[发明专利]喷墨头墨水压力控制装置

说明书

本发明涉及一种喷墨头墨水压力控制装置，特别是涉及一种避免墨水壳体内部产生过高负压的喷墨头墨水压力控制装置。

在一般喷墨印刷中控制墨水由墨水壳体输出至印刷纸面的方法中，需量流控制方式(Drop-On-Demand)是常用的方法，并且采用需量流控制方式的典型打印装置是多半采用热泡式或压电力波式。

热泡式打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打印头之喷射口，进而打印至纸面上。虽然需量流控制方式的打印头可有效的由墨水壳体获得墨水而喷出墨滴，但是需量流控制方式需要一种控制机构以使得打印头在未作用时墨水不会渗出打印头，此种控制机构通常是借由在打印头提供轻微的负压，以防止墨水渗出打印头。此处所谓的负压是指在墨水壳体中形成部分真空，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。借由负压的增加，因此可阻止墨水流出打印头。

虽然借由负压的增加，因此可阻止墨水流出打印头，但负压亦不能过大而导致打印头无法克服负压而使墨滴无法喷出。另一方面，打印装置墨水壳体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，相对上要使墨水不至漏出打印头的负压值较大。此外，墨水壳体的“操作效应”亦会影响壳体内的负压，例如当墨水壳体内的墨水持续消耗，将使得壳体内的负压值升高，若不对负压适当的加以调节，打印头将逐渐受负压太大的影响而改变喷出的墨滴大小，结果影响打印质量，最后甚至将完全无法喷出墨水。

过去一些现有的技术，调节墨水壳体内负压是由一种置放于墨水壳体内的称为“调节器”的机构所达到。此调节器一般为一个弹性气袋，其设计在于促使借由调节器的作动，在其最大容量及小容量之间变动，进而使壳体的容积改变，而调节负压的变化。例如当周围环境压力下降时，打印装置内负压随之降低，此时调节器便开始作动(弹性气袋收缩)以增加墨水壳体的容量，因此而增加负压使墨水不至泄漏。

虽然这些弹性气袋型式的调节器可成功地调节墨水壳体的体积，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其限制。因此在墨水耗尽至某程度时，由于弹性气袋已至最大可膨胀量，故无法再改变墨水壳体的体积，结果随着墨水的继续减少将导致负压超过容许范围，打印头无法克服负压而使墨滴无法喷出，墨水壳体内的墨水因而无法完全用尽。

为解决上述的问题，部分打印装置采用“气泡产生器”装置。气泡产生器具有一通孔，藉此通孔墨水壳体和周围环境为相通。通孔的大小经过当设计后，可使得墨水聚集在通孔内利用毛细力构成液态式密闭(liauid seal)。当墨水壳体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闭，外界空气将以气泡的形式进入墨水壳体，壳体内的负压因而降低。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闭重新建立，阻止气泡继续进入。

应用在列印装置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的控制气泡进入时之墨水壳体负压值，其次是负压变动范围的控制，亦即当气泡开始进入墨水壳体，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，以维持墨水壳体内适当的负压。另一性能要求是自润能力(self-wetting capability)，当墨水壳体内的墨水耗尽至某一程度，或者打印装置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而且可阻隔气泡的进入。

美国专利第5,526,030号所揭露之气泡产生器装置主要由一通孔及一个填塞元件所构成，其中，填塞元件置放于通孔之内，于通孔上方之内壁周围设置有具有等距之凸肋，借由凸肋以固定填塞元件(填塞元件在通孔中是无法移动的)，并且于填塞元件与通孔之间所构成的环状间隙即用以产生气泡。此外，于该专利中所揭露之液态式密闭装置及自润能力，液态式密闭装置系由环状间隙及墨水本身的表面张力所形成，借由液态式密闭装置可将一定量的墨水保留在环状间隙之内，如此以构成液态式密闭及自润。

然而，由于在通孔中之填塞元件为固定而无法移动，为达到气泡进入时所需的墨水壳体的负压值，则必须精确控制计算出填塞元件与通孔之间的间隙，如此便增加了制造及装配上的困难度。

因此，本发明之目的是针对于上述公知技术的缺点而提出一种喷墨头墨水压力控制装置，由此便可通过大气压力对于内部具有负压之墨水匣中的墨水进行控制。