專利名稱：用于噴墨打印機(jī)的油墨補(bǔ)充裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用于將油墨補(bǔ)充到噴墨打印頭墨盒上的油墨儲(chǔ)存器內(nèi)的系統(tǒng)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明提供一種整體地結(jié)合入一個(gè)噴墨打印機(jī)機(jī)殼內(nèi)的內(nèi)裝系統(tǒng)，和用于重注打印頭墨盒而不必從打印機(jī)上取下墨盒和使不使用者暴露于油墨的方法。
大部分噴墨式打印機(jī)都采用整體的打印頭墨盒部件，該部件裝納有一個(gè)油墨分配打印頭或打印筆和一個(gè)或多個(gè)供墨儲(chǔ)存器。在裝有黑油墨的單色墨盒中一般設(shè)置有單個(gè)油墨儲(chǔ)存器，而在一個(gè)裝有有色油墨的三色墨盒中則設(shè)置有三個(gè)獨(dú)立的油墨儲(chǔ)存器。裝在打印頭墨盒上的油墨儲(chǔ)存器迄今為止還沒(méi)有為了重注而進(jìn)行設(shè)計(jì)。盡管如此，重注裝置已經(jīng)在市場(chǎng)銷售，這種裝置允許使用者將油墨重注在某種類型的墨盒中。其中一種這樣的重注裝置采用了一種具有一根針管的注射器，該針管被插入墨盒頂部上的通氣孔內(nèi)。油墨經(jīng)該針管注射入儲(chǔ)存器內(nèi)。注射器型裝置會(huì)弄得很臟，它需要使用者先將油墨從油墨瓶裝入注射器內(nèi)，然后再將油墨轉(zhuǎn)到墨盒中。使用注射器還容易使墨盒溢出。
盡管現(xiàn)有的噴墨打印頭墨盒重注機(jī)構(gòu)存在一些缺點(diǎn)，還是希望能將油墨補(bǔ)充到墨盒儲(chǔ)存器中。在每次油墨用盡后重注墨盒通常要比更換墨盒經(jīng)濟(jì)的多。這也可以避免過(guò)早地丟掉墨盒，使得墨盒可以多次重復(fù)使用。但是，所需要的是一種用于墨盒的可靠的油墨重注裝置，它能消除現(xiàn)有技術(shù)注射器型重注裝置的臟污性，從而進(jìn)一步促進(jìn)打印頭墨盒的重注和重新使用。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法致力于解決這樣的問(wèn)題，即通過(guò)在打印機(jī)內(nèi)提供一個(gè)內(nèi)裝油墨補(bǔ)充工位的方式將油墨補(bǔ)充到噴墨打印機(jī)的打印頭供墨儲(chǔ)存器內(nèi)。在需要補(bǔ)充供給油墨時(shí)，其上裝有一個(gè)或多個(gè)打印頭墨盒的打印頭滑架可以移動(dòng)到油墨補(bǔ)充工位。每當(dāng)進(jìn)行重注程序時(shí)，將一個(gè)裝有所需顏色的油墨的密封供墨容器設(shè)置在該工位處。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，油墨可以自動(dòng)地從供墨容器傳遞到打印頭墨盒中。
油墨補(bǔ)充設(shè)備包括一個(gè)其上支承有打印頭墨盒的框架。該框架最好是噴墨打印機(jī)的機(jī)體或機(jī)殼。在該框架上設(shè)置有一個(gè)可移動(dòng)的滑架，用于支承和輸送一個(gè)或多個(gè)打印頭墨盒，每個(gè)墨盒將選定顏色的油墨供給噴墨打印頭?；艿囊粋€(gè)功能是，在選定的位置處將由打印頭噴射出的油墨霧滴導(dǎo)引到紙張或其他打印介質(zhì)上。以便形成打印的圖象?；苌系拿總€(gè)打印頭墨盒裝有一個(gè)或多個(gè)用于將油墨供應(yīng)給其打印頭的油墨儲(chǔ)存器。在本發(fā)明中，該可移動(dòng)的滑架設(shè)計(jì)來(lái)在油墨儲(chǔ)存器中的一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存器中的油墨需要補(bǔ)充時(shí)，將一個(gè)或多個(gè)打印頭墨盒移動(dòng)到油墨再供應(yīng)位置或油墨補(bǔ)充工位。
毗鄰打印機(jī)上的油墨補(bǔ)充工位的是一個(gè)供墨容器托座，它被設(shè)計(jì)來(lái)夾固住一個(gè)或多個(gè)供墨容器，供墨容器最好是一次性的或可回收的罐，瓶或袋，其中裝有用來(lái)重注入油墨儲(chǔ)存器內(nèi)的油墨。在每個(gè)打印頭墨盒上設(shè)置有一個(gè)重注口，油墨通過(guò)該重注口供給油墨儲(chǔ)存器。一個(gè)液壓聯(lián)軸節(jié)可移動(dòng)地支承在框架上，毗鄰用來(lái)將油墨從設(shè)置在一個(gè)容器托座上的供墨容器傳遞到一個(gè)預(yù)定的墨盒的油墨儲(chǔ)存器的補(bǔ)充工位。每個(gè)液壓聯(lián)軸節(jié)最好都是一個(gè)可移動(dòng)的導(dǎo)管，它可以被移動(dòng)到一個(gè)聯(lián)接位置上，在該位置，該導(dǎo)管提供在該托座內(nèi)的一個(gè)供墨容器和在一個(gè)墨盒上的重注口之間的液壓聯(lián)接，而且還可以移動(dòng)到一個(gè)脫接位置，在該位置，液壓聯(lián)接可被解除。每個(gè)聯(lián)軸節(jié)最好是可操作地連接到打印機(jī)上的容器托座上，使得在一個(gè)容器被放在該托座上時(shí)，可以通過(guò)向下壓在容器上完成液壓連接。在容器上施壓還會(huì)同時(shí)使聯(lián)軸節(jié)移動(dòng)到其聯(lián)接位置。在液壓聯(lián)軸節(jié)上設(shè)置有一個(gè)穿孔器，刀片，或其他合適的容器開(kāi)啟器，以便打開(kāi)供墨容器并使油墨流出容器，通過(guò)聯(lián)軸節(jié)，進(jìn)入墨盒上的油墨儲(chǔ)存器內(nèi)。
本發(fā)明消除了在重注油墨儲(chǔ)存器時(shí)要將打印頭墨盒從打印機(jī)上取下的需要。一個(gè)諸如支承在框架上毗鄰容器托座的鉸接蓋的可移動(dòng)件提供了一個(gè)用來(lái)對(duì)設(shè)置在其中一個(gè)托座內(nèi)的容器施加作用力的合適的裝置。該可移動(dòng)件還可用來(lái)壓扁，或局部地壓扁或折疊油墨容器，以便幫助使油墨從容器中通過(guò)聯(lián)軸節(jié)流到油墨儲(chǔ)存器。使用本發(fā)明的人從不會(huì)暴露于油墨，因?yàn)橛湍偸敲芊獾乇３衷诠┠萜?，?lián)軸節(jié)或打印頭墨盒的油墨儲(chǔ)存器內(nèi)。除了在油墨供料很少時(shí)，本發(fā)明還可以通過(guò)使打印機(jī)墨盒不能移動(dòng)到再供墨位置的方式防止油墨儲(chǔ)存器的溢出。
在考慮了附圖和較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明后，就可以比較容易地理解本發(fā)明的這些和其他的目的和優(yōu)點(diǎn)，該實(shí)施例將在下面說(shuō)明。


圖1是一個(gè)結(jié)合有本發(fā)明的油墨補(bǔ)充工位的噴墨打印機(jī)的立體圖。
圖2是圖1所示打印機(jī)上的油墨補(bǔ)充工位的放大立體圖，示出在使用時(shí)該工位的一些部件。
圖3是用在圖1所示打印機(jī)內(nèi)的打印頭墨盒的放大立體圖，結(jié)合有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的加墨閥，并且還示出了用在圖2所示補(bǔ)充工位內(nèi)的液壓聯(lián)軸節(jié)的一部分。
圖4是沿圖3中截面4-4截取的局部剖視圖，示出了打印頭墨盒上的裝墨口。
圖5是沿圖2中截面5-5截取的放大剖視圖，示出了補(bǔ)充系統(tǒng)的一部分和用于對(duì)打印頭墨盒再裝墨的程序中的步驟。
圖6是如圖5那樣的局部剖視圖，示出了在重注程序中接著圖5所示步驟的的另一步驟，還示出了在其聯(lián)接中的液壓聯(lián)軸節(jié)。
圖7是圖2所示補(bǔ)充工位的一部分的詳細(xì)立體圖，示出了重注三色打印頭墨盒的系統(tǒng)。
圖1是一個(gè)噴墨打印機(jī)10的立體圖，它結(jié)合有本發(fā)明的油墨補(bǔ)充系統(tǒng)。打印機(jī)10包括一個(gè)側(cè)向延伸的滑架支承軌或桿或軸14，一個(gè)打印頭滑架機(jī)構(gòu)16在其上可以側(cè)向地橫貫打印機(jī)的框架或機(jī)殼18移動(dòng)。一個(gè)或多個(gè)打印頭墨盒20，22支承在滑架16上。墨盒20，22在圖1中示于滑架支承桿14的最左端，如下面將要描述的那樣，它處在可實(shí)施本發(fā)明的較佳實(shí)施例的系統(tǒng)和方法的位置處。在滑架支承桿14的最右端處，在機(jī)殼18上的蓋子25的下方，有一個(gè)一般稱為維護(hù)工位的滑架工位26。除了在打印作業(yè)中，或當(dāng)本發(fā)明的油墨補(bǔ)充系統(tǒng)在使用時(shí)，滑架16一般都是設(shè)置在位于滑架支承桿的右端處的維護(hù)工位處，在該工位處，可進(jìn)行諸如打印頭的擦拭，上油和加蓋之類的必要維護(hù)操作。
為了描述本發(fā)明，如圖1和2所示，在滑架16上的左打印頭墨盒20假定是一個(gè)單色打印筆，用于借助一個(gè)在墨盒下側(cè)的噴墨打印頭將黑色油墨噴涂在打印介質(zhì)上。在滑架16上的右打印頭墨盒22是一個(gè)裝有三種不同顏色(例如，藍(lán)綠色，深紅色和黃色)的油墨的三色打印筆。墨盒22上的打印頭有選擇地將有色油墨噴涂在打印介質(zhì)上。在打印作業(yè)的過(guò)程中，滑架16沿滑架支承桿14在側(cè)向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而墨盒20，22的下側(cè)上的打印頭有選擇地將油墨霧滴噴涂在紙張或其他打印介質(zhì)(未示出)上，該紙張或打印介質(zhì)緩慢地以可控的方式在箭頭32的方向上通過(guò)打印機(jī)。
作為本發(fā)明的一部分，打印機(jī)10的機(jī)殼18在滑架支承桿14的最左端處，裝有一個(gè)再供墨位置或補(bǔ)充工位40。在墨盒20，22中之一個(gè)墨盒內(nèi)的油墨需要補(bǔ)充時(shí)，滑架16由打印機(jī)控制器(未示出)，例如，響應(yīng)使用者按動(dòng)控制面板按鈕的動(dòng)作，移動(dòng)到再供墨位置40。在結(jié)合有本發(fā)明的油墨補(bǔ)充系統(tǒng)的打印機(jī)中，希望打印機(jī)包括一個(gè)確定在打印頭墨盒20，22中的油墨儲(chǔ)存器中的一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存器內(nèi)的油墨量的自動(dòng)系統(tǒng)。其中一種這樣的系統(tǒng)是1992年9月25日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?7/951255的共同待批專利申請(qǐng)的主題，該發(fā)明題為“基于計(jì)滴的噴墨打印機(jī)控制方法和設(shè)備(DROP COUNT-BASED INK-JETPRINTER CONTROL METHOD AND APPARATUS)”，是由PaulD.Gast，Eva M.Moon和Steve Elgee發(fā)明的，該發(fā)明已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并且該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本說(shuō)明書中。確定打印頭墨盒中油墨儲(chǔ)存器內(nèi)的油墨量的其他合適的裝置也可以用在結(jié)合有本發(fā)明的打印機(jī)中，包括墨盒印墨墨位的使用者觀察裝置。不管所用的探測(cè)系統(tǒng)是怎樣的，打印頭墨盒中的一個(gè)或多個(gè)墨盒中的“少油墨”狀態(tài)，都會(huì)觸發(fā)打印機(jī)的滑架16自動(dòng)移動(dòng)到補(bǔ)充工位40或觸發(fā)用于提醒操作者將滑架移動(dòng)到補(bǔ)充工位的指示燈等發(fā)光。一旦滑架到達(dá)補(bǔ)充工位，就采用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法將油墨供應(yīng)到一個(gè)或多個(gè)需要補(bǔ)充的墨盒內(nèi)。
圖2中以放大立體圖示出了再供墨位置40。在下面的說(shuō)明中，首先詳細(xì)地說(shuō)明用于將油墨補(bǔ)充到單色墨盒20內(nèi)的設(shè)備和方法，接著再簡(jiǎn)要地說(shuō)明在將油墨補(bǔ)充到三色墨盒22內(nèi)時(shí)所用的非常類似的系統(tǒng)和方法。
參見(jiàn)圖2-4，打印頭墨盒20包括一個(gè)一般是平直的盒殼44，它是用塑料或另一種硬的、不透水的材料制成的。一個(gè)噴墨打印頭位于墨盒的底面46上，而墨盒20的后壁48(見(jiàn)圖2中所示)包括一個(gè)裝有許多用于與打印機(jī)完成電氣連接的電觸點(diǎn)的觸點(diǎn)墊片49。打印頭和電氣觸點(diǎn)是噴墨打印頭墨盒的一般的特征，是熟悉現(xiàn)有現(xiàn)有技術(shù)的人眾所周知的。油墨儲(chǔ)存器50包繞著墨盒盒殼44的內(nèi)部體積的大部分。為了將油墨吸入和保持在儲(chǔ)存器50內(nèi)，并防止油墨自由地和以一種非受控的方式流過(guò)墨盒20的底面46上的打印頭噴頭，油墨儲(chǔ)存器50通常充滿一種吸收性的泡沫材料。這種泡沫材料維持一點(diǎn)負(fù)壓(即在環(huán)境壓力之下)，該負(fù)壓將油墨保持在儲(chǔ)存器內(nèi)，直到它以受控的方式涂敷在介質(zhì)上。用于在儲(chǔ)存器50內(nèi)維持負(fù)壓的另一種機(jī)構(gòu)是在儲(chǔ)存器內(nèi)使用膜片或氣囊。本發(fā)明的油墨補(bǔ)充系統(tǒng)可以用在設(shè)置有一個(gè)設(shè)計(jì)來(lái)裝納油墨并將油墨導(dǎo)引到儲(chǔ)存器50內(nèi)的重注口(下面將描述)的任何墨盒中，而不管儲(chǔ)存器50的內(nèi)部運(yùn)行結(jié)構(gòu)。
如圖2和3所示，墨盒20的頂面51包括一個(gè)通氣開(kāi)口52和一個(gè)油墨重注口54，兩者都是穿過(guò)盒殼44的頂壁的開(kāi)口。通氣開(kāi)口52在油墨被加入或排出墨盒時(shí)允許空氣進(jìn)入或排出儲(chǔ)存器50。重注口5最好是一個(gè)局部堵塞的圓形開(kāi)口，如圖4所示，或者它也可以是止回閥。重注口允許油墨從下面詳細(xì)描述的重注口聯(lián)軸節(jié)流入儲(chǔ)存器50內(nèi)。一個(gè)彈性密封環(huán)56環(huán)繞頂壁51上的重注口54延伸。密封環(huán)56與重注聯(lián)軸節(jié)相互嚙合并且還幫助約束和導(dǎo)引由補(bǔ)充系統(tǒng)輸送的任何油墨流入開(kāi)口54內(nèi)。
當(dāng)滑架處在其補(bǔ)充工位40，也稱為再供墨位置時(shí)，毗鄰和緊靠可移動(dòng)的滑架16的上方設(shè)置的是一個(gè)重注容器固定件59，該固定件59包括一個(gè)支承在打印機(jī)機(jī)殼18上的平臺(tái)60。平臺(tái)60設(shè)有多個(gè)大致圓形的凹孔62，64，66，和68。每個(gè)凹孔設(shè)計(jì)來(lái)固定住一個(gè)下面將描述的用于將油墨補(bǔ)充到墨盒20，22內(nèi)的供墨容器。凹孔62直接設(shè)置在墨盒20上的重注口54上方。凹孔64，66，68分別設(shè)置在三色墨盒22上的重注口(下面將描述)的上方。在下面的說(shuō)明中，將詳細(xì)說(shuō)明凹孔62的目的和結(jié)構(gòu)，以及與其相關(guān)的操作零件，可以理解，與凹孔64，66，68相關(guān)的相應(yīng)的功能和零件是大致相同的，重要的區(qū)別之處將會(huì)在下面提到。
參見(jiàn)圖2，5和6，平臺(tái)60和凹孔62的作用是作為打印機(jī)10上的供墨容器固定件。凹孔62的尺寸和形狀要能接納和固定住一個(gè)獨(dú)立的供墨容器70，在打印頭墨盒20內(nèi)的油墨儲(chǔ)存器50內(nèi)的油墨需要補(bǔ)充時(shí)，就將該供墨容器70拿到打印機(jī)處插到凹孔62內(nèi)。供墨容器70最好是一個(gè)密封容器，其體積要足以容納重新裝滿打印頭墨盒中的油墨儲(chǔ)存器所需要的油墨量。在標(biāo)準(zhǔn)容量的單色墨盒中的油墨儲(chǔ)存器是20毫升(ml)。因此，用于重注一個(gè)單色墨盒的供墨容器應(yīng)該裝有不超過(guò)20ml的油墨，最好稍少一些，以便避免在重注之前必須完全用盡油墨供料，并且也避免油墨溢出。單色重注容器70的建議的容積是15-18ml。
重注容器70最好是用一種諸如鋁、塑料或一種不透水的箔的可壓扁的或可折疊的不透水材料制成的。為了促進(jìn)重新使用墨盒從而有助于減小需處理的廢物而重注打印頭墨盒的優(yōu)先目的，特別建議供墨容器70是用一種單一的全可回收的材料制成的?？蓧罕獾谋”阡X就適合于這個(gè)目的。鋁最好制作成合適尺寸的小金屬罐以便包圍有15-18ml的內(nèi)部空間。由于最好在重注油墨的過(guò)程中，擠壓和局部地壓扁容器70，故在容器上提供了一種波紋管式的側(cè)壁結(jié)構(gòu)，如圖2，5和6所示。起褶的或波紋管式的輪廓74使得容器70在其頂部76上被施加向下的力時(shí)，如箭頭78意性地示出的那樣，可以均勻地被壓扁，。
參見(jiàn)圖5和6，液壓聯(lián)軸節(jié)84延伸穿過(guò)凹孔62的底壁82上的一個(gè)開(kāi)口80。聯(lián)軸節(jié)84設(shè)計(jì)來(lái)從容器70將油墨帶到墨盒20上的重注口54。液壓聯(lián)軸節(jié)84包括一個(gè)中央管或?qū)Ч?6，該導(dǎo)管延伸穿過(guò)凹孔62的底部上的開(kāi)口80。聯(lián)軸節(jié)84被支承來(lái)在開(kāi)口80中上下滑動(dòng)。在管86的上端處是一個(gè)容器連接件90。在管86的下端處是一個(gè)重注口連接件92。
圖3，5和6示出了液壓聯(lián)軸節(jié)84的零件和工作情況。在管86上端處的上部容器連接件90是一個(gè)壓扁的(即，扁平的或向上開(kāi)口并稍有錐形的)板94，其帶有一個(gè)與空心管86的開(kāi)口端對(duì)準(zhǔn)的中央開(kāi)口96(見(jiàn)圖2)。一個(gè)密封環(huán)98環(huán)繞著中央開(kāi)口96并起保持住未能通過(guò)開(kāi)口96進(jìn)入管86的任何油墨的作用。環(huán)98最好是彈性泡沫材料或橡膠環(huán)，它能夠密封地與一個(gè)設(shè)置在容器70的底壁100上的類似密封環(huán)接觸。為了開(kāi)啟或刺穿容器70，在環(huán)98范圍內(nèi)的上板94中心設(shè)置有一個(gè)向上伸出的切割刀片102或類似的刺穿裝置。刺穿刀片102在容器被向下壓入凹孔62內(nèi)時(shí)切入容器70的底壁100。分別在聯(lián)軸節(jié)84和容器70上的嚙合密封環(huán)98，99最好是相同尺寸的。當(dāng)容器70降低到凹孔62內(nèi)時(shí)，容器上的環(huán)99接觸聯(lián)軸節(jié)上的環(huán)98，并座置在其上，直到向下的壓力施加在容器上為止。切割刀片102的尺寸設(shè)計(jì)成稍為延伸超出環(huán)98的頂部一個(gè)稍小于環(huán)99厚度的量，使得切割刀片的尖端在向下的壓力施加在容器上之前不會(huì)開(kāi)始刺穿容器70的底壁100。換句話說(shuō)，密封環(huán)98和99以及切割刀片102的構(gòu)型是這樣的，即充滿油墨的容器可以座置在凹孔62內(nèi)，兩個(gè)密封環(huán)相互接觸，而切割刀片102的尖端不會(huì)刺穿容器的底壁100。
在液壓聯(lián)軸節(jié)84上的管86的下端處設(shè)置有一個(gè)類似于上板94的下板108。下板108在板的中央具有一個(gè)與管84的內(nèi)部連通的中央開(kāi)口(未示出)。一個(gè)下密封環(huán)112設(shè)置在下板108上，以便與墨盒20的頂壁51上的密封環(huán)56配合。
聯(lián)軸節(jié)84可移動(dòng)地支承在打印機(jī)10上，以便在分別示于圖5和圖6中的上、下位置之間豎直移動(dòng)。當(dāng)聯(lián)軸節(jié)處在下位置上時(shí)，聯(lián)軸節(jié)84的下端板108推壓所裝接的密封環(huán)112頂在墨盒20上對(duì)應(yīng)的、最好是同樣尺寸的環(huán)56上，以提供管86和重注口54之間的液壓連接。當(dāng)將供墨容器70向下壓到聯(lián)軸節(jié)84的板94的上端上時(shí)，聯(lián)軸節(jié)84向下移動(dòng)到其下位置即聯(lián)接位置上。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，所裝接的環(huán)繞著切割刀片102的上密封環(huán)98就頂壓在容器70的底壁100上的對(duì)應(yīng)的、最好是同樣尺寸的密封環(huán)99上，將該環(huán)壓縮足夠的量使得切割刀片102刺穿或穿透在密封環(huán)99范圍內(nèi)的容器70的底壁100。同時(shí)，聯(lián)軸節(jié)84移動(dòng)到圖6所示的其下位置上。結(jié)果就達(dá)到了容器70(在其托座62內(nèi))和墨盒20的頂壁51上的重注口54之間的完全液壓連接。液壓連接是由管86，在聯(lián)軸節(jié)的上端處的密封環(huán)98，99和在聯(lián)軸節(jié)的下端處的密封環(huán)112，56提供的。圖6所示的聯(lián)軸節(jié)84的下位置稱為聯(lián)接位置。當(dāng)聯(lián)軸節(jié)向回移動(dòng)到如圖5所示(對(duì)于聯(lián)軸節(jié)84而言)其上位置時(shí)，液壓聯(lián)軸節(jié)84就會(huì)升高到墨盒20上的密封環(huán)56上方，容器70和重注口54之間的液壓連接就被斷開(kāi)。因此，聯(lián)軸節(jié)84的上位置稱為脫接位置。圖5和圖6中所示的彈簧114迫使液壓聯(lián)軸節(jié)84向上移動(dòng)到其脫接位置。
希望平臺(tái)60和底壁80之間的凹孔62的最大深度不要超過(guò)2cm，最好是小于1cm。最好是使穿孔刀片102的尖端在聯(lián)軸節(jié)84處在其脫接位置上時(shí)位于平臺(tái)60的高度稍下的位置，以使容器70在重注過(guò)程開(kāi)始前可以設(shè)置在凹孔62內(nèi)而不會(huì)刺穿容器。因此，聯(lián)軸節(jié)84在其聯(lián)接和脫接位置之間的最大豎直行程將小于1cm，這個(gè)距離已足以讓墨盒20上的密封環(huán)56的上端和聯(lián)軸節(jié)84上的下密封環(huán)112之間有安全間隙。
參見(jiàn)圖1，2和5，一個(gè)鉸接的蓋120在毗鄰補(bǔ)充工位40的位置處支承在打印機(jī)機(jī)殼18上。圖1中所示的蓋是關(guān)閉著的，而圖2中所示的蓋是打開(kāi)的。在本發(fā)明的油墨再供系統(tǒng)未在使用時(shí)，蓋120包蓋住平臺(tái)60和凹孔62，64，66，68。蓋還可起機(jī)殼上的移動(dòng)杠桿件的作用，用來(lái)與設(shè)置在容器裝納凹孔62，64，66，68中的一個(gè)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)裝墨容器進(jìn)入操作接觸并在這些容器上施加作用力。蓋120還有使容器70移動(dòng)到與聯(lián)軸節(jié)84操作接觸以及將聯(lián)軸節(jié)移動(dòng)到其操作位置上的作用。最后，蓋120還可起一個(gè)合適的互鎖機(jī)構(gòu)的作用，以防止在需要添加油墨而將可移動(dòng)的滑架16和合適的墨盒20或22，或這兩個(gè)墨盒，正確地設(shè)定在重供工位之前無(wú)意地使用了油墨補(bǔ)充工位。例如，在打印機(jī)上可設(shè)置一個(gè)合適的互鎖裝置(未示出)，以防止在滑架16未設(shè)定在補(bǔ)充工位40之前打開(kāi)蓋120(圖2中的打開(kāi)位置)?；蛘咦詈檬亲鳛橐粋€(gè)輔助預(yù)防措施，包括一個(gè)互鎖裝置，如果滑架16上的每個(gè)油墨儲(chǔ)存器內(nèi)的供應(yīng)油墨是滿的(或至少滿到不能接納由供墨罐提供的大量額外的油墨)，該互鎖裝置可防止蓋120打開(kāi)。
現(xiàn)對(duì)方法進(jìn)行說(shuō)明。為了將油墨補(bǔ)充到打印頭墨盒20的儲(chǔ)存器50內(nèi)，本發(fā)明的方法具有下述步驟(1)將打印頭墨盒20設(shè)定或移動(dòng)到打印機(jī)10上的預(yù)定的供墨位置處；(2)抬起蓋120；(3)將一個(gè)供墨容器70設(shè)定在容器托座59上的毗鄰打印頭墨盒20的凹孔62內(nèi)，如圖5所示那樣；(4)將蓋120放低頂壓在墨盒上，如圖5中箭頭78所示，以便在容器70上施加一個(gè)向下的力，借此使容器移動(dòng)到與容器開(kāi)啟器102操作接觸(向下壓縮彈性密封環(huán)98直至刀刃102刺穿容器70的底壁100)；由蓋120向下施加的力使容器70和打印頭墨盒20上的重注口54之間形成液壓連接，如圖6所示；和(5)然后使油墨經(jīng)液壓聯(lián)軸節(jié)84和重注口54從容器70流入墨盒20的油墨儲(chǔ)存器50內(nèi)。步驟(4)使容器70塌陷或起皺。最好在蓋120上設(shè)置一個(gè)合適的突塊122，使得該蓋的一部分進(jìn)入凹孔62，從而完全壓扁容器70，如圖6所示。
參見(jiàn)圖2和7，用于重注三色打印頭墨盒22的重注設(shè)備和方法幾乎與上述用于重注單色墨盒20的措施一樣。基本的不同點(diǎn)是需要在聯(lián)軸節(jié)中使用稍為變更構(gòu)型的聯(lián)接導(dǎo)管，這些導(dǎo)管用液壓的方法將三色重注托座凹孔64，66，68與在三色墨盒22的頂部上的相應(yīng)的重注口140，142，144相互連接起來(lái)。三色墨盒22包括三個(gè)獨(dú)立的油墨儲(chǔ)存器，其中每個(gè)儲(chǔ)存器都將油墨供給三色打印頭。除了設(shè)置了三個(gè)獨(dú)立的儲(chǔ)存器和三個(gè)重注口140，142，144，以及將三種油墨帶到打印頭(未示出)上的墨盒內(nèi)部液壓系統(tǒng)管路之外，墨盒22非常類似于上面結(jié)合圖3所述的單色墨盒20。
如熟悉現(xiàn)有技術(shù)的人所周知的那樣，每個(gè)重注口140，142，144用液壓的方法與墨盒22內(nèi)的一個(gè)獨(dú)立的油墨儲(chǔ)存器連通。每個(gè)重注口140，142，144的結(jié)構(gòu)與如圖4所示用于單色墨盒重注口56的一樣。在托座59中的三色重注托座凹孔64，66，68中的每一個(gè)都包括有結(jié)合圖2，5和6所示并描述的單色墨盒容器托座62的所有零件。只有兩個(gè)明顯的不同之處需要提及。將托座64，66，68與重注口140，142，144分別相連的液壓導(dǎo)管，在三色聯(lián)軸節(jié)處在它們相應(yīng)的閉合位置上時(shí)不是直的，不象聯(lián)軸節(jié)84中的導(dǎo)管86那樣。相反，因三色墨盒22上的頂壁150的相對(duì)尺寸和容器托座64，66，68的空間要求，連接管必須包括彎頭或合適的彎曲度，以便實(shí)現(xiàn)必要的液壓連接。另一個(gè)明顯的不同之處是用來(lái)將油墨補(bǔ)充到三色墨盒22內(nèi)的供墨容器的尺寸大小。圖7示出了用于有色油墨的容器中的一個(gè)容器152。容器152與用于黑色油墨的容器70有基本上一樣的構(gòu)型，并且可以用如容器70一樣的材料制成。由于三色墨盒22內(nèi)的三個(gè)油墨儲(chǔ)存器中的每一個(gè)都裝有約6l/2ml的油墨，彩色油墨供墨容器152在體積上不應(yīng)超過(guò)6l/2ml，最好是處在4-6ml的尺寸范圍內(nèi)。不言而喻，墨盒22中每次只會(huì)有一種彩色油墨用盡。因此，每次只在托座59內(nèi)放置單個(gè)容器152。將墨盒22內(nèi)的彩色油墨儲(chǔ)存器重注的方法中的步驟與上面描述的將單色墨盒20中的油墨儲(chǔ)存器重注的步驟一樣。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可有油墨補(bǔ)充設(shè)備和方法的其他實(shí)施例。例如，在附圖中示出的打印機(jī)10上的再供墨工位40只是建議性的，還可選擇其他再供墨位置。例如，將再供墨工位結(jié)合進(jìn)維護(hù)工位26內(nèi)將需更少的成本。部分地包繞住維護(hù)工位26的塑料蓋25可用帶有其凹孔和鉸接蓋120的平臺(tái)60替代。再供墨工位還可結(jié)合進(jìn)滑架16的頂部?jī)?nèi)并由其攜帶著。其內(nèi)可將供墨容器向下安裝進(jìn)向上敞開(kāi)的凹口內(nèi)的供墨容器托座62，64，66，68的方位可以重新設(shè)定，以便能將容器水平地安裝，托座59沿打印機(jī)機(jī)殼18的側(cè)壁取向。在這種構(gòu)形中，在每個(gè)容器托座和它所重新裝填的打印頭墨盒之間的液壓聯(lián)軸節(jié)也可以水平地取向，并可用液壓方法聯(lián)接到在打印頭墨盒的側(cè)面上的重注口上。搖臂式門120也可重新取向，以便在大致水平的方向上將力施加在容器上。同樣，附圖中所示的供墨容器托座的數(shù)量和位置也可以變更，以便只包括單個(gè)用于單色打印機(jī)的托座。當(dāng)然，重注設(shè)備上的供墨容器托座和液壓聯(lián)軸節(jié)的數(shù)量與打印機(jī)上采用的單獨(dú)的油墨儲(chǔ)存器的數(shù)量直接相關(guān)。托座凹孔62，64，66，68也可以個(gè)別地成形或構(gòu)形，以便接受特別形狀或構(gòu)形的供墨容器，借此減少誤將裝有錯(cuò)誤顏色的油墨的容器插入托座內(nèi)的可能性。在本發(fā)明的范圍內(nèi)這些和其他的變更都是可行的。
本發(fā)明的作用是通過(guò)可方便地將油墨補(bǔ)充到油墨儲(chǔ)存器內(nèi)而延長(zhǎng)用在噴墨式打印機(jī)上的打印頭墨盒的壽命。通過(guò)這樣做，本發(fā)明有助于減小成本和減少因?qū)⒂湍帽M后的打印頭墨盒拋棄所造成的浪費(fèi)。該系統(tǒng)消除了使用者在重注油墨過(guò)程中暴露于油墨的可能性，可防止污物濺出和油墨溢出，并且如果現(xiàn)有的打印頭墨盒配備有如上面描述那樣的重注口，它還可以與這些墨盒相兼容。用來(lái)裝納和處理油墨的供墨容器最好是用可回收的材料制成的，這可進(jìn)一步減少浪費(fèi)。
雖然已參照前面的說(shuō)明書和在附圖中所示并在上面描敘的較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但熟悉現(xiàn)有技術(shù)的人都知道，在不脫離所附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對(duì)其做形式上和細(xì)節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種用于將油墨補(bǔ)充到噴墨式打印機(jī)(10)的打印頭油墨儲(chǔ)存器(50)內(nèi)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)其上支承著該打印頭供墨儲(chǔ)存器(50)的框架(18)；一個(gè)在所述框架(18)上的供墨容器托座(59)，用來(lái)固持住其內(nèi)裝有用于補(bǔ)充到儲(chǔ)存器(50)內(nèi)的油墨的供墨容器(70)；一個(gè)在該儲(chǔ)存器(50)上的重注口(54)；和一個(gè)被支承來(lái)在一個(gè)聯(lián)接位置和一個(gè)脫接位置之間在所述框架(18)上移動(dòng)的液壓聯(lián)軸節(jié)(84)，在該聯(lián)接位置上，所述聯(lián)軸節(jié)(84)在裝在所述托座內(nèi)的一個(gè)供墨容器(70)和所述重注口(54)之間提供液壓連接，而在脫接位置上，則解除所述液壓連接，借此，通過(guò)有選擇地將所述聯(lián)軸節(jié)移動(dòng)到所述聯(lián)接位置上并將油墨從所述托座(59)上的一個(gè)供墨容器(70)借助所述液壓連接傳送到該儲(chǔ)存器(50)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括一個(gè)在所述框架(18)上的可移動(dòng)件(120)，該可移動(dòng)件(120)可在第一方向上移動(dòng)到與一個(gè)設(shè)置在所述容器托座中的供墨容器(70)操動(dòng)接觸，以便將力施加到該供墨容器(70)上而將該供墨容器(70)移動(dòng)到與所述聯(lián)軸節(jié)(84)操動(dòng)接觸，和將所述聯(lián)軸節(jié)(84)移動(dòng)到所述聯(lián)接位置上。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于在所述框架(18)上的所述可移動(dòng)件(120)是一個(gè)鉸接蓋(120)，該鉸接蓋在關(guān)上時(shí)覆蓋在所述供墨容器托座(59)上，該鉸接蓋可被抬起，以便允許將供墨容器(70)插入所述容器托座(59)內(nèi)，并且在一個(gè)供墨容器(70)插入所述容器托座(59)內(nèi)后可放低，以便在所述聯(lián)軸節(jié)(18)處在所述聯(lián)接位置時(shí)在該容器和所述聯(lián)軸節(jié)(84)之間建立液壓連接。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括一個(gè)用來(lái)將油墨補(bǔ)充到打印頭儲(chǔ)存器(50)內(nèi)的裝納油墨的供墨容器(70)，所述容器(70)與所述容器托座(59)配合以便在所述聯(lián)軸節(jié)(84)處在所述聯(lián)接位置上時(shí)與所述聯(lián)軸節(jié)產(chǎn)生液壓連接。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述液壓聯(lián)軸節(jié)(84)包括一個(gè)在其上的穿孔零件(102)，用來(lái)對(duì)所述容器托座(59)內(nèi)的所述供墨容器(70)穿孔，以便在所述容器(70)和所述聯(lián)軸節(jié)(84)之間產(chǎn)生液壓連接。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于其中，噴墨式打印機(jī)(10)包括多個(gè)在它們相應(yīng)的打印頭油墨儲(chǔ)存器(50)內(nèi)裝有不同油墨的打印頭墨盒(20)，并且其中，所述框架(18)支承著多個(gè)打印頭儲(chǔ)存器(50)，所述供墨容器托座(59)包括多個(gè)托座位置(62，64，66，68)，每個(gè)托座位置可裝一個(gè)供墨容器(70)，其內(nèi)裝有用于再供給所述儲(chǔ)存器(50)中的對(duì)應(yīng)一個(gè)容器(50)的油墨，所述供墨容器托座(59)還包括多個(gè)所述液壓聯(lián)軸節(jié)(84)，這些液壓聯(lián)軸節(jié)被支承來(lái)在所述框架上移動(dòng)，以便在所述供墨容器托座(59)和所述油墨儲(chǔ)存器(50)中相應(yīng)的兩個(gè)之間提供多個(gè)獨(dú)立的液壓連接。
7.一種噴墨式打印機(jī)(10)，它具有一個(gè)框架(18)，一個(gè)在框架(18)上用于支承一個(gè)打印頭墨盒(20)并將其相對(duì)于框架傳送到選定的位置上的可移動(dòng)滑架(16)，其中，打印頭墨盒(20)包括一個(gè)用于將油墨供給打印頭的油墨儲(chǔ)存器(50)，其改進(jìn)部分包括一個(gè)在該框架(18)上的再供墨位置(40)，滑架(16)和在該滑架上的打印頭墨盒(20)在油墨儲(chǔ)存器(50)內(nèi)的油墨需要補(bǔ)充時(shí)有選擇地移動(dòng)到該位置上；一個(gè)在該框架(18)上毗鄰所述再供墨位置(40)的供墨容器托座(59)，用來(lái)固持住一個(gè)其內(nèi)裝有用于補(bǔ)充到儲(chǔ)存器(50)內(nèi)的油墨的供墨容器(70)；一個(gè)在打印頭墨盒(20)上的重注口(54)，油墨通過(guò)該重注口供給儲(chǔ)存器(50)；和一個(gè)被支承來(lái)在該框架(18)上移動(dòng)的液壓聯(lián)軸節(jié)(84)，所述聯(lián)軸節(jié)(84)有選擇地可在一個(gè)聯(lián)接位置和一個(gè)脫接位置之間移動(dòng)，在該聯(lián)接位置上，所述聯(lián)軸節(jié)(84)在所述托座(59)內(nèi)的一個(gè)供墨容器(70)和在所述再供墨位置(40)上的一個(gè)墨盒(20)上的所述重注口(54)之間提供液壓連接，而在該脫接位置上，所述液壓連接被解除，借此通過(guò)將油墨從所述托座(59)內(nèi)的一個(gè)供墨容器(70)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)(84)傳送到所述重注口(54)，來(lái)實(shí)現(xiàn)往儲(chǔ)存器(50)內(nèi)補(bǔ)充油墨。
8.如權(quán)利要求7的改進(jìn)，其特征在于所述供墨容器托座(59)在該框架(18)上設(shè)置在所述再供墨位置(40)上方，所述液壓聯(lián)軸節(jié)(84)在毗鄰所述再供墨位置(40)處被支承著做大致的豎向移動(dòng)。
9.一種將油墨補(bǔ)充到噴墨打印機(jī)(10)上的一個(gè)打印頭墨盒(20)的油墨儲(chǔ)存器(50)內(nèi)而不需從該打印機(jī)(10)上取下該墨盒(20)的方法，該方法包括下面的步驟將一個(gè)供墨容器(70)定位在該打印機(jī)(10)上的一個(gè)容器托座(59)中毗鄰該打印頭墨盒(20)的位置處；在該托座(59)中的該容器(70)上施加作用力，以便使該容器(70)移動(dòng)到與一個(gè)容器開(kāi)啟器(102)操作接觸，借此打開(kāi)該容器(70)，并使該容器和該打印頭墨盒(20)上的一個(gè)墨盒重注口(54)之間產(chǎn)生液壓連接；和使油墨從容器(70)經(jīng)該液壓聯(lián)軸節(jié)(84)和該重注口(54)流入打印頭墨盒(20)的油墨儲(chǔ)存器(50)內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該方法還包括在容器(70)和墨盒重注口(54)之間產(chǎn)生液壓連接后繼續(xù)對(duì)容器(70)施加作用力的步驟，以便壓塌該容器(70)和將其內(nèi)的油墨加壓，從而有助于使油墨從該容器(70)流入該打印頭墨盒(20)的油墨儲(chǔ)存器(50)內(nèi)的步驟。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該方法還包括自動(dòng)地確定打印頭墨盒(20)的油墨儲(chǔ)存器(50)內(nèi)的油墨的量以便確定油墨儲(chǔ)存器(50)是否快被用盡而需要補(bǔ)充油墨的輔助步驟。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該方法還包括跟著使油墨從該容器(70)中流出的步驟后的一個(gè)步驟，在該步驟中，撤除對(duì)容器(70)施加的作用力，以便解除該容器(70)和打印頭墨盒(20)上的重注口(54)之間的液壓連接。
全文摘要
一種將油墨補(bǔ)充到噴墨打印機(jī)打印頭墨盒的油墨儲(chǔ)存器內(nèi)的系統(tǒng)和方法。噴墨打印機(jī)包括一補(bǔ)充工位，在該工位處，多個(gè)容器托座起接納和固持盒或罐式供墨容器的作用，正確油墨顏色的容器被設(shè)定在合適托座內(nèi)并座置在由彈簧將其推動(dòng)向上到一個(gè)脫接位置的液壓聯(lián)軸裝置上。關(guān)閉補(bǔ)充工位的蓋時(shí)施加在容器上的下壓力迫使其向下頂?shù)浇獬萜髅芊獾那懈畹镀稀＿M(jìn)一步加壓可將聯(lián)軸裝置壓到墨盒上，完成容器內(nèi)側(cè)通過(guò)聯(lián)軸裝置與墨盒的液壓連接。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1148546SQ96104298
公開(kāi)日1997年4月30日 申請(qǐng)日期1996年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月29日
發(fā)明者R·I·克勞斯, E·L·阿爾溫 申請(qǐng)人:惠普公司