墨盒的锥形弹簧负压结构
阅读：928发布：2020-05-12
专利汇可以提供墨盒的锥形弹簧负压结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种墨盒的锥形 弹簧 负压 结构，是提供墨盒不打印时墨 水 不会渗出喷墨头的处理机制，其包括一容墨空间、及至少一可压缩至直径尺寸的 锥形弹簧 ，利用该锥形弹簧的动作，使容墨空间与外界环境间具有经常性的负压值，另该容墨空间的一侧设有供大气进出的大气空间，以搭配提供适当负压调节给容墨空间，利用大气空间体积产生变化同时 挤压 该锥形弹簧使其沿轴向 变形 ，而达预定负压值，由于该锥形弹簧可挤压至直径尺寸，故可增加气袋可膨胀空间的效益。，下面是墨盒的锥形弹簧负压结构专利的具体信息内容。
1、一种墨盒的锥形弹簧负压结构，其特征在于：一容墨空间(10) 是设于墨盒(1)内，且具有至少一锥形弹簧(20)，利用该锥形弹簧(20) 的动作，使容墨空间(10)与外界环境间具有经常性的负压值。
2、如权利要求1所述的墨盒的锥形弹簧负压结构，其特征在于所述的 锥形弹簧(20)的直径及圈数是依容墨空间(10)的预定负压值而设。
3、如权利要求1所述的墨盒的锥形弹簧负压结构，其特征在于所述的 锥形弹簧(20)可以串联或并联方式排列。
4、如权利要求1所述的墨盒的锥形弹簧负压结构，其特征在于所述的 锥形弹簧(20)的至少一端可设压板(21)。
5、如权利要求1所述的墨盒的锥形弹簧负压结构，其特征在于所述的 锥形弹簧(20)可设于容墨空间(10)内。
6、如权利要求5所述的墨盒的锥形弹簧负压结构，其特征在于所述的 锥形弹簧(20)是为锥形压缩弹簧，且其可动作行程是由初始位置至该锥 形弹簧(20)压缩达直径尺寸的最终位置。
7、如权利要求1所述的墨盒的锥形弹簧负压结构，其特征在于，所述 负压结构还包括一与外界环境相通的大气空间(30)。
8、如权利要求7所述的墨盒的锥形弹簧负压结构，其特征在于所述的 大气空间(30)可设于该容墨空间(10)的一侧或两侧。
9、如权利要求7所述的墨盒的锥形弹簧负压结构，其特征在于所述的 锥形弹簧(20)可设于大气空间(30)内，且该锥形弹簧(20)是为一锥 形拉伸弹簧。
10、如权利要求7所述的墨盒的锥形弹簧负压结构，其特征在于所述 的大气空间(30)可以至少一气袋(31)形成。
技术领域
本发明涉及为一种负压结构，尤其是涉及一种墨盒的锥形弹簧负压结 构，利用弹簧及气袋设计来控制墨盒内墨水负压的负压结构。
背景技术
喷墨打印的关键技术是包括喷墨印头(Ink-jet head)设计、墨水通道 设计、墨盒设计及组装、精密加工及组装等等，而提升打印品质一直是目 前业者欲求改善之处。
而常见的流量控制式喷墨技术大致可分为热泡式(Thermal bubble)及 压电式(Piezoelectric)。其中热泡式原理是在喷墨头的墨水喷出口加装微 小加热元件，利用给予一电流通过该加热元件，在短时间内将墨水瞬间加 热至沸腾而产生气泡，此时墨水立刻受到急速膨胀气泡的推挤而自墨水喷 出口喷出进行打印；压电式原理是利用压电陶磁产生形变，挤压墨水产生 高压而将液体喷出进行打印；而采用上述技术时，在不打印时均需要有防 止墨水渗出的机制，目前是采用一负压调整装置来调整墨盒内的负压值， 使墨水的喷出孔会形成一个向墨水储存槽内凹的液气界面，而使墨水不会 渗出喷墨头。
而常见的负压调整装置，主要有利用发泡材料、气袋及墨袋三种类型； 其中发泡材料的使用有很好的空间适应性，即便是狭小的空间也可以应用， 但因材料本身的因素使墨水有效利用率大幅降低；而墨袋的运用有很理想 的容墨量，但制作加工技术则较难；而利用气袋的进气式负压调整装置其 特性则介于前述两种方式之间，该装置本身占用的空间未若发泡材料大， 制作也较容易，通常进气式负压调整装置是由一般压缩弹簧、压板及气 袋所组成，而利用选用适当直径的压缩弹簧以得到预定的负压值，基于 灵敏度的考虑及负压值工作区间事实上相当狭小的限制，就必须增加弹簧 圈数致使压缩后的密著高度相对增加。一般压缩弹簧的最小压缩长即为该 压缩弹簧的总圈数乘以直径尺寸，故压缩弹簧的总圈数越大，则最小压缩 长提高，由于气袋的可变化空间受到压缩弹簧的变化限制，因此，当压缩 弹簧的最小压缩长提高，则气袋变化的行程缩短，使墨水的供给量降低， 对于墨盒结构上横向空间受限时，上述的影响更为显著，更难以应用在大 容量的墨盒上。
而常见的流量控制式喷墨技术大致可分为热泡式(Thermal bubble)及 压电式(Piezoelectric)。其中热泡式原理是在喷墨头的墨水喷出口加装微 小加热元件，利用给予一电流通过该加热元件，在短时间内将墨水瞬间加 热至沸腾而产生气泡，此时墨水立刻受到急速膨胀气泡的推挤而自墨水喷 出口喷出进行打印；压电式原理是利用压电陶磁产生形变，挤压墨水产生 高压而将液体喷出进行打印；而采用上述技术时，在不打印时均需要有防 止墨水渗出的机制，目前是采用一负压调整装置来调整墨盒内的负压值， 使墨水的喷出孔会形成一个向墨水储存槽内凹的液气界面，而使墨水不会 渗出喷墨头。
而常见的负压调整装置，主要有利用发泡材料、气袋及墨袋三种类型； 其中发泡材料的使用有很好的空间适应性，即便是狭小的空间也可以应用， 但因材料本身的因素使墨水有效利用率大幅降低；而墨袋的运用有很理想 的容墨量，但制作加工技术则较难；而利用气袋的进气式负压调整装置其 特性则介于前述两种方式之间，该装置本身占用的空间未若发泡材料大， 制作也较容易，通常进气式负压调整装置是由一般压缩弹簧、压板及气 袋所组成，而利用选用适当直径的压缩弹簧以得到预定的负压值，基于 灵敏度的考虑及负压值工作区间事实上相当狭小的限制，就必须增加弹簧 圈数致使压缩后的密著高度相对增加。一般压缩弹簧的最小压缩长即为该 压缩弹簧的总圈数乘以直径尺寸，故压缩弹簧的总圈数越大，则最小压缩 长提高，由于气袋的可变化空间受到压缩弹簧的变化限制，因此，当压缩 弹簧的最小压缩长提高，则气袋变化的行程缩短，使墨水的供给量降低， 对于墨盒结构上横向空间受限时，上述的影响更为显著，更难以应用在大 容量的墨盒上。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种墨盒的锥形弹簧负压结构，可增加气 袋膨胀空间，并提升墨盒内墨水的负压品质，解决气袋无法有效利用的问 题。
本发明的又一目的在于提供一种墨盒的锥形弹簧负压结构，解决墨盒 结构上横向空间受限，使气袋变形行程短的问题。
为达上述的目的，本发明的墨盒的锥形弹簧负压结构，是配置于墨水 储存槽内以调节墨水的负压值，使墨盒不打印时墨水不会渗出喷墨头，其 包括一容墨空间、及至少一可压缩至直径尺寸的锥形弹簧，利用该锥形弹 簧的动作，使容墨空间与外界环境间具有经常性的负压值，而该容墨空间 的一侧可设供大气进出的大气空间，以搭配提供适当负压调节给容墨空间； 由于该锥形弹簧可压缩至其直径尺寸，可使该大气空间可膨胀的空间增加， 故墨盒内可利用大气空间及锥形弹簧调整负压的行程增加，使容墨空间与 外界环境间的负压值稳定，也可用于墨盒结构上横向空间受限，使气袋变 形行程短的情况，另为了降低制造成本，可用气袋来形成大气空间。
具体地说，本发明公开一种墨盒的锥形弹簧负压结构，一容墨空间(10) 是设于墨盒(1)内，且具有至少一锥形弹簧(20)，利用该锥形弹簧(20) 的动作，使容墨空间(10)与外界环境问具有经常性的负压值。
所述的锥形弹簧(20)的直径及圈数是依容墨空间(10)的预定负压 值而设。
所述的锥形弹簧(20)可以串联或并联方式排列。
所述的锥形弹簧(20)的至少一端可设压板(21)。
所述的锥形弹簧(20)可设于容墨空间(10)内。
所述的锥形弹簧(20)是为锥形压缩弹簧，且其可动作行程是由初始 位置至该锥形弹簧(20)压缩达直径尺寸的最终位置。
所述的墨盒的锥形弹簧负压结构还包括一与外界环境相通的大气空 间(30)。
所述的大气空间(30)可设于该容墨空间(10)的一侧或两侧。
所述的锥形弹簧(20)可设于大气空间(30)内，且该锥形弹簧(20) 是为一锥形拉伸弹簧。
所述的大气空间(30)可以至少一气袋(31)形成。
附图说明
图1是本发明锥形弹簧负压结构的结构示意图；
图2是本发明锥形弹簧的动作至最终位置的示意图；
图3是本发明维形弹簧并联排列方式示意图；
图4是本发明锥形弹簧串联排列方式示意图；
图5是本发明锥形弹簧的压缩量与弹力关系图；
图6是本发明容墨空间负压值与体积变化关系图；
图7是本发明具压板设计的负压结构示意图；
图8是本发明锥形弹簧负压结构的气袋固定方式示意图；
图9-1是本发明第一实施例的结构示意图；
图9-2是本发明第一实施例动作至最终位置的示意图；
图10-1是本发明第二实施例的结构示意图；
图10-2是本发明第二实施例动作至最终位置的示意图；
图11-1是本发明第三实施例的结构示意图；
图11-2是本发明第三实施例动作至最终位置的示意图。
本发明的又一目的在于提供一种墨盒的锥形弹簧负压结构，解决墨盒 结构上横向空间受限，使气袋变形行程短的问题。
为达上述的目的，本发明的墨盒的锥形弹簧负压结构，是配置于墨水 储存槽内以调节墨水的负压值，使墨盒不打印时墨水不会渗出喷墨头，其 包括一容墨空间、及至少一可压缩至直径尺寸的锥形弹簧，利用该锥形弹 簧的动作，使容墨空间与外界环境间具有经常性的负压值，而该容墨空间 的一侧可设供大气进出的大气空间，以搭配提供适当负压调节给容墨空间； 由于该锥形弹簧可压缩至其直径尺寸，可使该大气空间可膨胀的空间增加， 故墨盒内可利用大气空间及锥形弹簧调整负压的行程增加，使容墨空间与 外界环境间的负压值稳定，也可用于墨盒结构上横向空间受限，使气袋变 形行程短的情况，另为了降低制造成本，可用气袋来形成大气空间。
具体地说，本发明公开一种墨盒的锥形弹簧负压结构，一容墨空间(10) 是设于墨盒(1)内，且具有至少一锥形弹簧(20)，利用该锥形弹簧(20) 的动作，使容墨空间(10)与外界环境问具有经常性的负压值。
所述的锥形弹簧(20)的直径及圈数是依容墨空间(10)的预定负压 值而设。
所述的锥形弹簧(20)可以串联或并联方式排列。
所述的锥形弹簧(20)的至少一端可设压板(21)。
所述的锥形弹簧(20)可设于容墨空间(10)内。
所述的锥形弹簧(20)是为锥形压缩弹簧，且其可动作行程是由初始 位置至该锥形弹簧(20)压缩达直径尺寸的最终位置。
所述的墨盒的锥形弹簧负压结构还包括一与外界环境相通的大气空 间(30)。
所述的大气空间(30)可设于该容墨空间(10)的一侧或两侧。
所述的锥形弹簧(20)可设于大气空间(30)内，且该锥形弹簧(20) 是为一锥形拉伸弹簧。
所述的大气空间(30)可以至少一气袋(31)形成。
附图说明
图1是本发明锥形弹簧负压结构的结构示意图；
图2是本发明锥形弹簧的动作至最终位置的示意图；
图3是本发明维形弹簧并联排列方式示意图；
图4是本发明锥形弹簧串联排列方式示意图；
图5是本发明锥形弹簧的压缩量与弹力关系图；
图6是本发明容墨空间负压值与体积变化关系图；
图7是本发明具压板设计的负压结构示意图；
图8是本发明锥形弹簧负压结构的气袋固定方式示意图；
图9-1是本发明第一实施例的结构示意图；
图9-2是本发明第一实施例动作至最终位置的示意图；
图10-1是本发明第二实施例的结构示意图；
图10-2是本发明第二实施例动作至最终位置的示意图；
图11-1是本发明第三实施例的结构示意图；
图11-2是本发明第三实施例动作至最终位置的示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，是本发明锥形弹簧负压结构的结构示意图，该墨盒 的锥形弹簧负压结构主要包括一容墨空间10及至少一锥形弹簧20，利用该 锥形弹簧20的动作，使容墨空间10与外界环境间具有经常性的负压值。
该锥形弹簧负压结构，是配置于墨盒1的墨水储存槽2内以调节墨水 的负压值，使墨盒1于不打印时，电于墨水的喷出孔会形成一个向墨水储 存槽2内凹的液气界面，而使墨水不会渗出喷墨头，负压值最理想是控制 在5.08-25.4厘米水柱压力的区间，也即提供轻微的负压使墨水不会渗漏 又不致因过大的负压使喷墨头难以将墨水喷出。
而该锥形弹簧20的弹力是由其直径及圈数而决定，因此可依容墨空 间10的预定负压值，选定适当直径及圈数的锥形弹簧20，另该至少一锥 形弹簧20可以并联排列(如图3所示)或串联排列(如图4所示)方式组 合以达墨水储存槽2预定的负压值。
本发明所采用的锥形弹簧20根据实验结果可得到如图5的弹力F与 压缩量L关系曲线，该关系曲线表示了锥形弹簧20的压缩量L与弹力F 呈近线性关系，与一般的压缩弹簧相同，因此，具有容易控制的特性；而 将一具有上述特性的锥形弹簧20并配合一容墨空间10作试验，可得到如 图6所画的容墨空间负压值P与体积V变化关系图，由该关系图可知负压 值P与体积V近似线性变化，因此，当容墨空间10的墨水体积发生变化， 能仍使容墨空间10与外在环境间维持可产生液压界面的负压值。
请参阅图7所示，由于该锥形弹簧20的截面积小，为了使锥形弹簧20 的弹簧力能均匀施加，可于该锥形弹簧20的至少一端设置压板21以增加施 力面积。
再参阅图1所示，该锥形弹簧20可设于容墨空间10内，以因应于容墨 空间10与外界环境的压力变化，使容墨空间10与外界环境间具有经常性的 负压值；其中该锥形弹簧20是为锥形压缩弹簧，且其可动作行程是由初始 位置至该锥形弹簧20压缩达直径尺寸的最终位置(如图2所示)；利用该容 墨空间10的体积产生变化同时使锥形弹簧20沿轴向压缩变形，使容墨空间 10与外界环境间具有经常性的负压值，当该容墨空间10体积变化达最小体 积时，致使该锥形弹簧20被挤压至直径尺寸。
另外，再参阅图1所示，本发明的锥形弹簧负压结构更可包括一与外 界环境相通的大气空间30，该大气空间30可设于该容墨空间10的一侧或两 侧，利用该大气空间30因外界空气的进出而产生的体积变化，同时使该锥 形弹簧20动作沿轴向变形，使容墨空间10与外界环境间具有经常性的负压 值。而当锥形弹簧20置于容墨空间10内，该大气空间30体积变化达最大体 积时，致使该锥形弹簧20可被挤压至直径尺寸，因此，可增加大气空间30 的可变行程。另由于该容墨空间10内的墨水不可流至大气空间30内，因此， 大气空间30与容墨空间10间需形成适当的液气界面或达到完全密封，故需 较高的制造技术及成本方可完成，因此，该大气空间30可用至少一气袋31 形成，以解决上述的问题，该气袋31的一端可固设于墨盒1壁面，并具有 一与外界环境相通的进气口32，以供外在环境的气体进出该气袋31，使气 袋31的体积产生变化，该气袋31可采用另一固定方式，请参阅图8所示， 是于气袋31的颈部33以一设于墨盒1内壁的舌片34压住，以固设于墨盒1 内，且于该颈部33内设一导气管35，以供外界环境的空气进入该气袋31内， 采用此固定方式可避免气袋31因反复膨胀而撕裂。
而该锥形弹簧20可设于大气空间30内，以因应于容墨空间10与大气空 间30的压力变化，使容墨空间10与外界环境间具有经常性的负压值；其中 该锥形弹簧20是为一锥形拉伸弹簧，当锥形弹簧20于初始位置时，容墨 空间10达最大体积，该大气空间30的体积产生变化同时锥形弹簧20沿轴 向拉伸变形，当该大气空间30体积变化达最大体积时，致使该锥形弹簧 20至最终位置；而该锥形弹簧20的初始位置为其直径尺寸，该容墨空间 10的容墨量为最大。
再参阅图1所示，于容墨空间10的壁面预定位置可增设有一补气孔 11，当容墨空间10与外界环境间的负压值增大至破坏补气孔11的液气界 面(一般为大气空间30达最大体积前)，则气体由该补气孔11进入容墨 空间10内进行补气动作。
对于本发明的锥形弹簧负压结构，以下配合图示提出较佳实施例：
第一实施例
本实施例中是将该锥形弹簧20设于容墨空间10内，以因应于容墨空间 10与外界环境的压力变化，使容墨空间10与外界环境问具有经常性的负压值， 请参阅图9-1所示，是本发明第一实施例的结构示意图，该锥形弹簧负压结构 是包括一容墨空间10、其内部的锥形弹簧20、设于锥形弹簧20一侧的一气 袋31及设于上述元件间的压板21；其中该锥形弹簧20为一锥形压缩弹簧， 而该气袋31的颈部33设有一与外界环境相通的进气口32，进气口32使外界 气体可进入气袋31内，使气袋31产生膨胀；该锥形弹簧20的一端固定于该 墨水储存槽2的壁面，另一端固定于压板21；该墨水储存槽2的预定位置可 设一补气孔11，以搭配提供适当负压调节给墨水储存槽2。
利用该气袋31体积产生变化同时通过压板21挤压该锥形弹簧20使 其沿轴向压缩变形，当该气袋31膨胀达最大体积时，致使该锥形弹簧20 被挤压至直径尺寸(如图9-2所示)。
当容墨空间10内的墨水受到喷墨头的控制而克服容墨空间10内的负 压，该墨水由喷墨头喷出预定的墨水量，此时容墨空间10内的墨水量减少 而使负压上升，同时空气随之由气袋31的进气口32进入，使气袋31膨胀， 同时通过与气袋31相接触的压板21挤压锥形弹簧20至平衡位置，当气袋31 挤压锥形弹簧20时，锥形弹簧20也通过压板21将锥形弹簧20产生的反作用 力均匀施加于气袋31上，以达到控制墨水储存槽2内的负压。而当外界环 境的压力下降时，使得墨水储存槽2内的负压值降低，使喷出孔的液气界 面向外凹，同时锥形弹簧20伸长，使容墨空间与外界环境间的负压值，仍 能维特喷出口的液气界面。
第二实施例
本实施例中是将该锥形弹簧20设于容墨空间10内且具有两个气袋31， 请参阅图10-1所示，是本发明第二实施例的结构示意图，该锥形弹簧负 压结构是包括一容墨空间10、其内部的锥形弹簧20及设于锥形弹簧20两侧 的两个气袋31；其中该两个气袋31间为相通并具有一进气口32，当容墨空 间10内的墨水量减少时，此时气体由进气口32进入气袋31内，使两个气袋 31的体积膨胀，同时锥形弹簧20沿其轴向动作，当锥形弹簧20达平衡位置， 致使容墨空间10与外在环境间达到预定负压值，而当两个气袋31的体积膨 胀至最大时，此时锥形弹簧20则被压缩至其直径尺寸(如图10-2)。
根据第一及第二实施例可知，本发明采用的锥形弹簧20其特性是其可 压缩至最小压缩长为该锥形弹簧20的直径尺寸，由于该锥形弹簧20可压缩 至其直径尺寸，因此可使气袋31膨胀的空间增加，换句话说，墨盒1内可 利用气袋31及锥形弹簧20调整负压的行程增加，使负压值稳定，而可用于 墨盒1结构上横向空间受限，使气袋31变形行程短的情况。当该锥形弹簧 20被压缩最大可至其直径尺寸，另配合补气孔11的设计使墨水消耗达到预 定负压值时，气体由墨水储存槽2的补气孔11进入至墨水储存槽2内，进行 补气，以维持喷墨头供墨顺畅，且当墨盒1所在环境温度变化使墨盒1与外 界压差逐渐降低甚至使墨盒1内的压力可能高于外界前，弹簧将随即压缩 气袋31排出袋内的气体调节负压。
第三实施例
本实施例中是将该锥形弹簧20设于大气空间30内，以因应于容墨空间 10与大气空间30的压力变化，使容墨空间10与大气空间30间具有经常性的 负压值，请参阅图11-1及图11-2所示，是本发明第三实施例的结构示意图及 本发明第三实施例动作至最终位置的示意图，该锥形弹簧负压结构是包括一 容墨空间10、及设于该容墨空间10一侧的气袋31、设于气袋31内的锥形弹 簧20；其中该气袋31的颈部33设有一与外界环境相通的进气口32，进气口 32使外界气体可进入气袋31内，使气袋31产生膨胀；该锥形弹簧20是为一 锥形拉伸弹簧，当锥形弹簧20于初始位置时，容墨空间10达最大体积，该 大气空间30的体积产生变化同时锥形弹簧20沿轴向拉伸变形，当该大气空 间30体积变化达最大体积时，致使该锥形弹簧20至最终位置，且该锥形弹 簧的20初始位置为其直径尺寸，该容墨空间10的容墨量为最大。
另外，该墨水储存槽2的预定位置可设一补气孔11，以搭配提供适当 负压调节给墨水储存槽2。利用该气袋31体积产生变化同时受到该锥形弹 簧20沿轴向变形的影响，致使该容墨空间10与大气空间30间具有适当的 负压值。由于锥形弹簧20置于气袋31内，容墨空间10内少了弹簧的容置 空间，故可增加气袋31可膨胀的空间。
采用锥形弹簧与常见采用一般压缩弹簧于负压结构的比较：由于一般 压缩弹簧仅可利用线圈数或直径的选用来控制负压值，而采用锥形弹簧可 同时调整直径及圈数以设定墨水的预定负压值，因此可选用的锥形弹簧范 围大，对于任何情况下(如：短行程空间等)，均易选用适当的锥形弹簧。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以限定本发明实施的 范围，依本发明申请专利范围所作的同等变化与修饰，皆应属本发明专利 涵盖的范围内。
该锥形弹簧负压结构，是配置于墨盒1的墨水储存槽2内以调节墨水 的负压值，使墨盒1于不打印时，电于墨水的喷出孔会形成一个向墨水储 存槽2内凹的液气界面，而使墨水不会渗出喷墨头，负压值最理想是控制 在5.08-25.4厘米水柱压力的区间，也即提供轻微的负压使墨水不会渗漏 又不致因过大的负压使喷墨头难以将墨水喷出。
而该锥形弹簧20的弹力是由其直径及圈数而决定，因此可依容墨空 间10的预定负压值，选定适当直径及圈数的锥形弹簧20，另该至少一锥 形弹簧20可以并联排列(如图3所示)或串联排列(如图4所示)方式组 合以达墨水储存槽2预定的负压值。
本发明所采用的锥形弹簧20根据实验结果可得到如图5的弹力F与 压缩量L关系曲线，该关系曲线表示了锥形弹簧20的压缩量L与弹力F 呈近线性关系，与一般的压缩弹簧相同，因此，具有容易控制的特性；而 将一具有上述特性的锥形弹簧20并配合一容墨空间10作试验，可得到如 图6所画的容墨空间负压值P与体积V变化关系图，由该关系图可知负压 值P与体积V近似线性变化，因此，当容墨空间10的墨水体积发生变化， 能仍使容墨空间10与外在环境间维持可产生液压界面的负压值。
请参阅图7所示，由于该锥形弹簧20的截面积小，为了使锥形弹簧20 的弹簧力能均匀施加，可于该锥形弹簧20的至少一端设置压板21以增加施 力面积。
再参阅图1所示，该锥形弹簧20可设于容墨空间10内，以因应于容墨 空间10与外界环境的压力变化，使容墨空间10与外界环境间具有经常性的 负压值；其中该锥形弹簧20是为锥形压缩弹簧，且其可动作行程是由初始 位置至该锥形弹簧20压缩达直径尺寸的最终位置(如图2所示)；利用该容 墨空间10的体积产生变化同时使锥形弹簧20沿轴向压缩变形，使容墨空间 10与外界环境间具有经常性的负压值，当该容墨空间10体积变化达最小体 积时，致使该锥形弹簧20被挤压至直径尺寸。
另外，再参阅图1所示，本发明的锥形弹簧负压结构更可包括一与外 界环境相通的大气空间30，该大气空间30可设于该容墨空间10的一侧或两 侧，利用该大气空间30因外界空气的进出而产生的体积变化，同时使该锥 形弹簧20动作沿轴向变形，使容墨空间10与外界环境间具有经常性的负压 值。而当锥形弹簧20置于容墨空间10内，该大气空间30体积变化达最大体 积时，致使该锥形弹簧20可被挤压至直径尺寸，因此，可增加大气空间30 的可变行程。另由于该容墨空间10内的墨水不可流至大气空间30内，因此， 大气空间30与容墨空间10间需形成适当的液气界面或达到完全密封，故需 较高的制造技术及成本方可完成，因此，该大气空间30可用至少一气袋31 形成，以解决上述的问题，该气袋31的一端可固设于墨盒1壁面，并具有 一与外界环境相通的进气口32，以供外在环境的气体进出该气袋31，使气 袋31的体积产生变化，该气袋31可采用另一固定方式，请参阅图8所示， 是于气袋31的颈部33以一设于墨盒1内壁的舌片34压住，以固设于墨盒1 内，且于该颈部33内设一导气管35，以供外界环境的空气进入该气袋31内， 采用此固定方式可避免气袋31因反复膨胀而撕裂。
而该锥形弹簧20可设于大气空间30内，以因应于容墨空间10与大气空 间30的压力变化，使容墨空间10与外界环境间具有经常性的负压值；其中 该锥形弹簧20是为一锥形拉伸弹簧，当锥形弹簧20于初始位置时，容墨 空间10达最大体积，该大气空间30的体积产生变化同时锥形弹簧20沿轴 向拉伸变形，当该大气空间30体积变化达最大体积时，致使该锥形弹簧 20至最终位置；而该锥形弹簧20的初始位置为其直径尺寸，该容墨空间 10的容墨量为最大。
再参阅图1所示，于容墨空间10的壁面预定位置可增设有一补气孔 11，当容墨空间10与外界环境间的负压值增大至破坏补气孔11的液气界 面(一般为大气空间30达最大体积前)，则气体由该补气孔11进入容墨 空间10内进行补气动作。
对于本发明的锥形弹簧负压结构，以下配合图示提出较佳实施例：
第一实施例
本实施例中是将该锥形弹簧20设于容墨空间10内，以因应于容墨空间 10与外界环境的压力变化，使容墨空间10与外界环境问具有经常性的负压值， 请参阅图9-1所示，是本发明第一实施例的结构示意图，该锥形弹簧负压结构 是包括一容墨空间10、其内部的锥形弹簧20、设于锥形弹簧20一侧的一气 袋31及设于上述元件间的压板21；其中该锥形弹簧20为一锥形压缩弹簧， 而该气袋31的颈部33设有一与外界环境相通的进气口32，进气口32使外界 气体可进入气袋31内，使气袋31产生膨胀；该锥形弹簧20的一端固定于该 墨水储存槽2的壁面，另一端固定于压板21；该墨水储存槽2的预定位置可 设一补气孔11，以搭配提供适当负压调节给墨水储存槽2。
利用该气袋31体积产生变化同时通过压板21挤压该锥形弹簧20使 其沿轴向压缩变形，当该气袋31膨胀达最大体积时，致使该锥形弹簧20 被挤压至直径尺寸(如图9-2所示)。
当容墨空间10内的墨水受到喷墨头的控制而克服容墨空间10内的负 压，该墨水由喷墨头喷出预定的墨水量，此时容墨空间10内的墨水量减少 而使负压上升，同时空气随之由气袋31的进气口32进入，使气袋31膨胀， 同时通过与气袋31相接触的压板21挤压锥形弹簧20至平衡位置，当气袋31 挤压锥形弹簧20时，锥形弹簧20也通过压板21将锥形弹簧20产生的反作用 力均匀施加于气袋31上，以达到控制墨水储存槽2内的负压。而当外界环 境的压力下降时，使得墨水储存槽2内的负压值降低，使喷出孔的液气界 面向外凹，同时锥形弹簧20伸长，使容墨空间与外界环境间的负压值，仍 能维特喷出口的液气界面。
第二实施例
本实施例中是将该锥形弹簧20设于容墨空间10内且具有两个气袋31， 请参阅图10-1所示，是本发明第二实施例的结构示意图，该锥形弹簧负 压结构是包括一容墨空间10、其内部的锥形弹簧20及设于锥形弹簧20两侧 的两个气袋31；其中该两个气袋31间为相通并具有一进气口32，当容墨空 间10内的墨水量减少时，此时气体由进气口32进入气袋31内，使两个气袋 31的体积膨胀，同时锥形弹簧20沿其轴向动作，当锥形弹簧20达平衡位置， 致使容墨空间10与外在环境间达到预定负压值，而当两个气袋31的体积膨 胀至最大时，此时锥形弹簧20则被压缩至其直径尺寸(如图10-2)。
根据第一及第二实施例可知，本发明采用的锥形弹簧20其特性是其可 压缩至最小压缩长为该锥形弹簧20的直径尺寸，由于该锥形弹簧20可压缩 至其直径尺寸，因此可使气袋31膨胀的空间增加，换句话说，墨盒1内可 利用气袋31及锥形弹簧20调整负压的行程增加，使负压值稳定，而可用于 墨盒1结构上横向空间受限，使气袋31变形行程短的情况。当该锥形弹簧 20被压缩最大可至其直径尺寸，另配合补气孔11的设计使墨水消耗达到预 定负压值时，气体由墨水储存槽2的补气孔11进入至墨水储存槽2内，进行 补气，以维持喷墨头供墨顺畅，且当墨盒1所在环境温度变化使墨盒1与外 界压差逐渐降低甚至使墨盒1内的压力可能高于外界前，弹簧将随即压缩 气袋31排出袋内的气体调节负压。
第三实施例
本实施例中是将该锥形弹簧20设于大气空间30内，以因应于容墨空间 10与大气空间30的压力变化，使容墨空间10与大气空间30间具有经常性的 负压值，请参阅图11-1及图11-2所示，是本发明第三实施例的结构示意图及 本发明第三实施例动作至最终位置的示意图，该锥形弹簧负压结构是包括一 容墨空间10、及设于该容墨空间10一侧的气袋31、设于气袋31内的锥形弹 簧20；其中该气袋31的颈部33设有一与外界环境相通的进气口32，进气口 32使外界气体可进入气袋31内，使气袋31产生膨胀；该锥形弹簧20是为一 锥形拉伸弹簧，当锥形弹簧20于初始位置时，容墨空间10达最大体积，该 大气空间30的体积产生变化同时锥形弹簧20沿轴向拉伸变形，当该大气空 间30体积变化达最大体积时，致使该锥形弹簧20至最终位置，且该锥形弹 簧的20初始位置为其直径尺寸，该容墨空间10的容墨量为最大。
另外，该墨水储存槽2的预定位置可设一补气孔11，以搭配提供适当 负压调节给墨水储存槽2。利用该气袋31体积产生变化同时受到该锥形弹 簧20沿轴向变形的影响，致使该容墨空间10与大气空间30间具有适当的 负压值。由于锥形弹簧20置于气袋31内，容墨空间10内少了弹簧的容置 空间，故可增加气袋31可膨胀的空间。
采用锥形弹簧与常见采用一般压缩弹簧于负压结构的比较：由于一般 压缩弹簧仅可利用线圈数或直径的选用来控制负压值，而采用锥形弹簧可 同时调整直径及圈数以设定墨水的预定负压值，因此可选用的锥形弹簧范 围大，对于任何情况下(如：短行程空间等)，均易选用适当的锥形弹簧。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以限定本发明实施的 范围，依本发明申请专利范围所作的同等变化与修饰，皆应属本发明专利 涵盖的范围内。
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