專利名稱：噴墨設備的墨水剩余量檢測組件、具有該組件的墨水容器和噴墨設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及噴墨記錄或打印，更具體地說涉及用于檢測在容放有將要被供應給噴墨記錄頭的墨水的墨水容器中的墨水剩余量的墨水剩余量檢測組件、設有這種墨水剩余量檢測組件的墨水容器以及可使用這種墨水容器的噴墨記錄設備。
背景技術：
噴墨記錄至少使用用于噴墨的記錄頭和用于容納將要被供應入記錄頭的墨水容器。由于墨水是耗材，所以墨水容器或具有一體的墨水容器和記錄頭的墨盒在許多情況中能夠以可拆卸的方式安裝在噴墨記錄設備上，并且在其墨水容器耗盡時，可以更換采用新的容器。
已經(jīng)提出用于檢測在墨水容器中墨水存在的技術并且投入使用以通知用戶需要更換墨水容器。用于檢測墨水存在的方法包括(1)在墨水容器中設置一對電極，并且利用流經(jīng)墨水的電流來檢測墨水液位(墨水液面的高度)是否到達預定液位。
(2)在墨水容器的內壁表面上設置其折射率大致等于墨水折射率的棱鏡，并且將光導向該棱鏡。利用在當墨水液面位置高于棱鏡位置時與當它低于棱鏡時之間的光折射差異來檢測出墨水液位是否到達預定液位。
(3)利用在位于墨水容器中的墨水和設在墨水容器外面的電極之間的靜電電容變化來檢測墨水液位是否到達預定液位。
可以將這些方法結合?；蛘呖梢詫⑦@些方法中的一種或多種與所謂的點計數(shù)法(dot count method)結合，其中根據(jù)所打印的點數(shù)和噴墨口數(shù)量來推斷出使用的墨水量。
將參照圖12(a)-(c)對在上述方法中的用于以光學方式檢測墨水剩余量的傳統(tǒng)檢測系統(tǒng)進行說明。
圖12(a)為設有用于以光學方式檢測墨水剩余量的裝置的傳統(tǒng)墨水容器101的剖視圖。圖12(b)為墨水容器101的杯形部分102的透視圖。
墨水容器101包括杯形部分102和蓋著該杯形部分102以形成用于容納墨水的殼體104的封蓋部分103。殼體104的內部由與杯形部分102一起形成的隔壁114分隔成兩個空間，并且隔壁114在其下部處具有一連通部分109。其中一個空間為用于直接(基本上沒有墨水保持泡沫等)容納墨水的墨水容納腔室106，并且除了連通部分109之外它是密封的。另一個空間為用于容納用于保持墨水的負壓產(chǎn)生構件111的負壓產(chǎn)生構件容納腔室105。負壓產(chǎn)生構件容納腔室105的壁設有用于將墨水向外供應進記錄頭部分(未示出)的供墨口110和用于根據(jù)墨水的消耗從外面將大氣導入墨水容器101中的通氣孔108。在圖12(a)中，保持墨水的負壓產(chǎn)生構件111的區(qū)域由陰影線表示。
隔壁114在負壓產(chǎn)生構件容納腔室105側處的壁表面設有從連通部分109向上延伸的導氣槽119，用來促進大氣從負壓產(chǎn)生構件容納腔室105向墨水容納腔室106的引導。在負壓產(chǎn)生構件容納腔室105中，在通氣孔108周圍設有沒有包含負壓產(chǎn)生構件111的緩沖空間。
在由記錄頭部分將墨水從負壓產(chǎn)生構件111消耗至在負壓產(chǎn)生構件容納腔室105中的氣液界面111a到達在圖12(a)中示出的導氣槽119的頂端這樣一個程度時，空氣通過隨后的墨水消耗導入負壓產(chǎn)生構件容納腔室105中，并且所導入的空氣通過連通部分109進入墨水容納腔室106。在該位置中，在墨水容納腔室106中的墨水通過連通部分109被供入負壓產(chǎn)生構件容納腔室105，并且填充該負壓產(chǎn)生構件111。這被稱為“氣液交換操作”。
因此，即使在負壓產(chǎn)生構件容納腔室105中的墨水由記錄頭部分消耗，相應量的墨水會從墨水容器腔室106供入負壓產(chǎn)生構件111，從而使在負壓產(chǎn)生構件容納腔室105中的氣液界面111a基本上保持在恒定液位。因此，負壓產(chǎn)生構件111可在其中保持基本上恒定量的墨水，由此使供給記錄頭部分的墨水的負壓基本上保持為恒定水平，因此穩(wěn)定向記錄頭部分的供墨。
墨水容納腔室106的底面設有具有90°頂角的三棱鏡形狀的光學反射構件113，并且該光學反射構件113與杯形部分102模制成一體。另一方面，在其上將要安裝墨水容器101的噴墨記錄設備的主組件中(未示出)，如圖12(c)所示，在光學反射構件113下方設有一光學傳感器組件151，并且該光學傳感器組件151具有一光發(fā)射部分152和一光接收部分153。
當在墨水容納腔室106中沒有任何墨水時，如由圖12(c)中的實線所示的那樣，從光發(fā)射部分152發(fā)出的光入射在光學反射構件113上，并且由棱鏡的兩個斜面反射而回到光接收部分153。當墨水液位高于光學反射構件113的斜面的光入射位置時，從光發(fā)射部分152發(fā)出并且入射在光學反射構件113上的光如由虛線箭頭所示那樣大部分透射過該光學反射構件113。因此，可以根據(jù)返回到光接收部分153的光的量來檢測墨水是否存在。
在日本公開的專利申請平7-164626(USP6137503)中披露了具有這種墨水剩余量光學檢測裝置的墨水容器的結構。
最近，噴墨記錄設備變得能夠打印全色圖像，因此所用的墨水種類數(shù)增加。這增加了承載在噴墨記錄設備上的墨水容器的種類，并且鑒于此，分別賦予這些墨水容器固有信息以防止這些墨水容器被錯誤安裝。為了使墨水容器具有該墨水容器的固有信息，已知給該墨水容器設置一機械ID結構、在墨水容器上粘貼條形碼標簽以及為該墨水容器設置例如ROM的信息存儲元件。

發(fā)明內容
上述最近趨勢增加了墨水顏色數(shù)量以及墨水容器種類數(shù)量。另一方面，從移動使用方面看，還要求占地更小和減小尺寸。減小噴墨記錄設備的尺寸必須減小墨水容器的尺寸，并且要求墨水剩余量檢測裝置要小。
一般來說，將與所檢測的墨水剩余量相關的信息傳送給噴墨記錄設備，通過該噴墨記錄設備來通知用戶需要更換墨水容器。雖然已知墨水容器設有固有信息，但是該信息用于防止墨水容器的錯誤安裝。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種墨水容器、一種墨盒和一種噴墨設備，其中可以用簡單的結構檢測與容納在墨水容器中的墨水相關的信息，并且能夠方便可靠地存儲所檢測到的信息。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種能夠安裝在墨水容器上的墨水剩余量檢測組件，用于檢測在用于噴墨記錄的墨水容器中的墨水剩余量，所述墨水剩余量檢測組件包括支撐基板；至少一個設在所述支撐基板的一側上的檢測電極；以及設在所述支撐基板的所述一側上的可讀寫的非易失性信息存儲部件；以及設在所述支撐基板上的信息傳遞部件，用于向外發(fā)送根據(jù)所述檢測電極是否與墨水接觸而提供的與墨水剩余量相關的信息，并且用于從外接收將要寫入所述信息存儲元件中的信息。
根據(jù)本發(fā)明的這個方面，將檢測電極、信息存儲部件和信息傳遞部件設在支撐基板上，并且它適合于安裝在小型墨水容器上，因此可以提供緊湊和簡單的墨水剩余量檢測組件。由于信息存儲部件為非易失性存儲器，所以信息不容易丟失。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種墨水容器，它包括用于容納墨水的墨水腔室；用于從所述墨水腔室將墨水供入記錄頭的供墨口；如在第一方面中限定的墨水剩余量檢測組件。所述墨水容器還包括構成所述墨水腔室的外壁和所述供墨口的殼體構件，其中將所述墨水剩余量檢測組件安裝在所述殼體構件上，并且使所述檢測電極暴露于所述墨水腔室內部。
根據(jù)本發(fā)明的這個方面，基本上不用增大墨水容器尺寸就能夠使墨水容器獲得與墨水剩余量相關的信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種噴墨記錄設備，用于使用用于將從如在第二方面中所限定的能夠可拆卸安裝在所述噴墨記錄設備上的墨水容器中供應的墨水噴射出的記錄頭在記錄材料上進行記錄，所述設備包括用于以可拆卸的方式保持所述墨水容器的保持部分；以及通過安裝在所述墨水容器上的所述墨水剩余量檢測組件的所述信息傳遞部件在自身和所述墨水剩余量檢測組件之間發(fā)送和接收信息的設備側信息傳遞部件。
根據(jù)本發(fā)明的這個方面，該噴射記錄設備具有用于在自身和安裝在墨水容器上的墨水剩余量檢測組件之間發(fā)送和接收信息的設備側信息傳遞部件，該噴墨記錄設備能夠根據(jù)從墨水剩余量檢測組件獲取的信息控制其操作，并且與墨水容器的墨水剩余量相關的信息能夠由墨水容器自身所擁有。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于墨水容器的制造方法，該墨水容器包括在內部容納墨水的墨水腔室和從墨水腔室將墨水供入記錄頭的供墨口，所述方法包括預制構成所述墨水腔室的外壁和所述供墨口的殼體構件的步驟，其中將如在第一方面中限定的所述墨水剩余量檢測組件安裝到所述墨水腔室上，并且將所述檢測電極暴露于所述墨水腔室內部；將墨水填充進所述墨水腔室的步驟；以及將表示墨水存在的信息寫入在所述墨水剩余量檢測組件的所述信息存儲部件中的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的這個方面，表示墨水存在的數(shù)據(jù)在填充墨水之后寫入墨水剩余量檢測組件中，能夠將該數(shù)據(jù)方便可靠地寫入墨水容器自身中。另外，可以防止在給墨水容器重新填充墨水時在由墨水剩余量檢測組件所檢測到的信息和保存在信息存儲部件中的信息之間可能出現(xiàn)的不一致性。
通過結合附圖閱讀以下本發(fā)明優(yōu)選實施方案的說明將更加清楚本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的墨水容器的剖視圖。
圖2為在圖1的墨水容器中位于墨水剩余量檢測組件周圍的部分的剖視圖。
圖3為從杯形部分內部觀看在圖1的墨水容器中具有墨水剩余量檢測組件的部分的透視圖。
圖4為圖2中所示的墨水剩余量檢測組件的透視圖。
圖5顯示出在圖1的實施方案中的墨水剩余量檢測組件的電氣結構。
圖6顯示出由圖1的實施方案中的墨水剩余量檢測組件進行的檢測操作。
圖7顯示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的墨水剩余量檢測組件的電氣結構。
圖8顯示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的非接觸型墨水剩余量檢測組件的實施例的電氣結構。
圖9為根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的墨水容器的剖視圖。
圖10為根據(jù)本發(fā)明再一個實施方案的墨水容器的剖視圖。
圖11為根據(jù)本發(fā)明再一個實施方案的位于墨水剩余量檢測組件周圍的墨水容器的剖視圖。
圖12顯示出用于以光學方式檢測墨水剩余量的傳統(tǒng)檢測系統(tǒng)的示例。
具體實施例方式
將參照這些附圖對本發(fā)明的實施方案進行說明。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的墨水容器的剖視圖。該實施方案的墨水容器1的結構與在圖12中所示的墨水容器101的結構基本上相同。更具體地說，殼體4由杯形部分2和封蓋部分3構成。該殼體4的內部由隔壁14分隔成直接容納或將要容納墨水的墨水容納腔室6和用于容納負壓產(chǎn)生構件11的負壓產(chǎn)生構件容納腔室5。隔壁14在下部處設有一連通部分9。構成負壓產(chǎn)生構件容納腔室5的壁表面設有一供墨口10和一通氣孔8。在墨水容器1處于使用中(在墨水容器1可操作地設置在噴墨記錄設備中)的狀態(tài)下，通過在封蓋部分3中形成通氣孔8并且通過在杯形部分2的底壁中形成供墨口10而使通氣孔8占據(jù)上部位置，并且供墨口10占據(jù)下部位置。在負壓產(chǎn)生構件11和供墨口10之間設有用于促進從負壓產(chǎn)生構件11將墨水供入供墨口10的墨水引導構件12。
將用于檢測與在墨水容納腔室6中的墨水剩余量相關的信息的墨水剩余量檢測組件20設在構成墨水容納腔室6的區(qū)域中。與該墨水剩余量檢測組件20相關的結構與在圖12中所示的墨水容器101不同。將對墨水剩余量檢測組件20進行詳細說明。
圖2為根據(jù)本發(fā)明該實施方案的墨水容器鄰近墨水剩余量檢測組件處的剖視圖。圖3為從杯形部分內部觀看的在根據(jù)該實施方案的墨水容器中具有墨水剩余量檢測組件的部分的透視圖。圖4為圖2中所示的墨水剩余量檢測組件的透視圖。圖2為這樣一個示意性剖視圖，它顯示出與墨水剩余量檢測組件20相關的主要結構，而不是沿著特定直線剖開的視圖。
下面將參照圖2-4對與墨水剩余量檢測組件20相關的結構進行說明。墨水容器1在杯形部分2的底壁處的構成墨水容器1外表面(圖1)的表面處設有一凹槽2a，并且將墨水剩余量檢測組件20裝配到該凹槽2a中。該墨水剩余量檢測組件20包括一支撐基板21和承載在該支撐基板21的第一表面21a上的信息存儲元件22。在該實施方案中的信息存儲元件22為能夠以電的、磁的或電磁的方式從中讀取或刪除信息并且能夠以電的、磁的或電磁的方式在其中寫入信息的非易失性記憶存儲設備。該信息存儲元件22由未示出的密封劑覆蓋并且受到保護。
支撐基板21的第一表面21a還設有一對用于檢測墨水容納腔室6中的墨水剩余量的檢測電極23，并且這些電極23相互間隔開。支撐基板21的與第一表面21a相對的第二表面21b設有一對分別與檢測電極23連接的外部接觸電極24，并且設有用于多個與信息存儲元件22的觸點電連接的元件的外部接觸電極25。
在杯形部分2的凹槽2a中設有兩個沿杯形部分2的厚度方向貫穿的通孔2b。在與墨水剩余量檢測組件20的檢測電極23的位置對應的位置處形成這些通孔2b，并且檢測電極23在通孔2b中向墨水容納腔室6的內部暴露出。這樣，支撐基板21的第二表面21b指向墨水容器1外，并且用于檢測的外部接觸電極24和用于所述元件的外部接觸電極25在墨水容器1的外表面處暴露出。該信息存儲元件22以及在墨水剩余量檢測組件20和杯形部分2之間的間隙由粘合劑材料26密封，從而將墨水剩余量檢測組件20固定，并且防止墨水從墨水容納腔室6中泄漏出。
在杯形部分2的內壁表面中，在通孔2b之間形成有分離槽2c。由此，位于在通孔2b之間的分離槽2c的相應側面處的區(qū)域為分開區(qū)域27。該結構能夠用來防止在通孔2b之間形成墨水橋路(墨水連通)，而不管在墨水容納腔室6中的墨水用盡這個事實，從而將檢測出排空。在位于杯形部分2的內壁表面中的通孔2b之間可以設置除了分離槽2c之外的另一種不平滑結構。
每個通孔2b在從杯形部分2內部看時呈漏斗形式，從而在墨水剩余量較小時，墨水趨向于聚集在通孔2b中。另外，如圖3所示，通孔2b的內側壁部分(漏斗表面)設有多個用于產(chǎn)生毛細作用力的毛細溝槽2d，以便將通孔2b中的墨水朝著墨水剩余量檢測組件20導向。由此，可以將通孔2b中的墨水抽取到檢測電極23的表面上。在將墨水容器1(圖1)從噴墨記錄設備中拆卸下時，可以將墨水容器1倒置，可能產(chǎn)生氣泡可能附著到通孔2b的側表面或通孔2b上的結果。即使出現(xiàn)這種情況，在墨水容器1然后成安裝取向(在使用期間的姿態(tài))時，毛細管溝槽2d也能夠用來使墨水收回到墨水剩余量檢測組件20中。
在圖5中顯示出墨水剩余量檢測組件20的電氣結構。在墨水容器1側中，用于與墨水剩余量檢測組件20的信息存儲元件22連接的各種元件的外部接觸電極25為數(shù)據(jù)輸入/輸出觸點DI/DO、用于驅動信息存儲元件22的電壓源觸點Vdd和用于電接地的共用觸點COM。另一方面，噴墨記錄設備50具有用于可拆卸地安裝墨水容器1的滑架51，并且墨水容器1安裝在該滑架51上。該滑架51以可拆卸或一體的方式承載用于噴墨的噴墨記錄頭(未示出)，并且墨水從墨水容器1被供入噴墨記錄頭。從噴墨記錄頭將所供應的墨水噴射出，以便在由紙張或樹脂材料片材制成的記錄材料上進行記錄。
滑架51設有檢測觸點51a和用于元件的觸點51b，用來在安裝墨水容器1時與檢測外部接觸電極24和元件外部接觸電極25電連接。檢測觸點51a和元件觸點51b與噴墨記錄設備50的控制器(未示出)電連接，并且從觸點51a提供的信息必要時由該控制器處理，然后通過觸點51b輸入給信息存儲元件22。
通過將墨水容器1安裝在滑架51上從而使檢測觸點51a和元件觸點51b通過與檢測外部接觸電極24和元件外部接觸電極25接觸來電連接。為了在將墨水容器1安裝到滑架51上時使檢測觸點51a和元件觸點51b與檢測外部接觸電極24和元件外部接觸電極25正確接觸，如圖6所示，檢測觸點51a和元件觸點51b優(yōu)選地為由導電材料構成的片簧形式。在圖6中所示的檢測觸點51a和元件觸點51b為與墨水容器1有關的連接部分的結構的示例，并且這些結構和配置可以適當?shù)剡M行改變。
下面將仍然參照圖6對在該實施方案中的墨水剩余量檢測進行說明。當墨水容納腔室6中的墨水量足夠時，如圖6(a)所示，墨水剩余量檢測組件20的兩個檢測電極23通過在墨水容納腔室6中的墨水相互電連接。因此，噴墨記錄設備50的控制器通過檢測在這些檢測電極23之間流過的電流來判定在墨水容器1中留有墨水(墨水的存在)。然后，通過數(shù)據(jù)輸入/輸出觸點(在圖5中的觸點DI/DO)在適當?shù)亩〞r將噴墨記錄設備50的控制器(圖5)的判定結果作為表示墨水的信息寫入墨水剩余量檢測組件20的信息存儲元件22中。
當在墨水容納腔室6中的墨水被消耗并且在墨水容器腔室6中的墨水由分離區(qū)域27在兩個檢測電極23之間分開時，電流在檢測電極23之間中斷。響應于在檢測電極23之間的電流中斷，該噴墨記錄設備50的控制器判定沒有墨水。根據(jù)判定結果，控制器通過數(shù)據(jù)輸入/輸出觸點更新在墨水剩余量檢測組件20中的信息存儲元件22的墨水存在數(shù)據(jù)，由此將墨水缺乏信息寫入在其中?？梢酝ㄟ^如下方式進行該數(shù)據(jù)的更新，即，通過將已經(jīng)作為表示墨水存在的數(shù)據(jù)寫入信息存儲元件22中的數(shù)據(jù)重寫或者通過在信息存儲元件22中的另一個存儲區(qū)域另外寫入表示墨水缺乏的數(shù)據(jù)同時保留表示墨水存在的數(shù)據(jù)。同時，控制器通過噴墨記錄設備50本身將墨水缺乏告知用戶以促進墨水容器1的更換，或者按要求停止記錄操作。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的這些實施方案，將檢測電極23設在支撐基板21的一側上，而將用于檢測的外部接觸電極24設在其相對側上，從而可以在小空間內布置利用導電率的可靠墨水剩余量檢測部件。另外，由于不使用任何光學部件，因此不會有因為在墨水和反射構件(例如棱鏡)之間的反射界面的反射的惡化而導致錯誤檢測的缺點，并且因此，該墨水容器適合于在用過的墨水容器中再次填充墨水而重新使用。
另外，信息存儲元件22被承載在支撐基板21上，因此可以在信息存儲元件22中寫入在由檢測電極23檢測之后通過噴墨記錄設備50處理的有關信息剩余量的數(shù)據(jù)。結果，通過利用元件外部接觸電極25讀取存儲在信息存儲元件22中的數(shù)據(jù)，可以通過簡單的方式得知有關墨水容器1中的墨水剩余量的信息。此外，將信息存儲元件22承載在墨水容器1的面向內側的表面上，結果，信息存儲元件22受到支撐基板21的保護，并且因此保護信息存儲元件22不被損壞。
不需要使與墨水剩余量有關的信息嚴格精確，但是可以逐步的或者是粗略的表示墨水是否存在，因此所必須的數(shù)據(jù)量較小。信息存儲元件22可以是半導體芯片元件，因此，即使承載有信息存儲元件22，墨水剩余量檢測組件20的尺寸仍然很小。如果能夠書寫和讀取，信息存儲元件22不限于通過擦除和書寫信息來重寫信息的那些元件，也可以是在另外的區(qū)域中寫入信息的那些元件。
通過能夠減小墨水剩余量檢測組件20的尺寸，可以在小尺寸墨水容器或者在小尺寸噴墨記錄設備中引入墨水剩余量的可靠檢測和與墨水剩余量有關的信息的存儲。
在前面的描述中，由墨水剩余量檢測組件20處理的信息是指示墨水是否存在的信息。但是，通過高精度地檢測在檢測電極23之間流動的電流強度(level of the current)，可以檢測到墨水量接近于無的狀態(tài)。如圖6(b)所示，在兩個檢測電極23之間的墨水剛剛分開之前，檢測電極23之間的電阻要高出很多，因此，盡管在檢測電極23之間的電流不是零，電流比在墨水量大的時候的電流小很多。因此，通過檢測在檢測電極23之間剛剛沒有電流流過的狀態(tài)之前的電流變化，可以檢測到墨水容納腔室6中的墨水剩余量的量的微小?？梢愿倪M分離區(qū)域27的三維結構，從而放大電流的變化。
信息存儲元件22可以存儲與墨水剩余量有關的信息之外的信息。例如墨水容器1固有的信息、產(chǎn)品數(shù)量、存儲的墨水的種類、顏色、生產(chǎn)日期、批號等可以存儲在信息存儲元件22中。這些條信息在墨水容器1的制造過程中已經(jīng)寫入信息存儲元件22中。
當安裝墨水容器1的時候，噴墨記錄設備50的控制器讀取寫在信息存儲元件22中的信息。噴墨記錄設備50側存儲有將要與寫入信息存儲元件22中的信息進行對比的參考數(shù)據(jù)。噴墨記錄設備50將墨水容器1的數(shù)據(jù)與存儲在設備中的數(shù)據(jù)進行比較，判定該墨水容器1是否可以用于噴墨記錄設備50，和/或墨水容器的位置是否正確，并且如果必要，產(chǎn)生一個警告。
如果安裝在該設備上的墨水容器1為重新填充有墨水的重復使用墨水容器，則墨水剩余量檢測組件20的信息存儲元件22將表示墨水缺乏的數(shù)據(jù)存儲作為與墨水剩余量相關的信息。這樣，在將重復使用的墨水容器1安裝在噴墨記錄設備50上時，在由檢測電極23提供的信息和由信息存儲元件22提供的信息之間關于墨水剩余量方面出現(xiàn)矛盾。
鑒于這種情況，噴墨記錄設備50的控制器優(yōu)先考慮由檢測電極23提供的信息，并且重寫在信息存儲元件22中的墨水剩余量信息。這樣，可以避免出現(xiàn)矛盾?；蛘?，在再加工墨水容器1期間的墨水容器制造步驟中以及在制造新墨水容器期間，在將墨水填充在殼體4中之后可以將表示墨水存在的信息寫入信息存儲元件22中。這里，信息的重寫也意味著信息的寫入和更新。例如，重復使用墨水容器1的信息存儲元件22已經(jīng)存儲有表示墨水缺乏的信息。在這種情況中，可以將表示墨水缺乏的數(shù)據(jù)重寫或改寫，或者可以將表示墨水存在的數(shù)據(jù)寫入信息存儲元件22中的另一個區(qū)域中。在墨水填充過程中，如此填充墨水，即，墨水至少接觸檢測電極，并且接觸的墨水在墨水容器1的使用狀態(tài)下延續(xù)至供墨口。
這樣，即使在重復利用的墨水容器1安裝在噴墨記錄設備50上的時候，可以避免由檢測電極23所提供的信息和信息存儲元件22所提供的信息之間的不一致。即使從外觀不能知道墨水容器1是否使用過，但是可以通過讀出存儲在信息存儲元件22中的信息來容易可靠地確認墨水容器1中是否存在墨水。
最普及的噴墨記錄設備50的類型是利用多種墨水的全色類型。因此，噴墨記錄設備50裝載有多個容放有不同顏色墨水的墨水容器1，在很多情況下，不同顏色的墨水容器1的容器本體是相同的。將用于不同顏色的墨水容器1設定在預定用于相應顏色的位置中。在這種情況中，要求信息存儲元件22具有與墨水顏色相關的信息以及與墨水剩余量相關的信息。然后，噴墨記錄設備50的控制器讀取寫在信息存儲元件22中的與墨水顏色相關的信息，并且檢驗墨水容器是否被設置在正確的位置中，由此可以按要求檢測出墨水容器1的錯誤安裝。
在重復使用這種彩色記錄墨水容器1時，重新使用的墨水容器1和重新記憶的墨水容器1已經(jīng)具有寫在信息存儲元件22中的與墨水顏色相關的信息。因此，在將墨水重新填充進墨水容器1中時，從信息存儲元件22中將已經(jīng)寫在該信息存儲元件22中的與墨水顏色相關的信息讀出。這樣，不必重寫與墨水顏色相關的信息?？梢蕴畛渑c對應于關于墨水顏色的信息的顏色不同的墨水。在這種情況中，根據(jù)將要填充的墨水重寫已經(jīng)寫在信息存儲元件22中的表示墨水顏色的數(shù)據(jù)。在重新使用該墨水容器1時，需要在重新填充墨水之前清潔墨水腔室的內部。這是因為舊的墨水即使量較少但容易保留在墨水容器1中，應該避免墨水的顏色混合。即使在重新填充同色墨水時或者在情況為單色記錄并且因此信息存儲元件22沒有包含與墨水顏色相關的信息時，殘留在墨水腔室中的少量墨水也會隨著時間變質，因此需要清潔墨水腔室。
墨水剩余量檢測組件20的電氣結構不限于在圖5中所示的那種。下面將參照圖7(a)-(c)對墨水剩余量檢測組件20的電氣結構的其它實施方案進行說明。
在圖7(a)中所示的實施例中，用來連接檢測電極23的其中一個外部接觸電極24是與外部接觸電極25一樣的用于元件的觸點COM。為了檢測在檢測電極23之間流過的電流，在檢測電極23之間施加電勢差就足夠了，在這種情況中，這些電極中的一個電接地。由于信息存儲元件22的其中一個觸點接地，所以它可以通用。這樣，與在圖5中所示的實施例相比，墨水剩余量檢測組件20的用于外部連接的接觸電極的數(shù)量減小一個，因此在噴墨記錄設備側中的觸點數(shù)量可以減少一個。換句話說，在墨水容器和噴墨記錄設備之間的電連接位置數(shù)量減少，從而可以減少不正確接觸的可能性。
在圖7(b)中所示的實施例中，信息存儲元件22a具有模擬/數(shù)字處理功能。由檢測電極23提供的信息為模擬信息。如果信息存儲元件22a本身具有將模擬信息轉換成可以在信息存儲元件22a的存儲區(qū)域中處理的那種類型的數(shù)字數(shù)據(jù)的功能，則可以將由檢測電極23提供的信息直接輸入給信息存儲元件22a，并且可以在信息存儲元件22a中進行預定的模擬/數(shù)字處理，并且與墨水剩余量相關的信息可以存儲在信息存儲元件22a的存儲區(qū)域中，并且能夠通過外部接觸電極25a輸入/出噴墨記錄設備。采用這種結構，可以消除墨水剩余量檢測組件20的檢測外部接觸電極和噴墨記錄設備側的檢測觸點，因此可以減少電連接位置的數(shù)量。該信息存儲元件22a不限于單芯片結構，而是可以采用混合結構。
在圖7(c)中所示的實施例中，可以與在墨水容納腔室6中的墨水接觸的電極數(shù)量為一個。如果可以檢測到在電極之間流經(jīng)墨水的電流，則用于檢測墨水剩余量的成對電極不必設在墨水容器中。因此，在圖7(c)中所示的實施例中，將其中一個檢測電極23設置在墨水剩余量檢測組件20中，也就是說設在墨水容器中，并且將另一個檢測電極23a設置在記錄頭52的與墨水接觸的那部分中。記錄頭52具有用于噴墨的元件(未示出)，并且設有用于噴墨的各種電路，而這些電路的一部分可以用于檢測電極23a。例如，在記錄頭為如下類型時，也就是通過電熱換能元件在墨水中產(chǎn)生薄膜沸騰來使用墨水，并且利用薄膜沸騰所產(chǎn)生的氣泡的壓力來噴射墨水，在很多情況下，電熱換能元件的表面設有作為抗空化膜的Ta膜。Ta膜可以用作一個檢測電極23a，也就是要設置在記錄頭52中的電極23a。利用這種結構，可以進一步減少墨水剩余量檢測組件20的電極數(shù)量。
在圖7(a)-(c)中，通過物理接觸來在墨水容器和噴墨記錄設備之間進行信息傳送。但可以是非接觸類型。圖8示出這樣一個實施例。
圖8所示的墨水剩余量檢測組件30利用所謂的RF-ID(射頻識別)并利用幾個GHz量級的高頻無線電波(微波)進行非物理接觸的信息傳送。設置一個天線部分34，用于在一對檢測電極33、信息存儲元件32、信息存儲元件32和噴墨記錄設備之間進行通訊。將檢測電極33、信息存儲元件32和天線部分34設置在支撐基板(未顯示)上。檢測電極33和信息存儲元件32設置在支撐基板的一側上，從而不會物理性地暴露在墨水容器的外面。將天線部分34設置在與具有檢測電極33和信息存儲元件32的一側相對的側面上，以減少墨水容器中的墨水對無線電波的高頻能量的吸收。另一方面，噴墨記錄設備設有天線部分36，用于在墨水剩余量檢測組件30和它之間發(fā)送和接收信息。
如圖8(b)所示，信息存儲元件32包括存儲區(qū)域32c，用于存儲墨水容器固有的信息和/或與墨水剩余量有關的信息；模擬/數(shù)字處理部分32a，用于將來自檢測電極33的模擬信息轉換為數(shù)字信息；RF部分(高頻處理部分)32d，與天線部分34相連，用于將RF信號轉換為數(shù)字信號以及用于將數(shù)字信號轉換為RF信號；邏輯部分32b，用于將模擬/數(shù)字處理部分32a所轉換的數(shù)字信息類型轉換為與墨水剩余量有關的數(shù)據(jù)類型，用于將與墨水剩余量有關的轉換數(shù)據(jù)寫入存儲區(qū)域32c，用于將與墨水剩余量有關的轉換數(shù)據(jù)發(fā)送至RF部分32d，以及用于控制在模擬/數(shù)字處理部分32a、存儲區(qū)域32c和RF部分32d之間的信號發(fā)送和接收。
圖8(b)所示的信息存儲元件32的結構與圖7(b)、(c)所示的信息存儲元件的結構類似，但是設置有RF部分32d。圖7(b)和(c)所示的信息存儲元件包括用于與觸點連接的導線，代替圖8(b)的RF部分32d。
通過上述用于非接觸式信號發(fā)送和接收的結構，消除了用于在墨水剩余量檢測組件30和噴墨記錄設備之間傳輸信息所必須的接觸結構，從而可以實現(xiàn)簡單的結構，墨水剩余量檢測組件30的位置自由程度也獲得了明顯的改善。
在前面的非物理式接觸類型的描述中，使用了利用GHz量級的高頻無線電波的RF-ID作為信息存儲元件?？梢允褂猛ㄟ^利用高頻電磁感應的電磁感應連接的RF-ID，當然其緊湊性沒有利用高頻無線電波的RF-ID那么好。在這種情況下，信息存儲部件的優(yōu)勢與墨水剩余量檢測部件的結合在一起。當使用電磁感應的時候，天線部分是環(huán)形線圈天線。
當具有模擬/數(shù)字處理功能的信息存儲元件用作結合圖7(b)、(c)和圖8所描述的信息存儲元件的時候，信息存儲元件自身可以切換存儲區(qū)域中的存儲方法，并可以根據(jù)墨水容器的剩余量信息切換判定算法。這樣，當例如不僅在僅檢測存在/不存在的時候逐步地檢測墨水剩余量時可以有效的利用有限的存儲區(qū)域。結果，可以使信息存儲元件的存儲器尺寸小，因此可以節(jié)約成本，可以減小墨水剩余量檢測組件的尺寸。
針對本發(fā)明可以使用的墨水容器進行描述。在前面的實施方案中，墨水容器1具有墨水容納腔室6和負壓產(chǎn)生構件容納腔室5(圖1)，但是本發(fā)明不限于這個實施例。
圖9是使用本發(fā)明的墨水容器的剖視圖。圖9所示的墨水容器60，殼體的整個內部空間用于直接容納墨水(墨水容納腔室65)。墨水容器60的底壁設有供墨口62，用于將墨水供入記錄頭(未顯示)。供墨口62設有彈性閥薄膜63。當將墨水容器60安裝在噴墨記錄設備(未顯示)上時，僅在其中插入墨水排放管(未顯示)時彈性閥薄膜63開放，由此防止在墨水容器60沒有安裝在噴墨記錄設備上時墨水從墨水容器60中泄漏。
墨水容器60的底壁設有負壓產(chǎn)生結構64，用于在墨水容納腔室65中產(chǎn)生負壓。負壓產(chǎn)生結構64包括在墨水容器60的外表面中形成的第一凹槽64a、在墨水容器60的內表面上形成的第二凹槽64b，以及用于將凹槽64a、64b彼此連接的互連通道64c。例如互連通道64c可以是蜿蜒的通道。墨水容器60的內壓低于外壓，墨水在第二凹槽64b中形成彎液面，并保持在墨水容納腔室65中。當隨著墨水的消耗內壓降低時，空氣通過互連通道引入到墨水容納腔室65中，從而使墨水容納腔室65的內部保持為預定的負壓。
將墨水剩余量檢測組件61安裝在墨水容器60的側壁上。該墨水剩余量檢測組件61可以為上述類型中的任一種，并且如此安裝，即，檢測電極(未示出)接觸著在墨水容納腔室65中的墨水。在墨水剩余量檢測組件61按照這樣的方式安裝在墨水容器60的側壁上時，可以通過在使用中的墨水容器60的取向中選擇墨水剩余量檢測組件61相對于垂直方向的安裝位置來正確確定將要檢測的墨水缺乏的墨水液面高度。可以將三個或多個檢測電機安裝在不同高度位置處，以便不會破壞墨水剩余量檢測組件61的緊湊性優(yōu)點。然后，通過檢測在相應檢測電極之間的導電狀態(tài)，從而可以逐步地檢測中間墨水剩余量，包括中間液位。
圖10為采用了本發(fā)明的墨水容器的剖視圖。在圖10的實施例中，整個殼體內部為容納著用于保持墨水的負壓產(chǎn)生構件74的負壓產(chǎn)生構件容納腔室75。墨水容器70其結構與從中省去了墨水容納腔室6的圖1所示的墨水容器1的結構基本上相同，因此省略了其詳細說明。
在該實施例中，墨水剩余量檢測組件71安裝在墨水容器70的側壁上。與圖9的實施例類似，本實施例的墨水剩余量檢測組件71可以采用上述實施方案中的任一個，并且將檢測電極(未示出)安裝成接觸著在負壓產(chǎn)生構件容納腔室75中的墨水。通過采用三個或多個檢測電極，從而與圖9的實施例類似，這些電極可以安裝用于逐步墨水剩余量檢測。但是在該實施例中，墨水在其被吸收在負壓產(chǎn)生構件74中的狀態(tài)下接觸著檢測電極。需要在檢測電極周圍形成如圖3所示的毛細管溝槽，并且恰當選擇負壓產(chǎn)生構件74的毛細作用力和毛細管溝槽的毛細作用力，從而在檢測電極之間的電連接在墨水容器70中的墨水處于所要求高度處時打開。在圖10中所示的結構可以用于圖1的墨水容器1。
圖11為根據(jù)本發(fā)明再一個實施方案的墨水剩余量檢測組件的周圍結構的剖視圖。在圖11所示的墨水容器80中，墨水剩余量檢測組件81設置在供墨口86中。墨水腔室80a可以直接容納墨水，或者可以通過負壓產(chǎn)生構件利用吸收來保持墨水。在供墨口86內部，在靠近墨水腔室80a的端部處設有一過濾器88，并且在出墨側端部處設有彈性閥薄膜89，從而在過濾器88和彈性閥薄膜89之間限定中間腔室87。
將墨水剩余量檢測組件81如此固定在墨水容器80上，即，支撐基板82的一側的一個端部向中間腔室87的內部暴露，并且另一側的一部分向墨水容器80的外部暴露出。在支撐基板82的伸入到中間腔室87中的一側的區(qū)域中形成檢測電極84。信息存儲元件83承載在支撐基板82的一個表面上，并且由密封劑密封。支撐基板82的向墨水容器80的外面暴露出的另一側的區(qū)域具有用于與外面電連接的外部接觸電極85。在墨水剩余量檢測組件81和墨水容器80之間的間隙由粘合劑材料密封。采用這種結構的墨水剩余量檢測組件81，可以檢測在墨水容器80中的墨水剩余量，并且可以存儲與墨水剩余量相關的信息。
為了進一步確保本發(fā)明的有益效果，將檢測電極設置在與墨水量對應的位置處，在該處將檢測剩余量，并且將墨水填充成接觸著檢測電極，并且填充墨水延續(xù)至供墨口附近。這適用于將墨水重新填充進重復使用的墨水容器中的情況。
盡管已經(jīng)參照在這里所披露的結構對本發(fā)明進行了說明，但是本發(fā)明不限于所給出的這些細節(jié)，本申請旨在覆蓋落入本發(fā)明的改進目的或者所附權利要求的范圍內的這些改進或者改變。
權利要求
1.一種能夠安裝在墨水容器上的墨水剩余量檢測組件，其用于檢測在用于噴墨記錄的墨水容器中的墨水剩余量，所述墨水剩余量檢測組件包括一支撐基板；至少一個設在所述支撐基板的一側上的檢測電極；設在所述支撐基板的所述一側上的可讀寫的非易失性信息存儲部件；以及設在所述支撐基板上的信息傳遞部件，用于向外面發(fā)送根據(jù)所述檢測電極是否與墨水接觸而提供的與墨水剩余量相關的信息，并且用于從外面接收將要寫入所述信息存儲元件中的信息。
2.如權利要求1所述的墨水剩余量檢測組件，其特征在于，所述信息傳遞部件包括與所述檢測電極電連接的檢測外部接觸電極，以及與所述信息存儲元件電連接的元件外部接觸電極。
3.如權利要求1所述的墨水剩余量檢測組件，其特征在于，所述信息存儲部件包括用于將由所述檢測電極提供的模擬信息轉換為數(shù)字信息的模擬/數(shù)字處理部分，以及用于存儲與墨水剩余量有關的信息的存儲區(qū)域。
4.如權利要求3所述的墨水剩余量檢測組件，其特征在于，所述信息傳遞部件包括設置在所述一側的相對側上并且與所述信息存儲元件電連接的元件外部接觸電極。
5.如權利要求3所述的墨水剩余量檢測組件，其特征在于，所述信息傳遞部件具有天線部分，用于利用高頻電磁感應或者高頻無線電波來進行非接觸式的信息發(fā)送和接收，而且所述信息存儲部件包括一個高頻處理部分，用于使由所述模擬/數(shù)字處理部分提供的數(shù)字信息和高頻信號相互轉換。
6.一種墨水容器，它包括用于容納墨水的墨水腔室；用于將墨水從所述墨水腔室供入記錄頭的供墨口；如在權利要求1-5中任一項中所限定的墨水剩余量檢測組件；所述墨水容器還包括構成所述墨水腔室的外壁和所述供墨口的殼體構件，其中，將所述墨水剩余量檢測組件安裝在所述殼體構件上，并且使所述檢測電極暴露于所述墨水腔室的內部。
7.如權利要求6所述的墨水容器，其特征在于，將墨水如此地容納在所述墨水腔室中，即，墨水與所述檢測電極接觸，并且與所述檢測電極相接觸的墨水延續(xù)至所述供墨口。
8.如權利要求6或者7所述的墨水容器，其特征在于，將所述墨水剩余量檢測組件安裝成使得具有所述信息存儲部件的一側面對所述墨水腔室。
9.如權利要求6、7或者8所述的墨水容器，其特征在于，所述殼體構件設有與所述一個檢測電極或者多個檢測電極的數(shù)量和位置相對應的一個通孔或者多個通孔，并且將所述墨水剩余量檢測組件安裝成使得所述一個檢測電極或者多個檢測電極與所述一個通孔或者多個通孔相對應。
10.一種噴墨記錄設備，用于使用記錄頭在記錄材料上進行記錄，該記錄頭用于將從如在權利要求6-9中任一項所限定的能夠以可拆卸的方式安裝到所述噴墨記錄設備上的墨水容器中供應的墨水噴射出，所述設備包括用于以可拆卸的方式保持所述墨水容器的保持部分；以及設備側信息傳遞部件，用于通過安裝在所述墨水容器上的所述墨水剩余量檢測組件的所述信息傳遞部件在自身和所述墨水剩余量檢測組件之間發(fā)送和接收信息。
11.一種噴墨記錄設備，用于使用記錄頭在記錄材料上進行記錄，該記錄頭用于將從設置有如權利要求2、3或4中所限定的墨水剩余量檢測組件的所述墨水容器供應的墨水噴射出，其中，所述墨水容器能夠以可拆卸的方式安裝到噴墨記錄設備上，所述設備包括用于以可拆卸的方式保持所述墨水容器的保持部分；以及設備側信息傳遞部件，用于通過安裝在所述墨水容器上的所述墨水剩余量檢測組件的所述信息傳遞部件在自身和所述墨水剩余量檢測組件之間發(fā)送和接收信息；其中，所述墨水容器包括構成用于容納墨水的墨水腔室的外壁的殼體構件，將所述墨水剩余量檢測組件安裝到所述殼體構件上，并且使所述檢測電極暴露于所述墨水腔室的內部；觸點，用于在將所述墨水容器安裝在所述保持部分中時與外部接觸電極接觸，該外部接觸電極設在所述墨水剩余量檢測組件的所述支撐基板的所述一個側面的相對側面。
12.一種噴墨記錄設備，用于使用記錄頭在記錄材料上進行記錄，該記錄頭用于將從設置有如權利要求5所限定的墨水剩余量檢測組件的所述墨水容器供應的墨水噴射出，其中，所述墨水容器能夠以可拆卸的方式安裝到噴墨記錄設備上，所述設備包括用于以可拆卸的方式保持所述墨水容器的保持部分；以及設備側信息傳遞部件，用于通過安裝在所述墨水容器上的所述墨水剩余量檢測組件的所述信息傳遞部件在自身和所述墨水剩余量檢測組件之間發(fā)送和接收信息；其中，所述墨水容器包括構成用于容納墨水的墨水腔室的外壁的殼體構件，將所述墨水剩余量檢測組件安裝到所述殼體構件上，并且使所述檢測電極暴露于所述墨水腔室的內部；所述設備側信息傳遞部件包括用于在自身和所述墨水剩余量檢測組件天線部分之間發(fā)送和接收信息的設備側天線部分。
13.一種用于墨水容器的制造方法，該墨水容器包括在內部容納墨水的墨水腔室和將墨水從墨水腔室供入記錄頭的供墨口，所述方法包括制備構成所述墨水腔室的外壁和所述供墨口的殼體構件的步驟，其中，將如權利要求1-5中任一項所限定的所述墨水剩余量檢測組件安裝到所述墨水腔室上，并且使所述檢測電極暴露于所述墨水腔室的內部；將墨水填充進所述墨水腔室的步驟；以及將表示墨水存在的信息寫入所述墨水剩余量檢測組件的所述信息存儲部件中的步驟。
14.如權利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述填充步驟如此填充墨水，即，使墨水接觸所述檢測電極，并且與所述檢測電極接觸的墨水延續(xù)至所述供墨口。
15.如權利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述信息存儲部件具有已經(jīng)寫入的表示墨水缺乏的信息，并且所述寫入步驟更新已經(jīng)寫入的信息。
16.如權利要求13-15中任一項所述的制造方法，還包括將與要填充的墨水顏色相關的信息寫入所述墨水剩余量檢測組件的所述信息存儲部件中的步驟。
17.如權利要求13、14或15所述的制造方法，其特征在于，所述信息存儲部件具有已經(jīng)寫入的與墨水顏色相關的信息，并且所述墨水填充步驟填充所述顏色的墨水。
18.如權利要求13、14或15所述的制造方法，其特征在于，所述信息存儲部件具有已經(jīng)寫入的與墨水顏色相關的信息，并且所述填充步驟填充顏色與所述已經(jīng)寫入的顏色不同的墨水，以及所述方法還包括更新與墨水顏色相關的信息的步驟。
全文摘要
一種能夠安裝到墨水容器上的墨水剩余量檢測組件，用于檢測在用于噴墨記錄的墨水容器中的墨水剩余量，所述墨水剩余量檢測組件包括一支撐基板；至少一個設在所述支撐基板的一側上的檢測電極；以及設在所述支撐基板的所述一側上的可讀寫的非易失性信息存儲部件；以及設在所述支撐基板上的信息傳遞部件，用于向外面發(fā)送根據(jù)所述檢測電極是否與墨水接觸而提供的與墨水剩余量相關的信息，并且用于從外面接收將要寫入所述信息存儲元件中的信息。
文檔編號B41J2/175GK1704246SQ2005100748
公開日2005年12月7日 申請日期2005年6月3日 優(yōu)先權日2004年6月3日
發(fā)明者山本肇 申請人:佳能株式會社