專利名稱：供墨卡匣的制作方法
專利說(shuō)明供墨卡匣 本發(fā)明有關(guān)一種噴墨打印機(jī)的供墨卡匣。在信息爆炸，電腦系統(tǒng)廣泛使用的時(shí)代中，非但電腦本身的使用大量激增，其品質(zhì)與處理速度也同時(shí)受到嚴(yán)格的要求。而且與電腦相互配合的所有輔助設(shè)施也同時(shí)受到此趨勢(shì)的影響不但各式各樣的輔助設(shè)施紛紛推陳出新，其功能與品質(zhì)也日漸革新改進(jìn)。在所有常見的電腦設(shè)備中，最普遍與常見者當(dāng)推打印機(jī)，打印機(jī)也漸漸成為所有電腦使用者所不可缺少的配備裝置。
由市場(chǎng)上打印機(jī)的沿革演進(jìn)歷史來(lái)看，依照一般的使用來(lái)分類，打印機(jī)大致可分為三種早期的點(diǎn)矩陣打印機(jī)、后來(lái)的噴墨式打印機(jī)、以及最后的激光打印機(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)不佳卻成為其致命傷，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)，因而目今已少有人使用?，F(xiàn)下市面上多使用噴墨或激光打印機(jī)，所述二者兩相比較的下各有優(yōu)劣其一，噴墨打印機(jī)價(jià)格較為低廉，激光印打印機(jī)價(jià)格較為高昂，此為噴墨打印機(jī)所占優(yōu)勢(shì)之處；其二，噴墨打印機(jī)的打印品質(zhì)較低，而激光打印機(jī)的打印品質(zhì)較高，此為激光打印機(jī)所占優(yōu)勢(shì)之處。
由于噴墨打印機(jī)雖然相對(duì)于激光打印機(jī)而言占有價(jià)格的優(yōu)勢(shì)，但其打印品質(zhì)相對(duì)的寡劣往往使其在高要求打印品質(zhì)的應(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)非但有墨水?dāng)U散的弊病，且其因?yàn)椴捎昧黧w為其打印材料，因而流體的許多自然缺陷便同時(shí)成為其打印品質(zhì)的殺手。例如流體型態(tài)的不可固定性(nonrigid body)，流動(dòng)的不順暢，流體內(nèi)含有氣泡以及流體黏滯系數(shù)過小以致于流動(dòng)方向控制不易等所造成的影響。
噴墨打印機(jī)供墨卡匣最原始的現(xiàn)有技術(shù)是將墨水直接填充于供墨卡匣中，也即在供墨卡匣的容器空間中只單單容納墨水一種物質(zhì)，此外別無(wú)其他。之后由于此種技術(shù)幾乎完全暴露上述噴墨打印機(jī)的缺點(diǎn)，也就是流體的不易控制性(Uncontrollable)所衍生出來(lái)的弊端在此原始的供墨卡匣技術(shù)中表露無(wú)遺。隨后雖然針對(duì)此點(diǎn)，新的設(shè)計(jì)不斷有所改進(jìn)，然而卻無(wú)法完全避免流體難以控制所帶來(lái)的問題。下面簡(jiǎn)略介紹本技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)狀況一、現(xiàn)有技術(shù)(一)如前所述，噴墨打印機(jī)供墨卡匣最原始的現(xiàn)有技術(shù)是在供墨卡匣的容器結(jié)構(gòu)空間內(nèi)直接將墨水灌注填充于其中，如

圖1所示。圖1顯示的是一個(gè)簡(jiǎn)易供墨卡匣的示意圖，其中N代表噴墨頭也就是墨水所由噴出的裝置，而S1則表示所述供墨卡匣用以容納墨水的空間，也就是用來(lái)填充墨水的地方。
此種現(xiàn)有技術(shù)雖然毫無(wú)創(chuàng)意，但是甚為簡(jiǎn)便，成本低廉，然而此種技術(shù)確將上述流體的缺點(diǎn)完全暴露出來(lái)。因?yàn)閲娔^位于下方，導(dǎo)致整個(gè)供墨卡匣在下方(就是噴墨頭處)開了一個(gè)供墨孔，加上萬(wàn)有引力導(dǎo)致水往低處流的因素，供墨卡匣里頭的墨水便有向下泄漏的趨勢(shì)。于是要防止墨水向下流出，唯一所憑借的就只有流體的“表面張力”了。只有流體在噴墨頭處的表面張力與液壓達(dá)成力平衡狀態(tài)方能阻止墨水的外漏。
然而就一般而言，液體的表面張力均不甚大，因此如欲以表面張力承受墨水在噴墨頭處的液壓，勢(shì)必對(duì)針噴墨孔的縱深及直徑、墨水的黏滯系數(shù)及表面張力、剩余墨水的重量及高度等因素加以設(shè)計(jì)，通過精密的計(jì)算來(lái)選擇所有的參數(shù)以達(dá)到最佳化。
不過因?yàn)橐后w的表面張力實(shí)在太小，其在力平衡方程式中所具影響力相對(duì)于其他因素而言不大的情況下，導(dǎo)致上述任何一項(xiàng)參數(shù)如果有稍許的變化，很可能會(huì)打破力平衡，導(dǎo)致液體的表面張力承受不了壓力而造成打印機(jī)墨水外漏的情況。因此所有可能影響力平衡的因素在墨水不斷使用的過程的中都需加以精密的設(shè)計(jì)與控制。然而影響變化的因素為數(shù)不少且有些難以控制，例如墨水在不斷使用中造成液壓的變化；溫度、墨水組成成分以及溶液雜質(zhì)對(duì)黏滯系數(shù)、表面張力的影響；以及供墨卡匣中空氣壓力以及當(dāng)?shù)卮髿鈮毫ΨN種的影響不但難以控制，而且在其于力平衡方程式中影響力遠(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)輕易打破力平衡方程式，此種精密流體機(jī)械控制領(lǐng)域的技術(shù)不但花費(fèi)甚高，且誠(chéng)屬困難不易達(dá)到。
二、現(xiàn)有技術(shù)(二)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)(一)加以改進(jìn)，是在供墨卡匣的結(jié)構(gòu)空間內(nèi)裝入具吸水力的材料(如海綿)，如圖2所示。此種改進(jìn)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)(一)而言，雖然可以對(duì)墨水外漏的缺點(diǎn)加以彌補(bǔ)，然而卻會(huì)發(fā)生無(wú)法完全用盡所有填充墨水的弊病。
如圖2所示，當(dāng)供墨卡匣中填充海綿后，由于海綿具有強(qiáng)大的吸水力，可以將墨水緊緊吸附在供墨卡匣中，防止墨水下向外漏，減輕表面張力在此方面的負(fù)擔(dān)。因此，在力平衡方程式中，防止墨水外漏的力不只有墨水的表面張力，另外增加了海綿的吸附能力，且海棉的吸附力在計(jì)算上其級(jí)數(shù)大于墨水的表面張力，因此，在現(xiàn)有技術(shù)(一)中許多足以影響平衡又難以控制的因素即使有稍微的變化，也不致輕易破壞力平衡。在此情況下，通過海綿提供的吸附力，供墨卡匣中的墨水便不致輕易外漏，可以免除掉所述打印機(jī)漏水的缺點(diǎn)，此即為所述技術(shù)最大的功效。
然而由因供墨卡匣中的容量空間有限，因此如果填充海綿于內(nèi)，則可以灌注的墨水量便減少了。而且，由于海綿等吸水材料具有吸附力，因此在墨水即將用完之際，會(huì)有部份的墨水因重力效應(yīng)無(wú)法克服海綿吸附力而被保持在卡匣內(nèi)，導(dǎo)致此無(wú)法利用的墨水于是便浪費(fèi)掉了。例如原先可以填充40g墨水的空間，在裝入海綿后被占據(jù)掉部份的空間，因而往往只能填充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(wú)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甚為可惜。
此外，供墨不順也為本技術(shù)的致命傷。由于海綿不但具有吸水力，且由于其組織結(jié)構(gòu)松散，非但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(wú)法順利排出，則在打印時(shí)，遇有氣泡便會(huì)導(dǎo)致墨水供應(yīng)不順暢，而導(dǎo)致打印中斷或是打印顏色深淺不一，導(dǎo)致打印品質(zhì)降低。
最后，因此技術(shù)欲將海綿放置于供墨卡匣內(nèi)，且海綿材質(zhì)與墨水特性息息相關(guān)，其制程復(fù)雜，制造品質(zhì)不易控制，導(dǎo)致生產(chǎn)技術(shù)困難，費(fèi)用也隨的大幅度提升。
本技術(shù)雖然能夠克服墨水外漏的缺點(diǎn)；然而由于無(wú)法充分利用供墨卡匣的空間以及所有填充的墨水，打印品質(zhì)降低以及制程復(fù)雜等卻成為此技術(shù)的最大弊病，因而實(shí)非一良好實(shí)用的技術(shù)。
三、現(xiàn)有技術(shù)(三)現(xiàn)有技術(shù)(一)雖然能夠充分利用供墨卡匣的空間以及所填充的墨水，然而會(huì)有漏水的缺點(diǎn)；現(xiàn)有技術(shù)(二)雖然克服了漏水的缺點(diǎn)，然卻無(wú)法充分利用供墨卡匣的空間以及所填充的墨水，此二者各有所偏，此技術(shù)為改進(jìn)前述現(xiàn)有技術(shù)(一)及(二)的缺點(diǎn)而結(jié)合所述二者的技術(shù)而成，旨在求取上述二者中間的一個(gè)平衡點(diǎn)。
如圖3所示，本技術(shù)將供墨卡匣內(nèi)的空間分成S31與S32兩部份，S31的部份采用現(xiàn)有技術(shù)(一)的模式，S32采用現(xiàn)有技術(shù)(二)的模式，也就是說(shuō)，S31的空間只用來(lái)填充墨水，而S32的空間則除了墨水外，另外裝填了海綿等吸水材料。
S31只用來(lái)填充墨水，而不置入海綿的結(jié)果，是擷取現(xiàn)有技術(shù)(一)的優(yōu)點(diǎn)，摒除現(xiàn)有技術(shù)(二)的缺點(diǎn)；其在結(jié)構(gòu)位置上與噴墨打印頭N并不直接相連接，也摒除現(xiàn)有技術(shù)(一)的缺點(diǎn)，而擷取現(xiàn)有技術(shù)(二)的優(yōu)點(diǎn)。換句話說(shuō)，由于S31不填充海綿，則可以達(dá)到充分利用所述空間與其所填充墨水的優(yōu)點(diǎn)。此外，由于S31的空間不與噴墨打印頭N直接相連接，也不會(huì)發(fā)生墨水外漏的缺點(diǎn)。
而S32除墨水外，也填充海綿于內(nèi)，且在結(jié)構(gòu)位置上與噴墨打印頭N直接相連接，是擷取現(xiàn)有技術(shù)(二)的優(yōu)點(diǎn)，摒除現(xiàn)有技術(shù)(一)的缺點(diǎn)。換句話說(shuō)，S32填充海綿于內(nèi)，且在結(jié)構(gòu)位置上與噴墨打印頭N直接相連接，可以避免墨水外漏。
此技術(shù)結(jié)合前二現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在其中取得一平衡點(diǎn)，然而采用此模式無(wú)論如何有其極限。為了避免墨水外漏，海綿的填充量或有多有少，然而不可能完全沒有，而只要有海綿填充于其中，終究會(huì)發(fā)生現(xiàn)有技術(shù)(二)無(wú)法完全利用供墨卡匣的空間以及其所填充的墨水。另外為避免墨水外漏的情形發(fā)生，海綿的填充區(qū)必要與噴墨打印頭N相連接，也因?yàn)槿绱?，使海綿中的氣泡會(huì)導(dǎo)致打印時(shí)供墨不順，有細(xì)白紋現(xiàn)象產(chǎn)生，而降低打印品質(zhì)等缺點(diǎn)無(wú)法完全根除。
上述三種現(xiàn)有技術(shù)除有已說(shuō)明的諸般缺點(diǎn)外，還有一個(gè)無(wú)法克服的共同缺點(diǎn)。因供墨卡匣在墨水逐漸用完的過程中，由于墨水逐漸消耗，墨水水位漸漸降低，供墨卡匣的上端也會(huì)逐漸騰出空間。此空間如果保持為一控制質(zhì)量系統(tǒng)(control mass system)，則在氣體(空氣)無(wú)法補(bǔ)充的結(jié)果，根據(jù)理想氣體方程式PV＝nRT (1)其中P壓力V體積n氣體莫耳數(shù)R氣體常數(shù)T溫度此時(shí)氣體總莫耳數(shù)(n)、氣體常數(shù)(R)、與溫度(T)皆保持固定，而在墨水逐漸使用的過程中，所述控制質(zhì)量系統(tǒng)(control mass system)的體積(V)會(huì)逐漸變大，根據(jù)上開方程式(1)，此時(shí)氣體的壓力(P)會(huì)逐漸變小。
據(jù)上述推論可知，在墨水逐漸用完的過程中，供墨卡匣上方空間中的氣體壓力會(huì)逐漸變小，換句話說(shuō)，在原本所述空間壓力就小于一大氣壓(負(fù)壓力)的狀況下，由于所述空間的壓力漸漸變小，導(dǎo)致所述空間與外界(一大氣壓)的壓力差越來(lái)越大。在力平衡方程式中，所述壓力差(外界壓力大于內(nèi)部壓力)會(huì)阻止墨水向下流出，換言之，所述壓力差越大，對(duì)墨水吸力愈大，墨水愈不易流出。
由于噴墨打印機(jī)會(huì)有漏墨的弊病，因此借助外界壓力大于內(nèi)部壓力產(chǎn)生的吸力，可以增加阻止墨水外漏的力量，此為設(shè)計(jì)時(shí)所需考慮的利多因素。然而如果供墨卡匣上方空間一直沒有氣體加入，即保持控制質(zhì)量(control mass)，則所述空間與外界壓力差愈來(lái)愈大的結(jié)果，其吸力將會(huì)大到墨水完全無(wú)法流出，致使供墨卡匣無(wú)法使用。
因此，供墨卡匣上方空間的氣體補(bǔ)充是必不可少的，然而為了不使所述空間的壓力增大到與外界壓力相同，及為了使內(nèi)部一直保持負(fù)壓力，所以對(duì)于外界氣體要進(jìn)入所述空間必須設(shè)有阻力，而所述阻力恰等于外界壓力與所設(shè)計(jì)的所述空間壓力差。例如在現(xiàn)有技術(shù)(三)供墨卡匣空間S32的上端開一小孔H31，通過此處來(lái)使外界空氣進(jìn)入S32，接著通過H32與S31，來(lái)到S33以增加其壓力，此時(shí)S32中的墨水與海綿，以及S31中的墨水俱成為維持設(shè)計(jì)者所欲的內(nèi)外壓力差的阻力。
然而為保持所述阻力以維持設(shè)計(jì)者所欲的內(nèi)外壓力差，氣體由外界進(jìn)入供墨卡匣的速度便不可太快。然而當(dāng)打印工作增多時(shí)，墨水在同一時(shí)間大量消耗，此時(shí)供墨卡匣中的墨水水位將快速下降。在此情況下，由于墨水迅速消耗，內(nèi)部空間同時(shí)迅速增加，在壓力與體積成反比的前提下，內(nèi)部壓力同時(shí)迅速降低。此時(shí)，由于空氣進(jìn)入供墨卡匣受有阻力，使外界空氣無(wú)法迅速補(bǔ)充所減少的壓力，這時(shí)候內(nèi)外壓力差便會(huì)增強(qiáng)到有足夠力量阻止墨水的流出或使其流出不順造成打印中斷或者打印墨水濃度不夠?qū)е麓蛴∑焚|(zhì)下降。據(jù)上所述，因目前所有的現(xiàn)有技術(shù)若非有漏墨的缺點(diǎn)，便是不能充分利用供墨卡匣空間與所有填充墨水，或因供墨不順導(dǎo)致打印中斷以及降低打印品質(zhì)。而且，為保持設(shè)計(jì)者所欲的內(nèi)壓力差，因而在氣體進(jìn)入供墨卡匣的時(shí)設(shè)有阻力，這樣雖可有效維持設(shè)計(jì)者所欲的內(nèi)壓力差，然而卻使氣體的補(bǔ)充速度同時(shí)變得緩慢，導(dǎo)致在大量打印時(shí)，墨水大量消耗，內(nèi)外壓力差在同一時(shí)間迅速增加。此時(shí)緩慢補(bǔ)充的氣體無(wú)法即時(shí)回復(fù)內(nèi)部的壓力，導(dǎo)致墨水不易流出而降低打印品質(zhì)。種種現(xiàn)行現(xiàn)有技術(shù)的弊病需要有效克服。
本發(fā)明的目的是提供一種供墨卡匣，可充分利用其空間以大幅增加含墨量并充分利用每一滴灌注于其中的墨水，以及使墨水供應(yīng)順暢并在在大量打印時(shí)維持供墨順暢以保持打印品質(zhì)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的供墨卡匣，由一殼體界定其含墨容量且具有與噴墨頭連結(jié)的供墨口，其特點(diǎn)是，還包括一第一氣閥，位于所述殼體下方且具有第一物質(zhì)；一第二氣閥，連接所述殼體的氣孔并具有可線性位移的第二物質(zhì)；由所述供墨口供應(yīng)墨水所形成的所述殼體內(nèi)外部壓力差，通過所述第一物質(zhì)提供外部氣體進(jìn)入所述殼體內(nèi)部，且由所述第二物質(zhì)的線性位移調(diào)節(jié)所述殼體內(nèi)外部的壓力平衡。
本發(fā)明采用雙氣閥控制方式，其方式是以第一氣閥補(bǔ)充空氣以維持內(nèi)部壓力，另第二氣閥用以調(diào)節(jié)供墨卡匣內(nèi)墨水高度，使空氣還來(lái)不及進(jìn)入供墨卡匣內(nèi)時(shí)，通過第二氣閥來(lái)提升內(nèi)部的壓力，以達(dá)到供墨水順暢的目的。本發(fā)明的供墨卡匣內(nèi)部并不置入海綿等吸水材料，因此能夠充分利用供墨卡匣的空間以增加含墨量及墨水使用量。此外在墨水供墨的過程中，尤其在大量打印時(shí)，供墨卡匣內(nèi)部壓力迅速降低，導(dǎo)致以噴墨頭為基準(zhǔn)的內(nèi)外壓力差過大，而使墨水受到強(qiáng)大吸力不易流出時(shí)，本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)浮球23的下降來(lái)提升墨水匣的液面高度，進(jìn)而增加卡匣的內(nèi)部壓力(氣體壓力與墨水液壓均增加)，來(lái)迅速達(dá)到平衡，保持以噴墨頭為基準(zhǔn)的供墨卡匣內(nèi)外壓力的平衡，消除供墨不順以及打印品質(zhì)下降的缺點(diǎn)。圖1是現(xiàn)有技術(shù)(一)的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)(二)的示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)(三)的示意圖；圖4是本發(fā)明供墨卡匣內(nèi)外達(dá)到壓力平衡的示意圖；圖5是本發(fā)明供墨卡匣在打印后，墨水液高下降而雙氣閥控制機(jī)構(gòu)尚未作動(dòng)時(shí)的示意圖；圖6是本發(fā)明供墨卡匣在打印后墨水液高下降經(jīng)雙氣閥控制機(jī)構(gòu)作動(dòng)而達(dá)到另一平衡狀態(tài)的示意圖；圖7是本發(fā)明供墨卡匣另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明在供墨卡匣中利用雙氣閥控制機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述雙氣閥控制機(jī)構(gòu)是以一補(bǔ)充壓力氣閥及一調(diào)節(jié)壓力氣閥相互配合使用。本發(fā)明采用補(bǔ)充壓力氣閥的功用仍用來(lái)提供空氣進(jìn)入供墨卡匣的通道，通過增加其內(nèi)部空氣的分子數(shù)目來(lái)增加內(nèi)部壓力；而本發(fā)明采用調(diào)節(jié)壓力氣閥的功用是用來(lái)調(diào)節(jié)所述補(bǔ)充壓力氣閥以克服補(bǔ)充壓力速度緩慢的缺點(diǎn)。
首先參考圖4它顯示本發(fā)明供墨卡匣內(nèi)外達(dá)到壓力平衡的示意圖。本發(fā)明的供墨卡匣1包括一雙氣閥控制機(jī)構(gòu)，所述雙氣閥控制機(jī)構(gòu)是由一補(bǔ)充壓力氣閥10及一調(diào)節(jié)壓力氣閥20所組成。補(bǔ)充壓力氣閥10在供墨卡匣1的含墨空間中位于下方的位置。在較佳實(shí)施例中，所述補(bǔ)充氣閥10最好位于含墨空間的底層，其結(jié)構(gòu)是通過一浮球11控制氣體進(jìn)入供墨卡匣1的含墨空間中，且浮球11與墨水4間設(shè)有濾網(wǎng)12。另一調(diào)節(jié)壓力氣閥20是設(shè)在供墨卡匣1內(nèi)部的含墨空間，其結(jié)構(gòu)是形成具有不同內(nèi)徑的中空細(xì)管構(gòu)件，所述細(xì)管構(gòu)件的具有較小內(nèi)徑部份21與外部空氣相通，即供墨卡匣1設(shè)有氣孔2與所述較小內(nèi)徑部份21連接相通，而細(xì)管構(gòu)件的具有較大內(nèi)徑部份22處于含墨空間中，且所述部份22內(nèi)部設(shè)有一浮球23，所述浮球23在較大內(nèi)徑部份22中可在一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)進(jìn)行線性位移，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使調(diào)節(jié)壓力氣閥20的中空細(xì)管構(gòu)件一端與外部空氣相通，而另一端與含墨空間相通，且浮球23是介于細(xì)管構(gòu)件中的空氣與墨水之間。此外，中空細(xì)管構(gòu)件的下方開口也設(shè)有濾網(wǎng)12。
繼續(xù)參考圖4，供墨卡匣1內(nèi)部空間設(shè)有一雙氣閥控制機(jī)構(gòu)，與雙氣閥相通的外界壓力P0約為1大氣壓(atm)，而噴嘴片3位于供墨卡匣1的供墨口下方。當(dāng)供墨卡匣1處于起始狀態(tài)時(shí)，含墨空間中含有比重ρ的墨水4且起始的墨水液高假設(shè)為h1，此外，起始的供墨卡匣1內(nèi)部形成有氣體體積V1的氣壓值P1，而噴嘴片3上數(shù)個(gè)噴嘴的墨水所形成的表面張力造成一合力為PC。
當(dāng)供墨卡匣1未操作使用時(shí)，起始值壓力保持平衡，即供墨卡匣1內(nèi)外的壓力達(dá)到平衡，而這平衡狀態(tài)可由下式(1)來(lái)表達(dá)P0+PC＝P1+h1ρ(1)在本發(fā)明的實(shí)施例中，供墨卡匣1的外部壓力系P0+P，內(nèi)部壓力為P1+h1ρ，當(dāng)兩者壓力相等時(shí)，則供墨卡匣1內(nèi)部的墨水4得以保持在所述卡匣1中。
請(qǐng)參考圖5，顯示本發(fā)明供墨卡匣在打印后，墨水液高下降而雙氣閥控制機(jī)構(gòu)尚未作動(dòng)時(shí)的示意圖。當(dāng)墨水量因?yàn)閲娔蛴C(jī)開始打印后而減少時(shí)，墨水4在供墨卡匣1內(nèi)部的液高便由h1下降至h2，而起始含墨空間上方的氣體體積V1為一密封空間，隨著墨水液高的下降使所述氣體體積變大為V2，即表示供墨卡匣內(nèi)部的氣壓值下降為P2，此是為了滿足波以爾定律，可由下列方程式(2)加以表示P1V1＝P2V2因此，此時(shí)供墨卡匣1內(nèi)外部形成壓力差，而造成下列不等式(3)成立P0+PC＞P2+h2ρ(3)接著參考圖6，它是顯示本發(fā)明供墨卡匣在打印后墨水液高下降經(jīng)雙氣閥控制機(jī)構(gòu)作動(dòng)而達(dá)到另一平衡狀態(tài)的示意圖。當(dāng)供墨卡匣1的內(nèi)部形成壓力差時(shí)，雙氣閥控制機(jī)構(gòu)即產(chǎn)生作動(dòng)調(diào)整內(nèi)外部的壓力差值。補(bǔ)充壓力氣閥10通過浮球11的控制可使氣泡進(jìn)入到含墨空間中，到達(dá)墨水4上方的氣體空間V2，而增加內(nèi)部的氣壓值。在本發(fā)明的實(shí)施例中，浮球11的大小可通過精密計(jì)算其周圍隙縫而獲得，并使其達(dá)到外部氣體可通過浮球11的周圍隙縫進(jìn)入供墨卡匣1的內(nèi)部，而墨水4并不致于泄漏的效果。然而，實(shí)際上，通過補(bǔ)充壓力氣閥10補(bǔ)充氣體的速度較為緩慢，且配合調(diào)節(jié)壓力氣閥20的作動(dòng)，將使補(bǔ)充氣體的過程中，墨水4可被保持在含墨空間中而不致泄漏。
就在補(bǔ)充壓力氣閥10進(jìn)行氣體補(bǔ)充的同時(shí)，調(diào)節(jié)壓力氣閥20也產(chǎn)生相對(duì)的作動(dòng)。當(dāng)供墨卡匣1的內(nèi)外部壓力處不等式(3)的狀態(tài)時(shí)，如上所述補(bǔ)充壓力氣閥10便會(huì)進(jìn)行氣體補(bǔ)充的功能，然而，若是僅僅靠氣泡的補(bǔ)充來(lái)恢復(fù)壓力平衡狀態(tài)，將可能使供墨卡匣1在不等式(3)的狀態(tài)下造成供墨不順的現(xiàn)象，因?yàn)閮?nèi)外部的間壓力差到達(dá)某一程度，將會(huì)抑制供墨流量。
因此，調(diào)節(jié)壓力氣閥20將可通過浮球23的位移，而迅速調(diào)節(jié)壓力差，使噴嘴片3可以順暢地噴出墨水4。所述浮球23的作動(dòng)在于不等式(3)的壓力差形成時(shí)，便自動(dòng)調(diào)節(jié)在細(xì)管構(gòu)件的較大內(nèi)徑部份22中的位置，所以隨著打印過程中墨水液高的下降將使浮球23的位置逐漸往下調(diào)整，使得供墨狀態(tài)保持順暢，并且在噴墨打印機(jī)停止打印后，雙氣閥控制機(jī)構(gòu)可以作動(dòng)到另一壓力平衡狀態(tài)，而這平衡狀態(tài)將可由下式(4)來(lái)表達(dá)P0+PC＝P3+h3ρ (4)在了解本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明后，可在不脫本發(fā)明的精神的前提下進(jìn)行各種變化與改變，例如圖7所示，在補(bǔ)充壓力氣閥10的結(jié)構(gòu)上，可在殼體表面形成一氣道5連接外部空氣與補(bǔ)充壓力氣閥10，借以使其補(bǔ)充氣體時(shí)有不同的功效，或者調(diào)節(jié)壓力氣閥20的構(gòu)造可直接由中空細(xì)管構(gòu)件組成，排除使用浮球23，則在供墨卡匣1形成內(nèi)外壓力差時(shí)，仍可通過外部氣壓P0直接調(diào)節(jié)所述中空細(xì)構(gòu)件中的液面高度以達(dá)到迅速調(diào)節(jié)壓力差的功能；再者，任何取代浮球23功能的構(gòu)件，如活塞或類似的結(jié)構(gòu)等，而借著外部氣壓P0以獲得迅速調(diào)節(jié)卡匣內(nèi)外壓力差的功效，均可視為本發(fā)明的調(diào)節(jié)壓力氣閥的均等功效。
本發(fā)明利用兩氣閥來(lái)幫助本發(fā)明在墨水打印的過程中迅速達(dá)到平衡狀態(tài)，重點(diǎn)在利用一補(bǔ)充壓力氣閥10補(bǔ)充氣體的方式來(lái)增加供墨卡匣內(nèi)的壓力，且另外以一調(diào)節(jié)壓力氣閥20迅速調(diào)節(jié)內(nèi)外壓力差。由于補(bǔ)充壓力氣閥10補(bǔ)充氣體的速度過慢，導(dǎo)致在使用墨水的過程中，尤其是大量打印的時(shí)候，補(bǔ)充壓力氣閥10無(wú)法迅速補(bǔ)充供墨卡匣內(nèi)的壓力，使得供墨卡匣內(nèi)的壓力差過大，導(dǎo)致墨水不易流出，而產(chǎn)生細(xì)紋現(xiàn)象造成打印品質(zhì)低落的缺點(diǎn)。由于本發(fā)明所采用的調(diào)節(jié)壓力氣閥20對(duì)外界狀況變化的反應(yīng)相當(dāng)迅速，因而在墨水使用的過程中，調(diào)節(jié)浮球23會(huì)隨的不斷下降，同時(shí)也提升墨水液面的高度，進(jìn)而增加供墨卡匣的內(nèi)部壓力。
由于在墨水使用的過程中，供墨卡匣的內(nèi)部壓力會(huì)不斷降低(包括氣體壓力與墨水液壓)，但是補(bǔ)充壓力氣閥10提高內(nèi)部壓力的速度不快，因而本發(fā)明利用靈敏度高的調(diào)節(jié)壓力氣閥20來(lái)迅速達(dá)到接近平衡的平衡狀態(tài)。而調(diào)節(jié)浮球23所會(huì)下降的高度則是受方程式(4)所限制，且其可加快壓力平衡的進(jìn)行速度確實(shí)無(wú)庸置疑。如無(wú)法以調(diào)節(jié)浮球23的下降來(lái)迅速達(dá)到平衡，補(bǔ)充壓力氣閥10也會(huì)因系統(tǒng)的不平衡狀態(tài)的存在而繼續(xù)補(bǔ)充氣體以提高內(nèi)部壓力，直到達(dá)到平衡狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種供墨卡匣，由一殼體界定其含墨容量且具有與噴墨頭連結(jié)的供墨口，其特征在于，還包括一第一氣閥，位于所述殼體下方且具有第一物質(zhì)；一第二氣閥，連接所述殼體的氣孔并具有可線性位移的第二物質(zhì)；由所述供墨口供應(yīng)墨水所形成的所述殼體內(nèi)外部壓力差，通過所述第一物質(zhì)提供外部氣體進(jìn)入所述殼體內(nèi)部，且由所述第二物質(zhì)的線性位移調(diào)節(jié)所述殼體內(nèi)外部的壓力平衡。
2.如權(quán)利要求1所述的供墨卡匣，其特征在于，所述殼體是由所述第一氣閥的第一物質(zhì)控制來(lái)補(bǔ)充內(nèi)部的壓力。
3.如權(quán)利要求1或2所述的供墨卡匣，其特征在于，所述殼體是由所述第二氣閥的第二物質(zhì)調(diào)節(jié)內(nèi)外的壓力平衡。
4.如權(quán)利要求1或2所述的供墨卡匣，其特征在于，所述第一氣閥通過所述第一物質(zhì)控制氣體進(jìn)入所述殼體內(nèi)以使墨水不由第一氣閥泄漏。
5.如權(quán)利要求1所述的供墨卡匣，其特征在于，所述第一物與第二物質(zhì)為浮球。
6.一種供墨卡匣，具有容納墨水的含墨室及供墨口，所述供墨口供應(yīng)墨水時(shí)，可由一氣泡制造物質(zhì)提供所述含墨室的氣泡，所述供墨卡匣主要包括一調(diào)節(jié)壓力氣閥，是設(shè)置于所述含墨室中，并具有可隨壓力差變化而位移的第二物質(zhì)，以調(diào)節(jié)所述含墨室的內(nèi)外部壓力平衡。
7.一種供墨卡匣，具有相通的第一室與第二室，所述第一室容納一氣泡制造物質(zhì)，且所述供墨卡匣還包括一調(diào)節(jié)壓力氣閥設(shè)于所述第二室中，其特征在于所述第二室的墨水減少時(shí)，由所述氣泡制造物質(zhì)補(bǔ)充內(nèi)部的壓力，且所述調(diào)節(jié)壓力氣閥具有可位移的第二物質(zhì)，以調(diào)節(jié)所述第二室的內(nèi)外部壓力平衡。
8.一種供墨卡匣，具有容納墨水的供墨室，其特征在于，包括一補(bǔ)充壓力閥，具有第一浮球；一調(diào)節(jié)壓力閥，具有可在一距離范圍內(nèi)位移的第二浮球；及在所述供墨室的墨水減少時(shí)，所述補(bǔ)充壓力閥由所述第一浮球控制氣泡進(jìn)入所述供墨室，且所述調(diào)節(jié)壓力閥由所述第二浮球隨壓力差變化的位移而調(diào)節(jié)所述供墨室內(nèi)外部的壓力平衡。
9.一種供墨卡匣，其特征在于，包括一補(bǔ)充壓力氣閥，用以補(bǔ)充外部氣體進(jìn)入所述供墨卡匣內(nèi)部；及一調(diào)節(jié)壓力氣閥，用以調(diào)節(jié)所述供墨卡匣的內(nèi)外壓力差。
10.一種供墨卡匣，其特征在于，具有雙氣閥控制機(jī)構(gòu)，所述雙氣閥控制機(jī)構(gòu)包括一第一氣閥，用以提供氣體進(jìn)入所述供墨卡匣內(nèi)部；及一第二氣閥，用以調(diào)節(jié)所述供墨卡匣內(nèi)的壓力變化。
全文摘要
本發(fā)明的供墨卡匣，由一殼體界定其含墨容量且具有與噴墨頭連結(jié)的供墨口，其特點(diǎn)是，還包括一第一氣閥，位于殼體下方且具有第一物質(zhì)；一第二氣閥，連接殼體的氣孔并具有可線性位移的第二物質(zhì)；由供墨口供應(yīng)墨水所形成的殼體內(nèi)外部壓力差，通過第一物質(zhì)提供外部氣體進(jìn)入殼體內(nèi)部，且由第二物質(zhì)的線性位移調(diào)節(jié)殼體內(nèi)外部的壓力平衡。由于供墨卡匣內(nèi)部并不置入海綿等吸水材料，因此能夠充分利用供墨卡匣的空間以增加含墨量及墨水使用量。此外在墨水供墨的過程中本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)浮球的下降來(lái)提升墨水匣的液面高度，進(jìn)而增加卡匣的內(nèi)部壓力來(lái)迅速達(dá)到平衡，保持以噴墨頭為基準(zhǔn)的供墨卡匣內(nèi)外壓力的平衡，使供墨順暢及確保打印品質(zhì)。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1394750SQ0112179
公開日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2001年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月10日
發(fā)明者陳文斌 申請(qǐng)人:研能科技股份有限公司