液气界面维持装置的制作方法

专利名称：液气界面维持装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液气界面维持装置，应用在喷墨打印机上的墨水匣，以维持墨水匣内部的适当负压值。
背景技术：
喷墨打印机已经是一种相当可靠且很有效率的打印工具。通常，喷墨打印机具有一喷墨印表头，可相对于喷印的表面来回移动并喷出墨滴。一控制系统将喷墨印表头移至适当的位置然后使之喷射墨滴，墨滴落在喷印表面而形成所要的影像或资料内容。这类打印机里面通常使用一种墨水笔，主要包含储存及供应墨水的墨水匣及喷墨印表头等两部分。
喷墨印表头多设有复数个微孔，而每一微孔各有其相连的墨腔。在操作中，墨水从墨水匣导入喷墨印表头的墨腔，然后从微孔中将墨滴喷向所喷印的目标表面。墨水匣内的压力若等于大气压力，墨水会从微孔里渗漏，而使喷出的墨滴落点变得不准确，进而影响打印的品质。为解决这一问题，必须在墨水匣内维持一轻微负压，使喷墨印表头在暂停或停止作动时，使墨腔里的墨水不会从微孔里渗出。
下文中所谓的负压，指墨水匣内的压力小于外界空气时的压力差值。墨水匣内必须维持足够程度的负压，才能避免墨水从喷墨印表头里的微孔渗漏。但是如果负压过大，将会抵销喷墨印表头内喷出墨滴的喷印动力，其可能的影响包括使喷出的墨滴尺寸无法维持稳定或渐渐变小，使喷印的品质变差，严重时甚或会使墨滴无法完全喷出。
所以为维持正常操作，负压值必须要能经常维持在一可操作的范围内(operatingrange)。也就是，负压必须使之大于可防止墨水从喷墨印表头渗漏的压力值，同时，又必须小于可能妨碍喷印的压力值。为了同时满足上述限制，针对各种不同等级的产品需求，目前已有许多不同的技术。
文献中，负压多以两种装置形成，其一用以形成适当负压，另一用以将负压维持在适当范围。上述之一可以是弹性伸缩袋，通过该弹性伸缩袋改变自身的内部体积，在墨水匣的使用过程中，使墨水匣内形成适当的负压，另一个负压调节器是设置在墨水匣底部的补气孔，利用毛细现象形成液气界面以防止外界气体的不恰当进入，并且在墨水匣内的负压大幅增加的情形下，也就是由弹性伸缩袋生成的负压在随着喷出墨水量的增加下会大幅增加，使补气孔自动开启(外界压力克服毛细现象之作用力)，而将少量的外界气体以气泡形式引入墨水匣内部，将负压调降至适当程度，再重新建立墨水匣与外界液体连通的补气通道--液气界面，以避免过多外界空气的进入。
此外，一般的负压调节器必须要满足一些条件。第一个条件是负压调节器必须足以精确地控制负压。第二个条件是墨水匣内部负压波动的幅度越小越佳。换句话说，当气泡进入墨水匣内部时，将使负压下降，负压调节器必须能迅速恢复液气界面，阻止空气持续进入，以使墨水匣内部维持适当的负压。第三个条件是负压调节器必须具有自我润湿能力(使液体之内聚力小于附着力而形成液气界面)。并且即使是墨水匣内部的墨水已经使用完毕时，或是在墨水匣倒置或倾斜，负压调节器未被墨水所浸没时，液气界面必须足以避免气泡的进入。
上述之两种装置可见于美国第5526030号、第6186620号及第6213598号专利，但是这些专利中所公开的负压调节器，都需采用两种以上的组件才得以达到负压调节的功能，所以具有构造复杂、制造不便，以及影响墨水匣内储存墨水的空间等缺点，因此再行设计一种液气界面维持装置以通过相对较少的组件数达到负压调节的功能，并增加制造的便利性以及增加储墨空间。

发明内容
本发明的主要目的是提供一种液气界面维持装置，防止气体不恰当进入墨水匣，进而影响墨水匣内部的适当负压，因此在墨水匣倒置或是倾斜时，不致影响墨水匣内部的适当负压。
根据本发明所公开的液气界面维持装置是应用在墨水匣上，此装置包括有补气孔及集墨槽，其中补气孔设置在墨水匣上，并藉由毛细现象使墨水填充在墨水匣，而集墨槽设置于墨水匣，与补气孔共同连通墨水匣与墨水匣之外的空气，集墨槽表面有墨水附着，以与补气孔中之墨水共同形成液气界面，以使墨水匣与外界气体连通的补气通道(液气界面)能够防止气体不恰当进入墨水匣，进而改变墨水匣内部的适当负压。
而且集墨槽的表面可以处理为亲水面，以使墨水的毛细力提高而增加墨水润湿集墨槽表面的能力，使集墨槽表面达到易于润湿的方式有表面粗糙化、在集墨槽表面涂布亲水剂及集墨槽材质为亲水材质等。
本发明的液气界面维持装置具有以下功能1.构造简单本发明仅需通过设置在墨水匣底面的补气孔及集墨槽，即可达到维持墨水匣内的负压的功效。
2.制造便利本发明的补气孔及集墨槽在墨水匣射出的同时一体成形，所以可增加制造的便利性。
3.增加储墨空间因已知技术的零件个数较多，且组件在置入墨水匣后，会影响到储墨空间，但是与已知技术不同的是本发明因仅需设置在墨水匣内集墨槽，所以并不会影响到墨水匣的储墨空间。
4.增加补墨效率本发明的集墨槽形状可为放射状，因此可以增加补墨效率从而降低气泡阻塞的机率，但即便不是这种形状的集墨槽，亦可以使附着在集墨槽的墨水快速地回补至补气孔。
5.防止气体进入墨水匣而改变墨水匣内部的适当负压墨水匣倒置(或倾斜)时，由补气孔与集墨槽共同形成地液气界面会防止墨水匣外的气体的不恰当进入，因而不会改变墨水匣内部的适当负压。
附图的简要说明

图1是墨水匣倒置时的立体图；图2是墨水匣倒置时，依图1A-A’方向的剖面图；图3A是墨水匣正置时，依图1A-A’方向的剖面图；图3B是墨水匣正置，且气泡经补气孔进入墨水匣时，依图1A-A’方向所做之剖面图；图4是墨水匣正置，且气泡经补气孔进入墨水匣时，依图1A-A’方向的立体剖面图；图5是墨水匣正置时，集墨槽呈放射状形状时，墨水经集墨槽回填至补气孔流动方向的立体剖面图；图6是设置在集墨槽底面的驱离件结构图；图7是集墨槽的另一实施例的立体剖面图。
具体实施例方式
根据本发明所公开的液气界面维持装置是应用于墨水匣1，如图1和图2所示，此液气界面维持装置设置在墨水匣1的底部，包括有补气孔10与集墨槽20，集墨槽20设置于墨水匣1的底部，补气孔10也设置于墨水匣1的底部，且使墨水匣1外部与集墨槽20连通，墨水藉由毛细力连通补气孔10与集墨槽20，在补气孔10与墨水匣1外部之间形成补气通道(液气界面)，并使附着在集墨槽20的墨水可以确保补气孔10中的墨水供应，因而墨水匣1与外界气体连通的补气通道，不论是在墨水匣1正立、倒置或是倾斜时，都能够防止气体不恰当地进入墨水匣1而改变墨水匣1内部的适当负压。
如图3A所示，在墨水匣1正置时，因为重力的原因，墨水匣1中的墨水将补气孔10与集墨槽20封闭形成液气界面而防止墨水匣1外的气体不恰当的进入，所以能够让墨水匣1中的保持适当负压，如图3B所示，在使用墨水匣的过程中，因墨水逐渐减少而引起墨水匣1中的负压增加时，墨水匣1外的空气也就以气泡30的型式藉由补气孔10通过集墨槽20进入墨水匣1，进而改变墨水匣1中之负压。
如图2所示，在墨水匣1倒置时(或是倾斜时)，同样因为重力的原因，墨水匣1中的墨水流动至靠近墨水匣1的接近地面端，但因为墨水在补气孔10中的毛细现象以及墨水附着于集墨槽20，因而形成液气界面，从而将补气孔10与集墨槽20封闭，集墨槽20的设计必须要能随时维持足够的墨水，以防止附着在补气孔10的墨水被外界进入墨水匣1的气体推挤而来不及回填，进而丧失液气界面。
上述补气孔10的形状可为矩形、圆形、多边形、星形、不规则形等等，其中以非圆形者较好，如图4所示的非圆形集墨槽20，因为以气泡30的型式进入墨水匣1的气体呈圆形，所以非圆形的具有不会被气泡30填满且位于补气孔10边端的回填夹角11，此回填夹角11的角度小于平角，且以较小的角度为好，使气体以气泡30的型式经补气孔10进入墨水匣1，且当墨水匣1已达到适当的负压值的情形下后，墨水能够快速地回填至补气孔10。
上述的集墨槽20的形状则可为矩形、圆形、凸多边形、星形、不规则形、甚至是呈放射状等等，且其表面可处理为亲水面，以增加墨水润湿集墨槽20的能力，提高墨水的附着力，而使集墨槽20的表面达到易于润湿的方式有使集墨槽20表面粗糙化、在集墨槽20的表面涂布亲水剂及集墨槽20的材质为亲水材质，此外，当集墨槽20的形状为圆形时，补气孔10容易被气泡阻塞，且集墨槽20容易被处于稳定状态的气泡所填满，而其所形成的液气界面容易使墨水匣1外的气体进入从而破坏墨水匣1中的适当负压，然而当集墨槽20的形状为非圆形时，因集墨槽20具有位于边端的附着夹角21，附着夹角21的角度小于平角，且以较小的角度较好，以使墨水附着。再有，集墨槽20的表面与气泡表面间至少包括一墨流的间隙，以让墨水于集墨槽20及补气孔10间流动。
如图5所示，当集墨槽20的形状呈放射状，在墨水回填至补气孔10时，墨水可以由集墨槽20快速地向补气孔10流动，且集墨槽20具有邻近补气孔10和设置在集墨槽20边端的驱离件22(如图中所示的放射状集墨槽20边端的尖点，不过同样可由凸点达到相同的效果)，以使气泡30不易附着，而不至堵塞在补气孔10上方妨碍液气界面的形成，并且即便是气泡30位于此处，在轻微地晃动下气泡30也会移动至其它位置。
当然，形状为凸多边形的一个长方形集墨槽20也可达到相同的效果，不过，其中以长宽比较大者较好，因为大气泡较难以此形状存在，而数个连接在一起的小气泡中数中央的气泡较不稳定，因其只有两个贴附面，而两端的气泡却有三个贴附面，故补气孔10被气泡30堵塞的机会会降低许多，且此种集墨槽20亦可增加墨水回填补气孔10中的速度。
如图6所示，集墨槽20的驱离件22更可以为邻近补气孔10并且设置在集墨槽20底面，此驱离件22可以为凸点或是尖点，以使透过气泡型式的气体经补气孔10进入墨水匣1时远离补气孔10，从而不堵塞在补气孔10上方妨碍液气界面的形成。
如图7所示，集墨槽20的底面可设计为补气孔10的位置位于相对整个集墨槽20的较低点(抑或是最低点)以增加墨水回补补气孔10的效率，并引导气泡30向远离补气孔10处移动而不至堵塞在补气孔10上方妨碍液气界面的形成。补气孔20的另一种较佳位置在集墨槽20中心，且离边缘大于边界长的1/3-2/3或是1/5-4/5之间。
符号说明墨水匣1补气孔10回填夹角 11集墨槽20附着夹角 21驱离件22气泡 30
权利要求
1.一种液气界面维持装置，应用在一墨水匣，所述墨水匣中装有墨水，所述装置包括有一补气孔，设置在所述墨水匣，并藉由毛细现象使墨水填充；及一集墨槽，设置在所述墨水匣，与所述补气孔共同连通所述墨水匣与所述墨水匣外空气，且所述集墨槽的墨水与所述补气孔的墨水共同形成液气界面，而防止所述墨水匣外部的空气不恰当进入所述墨水匣以调节所述墨水匣内部的适当负压。
2.如权利要求1所述液气界面维持装置，其中所述集墨槽的表面为一易被润湿的表面，以使墨水增加附着力而附着在所述集墨槽表面。
3.如权利要求2所述液气界面维持装置，其中所述易被润湿的表面为一粗糙表面。
4.如权利要求2所述液气界面维持装置，其中所述易被润湿的表面涂布有一亲水剂。
5.如权利要求2所述液气界面维持装置，其中所述集墨槽的材质为一亲水材质。
6.如权利要求1所述液气界面维持装置，其中所述集墨槽具有一驱离件，所述驱离件邻近所述补气孔，使气体以气泡型式经所述补气孔进入所述墨水匣时远离所述补气孔。
7.如权利要求6所述液气界面维持装置，其中所述驱离件设置在所述集墨槽的底面。
8.如权利要求7所述液气界面维持装置，其中所述驱离件是凸点。
9.如权利要求7所述液气界面维持装置，其中所述驱离件是尖点。
10.如权利要求6所述液气界面维持装置，其中所述驱离件设置在所述集墨槽的边端。
11.如权利要求10所述液气界面维持装置，其中所述驱离件是凸点。
12.如权利要求10所述液气界面维持装置，其中所述驱离件是尖点。
13.如权利要求1所述液气界面维持装置，其中所述集墨槽具有位于边端的一附着夹角，所述附着夹角的角度小于平角以使墨水附着。
14.如权利要求1所述液气界面维持装置，其中所述集墨槽的底面自邻近至远离所述补气孔位置形成一个位于在朝向所述墨水匣设置所述集墨槽的相对面的弧面。
15.如权利要求1所述液气界面维持装置，其中所述补气孔具有位于边端的一回填夹角，所述回填夹角的角度小于平角，使气体以气泡型式经所述补气孔进入所述墨水匣后，墨水回填至所述补气孔。
16.如权利要求1所述液气界面维持装置，其中所述集墨槽的形状为凸多边形。
17.如权利要求16所述液气界面维持装置，其中所述集墨槽的长宽比大于1。
18.如权利要求1所述液气界面维持装置，其中所述补气孔位于所述集墨槽中心，且离边缘的距离大于边界长的1/3-2/3。
19.如权利要求1所述液气界面维持装置，其中所述补气孔位于所述集墨槽中心，且离边缘的距离大于边界长的1/5-4/5。
全文摘要
本发明公开了一种应用在墨水匣上的液气界面维持装置，包括有设置在墨水匣，并与集墨槽相通的补气孔，并且利用毛细现象，使墨水匣中的墨水填充在补气孔并附着于集墨槽表面，从而形成墨水匣与外界气体间作为补气通道的液气界面，以防止外界气体不恰当的进入墨水匣，进而影响墨水匣内部的适当负压。
文档编号B41J2/175GK1468717SQ02126890
公开日2004年1月21日 申请日期2002年7月19日 优先权日2002年7月19日
发明者杨焜琅, 周景瑜, 林建铭, 傅淑雯, 杨 琅 申请人:飞赫科技股份有限公司