БЛОК ПОДАЧИ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ЖИДКОСТНО-СТРУЙНОГО ИНСТРУМЕНТА И ЖИДКОСТНО-СТРУЙНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЙ БЛОК ПОДАЧИ ЖИДКОСТИ Российский патент 2009 года по МПК B43K8/22 B43K29/08 

Настоящее изобретение относится к блокам подачи жидкости, предназначенным для установки в жидкостно-струйных инструментах, и к жидкостно-струйным инструментам, содержащим такие блоки подачи.

В частности, данное изобретение относится к блоку подачи жидкости, который предназначен для установки в струйном инструменте, содержащем картридж с жидкостью и жидкостно-струйную головку, присоединенную к картриджу с жидкостью.

Подобный блок подачи жидкости описан, в частности, в опубликованной заявке FR 2841498. В известном блоке подачи жидкости жидкостно-струйная головка присоединена непосредственно, с ее фиксацией, к картриджу с жидкостью, образуя тем самым блок, предназначенный для размещения непосредственно внутри указанного инструмента. Этот жидкостно-струйный инструмент может в качестве примера представлять собой ручку, которую может держать в руке пользователь. Такой пишущий инструмент, кроме того, содержит установленный внутри него источник подвода энергии, который является автономным источником и отдельным от картриджа с жидкостью и от жидкостно-струйной головки, и, таким образом, этот источник энергии также предназначен для установки внутри ручки, представляющей собой жидкостно-струйный инструмент.

Хотя жидкостно-струйный инструмент, раскрытый в указанной заявке FR 2841498, является вполне удовлетворительным инструментом, можно понять, почему пользователь, после сборки инструмента, все равно обязательно должен выполнять несколько стадий сборки или разборки, в частности, когда желательно заменить картридж для жидкости и/или источник энергии. Кроме того, может случиться, что пользователь установит источник энергии внутри инструмента с неправильной ориентацией (электрических полюсов), в результате чего указанный инструмент не сможет функционировать.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы устранить вышеупомянутые недостатки.

В связи с изложенным объектом данного изобретения является блок подачи жидкости, предназначенный для установки в жидкостно-струйном инструменте, при этом указанный блок содержит картридж для жидкости и жидкостно-струйную головку, присоединенную к картриджу для жидкости, в котором согласно изобретению указанный блок подачи жидкости, кроме того, содержит источник энергии, присоединенный к картриджу для жидкости, образуя предварительно собранный блок подачи, предназначенный для установки непосредственно в жидкостно-струйном инструменте.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения, кроме того, могут содержать одно и/или другое из следующих устройств:

картридж для жидкости, содержащий оболочку, ограничивающую объем внутреннего резервуара для жидкости, проходящую от ее первого конца до второго конца, который продолжен трубкой, обеспечивающей возможность жидкости протекать из резервуара к струйной головке;

капиллярный элемент, размещенный в указанной трубке и предназначенный для транспортирования жидкости из резервуара к струйной головке;

источник энергии, установленный и зафиксированный вокруг оболочки картриджа для жидкости;

источник энергии, прочно прикрепленный к первому торцу корпуса картриджа для жидкости;

источник энергии, установленный и зафиксированный вокруг трубки, которая проходит от второго торца оболочки картриджа для жидкости;

источник энергии, выполненный в виде источника электрической энергии, имеющий внешнюю стенку, на которой расположены электрические выводы, предназначенные для электрического соединения указанного источника электрической энергии, по меньшей мере, с одним элементом электрической схемы струйного инструмента при размещении блока подачи жидкости в струйном инструменте;

источник энергии, выполненный в виде топливной камеры, выполненной с возможностью соединения с топливным элементом, расположенным в струйном инструменте, при установке блока подачи жидкости в струйном инструменте;

блок подачи жидкости, содержащий средства пополнения запаса жидкости в картридже для жидкости;

блок подачи жидкости, содержащий средства для подзарядки источника энергии.

Кроме того, объектом данного изобретения является жидкостно-струйный инструмент, содержащий блок подачи жидкости, такой, как описан выше.

Другие особенности и преимущества изобретения будут ясны из нижеследующего описания некоторых его выполнений, раскрытых посредством не ограничивающих изобретение примеров, поясняемых чертежами, на которых представлено:

фиг.1 - струйный инструмент, снабженный блоком подачи жидкости в соответствии с изобретением, вид в перспективе с пространственным разделением элементов конструкции;

фиг.1-4 - различные варианты выполнения блока подачи жидкости, соответствующего настоящему изобретению;

фиг.5 - детальное изображение узла крепления струйной головки к картриджу для жидкости блока подачи жидкости согласно настоящему изобретению, в продольном разрезе;

фиг.6 - поперечный разрез блока подачи жидкости, на котором в деталях показаны его электрические выводы, предназначенные для взаимодействия с электрическими выводами ответного профиля, выполненными в струйном инструменте;

фиг.7 - часть блока подачи жидкости с отображением его электрических выводов, продольный вид;

фиг.8 - блок-схема различных элементов, образующих блок подачи жидкости и струйный инструмент;

фиг.9 - часть блока для подачи жидкости, показанного перед объединением с элементами струйного инструмента в разрезе и в разобранном состоянии;

фиг.10 - часть блока подачи жидкости перед объединением с другими элементами струйного инструмента, в разрезе;

фиг.11 - блок подачи жидкости в соответствии с еще одним примером выполнения изобретения, в продольном разрезе;

фиг.12 - блок подачи жидкости согласно фиг.11, показанный в сборе с элементами струйного инструмента, в продольном разрезе.

На различных чертежах одинаковые элементы конструкции обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

На фиг.1 представлен вариант выполнения жидкостно-струйного инструмента, такого как пишущий инструмент 1, внешняя форма которого, по существу, соответствует форме ручки и который, преимущественно, содержит:

- цилиндрический корпус 2, который может быть образован из двух частей 2а и 2b, присоединяемых одна к другой, например, посредством резьбового соединения;

- блок 3 подвода жидкости, устанавливаемый внутри цилиндрического корпуса 2;

- блок 4 управления, предназначенный для взаимодействия с блоком 3 подачи жидкости и, кроме того, для размещения внутри цилиндрического корпуса 2, и

- колпачок 5, размещаемый с плотным контактом поверх части 2а цилиндрического корпуса 2 пишущего инструмента 1.

Блок 3 для подачи жидкости, устанавливаемый внутри цилиндрического корпуса 2, преимущественно содержит картридж 6 для жидкости, жидкостно-струйную головку 7, прочно присоединенную к картриджу 6 для жидкости, и источник энергии 8, присоединенный к картриджу 6 для жидкости, при этом указанный источник электрической энергии 8 может быть образован, по меньшей мере, из одной электрической батареи или аккумуляторной батареи. Этот источник 8 электрической энергии может быть подзаряжаемым или неподзаряжаемым.

Таким образом, картридж 6 для жидкости, жидкостно-струйная головка 7 и источник 8 электрической энергии образуют предварительно собранный блок подачи жидкости, устанавливаемый непосредственно внутри цилиндрического корпуса 2 жидкостно-струйного пишущего инструмента 1.

На фиг.2 показан первый вариант выполнения блока 3 подачи жидкости. В соответствии с этим первым вариантом выполнения картридж 6 для жидкости содержит удлиненную оболочку 9, имеющую по существу цилиндрическую форму и проходящую от ее первого открытого конца до второго конца 9b оболочки, который переходит в трубку 9с, выполненную заодно со вторым концом 9b. Эта оболочка 9 образует границы внутреннего резервуара, в котором размещают жидкость. В связи с этим следует отметить, что внутренний резервуар может содержать абсорбирующий материал 10 для удерживания жидкости, которой, в зависимости от выбора используемого инструмента 1, могут быть чернила, предназначенные для распыления на некоторого вида подложку. Первый конец 9а корпуса, кроме того, может быть закрыт пробкой 11, которая может иметь сквозное отверстие, допускающее сообщение между внутренним резервуаром и атмосферным давлением.

Оболочка 9, помимо того, может быть снабжена средствами для пополнения запаса жидкости в резервуаре. Эти средства, обеспечивающие возможность пополнения запаса жидкости, могут быть размещены, например, в пробке 11.

Свободный конец трубки 9с картриджа 6 для жидкости предназначен для надежного удерживания жидкостно-струйной головки 7. В качестве примера и как показано на фиг.5, жидкостно-струйная головка 7 может быть, например, прочно прикреплена к несущему элементу 12, который имеет трубку 12а, закрепленную непосредственно в конце трубки 9с. Трубка 12а несущего элемента 12, кроме того, предназначена для размещения внутри нее капиллярного элемента 13, первый конец которого контактирует с абсорбирующим материалом 10, а второй его конец соединен со струйной головкой 7, таким образом, чтобы транспортировать жидкость из внутреннего резервуара картриджа 6 к струйной головке 7.

В качестве примера струйная головка 7, предназначенная для распыления жидкости, такой, как чернила, может быть образована струйной головкой с пьезоэлектрическим эффектом или посредством терморезистивной струйной головки, которая содержит одно или большее количество сопел для распыления жидкости на подложку для записи.

В первом примере выполнения, иллюстрируемом на фиг.2, источник 8 электрической энергии, или аккумуляторная батарея, имеет по существу цилиндрическую форму и окружает непосредственно оболочку 9 картриджа 6 для жидкости. Источник 8 электрической энергии, продолжающийся от первого конца 9а до второго конца 9b оболочки 9 картриджа 6, может быть прикреплен, например, непосредственно к внешней поверхности стенки оболочки 9 с помощью адгезива. Сборная конструкция, образованная картриджем 6, струйной головкой 7 и источником 8 электрической энергии в результате, представляет собой предварительно собранный блок подачи жидкости, который может быть установлен непосредственно внутри пишущего инструмента.

В этой связи следует отметить, что источник 8 электрической энергии, кроме того, содержит, как можно видеть на фиг.6 и 7, электрические выводы (контакты) 8а и 8b, предназначенные для электрического соединения, по меньшей мере, с одним элементом электрической схемы пишущего инструмента при установке указанного блока 3 подачи жидкости внутри цилиндрического корпуса 2 пишущего инструмента 1. Эти электрические выводы 8а и 8b образованы электропроводящими элементами, частично размещенными в пазу 14, выполненном во внешней стенке источника 8 электрической энергии. Концы указанных электрических выводов 8а и 8b выступают за пределы паза 14 для контактирования с ответными электрическими выводами, по меньшей мере, одного элемента электрической схемы пишущего инструмента.

На фиг.3 представлен второй вариант выполнения блока 3 подачи жидкости.

В соответствии со вторым вариантом выполнения оболочка 9 выполнена более короткой, чем оболочка, показанная на фиг.2. При этом трубка 9с, проходящая от второго конца 9b оболочки 9, длиннее трубки 9с, показанной на фиг.2. В рассматриваемом втором варианте выполнения источник 8 электрической энергии размещен и смонтирован непосредственно вокруг трубки 9с и в то же время плотно прилегает ко второму торцу 9b оболочки 9. Из фиг.3 можно видеть, что капиллярный элемент 13, предназначенный для транспортирования жидкости из резервуара к струйной головке 7, как и следовало ожидать, имеет длину, соответствующую длине трубки 9с.

Фиг.4 иллюстрирует третий вариант выполнения блока подачи жидкости. В соответствии с этим третьим вариантом выполнения источник 8 электрической энергии прочно прикреплен к первому торцу 9а оболочки 9 картриджа 6. Таким образом, источник 8 электрической энергии надежно прикреплен к пробке 11, которая обеспечивает сообщение по воздуху между внутренним резервуаром, образованным внутренним объемом оболочки 9, и окружающим воздухом.

Следует учесть, что в зависимости от типа используемого жидкостно-струйного инструмента блок 3 подачи жидкости может иметь форму, предназначенную для его размещения внутри гнезда соответствующей формы, образованного внутри этого инструмента.

В качестве примера рассматриваемый жидкостно-струйный инструмент, кроме того, может представлять собой инструмент, предназначенный для удерживания в руке пользователя и содержащий картридж для жидкости, жидкостно-струйную головку и встроенный источник энергии.

Кроме того, размеры и автономность источника 8 электрической энергии будут зависеть от количества энергии, подводимого к различным элементам электрической схемы инструмента с тем, чтобы распылить всю жидкость, содержащуюся в картридже 6, на соответствующую подложку.

В соответствии с различными вариантами выполнения, иллюстрируемыми на фиг.2-4, трубка 9с имеет, по меньшей мере, один выступающий участок, который предназначен для присоединения к блоку 4 управления, задача которого заключается в том, чтобы активировать или не активировать струйную головку 7 (см. фиг.9 и 10). Этот блок 4 управления может быть, например, постоянно размещен в части 2b инструмента 1 и взаимодействует с блоком 3 подачи жидкости, установленным внутри инструмента 1.

В рассмотренном здесь примере блок 4 управления распылением жидкости по существу имеет форму усеченного конуса и выполнен с каналом 15, предназначенным для размещения в нем части трубки 9с картриджа 6. В соответствии с блок-схемой, представленной на фиг.8, блок 4 управления распылением жидкости преимущественно содержит:

- блок 16 управления подводом энергии, электрически соединенный с электрическими выводами 8а, 8b источника 8 электрической энергии, входящего в состав блока 3 подачи жидкости,

- устройство 17 индикации и измерения, предназначенное для индикации и измерения параметров функционирования пишущего инструмента 1, при этом указанное устройство индикации и измерения электрически соединено с блоком 17 управления подводом энергии, и

- блок 18 обработки, функция которого заключается в том, чтобы подавать или не подавать команду на приведение в действие струйной головки 7 в зависимости от параметров, выявленных и измеренных устройством 17 индикации и измерения.

В качестве примера устройство 17 индикации и измерения может содержать средства измерения при отсутствии физического контакта между пишущим инструментом и подложкой, расстояния между указанными пишущим инструментом и подложкой, на которую предполагается нанесение капель жидкости. Устройство 17 для индикации и измерения, кроме того, может содержать средства индикации движения, предназначенные для выявления (индикации) самого незначительного перемещения пишущего инструмента при его использовании, когда этот инструмент удерживается в руке пользователя.

В качестве примера средства измерения расстояния между струйной головкой 7 и подложкой и средства выявления перемещения, образующие устройство 17 индикации и измерения, могут быть идентичными средствам, уже описанным в заявке FR 2841498.

К тому же логическая схема, используемая для того, чтобы активировать или не активировать струйную головку, может быть идентичной логической схеме, раскрытой в указанной заявке FR 2841498.

Фиг.9 и 10 иллюстрируют типичный пример выполнения рассматриваемого блока 4 управления распылением жидкости. Как было отмечено, блок 4 управления по существу имеет форму усеченного конуса и выполнен с внутренним каналом 15, в котором предусмотрено размещение участка трубки 9с, служащего держателем жидкостно-струйной головки 7. Тело блока 4 управления, выполненное в виде усеченного конуса, имеет торец 41, из которого выходит выступающий элемент 42, с каждой из боковых сторон которого размещены электрические контакты 42а и 42b, предназначенные для обеспечения электрического контакта с электрическими выводами 8а, 8b источника 8 электрической энергии.

Электрические контакты 42а, 42b обеспечивают возможность подвода электрической энергии к блоку 16 управления, размещенному внутри блока 4 управления, имеющего форму усеченного конуса. Другой торец 43 блока 4 управления предназначен для размещения на нем чипа 44, снабженного электрическими контактами 45a, 45b, которые обеспечивают электрическое соединение блока 18 обработки данных с электрическими контактами 7а, 7b струйной головки 7.

Блок 3 подачи жидкости, или, более точно, трубка 9с закреплена непосредственно в блоке 4 управления так, что электрические контакты 7а, 7b струйной головки 7 соединяются с контактами 45а, 45b чипа 44, прикрепленного к блоку 4 управления.

При этом чип 44, который должен быть надежно прикреплен к торцу 43 блока 4 управления, кроме того, может иметь сквозные отверстия, выходящие прямо на его поверхность 44а так, что они направлены в сторону подложки, на поверхность которой предполагается распылять капли жидкости. Эти сквозные отверстия, в частности, могут быть предназначены для размещения в них инфракрасного светодиода, ингибирующего в направлении подложки для записи падающий световой луч с тем, чтобы создать световое пятно, которое затем будет анализироваться фотодиодом, расположенным в одном из сквозных отверстий, выполненных в чипе 44. Принцип измерения расстояния посредством инфракрасного светодиода и фотодиода раскрыт, в частности, в вышеупомянутой заявке FR 2841498.

На фиг.11 и 12 представлен другой вариант выполнения изобретения. В соответствии с этим вариантом источник энергии образован топливной камерой 23, предназначенной для подачи топлива к топливному элементу 24, который, например, может быть размещен внутри блока 4 управления.

Следует отметить, что топливная камера 23 снабжена соединительным элементом 25, предназначенным для транспортирования топлива, например метанола или тому подобного, к топливному элементу 24.

Конечно, в данном варианте выполнения блок 4 управления пишущего инструмента 1, помимо того, может быть снабжен блоком 16 управления энергией, устройством 17 индикации и измерения, и блоком 18 обработки данных, которые были упомянуты выше. Блок 4 управления, кроме того, может быть закреплен внутри части 2В инструмента 1, участок которой показан на фиг.12.

Помимо того, топливная камера 23 может быть также снабжена средствами пополнения запаса топлива, находящегося в топливной камере 23, при этом указанные средства пополнения запаса топлива могут содержать, например, соединительный элемент 25 или соответствующий клапан, обеспечивающий возможность пополнения камеры топливом.

Блок подачи жидкости предназначен для установки внутри жидкостно-струйного инструмента. Блок подачи жидкости содержит картридж для жидкости и жидкостно-струйную головку, которая присоединена к картриджу для жидкости. Блок подачи жидкости, кроме того, содержит источник подвода энергии, который присоединен к картриджу для жидкости, образуя в результате предварительно собранный блок подачи, который установлен непосредственно внутри жидкостно-струйного инструмента. Использование данного блока подачи жидкости и жидкостно-струйного инструмента позволяет исключить несколько стадий сборки и разборки инструмента. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Блок (3) подачи жидкости, предназначенный для установки в жидкостно-струйном инструменте (1), содержащий картридж (6) для жидкости и жидкостно-струйную головку (7), присоединенную к картриджу (6) для жидкости, отличающийся тем, что содержит источник (8; 23) энергии, присоединенный к картриджу (6) для жидкости, образуя предварительно собранный блок (3) подачи, предназначенный для установки непосредственно в жидкостно-струйном инструменте (1).2. Блок подачи по п.1, отличающийся тем, что картридж (6) для жидкости содержит оболочку (9), ограничивающую объем внутреннего резервуара для жидкости, проходящую от ее первого конца (9а) до второго конца (9b), который продолжен трубкой (9с), обеспечивающий возможность жидкости протекать из резервуара к струйной головке (7).3. Блок подачи по п.2, отличающийся тем, что трубка (9 с) содержит капиллярный элемент (13), предназначенный для транспортирования жидкости из резервуара к струйной головке (7).4. Блок подачи по п.2 или 3, отличающийся тем, что источник (8; 23) энергии установлен и зафиксирован вокруг оболочки (9) картриджа для жидкости.5. Блок подачи по п.2 или 3, отличающийся тем, что источник (8; 23) энергии прочно прикреплен к первому торцу (9а) корпуса (9) картриджа для жидкости.6. Блок подачи по п.2 или 3, отличающийся тем, что источник (8; 23) энергии установлен вокруг трубки (9с), которая проходит от второго торца (9b) оболочки (9) картриджа для жидкости.7. Блок подачи по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что источник энергии выполнен в виде источника (8) электрической энергии, имеющего внешнюю стенку, на которой расположены электрические выводы (8а, 8b), предназначенные для электрического соединения источника (8) электрической энергии, по меньшей мере, с одним элементом (4) электрической схемы струйного инструмента (1), при размещении блока (3) подачи жидкости в струйном инструменте (1).8. Блок подачи по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что источник энергии выполнен в виде топливной камеры (23), выполненной с возможностью соединения с топливным элементом (24), расположенным в струйном инструменте (1), при установке блока (3) подачи жидкости в струйном инструменте (1).9. Блок подачи по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что содержит средства (19, 20) пополнения запаса жидкости в картридже (6) для жидкости.10. Блок подачи по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что содержит средства для подзарядки источника (8; 23) энергии.11. Жидкостно-струйный инструмент (1), содержащий блок (3) подачи жидкости, выполненный по любому из пп.1-10.