专利名称：墨盒和喷墨记录设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及打印机技术领域，特别涉及一种墨盒和喷墨记录设备。
背景技术：
由于墨盒的墨水容量有限，而其在打印过程中会不断被消耗。为此，当墨盒中墨水 将要耗尽时，需要通过检测装置准确地检测到墨水耗尽信息，并提示用户更换墨盒。目前，常见的墨盒中的墨水余量检测方式是光学检测方式。图1为现有技术墨盒 的检测墨水余量方式的示意图。如图1所示，棱镜11通常设置在墨盒的墨水腔底部，并与 打印机上的光传感器相对。该光传感器包括光发射部12及光接收部13。光发射部12发射 光线至棱镜11的第一面14。当墨盒中仍有墨水时，第一面14为棱镜和墨水的临界面，光线 在此发生全反射的临界角较大，此时，大部分光线的入射角为小于临界角，则光线在该面按 照光路1-2’发生折射，被墨水吸收，光接收部13无法接受到预定量的光。而当墨盒中的墨 水将尽时，第一面14为棱镜和空气的临界面，光线在此发生全反射的临界角较小，此时，大 部分光线的入射角为大于临界角，则光线在该面按照光路1-2-3发生全反射，光接收部13 可接收到预定量的光，则打印机可以判断墨盒中的墨水将尽，提示用户及时更换墨盒。但是，上述结构仍然存在以下的技术缺陷当墨盒暴露于高温或其它较差的环境 中时，由于墨水发生挥发而使墨水的粘度增加，则当墨水将尽时，可能尚有微量的墨水由于 墨水张力而粘附在棱镜11的第一面14上。此时，尽管墨水将用尽，但是由于上述残留墨水 的存在，使得第一面14仍然为棱镜和墨水的临界面，根据上述原理，光线此时仍然会发生 折射，而无法回到光接收器13。相应地，打印机会发生误检测即认为墨盒中还存在墨水，而 继续进行打印动作，从而导致打印头发生空打，容易烧毁打印头。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种墨盒和喷墨记录设备，以实现在任何情况下都可以 准确的检测墨水余量，降低误测率。本实用新型提供一种墨盒，其上设置有用于与打印机上的光传感器相对的墨水余 量检测模块；所述墨水余量检测模块包括光导部件和开关元件；所述光导部件，包括第一光导部件和第二光导部件，所述第一光导部件的光入射 端与所述光传感器的光发射部相对，且所述光发射部与所述第一光导部件的光入射端为全 反射配合结构；所述第二光导部件的光出射端与所述光传感器的光接收部相对；所述第一 光导部件的光出射端与所述第二光导部件的光入射端相对设置，且通过一断开部间隔；所述开关元件，设置在所述断开部，根据墨水余量控制所述第一光导部件和第二 光导部件之间光路的连通或断开。如上所述的墨盒，所述第一光导部件和第二光导部件设置在所述墨盒的底部盒体 的内侧。如上所述的墨盒，所述第一光导部件和第二光导部件为所述墨盒的底部盒体的一部分。如上所述的墨盒，所述第一光导部件和第二光导部件与所述墨盒的底部为一体成 型或者分开连接。如上所述的墨盒，所述第一光导部件和第二光导部件为实心体。如上所述的墨盒，所述第一光导部件和/或第二光导部件包括实心部和空心部， 所述实心部贯通所述第一光导部件和第二光导部件的光入射端和光出射端。如上所述的墨盒，所述第一光导部件及第二光导部件为圆弧弯管状。如上所述的墨盒，所述开关元件为墨水。如上所述的墨盒，所述开关元件为浮子，所述浮子包括第一端和第二端，所述第一 端的径向尺寸小于所述断开部的间距，所述第二端的径向尺寸大于所述断开部的间距。本实用新型提供一种喷墨记录设备，包括墨盒和盒安装部分，所述墨盒容纳于所 述盒安装部分中；所述墨盒采用上述的墨盒。本实用新型的墨盒和喷墨记录设备，通过根据光纤原理，并利用光导部件和开关 元件的配合，使得能够保证在墨水用尽时光线均能够反射回到光传感器的光接收部，相对 于棱镜的方式是将光线的折射转换为光线的全反射，且能够根据墨水余量控制光路的连通 或断开，提高了墨水余量检测的准确率，保证墨盒的正常使用。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是 本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术墨盒的检测墨水余量方式的示意图；图2为本实用新型墨盒实施例的结构示意图；图3为本实用新型墨盒中的光导部件的结构示意图；图4为图2中墨盒在具有墨水时的墨水余量检测示意图；图5为图2中墨盒在缺乏墨水时的墨水余量检测示意图；图6为本实用新型墨盒实施例中在具有墨水且开关元件为浮子时的墨水余量检 测示意图；图7为本实用新型墨盒实施例中在缺乏墨水且开关元件为浮子时的墨水余量检 测示意图；图8为本实用新型墨盒实施例的又一结构示意图。附图标记说明11-棱镜；12-光发射部；13-光接收部；[0030]14-第一面；15-墨盒；16-墨水供应部；[0031]17-隔板；18-负压腔；19-墨水腔；[0032]20-连通口 ；21-海绵体；22-大气连通部；[0033]23-棉芯；24-第一光导部件；25-第二光导部件[0034]26-断开部；27-实心部；28-空心部；[0035]29-反射面；30-浮子；31-第一端；32-第二端。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本实用新型保护的范围。本实用新型的主要技术方案为，利用光纤原理进行墨水余量检测，将位于墨盒上 的墨水余量检测模块设计为包括光导部件和开关元件。其中，光导部件包括分别与光传感 器的光发射部和光接收部相对设置的第一光导部件和第二光导部件，该两个光导部件的表 面为曲面，且具有相对设置的两个表面，两表面之间间隔有一断开部；开关元件设置在上述 断开部，且能够根据墨水余量控制两光导部件之间光路的连通或断开。下面通过附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。实施例一图2为本实用新型墨盒实施例的结构示意图，本实施例中，以墨水余量检测模块 中的开关元件为墨水为例进行说明。如图2所示，本实施例的墨盒15包括一墨水容纳部和一墨水供应部。墨水容纳部 用于容纳墨水，墨水供应部16用于将墨水容纳部中的墨水供应至喷墨打印机。其中，墨水 容纳部包括由隔板17分隔成的一负压腔18和一墨水腔19，且负压腔18与墨水腔19通过 设置在隔板17下方的连通口 20而彼此相连通。负压腔18中设置有一负压产生部件，如聚 氨酯等形成的海绵体21，利用其毛细作用力而将墨水保持在墨盒15中，防止当墨盒15安装 在打印机中时墨水泄漏。在位于负压腔18上方还设置有一用于引导外部空气进入墨盒15 的大气连通部22。墨水供应部16上还设置有一密度比负压腔18中的海绵体21更高的棉 芯23，当墨盒15安装在打印机上时，其可引导墨水至打印头。本实施例的墨盒在结构上的改进点在于，在墨水腔19的底部设置有墨水余量检 测模块，该模块可以与打印机上的光学传感器相对设置。具体的，该墨水余量检测模块可以 包括第一光导部件24、第二光导部件25以及开关元件。其中，第一光导部件24和第二光 导部件25的表面为曲面，相对于现有技术中的棱镜的平面反射面，曲面更可以分散各入射 光线的入射角，使得大部分的光线都可以进行全反射而不会折射。例如，其可以为圆弧弯管 状，即具有一定的弯度，如同弯曲的玻璃棒。第一光导部件24的光入射端与光传感器的光 发射部12相对，第二光导部件25的光出射端与光传感器的光接收部13相对，第一光导部 件24的光出射端与第二光导部件25的光入射端相对设置，且通过一断开部26间隔。断开部26设置有开关元件，该元件可以根据墨水余量控制第一光导部件24和第 二光导部件25之间光路的连通或断开。本实施例中的开关元件可以为墨水。不过，采用墨 水作为开关元件时，墨水颜色需要较深为宜，例如可以为黑色或青色等，因为深颜色的墨水 对光线的吸收能力较强，大部分的光线可以被墨水直接吸收；此时第一光导部件24与第二 光导部件25之间的光路就可被容纳在其中的墨水阻隔，没有墨水时才能够连通，这种情况下墨水才能够实现作为开关元件的作用。进一步的，本实施例的第一光导部件24和第二光导部件25为设置在墨水腔19的 底部盒体的内侧，即设置在墨水腔19内部。其可以与墨水腔的底部盒体为一体注塑成型， 材料一致例如可以均为聚丙烯；或者单独制作后再与底部盒体焊接连接即分开式结构。进一步的，第一光导部件24和第二光导部件25可以为采用工程塑料制成的实心 体；或者，如图3所示，图3为本实用新型墨盒中的光导部件的结构示意图，该两个光导部件 的其中之一或者全部，也可以包括实心部27和空心部28，例如，空心部28位于其中心部位， 被侧边的实心部27所围绕。实心部27贯通第一光导部件24或第二光导部件25的光入射 端和光出射端，使得光线可以在实心部27中进行反射和传播。下面对本实施例的墨盒采用了图2中所示的墨水余量检测模块后的工作原理进 行说明如下图4为图2中墨盒在具有墨水时的墨水余量检测示意图，图5为图2中墨盒在 缺乏墨水时的墨水余量检测示意图。参见图4，当墨盒15中具有足够多的墨水时，墨盒盒体采用透明材料制成，可拆卸 地安装在设有光传感器的喷墨记录设备上。本实施例中的第一光导部件24和第二光导部 件25相对于其周围的墨水或者空气均为光密介质，而墨水或者空气为光疏介质，从光发射 部12发出的光线穿过墨盒盒体后，从第一光导部件24的光入射端进入，到达第一光导部件 24的反射面29。此时，相当于光线是从光密介质进入光疏介质。如果要使得光线在第一光 导部件24中进行全反射，还需要满足光线在反射面29的入射角等于或大于该位置的全反 射临界角。在检测前，可以预先设置光发射部12发出的光线的入射角满足上述条件。具体 的，可以假设光导部件的折射率为nl，墨水的折射率约为π2，空气的折射率约为ηΟ，根据斯 涅耳折射定律可计算光导部件在墨盒有墨与无墨时发生全反射的临界角分别是有墨时 θ 1 = arcsin(n2/nl)；无墨时θ 2 = arcsin (nO/nl)，一般而言，n2 > n0，则 θ 1 > θ 2。 因此，只要光发射部12发出的光线在反射面29的入射角大于或等于θ 1，即可保证光线任 何情况下均可在第一光导部件24中进行多次全反射，光线都不会受到粘附在光导部件壁 上的残余墨水的影响。经过第一光导部件24后在其光出射端被作为开关元件的墨水所阻 隔，即光线被墨水吸收，光路被隔断，大部分光线无法经过第二光导部件25回到光接收部 13中。参见图5，当墨盒15中缺乏墨水时，即墨水将用尽，在断开部26处已经没有墨水存 在，而只有空气。此时，从光发射部12发出的光线经过第一光导部件24后，可以穿过空气， 从第一光导部件24的光出射端进入第二光导部件25的光入射端。而任何情况下，从第一 光导部件24中射出的光线中总有一部分会入射至第二光导部件25，此时只要光线在第二 光导部件25的光入射端的入射角同样为以大于或等于临界角θ 1的角度，则光线在第二导 光部件25上同样产生全反射，不会受到粘附在光导部件壁上的残余墨水的影响，并最终射 向光接收部13。其中，从第一光导部件24射向第二光导部件25的光量可以通过调整两者 之间的距离而取得最优的实施，保证经由第一光导部件24与第二光导部件25后到达光接 收部13的光量尽可能多。光线在通过第二光导部件25后，从第二光导部件25的光出射端 输送至光接收部13中。此时，打印机的光接收部13检测到其接收到的光线达到预定量值， 则可以提示用户墨盒15中的墨水已耗尽，应及时更换墨盒。本实施例的墨盒，通过根据光纤原理，并利用光导部件和开关元件的配合，使得能够保证在墨水用尽时光线可以反射回到光传感器的光接收部，相对于棱镜的方式是将光线 的折射转换为光线的全反射，且能够根据墨水余量控制光路的连通或断开，提高了墨水余 量检测的准确率，保证墨盒的正常使用。实施例二本实施例的墨盒与实施例一的墨盒在大体结构上是相同的，主要区别在于墨水余 量检测模块中的开关元件的不同。本实施例中的开关元件为浮子。当墨水颜色较浅时，如 黄色及洋红色，由于透光性较强，两光导部件之间的光路不能够被墨水阻隔，大部分光线仍 然会到达光接收器上，此时打印机容易出现错误判断，判断墨盒已无墨，为此，应在墨水余 量检测模块的断开部位置设置一浮子，以阻隔两光导部件之间的光路。图6为本实用新型墨盒实施例中在具有墨水且开关元件为浮子时的墨水余量检 测示意图，图7为本实用新型墨盒实施例中在缺乏墨水且开关元件为浮子时的墨水余量检 测示意图。如图6和图7所示，在断开部中设置有浮子30。该浮子30可以采用黑色遮光材 料制成。进一步的，本实施例中的浮子30可以设置为一端大一端小的形状。例如，该浮子 30可以包括第一端31和第二端32，第一端31的径向尺寸小于断开部的间距，第二端32的 径向尺寸大于所述断开部的间距。这样就可以保证浮子30始终在断开部的位置附近进行 移动，根据墨水量变化而上下移动，保证光路的断开与连通是由墨水余量的多少决定的。下面结合图6和图7对本实施例的墨盒的工作原理进行说明如下参见图6，当墨盒中具有足够多的墨水时，从光发射部12发出的光线穿过墨盒盒 体后，从第一光导部件24的光入射端进入，到达第一光导部件24的反射面29，并在该面发 生全反射。即使有墨水在恶劣环境下粘附到反射面29上，光线可以不受在光导部件壁上的 残余墨水的影响，继续全发射至第一光导部件24的光出射端。此时，光线可以被作为开关 元件的浮子30所阻隔，光路被隔断，大部分光线无法经过第二光导部件25回到光接收部13 中。参见图7，当墨盒15中缺乏墨水时，即墨水将用尽，浮子30也将随着墨水的余量的 较少而位置逐渐下降，并移到断开部26之下。在断开部26只有空气。此时，从光发射部12 发出的光线经过第一光导部件24后，可以穿过空气，从第一光导部件24的光出射端进入第 二光导部件25的光入射端。而任何情况下，从第一光导部件24中射出的光线中总有一部 分会入射至第二光导部件25，此时只要光线在第二光导部件25的光入射端的入射角同样 为以大于或等于临界角θ 1的角度，则光线在第二导光部件25上同样产生全反射，不会受 到粘附在光导部件壁上的残余墨水的影响，并最终射向光接收部13。此时，打印机的光接收 部13检测到其接收到的光线达到预定量值，则可以提示用户墨盒中的墨水已耗尽，应及时 更换墨盒。本实施例的墨盒，通过根据光纤原理，并利用光导部件和开关元件的配合，使得能 够保证在墨水用尽时光线均能够反射回到光传感器的光接收部，相对于棱镜的方式是将光 线的折射转换为光线的全反射，且能够根据墨水余量控制光路的连通或断开，提高了墨水 余量检测的准确率，保证墨盒的正常使用。实施例三图8为本实用新型墨盒实施例的又一结构示意图，如图8所示，本实施例的墨盒的 主要特点在于，第一光导部件24和第二光导部件25可以作为墨盒中墨水腔的底部盒体的一部分。不过其同样可以与墨水腔的底部为一体成型或者分开连接。这种结构的优点是可 以使得模具制作方便，提高墨盒生产的效率。该墨盒的其他部分的结构和工作原理与上述 实施例相同，在此不再赘述。本实施例的墨盒，通过根据光纤原理，并利用光导部件和开关元件的配合，使得能 够保证在墨水用尽时光线均能够反射回到光传感器的光接收部，相对于棱镜的方式是将光 线的折射转换为光线的全反射，且能够根据墨水余量控制光路的连通或断开，提高了墨水 余量检测的准确率，保证墨盒的正常使用。实施例四本实施例提供了一种喷墨记录设备，包括墨盒和盒安装部分，所述墨盒容纳于所 述盒安装部分中；其中，墨盒可以采用上述任一实施例所述的墨盒。该喷墨记录设备由于采 用的墨盒能够在任何情况下根据墨水余量控制光路的连通或断开，使得墨水余量检测的准 确率大大提高，保证了该喷墨记录设备的正常使用。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。
权利要求一种墨盒，其上设置有用于与打印机上的光传感器相对的墨水余量检测模块；其特征在于，所述墨水余量检测模块包括光导部件和开关元件；所述光导部件，包括第一光导部件和第二光导部件，所述第一光导部件的光入射端与所述光传感器的光发射部相对，且所述光发射部与所述第一光导部件的光入射端为全反射配合结构；所述第二光导部件的光出射端与所述光传感器的光接收部相对；所述第一光导部件的光出射端与所述第二光导部件的光入射端相对设置，且通过一断开部间隔；所述开关元件，设置在所述断开部，根据墨水余量控制所述第一光导部件和第二光导部件之间光路的连通或断开。
2.根据权利要求1所述的墨盒，其特征在于，所述第一光导部件和第二光导部件设置 在所述墨盒的底部盒体的内侧。
3.根据权利要求1所述的墨盒，其特征在于，所述第一光导部件和第二光导部件为所 述墨盒的底部盒体的一部分。
4.根据权利要求2或3所述的墨盒，其特征在于，所述第一光导部件和第二光导部件与 所述墨盒的底部为一体成型或者分开连接。
5.根据权利要求1所述的墨盒，其特征在于，所述第一光导部件和第二光导部件为实 心体。
6.根据权利要求1所述的墨盒，其特征在于，所述第一光导部件和/或第二光导部件包 括实心部和空心部，所述实心部贯通所述第一光导部件和第二光导部件的光入射端和光出射端。
7.根据权利要求1所述的墨盒，其特征在于，所述第一光导部件及第二光导部件为圆弧弯管状。
8.根据权利要求1所述的墨盒，其特征在于，所述开关元件为墨水。
9.根据权利要求1所述的墨盒，其特征在于，所述开关元件为浮子，所述浮子包括第一 端和第二端，所述第一端的径向尺寸小于所述断开部的间距，所述第二端的径向尺寸大于 所述断开部的间距。
10.一种喷墨记录设备，包括墨盒和盒安装部分，所述墨盒容纳于所述盒安装部分中； 其特征在于，所述墨盒采用权利要求1 9任一所述的墨盒。
专利摘要本实用新型提供一种墨盒和喷墨记录设备，其中，墨盒上设置有用于与打印机上的光传感器相对的墨水余量检测模块；墨水余量检测模块包括光导部件和开关元件；所述光导部件，包括第一光导部件和第二光导部件，第一光导部件的光入射端与光传感器的光发射部相对，且光发射部与第一光导部件的光入射端为全反射配合结构；所述第二光导部件的光出射端与所述光传感器的光接收部相对；第一光导部件的光出射端与第二光导部件的光入射端相对设置，且通过一断开部间隔。开关元件，设置在断开部，根据墨水余量控制第一光导部件和第二光导部件之间光路的连通或断开。本实用新型提高了墨水余量检测的准确率，保证墨盒的正常使用。
文档编号B41J2/175GK201728901SQ20102023565
公开日2011年2月2日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者梁仕超, 马浩铭 申请人:珠海纳思达企业管理有限公司