CN100577425C - 利用反压避免空气压入墨盒的喷墨孔的方法和实施该方法的打印机 - Google Patents
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Abstract
一种在一打印机内避免空气压入一墨盒的喷墨孔的方法，该打印机包括一压力产生模块以及一喷墨头盖模块，该方法包括下列步骤：在该喷墨头盖模块欲对该喷墨孔进行加盖时，该压力产生模块使该墨盒的喷墨孔附近形成局部高压，以及使用该喷墨头盖模块对该喷墨孔进行加盖，以隔绝该喷墨孔与该喷墨头盖模块外界的空气。
Description
技术领域
本发明提供一种在一打印机内避免空气压入一墨盒的喷墨孔的方法，特别是一种利用反压避免空气压入墨盒的喷墨孔的方法。
背景技术
随着个人及家用计算机的日益普及，以及个人影像输出的需求日益增加，喷墨打印装置因其本身合理价格及优秀打印品质等吸引消费者购买的因素，已成为个人、家庭乃至公司行号最常使用的计算机输出打印设备。然而若要有高阶的输出打印品质，如何有效地保存喷墨头即成为非常关键的技术。
一般的喷墨打印装置通有一喷墨头，可以沿着一定轨迹来回移动，而在一待印文件上喷墨打印。该喷墨头上通常有至少一个墨盒(ink container)，此一墨盒的主要结构由一壳体所构成，其内含有一用来储存墨水的墨水槽以及一个与该墨水槽相连通而用来控制墨水喷出的打印头。在一般喷墨打印装置中，通常利用需量流控制方式来控制墨水由墨水槽喷出至待印文件，而采用需量流控制方式的典型打印头一般可分为热泡式以及压电力波式两种。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，而印至待印文件上。虽然采用需量流控制方式的打印头可有效地由墨水槽获得墨水而喷出墨滴，但是采用需量流控制方式时需要一种控制机制，以使得打印头在未作用时墨水不会渗出，而此种控制机制通常是在墨水槽提供轻微的负压，以防止墨水渗出打印头。此处所谓的负压是指在墨水槽中形成部份真空，使得外界大气压力略大于墨盒内的流体压力，且度量负压时是以正值表示，所以负压的增加代表墨水槽内部份真空的提高，以及代表外界大气压力与墨水槽内的流体压力的差距加大。借由负压的增加，因此可阻止墨水从打印头渗出，但是，虽然增加负压可阻止墨水从打印头渗出，负压亦不能无限制地加大，因为若负压过大，墨滴将无法克服负压而无法由打印头喷出，况且外界空气亦会因外界大气压力太大过于墨盒内的流体压力，而克服液态式密闭以气泡的形式进入墨水槽之内，如此一来便会阻碍喷墨孔道的畅通，而影响打印的品质。
如此之外，现有的厂商为了避免让墨水在长期不使用时挥发，所以设计加盖(capping)喷墨头的机构，但是在加盖喷墨头的同时，若设计不良使得墨水槽中的负压太大，则常会造成多余的空气加灌在喷墨孔之中，使得在下次喷墨时，墨道因有气泡而阻碍喷墨孔的畅通，而影响打印的品质。
发明内容
本发明提供一种在一打印机内避免空气压入一墨盒的喷墨孔的方法，以解决上述的问题。
本发明披露一种在一打印机内避免空气压入一墨盒的喷墨孔的方法，该打印机包括一压力产生模块以及一喷墨头盖模块，该方法包括下列步骤：在该喷墨头盖模块欲对该喷墨孔进行加盖时，该压力产生模块使该墨盒的喷墨孔附近形成局部高压，以及使用该喷墨头盖模块对该喷墨孔进行加盖，以隔绝该喷墨孔与该喷墨头盖模块外界的空气。
本发明的披露一种打印机，其包括一壳体，一墨盒，安装在该壳体内，该墨盒包括一压力产生模块，一喷墨头盖模块，安装在该壳体内，用来对该墨盒的喷墨孔加盖，以及一逻辑单元，用来在该喷墨头盖模块欲对该喷墨孔进行加盖时，使该压力产生模块对该墨盒的喷墨孔附近形成局部高压。
本发明的优点在于可在喷墨头盖模块欲对墨盒的喷墨孔进行加盖时，利用压力产生模块使墨盒的喷墨孔附近形成局部高压，以避免在加盖过程中外界多余的气体被挤入墨盒的喷墨孔内，导致墨道内有气泡而阻碍喷墨孔的畅通，因而影响打印品质。
附图说明
图1为本发明打印机的功能方块示意图。
图2为本发明墨盒的示意图。
图3为图2墨盒沿切线3-3’的剖面图。
图4为本发明在打印机内避免空气压入墨盒的喷墨孔的流程图。
符号说明
10 打印机 12 壳体
14 墨盒 16 外壳
18 压力产生模块 20 温度测量单元
22 喷墨头盖模块 24 电机
26 逻辑单元 28 墨水
30 墨水储槽 32 喷墨打印头
34 歧管 36 喷孔层
38 墨水室 40 加热单元
42 喷墨孔
具体实施方式
请参阅图1，图1为本发明一打印机10的功能方块示意图。打印机10包括一壳体12，一墨盒14，安装在壳体12内，墨盒14包括一外壳16，一压力产生模块18，其可为一加热模块，亦可为一电热转换装置，用来将电能量转换成热能量，如一包括加热电阻的喷墨芯片等，以及一温度测量单元20，可测量墨盒14的加热温度，并将该加热温度状态传回至打印机10。打印机10另包括一喷墨头盖模块22，安装在壳体12内，用来对墨盒14的喷墨孔加盖，一电机24，用来驱动墨盒14使其往返移动以进行打印工作，其可为一直流电机(DC motor)，以及一逻辑单元26，用来在喷墨头盖模块22欲对该喷墨孔进行加盖时，根据温度测量单元20所传回的加热温度状态，使压力产生模块18对墨盒14的喷墨孔附近形成局部高压。
请参考图2及图3，图2为本发明墨盒14的示意图，图3为图2墨盒14沿切线3-3’的剖面图。墨盒14包括有外壳16，其内形成有一用来储存墨水28的墨水储槽30。一喷墨打印头32设置在墨盒14之上并与墨水储槽30相连通，用来控制墨水28的输出，而本发明的压力产生模块18设置在喷墨打印头32内。墨盒14内另设有一歧管(manifold)34，而喷墨打印头32则借由歧管34与墨水储槽30连通。喷墨打印头32另包括有一喷孔层36，喷孔层36与压力产生模块18之间会形成多个墨水室(ink chambers)38。压力产生模块18包括有多个加热单元40，每一加热单元40用来加热一对应的墨水室38内的墨水28以产生气泡。喷孔层36则包括有多个喷墨孔42，每一喷墨孔42对应于一加热单元40。当有电流通过加热组件40而使得加热组件40对墨水室38内的墨水28加热而产生气泡时，墨水28即会经由喷墨孔42喷出。
请参阅图4，图4为本发明在打印机10内避免空气压入墨盒14的喷墨孔42的流程图。该流程包括下列步骤：
步骤100：逻辑单元26对电机24与墨盒14的压力产生模块22发出一加盖(capping)指令，接下来同时执行步骤102与步骤104；
步骤102：将墨盒14移动至相对于喷墨头盖模块22处，以使喷墨头盖模块22得以对墨盒14的喷墨孔42进行加盖动作，接下来执行步骤106；
步骤104：在喷墨头盖模块22欲对墨盒14的喷墨孔42进行加盖时，压力产生模块18使墨盒14的喷墨孔42附近形成局部高压；
步骤106：使用喷墨头盖模块22对墨盒14的喷墨孔42进行加盖，以隔绝喷墨孔42与喷墨头盖模块22外界的空气；以及
步骤108：结束加盖动作。
在此继续详细描述上述的步骤，当墨盒14执行完打印工作后，墨盒14会回到原始定位点归位，其位置通常为打印机10的两侧，而此时喷墨头盖模块22便会对墨盒14的喷墨孔42进行加盖的动作，以避免墨盒14在不使用时其内的墨水28由喷墨孔42处挥发出去。此时打印机10的逻辑单元26会对电机24与墨盒14的压力产生模块22发出一加盖指令，而当电机24接收到此加盖指令后，便会开始将墨盒14移动至相对于喷墨头盖模块22处，以使喷墨头盖模块22得以对墨盒14的喷墨孔42进行加盖动作，且在此同时压力产生模块18会使墨盒14的喷墨孔42附近形成局部高压，而形成局部高压的方式可为借由加热单元40加热邻近的墨水28以使墨盒14的喷墨孔42附近温度上升，以形成局部高压。其原理乃为根据理想气体方程式PV＝nRT(P：气体压力；V：气体体积；n：气体摩尔数；R：阿弗伽德罗常数；T：气体温度)，当喷墨孔42附近气体受到加热而致使温度T上升时，会使得喷墨孔42出口附近气体的气压随之上升，以形成局部高气压，而此气压的形成便可用以抵抗喷墨头盖模块22加盖时的压力，以避免外界多余的气体进入墨盒14的喷墨孔42内，而喷墨孔42墨道内的气体少，能提升喷墨孔42喷出墨水28的方向性与成功率，并且可保证有效喷出墨滴的大小，借以提高打印的品质。
除上述形成局部高压的方式外，亦可采用借由加热单元40加热邻近的墨水28以使墨盒14的喷墨孔42附近温度上升且喷出部分墨水28，以形成局部高压。如此一来不仅可使得喷墨孔42出口附近气体的气压随之上升，以形成局部高气压，另外亦可在墨盒14的喷墨孔42处形成一道水压以避免外界多余的气体进入墨盒14的喷墨孔42内，而此水压力的形成乃是由喷墨孔42内的液体所产生，故喷出液体时亦可顺势将喷墨孔42内原有的气泡挤出喷墨孔42。而压力产生装置18的运作机制可不仅为上述所介绍的加热机制，其只要是能在喷墨孔42进行加盖时，对邻近的墨水28施加压力以使墨盒14的喷墨孔42附近形成局部高压的压力产生机制即可，例如压力产生装置18亦可为一压电转换装置，用来将电能量转换成机械能，进而施加压力在墨盒14墨道内的液体以及喷墨孔42附近的气体，如可为压电材料，将电能量转换成材料形变的能量，俟后储存在材料内的能量释放，而对墨盒14墨道内的液体以及喷墨孔42附近的气体产生压力。
而在压力产生模块18对墨盒14的喷墨孔42附近形成局部高压的同时，墨盒14会移动至相对于喷墨头盖模块22处，最后喷墨头盖模块22便完成对墨盒14的喷墨孔42加盖的动作，以隔绝喷墨孔42与喷墨头盖模块22外界的空气，如此一来可避免外界灰尘进入喷墨孔42以及减低墨水28从喷墨孔42挥发的速度，于是便结束加盖的动作。
相较于传统的打印机装置，本发明的特点在于可在喷墨头盖模块22欲对墨盒14的喷墨孔42进行加盖时，利用压力产生模块18使墨盒14的喷墨孔42附近形成局部高压，以避免在加盖过程中外界多余的气体被挤入墨盒14的喷墨孔42内，导致墨道内有气泡而阻碍喷墨孔42的畅通。此外相较于传统的预防气泡挤入喷墨孔42的方法，本发明若采用加热方式来达到形成局部高压的效果，则便可在不改变现行加热喷墨打印的架构下，而达到本发明的目的。而本发明亦可应用在以喷墨方式输出影像的其它影像打印装置，例如传真机或多功能办公机(multi-function product，MFP)等，只要是利用反压避免空气压入墨盒14的喷墨孔42的方法皆属于本发明所保护的范畴。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明精神所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种在一打印机内避免空气压入一墨盒的喷墨孔的方法，该打印机包括一压力产生模块以及一喷墨头盖模块，该方法包括下列步骤：
(a)在该喷墨头盖模块欲对该喷墨孔进行加盖时，该压力产生模块使该墨盒的喷墨孔附近形成局部高压；以及
(b)使用该喷墨头盖模块对该喷墨孔进行加盖，以隔绝该喷墨孔与该喷墨头盖模块外界的空气。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)为在该喷墨头盖模块欲对该喷墨孔进行加盖时，加热邻近该压力产生模块的墨水以使该墨盒的喷墨孔附近温度上升，以形成局部高压。
3.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)为在该喷墨头盖模块欲对该喷墨孔进行加盖时，加热邻近该压力产生模块的墨水以使该墨盒的喷墨孔附近温度上升且喷出部分墨水，以形成局部高压。
4.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)为在该喷墨头盖模块欲对该喷墨孔进行加盖时，对邻近该压力产生模块的墨水施加压力以使该墨盒的喷墨孔附近形成局部高压。
5.如权利要求1所述的方法，其另包括在同时进行步骤(a)时，将该墨盒移动至相对于该喷墨头盖模块处，以使该喷墨头盖模块得以对该墨盒的喷墨孔进行加盖。
6.一种用来实施如权利要求1所述方法的打印机，还包括：
一壳体；
一墨盒，安装在该壳体内，该墨盒包括所述压力产生模块；所述喷墨头盖模块，安装在该壳体内，用来对该墨盒的喷墨孔加盖；以及
一逻辑单元，用来在该喷墨头盖模块欲对该喷墨孔进行加盖时，使该压力产生模块对该墨盒的喷墨孔附近形成局部高压。
7.如权利要求6所述的打印机，其中该压力产生模块为一加热模块，用来加热该墨盒。
8.如权利要求6所述的打印机，其中该压力产生模块为一电热转换装置，用来将电能量转换成热能量，进而加热该墨盒墨道内的液体以及该喷墨孔附近的气体。
9.如权利要求8所述的打印机，其中该电热转换装置为一喷墨芯片。
10.如权利要求6所述的打印机，其中该压力产生模块为一压电转换装置，用来将电能量转换成机械能，进而施加压力在该墨盒墨道内的液体以及该喷墨孔附近的气体。
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