采用的系統(tǒng)可使噴墨打印頭依照一系列的控制指令噴射墨滴，其一為熱氣泡系統(tǒng)，其二為壓電系統(tǒng)。采用上述兩種系統(tǒng)的噴墨打印頭都設(shè)置有多個噴孔，而每個噴孔分別有與其相連的墨腔。在運作中，墨水從儲墨盒被導(dǎo)入噴墨打印頭的墨腔，然后從噴孔中將墨滴噴向所噴印的目標(biāo)表面。熱氣泡型的噴墨打印頭利用一個薄膜電阻對墨腔里的墨水加熱而使之瞬間汽化，并借由墨水汽化的膨脹力迫使墨水從噴墨打印頭的噴孔里噴出。壓電型的噴墨打印頭則具有壓電元件，可根據(jù)一系列的控制指令運作，運作時壓電元件在噴墨打印頭里產(chǎn)生壓力波，可迫使墨腔里定量的墨水從噴墨打印頭的噴孔里噴出。
雖然上述兩種系統(tǒng)都可以算是性能可靠且操作效率良好的噴墨打印頭設(shè)計，但，都缺乏一種可在靜止?fàn)顟B(tài)下防止墨水從噴孔中滲出的防滲漏機構(gòu)。墨水若從噴孔里滲漏出來，將會使噴出的墨滴落點不準(zhǔn)確，進而影響打印質(zhì)量。為解決該問題，必須在儲墨盒內(nèi)維持一輕微的負壓，使噴墨打印頭在暫?；蛲Ｖ惯\作時，讓儲墨腔內(nèi)的墨水不會從噴孔中滲漏出來。
所謂負壓是指儲墨腔內(nèi)的壓力小于外界空氣壓力時的壓力差值，儲墨盒內(nèi)必須維持足夠程度的負壓，才能避免墨水從噴墨打印頭的噴孔中滲漏出來。但是如果負壓過大，將會抵消噴墨打印頭內(nèi)噴出墨滴的噴印動力，其可能產(chǎn)生的影響包括使噴出的墨滴尺寸無法維持穩(wěn)定或漸漸變小，使打印質(zhì)量變差，嚴(yán)重時甚至?xí)鼓螣o法完全噴出。
為維持正常運作，負壓值必須要能經(jīng)常維持在一個可運作的范圍內(nèi)，也就是說，負壓必須大于可防止墨水從噴墨打印頭的噴孔中滲漏出來的壓力值，同時又必須小于可能妨礙打印的壓力值。為了同時滿足上述限制，針對各種不同等級的產(chǎn)品要求，目前已有許多不同的技術(shù)。
例如，約翰·迪恩(John H.Dion)等人提出的「擴展噴墨盒的可操作環(huán)境的方法與裝置(“Method and Apparatus for Extending theEnvironmental Operating Range of an Ink Jet Print Cartridge”)」美國專利第4,992,802號，采用兩個壓力控制機構(gòu)來維持儲墨盒內(nèi)的負壓，其中第一壓力控制機構(gòu)用來控制補氣或補墨的流量，第二壓力控制機構(gòu)用來控制儲墨的容積，依靠上述機構(gòu)作用，可把儲墨盒內(nèi)的負壓共同維持在正常范圍之內(nèi)。
迪恩等人的發(fā)明雖然能夠合理地控制儲墨盒內(nèi)的負壓，但是其構(gòu)造復(fù)雜，而且比較浪費儲墨盒內(nèi)存儲墨水的空間。相比之下，結(jié)構(gòu)比較簡單的還有詹姆斯·波拉塞克(James E.Pollacek)等人所提出的「噴墨筆的調(diào)節(jié)器(“Regulator for Ink-jet Pens”)」美國專利第5,040,002號。該專利所披露的技術(shù)方案是直接在儲墨盒上開設(shè)通氣孔，又在通氣孔上設(shè)置一金屬閥座，利用磁力使閥門一直關(guān)閉，直到盒內(nèi)的負壓大到使外界的空氣壓力足以沖開閥門時才補進外面的空氣，磁力又使閥門緊閉，繼續(xù)保持氣密以維持盒內(nèi)的負壓。借由上述機制能使儲墨盒內(nèi)的負壓被靈敏地維持在既定的范圍內(nèi)運作。
這種利用磁力閥門來控制補氣通道的儲墨盒結(jié)構(gòu)雖然遠比迪恩等人的發(fā)明簡單，但是萬一這種產(chǎn)品在運輸過程中不慎接近強磁場，則金屬閥座與閥門的磁力將會受到影響，從而使之無法準(zhǔn)確地控制其負壓設(shè)定范圍，所以會連帶地影響產(chǎn)品的打印質(zhì)量。
按照本發(fā)明的墨水防漏機構(gòu)，在儲墨盒內(nèi)獨立地設(shè)置有一個與噴墨打印頭相連的墨腔，并利用一豎直管與一軟管相接而使之與儲墨盒連通，而且利用配重物使軟管的墨水吸入口貼近儲墨盒的底部，因此，當(dāng)墨水在噴墨打印過程中被持續(xù)地噴出時，儲墨盒內(nèi)的墨水將因虹吸現(xiàn)象自動從軟管的吸入口往上吸引而前往遞補，其被吸而超出墨水液面的高度相當(dāng)于噴墨打印頭在運作中所形成的負壓，由此機構(gòu)產(chǎn)生一定的墨水液柱可使該墨腔內(nèi)維持一定程度的負壓，達到防止噴墨打印頭自由滲出墨水的目的。在本發(fā)明的另一實施例中，利用墨水袋取代上述軟管和配重，在運作上也有類似墨水液柱維持負壓的效果。同樣地，本發(fā)明也可以用一大體呈360度角度彎折的墨水通道來取代豎直管和軟管，墨水通道的一端與前述的獨立的墨腔相連通，其另一端的開口則貼近儲墨盒的底部，同樣能夠形成墨水液柱而產(chǎn)生上述的效果。
按照本發(fā)明的墨水防漏機構(gòu)，由于不使用任何閥門機構(gòu)來阻止墨水的滲出，因此結(jié)構(gòu)簡單輕巧，另外，由于有效地控制墨水通道內(nèi)的墨水液柱的高度在正常的運作負壓范圍內(nèi)，所以能夠有效而可靠地防止墨水從噴墨打印頭中滲漏出來。
圖2是說明按照本發(fā)明的第一實施例的墨水防漏機構(gòu)的截面示意圖。
圖3是說明按照本發(fā)明的第二實施例的墨水防漏機構(gòu)的截面示意圖。
圖4是說明按照本發(fā)明的第三實施例的墨水防漏機構(gòu)的截面示意圖。
適用于本發(fā)明的噴墨打印機的噴墨筆由儲墨盒10和噴墨打印頭20構(gòu)成。噴墨打印頭20具有若干個噴孔21，利用軟性電極板22接收控制信號，根據(jù)所輸入的一系列控制信號，可使不同的噴孔21依據(jù)指令把墨滴噴射到噴印目標(biāo)物上。該噴墨打印頭20可采用熱氣泡系統(tǒng)或壓電系統(tǒng)之任何一種。無論采用上述哪一種系統(tǒng)的噴墨打印頭20，其內(nèi)部每一個噴孔21都分別有與之相連的墨腔。在噴墨運作中，墨水從儲墨盒10被導(dǎo)入到噴墨打印頭20的墨腔(已知結(jié)構(gòu)，未圖示)，然后從噴孔21中將墨滴噴向所噴印的目標(biāo)表面。若采用熱氣泡型噴墨打印頭，則噴墨打印頭20里面會有已薄膜電阻(已知元件，未圖示)對墨腔里的墨水加熱而使之瞬間汽化，并借由墨水汽化的膨脹力迫使墨水從噴墨打印頭20的噴孔噴出。若選擇采用壓電型噴墨打印頭，則噴墨打印頭20應(yīng)設(shè)置有壓電元件，使之根據(jù)軟性電極板22所接收到的控制信號動作，動作時使壓電元件在噴墨打印頭里產(chǎn)生壓力波，而迫使墨腔里定量的墨水隨之從噴墨打印頭20的噴孔21中噴射出來。
第一實施例如圖2所示，按照本發(fā)明的第一實施例，在儲墨盒10內(nèi)分隔設(shè)置有一個獨立的與噴墨打印頭20相連的墨腔30，并利用一個豎直管31與一段軟管32相接后與儲墨盒10連通，并使軟管的一端形成的墨水吸入口連通至儲墨盒10內(nèi)的墨水的液面以下，為避免軟管32吸入空氣而破壞正常運作，在本實施例中，在軟管32的墨水吸入口33處設(shè)置一個配重物34，借由該配重物34的重力使軟管32的墨水吸入口33始終被保持在貼近儲墨盒10的底部。當(dāng)墨水60在噴墨打印中被噴墨打印頭20持續(xù)地噴出時，墨腔30將產(chǎn)生負壓，經(jīng)由豎直管31與軟管32的連通，儲墨盒10內(nèi)的墨水60便因虹吸現(xiàn)象而自動地從軟管32的吸入口33被往上吸引而前往遞補，其被吸引而超出墨水液面61的高度就相當(dāng)于噴墨打印頭20在墨腔30內(nèi)所形成的負壓。該段墨水液柱高H1相當(dāng)于墨水液面61距軟管32的最高彎折處的距離。
所謂的負壓，在此應(yīng)理解為儲墨盒10或墨腔30小于外界壓力的壓力差。噴墨打印頭20若采用一般的熱氣泡系統(tǒng)或壓電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，墨腔30內(nèi)的負壓至少應(yīng)維持大于2.2公分水柱以上，但若負壓過高，超過15.5公分水柱壓力時，則噴墨打印頭20的噴出壓力將開始不正常。
由于墨水的比重相當(dāng)接近于水的比重，因此，若儲墨盒10設(shè)置有與外界相通的通氣孔(單純的小孔，未示出)，則上述墨水液柱高H1將約略等于墨腔30內(nèi)、外壓力差的值。在噴墨打印運作中，墨水液柱高H1會隨墨水液面61的下降而反向增加。為防止負壓過高，影響噴墨打印頭20正常噴出，所以最好在設(shè)計時避免使軟管32的最高彎折處與儲墨盒10底部的距離超過15.5公分。
配重物34可由不銹鋼或其他具備相當(dāng)重量但又不會與墨水60產(chǎn)生不良化學(xué)反應(yīng)的金屬或非金屬材料制成。軟管32的材料可采用橡皮管或具有良好撓性的塑膠管。
第二實施例如圖3所示，按照本發(fā)明的第二實施例，在墨水防漏機構(gòu)中采用一個墨水袋40與前述的豎直管31相連通，以取代第一實施例中所述的軟管32。當(dāng)墨腔30內(nèi)產(chǎn)生負壓時，墨水袋40中的墨水被吸引往上流動，而從豎直管31流入墨腔30。在墨水從墨水袋40內(nèi)被吸引往上流動的路徑上，也形成一段代表相當(dāng)負壓的墨水液柱，從而產(chǎn)生類似于第一實施例的墨水液柱的效果。
第三實施例如圖4所示，按照本發(fā)明的第三實施例，在墨水防漏機構(gòu)中采用一個360度彎折的墨水通道50同時取代第一實施例中的豎直管31和軟管32，墨水通道50的一端與獨立墨腔30相通，另一端的開口則接近于儲墨盒10的底部，借以形成一個墨水吸入口51。按照該實施例，在打印運作中，同樣會產(chǎn)生墨水液柱而能達到防止墨水滲漏出來的目的。該360度彎折的墨水通道50的彎折點在上端(彎折的角度并不限于360度，也可以采用其他彎折形式或角度，只要最后能夠使該墨水通道50的一端與墨腔30相通而另一端的開口接近于儲墨盒10的底部即可)，該彎折點與墨水液面61的距離便是代表墨腔30內(nèi)負壓的墨水液柱高H2。與第一實施例所述的道理相同，墨水液柱高H2不應(yīng)超過15.5公分，否則應(yīng)考慮選擇其他噴射力更強的噴墨打印機頭。
以上已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明的具體實施方式

，但并不限定本發(fā)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的宗旨和范圍內(nèi)應(yīng)能夠作出某些等效的變動或改型，例如，變更儲墨盒的形狀，設(shè)計墨水袋內(nèi)表面的幾何形狀，使墨水袋即使在最扁縮的情況下，仍然可以有足夠的毛細通道讓袋內(nèi)的墨水受負壓吸引時，能夠利用毛細通道往上流動；或是將墨水通道的彎折角度從360度變成其他角度，例如改變成為圓弧形的轉(zhuǎn)彎，彎折夾角介于0度至60度等等，這些細微的簡易變動與改型均應(yīng)屬于根據(jù)本發(fā)明最直接可能的等效設(shè)計，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍應(yīng)以后附的權(quán)利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種墨水防漏機構(gòu)，設(shè)置于噴墨筆的儲墨盒內(nèi)部，所述噴墨筆包括噴墨打印頭和用來盛裝墨水的儲墨盒，其特征在于所述儲墨盒內(nèi)至少包括一獨立墨腔，與所述噴墨打印頭相通；一豎直管，其下端與所述獨立墨腔相接；以及一軟管，其上端與所述豎直管的上端相接，其另一端通往所述儲墨盒所盛裝的墨水的液面下。
2.如權(quán)利要求1記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述軟管的下端構(gòu)成有一個可供墨水進入的吸入口。
3.如權(quán)利要求2記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述軟管的吸入口貼近所述儲墨盒的底部。
4.如權(quán)利要求2記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述軟管的吸入口設(shè)置一配重物，使所述吸入口被保持在貼近所述儲墨盒的底部，以防止所述軟管吸入空氣。
5.如權(quán)利要求1記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述軟管的上端具有一最高彎折點，在吸入墨水時，會與所述儲墨盒內(nèi)所盛裝的墨水的液面產(chǎn)生一段距離而形成為一段墨水液柱高。
6.如權(quán)利要求5記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述一段墨水液柱高隨所述墨水的液面下降而增加，其最大值小于15.5公分。
7.一種墨水防漏機構(gòu)，設(shè)置于噴墨筆的儲墨盒內(nèi)部，所述噴墨筆包括噴墨打印頭和用來盛裝墨水的儲墨盒，其特征在于所述儲墨盒內(nèi)至少包括一獨立墨腔，與所述噴墨打印頭相通；一上端具有彎折處的墨水通道，所述墨水通道的一端與獨立墨腔相通，另一端與儲墨盒相通。
8.如權(quán)利要求7記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述墨水通道的彎折處的彎折角度為360度。
9.如權(quán)利要求7記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述墨水通道的彎折處呈圓弧形的轉(zhuǎn)折。
10.如權(quán)利要求7記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述墨水通道的彎折處的夾角介于0度至60度之間。
11.如權(quán)利要求7記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述墨水通道在與儲墨盒相通之處構(gòu)成一吸入口，供吸入所述儲墨盒內(nèi)的墨水。
12.如權(quán)利要求11記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述墨水通道的吸入口接近所述儲墨盒的底部，可借以防止吸入空氣。
13.如權(quán)利要求11記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述墨水通道的上端具有一最高彎折點，在吸入墨水時，會與所述儲墨盒內(nèi)所盛裝的墨水的液面產(chǎn)生一段距離而形成為一段墨水液柱高。
14.如權(quán)利要求13記載的墨水防漏機構(gòu)，其特征在于所述一段墨水液柱高隨所述墨水的液面下降而增加，其最大值小于15.5公分。
15.一種墨水防漏機構(gòu)，設(shè)置于噴墨筆的儲墨盒內(nèi)部，所述噴墨筆包括噴墨打印頭和儲墨盒，其特征在于所述儲墨盒內(nèi)至少包括一獨立墨腔，與所述噴墨打印頭相通；一豎直管，其下端與所述獨立墨腔相接；以及一墨水袋，設(shè)置于所述儲墨盒內(nèi)，用來盛裝墨水，其上端與所述豎直管相通。
全文摘要
一種設(shè)置在儲墨盒內(nèi)部的防漏機構(gòu)，具有一個與噴墨打印頭相連的獨立墨腔，利用豎直管與軟管相接而與儲墨盒連通，并利用配重物使軟管的墨水吸入口貼近儲墨盒的底部，因此，當(dāng)墨水在噴墨打印過程中被持續(xù)噴出時，儲墨盒里的墨水因虹吸現(xiàn)象而自動從軟管的吸入口往上吸引而前往遞補，其被吸而超出墨水液面的高度相當(dāng)于噴墨打印頭在運作中所形成的負壓，由此機構(gòu)產(chǎn)生一定的墨水液柱以維持固定的負壓，達到防止噴墨打印頭自由滲出墨水的目的?？衫媚〈浌芎蛙浌苣┒说呐渲匚铮瑯幽軌蛐纬深愃谱饔玫哪褐?；也可以用一360度彎折的墨水通道來代替豎直管和軟管，也能夠形成一定的墨水液柱而產(chǎn)生同樣的效果。
文檔編號B41J2/175GK1403288SQ011309
公開日2003年3月19日 申請日期2001年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月28日
發(fā)明者楊明勛 申請人:飛赫科技股份有限公司