专利名称：改进的墨盒以及采用该墨盒的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装在彩色记录装置中的墨盒，以及一种可将墨盒装入其中的装置。它特别地涉及一种可更换的墨盒，该墨盒占据的空间较小，有较大的油墨容量，并且可以可靠地装在一个记录头中，以及一种可将墨盒装入其中的装置。
近年来，在喷墨记录的领域中，为了减小装置的尺寸，完成不需维护的运行，以及由于某些其它的理由而广泛地采用了一种盒式喷墨组件，在该组件中，记录头与墨盒做成一个整体，成为单个的组件。这种类型的喷墨组件可以很容易地装在设置于装置上的扫描车架上或从其上取下，并且可以在墨盒中的油墨用完时，由用户简单地更换一个新的墨盒。
还有，在喷墨记录的领域中，对彩色记录的要求已经变得很高。对于采用前面所描述的喷墨组件，以满足这种对彩色记录的要求的结构来说，已经有将其用作彩色打印的结构的，例如有这样的一种结构，其中有为数众多的喷墨组件，每个喷墨组件装有不同颜色的油墨，它们在车架中排成一行，与扫描的方向平行；有这样一种结构，其中有一个包括几个彩色墨盒的集成彩色喷墨组件，每一个墨盒分别装有用于彩色打印的黄色、深红色或深蓝色油墨，并且排成一行，分别地与喷出这些油墨的记录头平行，另外还有一个专门用于喷出黑色油墨的喷墨组件，它装在车架上，以完成彩色打印，这种结构已在美国专利No.4,771,295中公开；或是类似的结构。
当墨盒中的油墨用完时，喷墨组件就与记录头一起被废弃。但是，与可盛放在墨盒中的油墨量相比，记录头的寿命是极长的。因此，从自然资源的保护和环境保护的观点或类似观点出发，将这种喷墨组件废弃是不可取的。
因此，曾经提出过不同的结构，例如在美国专利No.4,419,678中公开的那种，在此结构中，喷墨组件的记录头和墨盒是彼此可分别供应的，因而有可能只废弃油墨已经用完的墨盒，并且用新的替换。
在安装或取出其记录头和墨盒是可分开的那种喷墨组件的墨盒时，墨盒的供墨部分水平地滑向记录头的受墨部分，同时由于它是通过滑移运动安装的，因此需要一个大的空间，以滑移墨盒。
在彩色记录装置中，特别是在全彩色记录装置中，分别对应于四种颜色的四个墨盒排成一行，与扫描方向平行；因此，墨盒在装置中所占据的空间是相当大的。更具体地说，墨盒与记录头相连的连接空间，亦即墨盒相对于记录装置的底面突出的区域是非常大的。如上所述，当试图将记录头与墨盒易于分别供应的那种结构用于记录彩色图像的装置中时，它会产生由墨盒的结构而引起的设备尺寸的加大。
至于那些记录头与墨盒做成一个整体的喷墨组件，曾经建议采用如同在美国专利No.5,245,361和4,872,026中公开的那种结构，此时，喷墨组件通过一个绕靠近记录头的某点旋转的运动装入。在采用这种喷墨组件的情况下，记录头与墨盒预先做成一个整体；因此，一切要做的只是提供一种不管两个组成部分之间的联接如何，都能可靠地将喷墨组件的位置固定在车架中的结构。
但是，当将这种安装方法用于其记录头和墨盒分别独立地供应的喷墨记录组件中时，更明确一些，当试图将墨盒与已经装在车架中的记录头相连时，要把这两者联接起来是非常困难的，因为很显然，它要考虑记录头的油墨排放管和墨盒的供墨部分之间的连接。
本发明的发明者热切地希望解决上述问题。结果发现，当将储存彩色油墨(深蓝、深红与黄色)的墨盒的内部结构设计成墨盒能通过一个绕墨盒侧面上的轴心点旋转的运动而垂直地从上方插入记录头中时，彩色墨盒相对于装置底面的突出区域就可以减小，同时可以将彩色墨盒与记录头联接时所需的空间减小到不会与其它结构元件发生干涉的程度。
因此，本发明的主要目的是提供一种能够在用于墨盒的空间之内提供最大油墨容量的墨盒结构，以及一种可以在其中安装这种墨水容器的装置。
本发明是基于上述观察而完成的，其主要目的是提供一种包括为数众多的储墨部分的墨盒，每个储墨部分储存准备供给彩色记录头的为数众多的各类油墨中的一种，其中至少有三种彩色油墨是用将墨盒的内部空间隔开的隔壁彼此分开的。
此外，本发明的特征为，三种油墨中的一种经由它而供向相对应的记录头的供墨口都设置在某个点的附近，在该处，每个储墨部分都与其它的两个部分接触。
另外，本发明的特征在于，墨盒包括一块吸墨材料和一个将油墨从吸墨材料往外输送的供墨元件，其中，供墨元件由纤维束组成，它调节油墨，使之只能沿一个方向流动。
再有，按照本发明的墨盒的特征在于，它是通过一个绕墨盒上的某点旋转的运动而插入墨盒接纳部分的，并且，墨盒的供墨口有一个锥形表面，其直径向内逐渐变小。
由于那些为数众多的墨盒并不排成与扫描方向平行的一行，因此墨盒的突出区域可以减小。
由于供墨口的设置与某个点相邻，在该处，每个供墨口都与其余的供墨口直接接触，因此，墨盒与记录头相连处的空间可以减小。
供墨口设在锥形表面上；因此，墨盒可以通过旋转运动容易而可靠地安装。
通过采用一种简单而又省钱的方法，也就是，只要在墨盒的供墨口和记录头的受墨部分之间放置一个弹性密封元件，则在安装或取出墨盒时不可避免地要作用的载荷就可以减少，这样，就可以防止油墨绕过接头，同时，接头部分的气密性也可以改善，并更加可靠。
由于在设有供墨口的表面上做出肋板，吸墨材料就可以提供一个与设有供墨口的表面不接触的部分；从而可以防止油墨集中在吸墨材料的某个特殊的区域上。
此外，由于防止了油墨集中，供墨效率得到了提高。
再有，即使环境条件改变，也可以防止油墨从供墨口漏出。
本发明的目的是提供一种包括为数众多的储墨部分的墨盒，该储墨部分储存准备供给彩色记录头的为数众多的油墨中的一种，其中，墨盒的内部空间用基本上是T形的隔壁分开，以致至少能储存三种油墨。
本发明的另一个目的是提供一种准备装在喷墨记录装置中的喷墨组件，它包括一用于储存油墨的墨盒；以及一用于夹持墨盒的壳体；其中，壳体和墨盒是彼此独立供应的，以致墨盒能够可更换地装在壳体中；其中，壳体包括一包括喷射孔的喷墨记录部分，一能量发生装置和一电接触器，喷射孔用于喷射从墨盒中输送而来的油墨，能量发生装置用于产生使油墨从喷射孔喷出时所用的能量，电接触器用于发出与能量相对应的信号；从壳体的墨盒接纳侧可以看出，一导向部分位于壳体的较高位置处，以便通过回转运动使墨盒装入墨盒接纳部分；还有一个靴形部分，它设置在墨盒插入方向的下游侧，当墨盒插入墨盒接纳部分时，它产生一种插入阻力感，以及；其中的靴形部分包括用于将墨盒压入壳体的加压装置，以及一位于其位置与加压装置的位置不同处的防止错位的元件。
在结合附图，考虑了本发明的优选实施例的下列描述以后，本发明的这些目的和其它目的、特点和优点将会更加清楚。
图2是按照本发明的储有彩色油墨(黄色、深蓝、深红)的墨盒的结构示意图，图中的(a)是局部剖开的侧视图；(b)是局部剖开的前视图；(c)是底视图；而(d)是将顶部切去一部分后的侧视图。
图3是按照本发明的储有黑色油墨的墨盒的结构示意图，图中的(a)是局部剖开的侧视图；(b)是局部剖开的前视图；(c)是底视图；而(d)是将顶部切去后的侧视图。
图4是描述按照本发明的彩色墨盒的一个实施例的示意剖视图，正处于将墨盒装入喷墨组件的墨盒安装过程的第Ⅰ阶段。
图5是描述按照本发明的彩色墨盒的实施例的示意剖视图，正处于将墨盒装入喷墨组件的墨盒安装过程的第Ⅱ阶段。
图6是描述按照本发明的彩色墨盒的实施例的示意剖视图，正处于将墨盒装入喷墨组件的墨盒安装过程的第Ⅲ阶段。
图7是描述按照本发明的彩色墨盒的实施例的示意剖视图，正处于将墨盒装入喷墨组件的墨盒安装过程的第Ⅳ阶段。
图8是描述按照本发明的彩色墨盒的实施例的示意剖视图，正处于将墨盒装入喷墨组件的墨盒安装过程的第Ⅴ阶段。
图9是描述按照本发明的彩色墨盒的实施例的示意剖视图，正处于将墨盒装入喷墨组件的墨盒安装过程的第Ⅵ阶段。
图10是描述按照本发明的彩色墨盒的实施例的示意剖视图，正处于将墨盒装入喷墨组件的墨盒安装过程的第Ⅶ阶段。
图11是用于描述按照本发明的彩色墨盒在插入过程中，P5的位置与插入阻力之间的关系的图，图中的(a)表明与阶段Ⅰ至Ⅶ相对应的P5的位置，(b)则是示出P5的位置与阻止插入的力之间关系的曲线。
图12描述了按照本发明的喷墨组件的壳体的靴形部分，图中的(a)是侧视图；(b)是前视图；(c)是底视图；(d)是顶视图；(e)是后视图；(f)是倾斜部分和加压装置的侧视图；(g)是防止错位的元件的侧视图。
图13是按照本发明的喷墨组件的局部剖开的侧视图，描述了墨盒的供墨口和喷墨组件的供墨部分是如何连接的。
图14是弹性元件的示意图，图中的(a)至(c)示出了它的各种变型。
图15示出了弹性元件的肋板与墨盒的肋板之间的典型位置关系。
图16为按照本发明的典型喷墨记录装置的斜交外形图。
图17示出了用于将彩色墨盒从按照本发明的喷墨记录装置中取出的操作过程，图中的(a)示出了将墨盒容器向前侧拉动的动作，(b)示出了将墨盒向上拉动的动作。
图18示出了用于将彩色墨盒装入按照本发明的喷墨记录装置中的操作过程，图中的(a)示出了插入墨盒的动作，(b)示出了推动墨盒的动作。
图19示出了如何将整个可更换的喷墨组件从按照本发明的喷墨记录装置中取出，图中的(a)示出了松开锁紧杠杆的动作，(b)示出了将喷墨组件取出的动作。
下面将参考附图详细地描述本发明。
图1是装在喷墨记录装置的车架中的喷墨组件101的示意图，其中，喷墨组件包括墨盒的接纳部分110和111。
如图1(a、b和c)所示，喷墨组件101包括一由一对侧板、一与这对侧板联接的后板、一前板113和一中板104组成的壳体103。前板113的设置要使其朝向壳体103的后板，在后板与它本身之间形成一个空间，而墨盒就容纳在此空间中。中板104将该空间分成两部分，其中的一部分成为一彩色墨盒的接纳部分110，而另一部分则成为一个黑色墨盒的接纳部分111。前板113的高度大约为壳体103高度的1/3，位于前板113一侧的开口用作使墨盒通过它插入或取出的部分。
在壳体103的后板的顶部部分有一靴形部分105。它包括一伸入接纳部分110与111的倾斜部分105a，其由插入侧朝向接纳空间110与111倾斜。这个倾斜部分105a是一个用于在墨盒插入时产生阻力感的部分。靴形部分105要安放得使之相对于墨盒的插入方向与墨盒角部的后端角部接触，也就是说，与供墨表面侧相对的角部接触。当插入墨盒时，阻力感随倾斜部分105a的倾斜而加大，而当墨盒的角部到达从倾斜部分105a延续的水平加压装置105b时，阻力感消失，并感到一种扣上的感觉。加压装置105b产生一种向下的力，用于将墨盒向下压向底部。
喷墨组件101还包括油墨排放管107Y、107M(未示出)、107C和107BK(未示出)，它们将墨盒中的油墨放出并引向包括喷嘴201BK、201C、201M和201Y的记录头部分201。它们装在喷墨组件101的底部，向接纳部分突出一预定的长度，以便使它们能插入对应的墨盒中。
参考图1，在相对应的油墨排放管107上，在彩色墨盒的接纳部分110和黑色墨盒的接纳部分111的内部的开口处，装有过滤器109(Y、M、C或BK)。它们向接纳部分突出一预定的长度，以便使它们能插入相对应的墨盒中。
参考图1(d)，在排放管107和记录头之间的联接处制有一输墨管106(Y,M,C或BK)，它们装在记录头的底面上。
在装有排放管107的接纳部分表面上，在围绕排放管107的中间区域处，覆盖有一具有一预定厚度的弹性板108(a、b)。弹性板108(a、b)将在以后描述。在墨盒的排墨口上设置的肋板，或是在弹性板108自身上设置的肋板受到压迫，以保证在墨盒与喷墨组件的底部之间的气密连接，从而防止油墨漏入喷墨组件的内部空间中。
参考图1(c)，在前板113上，在朝向接纳部分111的部位做有一凹口112。此凹口112可使在其中储存有黑色油墨的黑色墨盒上设置的肋板得以通过，从而防止由黑色墨盒和储存黄色、深红和深蓝色油墨的彩色墨盒之间的混淆而引起的错误插入。
储存黑色油墨的黑色墨盒装在喷墨组件101的接纳部分111中，而储存黄色、深红和深蓝色油墨的彩色墨盒装在接纳部分110中。
下面参考附图2描述装在接纳部分110中的彩色墨盒的典型结构21。参考图1(a、b、c和d)，储存彩色油墨(在此例中为黄色Y，深蓝色C和深红色M)的彩色墨盒21制成一用于储存这些油墨的单个元件。
参考图1(c)，彩色墨盒21包括一盛墨的外壳22和隔壁元件36和37。墨盒外壳22的内部空间用组合的间隔壁元件36和37分割成独立的空间。在这些分割开的空间中，每个空间所能储存的彩色油墨量基本上是相同的。为什么将墨盒的内部空间按图1(c)所示的那样分割的理由是，这种分割可使供墨口能布置得邻近各储存品种之间的边界处。
当墨盒的内部空间如上所述的予以间隔，而且供墨口布置得靠近各储墨空间直接与其它两个空间接触的地方时，将墨盒联接到记录头上所需要的空间就可以减小到非常小的程度，并且墨盒的突出区域也可以减小。此外，相对于突出区域和联接空间来说，墨盒的储墨能力可以变得更大。
至于具有这种结构的墨盒的尺寸，除去顶部构件24，其高度约为56.5mm；顶部的深度约为38.4mm；底部的深度约为31.5mm(在中段处的深度约为34.5mm)；顶部的宽度约为19.3mm；底部的宽度约为18.1mm；并且从底部至台阶部分的高度约为29.5mm。台阶部分基本上位于顶部与底部之间的中点处。
主要的墨盒结构的其余部分与将在以后描述的墨盒1的相似。墨盒21包括储墨的外壳22，盖23，和顶部构件24。盖23上设有排气口25(Y、M和C,M和C未示出)，并将外壳22盖住。顶部构件24上做有用作一个缓冲室的空间，用于防止从排气口25漏出的油墨到达外面；一个布置得不致直接朝向排气口25的排气口；以及一个翼板24a，它在将墨盒21插入喷墨组件101或从中取出时使用。
墨盒的底部包括供墨口28，其中插入喷墨组件101的排放管107(Y、M和C)；围绕供墨口28突出的肋板35；联接供墨口28(Y、M或C)和肋板35(Y、M或C)的倾斜部分34a。由于墨盒21要通过它的将在以后描述的旋转运动插入喷墨组件101，因此供墨口28(Y、M或C)在倾斜部分34a的旁边上做有一略为倾斜的表面，以便防止供墨口28妨碍墨盒在其与排放管107的端部接触时平滑地插入。描述得再精确一些，排放部分107最初穿入其中的分别含有黄色和深红色油墨部分的供墨口28Y和28M的斜度要做得比含有深蓝色油墨部分的供墨口28C的平缓一些。
当相对于墨盒在插入时的旋转方向的上游侧的斜度做得比较缓和时，供墨口28(Y、M和C)在墨盒旋转时不会碰上排放管107；因此，墨盒可以较平滑地通过能在较小空间中进行的旋转运动而插入。此外，相对于插入方向的朝向前面的回拉式滑动也可以更平滑些，而这种滑动在插入运动刚刚终止之前是必然要产生的。这种回拉式滑动将在以后描述。
参考图2(a)，在相对应的墨盒的内部空间中贮放有几块吸墨材料26(Y、M和C)，并且在相对应的吸墨材料26(Y、M和C)和供墨口28(Y、M和C)之间装有输墨元件27(Y、M和C)。为了在相对应的墨盒中夹持住输墨元件27(Y、M和C)，设有支承元件29(Y、M和C)，并在每个支承件29(Y、M和C)上，在向内的表面上，制有一个将内部空间与外界联接起来的缝隙。
盖23包括一个肋板33和一个脊梁23a。肋板33在吸墨材料和盖23之间形成一预定的空隙。盖23外侧上的脊梁23a与喷墨组件101的靴形部分105接合，并产生一向下的力，将墨盒下压，固定安装好的墨盒。
此外，在墨盒的横向内表面上制有为数众多的肋板31。这些肋板31在墨盒的横向内表面和吸墨材料26之间形成一预定的空隙。
参考图2(c)，在这种墨盒21的情况下，所有的供墨口28(Y、M和C)都做在底面的一侧，这样就容易使吸墨材料气密地依附于底面的另一侧。当吸墨材料气密地依附于墨盒的底面时，油墨可容易地在那儿收集，而且在收集时，它可根据墨盒的朝向容易地从供墨口或排气口中漏出。为了排除这种故障，在墨盒21的每个储墨部分内，在底面上，做有肋板30，以便防止吸墨材料不留空隙地依附在墨盒的底面上。
在墨盒中存在的这种肋板30和肋板31(以及在支承元件29上存在有缝隙)，使供墨口28和排气口25得以用空气层联接起来。
由于存在这种将墨盒的内部空间与外界联接起来的空气层首先，当密封供墨口的密封件在墨盒的商业销售中被剥去时，可防止油墨从供墨口流出或泄漏。
其次，即使墨盒的环境温度在打印作业过程中上升时，油墨也不会被压出；以及第三，所设置的肋片30防止油墨在墨盒底部聚集，显示出了提高输墨效率的作用。
图3示出了用于储存黑色油墨的墨盒1的一般结构，图中的(a)为部分剖开的侧视图；(b)是前视图；(c)是底视图，(d)是部分剖开的顶视图。
墨盒1包括一个储存油墨的外壳2，一个盖3和一个顶部构件4。盖3上做有排气口5，并将外壳2盖住。顶部构件4上设有一个用作缓冲室的空间，用于防止可能从排气口5中漏出的油墨到达外面；一个布置得不致直接朝向排气口5的排气口；以及一个翼板4a，它在将墨盒1插入喷墨组件101或从其中取出时使用。
墨盒1的底部包括一个供墨口8，其中插入喷墨组件101的排放管107(BK)；一个围绕供墨口28突出的肋板15；联接供墨口8和肋板15的倾斜部分14a和14b。此外，在横向表面的一部分上，在墨盒1的翼板4a的这一边，做有一个肋板12。此肋板12与设置在喷墨组件101的接纳部分11的前板113上的凹口112相协调，用于防止墨盒1的错误安装。此肋板12还用作安装墨盒1时的导向件。
本发明并未对墨盒的内部结构作出限制。但是，当在含有弹性元件的供墨部分内设有由成束的纤维组成的供墨元件(以后均称为供墨件)时，本发明是特别有效的。
当采用由这种成束的纤维组成的供墨件时，最好将墨盒以这样的一种方式安装，以使成束的纤维被压在位于记录头上的装有过滤器的油墨排放管上，并保持稳定的受压状态。这种稳定状态可以用按照本发明的任何一种安装方法来达到。
前面所描述的供墨件做成如图3(a)所示的供墨件7那样的形状。在本发明中，最好使如本图所示的装在吸墨材料6和供墨口8之间的供墨件7由吸墨材料组成，并且最好将成束的纤维至少放在朝向墨盒的表面上。但是，它也可以只由像海绵这样的吸墨材料组成，不加入成束的纤维。此外，为了在墨盒中支承供墨件7，做有支承元件9，它从供墨口8向内直立，并且在该支承元件9的向内的表面的一部分上做有一个缝隙，用于在墨盒的内部空间和外界之间建成通道。
此处，供墨件7是一个吸墨元件，它只在一个方向上输送油墨，同时在本实施例中，它从吸墨材料向供墨口8输送油墨。
在本实施例中，吸墨材料用作多孔性材料，放在墨盒的储墨部分处并压缩在储存部分中。至于吸墨材料，举例来说，可以列出的有海绵或其类似物。
供墨件7固定在喷墨组件的支持部分上，并始终压住贮藏在储墨部分中的受压缩的吸墨材料6，保持吸墨材料6在接触点处于受压状态。这种变形加强了毛细作用力，使吸墨材料6能够将油墨收集进供墨件7的相邻区域内。
这样，即使在记录头和墨盒彼此分开的时候，也始终可以得到充足的供向供墨件7的油墨量，在供墨件7的表面上，在供墨口的这一侧，形成一个弯液面，从而防止吸入空气。
此外，在记录头和墨盒联接好并建成一条油墨通道之后，就加强了朝向供墨件7的油墨流动，防止油墨流动中断并由此减少剩下未用的油墨量；因此，储存在墨盒中的可用油墨的比例得到了提高。
当吸墨材料以压缩状态藏在储墨部分中时，吸墨材料变形，并始终压在供墨件上。因此，在采用如图3(a)中所示的那种结构，其中的供墨件压在吸墨材料上时，在与接触点相邻的区域中的吸墨材料进一步地变形；这样，在与接触点相邻的区域中收集到更多的油墨。
当采用在其放入储墨部分的过程可压缩较少或是弹性系数较小的吸墨材料时，最好将供墨件“压入”吸墨材料，以便使吸墨材料确实地受到变形，从而能将油墨可靠地收集到接触点上。
此处应当注意，“压入”一词的含义是所采用的压力要高于在采用较佳材料时的压力，用该压力将供墨件压入吸墨材料上，以便使能产生较高的接触压力。
一般来说，在喷墨记录装置的事例中，由从记录头的喷射孔漏出的油墨引起的或由供给喷射孔的油墨不足引起的打印质量的降低，可以由保持记录装置的喷射孔部分处的水头压力的适当平衡来防止。为了稳定喷墨记录装置的运行性能，必须对供给喷墨记录头的油墨保持一个负压(一般不大于0mm水柱，并且不小于-150mm水柱，最好不大于-30mm水柱，并且不小于1-100mm水柱)。
当喷墨记录头与墨盒联接时，喷墨记录头中的过滤器与供墨件发生气密性的接触，产生一预定的接触压力。
这一接触压力受到油墨排放部分至记录头的高度的影响，也受到油墨排放部分至抵靠着记录头的墨盒外表面的距离的影响，以及记录头一侧的输墨部分与墨盒的供墨部分保持接触的地方的接触面，即供墨口的深度的影响。
这一联接形成了一个从墨盒中的多孔性元件延伸至记录头一侧上的油墨输入部分的油墨流动通道，使油墨能够经过供墨件送往记录头。
另外，在记录头与墨盒之间装有一个O型圈，以便使在油墨输入部分与供墨口联接时建立起来的油墨流动通道能保持气密性。除了防止油墨在接头处泄漏之外，它还可以使油墨在接头处的蒸发减至最少。像这样一种的优选密封件的例子将在以后描述。
供墨件7通常由成束的纤维组成。就合适的纤维材料而言，聚酯、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、纤维素、聚氨脂及其类似物都可以使用。换句话说，材料最好是对油墨有化学稳定性的，并且显示有优越的吸湿性能。
至于确定材料是否有优越的吸湿性能的准则，通常都采用油量接触角；最好是具有较小的油墨接触角。只要经过处理，使之具有亲水性，则也可能采用甚至像所谓的特氟隆族材料那样的显示出大油墨的接触角的材料。但是，考虑到为了使它具有亲水性而增加的许多制造工序，以及最终的生产成本的增加，还是最好采用显示小的接触角的材料。
至于除去上面所描述的以外的纤维材料，诸如金属纤维、玻璃纤维、碳纤维或类似的纤维材料，都可以采用。这些材料可以与前面提到的材料混合。
由于供墨件构成油墨流动通道的一部分，必须使它具有这样一种可能性，即只能沿一个方向输送油墨。还有，由于它压在记录头的受墨部分上，因此，必须使它具有用以维持其形状的物理强度，因此，纤维材料最好是成束的。
确定组成供墨件的纤维材料股的厚度上限的条件是装在油墨输入部分中的上述过滤器和供墨件之间的气密性。根据这个观点，希望厚度不超过0.05mm。另外，考虑到所用的供墨件是由成束纤维组成的结构，就确定纤维股的厚度下限的条件而言，厚度最好不小于0.01mm。
此外，作为保持纤维材料成束状的措施，有一种在成束纤维材料四周用树酯的粘接材料(粘接剂)使纤维材料硬化的方法。采用这种方法，在供墨件的周边部分形成一硬化的部分。
就成束纤维材料的四周所浸渍的树脂而言，聚脂多元醇的聚氨脂或密胺族的粘接剂(如果合适的话)，都可以使用。
作为形成一个坚硬的外壳，以保持纤维材料永久地成束状的措施，除了上述采用树脂粘接剂的方法以外，也可以采用不同的方法，用加热或加压使成束纤维材料的周边部分融合。此外，也可以用不同的材料包裹成束的纤维，以代替形成一个坚硬的外壳。
在形成一个硬壳体的方法的情况下，可以在纤维成束的同时浸渍以粘接剂。反之，在使用一种不同的包裹材料，以保持纤维材料永久地成束状的方法的情况下，包裹材料必须放置在暂时成束的纤维材料的外面，同时使纤维束具有均匀的强度，这就使制造工艺复杂化。因此，包括坚硬壳体的结构优先考虑。
就使纤维材料成束的方法而言，并不限于上述结构和方法。任何方法或结构都是可以接受的，只要它能使纤维束只在一个方向上输送油墨，只要在使纤维束压靠记录头的油墨输入部分时，它不会使纤维束变形，以致可能阻止油墨输送或引起不均匀的油墨输送。
参考图3(d)，在顶部构件4上制有肋板13，其情况为，它们在吸墨材料6和顶部构件4之间形成一个预定的空隙量，并且在盖3上，在其外侧，设有一个脊梁3a。
在确定墨盒尺寸时，要作一定的考虑，以使当墨盒的角部2a与上述设置在喷墨组件101的靴形部分105上的倾斜部分105a接触时，逐渐增加在墨盒插入过程中的阻力感。一旦角部2a与设置在靴形部分105上的加压装置105b接合，阻力感就立即消失，与此同时，使用者在其手上感到一种“咔嗒声”，确信插入动作已经正确地完成。这个加压装置105b产生一向下的力，将墨盒1下压，进一步地固定插入的墨盒1。
上述脊梁3a与防错位元件105C接合，防止喷墨组件错位。在喷墨组件101上做出的靴形部分105上，在与上述部分105C所在的位置不同的地方，也做有防错位元件105C。
本发明的重大作用，例如节省空间，以及使用者可以可靠地确定墨盒的正确插入等都可以通过下列各组合来完成靴形部分105的倾斜部分105a和加压装置105b的形状，以及它们的布局；墨盒的水平尺寸和垂直尺寸，以及它们的关系；以及在墨盒错位时产生强制性的阻力感的防错位部分。
此外，在墨盒的内表面上设有许多水平延伸的肋板13，在墨盒的内表面和吸墨材料之间形成一预定的空隙量。
应当注意到，此墨盒1的形状要做成使供墨口8位于墨盒的底面的一侧。这样，吸墨材料就容易气密地依附于墨盒底面的另一侧。当吸墨材料气密地依附于墨盒的底面时，油墨就容易在那儿收集，并且在收集时，易于根据墨盒的朝向，从供墨口或排气口漏出。为了排除这种故障，在墨盒1的储墨部分内，在底面上，设有肋板10，从而防止吸墨材料气密地依附在墨盒的底面上。
此外，在墨盒的内部，为数众多的水平延伸的肋板11设置在横向表面上，在横向壁面和吸墨材料之间形成一预定的空隙量。
在墨盒中存在这种肋板10和肋板11(以及在支承元件9上存在缝隙)，使供墨口8和排气口5得以由一空气层联接起来。
由于存在这一种将墨盒的内部空间与外界联接起来的空气层首先，当密封供墨口的密封件在墨盒的商业销售中被剥去时，可防止油墨从供墨口中突然冒出或泄漏；其次，即使墨盒的环境温度在打印作业中上升时，油墨也不会被压出；以及第三，所设置的肋板10防止油墨聚集在墨盒的底部，起到了提高可用油墨比率的作用。
此外，为了减少墨盒1相对于记录头的突出区域，同时，为了增加墨盒1的油墨容量，将墨盒1底部的表面积予以减少，同时增加了墨盒的高度；换句话说，为了达到这些目的，增加了所谓的高宽比。还有，墨盒1在基本上是中间的地方制有台阶，以增加它的油墨容量。这种台阶形设计得出了这样一种效果，即墨盒在其插入喷墨组件以后，好像是该组件的一个不可分割的部分。
至于墨盒1的外形尺寸，除去顶部构件4，其高度约为51.4mm；顶部的深度约为38.4mm；底部的深度约为34.9mm；肋板12的深度约为2.7mm；顶部的宽度约为16.9mm；底部的宽度约为11.1mm；从底部至台阶部分的高度约为24.4mm。换句话说，墨盒的形状要做成在基本上是顶部与底部之间的中点处用一个小台阶扩展一次。
通过旋转运动将包括上述结构的墨盒1与彩色墨盒21装在喷墨组件101中，所述旋转运动是由墨盒与壳体部分，即顶板113的顶部114、壳体的横向内表面等之间的多次接触而引起的。
为了减少插入所需的空间，墨盒要按这样一个朝向插入，即与壳体的导向部分相对的墨盒表面相对于具有导向部分的壳体表面形成一个5°至45°的角(见图4中的θ)。当角度在这个范围以外时，与墨盒从上方或侧面直线地插入时所需的空间相比，插入所需的空间实际上没有差别。
图4至10示出了典型的墨盒，特别是彩色墨盒21的安装顺序。
参考图4，首先，用翼板部分托起墨盒21，并如状态Ⅰ所示的那样，将其插入墨盒的接纳部分。此时，前板113的顶部114与用作导向件的墨盒侧壁的某个点(P1)接触，而墨盒底角中的一个(P2)则与壳体103的侧壁接触。然后，使底角P2逐步地下滑，这样，墨盒就绕P1旋转，下降到图5所示的状态。随着底角P2的进一步下滑，达到状态Ⅲ(图6)。
非常重要的是，此时，使用者可以用手感觉到墨盒正在平稳地滑动。在这个实施例中，这是通过将墨盒的紧靠在壳体103侧壁表面(后侧)上的角(P2)做成R形(约为R3)来完成的。这个做成R形的角可使墨盒平稳地滑动，实际上是绕在墨盒和前板113的顶部114之间形成的接触点P1旋转；这样，墨盒就在接触点P1和P2平稳而协调地交换时平稳地下滑，给使用者一种比较好的接触感。
当墨盒处于状态Ⅲ时，墨盒的已经到达壳体103的内底部的另一底角部分P3与壳体103接触，而且，当使墨盒进一步地插入时，从在另一底角P3上做出的R形部分延续而形成的倾斜部分与壳体103的内壁接触。在示出阶段Ⅳ的图6中，油墨排放管107Y正准备进入墨盒的供墨口(应当注意，油墨排放管107M也正准备进入与黄色墨盒相邻置放的深红色墨盒的供墨口)。但是，当油墨排放管107包括上述由纤维束构成的供墨件时，纤维束有时要由于纤维束与供墨口之间的摩擦而损坏；因此，最好调整壳体与墨盒的尺寸，以使在状态Ⅲ以及以后将要描述的状态Ⅳ中，油墨排放管不与墨盒的供墨口接触。
此时，油墨排放管107的端部碰上供墨口，但是，由于该供墨口上制有如图2(c)所示的倾斜表面，可以继续进行插入而不会卡住。
另外，由于墨盒在其安装过程中要经受旋转运动，根据每个供墨口的设置位置，每个油墨排放管在不同的时间与相对应的供墨口接触；因此，供墨口的倾斜表面的斜度按照它与相对应的油墨排放管的接触次序做得缓和一些。换句话说，黄色与深红色的墨盒制有具有基本上相同的斜度的倾斜表面，并且深蓝色墨盒的供墨口的倾斜表面是最斜的。
由于供墨口部分设有倾斜表面，并且它的斜度在相对于墨盒插入壳体的方向的上游侧做得缓和一些，而在相反的一侧做得陡峭一些，因此墨盒在它刚好位于供墨口部分的旁边时，能够旋转，以便插入，而且不会使在墨盒旋转地插入壳体时与墨盒相连的油墨排放管107与供墨口部分发生干涉，同时，供墨口部分可以设计得不会比普通型的大。
现在，在继续插入时，墨盒在该处也与壳体接触的墨盒的底部P3滑动并向前侧移动，使墨盒倾斜，靠在设置于壳体103上并位于顶部114的内表面上的肋板115的倾斜部分上。
此时，墨盒的顶角P5，即在相对于墨盒插入的垂直方向的下游侧的角与设置在靴形部分105上的倾斜部分的顶端接触，并且开始产生插入的阻力感(图7所示的状态Ⅳ)。
参考图11，它示出了在墨盒的插入操作中P5的位置与插入阻力之间存在的关系。在状态Ⅰ至Ⅲ中，没有插入阻力，因为，如图所示，在P5与壳体之间没有接触，此后，在状态Ⅳ及以后，阻力就逐渐地增大。
图8示出了插入进一步进行的状态Ⅴ，在此状态下，角P5位于插入阻力比如图11(b)所示的状态Ⅳ中的大得多的地方。此时，墨盒受到一个由倾斜部分105a的形状引起的向下的压力的作用。
在图9所示的状态Ⅵ中，墨盒的角P5接近它的行程终点。此时，从图11(b)中可明显地看出，插入阻力是最大的。
此后，在将墨盒进一步插入时，就达到图10所示的状态Ⅶ，完成插入；换句话说，在墨盒的角P5结束在倾斜部分105a上的行程的瞬间，墨盒啪的一声与加压装置105b结合。由于加压装置105b的接触表面是水平的，曾经在这个点以前感觉到的阻力感这时突然消失，而阻力的这种突然消失会被使用者用手感觉到，作为一种完成了成功的安装的感觉。
此时，设置在墨盒上的突起16和216在它们被松开时迅速地向着壳体的内壁加速，并且在它们与内壁相撞时，产生一种“咔嗒”的声音，或者一种确实地扣上的感觉。这种感觉增加成功地完成安装的感觉。此时，墨盒还被加压装置的水平部分往下压，可靠地固定在应有的位置上。
下面将参考图12描述靴形部分的防错位元件200。
靴形部分105借助于超声波的使用融合在壳体103上，与壳体103成为一整体。图12按顺序示出了靴形部分105在其被焊接以前的状况，图中的(a、b、c、d和e)分别是侧视图、前视图、底视图、顶视图和后视图。
图12(f)示出了靴形部分105的前述倾斜部分105a和加压装置105b，图12(g)示出了防错位元件200。图12(f)中所示的倾斜部分105a和加压装置105b设置在图12(d)所示的区域A的底部，而图12(g)中所示的防错位元件200则设置在图12(d)所示的区域B中。换句话说，前两者与后者分别独立地设置在不同的区域A和B中。
当将墨盒从状态Ⅴ(图8)进一步插入到状态Ⅶ(图9)时，设置在相对于插入方向的下游侧的墨盒上的突起3或23与前述的防错位元件200(图12(g))在其臂部的尖端处接触，并且在墨盒进一步地旋转地插入，以其角部与倾斜部分保持接触的同时，突起3或23从缓和地倾斜的部分移至设置在防错位元件200的尖端处的陡峭地倾斜的部分，此后，墨盒的插入操作在这个点处结束。
臂部要具有上述形状是由于下列理由当墨盒被拉出时，陡峭的倾斜部分给使用者一种阻力感，它使人感到有一种墨盒已经肯定出来的把握感；并且，臂部的这种构形可防止墨盒在无意中的错位。
固定墨盒的位置的这些部分，墨盒插入时的搭扣，防止墨盒错位的元件，以及墨盒取出时的搭扣，都分别地做在不同的位置上；因此，与以前的将这些部分和元件做在一起的结构相比，本发明的目的可以以采用非常小的结构来达到。
前板113从其底缘至顶缘114的高度约为22.0mm。在墨盒容器安装时，前板113与墨盒的一部分接触，并且一个大于此高度的高度使之难于安装墨盒，而当前板113的高度小于此高度时，前板113就不能在墨盒安装好以后正确地起墨盒的支承元件的作用。
下面的图13示出了墨盒的供墨口同喷墨组件的油墨排放部分是如何联接的。图13所指的是联接彩色墨盒21的情况，它同样可以用于联接黑色墨盒的情况。
参考图13，喷墨组件101的油墨排放管107Y经供墨口28Y插入墨盒21，压在供墨件27Y上。供墨件27包括一束纤维，因而它只能在一个方向上，也即向外的方向上有效地输送墨盒的吸墨材料26中的油墨。当油墨排放部分107与供墨件27接触时，在供墨件27中产生高密度区和低密度区，进一步地促使吸墨材料中的油墨流向油墨排放管。其结果是，油墨的输送效率得以提高。油墨排放部分107M和107C以同样的方式与供墨件27接触。
由于墨盒是以上文所描述的方式装在喷墨组件中的，因此它可以简单而又可靠地安装。还有，由于它是通过旋转运动而安装的，因此安装时所需的空间可以减至最小，并且它的突出区域也可以减小。其结果是，装置的尺寸可以减小而不会减少油墨容量。
设置在墨盒上并位于供墨口的周围区域中的肋板受到来自靴形部分105的压力，被压在装在喷墨组件底面上的弹性元件上，并且在它受压时，压缩弹性元件108，防止油墨从该处漏出。弹性元件108上做有肋108r。此肋108r位于与喷墨组件接触的表面上，并且当它受到来自墨盒的压力的压缩时，它保证了喷墨组件与弹性元件108之间的气密接触。下面将描述用于改进弹性元件的气密性的肋部结构。
参考图13，标号108a代表一个弹性元件。在弹性元件108a的朝向壳体103的一侧做有肋108r，密封住墨盒21和壳体103之间的间隙。墨盒在朝向弹性元件108a的一侧上做有一个墨盒的肋35y。当墨盒21装入喷墨头时，弹性元件108a压靠在墨盒上，并产生变形。当它变形时，变形部分可以侵入在肋108r和容器的肋35y之间形成的空间(在肋的两侧)。因此，弹性元件108a可以很容易地受压缩，并且墨盒可以平滑地装入或取出。
在本实施例中，弹性元件108a的橡胶厚度在平直部分为1.0mm，在肋部为1.4mm，总厚度为2.4mm。墨盒的肋的高度为0.6mm。至于弹性元件108a所用的材料，采用了具有橡胶硬度为40的氯丁橡胶。不过，也可以采用硅橡胶、乙烯丙烯二烯系共聚物EPDM或其它各种材料。
在本实施例中，肋的形状要做成使它们能够做在弹性元件的壳体侧上，同时也做在墨盒上。任何一种肋的形状都是可以接受的，只要它能提供一个弹性元件可以在其中变形的空间。图14示出了这种变型，在图14(b和c)中，肋103r设置在壳体侧上，使弹性元件能够变形。
图15是一个从墨盒侧看去的透视图，示出了图14中所示的弹性元件108a的肋108r和墨盒的肋35y之间的位置关系。
弹性元件的肋108r处于与墨盒的肋35y相对应的位置上，它们的中心轴线彼此相互偏离不到1.2mm。这是一个能提供气密性的偏差量。最好是使偏差量为0.3mm或更少。
图16是可以采用按照本发明的喷墨组件的典型喷墨记录装置的总斜交视图。此记录装置1401通过将油墨喷到一块记录材料1402上而记录图象。图17和18示出了如何更换墨盒，在此种情况下为一彩色墨盒，图中的标号1501代表一个喷墨组件；标号1502代表一个彩色墨盒；标号1503代表一个黑色墨盒。
图17示出了如何取出彩色墨盒。首先，如图17(a)所示，使用者用手指钩住墨盒的翼板并朝前侧拉动，将其从喷墨组件上松开。然后，如图17(b)所示，使用者通过往上拉动墨盒而将其拉出。
与之相反，当使用者要将其装入时，如图18(a)所示，他从斜向将彩色墨盒1502插入喷墨组件1501，并如图18(b)所示，将其推入。
准备装入按照本发明的喷墨记录装置的喷墨组件的形状可以做成如图19所示的那种，在图中，当锁紧杠杆1704如图19(a)所示的那样松开时，整个组件1701就可以如图19(b)所示的那样取出，以备更换。
在本实施例中，当墨盒要插入喷墨组件或从其中取出时，它要沿垂直于车架运动的方向旋转，用壳体的墨盒接纳部分的底部作导向件。因此，喷墨组件在装置中所占据的空间可以减少。特别地是，用于联接墨盒与记录头所需的空间可以减小；换句话说，相对于记录装置的底面而言，墨盒的突出区域可以减小。
此外，只有墨盒可以更换，喷墨组件仍然保留在车架的主部件上，这使这种更换方法的使用者感到高兴。
另外，在壳体上做有导向部分和靴形部分，导向部分的形状和位置要使之能旋转地将墨盒导入墨盒接纳部分；靴形部分在墨盒插入墨盒接纳部分时产生阻力感；因此，可以使使用者得到适量的扣住感。
此外，在墨盒接纳部分上设有一元件，它将墨盒接纳部分分割成至少两个分开的区域；因此，为数众多的可更换的墨盒的组合，典型一些，一个黑色墨盒和一个彩色墨盒的组合，就可以安装在同一喷墨组件上。
再有，用基本上呈T形的隔壁将向彩色喷墨头供应不同的油墨的彩色墨盒的内部空间予以分割，举例来说，在墨盒中可以储存三种类型的油墨。
还有，在与每个储墨部分和其它两个储墨部分接触的地方相近的位置上，设置供墨口，从每个口中，三种颜色的油墨之一被送往记录头；因此，可以减小连接墨盒与记录头所需的空间。
另外，在墨盒插入墨盒接纳部分的地方，它要通过绕壳体的导向部分的旋转运动放入，并且墨盒的供墨口制有向内减小的锥形表面；因此，可以减小将墨盒插入壳体所需的空间。
此外，储墨部分不是平行布置的；因此，可以减小墨盒的突出区域。
还有，当墨盒插入喷墨组件的墨盒接纳部分时，与装在喷墨组件壳体内的靴形部分的阻力产生部分相接触的墨盒部分是位于与供墨口的位置相对的一侧的墨盒角部；因此，可以减少插入或取出墨盒所需的空间。
再有，在相对于插入方向的上游侧，墨盒做成一个加大的台阶形；因此，可以增加油墨容量。
总之，按照本发明，为数众多的墨盒在喷墨组件中不是平行布置的；基本的彩色打印油墨即黑色、黄色、深红和深蓝色油墨可以储存在一个节省空间的单个单元中，不会无意中减少油墨容量；使用者可以容易地安装或取出墨盒，而且可以可靠地确定成功安装的完成；相对于车架的主部件而言，垂直空间可以有效地得到利用。
在采用了像在弹性元件上制出肋的简单而省钱的方法以后，接头部分的气密性得到了改善和保证，与此同时，可以减小装入或取出墨盒时必然作用的载荷，防止油墨绕过接头。
在其上设有供墨口的表面上做出的肋，可产生一个使吸墨材料远离供墨口所处表面的空隙；因此，有可能提供一种可以防止油墨在其中集中在吸墨材料的某个部分上的墨盒。
由于消除了油墨的集中，则有可能提供一种能够提高供墨效率的墨盒。
另外，有可能提供一种即使在周围条件变化时也能防止油墨从供墨口漏出的墨盒。
在参考此处公开的结构，描述本发明的时候，并未限于所提出的细节，而且本申请还打算覆盖那些可能包括在改进的目的或下列权利要求范围中的改型或变更。
权利要求
1．一种可装在一喷墨记录装置中的喷墨组件，它包括一用于储存油墨的墨盒；和一用于存放上述墨盒的壳体；其特征为，上述壳体与墨盒是彼此独立地供应的，因此墨盒能可更换地装在壳体中；上述壳体包括一喷墨记录部分，它包括用于喷射从墨盒中输出的油墨的喷孔，用于产生从喷射孔喷射油墨时所用能量的能量发生装置，以及用于发出与能量相对应的信号的电接触器；一从壳体的墨盒接纳侧看去，位于较高位置的导向部分，以便通过旋转运动使上述墨盒装入一墨盒接纳部分；以及相对于墨盒的插入方向位于下游侧的靴形部分，它在墨盒插入墨盒接纳部分时产生插入阻力感；以及上述靴形部分包括用于将墨盒压在壳体上的加压装置，和一位于其位置与加压装置的位置不同的防错位元件。
2．如权利要求1所述的喷墨组件，其特征为，上述壳体的墨盒接纳空间包括一隔壁，它将墨盒接纳空间至少分为两个墨盒接纳部分。
3．如权利要求2所述的喷墨组件，其特征为，至少在上述被隔壁分开的墨盒接纳部分之一的导向部分上切有一凹口。
4．如权利要求1所述的喷墨组件，其特征为，一个在安装或取出墨盒时用于引导墨盒的倾斜表面做在导向部分上，位于壳体的墨盒插入侧。
5．如权利要求1所述的喷墨组件，其特征在于，在供墨元件的朝向墨盒的表面上设有一束纤维，供墨元件装在与墨水容器的供墨口相对应的位置上，向记录头输送油墨。
6．如权利要求5所述的喷墨组件，其特征为，在将墨盒插入壳体时，在墨盒插入方向的下游侧上的墨盒上角与和导向部分相对的壳体内表面的顶端侧接触时的瞬间，墨盒的供墨口和供墨元件之间形成一间隙。
全文摘要
本发明涉及一种可装在一喷墨记录装置中的喷墨组件,它包括:用于储存油墨的墨盒和用于存放墨盒的壳体,壳体与墨盒是彼此独立地供应的,该壳体包括:一喷墨记录部分,用于产生从喷射孔喷射油墨时所用能量的能量发生装置,以及用于发出与能量相对应的信号的电接触器;一从壳体的墨盒接纳侧看去时位于较高位置的导向部分,以及相对于墨盒的插入方向位于下游侧的靴形部分,该靴形部分包括用于将墨盒压在壳体上的加压装置,和一其位置与加压装置的位置不同的防错位元件。
文档编号B41J2/14GK1313194SQ0111
公开日2001年9月19日 申请日期2001年4月12日 优先权日1993年11月29日
发明者小泷靖夫, 竹之内雅典, 才川英男, 野泽实, 佐藤理, 氏田敏彦, 宫川昌士, 山本寿, 浜崎雄司, 日南淳 申请人:佳能株式会社