專利名稱：壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及打印機(jī)，特別是指一種在供墨卡匣的墨水槽內(nèi)用以調(diào)節(jié)壓力變化的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
在信息爆炸、電腦廣泛使用的時(shí)代中，非但電腦本身的使用大量激增，其質(zhì)量與處理速度亦同時(shí)受到嚴(yán)格的要求。除此而外，與電腦互相配合的所有周邊設(shè)備，亦同時(shí)受到此一趨勢(shì)影響；不但各式各樣的周邊設(shè)施不斷推陳出新，其功能與質(zhì)量亦日漸改善。在所有常見(jiàn)電腦周邊配備中，最常見(jiàn)者當(dāng)推打印機(jī)，且其已逐漸成為所有電腦使用者不可缺少的輸出配備。
由市場(chǎng)上打印機(jī)的沿革觀之，打印機(jī)按其打印方式的不同可分為三種點(diǎn)矩陣打印機(jī)、噴墨式打印機(jī)，以及激光打印機(jī)。點(diǎn)矩陣打印機(jī)雖然價(jià)格便宜，然而其打印速度緩慢且打印質(zhì)量不佳，以致于無(wú)法與噴墨或激光打印機(jī)在市場(chǎng)上互相競(jìng)爭(zhēng)，因而目前僅在特定用途時(shí)使用?，F(xiàn)在市面上大多使用噴墨印表或激光打印機(jī)，兩者比較之下各有優(yōu)勢(shì)，其中，噴墨打印機(jī)價(jià)格較為低廉，激光打印機(jī)價(jià)格較為高昂，此為噴墨打印機(jī)所占優(yōu)勢(shì)之處；再者，噴墨打印機(jī)的打印質(zhì)量較差，而激光打印機(jī)的打印質(zhì)量較好，此為激光打印機(jī)所占優(yōu)勢(shì)之處。
雖然噴墨打印機(jī)相對(duì)于激光打印機(jī)具有價(jià)格的優(yōu)勢(shì)，但其打印質(zhì)量較差及打印速度較慢往往使其在高級(jí)應(yīng)用場(chǎng)合上漸漸失其競(jìng)爭(zhēng)力。一般來(lái)說(shuō)，噴墨打印機(jī)因?yàn)椴捎昧黧w(墨水)為打印材料，而流體的物理現(xiàn)象造成打印質(zhì)量不良的問(wèn)題，例如墨水形狀的不固定性、流動(dòng)不順暢、墨水內(nèi)含有氣泡以及流體粘滯系數(shù)過(guò)小以致于墨水流動(dòng)方向控制不易等所造成的影響。
在噴墨打印的技術(shù)中通常包含了控制墨滴從墨水槽釋出至打印表面的機(jī)構(gòu)。如已知技術(shù)所述，噴墨打印方式利用一噴墨頭(Print Head)配置于墨卡匣上，而隨著控制信號(hào)的反應(yīng)噴出墨滴。
噴墨頭一般有兩種噴出墨滴的方式熱氣泡式及壓電式，熱氣泡式的噴墨頭利用一薄膜電阻器加熱，以急速氣化一小部分的墨水(即墨滴)經(jīng)過(guò)噴孔噴出。
另一種壓電式的噴墨頭使用壓電元件隨著控制信號(hào)的反應(yīng)，壓縮墨水的體積藉此產(chǎn)生壓力波，迫使墨滴經(jīng)過(guò)噴孔噴出。
雖然已知技術(shù)的兩種噴墨打印方式可有效從墨水槽將墨滴噴出，但在沒(méi)有打印的狀況下無(wú)法防止墨水由噴墨頭外漏。所以，已知技術(shù)尚需要一種能夠使打印頭在沒(méi)有打印的狀況下保持墨水不致外漏的技術(shù)，而利用在墨水槽內(nèi)提供一微量的背壓(Slight Back Pressure)則可達(dá)到此一目的。此處所提及的背壓指在墨水槽中形成部分的真空狀態(tài)或是較大氣壓力小的墨水槽內(nèi)壓力，藉以阻止墨水經(jīng)過(guò)噴墨頭任意流動(dòng)。此外，所謂增加背壓即表示增加墨水槽內(nèi)壓力與大氣壓力間的差值。
供墨卡匣中的背壓必須隨時(shí)能夠阻止墨水外漏，而且背壓亦不可過(guò)大，以致墨水無(wú)法克服背壓而噴不出來(lái)。此外，供墨卡匣的設(shè)計(jì)必須在任何環(huán)境變化下都可維持操作。因此，墨水槽中的背壓必須維持在良好工作效果之中。即，當(dāng)噴墨頭不動(dòng)作時(shí)，可以保持住墨水不外漏，同時(shí)在打印狀態(tài)時(shí)又不致影響墨水噴出。如果墨水消耗而導(dǎo)致液面降低時(shí)，根據(jù)理想氣體公式，體積增加時(shí)，墨水槽中的背壓會(huì)因此減小。前述增加的背壓如未適當(dāng)調(diào)節(jié)，墨頭將在后續(xù)的工作中會(huì)無(wú)法克服增加的背壓而噴不出墨滴。
如美國(guó)第5,409,134號(hào)發(fā)明專利中指出一種壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其具有為可隨著墨水槽中背壓改變而動(dòng)作的氣袋及彈片，該壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可在最小體積位置與最大體積位置之間移動(dòng)。此壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可改變墨水槽空氣的氣體以調(diào)整背壓變化，如此，墨水槽中的背壓可維持在一工作范圍之內(nèi)而使得墨水在未使用狀態(tài)下不致泄漏并且當(dāng)噴墨頭加熱時(shí)順利噴出墨滴。
例如當(dāng)環(huán)境周圍空氣壓力下降導(dǎo)致大氣壓力與背壓之間的壓力差減小，則壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)為增加背壓以保持墨水不外泄而會(huì)動(dòng)作使墨水槽體積增加。
上述的美國(guó)發(fā)明專利中所揭露的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)包括一對(duì)彈片6，其上附著不具彈性而可膨脹的氣袋20。此彈片6與氣袋20配置于供墨卡匣的墨水槽3之內(nèi)，而且氣袋20內(nèi)部與供墨卡匣外部空氣流通，如


圖1所示。該彈片6與氣袋20的配合使用使氣袋20可隨壓力大小而膨脹與收縮，此一脹縮不僅會(huì)隨著墨水槽3內(nèi)的壓力改變而動(dòng)作，也會(huì)因?yàn)槟?外的空氣壓力變化而動(dòng)作。
請(qǐng)配合參閱圖2，氣袋20的膨脹將使彈片6偏離產(chǎn)生彈力，而該彈片將迫使氣袋收縮，因此彈片6與氣袋20的配合將保持一平衡狀態(tài)。氣袋膨脹與收縮的平衡狀態(tài)影響到墨水槽3的體積，并且藉以調(diào)節(jié)墨水槽3的背壓在正常操作范圍內(nèi)，使供墨卡匣不受外界空氣壓力變化或墨水消耗的影響而能照常工作。
但是利用彈片6與附著在其上的氣袋20組合而成的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在制造技術(shù)上必須精確地掌握彈片6的彈性系數(shù)及氣袋20的脹縮性能，方可在功能上獲得滿意的結(jié)果；若彈片6與氣袋20之間的附著程度不佳，則會(huì)造成兩者分離，也可能使此壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)壓力變化的檢測(cè)能力變差。由于在制造技術(shù)上對(duì)彈片6及氣袋20的物理特性要求較為嚴(yán)格，相對(duì)使產(chǎn)品生產(chǎn)的合格率降低，因此，本實(shí)用新型提供一種較已知技術(shù)在制造上得以有效控制其質(zhì)量，并以較少零件來(lái)簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)復(fù)雜度進(jìn)而提高合格率，使本實(shí)用新型更具有實(shí)用性。
為此，本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述調(diào)壓機(jī)構(gòu)存在的缺點(diǎn)，提供一種合格率高、結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案該壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包含一設(shè)于墨卡匣殼體上且具有貫穿孔的連接座，以及一由高分子聚合物質(zhì)所構(gòu)成彈性氣袋，該彈性氣袋一端開(kāi)口并設(shè)置于供墨卡匣內(nèi)部，開(kāi)口緊束于連接座上并與外部空氣連通。
由于本實(shí)用新型的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在供墨卡匣內(nèi)僅配置單一的彈性氣袋，而氣袋內(nèi)部與供墨卡匣外部的空氣相通。當(dāng)氣袋內(nèi)部的空氣壓力與墨水槽內(nèi)背壓間的壓力差產(chǎn)生變化時(shí)，此彈性氣袋可由本身的彈性，自行調(diào)節(jié)膨脹或收縮，以改變墨水槽內(nèi)體積并維持背壓在一定范圍的內(nèi)，如此既可以阻止墨水槽墨水在未使用狀態(tài)下泄漏又保持了噴墨頭可以順利噴出墨滴。
以下結(jié)合附圖和較佳的實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作一詳細(xì)地說(shuō)明。
圖1為已知的墨卡匣內(nèi)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的剖面示意圖。
圖2為
圖1的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在氣袋膨脹而使彈片變形的剖面示意圖。
圖3為本實(shí)用新型供墨卡匣內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的剖面示意圖。
圖4為本實(shí)用新型壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在彈性氣袋臌脹時(shí)剖面示意圖。
圖5為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的剖面示意圖。
圖中1上蓋2槽體3墨水槽 4中央穿孔5座體6彈片10連接座 11貫穿孔20氣袋 21頸部22彈性部 23彈性氣袋7墨水30彈性裝置31卡鉤結(jié)構(gòu)首先請(qǐng)參考圖3來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，其中供墨卡匣由一上蓋1與槽體2結(jié)合而成。當(dāng)上蓋1固定連接至槽體2時(shí)，所形成的內(nèi)部空間決定供墨卡匣的墨水槽3的容量并收墨水于其中。噴墨頭(圖未示)則配置于墨水槽下方，該噴墨頭具有復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)孔并藉由前述已知的加熱方式或壓電方式使墨水槽3內(nèi)的墨水因受熱脹或受壓力壓擠而噴出。
繼續(xù)參考圖3，本實(shí)用新型的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)主要形成在供墨卡匣內(nèi)，其一端與其上蓋1連接而另一端垂懸在供墨卡匣的內(nèi)部。該壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括連接座10及彈性氣袋23，其中彈性氣袋23具有頸部21與彈性部22，該頸部21緊束于連接座10的下方，而連接座10則具有貫穿孔11并使連接的彈性氣袋23內(nèi)部與外部空氣流通，其中貫穿孔11的直徑約為1～3mm±0.05mm。
前述彈性氣袋23的作用如同一可充氣而脹縮的氣球，如圖3所示，該彈性氣袋23內(nèi)呈中空狀且可因壓力的變化而膨脹或收縮，而其相對(duì)的外側(cè)則與墨水卡匣內(nèi)墨水及其空間接觸。彈性氣袋23可由高分子聚合物所構(gòu)成，例如乳膠、硅膠、橡膠，且氣袋材料為非線性彈性系數(shù)，降服強(qiáng)度在5600～6400kg/cm2之間。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D3，供墨卡匣的上蓋1設(shè)有中央穿孔4，用以容納壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的連接座10，并使連接座10緊套于上蓋1之上，如前所述，貫穿孔11的直徑約在1mm至3mm間，其遠(yuǎn)小于彈性氣袋23的直徑，因此彈性氣袋23的充放氣不會(huì)因?yàn)閷?duì)空氣之大、氣壓力過(guò)于靈敏而減小調(diào)節(jié)的功能。在通常使用狀況下，即供墨卡匣已開(kāi)啟并安裝在噴墨打印機(jī)內(nèi)，如果外界環(huán)境變化(例如工作溫度上升或工作大氣壓力小于一大氣壓)而導(dǎo)致供墨卡匣內(nèi)的背壓大于大氣壓力，該彈性氣袋23的彈性部22將因?yàn)閴毫Σ钭冃《鴫嚎s前彈性氣袋23內(nèi)部的體積并經(jīng)由貫穿孔11排出空氣，藉此使墨水的液面下降進(jìn)而保持供墨卡匣壓力平衡，并因此不會(huì)造成墨水外漏的現(xiàn)象。
接著請(qǐng)參考圖4，其示意了本實(shí)用新型壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的彈性氣袋23膨脹時(shí)的剖面圖。隨著噴墨頭的持續(xù)打印操作，使墨水槽3內(nèi)的墨水逐漸減少而液面降低。根據(jù)理想氣體公式可知，密閉供墨卡匣的體積增加時(shí)會(huì)使得墨水槽3內(nèi)的背壓減小。因此前述彈性氣袋23內(nèi)的壓力(大氣壓力)將大于墨水槽3內(nèi)的背壓而使彈性部22將適當(dāng)?shù)嘏蛎洺錃?，如圖4所示。前述膨脹的體積將進(jìn)一步使下降的墨水液面上升使其回到初始的平衡狀態(tài)。經(jīng)由本實(shí)用新型的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，供墨卡匣可在任何狀態(tài)下，保持特定的壓力平衡而確保墨水打印時(shí)的順暢。
為了使本實(shí)用新型壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能對(duì)壓力變化更具靈敏性，在本實(shí)用新型另一較佳實(shí)施例中，將于彈性氣袋23之外加裝一彈性裝置30。請(qǐng)參考圖5所示，在此實(shí)施例中壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的零件大致與前述相同，所不同之處在于增加一彈性裝置30，該彈性裝置30的一該端固定在供墨卡匣殼體上，另一端則連接于彈性氣袋23，在本實(shí)用新型中，彈性裝置30一端扣接于設(shè)置在槽體2內(nèi)底部的卡鉤結(jié)構(gòu)31，而另一端則固定連接于彈性氣袋23垂懸端。如此的配置，該彈性裝置30使彈性氣袋23產(chǎn)生一彈性拉力，使得本實(shí)用新型遇到外界環(huán)境大氣壓力變化或墨水槽3內(nèi)背壓產(chǎn)生變化時(shí)，彈性氣袋23的彈性部22更能即時(shí)地適應(yīng)壓力差的變化，適度地膨脹或收縮。當(dāng)然，彈性氣袋23的垂懸端亦可直接固定于供墨卡匣殼體上，即槽體2的底部，藉此可提供彈性氣袋23一預(yù)應(yīng)力，使其膨脹時(shí)更具靈敏性。
本實(shí)用新型亦不受限于說(shuō)明上述的實(shí)施例，例如本實(shí)用新型并未限定彈性氣袋的形狀，只要是可適當(dāng)提供彈性的形狀均可接受。
綜上所述，根據(jù)本實(shí)用新型所實(shí)施的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，將使供墨卡匣不受外界壓力變化或墨水消耗的狀況影響正常工作，并且以單一零件的彈性氣袋來(lái)調(diào)節(jié)供墨卡匣的墨水槽背壓，因此得以有效控制產(chǎn)品的合格率。
權(quán)利要求1.一種壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，包含一設(shè)于墨卡匣殼體上且具有貫穿孔的連接座，以及一由高分子聚合物質(zhì)所構(gòu)成彈性氣袋，該彈性氣袋一端開(kāi)口并設(shè)置于供墨卡匣內(nèi)部，開(kāi)口緊束于連接座上并與外部空氣連通。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包含一彈性裝置，該彈性裝置的一端固定在供墨卡匣殼體上，另一端則連接于所述彈性氣袋。
3.如權(quán)利要求1所述的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的彈性氣袋的一端也可直接固定于供墨卡匣殼體上。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種打印機(jī)的供墨卡匣內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),墨水槽內(nèi)僅配置一彈性氣袋,且該氣袋內(nèi)部與供墨卡匣外部空氣互相流通。當(dāng)氣袋內(nèi)部空氣壓力與墨水槽的背壓間壓力差產(chǎn)生變化時(shí),此彈性氣袋可因其彈性結(jié)構(gòu)自動(dòng)調(diào)節(jié)膨脹或收縮氣袋的體積,進(jìn)而改變墨水槽的容積,既可阻止墨水槽的墨水不必要的泄漏同時(shí)允許打印頭可以順利噴出墨滴。
文檔編號(hào)B41J2/07GK2400277SQ99246430
公開(kāi)日2000年10月11日 申請(qǐng)日期1999年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月22日
發(fā)明者莫自治, 林富山, 何進(jìn)淵, 周沁怡 申請(qǐng)人:研能科技股份有限公司