CN1313275C - 喷墨印头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种喷墨印头，其包括一储墨本体、一气袋、一压力板、以及一弹性装置；其中储墨本体具有一进气间隙孔，且将储墨本体内部压力维持在一负压范围内，并收容一墨水于其中，进气间隙孔的尺寸使墨水在进气间隙孔中存在一表面张力，而使墨水不会从进气间隙孔泄漏于储墨本体之外；气袋与储墨本体外部连通而以可膨胀的方式设置于储墨本体内，压力板与气袋邻接而以可移动的方式设置于储墨本体内，弹性装置以与压力板抵接的方式设置于储墨本体内，用以限制气袋的动作；当储墨本体内的负压升高时，气袋膨胀压迫压力板，且外界空气突破墨水在进气间隙孔中的表面张力，而从进气间隙孔进入储墨本体中，以降低储墨本体内的负压。

Description

喷墨印头

技术领域

本发明是有关于一种喷墨印头，特别是有关于一种可大幅减少组装时间和零件的喷墨印头。

背景技术

在市售打印机的喷墨印头中，主要是利用喷墨印头内的负压，也就是使较大气压力稍微低的压力存在于卡匣的储墨本体中，而使其保存于一般环境中，不至于发生漏墨现象。然而，当喷墨印头开始进行喷墨动作时，喷墨印头的储墨本体内的墨水逐渐减少，由于喷墨印头属于一气密空间，储墨本体内的压力将随着内部墨水的减少而下降，因此在喷墨印头中需设置一压力控制装置，以控制负压在一定范围内。

在目前已知的喷墨印头中，如美国专利第5526030号所提出的喷墨印头的压力控制装置，参考图1、图2，其主要为一钢珠或塑料圆球106置入储墨本体102的圆柱槽体104内，圆柱槽体104内缘的复数个凸肋108与钢珠106相接触而形成复数个微小间隙110。当储墨本体102内的负压升到25mbar时，外界大气压力突破内部墨水于微小间隙110的表面张力，而进气调节储墨本体102内的压力，达到压力平衡时，停止进气动作。

然而，上述微小间隙110的尺寸并不容易控制，亦即，钢珠106外径和槽体104内径的尺寸并不容易制造成想要的尺寸，而使得微小间隙110的特性不一定能达到；另外，在将钢珠106组装于槽体104内时，也需要一定的组装时间。

又，在美国专利第6213598号中，提出另一种喷墨印头的压力控制装置，如图3所示，其气袋416经由与大气连接的气袋连接孔418，使外界空气顺利流入喷墨印头内的气袋416，而使气袋416发生膨胀，此时弹簧414同时被压缩，当被压缩的距离达到使侧板412顶到簧片330时，喷墨印头内的负压也达到一定的负压值，此时外界的大气透过空气入口340顺利地将钢珠320顶开，使空气进入喷墨印头内，而使喷墨印头内的负压减小。喷墨印头内的负压减小后，气袋416不再膨胀，弹簧414减少压缩量，使簧片330回归原始压住钢珠320的位置，如此周而复始的循环动作，使喷墨印头内的压力持续维持在一固定压力区间内。

然而，上述喷墨印头的组立过程极为复杂，其包含将一板金成形的簧片330热熔于储墨本体400底部，使其以弹力压住气泡产生器之钢珠320，因处于储墨本体400底部的位置，所以组装时并不容易放置至定位；另外，在将施予气袋416预压的弹簧414组装于固定用的不锈钢侧板412、并将两者同时装入储墨本体400的制程中，过程颇为耗时且可靠度低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种喷墨印头，其可大幅减少组装时间和零件。

本发明的另一目的在于提供一种喷墨印头，其压力调节进气结构和储墨本体一体成形。

根据本发明，提供一种喷墨印头，其包括一储墨本体、一气袋、一压力板、以及一弹性装置；其中储墨本体具有一进气间隙孔，且在其内维持一负压，并收容一墨水于其中，进气间隙孔的尺寸使墨水在进气间隙孔中存在一表面张力，而使墨水不会从进气间隙孔泄漏于储墨本体之外；气袋与储墨本体外部连通而以可膨胀的方式设置于储墨本体内，压力板与气袋邻接而以可移动的方式设置于储墨本体内，弹性装置以与压力板抵接的方式设置于储墨本体内，用以限制气袋的动作；当储墨本体内的负压升高时，气袋膨胀压迫压力板，且外界空气突破墨水在进气间隙孔中的表面张力，而从进气间隙孔进入储墨本体中，以降低储墨本体内的负压。

在一较佳实施例中，进气间隙孔的宽度可为0.05-0.1mm，且较佳的宽度可为0.06mm。

在另一较佳实施例中，储墨本体具有一第一端部和一第二端部，且在第一端部和第二端部之间形成进气间隙孔。

又，第一端部具有面对储墨本体内部的一第一表面，而第二端部具有面对储墨本体外部的一第二表面，且进气间隙孔是形成在第一表面和第二表面之间。

又，第一端部具有面对第二端部的一第三表面，而第二端部具有面对第一端部的一第四表面，且进气间隙孔是形成在第三表面和第四表面之间。

应了解的是第一端部面对第二端部的表面可为一斜面，而进气间隙孔的形状可为矩形。

在另一较佳实施例中，储墨本体具有一基底、一支撑架、以及一阻挡片，且支撑架连接基底和阻挡片，而进气间隙孔是形成在基底和阻挡片之间，且是为环形。

在另一较佳实施例中，储墨本体设有一第一开口，且气袋设有与第一开口连通的一第二开口，而弹性装置可为一弹簧。

又在本发明中，提供另一种喷墨印头，其包括一储墨本体、一压力调节进气结构、一气袋、一压力板、以及一弹性装置；其中储墨本体在其内维持一负压，并收容一墨水于其中，压力调节进气结构设置于储墨本体上，且具有一进气间隙孔，其尺寸使墨水在进气间隙孔中产生一表面张力，而使墨水不会从进气间隙孔泄漏于储墨本体之外；气袋与储墨本体外部连通而以可膨胀的方式设置于储墨本体内，压力板与气袋邻接而以可移动的方式设置于储墨本体内，弹性装置以与压力板抵接的方式设置于储墨本体内，用以限制气袋的动作；当储墨本体内的负压升高时，气袋膨胀压迫压力板，且外界空气突破墨水在进气间隙孔中的表面张力，而从进气间隙孔进入储墨本体中，以降低储墨本体内的负压。

在一较佳实施例中，压力调节进气结构是借由射出成型而一体成型于储墨本体上。

在另一较佳实施例中，压力调节进气结构可由金属制成，而压力调节进气结构可借由射出成型而被设置于储墨本体上，或借由热熔加工而被熔接于储墨本体上。

附图说明

图1、图2是美国专利第5526030号所提出的喷墨印头卡匣的压力控制装置的示意图；

图3是美国专利第6213598号所提出的喷墨卡匣的压力控制装置图的示意图；

图4是本发明的喷墨印头的第一实施例的示意图；

图5a是图4中的A部分的立体放大图；

图5b是图4中的A部分的放大图；

图6是本发明的喷墨印头的第二实施例的示意图；

图7是本发明的喷墨印头的第三实施例的示意图；

图8a是图7中的A部分的立体放大图；

图8b是图7中的A部分的放大图；

图9a是本发明的喷墨印头的第四实施例的示意图；

图9b是图9a中的A部分的放大图；

图10a是本发明的喷墨印头的第五实施例的示意图；

图10b是图10a中的喷墨印头的部分底视图；

图10c是图10b中的B-B′部分的放大图；以及

图10d是图10b的A-A′部分剖面图。

符号说明：

102-储墨本体

104-圆柱槽体

106-钢珠

108-凸肋

110-微小间隙

200、200a、200b、200c、200d-喷墨印头

210、210a、210b、210c、210d-储墨本体

211、211b、211c、211d-进气间隙孔

212、212a、212b、212c-第一端部

212′-第一表面

212b′-第三表面

212c′-斜面

212d-基底

213、213a、213b、213c-第二端部

213′-第二表面

213b′-第四表面

213d-支撑架

214d-阻挡片

215-第一开口

220-气袋

221-第二开口

230-压力板

240-弹性装置

250a-压力调节进气结构

251a-进气间隙孔

300-卡匣

320-钢珠

330-簧片

340-空气入口

412-侧板

414-弹簧

416-气袋

418-连接孔

具体实施方式

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。

第一实施例

图4、图5a、图5b是显示本发明的喷墨印头的第一实施例，在本实施例中，喷墨印头200包括一储墨本体210、一气袋220、一压力板230、以及一弹性装置240。

储墨本体210是用以收容一墨水于其中，并在其内维持一负压，且在其底部具有一进气间隙孔211、一第一端部212、以及一第二端部213，其中第一端部212具有面对储墨本体210内部的一第一表面212′，而第二端部213具有面对储墨本体210外部的一第二表面213′，且进气间隙孔211是形成在第一表面212′和第二表面213′之间；另外，储墨本体210在顶部设有一第一开口215。

应了解的是进气间隙孔211的尺寸使储墨本体210中的墨水可在进气间隙孔211中产生一表面张力，而使墨水不会从进气间隙孔211泄漏于储墨本体210之外，因此，进气间隙孔211的宽度w在0.05mm至0.1mm之间是较佳地，最佳的是宽度为0.06mm。

气袋220具有一第二开口221，其与储墨本体210的第一开口215连通，借此经由储墨本体210与外部连通，而以可膨胀的方式设置于储墨本体210内。

压力板230与气袋220邻接，而以可移动的方式设置于储墨本体210内，弹性装置240以与压力板230抵接的方式设置于储墨本体210内，用以限制气袋220的动作，应了解的是弹性装置240可为一弹簧。

本实施例的喷墨印头200的构成如上所述，以下说明其动作原理。

当喷墨印头200进行喷墨动作时，储墨本体210内的负压升高，由于气袋220经由第二开口221、第一开口215与大气相通，气袋220随着储墨本体210内的负压上升而膨胀，并压迫压力板230。当储墨本体210内部负压持续上升，大气压力(外界空气)与储墨本体210内压力间的压力差达到可突破墨水在进气间隙孔211中的表面张力时，外界空气从进气间隙孔211补充进入储墨本体210中，使储墨本体210内的负压下降，而将储墨本体210内部的负压值维持于一负压范围内。

将本实施例和美国专利第5526030号中的喷墨印头比较后可知，由于本实施例中的进气间隙孔的形状实质上为矩形，因此不像习知的环状般，其尺寸量测容易。

又，比较本实施例和美国专利第6213598号中的喷墨印头，并将其结果整理于下表中。

	美国专利第6213598号	本实施例
			簧片模具	1组	无

钢珠	1颗	无
			组立时间	15秒	无
组装簧片松动故障	1.5-2.5％发生机率	无
			超音波熔接造成钢珠脱落	2-3％发生机率	无

由上表可知，本实施例由于进气间隙孔是一体成形于储墨本体上，可避免传统喷墨印头因组立时所造成的组合误差；借此除了可大幅减少组装时所需的相关零组件及工时之外，亦不影响所需之打印品质。

另外，在本实施例的喷墨印头的模具制作上，公模仁与母模仁可分别由精密模床加工完成，其模具的加工尺寸十分容易控制；又，由于喷墨印头的塑料射出的缩水率约为4.5/1000-6/1000，因此所射出成型的进气间隙孔的尺寸可控制在0.06-0.08mm之间。

第二实施例

图6是显示本发明之喷墨印头之第二实施例，在本实施例中，喷墨印头200a包括一储墨本体210a、一压力调节进气结构250a、一气袋220、一压力板230、以及一弹性装置240，应了解的是与第一实施例相同的构成省略其说明，并标以相同的符号。

本实施例与第一实施例不同处在于：进气间隙孔251a是形成于储墨本体210a之外的压力调节进气结构250a上，亦即，进气间隙孔并不限于如第一实施例般，需一体成形于储墨本体上。

应了解的是压力调节进气结构250a可以各种不同的方式被设置于储墨本体210a上，例如，当压力调节进气结构250a是由塑料制成时，其可借由射出成型而一体成型于储墨本体210a上，或者是当压力调节进气结构250a由金属制成时，压力调节进气结构250a则可借由射出成型而被设置于储墨本体210a的模具上，或借由热熔加工而被熔接于储墨本体210a上。

由于本实施例并不需如习知般，需设置钢珠等零件，因此可大幅减少组装时所需的相关零组件及工时。

第三实施例

图7、图8a、图8b是显示本发明的喷墨印头的第三实施例，在本实施例中，喷墨印头200b包括一储墨本体210b、一气袋220、一压力板230、以及一弹性装置240，应了解的是与第一实施例相同的构成省略其说明，并标以相同的符号。

本实施例与第一实施例不同处在于：储墨本体210b具有一进气间隙孔211b、一第一端部212b、以及一第二端部213b，其中第一端部212b具有面对第二端部213b的一第三表面212b′，而第二端部213b具有面对第一端部212b的一第四表面213b′，且进气间隙孔211b是形成在第三表面212b′和第四表面213b′之间。

由本实施例的构成可知，进气间隙孔的形成方式并不限于第一实施例，且由于本实施例与第一实施例的差别仅在于进气间隙孔的形成方式，因此本实施例也可达到与第一实施例相同的效果。

第四实施例

图9a、图9b是显示本发明的喷墨印头的第四实施例，在本实施例中，喷墨印头200c包括一储墨本体210c、一气袋220、一压力板230、以及一弹性装置240，应了解的是与第一实施例相同的构成省略其说明，并标以相同的符号。

本实施例与第一实施例不同处在于：储墨本体210c具有一进气间隙孔211c、一第一端部212c、以及一第二端部213c，其中第一端部212c面对第二端部213c的表面可为一斜面212c′，且进气间隙孔211c是形成在第一端部212c和第二端部213c之间。

由本实施例的构成可知，进气间隙孔的形成方式并不限于第一实施例，且由于本实施例与第一实施例的差别仅在于进气间隙孔的形成方式，因此本实施例也可达到与第一实施例相同的效果。

第五实施例

图10a、图10b、图10c、图10d是显示本发明的喷墨印头的第五实施例，在本实施例中，喷墨印头200d包括一储墨本体210d、一气袋220、一压力板230、以及一弹性装置240，应了解的是与第一实施例相同的构成省略其说明，并标以相同的符号；另外，应注意的是图10c和图10d是沿着不同剖面线所绘制的剖面图，其中图10d是沿着支撑架213d进行剖面。

本实施例与第一实施例不同处在于：储墨本体210d在其底部具有一基底212d、一支撑架213d、一阻挡片214d、以及一进气间隙孔211d，其中支撑架213d连接基底212d和阻挡片214d，而进气间隙孔211d是形成在基底212d和阻挡片214d之间，且是环形。

详而言之，本实施例主要借由支撑架213d的设计，将所需的塑料料导入一所需的环形进气间隙孔211d结构。此设计在模具制作上，其模仁主要是车床加工后，再进行放电加工，放电加工后再进行研磨加工完成，此外，其中的进气间隙孔是以磨床加工方式完成。

由本实施例的构成可知，进气间隙孔的形成方式并不限于第一实施例，且由于本实施例与第一实施例的差别仅在于进气间隙孔的形成方式，因此本实施例也可达到与第一实施例相同的效果。

Claims (15)

1.一种喷墨印头，包括：

一储墨本体，具有一第一端部和一第二端部，且在该第一端部和该第二端部之间形成一进气间隙孔，且在该储墨本体内维持一负压，并收容一墨水于其中，其中该进气间隙孔的尺寸使该墨水在该进气间隙孔中存在一表面张力，而使该墨水不会从该进气间隙孔泄漏于该储墨本体之外；

一气袋，与该储墨本体外部连通而以可膨胀的方式设置于该储墨本体内；

一压力板，与该气袋邻接而以可移动的方式设置于该储墨本体内；以及

一弹性装置，以与该压力板抵接的方式设置于该储墨本体内，用以限制该气袋的动作；

其中当该储墨本体内的负压升高时，该气袋膨胀而压迫该压力板，且外界空气突破该墨水在该进气间隙孔中的表面张力，而从该进气间隙孔进入该储墨本体中，以降低该储墨本体内的负压。

2.根据权利要求1所述的喷墨印头，其中该进气间隙孔的宽度为0.05-0.1mm。

3.根据权利要求2所述的喷墨印头，其中该进气间隙孔的宽度为0.06mm。

4.根据权利要求1所述的喷墨印头，其中该第一端部具有面对该储墨本体内部的一第一表面，而该第二端部具有面对该储墨本体外部的一第二表面，且该进气间隙孔是形成在该第一表面和该第二表面之间。

5.根据权利要求1所述的喷墨印头，其中该第一端部具有面对该第二端部的一第三表面，而该第二端部具有面对该第一端部的一第四表面，且该进气间隙孔是形成在该第三表面和该第四表面之间。

6.根据权利要求1所述的喷墨印头，其中该第一端部面对该第二端部的表面为一斜面。

7.根据权利要求1所述的喷墨印头，其中该进气间隙孔的形状为矩形。

8.根据权利要求1所述的喷墨印头，其中该储墨本体设有一第一开口，且该气袋设有与该第一开口连通的一第二开口。

9.根据权利要求1所述的喷墨印头，其中该弹性装置为一弹簧。

10.一种喷墨印头，包括：

一储墨本体，具有一基底、一支撑架、以及一阻挡片，其中该支撑架连接该基底和该阻挡片，而一进气间隙孔是形成在该基底和该阻挡片之间，且在该储墨本体内维持一负压，并收容一墨水于其中，该进气间隙孔的尺寸使该墨水在该进气间隙孔中存在一表面张力，而使该墨水不会从该进气间隙孔泄漏于该储墨本体之外；

一气袋，与该储墨本体外部连通而以可膨胀的方式设置于该储墨本体内；

一压力板，与该气袋邻接而以可移动的方式设置于该储墨本体内；以及

一弹性装置，以与该压力板抵接的方式设置于该储墨本体内，用以限制该气袋的动作；

其中当该储墨本体内的负压升高时，该气袋膨胀而压迫该压力板，且外界空气突破该墨水在该进气间隙孔中的表面张力，而从该进气间隙孔进入该储墨本体中，以降低该储墨本体内的负压。

11.根据权利要求10所述的喷墨印头，其中该进气间隙孔的形状为环形。

12.根据权利要求10所述的喷墨印头，其中该储墨本体设有一第一开口，且该气袋设有与该第一开口连通的一第二开口。

13.根据权利要求10所述的喷墨印头，其中该弹性装置为一弹簧。

14.根据权利要求10所述的喷墨印头，其中该进气间隙孔的宽度为0.05-0.1mm。

15.根据权利要求14所述的喷墨印头，其中该进气间隙孔的宽度为0.06mm。

Images