CN2519726Y - 压力调节装置及利用此压力调节装置的喷墨印头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压力调节装置及利用此压力调节装置的喷墨印头,其中喷墨印头包括储槽、气袋、压力板、阻隔件、移动件、以及弹性装置;储槽具有第一开口且在其内维持背压,气袋与储槽外部连通,而以可膨胀的方式设置于储槽内;压力板与气袋邻接,以可移动的方式设置于储槽内;阻隔件以可移动的方式设置于储槽内,用以阻隔第一开口;移动件与压力板、阻隔件、储槽抵接,而以可产生位移的方式设置于储槽内,用以依据压力板的动作调整阻隔件是否阻隔第一开口;弹性装置以与压力板、移动件抵接的方式设置于储槽内,用以限制气袋的动作,当储槽内的背压变化时,气袋膨胀压迫压力板,使移动件产生位移而使阻隔件与第一开口分离。

Description

压力调节装置及利用此压力调节装置的喷墨印头

技术领域

本实用新型涉及一种压力调节装置及利用此压力调节装置的喷墨印头，尤其是一种可提高组装合格率、且缩短组装时间的压力调节装置及利用此压力调节装置的喷墨印头。

背景技术

在一般喷墨印刷中，需量流控制方式为控制墨水由墨水储槽输出至印刷纸面的常用方法，采用此方式的典型喷墨笔一般运用热泡式或压电力波式。热泡式印头包括一个薄膜电阻，当被加热后，可使微量的墨滴瞬间汽化，墨滴蒸发后的快速膨胀使少量墨水通过印头的喷射口，而印至印刷纸面上。虽然需量流控制方式的印头可有效地由笔内的储槽获得墨水而喷出液滴，但是此方式需要一种控制机制，以使得印头在未作用时墨水不会渗出印头，此种控制机制通常是通过在印头提供轻微的负压，以防止墨水不会渗出印头而达成。此处所谓的负压是指在墨水储槽中形成部分真空，量度负压时以正值表示，所以负压的增加代表部分真空提高。通过负压的增加，可阻止墨水流出印头。

虽然通过负压的增加，可阻止墨水流出印头，但负压亦不能过大从而导致印头无法克服负压而使墨滴无法喷出。另一方面，喷墨笔的墨水储槽内的负压必须能够随周围环境压力的变化而调节，以保持在适当的范围内。例如，当周围环境压力降低时，相对要使墨水不至漏出印头的负压值较大。此外，墨水储槽的操作效应亦会影响储槽内的负压，例如，当墨水储槽内的墨水持续消耗，将使得储槽内的负压值升高，若不对负压适当的加以调节，印头将逐渐因受负压太大的影响而改变喷出的墨滴大小，结果影响列印品质，最后甚至完全无法喷出墨水。

过去的一些技术，调节墨水储槽内的负压是由一种置放于墨水储槽内的称为调节器的机制所达成。此调节器一般为一个弹性气袋，其设计在于促使通过调节器的作动，而在其最大容量及最小容量之间变动，进而令储槽的容积改变，以调节负压的变化。例如，当周围环境压力下降时，喷墨笔内负压随之降低，此时调节器便开始动作(弹性气袋收缩)，以增加墨水储槽的容量，从而增加负压使墨水不至泄漏。

虽然这些弹性气袋形式的调节器可成功地调节墨水储槽的体积，但是仍有一些限制。一般而言，弹性气袋的最大可膨胀量均有限制，因此在墨水耗尽至某程度时，由于弹性气袋已达到最大可膨胀量，故无法再改变墨水储槽的体积，结果随着墨水的继续减少将导致负压超过容许范围，印头无法克服负压而使墨滴无法喷出，墨水储槽内的墨水因而无法完全用尽。

为了解决上述问题，一些喷墨笔采用气泡产生器的装置，气泡产生器具有一流体通道，通过此通道，墨水储槽和周围环境相通。通道的大小经适当设计后，可使得墨水聚集在通道内而利用毛细力构成液态式密封(liquid seal)。当墨水储槽内的负压上升至某一程度时，负压将大于毛细力而克服液态式密封，外界空气以气泡的形式进入墨水储槽，储槽内的负压因而降低。气泡在进入以后，负压值即降低而小于毛细力，使得液态式密封重新建立，阻止气泡继续进入。

应用在喷墨笔的气泡产生器通常有几项重要的性能要求，首先是气泡产生器必须能确实地控制气泡进入时的墨水储槽负压值，其次是负压变动范围的控制，亦即，当气泡开始进入墨水储槽，导致负压开始降低后，气泡产生器必须适时的再度阻止气泡继续进入，以维持墨水储槽内适当的负压。另一性能要求是自润能力(self-wetting capability)，当墨水储槽内的墨水耗尽至某一程度，或者喷墨笔放置角度改变使得气泡产生器不再浸泡于墨水中时，液态式密闭仍然有效且可阻隔气泡的进入。

参考图1、2，美国专利第5526030号所提出的气泡产生器装置118是一个能够满足上述各项要求的公知技术，此公知技术的气泡产生器118主要是由一管状通道122及一个圆球124所构成，圆球124置放于通道122内，通道122内壁设计有等距突起的肋126、128，用来固定圆球124，圆球124和通道122所构成的环状间隙120即为气泡产生之处。此外，图3显示出此公知技术所提出的液态式密闭装置及自润能力，此装置由环状间隙120及墨水本身的表面张力所形成，可将一定量的墨水保留在环状间隙120内，而构成液态式密闭及自润。

一般而言，上述公知技术所提出的气泡产生器可满足应用在喷墨笔气泡产生器上的几项重要的性能要求，其控制气泡进入墨水储槽的方式是根据墨水本身的表面张力、墨水的静水压力、及圆球和喷孔之间的间隙来决定。当墨水的表面张力愈大或间隙愈小时，气泡进入时所需的墨水储槽负压即需愈高。此外，墨水本身的静水压力亦会影响气泡进入时所需的负压值。当墨水量减少时，墨水的静水压力愈小，气泡形成所需的负压值即降低，因此上述公知技术的主要缺点为：欲使气泡进入时墨水储槽负压值为所设计的值，圆球和通道内壁之间的间隙必须精确控制，此项要求增加制造及装配上的困难度。

另一公知技术为美国专利第6213598号所提，如图4所示的压力控制装置410，组装过程包括将一板金成形的簧片330热熔于卡匣400底部，使其以弹力压住气泡产生器的钢珠320，因处于卡匣400底部位置，所以组装时并不容易放置至定位；然后，在将施予气袋416顶压的弹簧414组装于固定用的不锈钢侧板412中时，此过程颇为耗时且可靠度低，本实用新型即针对此缺点提供改善方式。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题而提供一种减少组合的零件数目、所需的人力和时间成本的压力调节装置及利用此压力调节装置的喷墨印头。

本实用新型的另一目的在于提供一种提高后续组装时产品的合格率，以及背压调节机构运作时的稳定性的压力调节装置及利用此压力调节装置的喷墨印头。

本实用新型的又一目的在于提供一种压力调节装置及利用此压力调节装置的喷墨印头，防止因为运送过程中的摇晃与撞击，而造成弹簧松动进而脱落的缺点。

本实用新型的目的是这样实现的，提供一种压力调节装置，适用于储槽，储槽具有第一开口且在其内维持背压，而上述压力调节装置包括：与储槽外部连通而以可膨胀的方式设置于储槽内的气袋；与气袋邻接而以可移动的方式设置于储槽内的压力板；以可移动的方式设置于储槽内的阻隔件，用以阻隔第一开口；与压力板、阻隔件、储槽抵接而以可产生位移的方式设置于储槽内的移动件，用以依据压力板的动作调整阻隔件是否阻隔第一开口；以及以与压力板、移动件抵接的方式设置于储槽内的弹性装置，用以限制气袋的动作，当储槽内的背压变化时，气袋膨胀压迫压力板，使移动件产生位移而使阻隔件与第一开口分离。

如上所述的压力调节装置，所述的储槽设有第二开口，且气袋设有与第二开口连通的第三开口；阻隔件为一圆球。

如上所述的压力调节装置，所述的移动件具有与储槽抵接的延伸面，用以使移动件在被设置于储槽内时更为方便；延伸面上形成固定座，用以固定弹性装置；移动件与储槽抵接的延伸面固定于储槽。

如上所述的压力调节装置，所述的移动件为簧片，而弹性装置为弹簧；储槽外部为大气环境，而移动件和弹性装置均为不锈钢材质。

如上所述的压力调节装置，所述的移动件和弹性装置为一体成型。

如上所述的压力调节装置，所述的储槽内设有至少一定位柱，且一体成型的移动件和弹性装置上形成至少一第一穿孔，通过定位柱穿过第一穿孔使一体成型的移动件和弹性装置固设于储槽内，而定位柱和第一穿孔间通过热熔的方式固定。

如上所述的压力调节装置，所述的储槽内设有至少一肋，用以固定一体成型的移动件和弹性装置。

如上所述的压力调节装置，所述的一体成型的移动件和弹性装置上形成至少一第二穿孔，用以调整一体成型的移动件和弹性装置的弹性系数。

一种利用上述压力调节装置的喷墨印头，其包括：具有第一开口且在其内维持背压的储槽；与储槽外部连通而以可膨胀的方式设置于储槽内的气袋；与气袋邻接而以可移动的方式设置于储槽内的压力板；以可移动的方式设置于储槽内的阻隔件，用以阻隔第一开口；与压力板、阻隔件、储槽抵接而以可产生位移的方式设置于储槽内的移动件，用以依据压力板的动作调整阻隔件是否阻隔第一开口；以及以与压力板、移动件抵接的方式设置于储槽内的弹性装置，用以限制气袋的动作，当储槽内的背压变化时，气袋膨胀压迫压力板，使移动件产生位移而使阻隔件与第一开口分离。

本实用新型所提供的压力调节装置及利用此压力调节装置的喷墨印头克服了公知技术中存在的缺陷，减少了组合的零件数目，降低了组装难度，减少了所需的人力和时间成本；提高后续组装产品的合格率；以及提高背压调节机构运作稳定性，从而防止因为运送过程中的摇晃与撞击，而造成弹簧松动进而脱落的缺点。

附图说明

图1、2、3是显示美国专利第5526030号所提出的公知技术的气泡产生器装置的示意图；

图4是显示美国专利第6213598号所提出的另一种公知技术的压力调节装置的示意图；

图5a是显示本实用新型的喷墨印头的第一实施例的示意图；

图5b是显示图5a中的移动件的示意图；

图6a、6b是显示本实用新型的喷墨印头的第二实施例的示意图；

图7a是显示图6a中的一体成型的移动件和弹性装置的示意图；以及

图7b是显示图7a的一体成型的移动件和弹性装置固定于储槽内的示意图。

附图标号说明

1、1a、喷墨印头             2、储槽

3、第一开                   4、第一开口

5、定位柱                   6、第四开口

7、肋                       10、气袋

11、第三开                  20、压力板

30、阻隔件                  40、移动件

41、固定座                  42、延伸面

50、弹性装置                60、一体成型的移动件和弹性装置

61、第一穿孔                62、第二穿孔

100、100a、压力调节装置     118、气泡产生装置

122、管状通道               124、圆球

126、128、肋                330、簧片

320、钢珠                   400、卡匣

410、压力控制装置           412、不锈钢侧板

414、弹簧                   416、气袋

X1、第一方向                X2、第二方向

具体实施方式

以下，根据附图说明本实用新型的压力调节装置及利用此压力调节装置的喷墨印头的实施例。

第一实施例

本实用新型的第一实施例的喷墨印头1如图5a所示，包括一储槽2、一气袋10、一压力板20、一阻隔件30、一移动件40以及一弹性装置50，其中气袋10、压力板20、阻隔件30、移动件40以及弹性装置50构成本实用新型的第一实施例的压力调节装置100。

储槽2具有一第一开口3、一第二开口4，且在其内维持一背压，其中第一开口3和第二开口4用以与储槽2外部的大气环境连通。

气袋10以可膨胀的方式设置于储槽2内，其设有与第二开口4连通的一第三开口11，由此与储槽2外部连通；压力板20与气袋10邻接，且依据气袋10膨胀与否而以可移动的方式设置于储槽2内。应注意的是气袋10的功能为当储槽2背压增加时，气袋儿可透过与外界相通的第三开口11让空气进入气袋10而使气袋10膨胀。

阻隔件30以可移动的方式设置于储槽2内，用以阻隔第一开口3，且其为一圆球是较佳地。

移动件40与压力板20、阻隔件30、储槽2抵接而以可产生位移的方式设置于储槽2内，用以依据压力板20的动作调整阻隔件30是否阻隔第一开口3，其中移动件40具有一延伸面42，此延伸面42与储槽2抵接且固定于储槽2上，而其另一端面则与压力板20抵接，而在两端面间的适当位置与阻隔件30抵接；如图5b所示，移动件40在延伸面42上形成三个固定座41，用以固定弹性装置50，且移动件40可为一簧片是较佳地。应注意的是移动件40的弹性系数值也扮演非常重要的角色，当它的值过高时，即使压力扳20接触到移动件40，也无法将其顶开，造成空气无法顺利进入储槽2内。

弹性装置50以与压力板20、移动件40抵接的方式设置于储槽2内，用以限制气袋10的动作，由此当储槽2内的背压变化时，气袋10膨胀压迫压力板20，使移动件40产生位移而使阻隔件30与第一开口3分离，其中弹性装置50可为一弹簧是较佳地。应注意的是弹性装置50即是控制与平衡储槽2背压的零件，弹性装置50的弹力过强会使储槽2内部背压增加，而弹力过小又会使内部背压减少，两种状况都会影响喷墨品质。

移动件40和弹性装置50均可由不锈钢材质制成是较佳的。

本实用新型的第一实施例的喷墨印头1的构成如上所述，以下说明其作动方式。当印头1开始喷墨时，储槽2内的背压增加，而气袋10经由与大气连接的第三开口11可使外界空气顺利流到气袋10内，而使气袋10膨胀，弹性装置50在此时经由压力板20而同时被压缩，当弹性装置50被压缩的距离达到使压力板20顶到移动件40时，此时储槽2内的背压也达到一定的值，大气将透过第一开口3而将阻隔件30顶开，空气进入储槽2内，而使储槽2内的背压减小，移动件40又回到原始压住阻隔件30的位置，而弹性装置50也因储槽2内背压减少，而回复到原来位置，由此做周而复始的循环动作，达成背压调整的功能。

通过本实用新型的设计，使移动件40具有一延伸面42，而使其可解决公知技术的簧片因为分开组装时而难以定位的困扰且可解决公知技术中容易松动的问题。

相较于公知技术，本实用新型在组装时间上缩短许多。

第二实施例

本实用新型的第一实施例的喷墨印头1a如图6a、6b所示，包括一储槽2、一气袋10、一压力板20、一阻隔件30以及一体成形的移动件和弹性装置60，其中气袋10、压力板20、阻隔件30、以及一体成形的移动件和弹性装置60构成本实用新型的第二实施例的压力调节装置100a。

本实施例与第一实施例的不同处在于：在本实施例中，将第一实施例中的移动件40和弹性装置50一体成型而成为一体成形的移动件和弹性装置60。

参考图7a，一体成型的移动件和弹性装置60上形成有两个第一穿孔61、以及数个第二穿孔62，其中第二穿孔62用以调整一体成型的移动件和弹性装置60的弹性系数。

参考图7b，储槽2内设有两定位柱5，通过将定位柱5穿过第一穿孔61使一体成型的移动件和弹性装置60固设于储槽2内；应注意的是定位柱5和第一穿孔61间可通过热熔的方式固定是较佳的。

参考图7b，储槽2内也可设有数个肋7，用以固定一体成型的移动件和弹性装置60。

另外，墨水可经由如图6a所示的第四开口6而进入储槽2内。

本实用新型的第二实施例的喷墨印头1a的构成如上所述，以下说明其作动方式。随着墨水的消耗，气袋10会持续膨胀，一体成型的移动件和弹性装置60持续往如图6a所示的第一方向X1移动，最后与本身压住阻隔件30的另一端开始接触、此后的列印动作使墨水量继续减少时，气袋10的再度膨胀将使一体成型的移动件和弹性装置60压住阻隔件30的一端顶高，如图6b所示，此时由于阻隔件30不再受压，且储槽2内为负压的原因，阻隔件30自然浮起，而使间隙产生于阻隔件30与第一开口3之间，外界空气得以进入储槽2，储槽2内的负压因而降低，气袋10受一体成型的移动件和弹性装置60的压迫而收缩，压力板20往如图6a所示的第二方向X2移动，一体成型的移动件和弹性装置60压住阻隔件30的一端不再自身推挤，于是回复紧压阻隔件30的状态如图6a所示，大气于是不再进入储槽2内。当墨水量继续减少时，会再度产生如图6b所示的情况，此反复的作动一直持续进行直到墨水耗尽为止。

通过一体成型的移动件和弹性装置60与气袋10之间的适当搭配，将能使储槽2内的负压维持在适当范围内，不仅防止墨水从印头1a渗漏，且印头1a仍能正常的进行列印动作。

虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域普通技术人员，在不脱离本实用新型的构思和保护范围内，当可作些许的修改与变化，因此本实用新型的保护范围应以 范围为准。

Claims (38)

1.一种压力调节装置，适用于一储槽，该储槽具有一第一开口且在其内维持一背压，其特征在于：上述压力调节装置包括：

一气袋，与该储槽外部连通且可膨胀地设置于该储槽内；

一压力板，与该气袋邻接且可移动地设置于该储槽内；

一阻隔该第一开口的阻隔件，其可移动地设置于该储槽内；

一依据该压力板的动作调整该阻隔件是否阻隔该第一开口的移动件，其与该压力板、该阻隔件、该储槽抵接且可移位地设置于该储槽内；以及

一限制该气袋动作的弹性装置，其与该压力板、该移动件相抵接地设置于该储槽内。

2.如权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于：该储槽设有一第二开口，且该气袋设有与该第二开口连通的一第三开口。

3.如权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于：该阻隔件为一圆球。

4.如权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于：该移动件具有与该储槽抵接的方便设置该移动件的一延伸面。

5.如权利要求4所述的压力调节装置，其特征在于：该延伸面上形成至少一可固定该弹性装置的固定座。

6.如权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于：该移动件与该储槽抵接的延伸面固定于该储槽。

7.如权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于：该移动件为一簧片。

8.如权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于：该弹性装置为一弹簧。

9.如权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于：该储槽外部为大气环境。

10.如权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于：该移动件和该弹性装置均为不锈钢材质的移动件和弹性装置。

11.如权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于：该移动件和该弹性装置为一体成型的移动件和弹性装置。

12.如权利要求11所述的压力调节装置，其特征在于：该储槽设有一第二开口，且该气袋设有与该第二开口连通的一第三开口。

13.如权利要求11所述的压力调节装置，其特征在于：该阻隔件为一圆球。

14.如权利要求11所述的压力调节装置，其特征在于：该储槽外部为大气环境。

15.如权利要求11所述的压力调节装置，其特征在于：该一体成型的移动件和弹性装置为不锈钢材质的移动件和弹性装置。

16.如权利要求11所述的压力调节装置，其特征在于：该储槽内设有至少一定位柱，且该一体成型的移动件和弹性装置上形成至少一第一穿孔，该定位柱穿过该第一穿孔且该一体成型的移动件和弹性装置固设于该储槽内。

17.如权利要求16所述的压力调节装置，其特征在于：该定位柱和该第一穿孔间热熔固定。

18.如权利要求11所述的压力调节装置，其特征在于：该储槽内设有至少一可固定该一体成型的移动件和弹性装置的肋。

19.如权利要求11所述的压力调节装置，其特征在于：该一体成型的移动件和弹性装置上设有至少一可调整该一体成型的移动件和弹性装置的弹性系数的第二穿孔。

20.一种利用权利要求1所述的压力调节装置的喷墨印头，其特征在于：该喷墨印头包括：

一储槽，具有一第一开口且在其内维持一背压；

一气袋，与该储槽外部连通且可膨胀地设置于该储槽内；

一压力板，与该气袋邻接且可移动地设置于该储槽内；

一阻隔该第一开口的阻隔件，可移动地设置于该储槽内；

一依据该压力板的动作调整该阻隔件是否阻隔该第一开口的移动件，与该压力板、该阻隔件、该储槽相抵接可移位地设置于该储槽内；以及

一可限制该气袋动作的弹性装置，与该压力板、该移动件相抵接地设置于该储槽内。

21.如权利要求20所述的喷墨印头，其特征在于：该储槽设有一第二开口，且该气袋设有与该第二开口连通的一第三开口。

22.如权利要求20所述的喷墨印头，其特征在于：该阻隔件为一圆球。

23.如权利要求20所述的喷墨印头，其特征在于：该移动件具有与该储槽抵接的一可方便设置该移动件的延伸面。

24.如权利要求23所述的喷墨印头，其特征在于：该延伸面上形成至少一可固定该弹性装置的固定座。

25.如权利要求21所述的喷墨印头，其特征在于：该移动件与该储槽抵接的延伸面固定于该储槽。

26.如权利要求21所述的喷墨印头，其特征在于：该移动件为一簧片。

27.如权利要求21所述的喷墨印头，其特征在于：该弹性装置为一弹簧。

28.如权利要求21所述的喷墨印头，其特征在于：该储槽外部为大气环境。

29.如权利要求21所述的喷墨印头，其特征在于：该移动件和该弹性装置均为不锈钢材质的移动件和弹性装置。

30.如权利要求21所述的喷墨印头，其特征在于：该移动件和该弹性装置为一体成型的移动件和弹性装置。

31.如权利要求30所述的喷墨印头，其特征在于：该储槽设有一第二开口，且该气袋设有与该第二开口连通的一第三开口。

32.如权利要求30所述的喷墨印头，其特征在于：该阻隔件为一圆球。

33.如权利要求30所述的喷墨印头，其特征在于：该储槽外部为大气环境。

34.如权利要求30所述的喷墨印头，其特征在于：该一体成型的移动件和弹性装置为不锈钢材质的移动件和弹性装置。

35.如权利要求30所述的喷墨印头，其特征在于：该储槽内设有至少一定位柱，且该一体成型的移动件和弹性装置上形成至少一第一穿孔，该定位柱穿过该第一穿孔且该一体成型的移动件和弹性装置固设于该储槽内。

36.如权利要求35所述的喷墨印头，其特征在于：该定位柱和该第一穿孔间热熔固定。

37.如权利要求30所述的喷墨印头，其特征在于：该储槽内设有至少一可固定该一体成型的移动件和弹性装置的肋。

38.如权利要求30所述的喷墨印头，其特征在于：该一体成型的移动件和弹性装置上设有至少一可调整该一体成型的移动件和弹性装置的弹性系数的第二穿孔。

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