ЧЕРНИЛЬНЫЙ КАРТРИДЖ ДЛЯ СТРУЙНОГО ПРИНТЕРА Российский патент 2012 года по МПК B41J2/175 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к чернильному картриджу для струйного принтера, а конкретнее к чернильному картриджу с установленным в нем оптическим элементом детектирования.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В существующих технологиях струйной печати некоторые струйные принтеры используют оптический механизм для детектирования, израсходованы ли чернила в чернильном картридже, чтобы избежать непоправимых повреждений в принтере, когда чернила израсходованы, хотя принтер по-прежнему печатает, и предотвратить излишнюю трату времени и бумаги для пользователей. В публикации патентной заявки № US 2005195225 раскрывается решение, в котором светоизлучающий элемент и фотодетектор располагаются на принтере, и соответственно в чернильном картридже принтера располагается рычаг, на двух концах рычага соответственно предусматриваются измерительная метка и экранирующий элемент, и опора в середине рычага закрепляется на дне чернильной камеры в чернильном картридже. Чернильный картридж имеет часть детектирования, выступающую наружу и изготовленную из прозрачного материала, и внутреннее пространство части детектирования допускает размещение экранирующего элемента. Когда чернильный картридж устанавливается в принтер, часть детектирования располагается между светоизлучающим элементом и фотодетектором. Когда чернильный картридж содержит достаточное количество чернил, измерительная метка плавает на поверхности чернил благодаря плавучести, и экранирующий элемент располагается внутри части детектирования, соответственно блокируется свет, излученный из светоизлучающего элемента, и фотодетектор не может воспринимать свет. Когда чернила в чернильном картридже израсходованы, из-за отсутствия плавучести измерительная метка опускается, и экранирующий элемент двигается вверх, так что фотодетектор принимает свет, излученный из светоизлучающего элемента. Соответственно принтер получает информацию, указывающую, что чернила израсходованы, и отправляет сигнал для напоминания пользователю. Данное решение может эффективно детектировать момент, когда чернила израсходованы, однако оно имеет недостатки в конструкции рычага: установка измерительной метки является сложной, поэтому эффективность производства чернильного картриджа снижается. Кроме того, экранирующий элемент, который перемещается с изменением объема чернил в чернильном картридже, должен изготавливаться из непрозрачного материала. В этом решении используется черный полипропиленовый материал, поэтому необходимо, чтобы маточная смесь черного цвета и полипропиленовое сырье смешивались равномерно во время нагнетания. Если они не смешиваются равномерно или смешиваются не достаточно ровно, то чернильный картридж нельзя распознать после установки в принтер. Экранирующий элемент перемещается с изменением объема чернил в чернильном картридже, поэтому необходимо большое количество деталей, приводящее к сложному процессу производства.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно задачей настоящего изобретения является предоставление чернильного картриджа для струйного принтера, который может быть изготовлен с помощью более простого производственного процесса.

Вышеупомянутая задача настоящего изобретения решается следующим образом.

Чернильный картридж для струйного принтера включает в себя канал подачи чернил, воздухозаборник и чернильную камеру для содержания чернил, подаваемых в принтер, и часть детектирования света. Часть детектирования света содержит первую треугольную призму и вторую треугольную призму, изготовленные из прозрачного материала. Две боковые поверхности треугольных призм отражают или преломляют свет, излученный светоизлучающим элементом в принтере.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения чернильный картридж имеет канал подачи чернил, воздухозаборник и чернильную камеру, которые могут быть такими же, как используются в традиционном чернильном картридже. Первая треугольная призма располагается на части детектирования света за пределами чернильного картриджа и не соприкасается с чернилами. Первая треугольная призма приспособлена для полного отражения света, а вторая треугольная призма без прикрепленной к ней отражающей бумаги располагается ниже первой треугольной призмы. Вторая треугольная призма устанавливается внутри чернильного картриджа и соприкасается с чернилами, и приспособлена для преломления и отражения света. Две треугольные призмы изготовлены из прозрачного материала. Когда чернильный картридж устанавливается в принтер, первая треугольная призма и вторая треугольная призма располагаются между светоизлучающим элементом и фотодетектором принтера. Когда чернильный картридж содержит достаточно чернил и устанавливается в принтер для печати, первая поверхность первой треугольной призмы полностью отражает свет, излученный светоизлучающим элементом принтера, на третью поверхность второй треугольной призмы. На этом этапе, поскольку пространство под второй треугольной призмой заполнено чернилами, то в соответствии с принципом преломления свет падает непосредственно на чернила и не может быть воспринят фотодетектором принтера, и соответственно принтер распознает, что в чернильном картридже есть содержащиеся в нем чернила. Когда чернила в чернильном картридже израсходованы, потребляются чернила рядом со второй треугольной призмой в чернильном картридже. Первая поверхность первой треугольной призмы полностью отражает свет, излученный светоизлучающим элементом принтера, на третью поверхность второй треугольной призмы. Свет падает на первую поверхность второй треугольной призмы через третью поверхность. Затем в соответствии с принципом полного внутреннего отражения свет отражается на вторую поверхность второй треугольной призмы и отражается на вторую поверхность первой треугольной призмы, а затем отражается на фотодетектор, и принтер указывает, что чернила израсходованы, и отправляет сигнал для напоминания пользователю заменить чернильный картридж.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения могут использоваться отражающие поверхности, каждая из которых выполнена из двух плоскостей, пересекающихся под прямым углом. Две грани прямого уголка выступают наружу в части детектирования чернильного картриджа.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения две криволинейные поверхности используются в качестве отражающей поверхности, где одна криволинейная поверхность скрепляется с отражающим материалом, чтобы осуществлять функцию детектирования. Подробное содержание описывается со ссылкой на варианты осуществления.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения металлический отражающий элемент используется в качестве отражающей поверхности, чтобы заменить первую треугольную призму для того, чтобы осуществлять функцию детектирования. Подробное содержание описывается со ссылкой на варианты осуществления.

В соответствии с другой особенностью настоящего изобретения треугольные призмы выполнены сплошными, и две боковые поверхности скреплены с отражающей бумагой, чтобы осуществлять функцию детектирования. Подробное содержание описывается со ссылкой на варианты осуществления.

Таким образом, задача настоящего изобретения решается в чернильном картридже для струйного принтера, содержащем канал подачи чернил, воздухозаборник, чернильную камеру для размещения чернил, подаваемых в принтер, и участок детектирования света, где участок детектирования света содержит:

первый элемент, содержащий первую отражающую поверхность и вторую отражающую поверхность; и

второй элемент, содержащий первую детектирующую поверхность и вторую детектирующую поверхность;

при этом первая отражающая поверхность первого элемента приспособлена полностью отражать свет, излучаемый из принтера к первой детектирующей поверхности второго элемента, и первая детектирующая поверхность второго элемента приспособлена отражать свет в чернильную камеру, когда первая детектирующая поверхность контактирует с чернилами, или приспособлена отражать свет ко второй детектирующей поверхности второго элемента, и свет отражается от второй детектирующей поверхности ко второй отражающей поверхности первого элемента, когда первая детектирующая поверхности не контактирует с чернилами.

Предпочтительно первый элемент представляет собой первую треугольную призму и второй элемент представляет собой вторую треугольную призму.

Согласно другому аспекту изобретения угол между каждыми из двух граней треугольной призмы для отражения или преломления света и третьим ребром равен 40-60 градусов, расстояние между первой треугольной призмой и второй треугольной призмой равно 1-12 мм, и первая треугольная призма выполнена полой, чтобы заполняться воздухом или другими веществами, имеющими плотность ниже плотности у материала первой треугольной призмы.

Согласно еще одному аспекту первый элемент и второй элемент представляют собой два выступающих наружу прямых уголка, при этом поверхности двух выступающих наружу прямых уголков представляют собой первую отражающую поверхность, вторую отражающую поверхность, первую детектирующую поверхность и вторую детектирующую поверхность, и расстояние между прямыми уголками равно 1-15 мм, при этом по меньшей мере один из прямых уголков покрыт отражающим материалом.

Согласно еще одному аспекту первый элемент представляет собой первую выпуклую криволинейную поверхность, и второй элемент представляет собой вторую вогнутую криволинейную поверхность, и по меньшей мере выпуклая поверхность первой криволинейной поверхности или вогнутая поверхность второй криволинейной поверхности покрыты отражающим материалом.

Согласно еще одному аспекту первый элемент представляет собой металлический отражающий элемент, второй элемент представляет собой вторую треугольную призму, и расстояние между металлическим отражающим элементом и второй треугольной призмой равно 1-15 мм.

Согласно еще одному аспекту первая треугольная призма выполнена сплошной, и первая отражающая поверхность и вторая отражающая поверхность первой треугольной призмы скреплены с отражающей бумагой для отражения света.

Настоящее изобретение принимает вышеприведенное техническое решение и предоставляет конструкцию чернильного картриджа, которая может быть изготовлена с помощью более простого производственного процесса и может использоваться в традиционном струйном устройстве. Настоящее изобретение осуществляет функцию детектирования с использованием преимущества принципа отражения и принципа преломления, чтобы заменить вышеупомянутый традиционный экранирующий элемент и измерительную метку и сделать надежнее работу чернильного картриджа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение станет более понятным из подробного описания, приведенного ниже. Данное описание служит только для иллюстрации и соответственно не является ограничивающим настоящее изобретение:

фиг.1 - структурный схематичный вид первого варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - схема оптического пути варианта осуществления согласно фиг.1;

фиг.3 - другая схема оптического пути варианта осуществления согласно фиг.1;

фиг.4 - структурный схематичный вид второго варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 - схема оптического пути варианта осуществления согласно фиг.4;

фиг.6 - другая схема оптического пути варианта осуществления согласно фиг.4;

фиг.7 - структурный схематичный вид другого варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.8 - схема оптического пути варианта осуществления согласно фиг.7;

фиг.9 - другая схема оптического пути варианта осуществления согласно фиг.7;

фиг.10 - структурный схематичный вид другого варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.11 - структурный схематичный вид другого варианта осуществления настоящего изобретения.

На чертежах:     1 - первая треугольная призма; 2 - вторая треугольная призма; 3 - нижний корпус; 4 - крышка; 5 - уплотнительная перегородка; 6 - газонаправляющая перегородка; 7 - боковая уплотнительная перегородка; 8 - пружина; 9 - золотник; 10 - уплотнительное кольцо; 11 - уплотнительная перегородка канала; 12 - светоизлучающий элемент; 13 - фотодетектор; 14 - первая поверхность первой треугольной призмы; 15 - вторая поверхность первой треугольной призмы; 17 - первая поверхность второй треугольной призмы; 18 - вторая поверхность второй треугольной призмы; 16 - третья поверхность второй треугольной призмы; 19 - чернила; 20 - отражающая бумага; 21 - первый прямой уголок; 22 - второй прямой уголок; 23 - первая наружная поверхность; 24 - вторая наружная поверхность; 25 - первая внутренняя поверхность; 26 - вторая внутренняя поверхность; 27 - первая криволинейная поверхность; 28 - вторая криволинейная поверхность; 29 - первая криволинейная отражающая поверхность; 30 - вторая криволинейная отражающая поверхность; 31 - металлический отражающий элемент; 32 - установочный выступ.  

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно подробно описываются со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Первый вариант осуществления

Фиг.1 - структурный схематичный вид чернильного картриджа первого варианта осуществления. Как показано на фиг.1, конструкция чернильного картриджа включает в себя нижний корпус 3, крышку 4, газонаправляющую перегородку 6, предусмотренную на воздухозаборнике, расположенном на боковой стенке нижнего корпуса 3, боковую уплотнительную перегородку 7, где пружина 8, золотник 9, уплотнительное кольцо 10 и уплотнительная перегородка 11 канала установлены в канале подачи чернил; и конструкция также включает в себя первую треугольную призму 1, вторую треугольную призму 2 и уплотнительную перегородку 5.

Первая треугольная призма 1 и вторая треугольная призма 2, которые изготовлены из прозрачного материала, располагаются на нижней оболочке 3 чернильного картриджа. Расстояние между первой треугольной призмой 1 и второй треугольной призмой 2 равно 1-12 мм. Пространство, ограниченное первой поверхностью 14 и второй поверхностью 15 первой треугольной призмы 1, делается полым и заполняется воздухом или другими веществами, имеющими плотность ниже, чем у пластика.

Когда чернильный картридж содержит чернила, чернильный картридж устанавливается в принтер для печати. Фиг.2 - схема оптического пути на этом этапе. Как показано на фиг.2, светоизлучающий элемент принтера обозначен позицией 12, фотодетектор обозначен позицией 13, и стрелки указывают траекторию прохождения света. Первая поверхность 14 первой треугольной призмы 1 отражает свет, излученный светоизлучающим элементом 12 принтера, на третью поверхность 16 второй треугольной призмы 2, и свет затем падает на первую поверхность 17 второй треугольной призмы 2. В то же время пространство под второй треугольной призмой 2 заполнено чернилами 19 (боковая уплотнительная перегородка 7 прикреплена для герметизации участка). В соответствии с принципом преломления света свет падает непосредственно на чернила 19 и не будет восприниматься фотодетектором 13 принтера, и соответственно принтер распознает, что чернильный картридж содержит чернила.

Так как печать продолжается, объем чернил в чернильном картридже постоянно уменьшается. Когда чернила в чернильном картридже израсходованы, потребляются чернила рядом со второй треугольной призмой 2 в чернильном картридже. Фиг.3-схема оптического пути, когда чернила израсходованы, где стрелки указывают траекторию прохождения света. Как показано на фиг.2 и 3, первая поверхность 14 первой треугольной призмы 1 отражает свет, излученный светоизлучающим элементом 12 принтера, на третью поверхность 16 второй треугольной призмы 2, и свет отражается третьей поверхностью 16 на первую поверхность 17 второй треугольной призмы 2. В соответствии с принципом полного внутреннего отражения свет отражается ко второй поверхности 18 второй треугольной призмы 2 и отражается ко второй поверхности 15 первой треугольной призмы 1, а затем отражается на фотодетектор 13. Таким образом, принтер указывает, что чернила израсходованы, а затем отправляет сигнал для напоминания пользователю заменить чернильный картридж.

Второй вариант осуществления

Фиг.4 - схематичный вид второго варианта осуществления. По сравнению с первым вариантом осуществления отличие состоит в том, что первый прямой уголок 21 и второй прямой уголок 22, изготовленные из прозрачного материала, располагаются на участке детектирования нижнего корпуса, чтобы заменить первую треугольную призму 1 и вторую треугольную призму 2 в первом варианте осуществления. Принцип детектирования является практически таким же, как в первом варианте осуществления. Два прямых уголка располагаются под углом 45 градусов по осевой линии части детектирования, и расстояние между двумя прямыми уголками равно 1-15 мм. Как показано на фиг.5, первая наружная поверхность 23 и вторая наружная поверхность 24 первого прямого уголка 21 и первая внутренняя поверхность 25 и вторая внутренняя поверхность 26 второго прямого уголка 22 соответственно скрепляются с отражающей бумагой 20. Пространство между двумя прямыми уголками герметизируется снаружи с помощью боковой уплотнительной перегородки 7, чтобы герметизировать этот участок, и чернила, помещенные в это пространство, находятся в гидравлическом сообщении с чернилами в чернильном картридже.

Фиг.5 показывает прохождение света, когда в принтер устанавливается чернильный картридж, содержащий чернила. Как показано на фиг.5, первая наружная поверхность 23 первого прямого уголка 21 отражает свет, излученный светоизлучающим элементом 12, в чернила 19, и свет поглощается чернилами и не может достичь фотодетектора 13 в принтере. Таким образом, принтер распознает, что чернильный картридж содержит чернила.

Фиг.6 - схема светового пути, когда чернила в чернильном картридже израсходованы, где траектория света показана стрелками. Если печать продолжается, чернила в чернильном картридже расходуются, и потребляются чернила между первым прямым уголком и вторым прямым уголком. Первая наружная поверхность первого прямого угла непосредственно отражает свет, излученный светоизлучающим элементом 12, на первую внутреннюю поверхность второго прямого уголка, и свет отражается на вторую внутреннюю поверхность второго прямого уголка, а затем отражается на вторую наружную поверхность первого прямого уголка и в конечном счете отражается на фотодетектор 13 в положении детектирования принтера. Таким образом, принтер подсказывает, что чернила израсходованы, и чернильный картридж нужно заменить.

В соответствии со вторым вариантом осуществления, два прямых угла дополнительно могут конфигурироваться как две криволинейные поверхности (как показано на фиг.7), и расстояние между первой криволинейной поверхностью 27 и второй криволинейной поверхностью 28 равно 1-15 мм. Когда первая криволинейная поверхность 27 и вторая криволинейная поверхность 28 скреплены с отражающей бумагой 20, чтобы образовать соответственно первую криволинейную отражающую поверхность 29 и вторую криволинейную отражающую поверхность 30, и между двумя поверхностями имеются чернила (как показано на фиг.8), то свет, излученный светоизлучающим элементом 12, падает на первую криволинейную отражающую поверхность 29 и рассеивается. Рассеянный свет падает на чернила 19 и не может достичь фотодетектора 13 в части детектирования принтера, и соответственно принтер распознает, что чернильный картридж содержит чернила, и не будет отправлять указание об израсходовании чернил. Когда чернила между первой криволинейной поверхностью 27 и второй криволинейной поверхностью 28 израсходованы (как показано на фиг.9), часть рассеянного света падает на вторую криволинейную отражающую поверхность 30 и снова рассеивается. Часть света падает на первую криволинейную отражающую поверхность 29 и снова рассеивается. Часть света падает на фотодетектор 13 в положении детектирования принтера, и соответственно принтер распознает, что чернила израсходованы.

В соответствии с первым вариантом осуществления, чтобы избежать низкой эффективности производства, вызванной связанными с формовкой проблемами, как показано на фиг.10, для замены первой треугольной призмы может использоваться металлический отражающий элемент 31. При производстве металлический отражающий элемент 31 может вставляться в установочный выступ 32, чтобы отражать свет для того, чтобы добиться функции, аналогичной функции треугольной призмы.

В соответствии с первым вариантом осуществления, который показан на фиг.1, 2 и 11, пространство между двумя боковыми поверхностями первой треугольной призмы 1 может быть сплошным, при этом две боковые поверхности скрепляются с отражающей бумагой 20, а две боковые поверхности второй треугольной призмы 2 соприкасаются с чернилами. Когда присутствуют чернила, свет отражается отражающей бумагой 20 на вторую треугольную призму 2 и преломляется в чернила, и принтер указывает, что чернила присутствуют. Когда чернила используются до уровня ниже второй треугольной призмы 2, свет отражается на вторую треугольную призму 2 и полностью отражается боковой поверхностью 17 второй треугольной призмы 2, отражается на боковую поверхность 18 второй треугольной призмы 2 и отражается на боковую поверхность 15 первой треугольной призмы 1, а затем отражается обратно к фотодетектору 13, и принтер указывает, что чернила израсходованы.

Чернильный картридж включает в себя участок обнаружения света, первую треугольную призму и вторую треугольную призму, изготовленные из прозрачного материала и расположенные в участке обнаружения света для приема, отклонения или преломления света, излученного светоизлучающим элементом в принтере. Две поверхности второй треугольной призмы соприкасаются с чернилами в чернильном картридже. Когда чернильный картридж содержит чернила и устанавливается в принтер, свет, излученный светоизлучающим элементом, полностью отражается первой треугольной призмой и преломляется второй треугольной призмой в чернила, и не будет восприниматься фотодетектором в принтере. Когда чернила в чернильном картридже израсходованы, свет полностью отражается второй треугольной призмой на первую треугольную призму, а затем отражается на фотодетектор, и соответственно принтер обнаруживает, что чернила израсходованы. Технический результат - упрощение изготовления за счет сокращения количества деталей в участке обнаружения чернил. 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Чернильный картридж для струйного принтера, содержащий канал подачи чернил, воздухозаборник, чернильную камеру для размещения чернил, подаваемых в принтер, и участок детектирования света, где участок детектирования света содержит:
первый элемент, содержащий первую отражающую поверхность и вторую отражающую поверхность; и
второй элемент, содержащий первую детектирующую поверхность и вторую детектирующую поверхность;
при этом первая отражающая поверхность первого элемента приспособлена полностью отражать свет, излучаемый из принтера к первой детектирующей поверхности второго элемента, и первая детектирующая поверхность второго элемента приспособлена отражать свет в чернильную камеру, когда первая детектирующая поверхность контактирует с чернилами, или приспособлена отражать свет ко второй детектирующей поверхности второго элемента, и свет отражается от второй детектирующей поверхности ко второй отражающей поверхность первого элемента, когда первая детектирующая поверхность не контактирует с чернилами.

2. Чернильный картридж по п.1, в котором первый элемент представляет собой первую треугольную призму и второй элемент представляет собой вторую треугольную призму.

3. Чернильный картридж по п.2, в котором угол между каждыми из двух граней треугольной призмы для отражения или преломления света и третьим ребром равен 40-60°, расстояние между первой треугольной призмой и второй треугольной призмой равно 1-12 мм, и первая треугольная призма выполнена полой, чтобы заполняться воздухом или другими веществами, имеющими плотность ниже плотности у материала первой треугольной призмы.

4. Чернильный картридж по п.1, в котором первый элемент и второй элемент представляют собой два выступающих наружу прямых уголка, при этом поверхности двух выступающих наружу прямых уголков представляют собой первую отражающую поверхность, вторую отражающую поверхность, первую детектирующую поверхность и вторую детектирующую поверхность, и растояние между прямыми уголками равно 1-15 мм, при этом по меньшей мере один из прямых уголков покрыт отражающим материалом.

5. Чернильный картридж по п.1, в котором первый элемент представляет собой первую выпуклую криволинейную поверхность, и второй элемент представляет собой вторую вогнутую криволинейную поверхность, и по меньшей мере выпуклая поверхность первой криволинейной поверхности или вогнутая поверхность второй криволинейной поверхности покрыты отражающим материалом.

6. Чернильный картридж по п.1, в котором первый элемент представляет собой металлический отражающий элемент, второй элемент представляет собой вторую треугольную призму, и расстояние между металлическим отражающим элементом и второй треугольной призмой равно 1-15 мм.

7. Чернильный картридж по п.2, в котором первая треугольная призма выполнена сплошной, и первая отражающая поверхность и вторая отражающая поверхность первой треугольной призмы скреплены с отражающей бумагой для отражения света.