專利名稱：墨水匣定位機構(gòu)及方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種墨水匣定位機構(gòu)及方法，特別是涉及一種用于打印機、多功能事務機、繪圖機等具有墨水匣裝置(Cartridge)的事務機上的墨水匣定位機構(gòu)及方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，各種電子電氣產(chǎn)品已經(jīng)成為日常生活中所不可或缺的工具。舉例來說，在辦公室里常用的機器就包括有計算機以及打印機、傳真機、繪圖機以及復印機等事務機。這些事務機所使用的印刷方式之中，噴墨印刷(Inkjet Printing)是目前廣為采用的一種技術(shù)。
使用噴墨印刷(Inkjet Printing)技術(shù)的事務機，通常具有一墨水匣(cartridge)，其下方連接有一噴墨印刷頭(printhead)，且墨水匣是以一滑動座(carriage)支撐，使其可在事務機的印刷媒體(例如紙張)上移動，并進行噴墨印刷的動作。當墨水匣置于滑動座之內(nèi)時，必須將墨水匣固定(lock-in)于滑動座，并進行定位(alignment)動作，以使得噴墨印刷頭正確進行印刷。
目前常見的墨水匣固定裝置，多半是采用單邊定位的方式，通過提供一偏移力(Biasing force)，使墨水匣朝單邊靠齊而定位。舉例而言，美國專利編號US 4,907,018揭示一種墨水匣與滑動座的固定機構(gòu)，其中使用一具有彈簧的固定裝置對墨水匣側(cè)邊的襯墊進行推壓，而使得墨水匣向側(cè)邊靠齊；另外，美國專利編號US 5,392,063揭示一種墨水匣彈簧夾鉗，使用一具有傾斜凸輪(cam)的夾鉗對多個墨水匣的上部進行推壓夾持動作，使其可通過夾鉗的單一動作同時固定多個墨水匣，并使其靠向凸輪所傾斜的一側(cè)。如此的做法可取得較佳的定位可靠度，且每一墨水匣僅需進行一次校正后，即使取出再置入，也不需再重新進行校正。
然而，上述單邊定位方式中，若對墨水匣的上部進行側(cè)向推壓動作，例如US 5,392,063專利所揭示的結(jié)構(gòu)，則會使得墨水匣在定位時，由于所受到的側(cè)向力不對稱，因而可能造成墨水匣產(chǎn)生偏斜，無法擺正的潛在問題。針對此一問題，US 5,392,063專利中雖然揭示有采用低摩擦系數(shù)的塑料材料做為傾斜凸輪的特征，其目的在于通過摩擦力的減少而降低墨水匣發(fā)生偏斜的機率；然而，在實際應用上，低摩擦系數(shù)的材料并不能完全消除摩擦力，因此仍然可能發(fā)生墨水匣在裝入時被“咬住”，因而產(chǎn)生偏斜的情況。
另外，若對墨水匣的側(cè)邊進行側(cè)向推壓動作，例如US 4,907,018專利所揭示的結(jié)構(gòu)，使用葉狀彈片(leaf spring)對墨水匣進行推壓，則會使得墨水匣側(cè)邊遭推壓的壁面產(chǎn)生變形。針對此一問題，美國專利編號US 5,504,513揭示一種墨水匣側(cè)邊的變形補強結(jié)構(gòu)，以減少墨水匣側(cè)邊壁面的變形；然而，即使采用變形補強結(jié)構(gòu)，也無法完全消除變形的發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的一目的在于提出一種墨水匣定位機構(gòu)及方法，適用于上述墨水匣固定裝置中，在設計上揚棄以往所采用的單邊定位的方式，而以側(cè)向受力對稱的方式對墨水匣的上部進行墨水匣定位，如此即可避免定位時墨水匣產(chǎn)生偏斜或側(cè)邊壁面變形的問題。
本發(fā)明揭示一種墨水匣定位機構(gòu)，包括一滑動座、一保持裝置以及一墨水匣?；瑒幼哂写怪庇诘谝环较虻牡谝换鶞拭?、垂直于第二方向的第二基準面、以及沿第二方向的第一滑動部，其中第一方向與第二方向互相垂直，且第一方向與第二方向構(gòu)成一對稱面。保持裝置具有一推壓基準面以及對應于第一滑動部的第二滑動部，推壓基準面對稱于對稱面的非平面，且通過第一滑動部與第二滑動部的滑動沿第二方向相對于滑動座滑動。墨水匣是可拆卸地安裝于滑動座，具有對應于推壓基準面的一推壓面、對應于第一基準面的第一定位面、以及對應于第二基準面的第二定位面，其中推壓面對稱于對稱面。當墨水匣安裝于滑動座時，第一基準面抵接于第一定位面，第二基準面抵接于第二定位面，且推壓基準面沿第二方向相對于滑動座滑動而推壓于推壓面，使墨水匣在第一方向、第二方向以及垂直于對稱面的第三方向均可定位。
具體而言，上述墨水匣定位機構(gòu)之中，保持裝置可設置成一導引閂鎖以及一壓縮彈簧，導引閂鎖具有推壓基準面以及第二滑動部，而壓縮彈簧設置于滑動座與導引閂鎖之間，將導引閂鎖沿第二方向推壓滑動向墨水匣。
另外，本發(fā)明還揭示一種墨水匣定位方法，包括下列步驟首先，提供一滑動座，該滑動座具有垂直于第一方向的第一基準面以及垂直于第二方向的第二基準面，其中第一方向與第二方向互相垂直，且第一方向與第二方向構(gòu)成一對稱面。其次，提供一墨水匣，該墨水匣具有一推壓面、對應于第一基準面的第一定位面、以及對應于第二基準面的第二定位面，其中推壓面為對稱于該對稱面的非平面。其次，將墨水匣安裝于滑動座，使第一基準面抵接于第一定位面，第二基準面抵接于第二定位面，而使墨水匣在第一方向以及第二方向定位。最后，沿第二方向推壓墨水匣的推壓面，使墨水匣在垂直于第一方向以及第二方向的第三方向定位。其中，推壓墨水匣的推壓面的動作，可利用如上所述的導引閂鎖的推壓基準面進行。
本發(fā)明的墨水匣定位機構(gòu)及方法中，推壓基準面最好由低摩擦系數(shù)材料形成，以通過摩擦力的減少而更加降低墨水匣發(fā)生偏斜的機率。另外，第二基準面以及第二定位面最好采用粗糙表面，以在第二方向產(chǎn)生一定的摩擦力，避免墨水匣在第三方向定位時因慣性力而脫離平衡位置。
又，本發(fā)明的墨水匣定位機構(gòu)及方法中，墨水匣可還具有一噴墨印刷頭，設置于推壓面的相反側(cè)，以及一電子連接(electrical inerconnection)裝置，設置于墨水匣朝向滑動座的一側(cè)，用以接收控制信號。
為使本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉數(shù)個具體的較佳實施例，并配合所附圖式做詳細說明。
圖1為本發(fā)明一實施例的墨水匣定位機構(gòu)的立體圖；圖2A為上述實施例中滑動座的立體圖；圖2B為圖2A的滑動座于另一方向的立體圖；圖3A為上述實施例中墨水匣的立體圖；圖3B為圖3A的墨水匣于另一方向的立體圖；圖4A為上述實施例中導引閂鎖的立體圖；圖4B為圖4A的導引閂鎖的正視圖；圖4C為圖4A的導引閂鎖的側(cè)視圖；圖5A為本發(fā)明另一實施例的導引閂鎖的立體圖；圖5B為圖5A的導引閂鎖的正視圖；
圖5C為圖5A的導引閂鎖的側(cè)視圖。
具體實施例方式
請參見圖1，以一具體的實施例說明本發(fā)明的墨水匣定位機構(gòu)。
如圖1的立體圖所示，本實施例的墨水匣定位機構(gòu)是由一滑動座10、一墨水匣20、以及一保持裝置30所構(gòu)成。具體而言，保持裝置30是由一導引閂鎖40以及一壓縮彈簧50所構(gòu)成。另外，圖1中列示有一立體坐標的X、Y、Z三個方向，其中Y方向即為事務機打印時的紙張進出方向(第一方向)，Z方向即為墨水匣20的噴墨方向(第二方向)，而X方向則為滑動座10移動的方向(第三方向)，也就是墨水匣20的側(cè)方向，X、Y、Z三個方向彼此互相垂直。以下請參考此一立體坐標，分別說明各組件的結(jié)構(gòu)。
圖2A以及圖2B為由不同方向顯示滑動座10的立體結(jié)構(gòu)。如圖2A以及圖2B所示，滑動座10具有兩個承載墨水匣20的承載座，每一承載座分別具有沿Z方向(第二方向)設置的第一滑動部12，以及供墨水匣20進行Y、Z方向定位的基準部14?；鶞什?4大體呈一倒L形，具有垂直于Y方向(第一方向)的第一基準面14b以及垂直于Z方向(第二方向)的第二基準面14c，用以限制墨水匣20在Y、Z方向的自由度。第一滑動部12則為一滑動凸塊，用以限制保持裝置30的導引閂鎖40在Z方向(第三方向)進行滑動，因此其具有X平面12a以及Y平面12b，分別用以限制X方向及Y方向的自由度，如此可使導引閂鎖40僅在Z方向具有自由度。另外，由圖2A可看出，滑動座10的每一承載座大體對稱于一對稱面，此一對稱面是由彼此互相垂直的Y、Z方向所構(gòu)成的Y-Z平面，而X方向(第三方向)垂直于此一對稱面。
圖3A以及圖3B是由不同方向顯示墨水匣20的立體結(jié)構(gòu)。墨水匣20為可拆卸地安裝于滑動座10的承載座，如圖3A所示，墨水匣20具有一推壓面22以及對應于基準部14的定位部24。另外，在墨水匣20朝向滑動座的一側(cè)，設置有電子連接(electrical interconnection)裝置28，用以接收控制信號。電子連接裝置28可具有一撓性印刷電路板(Flexible Printed Circuit，F(xiàn)PC)，以進行控制信號的傳輸。另外，可在滑動座10與電子連接裝置28的撓性印刷電路板之間設置一彈性體(未圖標)，以使撓性印刷電路板與電子連接裝置28穩(wěn)定抵接，維持穩(wěn)定的控制信號傳輸。
推壓面22是對稱于上述對稱面(Y-Z平面)的非平面，例如圖3A所示的凹面，但也可設置成其它對稱于Y-Z平面的適當形狀。定位部24設置于墨水匣的兩側(cè)，與基準部14的形狀類似，均為一倒L形，如圖3B所示，定位部24具有對應于第一基準面14b的第一定位面24b以及對應于第二基準面14c的第二定位面24c。由于滑動座10上的基準部14設置成對稱于上述對稱面，因此定位部24也設置成對稱于上述對稱面。另外，如圖3B所示，墨水匣20還具有一噴墨印刷頭26，設置于推壓面22的相反側(cè)，即墨水匣20的下側(cè)，用以進行噴墨印刷。
如前所述，保持裝置30可設置成一導引閂鎖40以及一壓縮彈簧50的結(jié)構(gòu)，壓縮彈簧50設置于滑動座10與導引閂鎖40之間，將導引閂鎖40沿Z方向(第二方向)推壓滑動向墨水匣20。至于導引閂鎖40的結(jié)構(gòu)則可采用各種不同的結(jié)構(gòu)，以下分別詳述之。
圖4A、圖4B以及圖4C揭示了導引閂鎖40的一實施例。如圖4A所示，導引閂鎖40具有對應于滑動座10的第一滑動部12的第二滑動部42，卡合于壓縮彈簧50的彈簧卡合部44，以及對應于墨水匣20的推壓面22的一推壓基準面46。第二滑動部42是如圖4A以及圖4C所示的一導槽，對應于第一滑動部12，使得導引閂鎖40可通過第一滑動部12與第二滑動部42的配合，而僅具有Z方向的自由度。推壓基準面46對稱于上述對稱面(Y-Z平面)的非平面，例如圖4B所示的凸面，但也可設置成其它對稱于Y-Z平面且與推壓面22配合的適當形狀。如此，可由壓縮彈簧50的彈力將導引閂鎖40沿Z方向推壓而相對于滑動座10滑動向墨水匣20，而使得推壓基準面46沿Z方向(第二方向)推壓于推壓面22。
另外，圖5A、圖5B以及圖5C則揭示導引閂鎖40的另一實施例。如圖5A所示，導引閂鎖40’是以一導引座43’以及一轉(zhuǎn)子45’取代原本一體的結(jié)構(gòu)，至于卡合于壓縮彈簧50的彈簧卡合部44’則并無結(jié)構(gòu)上的改變。導引座43’設置有對應于滑動座10的第一滑動部12的第二滑動部42’，第二滑動部42’如圖5A以及圖5C所示的一導槽，對應于第一滑動部12，使得導引閂鎖40’可通過第一滑動部12與第二滑動部42’的配合，而僅具有Z方向的自由度。轉(zhuǎn)子45’相對于導引座43’可沿Y方向(第一方向)轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)子45’的外周面設置有對應于墨水匣20的推壓面22的推壓基準面46’。推壓基準面46’對稱于上述對稱面(Y-Z平面)的非平面，例如圖5B所示的圓弧面，但也可設置成其它對稱于Y-Z平面且與推壓面22配合的適當形狀。如此，可由壓縮彈簧50的彈力將導引閂鎖40’沿Z方向推壓而相對于滑動座10滑動向墨水匣20，而使得推壓基準面46’沿Z方向(第二方向)推壓于推壓面22。
以下請再參考上述任一實施例的結(jié)構(gòu)，說明本發(fā)明的墨水匣定位方法。
在進行墨水匣定位時，首先必須提供如上述任一實施例所述的滑動座10以及墨水匣20，其中滑動座10具有垂直于Y方向(第一方向)的第一基準面14b以及垂直于Z方向(第二方向)的第二基準面14c，而墨水匣20具有一推壓面22、對應于第一基準面14b的第一定位面24b、以及對應于第二基準面14c的第二定位面24c，其中推壓面為對稱于上述對稱面的非平面。當墨水匣20安裝于滑動座10的承載座時，滑動座10的基準部14與墨水匣20的定位部24相互抵接，此時第一基準面14b抵接于第一定位面24b，而使墨水匣在Y方向(第一方向)定位；第二基準面14c抵接于第二定位面24c，而使墨水匣在Z方向(第二方向)定位。
具體而言，當墨水匣20安裝于滑動座10的承載座時，滑動座10與電子連接裝置28的撓性印刷電路板之間所設置的彈性體沿Y方向推壓墨水匣20，且導引閂鎖40受到壓縮彈簧50的彈力作用，使得推壓基準面46沿Z方向(第二方向)相對于滑動座10滑動而推壓于推壓面22，如此即可對墨水匣20提供Y方向以及Z方向的施力，而使得墨水匣在Y方向(第一方向)以及Z方向(第二方向)均為合力平衡的狀態(tài)。
另外，導引閂鎖40受到壓縮彈簧50的彈力作用，使得推壓基準面46沿Z方向(第二方向)相對于滑動座10滑動而推壓于推壓面22，此時由于推壓基準面46與推壓面22為相互對應的非平面，故會使此一推壓動作的力量在推壓基準面46轉(zhuǎn)換為在X方向(第三方向)對稱的均布力。此一推壓動作的均布力與現(xiàn)有技術(shù)中單邊定位方式所采用的側(cè)向力不同，因此若墨水匣20偏向X方向的一側(cè)時，推壓面22受此均布力的影響，即可使墨水匣20回到對稱的平衡位置，同時更不易產(chǎn)生偏斜的現(xiàn)象。因此，墨水匣20可在X方向(第三方向)定位于平衡位置，且維持其X方向(第三方向)的合力平衡的狀態(tài)。
在此必須說明，雖然在實際應用上，低摩擦系數(shù)的材料并不能完全消除摩擦力，然而由于本發(fā)明采用X方向(第三方向)受力對稱的方式進行定位，因此若采用低摩擦系數(shù)材料做為本發(fā)明的推壓基準面46，可通過摩擦力的減少而確實降低墨水匣20在裝入時被“咬住”而產(chǎn)生偏斜的情況。
另外，為避免使墨水匣20在X方向(第三方向)定位時，受到慣性力作用而脫離平衡位置，產(chǎn)生晃動的現(xiàn)象，可將第二基準面14c以及第二定位面24c設置成粗糙表面，以在受到Z方向(第二方向)的推壓力時，產(chǎn)生一定的摩擦力，如此即可避免墨水匣20因慣性力作用而產(chǎn)生晃動現(xiàn)象，且在墨水匣20進行印刷的沿X方向移動時，可通過此一摩擦力維持X方向的合力平衡。
另外，除了維持墨水匣20的合力平衡之外，由于墨水匣20的各施力點并非共線的設計，例如定位部24與推壓基準面46在Z方向上并非共線，可能造成墨水匣20所受到的合力矩不為0；因此，可通過推壓基準面46的設置，以使墨水匣20所受到的合力矩為0，如此即可使得墨水匣20定位穩(wěn)定。
本發(fā)明的墨水匣定位機構(gòu)及方法，由于揚棄現(xiàn)有技術(shù)所采用的單邊定位的方式，因此可避免定位時墨水匣產(chǎn)生偏斜的現(xiàn)象。另外，本發(fā)明墨水匣定位機構(gòu)及方法，由于并不對墨水匣的側(cè)邊施加力量，因此也不會產(chǎn)生側(cè)邊壁面變形的問題。
雖然結(jié)合以上具體的較佳實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此項技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，仍可作一些更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應以權(quán)利要求所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種墨水匣定位機構(gòu)，包括一滑動座，具有垂直于第一方向的第一基準面、垂直于第二方向的第二基準面、以及沿該第二方向的第一滑動部，其中該第一方向與該第二方向互相垂直，且該第一方向與該第二方向構(gòu)成一對稱面；一保持裝置，具有一推壓基準面以及對應于該第一滑動部的第二滑動部，該推壓基準面對稱于該對稱面的非平面，且通過該第一滑動部與該第二滑動部的滑動沿該第二方向相對于該滑動座滑動；以及一墨水匣，可拆卸地安裝于該滑動座，該墨水匣具有對應于該推壓基準面的一推壓面、對應于該第一基準面的第一定位面、以及對應于該第二基準面的第二定位面，其中該推壓面對稱于該對稱面；當該墨水匣安裝于該滑動座時，該第一基準面抵接于該第一定位面，使該墨水匣在該第一方向定位；該第二基準面抵接于該第二定位面，使該墨水匣在該第二方向定位；該推壓基準面沿該第二方向相對于該滑動座滑動而推壓于該推壓面，使該墨水匣在垂直于該對稱面的第三方向定位。
2.如權(quán)利要求1所述的墨水匣定位機構(gòu)，其中該推壓基準面是由低摩擦系數(shù)材料形成。
3.如權(quán)利要求1所述的墨水匣定位機構(gòu)，其中該第二基準面以及該第二定位面為粗糙表面。
4.如權(quán)利要求1所述的墨水匣定位機構(gòu)，其中該墨水匣還具有一噴墨印刷頭，設置于該推壓面的相反側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的墨水匣定位機構(gòu)，其中該墨水匣還具有一電子連接(electrical interconnection)裝置，設置于該墨水匣朝向該滑動座的一側(cè)，用以接收控制信號。
6.如權(quán)利要求1所述的墨水匣定位機構(gòu)，其中該保持裝置具有一壓縮彈簧，將該推壓基準面沿該第二方向推壓向該推壓面。
7.一種墨水匣定位機構(gòu)，包括一滑動座，具有垂直于第一方向的第一基準面、垂直于第二方向的第二基準面、以及沿該第二方向的第一滑動部，其中該第一方向與該第二方向互相垂直，該第一方向與該第二方向構(gòu)成一對稱面，該第一基準面以及該第二基準面對稱于該對稱面；一導引閂鎖，具有一推壓基準面以及對應于該第一滑動部的第二滑動部，該推壓基準面對稱于該對稱面的非平面，且通過該第一滑動部與該第二滑動部的滑動沿該第二方向相對于該滑動座滑動；一墨水匣，可拆卸地安裝于該滑動座，該墨水匣具有對應于該推壓基準面的一推壓面、對應于該第一基準面的第一定位面、以及對應于該第二基準面的第二定位面，其中該推壓面、該第一定位面、以及該第二定位面對稱于該對稱面；以及一壓縮彈簧，設置于該滑動座與該導引閂鎖之間，將該導引閂鎖沿該第二方向推壓滑動向該墨水匣；當該墨水匣安裝于該滑動座時，該第一基準面抵接于該第一定位面，使該墨水匣在該第一方向定位；該第二基準面抵接于該第二定位面，使該墨水匣在該第二方向定位；該推壓基準面推壓于該推壓面，使該墨水匣在垂直于該對稱面的第三方向定位。
8.如權(quán)利要求7所述的墨水匣定位機構(gòu)，其中該推壓基準面是由低摩擦系數(shù)材料形成。
9.如權(quán)利要求7所述的墨水匣定位機構(gòu)，其中該第二基準面以及該第二定位面為粗糙表面。
10.如權(quán)利要求7所述的墨水匣定位機構(gòu)，其中該墨水匣還具有一噴墨印刷頭，設置于該推壓面的相反側(cè)。
11.如權(quán)利要求7所述的墨水匣定位機構(gòu)，其中該墨水匣還具有一電子連接(electrical interconnection)裝置，設置于該墨水匣朝向該滑動座的一側(cè)，用以接收控制信號。
12.如權(quán)利要求7所述的墨水匣定位機構(gòu)，其中該導引閂鎖還包括一導引座，設置有該第二滑動部，通過該第一滑動部與該第二滑動部的滑動沿該第二方向相對于該滑動座滑動；以及一轉(zhuǎn)子，相對于該導引座可轉(zhuǎn)動于該第一方向，該轉(zhuǎn)子的外周面設置有該推壓基準面。
13.一種墨水匣定位方法，包括下列步驟提供一滑動座，該滑動座具有垂直于第一方向的第一基準面以及垂直于第二方向的第二基準面，其中該第一方向與該第二方向互相垂直，且該第一方向與該第二方向構(gòu)成一對稱面；提供一墨水匣，該墨水匣具有一推壓面、對應于該第一基準面的第一定位面、以及對應于該第二基準面的第二定位面，其中該推壓面為對稱于該對稱面的非平面；將該墨水匣安裝于該滑動座，使該第一基準面抵接于該第一定位面，該第二基準面抵接于該第二定位面，而使該墨水匣在該第一方向以及該第二方向定位；以及沿該第二方向推壓該推壓面，使該墨水匣在垂直于該第一方向以及該第二方向的第三方向定位。
14.如權(quán)利要求13所述的墨水匣定位方法，還包括提供一導引閂鎖，該導引閂鎖具有對應于該推壓面的一推壓基準面，該推壓基準面是對稱于該對稱面的非平面，且沿該第二方向相對于該滑動座滑動，而推壓于該推壓面。
15.如權(quán)利要求14所述的墨水匣定位方法，其中該推壓基準面是由低摩擦系數(shù)材料形成。
16.如權(quán)利要求13所述的墨水匣定位方法，其中該第二基準面以及該第二定位面為粗糙表面。
全文摘要
一種墨水匣定位機構(gòu)及方法，包括一滑動座、一保持裝置以及一墨水匣?；瑒幼哂蟹謩e垂直于Y、Z方向的第一、二基準面，其中Y方向與Z方向構(gòu)成一對稱面。保持裝置具有一推壓基準面，對稱于對稱面的非平面，且可沿Z方向相對于滑動座滑動。墨水匣可拆卸地安裝于滑動座，具有對應于推壓基準面的一推壓面、以及對應于第一、二基準面的第一、二定位面。當墨水匣安裝于滑動座時，第一、二基準面分別抵接于第一、二定位面，且推壓基準面沿Z方向朝向墨水匣滑動而推壓于推壓面，使墨水匣在Y方向、Z方向以及垂直于對稱面的X方向均可定位。
文檔編號G01D15/16GK1733492SQ20041005644
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月9日
發(fā)明者陳志宏 申請人:明基電通股份有限公司