專利名稱：供墨卡匣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于噴墨打印機(jī)的供墨卡匣，特別是一種供墨卡匣內(nèi)的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，該供墨卡匣可適應(yīng)不同環(huán)境變化以防止漏墨，且當(dāng)供墨卡匣內(nèi)的墨水減少時(shí)。仍可調(diào)整供墨卡匣內(nèi)的背壓，使墨水可順利流出。
市場(chǎng)上現(xiàn)有的電腦打印機(jī)一般約可分為三種點(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、打印品質(zhì)不佳是其致命傷，以致于無法與噴墨或激光打印機(jī)在市場(chǎng)上互相競(jìng)爭(zhēng)，因而使用范圍僅限于特定范圍?，F(xiàn)下市面上多使用噴墨或激光打印機(jī)，該二者的性能比較各有優(yōu)劣，例如噴墨打印機(jī)購(gòu)買價(jià)格較為低廉，但其打印成本及耗材則較高，反之激光打印機(jī)購(gòu)買價(jià)格較高，但其打印成本及耗材則較為便宜。此外，激光打印機(jī)的使用多局限在黑白打印(因彩色激光打印機(jī)單價(jià)極高，多用高階印前打印輸出使用)。反之，對(duì)噴墨打印機(jī)而言，其可用于黑白或彩色打印，且由于其圖素精密度大幅增加(由300dpi至1200dpi)，因此一般使用的需求比率在快速增加。然而，在有限的供墨卡匣空間，如何提供最多墨水，且在各種使用環(huán)境下保持供墨順暢以降低打印及耗材成本，確是當(dāng)前噴墨打印機(jī)亟待解決的問題。
為使有限的供墨卡匣空間可具有最多的墨水量，最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)是將墨水灌滿卡匣，然而影響供墨的變因很多而不易控制，例如墨水使用時(shí)液面降低造成液壓的變化；溫度、墨水組成成分以及溶液雜質(zhì)對(duì)粘滯系數(shù)、表面張力的影響；以及供墨卡匣中空氣壓力、環(huán)境大氣壓力及溫度的影響；而且在力平衡的影響遠(yuǎn)大于流體表面張力的情況下，任何一變因的少許變化都會(huì)破壞其平衡。
在此種現(xiàn)有技術(shù)中，美國(guó)第5,409,134號(hào)專利是在卡匣內(nèi)提供一與大氣相通的氣囊及彈性裝置藉以調(diào)整卡匣內(nèi)背壓的平衡狀態(tài)；而美國(guó)第5,600,358號(hào)專利是在供墨卡匣底部設(shè)置一不漏墨水的透氣閥，藉此當(dāng)保存或使用溫度增加時(shí)，該透氣閥可由壓差而注入空氣進(jìn)而防止墨水不必要的滲漏。然而，前述現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)均過于復(fù)雜且零組件太多，造成制造成本大幅上升。
此外，亦有在供墨卡匣的空間內(nèi)裝入具吸水力的材料(如海綿)，如

圖1所示。此種改進(jìn)雖然可以對(duì)墨水外漏的缺陷加以彌補(bǔ)，然而卻會(huì)發(fā)生無法完全用盡所有填充墨水的弊病。
如圖1所示，當(dāng)供墨卡匣2中填充海綿21之后，由于海綿21具有強(qiáng)大的吸水力，可以將墨水22緊緊吸附在海綿21中，防止墨水22向下外漏。因此，在力平衡時(shí)，由于海綿21的吸附能力大于墨水22的表面張力，因此，其平衡狀態(tài)不致輕易破壞。在此情況之下，透過海綿21提供的吸附力，供墨卡匣2中的墨水22便不致輕易的外漏，可以避免墨水22滲漏及保持固定的供墨壓力。然而由于供墨卡匣2中的容量空間有限，因此如果填充海綿21于內(nèi)，則可以灌注的墨水量便減少了。再者，由于海綿21等吸水材料具有吸附力，因此在墨水22將用盡之際，會(huì)有部份墨水無法克服海綿吸附力而被保持在卡匣內(nèi)，導(dǎo)致無法利用殘存墨水。例如一般供墨卡匣原先可以填充40g墨水的空間，在裝入海綿之后只能填充30g左右的墨水量，但此30g的墨水又由于海綿吸附力的效應(yīng)，導(dǎo)致會(huì)有6-7g左右的墨水無法使用，因此原先理論上能夠利用40g的墨水，事實(shí)上真正利用到的只有23-24g而已，在空間及墨水的利用上至為可惜。
此外，由于海綿不但具有吸水力，且由于其組織結(jié)構(gòu)松散的緣故，非旦墨水即便空氣等都會(huì)被吸附。因此，海綿在供墨卡匣供墨的同時(shí)，會(huì)在其內(nèi)殘留大小氣泡，若氣泡無法順利排出，則在打印之時(shí)，遇有氣泡便會(huì)導(dǎo)致墨水供應(yīng)不順暢，進(jìn)而導(dǎo)致打印中斷或是打印顏色深淺不一而降低打印品質(zhì)。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種供墨卡匣的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)可使供墨卡匣在不同的環(huán)境變化(異常的溫度及壓力下)不致造成墨水滲漏而易于保存。
本發(fā)明的另一目的是提供一種供墨卡匣的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，藉此當(dāng)墨水液面降低時(shí)，仍能保持供墨卡匣內(nèi)的背壓在平衡狀態(tài)，以使噴墨打印機(jī)使用時(shí)供墨平順。
本發(fā)明的再一目的是提供一種簡(jiǎn)化的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，藉此可透過較少的材料及更低制造成本以提高供墨卡匣內(nèi)墨水的容量。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，提供一種可用于熱氣泡式噴墨打印機(jī)的供墨卡匣，其包含外殼，收容墨水以提供前述打印機(jī)打印；噴墨頭，包含多個(gè)噴墨孔以供加熱的墨水依需求而噴濺在紙張上；以及一壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)。該壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)是呈中空管狀，其一端是通氣口與空氣接觸，而另一端具有至少一個(gè)與墨水接觸的開口，且前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的通氣口端固定在該供墨卡匣外殼上，而前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的開口端則位于與噴墨頭同側(cè)的供墨卡匣底部。
在所述的供墨卡匣中，前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的通氣口固定在該供墨卡匣的頂部。
在所述的供墨卡匣中，前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的中空管狀截面積小至造成墨水的毛細(xì)現(xiàn)象。
在所述的供墨卡匣中，前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的開孔截面積遠(yuǎn)大于噴墨頭的噴墨孔截面積。
在所述的供墨卡匣中，前述通氣口固定端還形成一止泄閥以防止墨水逆流。
在所述的供墨卡匣中，前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)與供墨卡匣的外殼一體形成。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的供墨卡匣的優(yōu)點(diǎn)是，可簡(jiǎn)化制造程序而提升生產(chǎn)效率，且供墨卡匣的墨水容量可大幅增加以降底噴墨打印機(jī)的打印成本。
本發(fā)明的供墨卡匣及其優(yōu)點(diǎn)與特征將從下列詳細(xì)說明及附圖中得到進(jìn)一步的了解。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的供墨卡匣，其是使用海綿用以吸附墨水。
圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例，其中壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)是以中空管的形態(tài)表現(xiàn)。
圖3為圖2中空管末端的部份放大圖。
圖4為本發(fā)明的供墨卡匣在打印時(shí)，墨水液高降低的示意圖。
圖5為本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)與供墨卡匣壁一體形成。
首先參考圖2，圖2顯示了本發(fā)明供墨卡匣1的剖面圖，該供墨卡匣1用于提供熱氣泡式噴墨打印機(jī)(Thermal Ink Jet Printer)的打印墨水，其包括外殼11、壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12、墨水13及噴墨頭14。值得注意的是，本發(fā)明的供墨卡匣1并未包括任何吸附物質(zhì)(如海綿)，以便能在有限的卡匣空間提供最大墨水量，且在供墨卡匣1的內(nèi)部具有一預(yù)留空間15以提供噴墨卡匣打印時(shí)的背壓(該空間具有一初始?jí)毫0及體積V0)。如業(yè)界所熟知的噴墨打印機(jī)打印方式，前述噴墨頭14將視需要局部加熱供墨卡匣1內(nèi)的墨水13，使其蒸發(fā)而由噴墨頭14的孔噴出而完成打印的工作。進(jìn)一步參考圖2可知，本發(fā)明的供墨卡匣1設(shè)置一壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12，在本實(shí)施例中該壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12是以中空細(xì)管的形態(tài)呈現(xiàn)，其細(xì)管長(zhǎng)度大于前述供墨卡匣1的高度H，因此該機(jī)構(gòu)12的一端形成通氣口121連通大氣壓力并固定于供墨卡匣1的頂部，而細(xì)管則可垂懸于該供墨卡匣1的底部。前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12的管徑約在1mm到3mm之間，其管徑面積遠(yuǎn)小于供墨卡匣1的截面積，因此在該細(xì)管內(nèi)可形成墨水的毛細(xì)現(xiàn)象(capilarity)。如現(xiàn)有技術(shù)所知，在該壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12的通氣口121固定位置可進(jìn)一步形成止流閥122，以防止墨水由該通氣口121滲漏并且可防止墨水在細(xì)管內(nèi)因乾燥而造成阻塞。如圖3所示，該壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12是呈空心管狀而垂懸于供墨卡匣1噴墨頭14側(cè)的底部，并具有至少一個(gè)開孔123，在較佳實(shí)施例中，該開孔123的孔徑可為0.1mm、0.15mm或0.2mm，其中該開孔123可經(jīng)由壓皺中空細(xì)管的開口、沖壓或射出成形等已知加工方法直接形成在中空細(xì)管的一端，因此在制造程序上甚為簡(jiǎn)化而不至于增加成本。再者，中空細(xì)管亦可直接由金屬或塑膠等材料形成，而通氣口121固定在供墨卡匣1的頂部。
現(xiàn)有的供墨卡匣在制造完成后通常會(huì)將其密封運(yùn)送而供銷售商銷售。然而，在前述運(yùn)送或貯存過程中，環(huán)境的變因(如溫度或壓力)難以控制，根據(jù)理想氣體方程式可知PV＝nRT其中P壓力V體積n氣體莫耳常數(shù)R氣體常數(shù)T溫度因此，當(dāng)溫度升高時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中的供墨卡匣會(huì)導(dǎo)致在該空間15的初始?jí)毫0亦隨之增加，導(dǎo)致墨水受力而滲漏。或者，當(dāng)大氣壓力Patm下降時(shí)，在該密封空間15內(nèi)的壓力P0未改變，同時(shí)會(huì)造成墨水因壓差改變而滲漏。如圖2所示，本發(fā)明的供墨卡匣1在制造完成后，由于預(yù)留空間15的初始?jí)篜0及大氣壓力Patm間的壓差及壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12內(nèi)的細(xì)管毛細(xì)現(xiàn)象，墨水13會(huì)流入細(xì)管內(nèi)并達(dá)成力平衡狀態(tài)。如果溫度升高造成該空間15的初始?jí)毫0增加，由于開孔123的直徑(約在0.1～0.2mm)遠(yuǎn)大于噴墨頭14的噴墨孔，增加的壓差會(huì)導(dǎo)致墨水13流入壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12的細(xì)管內(nèi)，使細(xì)管內(nèi)墨水升高而達(dá)到另一個(gè)平衡狀態(tài)。同樣地，如果大氣壓力Patm下降時(shí)，壓差的改變亦會(huì)導(dǎo)致墨水13流入壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12的細(xì)管內(nèi)墨水升高而達(dá)到另一個(gè)新的平衡狀態(tài)。因此，本發(fā)明的供墨卡匣1并不會(huì)因環(huán)境因素的改變而導(dǎo)致墨水滲漏的問題。
當(dāng)現(xiàn)有的供墨卡匣裝設(shè)在噴墨打印機(jī)上使用時(shí)，由于墨水消耗減少而導(dǎo)致墨水液面下降至H1的高度，且該空間15的體積增加為V1。根據(jù)理想氣體方程式可知，該空間15內(nèi)的初始?jí)毫0將下降到P1。在大氣壓力Patm不改變的狀態(tài)下，P1與Patm的差值擴(kuò)大而造成供墨卡匣內(nèi)的墨水無法流出導(dǎo)致供墨不順。繼續(xù)參考圖5，本發(fā)明的供墨卡匣1在墨水13下降時(shí)，由于開孔121的直徑遠(yuǎn)大于噴墨頭14的噴墨孔，因此原先流入壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12的墨水將先流回供墨卡匣1內(nèi)以達(dá)到另一個(gè)平衡。如果墨水13的液面進(jìn)一步下降時(shí)，大氣壓力Patm遠(yuǎn)大于卡匣內(nèi)空間15的壓力P1，造成空氣被壓縮進(jìn)入該空間15內(nèi)，如此將使前述空間15內(nèi)的壓力P1上升，而使該空間15的壓力P1與大氣壓力Patm差值減少，進(jìn)而墨水13可順利由噴墨頭14的噴墨孔流出。
圖5顯示本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中該壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12與外殼11一體形成。在該實(shí)施例中，壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)12可在模造供墨卡匣1的外殼11同時(shí)一并形成具有開孔121的細(xì)管構(gòu)造，如此可避免制造供墨卡匣時(shí)增加的制程及成本，并可達(dá)到同樣的效果。
在詳細(xì)說明本發(fā)明供墨卡匣的較佳實(shí)施例之后，熟悉該項(xiàng)技術(shù)人士可清楚地了解，在不脫離下述要求保護(hù)的范圍與精神下可進(jìn)行各種變化與改變。
權(quán)利要求
1.一種供墨卡匣，可用于熱氣泡式噴墨打印機(jī)，其包含外殼，收容墨水以提供前述打印機(jī)打印；噴墨頭，包含多個(gè)噴墨孔以供加熱的墨水依需求而噴濺在紙張上；以及，一壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)；其特征在于，該壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)是呈中空管狀，其一端是通氣口與空氣接觸，而另一端具有至少一個(gè)與墨水接觸的開口，且前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的通氣口端固定在該供墨卡匣外殼上，而前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的開口端則位于與噴墨頭同側(cè)的供墨卡匣底部。
2.如權(quán)利要求1所述的供墨卡匣，其特征在于，前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的通氣口固定在該供墨卡匣的頂部。
3.如權(quán)利要求1所述的供墨卡匣，其特征在于，前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的中空管狀截面積小至造成墨水的毛細(xì)現(xiàn)象。
4.如權(quán)利要求1所述的供墨卡匣，其特征在于，前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的開孔截面積遠(yuǎn)大于噴墨頭的噴墨孔截面積。
5.如權(quán)利要求1所述的供墨卡匣，其特征在于，前述通氣口固定端還形成一止泄閥以防止墨水逆流。
6.如權(quán)利要求1所述的供墨卡匣，其特征在于，前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)與供墨卡匣的外殼一體形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于熱氣泡式噴墨打印機(jī)的供墨卡匣,其包含:外殼,收容墨水于其中以提供前述打印機(jī)打印;噴墨頭,包含多個(gè)噴墨孔以供加熱的墨水依需求而噴濺在紙張上;以及一壓力調(diào)整機(jī)構(gòu),該壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)是呈中空管狀以收容墨水于其中,其一端具有通氣口與空氣接觸,而另一端具有至少一個(gè)開口與墨水接觸,其中前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的通氣口端固定在該供墨卡匣外殼上,而前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的開口端則位于與噴墨頭同側(cè)的供墨卡匣底部。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1338383SQ001240
公開日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月10日
發(fā)明者莫自治, 林富山, 周沁怡, 何進(jìn)淵, 呂椬境, 彭力信, 薛達(dá)偉 申請(qǐng)人:研能科技股份有限公司