專利名稱：適于與一打印系統(tǒng)形成可靠的流體、空氣及電氣連接的可替換墨盒的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及噴墨打印系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種采用與打印頭分離的可替換墨盒的打印系統(tǒng)。
噴墨打印機(jī)常常使用安裝在一載架上的噴墨打印頭，該載架能橫跨一諸如紙張之類的打印媒介作前后運(yùn)動(dòng)。當(dāng)打印頭橫跨該媒介運(yùn)動(dòng)時(shí)，一控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)該打印頭，以將墨水微滴沉積在所述的打印媒介上而形成圖像和文字內(nèi)容。
較早使用的打印機(jī)采用了與打印頭分離的可替換墨盒，當(dāng)墨水耗盡時(shí)，將墨盒移去并用一新的墨盒替代。使用可替換的、與打印頭分開的墨盒允許用戶在更換墨盒時(shí)不必更換打印頭。該打印頭只在到了或接近打印頭壽命時(shí)才給予更換，而不是在墨盒中墨水耗盡時(shí)更換。
原先使用的離軸式墨水投放系統(tǒng)采用了一設(shè)在墨盒中的記憶裝置，用來根據(jù)存儲(chǔ)在該記憶裝置的信息來改變打印頭的驅(qū)動(dòng)條件。例如授予Ujita等人的美國專利5,506,611就公開了一種使用具有電端頭的記憶裝置的技術(shù)，以給打印頭提供驅(qū)動(dòng)條件。這些驅(qū)動(dòng)條件包括驅(qū)動(dòng)電壓、脈沖寬度、頻率及預(yù)備排放數(shù)。該記憶裝置以下述方式安裝在墨筒的外表面，使得該記憶裝置的電觸頭間隔布置在該墨筒的外表面上。當(dāng)墨筒插入到噴墨打印機(jī)中時(shí)，與噴泡式打印機(jī)相連的電端頭同與墨筒相連的電端頭相接觸。
重要的是讓墨盒與打印機(jī)形成合適的電連接，以確保打印機(jī)正常工作。合適的電連接要求每個(gè)與墨盒相連的電觸頭應(yīng)與對(duì)應(yīng)的一個(gè)與打印機(jī)部分相連的電觸頭進(jìn)行電連接。此外，每一個(gè)這種電連接應(yīng)是一種可靠的低阻抗電連接。
在墨筒外部設(shè)置電觸頭或端頭的做法的一個(gè)問題是這些電接頭易受污染。污染來自于墨筒的處置及墨水從流體連接處的濺出而造成的。由處置造成的污染包括手油及常存在于人體皮膚上的鹽分。這種污染會(huì)傳給與打印機(jī)相連的電觸頭。一個(gè)特別污染的問題是灰塵與手油的組合物污染。電觸頭的污染會(huì)造成墨筒與打印機(jī)之間不可靠的電氣連接，產(chǎn)生系統(tǒng)的可靠性問題。此外，使用在墨筒外表面的電觸頭會(huì)使這些觸頭易受諸如水分或?yàn)R出的墨水之類的液體污染。液體污染體可造成這些電觸頭短路，結(jié)果產(chǎn)生錯(cuò)誤的電連接及可能的系統(tǒng)錯(cuò)誤。而且，用于噴墨打印的墨水一般采用溶劑及表面活性劑，時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)造成電觸頭的腐蝕，從而在打印機(jī)與墨盒之間不能有合適的電連接。
另一個(gè)與采用設(shè)置在墨筒外部上的電觸頭或端頭有關(guān)的問題是這些接頭易受到機(jī)械力的損壞、如刮擦、壓痕或剝落等。這種損壞大的話就會(huì)造成打印機(jī)與墨盒之間的電氣連接的可靠性問題或失效。
還有一個(gè)與采用設(shè)置在墨筒外部上的電端頭有關(guān)的問題是這些端頭使存儲(chǔ)裝置受靜電放電(ESD)的影響。靜電放電是由于上述端頭接觸充電表面，造成經(jīng)存儲(chǔ)裝置而放電。這種放電對(duì)該存儲(chǔ)裝置來說會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性的損壞，或縮短使用壽命或影響可靠性。象CMOS之類的半導(dǎo)體元件的存儲(chǔ)裝置特別易受靜電放電的破壞。
人們一直希望用那些能提供低運(yùn)行成本的打印系統(tǒng)，例如采用離軸式供墨的打印機(jī)。此外，這些打印系統(tǒng)必須容易操作，包括存儲(chǔ)打印參數(shù)的記憶形式等，使得當(dāng)更換墨盒時(shí)用戶不需要調(diào)整打印機(jī)的參數(shù)。墨水供應(yīng)盒也應(yīng)能可靠地插入打印系統(tǒng)中，以保證合適的流體連通及與打印機(jī)有良好的電氣連接。另外，這些電連接必須是可靠的，并不隨時(shí)間的推移和使用而降低性能。例如，流體連通在使用或超限使用時(shí)不應(yīng)泄漏，及電連接在使用及超限使用期間應(yīng)可靠。此外，這些墨筒不應(yīng)由用戶作特別處理，且用戶可以容易連接，以與打印機(jī)形成有效的，高度可靠的機(jī)械，電氣及流體連接。
這些墨水盛放系統(tǒng)必須能以高流速供墨水于打印頭，從而可以進(jìn)行高速打印。該供墨系統(tǒng)應(yīng)不貴，以便使每頁打印費(fèi)用相對(duì)較低。另外，該墨水供應(yīng)應(yīng)能以可靠的方式高流速地將墨水供給打印頭。
最后，墨盒與打印機(jī)之間的電氣連接必須可靠，而不需要較大的接觸力。采用較大的接觸力往往用來改善電連接的可靠性。但大的接觸力要求增加鎖閂及插入力，而這由于需高彈力的鎖閂彈簧及較大的閉鎖表面而造成費(fèi)用增加。因而，所述的電氣連接應(yīng)能提供高度的可靠性及需要較低的連接力。
本發(fā)明的概述本發(fā)明是一種用于向一離軸式打印系統(tǒng)供墨的可替換的墨盒。這種打印系統(tǒng)能對(duì)用于控制打印機(jī)參數(shù)、來自可替換墨盒的電信號(hào)作出響應(yīng)。該墨盒在相對(duì)于墨盒插入打印系統(tǒng)的方向具有一前緣和后緣。所述可替換的墨盒包括一個(gè)被布置成朝向該前緣的流體出口。該流體出口的構(gòu)型用來與一個(gè)與打印系統(tǒng)相連的空心針桿流體連接。所述空心針桿在與所述插入方向相反的方向延伸。該墨盒包括若干個(gè)布置其上的電觸頭。該若干個(gè)電觸頭的構(gòu)型用來與跟打印系統(tǒng)相連的、互補(bǔ)的電觸頭接合。所述墨盒還包括一個(gè)引導(dǎo)部件，沿所述插入方向從墨盒中伸出。該引導(dǎo)部件的構(gòu)型用于與一個(gè)跟打印系統(tǒng)相連的楔形引導(dǎo)部件接納槽相接合。這種接合可使所述的互補(bǔ)的電觸頭相對(duì)空心針桿重定位，以便在墨盒插入打印系統(tǒng)期間保證該互補(bǔ)的電觸頭與該若干個(gè)電觸頭合適的對(duì)準(zhǔn)。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1是包括本發(fā)明墨盒的打印系統(tǒng)的示意圖；圖2是圖1打印系統(tǒng)的透視圖；圖3是本發(fā)明墨盒前緣部分的透視圖；圖4是本發(fā)明墨盒的側(cè)視圖；圖5是沿圖3所示的墨盒的電連接部分的5-5’線取的頂視圖，部分被移去；圖6是沿圖5所示的墨盒的電連接部分的6-6’線剖取的側(cè)視圖；圖7是墨盒接納站的透視圖，表示部分被切除，并有一個(gè)安裝的本發(fā)明墨盒；圖8是圖7墨盒接納站沿8-8’線取的剖面圖，表示部分已切除；圖9是圖8所示的墨盒接納站的電、流體及空氣接頭被放大了的視圖；圖10是圖9所示的電接頭的放大了的透視圖；圖11為一剖面圖，示出了本發(fā)明的墨盒的流體出口與空氣進(jìn)口分別與跟圖8所示的墨盒接納站相連的流體進(jìn)口和空氣出口相接的情況。
圖12A和12B分別為側(cè)視和頂視圖，部分被切除，示出了墨盒部分被插入時(shí)電接頭部分對(duì)準(zhǔn)的情況；圖13A和13B分別為側(cè)視和頂視圖，部分被切除，示出了墨盒完全被插入時(shí)電氣接頭完全對(duì)準(zhǔn)的情況。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1為包括本發(fā)明墨盒12的打印系統(tǒng)10的示意圖。該打印系統(tǒng)10還包括一個(gè)打印頭14及一個(gè)諸如泵16之類的加壓氣體源。泵16通過導(dǎo)管18給墨盒12提供諸如空氣之類的加壓氣體。通過導(dǎo)管20由墨盒12給打印頭14提供例如墨水的標(biāo)記流體19。從打印頭14噴出這種標(biāo)記流體從而完成打印。
本發(fā)明主題的墨盒12包括用于容納墨水19的貯液囊22，外殼24和密封部分26。在這最佳實(shí)施例中帽26包括空氣空氣入口28，其構(gòu)形用于與導(dǎo)管18連接，以便用空氣加壓外殼24。在帽26中還包括流體出口30。該流體出口30的構(gòu)形用于與導(dǎo)管20連接，以便在貯液囊22和流體導(dǎo)管20之間提供流體的連通。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，貯液囊22是由柔性材料這樣形成，使得對(duì)外殼的加壓產(chǎn)生從流體貯液囊22經(jīng)過導(dǎo)管20到打印頭14的加壓墨水流。使用流體貯液囊22中墨水的加壓源允許從流體貯液囊22到打印頭14有相對(duì)高的流體流速。使用高的流體流體或高的墨水流速傳送給打印頭，使得打印系統(tǒng)10有可能進(jìn)行高速打印。
墨盒12還包括一組電觸頭，如將要對(duì)照?qǐng)D3進(jìn)行詳細(xì)描述的那樣，電觸頭提供墨盒12和打印機(jī)控制電子設(shè)備32之間的電氣連接。打印頭控制電子設(shè)備32控制各種打印系統(tǒng)10的功能，如但并不局限于此，打印頭14起動(dòng)配放墨水和泵16起動(dòng)加壓墨盒12。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中墨盒12包括信息存儲(chǔ)裝置34和墨水液面?zhèn)鞲醒b置36。信息存儲(chǔ)裝置34對(duì)打印機(jī)控制電子設(shè)備提供信息，用于控制打印機(jī)10的參數(shù)，如墨盒12的體積和墨水的特征，還可舉出幾個(gè)。墨水液面?zhèn)鞲醒b置36向打印機(jī)控制電子設(shè)備32提供在墨盒12中當(dāng)前墨水體積的相關(guān)信息。
本發(fā)明是一種在墨盒12和打印機(jī)控制電子設(shè)備32之間形成可靠的電氣連接的方法和裝置。本發(fā)明的技術(shù)提供墨盒12和墨盒接納站每一個(gè)上的電觸頭的對(duì)準(zhǔn)，這將要在參考圖11A，11B，12A及12B進(jìn)行詳細(xì)描述。此外，本發(fā)明的技術(shù)還保證墨盒一旦合適地插入墨盒接納站時(shí)，在墨盒12和墨盒接納站每一個(gè)上的電觸點(diǎn)之間有可靠的低阻抗的電氣連接。在詳細(xì)討論本發(fā)明之前，先討論一個(gè)總體的打印系統(tǒng)10將會(huì)有幫助的。圖2說明以透視圖表示的打印系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例。打印系統(tǒng)10包括裝有本發(fā)明一個(gè)或幾個(gè)墨盒12的打印機(jī)架38。圖2中表示的實(shí)施方案有4個(gè)相似的墨盒12。在該實(shí)施例中，每個(gè)墨盒包含不同顏色的墨水。因此，通過從4個(gè)墨盒12向一個(gè)或幾個(gè)打印頭14提供深藍(lán)、黃色、品紅和墨色墨水可完成四色打印。在打印機(jī)架38中還包括控制面板40，用于控制打印機(jī)10和介質(zhì)槽42的操作，從介質(zhì)槽彈出打印介質(zhì)如紙。
當(dāng)每個(gè)墨盒12中的墨水19用完時(shí)，用包含新墨水的新墨盒12代替舊的墨盒12。此外，由于不是墨水用完的其他原因，如要求不同墨水特征的應(yīng)用而改變墨水，或者用于不同的介質(zhì)上，可以從打印機(jī)架38上取出墨盒12。重要的是墨盒12在打印系統(tǒng)10中不僅容易接近，而且很容易替換。還有一點(diǎn)也很重要，即讓替換的墨盒12與打印機(jī)架38的相應(yīng)電觸頭組成可靠的電氣連接以及合適地形成必要的各種連接，如流體互相連接，空氣互相連接及機(jī)械互相連接，從而使得打印系統(tǒng)10可靠地工作。本發(fā)明是針對(duì)可靠地將墨盒12接合到打印機(jī)架38中的方法和設(shè)備，以便確保形成合適的電氣連接。
使墨水溢出和濺出最小化。以便提供墨盒12和打印機(jī)10之間可靠的互相連接是重要的。墨水溢出是令人不愉快的，不僅對(duì)打印機(jī)的操作者，它必須處理濺射的墨盒12，而且從打印機(jī)可靠性觀點(diǎn)看也是不行的。噴墨打印所用的墨水常常包含化學(xué)器，如表面活性劑，如果接觸打印機(jī)部件可以影響這些打印機(jī)部件的可靠性。因此，打印機(jī)內(nèi)墨水溢出可以降低打印機(jī)部件的可靠性，從而降低打印機(jī)的可靠性。
圖3和圖4描述本發(fā)明的墨盒12，墨盒12包括殼體或外殼24，它包含圖1所示的流體貯液囊22用于存儲(chǔ)墨水19。相對(duì)墨盒12插入到打印機(jī)架38中的插入方向外殼24有前緣50和后緣52。前緣50包括空氣入口28和流體出口30，一旦墨盒12合適地插入到打印機(jī)架38中時(shí)，它們的構(gòu)形各自用于連接空氣泵16和打印頭14?？諝馊肟?8和流體出口30將參考圖8進(jìn)行詳細(xì)的討論。
一組電觸頭54放置在前緣50上，用于提供墨盒12和打印機(jī)控制電子設(shè)備32之間的電氣連接。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中一組電觸頭54包括第一組與信息存儲(chǔ)裝置34互相電氣連接的電氣互相連接點(diǎn)，和第二組與圖1所示的墨水體積傳感器36互相電氣連接的電氣相連接點(diǎn)。在優(yōu)選的實(shí)施中，信息存儲(chǔ)裝置34是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和墨水體積傳感裝置36是感應(yīng)傳感裝置。電觸頭54將參考圖5進(jìn)行詳細(xì)討論。
墨盒12包括一個(gè)或幾個(gè)鎖定和引導(dǎo)部件58和60，設(shè)置成朝向墨盒12的前緣50。鎖定和引導(dǎo)部件58和60與打印機(jī)架38上相應(yīng)的鎖定和引導(dǎo)部件一起工作，以便在墨盒12插入到打印機(jī)架38中時(shí)幫助對(duì)齊和引導(dǎo)墨盒12。鎖定和引導(dǎo)部件58和60除了提供引導(dǎo)作用外，還提供鎖定作用，以便保證只有合適的墨水參數(shù)如合適的顏色和墨水類型的墨盒12被插入到打印機(jī)架38的給定槽中。1995年12月4日申請(qǐng)的共同待審的專利申請(qǐng)系列號(hào)08/566,521、轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人、題目為“墨水供應(yīng)盒用的鎖定系統(tǒng)”中詳細(xì)討論了鎖定和引導(dǎo)部件，插入這里作為參考。
插銷部件62被設(shè)置成朝向墨盒12的后緣52。該插銷部件62與打印機(jī)部分相應(yīng)的插銷部件一起工作，以便將墨盒12固定在打印機(jī)架38內(nèi)，從而以可靠的方式構(gòu)成合適的互相連接，如加壓空氣、流體和電氣。插銷部件62是模壓的柄腳，它相對(duì)重力的參考坐標(biāo)系向下伸展。圖4所示的墨盒12用于插入到打印機(jī)架38中，沿著坐標(biāo)系64的Z軸定位。在這個(gè)方向，重力沿著Y軸作用在墨盒12上。
圖5示出了作為本發(fā)明主題的電氣連接部分70。該電氣連接部分70包括電觸頭54和直立引導(dǎo)部件72，內(nèi)壁部件74及外壁部件76。在該優(yōu)選的實(shí)施例中，該組電觸頭54包括電氣連接到圖1所示的流體傳感裝置36上的電觸頭78及電氣連接到信息存儲(chǔ)裝置34。在該優(yōu)選的實(shí)施例中，電觸頭78限定在軟性電路82中，而后者則由粘結(jié)劑布置在墨盒12上。一其上布置有觸頭80肽信息存儲(chǔ)裝置34的電路86提供了信息存儲(chǔ)裝置34和觸頭80之間的電氣連接。該電路86由緊固件84附接至墨盒12上。
內(nèi)直立壁74及外直立壁76有助于保護(hù)上述的電路86，信息存儲(chǔ)裝置34及觸頭78和80，使它們免受機(jī)械損壞。此外，直立壁74和76還有助于減少手指不小心與電觸頭78和80相碰的事件。手指與電觸頭78和80的接觸會(huì)造成這些電觸頭的污染，進(jìn)而導(dǎo)致墨盒12和打印系統(tǒng)10之間的電氣連接的可靠性問題。最后，與電觸頭78和80不小心的接觸會(huì)造成靜電放電(ESD)，它可導(dǎo)致信息存儲(chǔ)裝置34的可靠性問題。如果信息存儲(chǔ)裝置對(duì)靜電放電尤其敏感，則這種放電可導(dǎo)致該信息存儲(chǔ)裝置34的災(zāi)難性損壞。
圖6為圖5所示的電氣連接部分70的截面圖。從圖6中可以看出，直立部件72沿座標(biāo)系86的Z軸向外從墨盒12的前緣部分50伸出。該優(yōu)選實(shí)施例中的直立引導(dǎo)部件72從前緣朝向后緣呈錐削狀。該直立引導(dǎo)部件如將參照?qǐng)D11A、11b、12a及12b所詳述的那樣，在墨盒12插入打印機(jī)架38期間提供主要的引導(dǎo)功能，以保證完成合適的電氣連接。
在一優(yōu)選的實(shí)施例中，該直立引導(dǎo)部部件72與墨盒盤88一體形成。在該優(yōu)選的實(shí)施例中，該墨盒盤88限定了空氣進(jìn)口28及流體出口30。
圖7表示本發(fā)明的墨盒12固定在打印機(jī)架38內(nèi)的墨盒接納站88里。因?yàn)槌随i定和引導(dǎo)部件58和60，以及包含在各自流體貯液囊中相應(yīng)的墨水特性外，墨盒12都是一樣的，所以對(duì)每個(gè)墨盒12將用相同的參考數(shù)字。墨盒標(biāo)記90可以放在墨盒接納站88中每個(gè)槽的附近。墨盒標(biāo)記90可以是色樣或文字說明指示墨水的顏色，以便幫助使用者用顏色匹配將墨盒12插入到墨盒接納站88的合適槽中。如前面所討論的那樣，在圖3和圖4中表示的鎖定和引導(dǎo)部件58和60防止墨盒被安裝到錯(cuò)誤的槽中。墨盒安裝到錯(cuò)誤的槽中會(huì)造成不適當(dāng)?shù)念伾旌匣虿煌愋湍幕旌希糠N都會(huì)造成很差的打印質(zhì)量。
在墨盒接納站中每個(gè)接納槽包括相應(yīng)的鎖定和引導(dǎo)槽92和凹形的插銷部分94。引導(dǎo)槽92與鎖定和引導(dǎo)部件58和60合作，以便引導(dǎo)墨盒12進(jìn)入到墨盒接納站88中。與相應(yīng)的鎖定和引導(dǎo)部件60相連的鎖定和引導(dǎo)槽92顯示在圖5中，與墨盒12上相應(yīng)的鎖定和引導(dǎo)部件58相連中的鎖定和引導(dǎo)槽沒有顯示。插銷部件94的構(gòu)形用于與墨盒12上相應(yīng)的插銷部件62接合。
圖8表示在墨盒接納站88內(nèi)單個(gè)墨盒接納槽的橫剖面。墨盒接納槽包括用于與墨盒12相互連接的連接部分。在優(yōu)選的實(shí)施例中，這些連接部分包括流體入口98，空氣出口96及電氣連接部分100。每個(gè)連接部分96、98及100都布置在浮動(dòng)式連接部分102上，它是沿著Z軸偏置朝向安裝好的墨盒12。
與墨盒接納站88相連的流體入口98和空氣出口96的構(gòu)形都是用于與墨盒12上各自相應(yīng)的流體出口30和空氣入口28相連接。電氣連接部分100的構(gòu)形是用于與墨盒12上一組電觸頭54相接合。
在與墨盒12相連的鎖定和引導(dǎo)部件58和60同與墨盒接納站88相連的相應(yīng)鎖定和引導(dǎo)部件92之間互相作用，在插入時(shí)它們這樣引導(dǎo)墨盒12，使得在墨盒12和打印機(jī)架38之間完成合適的互相連接。此外，與墨盒接納站88中每個(gè)槽相連的側(cè)壁與墨盒12外殼24的相應(yīng)側(cè)壁接合，以便在操作過程中幫助引導(dǎo)和對(duì)齊墨盒12到墨盒接納站88中。
圖9進(jìn)一步示出了圖8所示的浮動(dòng)式連接部分102的細(xì)節(jié)。該浮動(dòng)式連接部分102由彈簧于墨盒12插入墨盒接納站88中的相反方向被加偏壓。浮動(dòng)式連接部分102被加偏壓而朝向機(jī)械約束件(未示)，這些約束件限制該浮動(dòng)式連接部分102在X、Y及Z軸的運(yùn)動(dòng)。因而該浮動(dòng)式連接部分102在坐標(biāo)系86的每根軸X、Y及Z上能作有限度的運(yùn)動(dòng)。
作為本發(fā)明主題的電氣連接部分100是這樣安裝的，使得該電氣連接部分100能在大致垂直于插入方向或相對(duì)浮動(dòng)式連接部分102的X軸方向作自由移動(dòng)。該電氣連接部分100還布置成，使得機(jī)械約束件限制電氣連接部分100沿X油的移動(dòng)量。
所述的電氣連接部分100包括一組彈簧偏壓的電氣觸頭104。該電氣觸頭104與對(duì)應(yīng)的同墨盒12相接的電氣觸頭54相接合，以將墨盒12與圖1所示的打印機(jī)控制電子設(shè)備32進(jìn)行電氣連接。
該電氣連接部分100還包括一引導(dǎo)槽106及一對(duì)引導(dǎo)元件108。所述引導(dǎo)槽連同該對(duì)引導(dǎo)部件108合作而接合直立引導(dǎo)元件72和內(nèi)壁74，以便合適地將電氣連接部分100與同墨盒12相接的電氣連接部分70相對(duì)準(zhǔn)。同墨盒接納站88相接的電氣連接部分100與同墨盒相接的電氣連接部分70的合適的對(duì)準(zhǔn)包括彈簧偏壓的電氣觸頭104與相應(yīng)的同墨盒12相接的電氣觸頭54的合適對(duì)準(zhǔn)。電氣連接部分100將參考圖10作更詳細(xì)的描述。
所述的浮動(dòng)式連接部分102還包括一流體進(jìn)口98和空氣出口96。在優(yōu)選的實(shí)施例中，流體進(jìn)口包括一個(gè)具有一直立的引桿和布置其中的彈簧偏壓密封部分112的殼體110。類似地，內(nèi)部出口96包括一個(gè)具有一直立的引桿和布置其中的彈簧偏壓密封部分16的直立部件114。當(dāng)墨盒12適當(dāng)?shù)夭迦肽薪蛹{站88時(shí)，流體出口30及空氣進(jìn)口28分別插入殼體110及殼體114，使得針桿和密封元件112和116分別同墨盒12形成各自的流體和空氣連接。
圖10公開了本發(fā)明的電氣連接部分100。該電氣連接部分100包括肩部102，它裝入浮動(dòng)動(dòng)連接部分102上的相應(yīng)槽(未示)中，允許所述的電氣連接部分100在一有限的運(yùn)動(dòng)范圍沿X軸作自由移動(dòng)。引導(dǎo)槽106包括傾斜部分122，它們?cè)试S引導(dǎo)槽106接納與墨盒12上的電氣連接部分70相連的直立部件72。就是該直立引導(dǎo)部件72用來為連接部分100提供了沿X軸的合適的對(duì)準(zhǔn)，使得該彈簧偏壓的電氣觸頭104合適地與同墨盒12相接的相應(yīng)電氣觸頭54相接合。
圖1 1進(jìn)一步示出了優(yōu)選的同墨盒12相接的流體出口30及空氣進(jìn)口28和對(duì)應(yīng)的與墨盒接納站88相接的流體進(jìn)口98及空氣出口96的細(xì)節(jié)。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，同墨盒接納站88相接的流體進(jìn)口98包括一殼體126及外伸的針桿128，該針桿具有一閉合鈍端、一盲孔(未示出)及一側(cè)向孔130。所述盲孔與側(cè)向孔130呈流體連通。針桿128與該側(cè)向孔130相對(duì)一端被接至流體管道128上，以給圖1所示的打印頭14提供墨水。一滑動(dòng)環(huán)132包圍著針桿128并由彈簧134向上受偏壓。該滑動(dòng)環(huán)132有一依從的密封部分，其具有與針桿128直接接觸的一個(gè)外露的上表面和一個(gè)內(nèi)表面。
除了不包括滑動(dòng)環(huán)132及彈簧134以外，在墨盒接納站88上的空氣出口96與所述流體進(jìn)口98相似。該在墨盒接納站88上的空氣出口96包括一殼體136及外伸的針桿138，該針桿138具有一閉合鈍端、一盲孔(未示出)及一側(cè)向孔140。所述盲孔與側(cè)向孔140呈流體連通。針桿138與該側(cè)向孔140相對(duì)的一端被接到空氣管道18，以給圖1所示的墨盒12提供壓縮空氣。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，與墨盒12相接的流體出口30包括一中空的圓柱形凸臺(tái)142，該凸臺(tái)從墨盒盤144上向外伸出。凸臺(tái)142朝向盤144的一端與一管道146連通，該管道與墨水貯液囊22流體相連，從而供流體于流體出口30。在凸臺(tái)142內(nèi)布置有彈簧148及密封球150，它們由一柔性的擋件152及曲貼蓋154保持在就位的狀態(tài)。彈簧148將密封球150頂向擋件152，以形成流體密封。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，除了取消了由彈簧148及密封球150形成附加的密封外，與墨盒12相接的空氣進(jìn)口28類似于流體出口30。該與墨盒12相接的空氣進(jìn)口28包括一中空的圓柱形凸臺(tái)156，該凸臺(tái)從墨盒盤144上向外伸出。凸臺(tái)156朝向盤144的一端與一管道158連通，該管道同外殼24與流體貯液囊22外部之間的區(qū)域連通，以給流體貯液囊22加壓。一柔性的擋件160及曲貼蓋162形成了密封。
現(xiàn)參考圖12A，12B，13A及13B來詳述墨盒插入墨盒接納站88而形成合適的連接之情形。當(dāng)墨盒12開始插入墨盒接納站88時(shí)，與墨盒相連的鎖定和引導(dǎo)部件58和60必須合適地與同墨盒接納站88相連的、相對(duì)應(yīng)的鎖定引導(dǎo)部件92相對(duì)準(zhǔn)。這些鎖定與引導(dǎo)部件的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)保證了墨盒12插入進(jìn)墨盒接納站88內(nèi)的合適的槽中。
如圖12A和12B所示，隨著墨盒12進(jìn)一步插入墨盒接納站88中，該外伸的流體出口30和空氣進(jìn)口分別與相應(yīng)的同該墨盒接納站88上的流體進(jìn)口和空氣出口126及136相連的殼體相接合。當(dāng)該流體和空氣連接部分30和28分別接合殼體部件126和136時(shí)，該浮動(dòng)式連接部分102就沿X和Y軸與墨盒12相對(duì)準(zhǔn)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述的電氣連接部分、流體出口30及空氣進(jìn)口28均整體地形成于墨盒12的同一盤形部分上。因此，浮動(dòng)式連接部分102與流體出口30和進(jìn)口28相對(duì)準(zhǔn)也使該與墨盒接納站88相連接的電氣連接部分100同該與墨盒12相連的電氣連接部分70相對(duì)準(zhǔn)。
可從圖12B看出，與墨盒相連的電氣觸頭54并不準(zhǔn)確地與該同墨盒接納站相連的電氣彈簧觸頭104相對(duì)準(zhǔn)。然而，通過流體和空氣連接部分30和28分別與對(duì)應(yīng)的流體和空氣殼體部件126和136沿X和Y軸的粗對(duì)準(zhǔn)，保證了該引導(dǎo)部件72至少大致與引導(dǎo)槽106相對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)墨盒12進(jìn)一步插進(jìn)墨盒接納站88時(shí)，在每個(gè)直立引導(dǎo)部件72尖削部分及引導(dǎo)槽106上的楔形部分122對(duì)電氣連接部分100施加一個(gè)力，以促使該電氣連接部分相對(duì)連接部分102沿X軸推進(jìn)，從而使直立引導(dǎo)部件72在接納槽106中定中。
圖13A所示的墨盒12已完全插入墨盒接納站88內(nèi)。在該完全插入位置，該墨盒12與墨盒接納站88之間形成了合適的流體和空氣連接。另外，如圖13B所示，借助于直立引導(dǎo)部件72與引導(dǎo)槽106的接合，電氣連接部分100被推入到一定中位置。在該定中位置，與墨盒12相連的電氣觸頭54同該與墨盒接納站88相連的合適的彈簧偏壓電氣觸頭104相接合。由于該彈簧偏壓電氣觸頭104受偏壓壓靠在電氣觸頭54上，其間就形成了合適的低阻抗的電氣觸頭。
本發(fā)明采用的電氣連接系統(tǒng)允許墨盒12和接納站88之間有不對(duì)準(zhǔn)之情形。由于本發(fā)明既采用了用于流體和空氣對(duì)準(zhǔn)的粗對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，又有單獨(dú)的電氣連接對(duì)準(zhǔn)的細(xì)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，在墨盒12和接納站之間允許有大的不對(duì)準(zhǔn)量。
允許在墨盒和打印機(jī)部分之間可以有非對(duì)準(zhǔn)量的一個(gè)重要特征是采用了在打印機(jī)部分上的電氣連接部分，它相對(duì)流體和空氣連接部分是可移動(dòng)。該電氣連接采用了一個(gè)獨(dú)立于流體和空氣連接的對(duì)準(zhǔn)部分，用于這種電氣連接。通過采用獨(dú)立于流體連接的與每個(gè)電氣連接部分相關(guān)的一個(gè)對(duì)準(zhǔn)部件，保證了合適的電氣對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)使得采用低廉的模制工藝生產(chǎn)墨盒12成為可能，而同時(shí)保證能形成一精確和高度可靠的電氣連接及流體連接。
權(quán)利要求
1.一種用于向一離軸式打印系統(tǒng)供墨的可替換的墨盒，該打印系統(tǒng)能對(duì)用于控制打印機(jī)參數(shù)、來自可替換墨盒的電信號(hào)作出響應(yīng)，該墨盒在相對(duì)于墨盒插入打印系統(tǒng)的方向具有一前緣和后緣，所述可替換的墨盒包括一個(gè)被布置成朝向所述前緣的流體出口，該流體出口的構(gòu)型用來與一個(gè)同打印系統(tǒng)相連的空心針桿進(jìn)行流體連接，所述空心針桿在與所述插入方向相反的方向延伸；若干個(gè)布置在墨盒上的電觸頭，該若干個(gè)電觸頭的構(gòu)型用來與互補(bǔ)的、跟打印系統(tǒng)相連的電觸頭接合；一個(gè)位于該若干個(gè)電觸頭附近的引導(dǎo)部件，它沿所述插入方向從墨盒中伸出，該引導(dǎo)部件的構(gòu)型用于與一個(gè)跟打印系統(tǒng)相連的楔形引導(dǎo)部件接納槽相接合，使所述的互補(bǔ)的電觸頭相對(duì)空心針桿重定位，以便在墨盒插入打印系統(tǒng)期間保證該互補(bǔ)的電觸頭與該若干個(gè)電觸頭合適的對(duì)準(zhǔn)。
2.權(quán)利要求1的可替換的墨盒，其中所述的流體出口包括一擋件及一球閥，當(dāng)該可替換的墨盒合適地插入打印系統(tǒng)時(shí)，該空心針桿穿過該擋件并將該球閥移位，以便在墨盒和打印系統(tǒng)之間有墨水流過。
3.如權(quán)利要求2的可替換的墨盒，其中該若干個(gè)電觸頭、流體出口及引導(dǎo)部件每個(gè)均布置在墨盒盤部分上。
4.如權(quán)利要求3的可替換的墨盒，其中所述引導(dǎo)部件與墨盒盤部分是一體成型的。
5.如權(quán)利要求1的可替換墨盒，還包括一空氣進(jìn)口，該空氣進(jìn)口的構(gòu)型用來與互補(bǔ)的、同打印系統(tǒng)相連的空氣出口相連接，從而可對(duì)該可替換的墨盒加壓，以便增加通過流體出口的流速。
6.如權(quán)利要求5的可替換的墨盒，其中所述的流體出口、空氣進(jìn)口及引導(dǎo)部件每個(gè)均形成于該可替換的墨盒盤部分上。
7.如權(quán)利要求1的可替換的墨盒，其中該楔形的引導(dǎo)部件接納槽及該同打印系統(tǒng)相連的、互補(bǔ)的電觸頭每個(gè)均為一電氣接頭的一部分，該電氣接頭位于打印系統(tǒng)中并可相對(duì)于所述的流體出口移動(dòng)。
8.一種用于一離軸式打印系統(tǒng)中的可替換的墨盒，這種打印系統(tǒng)能對(duì)用于控制打印機(jī)參數(shù)、來自可替換墨盒的電信號(hào)作出響應(yīng)，該墨盒在相對(duì)于墨盒插入打印系統(tǒng)的方向具有一前緣和后緣，所述的可替換的墨盒包括一被布置成朝向該前緣的流體出口，該流體出口的構(gòu)型用來與一個(gè)相應(yīng)的與打印系統(tǒng)相連的流體進(jìn)口相接，若干個(gè)與一記憶元件進(jìn)行電氣連接的電觸頭，該記憶元件存儲(chǔ)用于控制打印系統(tǒng)參數(shù)的信息，當(dāng)該墨盒合適地插入打印系統(tǒng)時(shí)，相對(duì)于重力參考系，該若干個(gè)電觸頭布排于該流體出口之上，從而可防止在流體出口濺出的墨水弄臟該若干個(gè)電觸頭。
9.如權(quán)利要求7的墨盒，其中所述的插入方向大體垂直于重力參考系的方向。
10.如權(quán)利要求7的墨盒，還包括一個(gè)布置在所述前緣上的空氣進(jìn)口，該空氣進(jìn)口的構(gòu)形用來與一個(gè)互補(bǔ)的、同打印系統(tǒng)相連的空氣出口的相接。
全文摘要
本發(fā)明為一種用于向一離軸式打印系統(tǒng)(10)供墨的可替換的墨盒(12)。該打印系統(tǒng)(10)能對(duì)用于控制打印機(jī)參數(shù)、來自可替換墨盒(12)的電信號(hào)作出響應(yīng)。墨盒(12)在相對(duì)于墨盒插入打印系統(tǒng)的方向具有一前緣(50)和后緣(52)。所述可替換的墨盒包括一個(gè)被布置成朝向所述前緣(50)的流體出口(30),該流體出口的構(gòu)型用來與一個(gè)同打印系統(tǒng)(10)相連的空心針桿(128)進(jìn)行流體連接,空心針桿(128)在與所述插入方向相反的方向延伸;若干個(gè)布置在墨盒上的電觸頭(154),該若干個(gè)電觸頭(54)的構(gòu)型用來與互補(bǔ)的、跟打印系統(tǒng)相連的電觸頭接合;一個(gè)引導(dǎo)部件(72),它沿所述插入方向從墨盒(12)中伸出,該引導(dǎo)部件(72)的構(gòu)型用于與一個(gè)跟打印系統(tǒng)(10)相連的楔形引導(dǎo)部件接納槽相接合,使所述的互補(bǔ)的電觸頭相對(duì)空心針桿(128)重定位,以便在墨盒(12)插入打印系統(tǒng)(10)期間保證該互補(bǔ)的電解頭與該若干個(gè)電觸頭(54)合適的對(duì)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1273553SQ98805770
公開日2000年11月15日 申請(qǐng)日期1998年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月4日
發(fā)明者E·L·加斯沃達(dá), S·M·梅拉, D·O·梅里爾, 小·N·E·帕洛夫斯基 申請(qǐng)人:惠普公司