专利名称：墨盒及使用此种墨盒的喷墨打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨打印机以及一种用于该喷墨打印机的墨盒，其中该墨盒包括用于吸收和保持油墨的泡沫。
背景技术：
有一种用于喷墨打印机的相关技术的泡沫式墨盒。该泡沫式墨盒具有一含泡沫部，其所含的泡沫是用于吸收和保持油墨，一油墨出口，其与含泡沫部连通，以及与大气连通的端口，用于把含泡沫部露出大气。当在喷墨头的排放压力下吸取油墨时，使与所吸取的油墨量相应的空气流入含泡沫部。
在此种泡沫式墨盒的情形下，不能把一种用于检测直接存储有油墨的墨盒中是否有油墨的机构直接用于检测有无油墨，例如一采用棱镜反射表面在没有油墨时把光反射回原始反射表面的光学传感器，或者一有传感器的使用穿过一对电极的起源于有无油墨的阻抗变化的检测机构。
随后，根据从喷墨头排放出的墨点数以及由墨泵从喷墨头吸取的油墨量，计算所使用了的油墨量的结果是已检测到油墨极限。
偶然地，把墨盒中油墨已几乎用完的情形一般称为“实际极限”，而把墨盒中剩余的油墨已趋向于预定量或还少的情形也称为“接近极限”。然而，在此说明书中使用的“油墨极限”包括这些情形，除非另有说明。
通过用计算已使用的油墨量等检测消耗油墨来检测油墨极限的方法具有下列缺点。因为喷墨头的排墨量和墨泵吸取的墨量有大的变化，因此根据这些量已计算的已使用墨量也会比实际所使用的墨量大许多。于是，为了解决该油墨极限通常设定一大的边际。从而，当检测到油墨极限时会留下大量的油墨，这样经常会浪费油墨。
发明内容
因此，考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种泡沫式墨盒，其中把油墨极限制成在基本没有剩余油墨时可准确地检测到。
而且，本发明的一个目的是提供一种喷墨打印机，其具有用于检测此种泡沫式墨盒中油墨极限的油墨极限检测机构。
为了解决上述问题，根据本发明的墨盒包括一用于吸收和保持油墨的泡沫、一用于含放该泡沫的含泡沫室、一与该含泡沫室连通的通气端口，该通气端口允许大气空气进入含泡沫室、一从含泡沫室取墨的油墨出口、以及一用于检测剩余油墨量的油墨室，该油墨室放置在含泡沫室和油墨出口之间，该油墨室可操作来容纳含泡沫室的油墨和气泡并在防止气泡进入油墨出口时仅把油墨供应至油墨出口。
根据本发明，油墨室形成在含泡沫室和油墨出口之间，并在含泡沫室内的剩余油墨量快用完时，每次在把油墨从油墨出口供应时允许气泡从含泡沫室进入油墨室。在含泡沫室中的油墨用完时，墨盒中的剩余墨量基本变得与油墨室内留下的墨量相等。因此，在油墨剩余量基本用完时根据油墨室中的剩余墨量通过检测墨盒中的油墨极限，同时油墨室的容量也足够地小时，可准确地检测到油墨极限。
尽管认为上述条件是实际极限以便尽快停止打印过程，但打印过程把该条件当做如下所述的接近极限会继续进行。也就是说，在认为是接近极限的条件时检测到油墨极限(接近极限)后以及在计算值达到与油墨室的容量相等的量时能确定实际极限后，计算待使用的油墨量。即使在该情形下，由于在油墨室中只有油墨液体被检测到，因此可准确地检测到油墨的剩余量，还可计算直至实际极限的所用的油墨量，从而把油墨浪费降低。
墨盒具有一从油墨室的底壁上突出的凸起部，以及一在凸起部的前端上形成的连通端口，该连通端口与油墨出口连通。
在该情形下，因为油墨出口可被放置在油墨室的基部附近，能把墨盒制得紧凑还约束其高度的增长。
为了保证把无用的气泡阻止进入油墨室和油墨通道，最好提供一把含泡沫室与油墨室隔开的第一过滤器以及一设置在连通端口上的第二过滤器，其中该第一过滤器由通过油墨吸取力对油墨出口的作用允许含泡沫室的气泡从其穿过的第一孔状材料形成，该第二过滤器由其孔直径比第一过滤器具有的第一孔状材料的直径小的第二孔状材料形成。
在该情形下，为了供应积聚在比在油墨室内安装有第二过滤器的位置低的位置上的油墨，该第二过滤器形成有用于向上吸取油墨的吸收材料部，该吸收材料部沿与凸起部从油墨室内的连通端口取向的方向相对的方向延伸。
可把向上吸取油墨的吸收材料放置成不同与第二过滤器的另一部件，该吸收材料从连通端口延伸至油墨室的底壁上。
最好把棱镜设置在油墨室的一个底壁上，其中棱镜在油墨不能接触棱镜时反射接收在其上的光，而在油墨接触棱镜时把光折射至油墨室。
通过形成两界面表面把油墨剩余量制成可检测，每个界面表面放置成倾斜彼此面向，每个从油墨室的底壁附近延伸至油墨室的上壁附近。在该情形下，通过使用于检测棱镜的光学传感器位置可变，把剩余油墨量值设定成可自由地可变。
根据本发明的墨盒包括一用于吸收和保持油墨的泡沫；一用于含放该泡沫的含泡沫室；一与含泡沫室连通的通气端口，该通气端口允许大气空气进入含泡沫室；一用于从含泡沫室提取油墨的油墨出口；一用于检测剩余油墨量的油墨室，该油墨室放置在含泡沫室与油墨出口之间，该油墨室可操作来容纳来自含泡沫室的油墨和气泡并仅把油墨供应至油墨出口且防止气泡进入油墨出口；一从油墨室的前端突出的凸起部；一在凸起部的前端形成的连通端口，该连通端口与油墨出口连通；以及一用于覆盖该凸起部的帽部件，其中，一用于吸取油墨的间隙形成在凸起部和帽部件之间，该间隙从连通端口延伸至油墨室的底壁上。
在采用油墨吸收材料部和油墨吸收材料时，如用其毛细作用吸取油墨一样，尽管对待向上吸取的油墨量有一个上限。在所使用的油墨量大时，例如，就担心毛细作用吸取的油墨量不能满足实际要求的量。在用帽部件形成用于吸取油墨的间隙的情形下，与正确地设定间隙的宽度来采用油墨吸收部件或油墨吸收材料的情形相比，能吸取较多的油墨量。
为了阻止无用的气泡进入油墨室和油墨通道，最好提供一把含泡沫室与油墨室隔开的第一过滤器以及一设置在连通端口上的第二过滤器，其中该第一过滤器由通过油墨吸取力对油墨出口的作用允许含泡沫室的气泡从其穿过的第一孔状材料形成，该第二过滤器由其孔直径比第一过滤器具有的第一孔状材料的直径小的第二孔状材料形成。
用于形成在凸起部的外面和/或帽部件的内面上吸取油墨的间隙的凸起使仅仅通过安装帽部件形成具有合适宽度的间隙成为可能。
最好把凸起制成起用于把帽部件相对凸起部定位的作用。
帽部件使与用于吸取油墨的间隙连通的连通部段形成在帽体的开口边缘面和面向其开口边缘面的油墨室的底壁之间。
帽体的开口边缘面最好具有用于形成连通部的许多凸起，从而在帽体安装在凸起部时自动地形成连通部。
为了检测根据本发明的油墨室的油墨量，希望在油墨室的一个壁上提供棱镜，其中该棱镜在油墨不能接触棱镜时反射接收在其上的光，而在油墨接触棱镜时把光折射至油墨室。而且，通过形成在沿油墨室的深度方向上比其宽度大的棱镜的反射表面使剩余油墨量可检测。在该情形下，通过使用于检测棱镜的光学传感器位置可变，把剩余油墨量的值设定为可自由地变化。
把能阻塞油墨出口的阀体和用于把阀体压在油墨出口上的弹簧部件放置在连通端口和油墨出口之间。
一种喷墨打印机，其包括一用于排放油墨的喷墨头，一用于将待供应的油墨喷至喷墨头的墨盒，该墨盒还包括一用于吸收和保持油墨的泡沫；一用于含放该泡沫的含泡沫室；一与该含泡沫室连通的通气端口，该通气孔允许大气空气进入含泡沫室；一用于从含泡沫室吸取油墨的油墨出口；一用于检测剩余油墨量的油墨室，该油墨室放置在含泡沫室和油墨出口之间，可操作该油墨室来容纳来自含泡沫室的油墨和气泡并仅把油墨供应至油墨出口且防止气泡进入油墨出口；一具有两界面表面的棱镜，该界面表面设置在油墨室的一个壁上，其中棱镜在油墨不能接触该棱镜时反射接收在其上的光，而在油墨接触棱镜时折射至油墨室，以及一油墨极限检测机构，其具有一发光元件和一能接收从该发光元件发出的以及从所述两界面表面反射的光的光接收元件，其中根据油墨室中的剩余油墨量通过从棱镜反射的光量，检测在墨盒中有无油墨。
用上述结构，因为仅可以检测到油墨室中的油墨液体，可以准确地检测到剩余油墨量，也可以计算直至实际极限的所使用的油墨量，从而降低油墨的浪费。
在喷墨打印机中，该墨盒包括一从油墨室的底壁上突出的凸起部；一在该凸起部的前端形成的连通端口，该连通端口与油墨出口连通；以及一覆盖凸起部的帽部件，其中在凸起部和帽部件之间形成有一吸取油墨的间隙，该间隙连通端口延伸至油墨室的底壁上。
用上述结构，因为能把油墨出口放置在油墨室的基部附近，能够把墨盒制得紧凑又约束其高度的增加。
而且能把较大量的油墨供应至喷墨头，并且同时也能吸取油墨室中的油墨而不浪费油墨。
图1(a)和(b)是根据本发明的第一实施例的泡沫式墨盒的平面视图和立面图；图2是从基部侧看到的图1的墨盒的透视图；图3是图1的墨盒的分解透视图；图4(a)是沿图1的iv-iv线所取的墨盒的剖视图；图4(b)是在插有油墨供应注射器的情形下的局部剖视图；图5是沿图1的v-v线所取的墨盒的剖视图；图6是沿图1的vi-vi线所取的墨盒的剖视图；图7(a)和(b)是放置在图1中墨盒的油墨室内的杯状帽体的透视图和剖视图；图8是一壳体例子的示意图，其中形成的棱镜的反射表面比其在图1的墨盒中宽度长并示出沿图1的v-v线所取的视图；图9是根据本发明的第二实施例的墨盒的分解透视图；图10是图9的墨盒的剖视图；图11是图9的墨盒的底视图；以及图12是根据本发明的系列喷墨打印机的主要部分的示意图。
具体实施例方式
现参照附图描述实施本发明的用于喷墨打印机的墨盒，每个墨盒允许用根据本发明的油墨极限检测方法被检测。本发明的下述实施例指已将本发明应用于在相应的喷墨打印机的墨盒安装部上可拆卸地安装的墨盒的情形。而且，本发明也适用于已在喷墨打印机中预布置的墨盒。
第一实施例图12是应用本发明的喷墨打印机的主要部分的方块图。
根据本发明的喷墨打印机70是一系列，其中喷墨头74装载在能够沿导向轴72往复运动的滑座73上。把油墨从安装在墨盒安装部71上的墨盒1经由柔性管75供应至喷墨头74。
图1(a)和(b)是根据本发明的第一实施例的泡沫式墨盒的平面图和侧视图；图2是从基部侧面看到的墨盒的透视图；以及图3是墨盒的分解透视图。
把用于本发明第一实施例的墨盒1可拆卸地安装在形成于喷墨打印机70中的墨盒安装部71上。墨盒1具有一矩形平行六面体形式的其上侧开启的容器体2以及一用于闭合该上侧开口3的容器盖4。在容器体2内形成有一含泡沫部5，并在其内含有一整体为矩形平行六面体形式的吸收和保持油墨的泡沫6。
油墨出口7形成在容器体2的基部，把盘状橡胶充填物8装入油墨出口7，并把在橡胶充填物8的中央开孔的通孔8a用作出墨口。把能够阻塞取墨口8a的阀体9放置在油墨出口7中比橡胶充填物8深的内部，并且常用螺旋弹簧10压在橡胶充填物8上以阻断取墨口8a。
如稍后所述，含泡沫部5通过第一过滤器和第二过滤器11及12与油墨出口7连通。而且，含泡沫部5通过形成在容器盖4中的并与大气连通的端口13开口向大气。在通过油墨出口7吸取由在含泡沫部5中安装的泡沫6吸收并保持的油墨时，把与这样吸取的油墨相应的空气从与大气连通的端口13导入含泡沫部5。
把在容器盖4中的与大气连通的端口13连接到在容器盖的表面中切取的缠绕凹槽13a上，该凹槽13a的端部13b大体延伸至容器盖4的边缘部。当运送墨盒1时，将密封14粘贴到凹槽13a以及容器盖4内的与大气连通的端口13，在使用时通过把密封14的部分14b沿密封14的打孔线14a移去来露出凹槽13a的端部13b，可使与大气连通的端口13开口向大气。
也把密封15粘贴到容器基部的取墨口8a的部分上，在把墨盒1安装到喷墨打印机的墨盒安装部中时，装配到墨盒安装部上的供墨注射器61打裂密封15插入取墨口8a，从而把墨盒置入安装状态(见图4(b))。
图4(a)和(b)是沿图1的iv-iv线所取的墨盒1的剖视图与局部剖视图；图5是沿图1的v-v线所取的墨盒1的剖视图；图6是沿图1的vi-vi线所取的墨盒1的剖视图。
参照附图描述在油墨出口7与含泡沫部5之间形成的油墨通道部的结构。使一矩形剖面的柱形框架22穿过容器体2的基部21并竖向地延伸。矩形连通端口25形成在垂直直立地位于柱形框架22的含泡沫部5中上侧柱形框架部23的上端内。连通端口25由第一矩形过滤器11阻塞。
垂直地从柱形框架22的容器基部21向下突出的下侧柱形框架部24的下端开口是由与该开口整体地形成的作为一底壁的框架基部24a阻塞。而且，垂直地向上延伸的柱形凸起部26整体地基本上形成在框架基部24a的中央。把凸起部26的中央孔用作与油墨出口7连通的油墨出口。
将橡胶充填物8、阀体9、以及螺旋弹簧10装配入油墨通道27，螺旋弹簧10的弹簧支撑28整体地与凸起部26的内周面形成。
凸起部26延伸一预定距离直至低于第一过滤器11的位置，形成在凸起部26的上端的圆形连通端口29用第二过滤器12阻塞。
于是，油墨室30由与容器基部21整体地形成的矩形剖面柱形框架22以及与柱形框架22的内部分在含泡沫部5和根据本发明该实施例的墨盒1中的油墨出口7之间整体地形成的柱形凸起部26分开。该油墨室30通过装配有第一过滤器11的连通端口25与含泡沫部5连通。而且，油墨室30通过装配有第二过滤器12的连通端口29与油墨通道27连通，油墨通道27的下端侧与油墨出口7连接。
根据本发明该实施例的第一过滤器11由通过对油墨出口7的油墨吸取力的作用能使油墨和气泡从其穿过的孔状材料形成。换言之，第一过滤器11由这样的材料形成，即其具有的孔的尺寸能产生把由油墨吸取力引起的弯液面损坏的毛细重力作用。例如，第一过滤器11由非编织纤维形成，如筛网过滤器等。
另一方面，第二过滤器12由这样的材料形成，即其孔的尺寸比第一过滤器11的小，使得在油墨吸取力对油墨出口7作用时，除了由油墨泵进行吸取操作时，都不会允许气泡穿过此孔，但允许油墨从其穿过。第二过滤器12的孔尺寸足够大以抓取与油墨混合的外界物质。第二过滤器12也由非编织纤维形成，如筛网过滤器等。
油墨吸取力来自于由于喷墨头74的油墨排放压力对油墨出口7作用的油墨吸取力，该喷墨头是可提供有油墨或墨泵吸取力的物体。
柱形容器形式的杯状帽体31放置在油墨室30中，其下侧开口并用于吸取油墨。该杯状帽体31布置成将积聚在油墨室30的基部上的油墨吸取至从其装配入第二过滤器12的连通端口29。
图7(a)和(b)是杯状帽体31的透视图和剖视图。参照图4-7，杯状帽体31具有一柱形体部32以及一用于阻塞体部32的上端开口的顶部33。许多以预定角度间隔形成的凸起垂直地从下端开口34的圆形边缘面35突出。根据本发明的该实施例，四个具有相同高度的凸起36形成为间隔90度。在柱形体部32的内周面的设置有一位于下端侧的内周面部37、一成锥度的略向内又连续伸至面部37的上侧的内周面38、以及一小直径上端侧的连续伸至面部38的上侧的内周面部39。
以把在油墨室30内形成的从上面盖住柱形凸起部26的方式安装杯状帽体31。凸起部26的外周面制成其外周面部41的下端侧部具有略大的直径，上端侧部制成一小直径外周面部42，一在这些外周部41和42之间形成的环形阶梯面43。如图6所示，向外突出的肋体44在小直径外周面部42内按预定角度间隔形成。根据本发明的该实施例，四个肋体44形成间隔90度并具有相同数量的凸起以及一沿竖向方向的预定长度。而且，把肋体44的凸起量设定成使肋体装配入杯状帽体31的上端侧外周面部。
在用四个杯状帽体31把凸起部26盖住时，四个肋体44把杯状帽体31的位置固定，从而在杯状帽体31的内周面和凸起部的外周面之间形成四个吸取油墨的弧形剖面间隙。而且，把从在杯状帽体31的下端的圆形边缘面35上形成的每个凸起36的下侧直至顶部33的背侧部段的高度设定为大于凸起部26的高度一预定值。在该盖住状态下，随后在装配入凸起部26的上端的第二过滤器12与顶部33的背侧之间形成一用作具有预定空间的油墨通道的间隙46，间隙46与间隙45连通。在盖住状态下，在形成于杯状帽体31的下端的四个凸起36中形成具有预定宽度的四个弧形剖面间隙47。弧形剖面间隙47分别与弧形剖面间隙45连通，于是，每个间隙47起连通部段的作用。
通过给间隙45、46和47设定合适的宽度，将油墨从间隙47吸取穿过间隙45，然后穿过间隙46抵达凸起部上端的连通端口29，从而可形成一油墨吸取通道。于是，在油墨室30中积聚的油墨量减少，即使在液体水平面变得低于第二过滤器12的位置时，还能把油墨室的油墨吸取到第二过滤器12的位置，再从油墨通道27供应至油墨出口7。
而且，根据本发明的该实施例，把杯状帽体31的外周面32a布置成与用来形成油墨室30的柱形框架22的内侧面保持分开一预定宽度。在使杯状帽体31的外周面32a与柱形框架22的内侧面22a进入接触时，将油墨室的内侧分成左右部段且接触位置作为边界，还担心不能有效地把在油墨室积聚的油墨吸取上来。根据本发明的该实施例，杯状帽体31能有效地把积聚在油墨室的油墨吸取上来。
接下来，把用于光学地检测墨盒1是否被安装在喷墨打印机的墨盒安装部中的矩形棱镜51形成在根据本发明的该实施例的墨盒1内。而且，把用于光学地检测油墨室30中留下的剩余油墨量是否低于预定量的矩形棱镜52也形成于其内。
参照图3、5及6，矩形板54熔化固定到容器体2的侧板部53的下端部上，矩形棱镜51及52彼此按照规定间隔开并和矩形板54的内侧整体地形成。这些矩形棱镜51及52分别与成对反射表面51a和51b、52a和52b成直角。
位于一侧上的矩形棱镜51经由一具有预定空间的空气层与容器体的侧板部53面向。在进一步的说明中，被构形成与矩形棱镜51相应的凹陷部56形成于侧板部53中，从而每个反射表面51a和51b经由具有预定空间的空气层与含泡沫部5的侧板部53面向。
另一方面，把另一侧上的矩形棱镜52从在形成部分油墨室30的柱形框架22中打开的开口22b上直接暴露于油墨室30的内侧。因此，在油墨室30的油墨液体水平面保持在矩形棱镜52的安装部之上时，每个反射表面52a和52b不起与油墨接触的反射表面的作用。然而，每个反射表面52a和52b开始在油墨液体水平面下降时起反射表面的作用。
在该情形下，如图6和12所示，把反射型光学传感器57和58安装在其内装有墨盒1的喷墨打印机70的侧面。光学传感器57和58具有发光元件57a和58a以及光接收元件57b和58b。把光学传感器57定位成通过使从发光元件57a发出的光在反射表面51a上以45度入射，用接收光元件57b接收从反射表面51a和反射表面51b反射的回光。类似地，把光学传感器58定位成通过使从发光元件58a发出的光在反射表面52a上以45度入射，用光接收元件58b接收从反射表面52a和反射表面52b反射的回光。
以下述方式实施检测根据本发明的该实施例的墨盒1是否安装在喷墨打印机的墨盒安装部内以及检测墨盒中1中的油墨极限。
在将油墨滑座11安装在喷墨打印机的墨盒安装部中时，放置在喷墨打印机侧上的油墨供应注射器61的尖部穿过装配入墨盒1的油墨出口7中的橡胶充填物8的通孔8a，从而把定位在油墨通道27内侧的阀体向上推动，如图4(b)所示。
随后，使由墨盒1的含泡沫部5中的泡沫6吸收和保持的油墨经由第一过滤器11流入油墨通道27，在油墨出口7保持开启时流入油墨室30，然后穿过油墨供应注射器61，使得可把油墨供应至喷墨打印机侧上的喷墨头。由于本发明与相关技术的油墨供应机构兼容，将略去对油墨供应机构的详细描述。
在如此安装墨盒1时，在墨盒侧上形成的矩形棱镜51变得与喷墨打印机侧上的光学传感器57面向。因此，从光学传感器57发出的光被棱镜51的反射表面51a和51b反射，然后被光学传感器57接收，从而检测是否已安装墨盒1。
当在驱动喷墨头后排放油墨时，由于油墨排放压力，油墨吸取力对油墨出口7作用，以使向喷墨头供应油墨。在如此供应油墨后由泡沫6保持的油墨减少时，将空气经由与大气连通的端口13导入含泡沫部5。如图4(a)的链条线所示，在油墨的消耗增加以及气泡进入泡沫6时，含在泡沫6中的油墨逐渐地减少。然后，在泡沫6中的剩余油墨量减少时气泡穿过第一过滤器11，进入油墨室30。在该情形下，因为杯状帽体31总是充满油墨，不会允许气泡流向下游超过第二过滤器12，除非用完油墨室30中的油墨。于是，气泡逐渐地积聚在油墨室30中。
已布置成提供根据本发明的第二过滤器12。然而，在采用杯状帽体31时，类似地甚至在没有第二过滤器12时也能吸取油墨。
在剩余油墨量还减少时，存储在含泡沫部5和油墨室30中的油墨液体水平面逐渐地降低，暴露于油墨室30内侧的矩形棱镜52的所述对反射表面52a和52b逐渐地从油墨液体水平面露出。随后，该对反射表面52a和52b开始起反射表面的作用。在油墨室30的油墨液体水平面下落的低于预定液体水平面时(即，图5的位置L)，从而由光学传感器58的光接收元件58b接收的光量超过待接收的预定光量。根据由光接收元件58b接收的光量的增加检测墨盒1中的油墨是否用完。
在把油墨室30的容积设定得足够小得情形下，由于在剩余油墨量短缺时检测油墨极限，可把油墨极限设成在剩余油墨量减至最小可能程度时检测，从而防止浪费油墨。
顺便说一下，最好把油墨液体水平面检测位置稍微低于过滤器11的位置(1毫米-2毫米)。在把过滤器11布置成尽可能接近检测位置L时，即使少量的气泡导入油墨室也会由于油墨吸取力或冲击检测油墨极限，尽管事实是油墨是从泡沫6的内侧供应至油墨室30的。也就是说，取墨量会下降许多。为了在泡沫6中的油墨基本完全消耗完时检测油墨极限，把油墨液体水平面位置L设得稍低于过滤器11的位置，从而即使把气泡不正常快速地吸入油墨室30，也不检测油墨极限，使取墨量的变化降低。
在将该条件看作接近极限处理上述条件的情形下，可进一步消除油墨浪费。具体而言，在用光学传感器58检测油墨接近极限后可计算随后待使用的油墨量，使得在计算值抵达与油墨室30的容积相等的量时决定实际极限。于是，油墨可使用至剩余油墨量基本降至零的时刻。
根据本发明的该实施例，特别地把杯状帽体31用作把积聚在油墨室30的基部中的油墨吸取至第二过滤器12的位置的机构。在通过由光学传感器58检测到的油墨的接近极限计算所使用的油墨量来实施实际极限的检测时，在把积聚在油墨室30中的油墨从油墨出口供应至喷墨头之前被基本整体地吸取上来。随后，可在油墨室30中的油墨基本用完时检测油墨实际极限，从而提高对实际极限的检测的准确性。
如图8所示，通过使矩形棱镜52的所述对的反射表面52a和52b形成为其长度在沿油墨室30的深度方向上比其宽度大以及使光学传感器58的位置设得可变，使用者可自由地设定从接近极限至实际极限的对剩余油墨量的检测。
在对油墨接近极限远距地通过网络监视的情形下，例如，在不用维护人员用新的墨盒更换墨盒1时把光学传感器58的位置预设为向上，从而从接近极限至实际极限的油墨量增加。于是，装备有墨盒1的设备可有效地运行而不会停工。
在维护人员可用新的墨盒立即更换墨盒1的情形下，把光学传感器58的位置预设为向下，使得在通过计算喷墨头的油墨排放量以及墨泵的吸取量把油墨的所使用的部分减小时，可将油墨有效地充满。
在该情形下，最好把矩形棱镜52的反射表面取向成与框架基部24a垂直，但可根据光学传感器的移动方向相对框架基部24a倾斜地形成。
如上所述，在根据本发明的该实施例的墨盒1中，把小容积的油墨室30形成在含泡沫部5和油墨出口7之间，从而使气泡可从含泡沫部5的侧面导入油墨室30。而且，防止气泡从油墨室30流出至油墨出口7的侧面，根据油墨室30中的剩余油墨量检测墨盒1中的油墨极限。随后，与通过计算从墨盒1中排放油墨次数以及计算由墨泵吸取的油墨量的情形相比，可高度准确地检测油墨极限。于是，可把在检测油墨时墨盒中的剩余油墨量降低且会降低对油墨的浪费。
而且，根据本发明的该实施例，用杯状帽体31把用于将油墨吸取至定位在油墨室30的基部之上的第二过滤器12的间隙分隔。由于用于吸取油墨的间隙是这样形成的，就降低了油墨室30中的剩余油墨量，从而也提高了油墨利用效率。
尽管可用油墨吸收材料的毛细力吸取油墨，与在形成用于吸取油墨的间隙时采用油墨吸收材料的毛细力相比，油墨还随着供应有油墨侧的油墨吸取力被吸上去。因此，在吸取大量的油墨时防止油墨溢出，还能抑制由供应至喷墨头侧的油墨量(流动速率)的波动引起的被吸取的油墨量的变动，或在墨盒中的负压条件下。
根据本发明的该实施例，而且通过把通向油墨室30内侧的油墨出口7的油墨通道突出，已将油墨极限检测机构制得紧凑，其优点是约束了墨盒安装空间的增加。由于把阻塞油墨出口的阀体9和螺旋弹簧10放置在油墨通道27中，从而也能把取墨部制得紧凑。
第二实施例图9是根据本发明的第二实施例的泡沫式墨盒的分解示意图。根据本发明的墨盒100具有一其上侧是开启的矩形平行六面体的容器体102和一用于阻塞上侧开口103的容器盖104。含泡沫部105形成有容器体102和容器盖104。吸收和保持油墨的矩形平行六面体形式的泡沫106含放在含泡沫部105中。
油墨出口107形成在容器体102的基部，盘状橡胶充填物108装配在油墨出口107中，而且把开在该橡胶充填物108中的通孔108a用作取墨口。油墨出口107用一般由螺旋弹簧109抵压在橡胶充填物108上的阀体110阻塞。
如下所述，含泡沫部105经由第一过滤器和第二过滤器111及112与油墨出口107连通。另一方面，与大气连通的端口13形成在容器盖104中，在从油墨出口107吸取油墨时，把与如此吸取的油墨相应的空气从与大气连通的端口113导入含泡沫部105。
图10是墨盒100的剖视图；图11是其底视图。参照附图描述在油墨出口107与含泡沫部105之间形成的油墨通道的结构。椭圆剖面的柱形框架122垂直地从含泡沫部105中的容器体102的基部12直立。矩形连通端口123形成在柱形框架22的上端且被第一矩形过滤器111阻塞。
圆形剖面的柱形框架124形成在柱形框架122的内侧上的一侧并与其部分共有。柱形框架124设置有一从容器基部121的表面121a上垂直地向上突出的上侧凸起部124a，以及一从下表面121b垂直地向下突出的下侧凸起部124b。上侧凸起部124a的上端开口125(连通端口)正好定位在与第一过滤器111装配并被第二过滤器112阻塞的连通端口123之下。
把下侧凸起部124b的下端开口用作油墨出口107，并把盘状橡胶充填物108装入油墨出口液体密封中。圆形剖面的油墨通道126形成在上端开口125和作为下端开口的油墨出口107之间。将螺旋弹簧109和阀体110装入油墨通道126。
于是，油墨室127由容器基部121、椭圆剖面的柱形框架122、以及在含泡沫部105与根据本发明的该实施例的墨盒100中的油墨出口107之间的圆形剖面的柱形框架124分开。油墨室127经由装配有第一过滤器111的连通端口123与含泡沫部105连通。而且，油墨室127经由装配有第二过滤器112的上端开口125与油墨通道126连通，油墨通道的下端侧与油墨出口107连接。
根据本发明的该实施例的第一过滤器111由通过对油墨出口107作用的油墨吸取力使油墨和气泡从其穿过的孔状材料形成。换言之，第一过滤器11由这样的孔状材料形成，该材料的孔的尺寸可以产生使由于油墨吸取力引起的弯形面破坏的毛细重力作用。第一过滤器111例如由非编织纤维形成，如筛网过滤器。
另一方面，第二过滤器112由其孔状尺寸比第一过滤器111的小的孔状材料形成。第二过滤器112的孔尺寸足够大以抓取与油墨混合的外界物质。第二过滤器112也由非编织纤维形成，如筛网过滤器。
油墨吸取力来自于由于喷墨头(未示)的油墨排放压力对油墨出口107作用的油墨吸取力，该喷墨头为可提供有油墨或墨泵吸取力的物体。
根据本发明的该实施例的第二过滤器112设置有一用于阻塞上端开口125的过滤器体部112a以及一吸取油墨的吸附材料部112b，该吸附材料部从过滤器体部的一端垂直地弯折向下延伸，用于吸取油墨的吸附材料部112b的下端延伸至油墨室127基部的附近。也可用另一种吸附材料用于吸取，而不是提供用于第二过滤器112的此种吸附材料部112b。
接下来，具有一对矩形反射表面131及132用于检测积聚在油墨室127中的剩余油墨量是否落在预定量之下的矩形棱镜130形成在根据本发明的该实施例的墨盒100中。矩形棱镜130与容器体102的基部121及侧板部129整体地形成。把这些反射表面131及132形成为把在突入其间的椭圆剖面的柱形框架122内的含泡沫部105中的该侧上的侧板部122a夹持。把反射表面131定位在含泡沫部105的侧面上，而另一反射表面132定位在油墨室127中。随后，这些反射表面131及132的背面形成油墨的相应界面，但该反射表面不起反射表面的作用，尽管有油墨但在油墨短缺时不起反射表面的作用。
在该情形下，如图11所示，把反射型光学传感器140安装在其中装有墨盒100的喷墨打印机(未示)的侧面。该光学传感器140具有一发光元件141和一光接收元件142。把发光元件141和反射表面131之间的位置关系设为使从发光元件141发出的光击在定位于含泡沫部中的一个反射表面上。而且，把光接收元件142定位成能接收在被从反射表面131反射之后再从定位在油墨室127中的反射表面132反射的光。
可以用以下述方式放置在喷墨打印机侧上的反射型光学传感器140检测存储在根据本发明的该实施例的墨盒100中的油墨是否已用完的事实。
在把墨盒100安装在喷墨打印机的预定部时，使放置在喷墨打印机侧上的油墨供应注射器61的尖部穿过装配入墨盒1的油墨出口7中的橡胶充填物108的通孔108a，从而把定位在油墨通道107内侧的阀体108向上推动。随后，在油墨出口107保持为开启时使由墨盒100的含泡沫部105中的泡沫106吸收和保持的油墨经由第一过滤器111和油墨室127流入油墨通道，再流过油墨供应注射器61，使得可把油墨供应至喷墨打印机侧上的喷墨头。这一步骤与本发明的第一实施例所采取的一样(见图4(b))。
当驱动喷墨头之后排放油墨时，由于油墨排放压力，油墨吸取力对油墨出口102作用，使得把油墨供应向喷墨头。在如此供应油墨后由泡沫106保持的油墨减少时，将空气经由与大气连通的端口113导入含泡沫部105。如图10的链条线所示，在油墨消耗量增加，气泡进入泡沫106时，含在泡沫106中的油墨逐渐地减少。然后，在泡沫106中的剩余油墨量减少时气泡穿过第一过滤器111进入油墨室127。在该情形下，由于毛细作用一般把将油墨室127从油墨出口107分开的第二过滤器112保持在湿润状态，不会允许气泡穿过第二过滤器。因此，气泡逐渐地积聚在油墨室127中。
在剩余油墨量还减少时，存储在含泡沫部105和油墨室127中的液体油墨水平面逐渐地降低，所述对的反射表面131及132逐渐地露出液体油墨水平面。随后，所述对的反射表面131及132开始起反射表面的作用。在油墨室127中的液体油墨水平面落至预定液体水平面位置(如图10的位置L)之下时，由光学传感器140的光接收元件142接收的光量超过预定接收的光量。根据由光接收元件142接收的光量的增加检测墨盒100中的油墨是否用完。
在把油墨室30的容积设得足够小的情形下，由于是在剩余油墨量短缺时检测油墨极限，可把油墨极限制成在将剩余油墨量降低至最小可能程度的条件下检测，从而防止浪费油墨。
即使在本发明的该实施例中，假设接近极限条件，然后计算待使用的墨量，使得在计算值抵达与油墨室的容积相同的量时决定实际极限。于是，油墨可使用至剩余油墨量基本减至零的时刻。
根据本发明的该实施例，通过把通向油墨室127内侧的油墨出口107的油墨出口突出，把油墨极限检测机构制得紧凑，其优点是约束墨盒的安装空间的增加。
由于把用于吸取积聚在其位置比油墨室127中的过滤器112的位置低的油墨的吸附材料部11b形成用于第二过滤器112，其优点是可有效地消耗油墨室127中的油墨。
就杯状帽体31的下端周边而言，通过把基部形成在比框架基部24a低的水平上，还可将留在油墨室的基部中的剩余油墨减少。
可将吸取油墨的吸附材料部形成在第一过滤器111上而不是第二过滤器112上。而且，可把吸附材料部制成油墨室127中的一分立的部件。
尽管已把本发明的该实施例布置成包括第二过滤器112，在把墨盒放置在比喷墨头低的位置的情形下，可略去第二过滤器112，或者第一过滤器111的弯面通过非常小的油墨量来恢复，即使气泡进入油墨室127。
根据本发明的该实施例，墨盒100设置有所述对的棱镜反射表面131及132，并被布置成可光学地检测油墨极限。然而，根据一对相对电极之间的阻抗变化检测墨盒中的油墨极限，而不是光学地检测油墨极限。在该情形下，可把电极放置在油墨室27而不是形成棱镜反射表面。
如上所述，根据本发明，小容积的油墨室形成在含泡沫部和油墨出口之间，从而可把气泡从含泡沫部的侧面导入油墨室。而且，防止气泡从油墨室流向油墨出口的侧面，根据油墨室的剩余量检测墨盒中的油墨极限。
因此，与通过计算从墨盒排放的油墨次数以及计算由墨泵吸取的油墨量检测墨盒中的油墨极限的情形相比，根据本发明，可高度准确地检测油墨极限。于是，可把检测油墨极限时的墨盒中的剩余油墨量降低并且抑制了油墨的浪费。
而且，根据本发明，因为通过在油墨室的内侧形成凸起部还在其内通向油墨出口的油墨通道形成油墨极限检测机构，其优点是可形成油墨极限检测机构而不增加墨盒的外尺寸。
本发明包括一用于把积聚在油墨室的基部中的油墨吸取至定位成向上的位置的间隙，或形成一用于吸取油墨的油墨吸收材料。于是，可把油墨室中的剩余油墨减少并提高油墨的使用效率，从而大大地降低浪费的油墨量。
权利要求
1.一种墨盒，其包括一用于吸收和保持油墨的泡沫；一用于含放该泡沫的含泡沫室；一与该含泡沫室连通的通气端口，该通气端口允许大气空气进入该含泡沫室；一用于从含泡沫室吸取油墨的油墨出口；以及一用于检测剩余油墨量的油墨室，该油墨室放置在含泡沫室和油墨出口之间，可操作该油墨室来容纳来自含泡沫室的油墨和气泡并仅把油墨供应至油墨出口且防止气泡进入油墨出口。
2.如权利要求1所述的墨盒，还包括一从所述油墨室的底壁突出的凸起部，以及一在该凸起部的前端形成的连通端口，所述连通端口与所述油墨出口连通。
3.如权利要求2所述的墨盒，还包括一把含泡沫室与油墨室隔开的第一过滤器，该第一过滤器由通过油墨吸取力对油墨出口的作用允许含泡沫室的气泡从其穿过的第一孔状材料形成，以及一设置在所述连通端口上的第二过滤器，该第二过滤器由其孔直径比第一过滤器具有的第一孔状材料的直径小的第二孔状材料形成。
4.如权利要求3所述的墨盒，其中所述第二过滤器具有用于吸取油墨的吸收材料部，该吸收材料部延伸到所述油墨室的底壁。
5.如权利要求3所述的墨盒，还包括用于吸取油墨的吸收材料，该吸收材料从所述连通端口延伸至所述油墨室的底壁。
6.如权利要求3所述的墨盒，还包括一设置在所述油墨室的一个壁上的棱镜，其中在油墨不能接触该棱镜时，棱镜反射接收在其上的光，并在油墨接触该棱镜时把该光折射至油墨室。
7.如权利要求6所述的墨盒，其中所述棱镜具有两界面表面，每个均放置成彼此以倾斜角度面向，并且每个都从油墨室的底壁附近延伸至油墨室的上壁的附近。
8.一种墨盒，其包括一用于吸收和保持油墨的泡沫；一用于含放该泡沫的含泡沫室；一与该含泡沫室连通的通气端口，该通气端口允许大气空气进入所述含泡沫室；一用于从含泡沫室吸取油墨的油墨出口；一用于检测剩余油墨量的油墨室，该油墨室放置在含泡沫室和油墨出口之间，可操作该油墨室来容纳来自含泡沫室的油墨和气泡并仅把油墨供应至油墨出口且防止气泡进入油墨出口；一从所述油墨室的底壁突出的凸起部；一在所述凸起部的前端形成的连通端口，该连通端口与所述油墨出口连通；以及一覆盖凸起部的帽部件，其中，在凸起部和帽部件之间形成有一吸取油墨的间隙，该间隙从所述连通端口延伸至所述油墨室的底壁。
9.如权利要求8所述的墨盒，还包括一把含泡沫室与油墨室隔开的第一过滤器，该第一过滤器由通过油墨吸取力对油墨出口的作用允许含泡沫室的气泡从其穿过的第一孔状材料形成，以及一设置在所述连通端口上的第二过滤器，该第二过滤器由其孔直径比第一过滤器具有的第一孔状材料的直径小的第二孔状材料形成。
10.如权利要求8所述的墨盒，其中用于形成吸取油墨的间隙的凸起形成在所述凸起部的外面和/或所述帽部件的内面上。
11.如权利要求10所述的墨盒，其中所述凸起是一可操作来定位所述帽部件的凸起。
12.如权利要求10所述的墨盒，其中帽部件使与用于吸取油墨的间隙连通的连通部段形成在帽体的开口边缘面和面向其开口边缘面的油墨室的底壁之间。
13.如权利要求12所述的墨盒，其中所述帽体的开口边缘面具有许多用于形成所述连通部的凸起。
14.如权利要求8所述的墨盒，还包括一设置在所述油墨室的一个壁上的棱镜，其中该棱镜在油墨不能接触该棱镜时反射接收在其上的光，而在油墨接触该棱镜时把光折射至油墨室。
15.如权利要求14所述的墨盒，其中所述棱镜的反射表面沿油墨室的深度方向上比其宽度大。
16.如权利要求2所述的墨盒，其中还包括一能关闭所述油墨出口的阀体，以及一用于把所述阀体压在所述油墨出口上的弹簧部件放置在油墨通道中，其中把所述阀体和弹簧部件放置在所述连通端口和所述油墨出口之间。
17.一种喷墨打印机，其包括一用于喷油墨滴的喷墨头，一用于含放待被供应至喷墨头的油墨的墨盒，该墨盒还包括一用于吸收和保持油墨的泡沫；一用于含放该泡沫的含泡沫室；一与该含泡沫室连通的通气端口，该通气端口允许大气空气进入含泡沫室；一用于从含泡沫室吸取油墨的油墨出口；一用于检测剩余油墨量的油墨室，该油墨室放置在含泡沫室和油墨出口之间，可操作该油墨室来容纳来自含泡沫室的油墨和气泡并仅把油墨供应至油墨出口且防止气泡进入油墨出口；一具有两界面表面的棱镜，此界面表面设置在油墨室的一个壁上，其中所述棱镜在油墨不能接触棱镜时反射接收在该棱镜上的光，而在油墨接触该棱镜时把光折射至油墨室，以及一油墨极限检测机构，其具有一发光元件和一能接收从该发光元件发出的以及从所述两界面表面反射的光的光接收元件，其中根据油墨室中的剩余油墨量通过从棱镜反射的光量，检测在墨盒中有无油墨。
18.如权利要求17所述的喷墨打印机，其中所述墨盒包括一从所述油墨室的底壁突出的凸起部；一在该凸起部的前端形成的连通端口，该连通端口与油墨出口连通；以及一覆盖凸起部的帽部件，其中在凸起部和帽部件之间形成有一吸取油墨的间隙，该间隙从连通端口延伸至油墨室的底壁上。
全文摘要
本发明公开一种打印机以及一种用于该打印机的能够准确地检测泡沫式墨盒中油墨是否用完的墨盒。在泡沫式墨盒的含泡沫部和油墨出口之间依次形成有油墨室与油墨通道。在含泡沫部及油墨通道之间安装有第一过滤器用来使气泡从其穿过,而在油墨室及油墨通道之间安装的第二过滤器的孔的直径比第一过滤器的孔的之间小。在油墨室的侧面上形成有一用于检测油墨极限的矩形棱镜。在由于气泡积聚在油墨室内且油墨短缺时把矩形棱镜的反射表面露出油墨液体水平面时,光从反射表面上反射并被喷墨打印机侧上的反射式光学传感器检测到,使得可以确定油墨极限。在把油墨室的容量设定的足够小时,在油墨已基本用完时可检测油墨极限。
文档编号B41J2/175GK1383990SQ0211910
公开日2002年12月11日 申请日期2002年5月8日 优先权日2001年5月1日
发明者花冈幸弘, 山田高司, 山田学 申请人:精工爱普生株式会社