CN101044024B - 墨水容器和喷墨记录设备 - Google Patents

Abstract

一种用于容纳液体的液体容器，它包括光路形成构件，用于形成光路，以便将在液体容器的预定位置处从外面接收到的光引导至操作部分，该光路形成构件构成一部分液体容器，使得操作部分通过由光路引导的光来发光。

Description

墨水容器和喷墨记录设备

技术领域

本发明涉及一种液体存储容器例如墨水容器以及采用液体存储容器的喷墨记录设备。更具体地说，本发明涉及用于指明特定液体容器以将该特定容器的预定状况告知用户的结构布置。

背景技术

喷墨记录方法是通过从记录头的微孔喷射出墨滴从而让墨滴着落在记录介质上来打印出所期望图像的方法。在彩色打印领域中，使用了四种不同颜色墨水即黑色、青色、品红色和黄色墨水的彩色打印机已经是主流彩色打印机。但是近年来，为了改善图像质量和色彩再现性，除了这四种颜色墨水之外已经开始使用上述原始四种颜色墨水之外的墨水。例如，在用于打印高品质图像例如照片图像的打印机领域中，为了改善打印机在再现自然色彩中的微妙变化的等级，除了原始色彩之外已经开始使用在着色材料浓度方面比上述原始青色和品红色墨水更低的青色和品红色墨水例如染料。另外，在一些情况中，为了扩大用彩色打印机可以再现的色彩范围以进一步改善打印机的色彩再现性，除了原始色彩之外使用了与上述四种原始颜色墨水色彩不同的墨水。

随着用于成像的墨水种类如上所述增加，所有的墨水容器数量也增加，由此由于以下原因使之难以从在其中的墨水性能方面不同的许多墨水容器之中选择出正确的墨水容器。也就是说，不仅存在太多在色彩和其他性能方面不同的墨水，而且墨水容器所叫的墨水名称和/或色彩名称也彼此相近。例如，除了原始青色和品红色墨水之外专门用于照片打印的青色和品红色墨水被称为照片青色和照片品红色以暗示其照片用途，或者淡青色和淡品红色以暗示其更低的着色材料浓度。换句话说，辅助(附加)墨水往往使用包含用于原始墨水即青色或品红色名称的色彩名称的名称。而且，打印在用于辅助色彩墨水的墨水容器的识别标签上的色彩条颜色往往非常接近用于相应原始色彩墨水的墨水容器的色彩。

对于其中必须从多个墨水容器之中表示出特定墨水容器的情况而言，例如存在这样一种情况，其中在成像设备中的墨水容器中的一个(或多个)已经耗尽了墨水，因此必须指出该墨水容器，从而能够将它更换。在这种情况中，即在墨水容器中的墨水量低于不能令人满意地进行记录的预定数值时，通常打印机使用一些方法(例如在日本特许公开专利申请8-043174中所披露的方法)检测出在墨水容器中的墨水已经耗尽，并且打印机通过主机等将所检测出的结果告知用户。然后，用户找出所要更换的墨水容器的标识，并且用相同的替换墨水容器更换它。通常，用户根据在所要更换的墨水容器上的标签上的字母或色条来找到所要更换的墨水容器标识。

但是，存在大量墨水容器类型，还有相当难以在墨水容器标签上的标识条的标识字母或颜色方面类似的两个墨水容器之间进行区分，因此识别出墨水容器的任务对用户而言有些麻烦，或者使得用户识别出墨水容器所花的时间更长。另外，对于视力下降的用户例如老年用户或者不熟悉打印机操作的用户而言，非常难以从在墨水容器标签的识别条字母或颜色方面类似的大量墨水容器中找出正确的墨水容器。

日本特许公开专利申请2000-015837披露了一种构思作为上述问题的其中一种解决方案。根据该构思，打印机的主组件设有多个发光构件例如LED，它们与打印机所采用的多个墨水容器一一对应，从而与所要更换的墨水容器即其中的墨水量非常低的墨水容器对应的发光构件能够点亮以将所要更换的墨水容器告知用户。

该结构布置实际上与通过主机将所要更换的墨水容器告知用户的上述方法相同。也就是说，它仅仅将在已经耗尽墨水的墨水容器中的墨水色彩告知用户。换句话说，在该结构布置的情况中，在每 个发光构件和相应的墨水容器之间存在一定距离。因此，它只能在其中墨水色彩方面指出哪个墨水容器要更换；它不能直接指出所要更换的墨水容器。因此，难以解决上述问题。而且，即使在用户记住在每个发光构件和相应墨水容器之间在位置和标识方面的关系的情况下，用户也相当难以固定该存储器，因为墨水容器更换周期相对较长例如几个月一次。

日本特许公开专利申请2002-301829披露了为打印机配置多个用于将在相应墨水容器中的墨水量警告用户的灯。这些灯一对一地设置在墨水容器自身上，或者设在位于墨水容器安放空间附近的打印机主组件的墨水容器锁紧杆上。根据该申请，用户能够直接识别出点亮了在打印机主组件侧上的墨水剩余量警示灯的墨水容器，因为警示灯位于点亮了警示灯的墨水容器上或其附近。因此，用户更容易知道特定墨水容器缺墨。

但是，日本特许公开专利申请2002-311829所披露的结构布置即将警示灯设置在每个在墨水容器安装好时都将位于相应墨水容器附近的墨水容器锁紧杆上的结构布置只能适用于其中每个锁紧杆将位于相应墨水容器安放空间附近的设备。换句话说，该结构布置不能应用于大范围的设备。显然，可以能够改变该结构布置以使之广泛适用。例如，可以将警示灯设置在其上安装有墨水容器的滑架的结构部件上。但是该变型产生出这样一个问题。即，在滑架规格和滑架设计方面的变化使之难以将所有警示灯设置成足够靠近相应的墨水容器，从而造成这样的情况，其中在给定灯亮起时，不能直接识别出与亮灯对应的墨水容器。另外，为实现上述目的而改变滑架设计，这样就减小了在滑架设计中的自由度。

发明内容

本发明用来解决上述问题，并且其主要目的在于提供液体存储容器例如墨水容器和喷墨记录设备的组合，它能够将容器的预定情况、标识和位置直接显示给用户，同时结构简单。

使之能够实现上述目的的本发明的特征在于，用于存储液体的液体容器，该容器需要将其预定状态告知用户，其一部分或多个部分包括光路，用于将在预定位置处由外部发光源发出的光引导至液体存储容器的手指放置部分(突舌部分)(用于操作液体存储容器)以照亮手指放置部分(突舌部分)。

另外，涉及采用了用于存储墨水的墨水容器的喷墨记录设备的本发明包括用于安装墨水容器的构件，并且使用用于将从墨水容器提供的墨水喷射出的记录头来记录图像，其特征在于该喷墨记录设备还包括控制装置和安装在上述墨水容器安装构件上的单个或多个发光构件，并且每个墨水容器的一部分或多个部分包括用于将从发光构件接收到的光引导至液体存储容器的上述手指放置部分(突舌部分)的光的光路，并且控制装置通过接通发光元件来照亮手指放置部分(突舌部分)，从而来自发光构件的光通过行进穿过光路来照亮手指放置部分(突舌部分)。

本发明的上述液体容器可以为墨水容器，该墨水容器及上述喷墨记录设备可以采用如下技术方案。

一种墨水容器，该墨水容器能够被能够拆装地安装于支架，所述墨水容器包括：容纳部，其用于容纳墨水；杆构件，其从所述容纳部延伸。所述杆构件设置有能够用于相对于所述支架安装和拆卸所述墨水容器的操作部，所述杆构件包括芯部和包覆部，所述芯部的材料的折射率比所述包覆部的材料的折射率大，所述包覆部被设置成包围着所述芯部，所述杆构件构成从入光端延伸至位于所述操作部的露光端的光路，所述光路引导在所述入光端接收的光以在所述操作部处发射所述光。

在上述墨水容器中，由包围着所述芯部的空气提供所述包覆部。

一种喷墨记录设备，其包括：主组件，其包括喷墨记录头和支架；用于容纳墨水的墨水容器，所述墨水将被供给至所述喷墨记录头，所述墨水容器被能够拆装地安装于所述支架，并且所述墨水容器包括用于容纳墨水的容纳部和从所述容纳部延伸的杆构件，所述 杆构件设置有能够用于相对于所述支架安装和拆卸所述墨水容器的操作部。所述杆构件包括芯部和包覆部，所述芯部的材料的折射率比所述包覆部的材料的折射率大，所述包覆部被设置成包围着所述芯部，所述杆构件构成从入光端延伸至位于所述操作部的露光端的光路；发光部，其用于选择性地发光，所述入光端从所述发光部接收光，所述光路引导所接收的光以在所述操作部处发射所述光。

在上述喷墨记录设备中，由包围着所述芯部的空气提供所述包覆部，所述入光端是所述杆构件的基部的光接收面，所述发光部与所述光接收面相对设置。

一种墨水容器，该墨水容器能够被能够拆装地安装于支架，所述墨水容器包括：容纳部，其用于容纳墨水；杆构件，其从所述容纳部延伸，其中，所述杆构件设置有能够用于相对于所述支架安装和拆卸所述墨水容器的操作部；由芯部和包覆部提供的光路，所述芯部的材料的折射率比所述包覆部的材料的折射率大，所述包覆部被设置成包围着所述芯部，所述光路从入光端经过所述墨水容器的底侧延伸至位于所述操作部的露光端，所述光路引导在所述入光端接收的光以在所述操作部处发射所述光；棱镜，其被设置于所述容纳部并且在所述底侧构成所述光路的一部分，所述棱镜起光学开关的作用，以依据设置所述棱镜的所述容纳部中的墨水的量遮断和连接所述光路。

一种喷墨记录设备，其包括：墨水容器，所述墨水容器包括容纳部、棱镜和杆构件，所述容纳部用于容纳墨水，所述棱镜用于检测所述容纳部中的墨水的剩余量，所述杆构件从所述容纳部延伸，所述杆构件设置有能够用于相对于支架安装和拆卸所述墨水容器的操作部，主组件，所述主组件包括喷墨记录头、所述支架、第一发光部和光接收部，多个所述墨水容器能够安装至所述支架，以向所述喷墨记录头供墨，所述第一发光部用于向所述棱镜发射光，所述光接收部用于接收由所述棱镜反射的光；所述支架设置有：第二发光部，该第二发光部能够被选择性地致动；和支架侧第一光路，其用于将来自所述第二发光部的光传输至被安装至所述支架的所述墨水容器；由如下光路通过所述支架侧第一光路引导来自所述第二发 光部的光：由芯部和包覆部提供该光路，所述芯部的材料的折射率比所述包覆部的材料的折射率大，并且所述包覆部被设置成包围着所述芯部，所述光路从入光端经过所述墨水容器的底侧延伸至位于所述操作部的露光端，并且所述光路引导在所述入光端接收的光以在所述操作部处发射所述光，所述棱镜在所述底侧构成所述光路的一部分，所述棱镜起光学开关的作用，以依据设置所述棱镜的所述容纳部中的墨水的量遮断来自所述第二发光部的光和允许来自所述第二发光部的光到达所述操作部。

在上述墨水容器中，其特征在于，所述支架设置有支架侧第二光路，当所述墨水容器被安装至所述支架时，所述支架侧第二光路被所述墨水容器挡住，当所述墨水容器未被安装至所述支架时，允许来自所述第二发光部的光到达所述支架侧第二光路的光入口和所述支架侧第二光路的发光端。

通过设置上述结构布置，随着作为液体存储容器的其中一个墨水容器中的墨水剩余量低于临界数值，则检测出该墨水容器的状况。在检测出该状况时，没有位于墨水容器上的发光构件接通，并且来自发光构件的光穿过墨水容器的光路引导至墨水容器的手指设置部分(突舌部分)。因此，将突舌部分照亮，从而将墨水容器的预定状况例如在墨水容器中的墨水剩余量低于临界数值告知用户。在采用了多个液体容器的喷墨记录设备的情况中，只有处于预定状况中的墨水容器的突舌部分能够被照亮。另外，每个液体存储容器自身的一部分或多个部分用来照亮突舌部分，从而使之能够简化用于照亮突舌部分的结构布置。

通过结合附图阅读本发明优选实施方案的以下说明将更加了解本发明的这些和其他目的、特征和优点。

附图说明

图1为在本发明第一种实施方案中的喷墨打印机的示意性透视图，显示出其主要部分。

图2为在本发明第一种实施方案中的墨水容器支架和其中的墨水容器的示意性剖视图。

图3为在图2中所示的墨水容器的示意性剖视图，显示出其总体结构。

图4为在图2中所示的支架的示意性剖视图，显示出其总体结构。

图5(a)和5(b)为在第一种实施方案中在检测墨水容器中的墨水剩余量中所涉及的在图2中所示的墨水容器的棱镜及其附近的剖视图。

图6为在本发明第一种实施方案中的墨水容器支架和其中的墨水容器的示意性剖视图，显示出在检测出在墨水容器中的墨水剩余量已经低于预定数值时用于照亮墨水容器的突舌部分的结构布置。

图7(a)和7(b)为墨水容器支架和其中的墨水容器的侧透视图，显示出由于已经检测出在墨水容器中的墨水剩余量已经低于预定数值所以其中一个墨水容器的突舌部分正在被照亮。

图8为一示意性剖视图，显示出在本发明第一种实施方案中用于拆除墨水容器的过程。

图9为一示意性剖视图，也显示出在本发明第一种实施方案中用于拆除墨水容器的过程。

图10(a)-10(d)为剖视图，显示出光路的层状结构。

图11为光路的透视幻影图，显示出光传输穿过光路。

图12为在本发明第二种实施方案中的墨水容器支架和其中的墨水容器的示意性剖视图。

图13为在图12中所示的墨水容器的示意性剖视图，显示出其总体结构。

图14(a)-14(c)用于说明在本发明第二种实施方案中的光学开关的操作尤其是用于检测墨水剩余量的操作。

图15(a)-15(c)用于说明在本发明第二种实施方案中的光学开关的操作尤其是光路完成。

图16(a)-16(c)用于说明在本发明第二种实施方案中在光路和墨水容器的手指放置部分(突舌部分)之间的关系。

图17用于说明在本发明第二种实施方案中如何通过光学开关检测出墨水剩余量。

图18为从中已经拆除了墨水容器的在本发明第二种实施方案中的墨水容器支架的示意性剖视图。

图19(a)和19(b)显示出从中已经拆除了墨水容器的在本发明第二种实施方案中的墨水容器支架。

具体实施方式

下面将参照这些附图对本发明的优选实施方案进行详细说明。

(实施方案1)

图1为作为根据本发明的成像设备的本发明第一种实施方案的打印机的透视图。在图1中所示的喷墨打印机300具有导螺杆304和导轴305，它们相互平行地安装在打印机的主体框架上。该打印机300还设有墨水容器支架200，通过它可拆卸地保持着记录头和用来存储要提供给记录头的多个墨水容器。该支架200可动地安装在导螺杆304和导轴305上。更具体地说，支架200可拆卸地安装在滑架302上，该滑架302可动地安装在导螺杆304和导轴305上，从而能够通过用来自马达(未示出)的驱动力使导螺杆304转动来使滑架302运动。换句话说，在滑架302运动时，支架200也运动。在支架运动时，记录头扫描记录介质例如一张纸的表面，同时进行喷墨。因此，在记录介质上记录图像。

打印机300如此构成，从而记录介质沿着与记录头扫描记录介质表面的方向垂直的方向输送穿过打印机。该打印机设有用来将记录纸张306输送给在其中通过记录头扫描作为记录介质的记录纸张的区域的供纸辊307。供纸辊307设置在扫描区域在记录纸张306输送的方向上的上游侧上。打印机还设有一对排纸辊308，用于在通过记录头对记录纸张306进行成像扫描之后排出记录纸张306。排纸 辊308位于扫描区域的下游。供纸辊307和这些排纸辊308由未示出的马达转动。

为了更详细说明用于在记录纸张306上形成图像的过程，在记录头正在扫描记录纸张306的表面时，从记录头喷射出的墨滴着落在面对着记录头的记录纸张306的表面上。因此，在记录纸张306的表面上形成图像。更具体地说，使得记录头沿着与记录纸张306输送方向垂直的方向扫描记录纸张306的表面的过程和通过供纸辊307和排纸辊308将记录纸张输送预定距离的过程交替重复。因此，逐渐在记录纸张306的整个表面上形成图像。

接下来，将对在本发明第一种实施方案中用于将在上述喷墨打印机中的每个墨水容器中剩余的墨水量告知用户的结构布置进行说明。

图2为支架200和在支架200中作为液体存储容器的墨水容器100的剖视图。图3为在图2中所示的墨水容器100的剖视图，显示出其总体结构。图4为在图2中所示的支架200的剖视图，显示出其总体结构。

如上所述，墨水容器100可拆卸地安装在支架200中，并且存储着要提供给记录头的墨水。更具体地说，参照图2，为了将墨水容器100正确安装到支架200中，首先要将墨水容器100的墨水容器定位(锁紧)突起5装配到支架200的墨水容器定位孔22(凹槽)中。然后，按照使墨水容器绕着墨水容器100的上述突起5转动的方式将墨水容器100推入到支架200中，从而完成将墨水容器100安装到支架200中。墨水容器100的转动快结束时，墨水容器100的墨水出口6与支架200的供墨通道24接合。还有，在墨水容器100的转动快结束时，墨水容器100的操纵杆2弹性弯曲，从而使其爪4接合到支架200的操纵杆锁紧孔23(凹槽)中，从而将墨水容器100固定在支架200上。

另外，在将墨水容器100安装到支架200中的安装快结束时，在发光构件21例如LED和墨水容器100的操纵杆2设置的光路之间 的位置关系变得如此，从而操纵杆的用来放置手指以便操作操纵杆2的部分(在下面将简称为突舌部分)能够被来自发光构件21的光照亮。光源13和传感器14位于打印机的主组件侧上，并且位于在支架200的运动范围中的预定位置处，从而在支架200运动到与上述预定位置对应的位置时，在光源13、传感器14和墨水容器100的棱镜12之间的位置关系变得如此，从而能够通过它们检测出在墨水容器100中的墨水剩余量。

墨水容器(内部)结构

参照图2和3，墨水容器100包括液体存储部分1A和1B。液体存储部分1A包含用来保持墨水11的吸收构件7。该液体存储部分1A和1B通过位于墨水容器100的底壁附近的通道相互连接。为了更详细说明，随着在墨水存储部分1A中的墨水被消耗用于记录，在液体存储部分1B中的墨水通过上述通道进入液体存储部分1A，同时空气进入液体存储部分1B；在墨水存储部分1B中的墨水与在液体存储部分1A中的空气交换。另外，随着在液体存储部分1A中的空气与在液体存储部分1B中的墨水交换，通过位于墨水容器100的顶部中的通气管8将大气吸入到液体存储部分1A中。墨水容器100还设有墨水出口6，它安装在液体存储部分1A的底壁上以给记录头供墨。如下面更详细描述的一样，液体存储部分1A和1B为通过将采用注塑成型方法用透明塑料形成的多个部件粘接在一起而制成的墨水容器的中空部分。使用透明塑料作为容器材料的原因在于能够采用光学方法用棱镜检测在容器中的墨水剩余量。顺便说一下，墨水容器的所有部件不必由透明物质形成。显然可以接受的是，只是形成透明物质部件，光必须透射穿过它或者从棱镜透射穿过。

另外，墨水容器100设有用于检测在墨水存储部分1B中的墨水11量的棱镜12；墨水容器100的液体存储部分1B的底壁设有棱镜12。

墨水容器(外部)结构

参照图2和3，如前面所述一样墨水容器100还设有具有爪4的 操纵杆2和用于使墨水容器100与支架200接合的接合突起5。操纵杆2设有手指放置部分3(这在下面将简称为突舌部分)，在那里用来在墨水容器100的安装或拆卸期间放置用户的手指(或者拇指)，并且还设有用于将来自墨水容器100的底部的光引导至突舌部分3的光路10。

支架结构

支架200能够可拆卸地安装在滑架302上。参照图2和4，支架200设有用于将墨水从墨水容器100的墨水出口6引导至记录头的墨水通道24和用于防止杂质从外面进入墨水通道24的过滤器25。在支架200的底壁上，记录头(未示出)如此安装，从而它与墨水通道24连接。支架200还设有墨水容器定位(锁紧)孔22和23(凹槽)，墨水容器100的爪4和突起5分别接合到其中以将墨水容器100锁在支架200上，同时使墨水容器100相对于支架200精确定位。

另外，支架200设有多个发光构件21，在其中每一个附近设有相应光路10的纵向端部以引导由相应发光构件21发出的光。

从记录头喷射出墨水，在墨水容器100中的墨水11被消耗，并且以预定的定时(例如在每次完成一页或一项任务时)检查在墨水容器100中剩余的墨水量。更具体地说，在该实施方案中，使用棱镜12来以光学方式检测墨水剩余量是否落入预定数值之下。顺便说一下，可以通过除了在该实施方案中所采用的方法之外的其中一种已知方法来检测出墨水剩余量。例如，可以统计出墨水喷射的次数，并且将它累计存储在打印机的主组件或者墨水容器100所配备的存储介质例如RAM中，并且可以根据累计墨水喷射计数计算出墨水剩余量。为了精确度更高，在使用棱镜12的这个实施方案中的墨水剩余量检测方法可以与根据累计喷墨计数来计算出墨水剩余量的这个方法结合使用。

通过棱镜检测缺墨状况

图5(a)和5(b)为在图3中的平面A-A处的墨水容器100的示意性剖视图，说明了在该实施方案检测墨水剩余量所基于的原理。图 5(a)显示出其中在墨水容器100中存在足够多的墨水的情况，并且图5(b)显示出其中墨水容器100缺墨(实际上缺墨)的情况。

在这些附图中，n0表示空气的折射率，并且n1表示液体存储部分1B的壁材料的折射率(顺便说一下，在图5中壁由普通线表示，即没有显示出墨水容器的壁厚；但是液体存储部分1B的壁的折射率在这里表示具有一定厚度值的壁的折射率，这在下面给出的所有附图中都一样)。墨水11的折射率由n2表示，并且相对于棱镜12的斜面的光入射角由θ1表示。从棱镜12通过棱镜12的斜面进入空气中的光的出射角由θ0表示。从棱镜12通过棱镜12的斜面进入墨水11的光的出射角由θ2表示。然后，在墨水容器100处于在图5(b)中所示的情况中期间检测出墨水剩余量时，即在棱镜12的斜面与在液体存储部分1B中的空气接触时，因为墨水剩余量已经减少至基本为零，所以根据Snell折射原理保持下面的算术等式：

n0·sinθ0＝n1·sinθ1

另一方面，在墨水容器100处于在图5(a)中所示的情况中期间检测出墨水剩余量时，即在由于在墨水容器100中存在足够量墨水所以墨水11没有与棱镜11的斜面接触时，存在以下关系式：

n2·sinθ2＝n1·sinθ1

使得θ0或θ2的数值为90度的θ1的这个数值被称为折射的“临界角”。在入射角大于临界折射角时，入射光全部反射。因此，可以根据墨水11的折射率来选择用于液体存储部分1B的材料，并且将棱镜12的斜面角度和光的入射角设定为正确的数值，从而实际上没有任何入射光到达光传感器14。另外，当在墨水容器100中实际上没有任何墨水时，入射光由在棱镜12的斜面和在液体存储部分1B中的空气之间的界面反射。因此，能够通过光传感器14检测出入射光。

在该实施方案中，棱镜12的斜面角度为45度，并且入射角也为45度。另外，墨水11为其中使用了水作为溶剂的水基墨水等，并且其折射率为1.32，并且用于液体存储部分1B的壁的材料为聚丙 烯，并且其折射率为1.50。在该情况中通过棱镜12的斜面即从液体存储部分1B的壁材料进入在液体存储部分1B中的空气的光的临界折射角为41.8度，并且通过棱镜12的斜面进入在液体存储部分1B中的液体11的光的临界折射角为62.0度。入射光的入射角(45度)大于41.8度。因此，当如图5(a)中所示那样在液体存储部分1B中存在足够多墨水11时，不会出现入射光全反射，因此不能被光传感器14检测到，而当如图5(b)中所示那样在液体存储部分1B中实际上没有任何墨水11时，入射光全反射，因此由光传感器14检测到，因为入射光的入射角(45度)小于62.0度。

在打印机主组件的控制部分根据上述原理检测出液体存储部分1B和1A已经耗尽墨水11时，它通过主机将墨水容器100处于“缺墨”状况告知用户，由此建议打印机的用户更换墨水容器100。

同时，如图6所示，控制部分接通与刚才已经检测出其“缺墨”状况的墨水容器对应的发光构件21。因此，从发光构件21发射出的光通过在操纵杆2中的光路10到达操纵杆2的突舌部分3，从而照亮了突舌部分3，如图7(a)和7(b)中所示那样。

由于所要更换的墨水容器100的操纵杆2的突舌部分3自身被照亮，所以用户一眼就能确定要更换哪个墨水容器100。另外，用户能够确定要操作所要更换的墨水容器100的哪个部分以拆除该墨水容器100。换句话说，墨水容器自身的一部分或多个部分用作用来通知用户给定墨水容器是否要更换的显示手段。因此，在该实施方案中，用于确定给定墨水容器是否缺墨并且还用于将给定墨水容器的预定状况告知用户的结构布置非常简单。

参照图8，在用户沿着由箭头符号B所示的方向按压墨水容器100的操纵杆2的所照亮突舌部分3时，已经将墨水容器100保持所在支架200上的操纵杆2的爪4变得与支架200的墨水容器定位(锁紧)孔23(凹槽)脱开。接下来，要使墨水容器100绕着在墨水容器定位(锁紧)突起5和孔22的边缘之间的接触点向上转动，如图9所示那样，从而墨水容器100变得离开支架200。这终止了用于拆除墨水 容器100的过程。

光路10

接下来，将参照图10(a)-10(d)以及图11对光路10的细节进行说明。图10(a)-10(d)为在图3中的平面B-B处在操纵杆2中的光路10的各个实施例的剖视图。图11为具有光路10的操纵杆2的那部分的示意性带虚线透视图，显示出光在进入在图10中所示的光路10之后如何反射。

为了有效照亮操纵杆2的突舌部分3，期望采用在图10(a)-10(d)中所示的其中一种结构布置。在图10(a)和10(c)中所示的光路10的实施例的情况中，光路10由高折射率物质例如用于光纤芯部的材料形成，而包围着光路10的操纵杆2的主要部分由其折射率比光纤芯部更低的物质例如光纤的包覆部分形成。在该情况中，当在发光构件侧进入光路10的光穿过光路10行进至操纵杆2的突舌部分3即光路10的相反侧时，它全部通过在光路10和包围着光路10的操纵杆2的主要部分之间的界面反复反射，因此损失最小。因此，发光构件21无需发射大量光。

在图10(b)和10(d)中所示的光路的实施例的情况中，光路为芯部和包覆部分的集合体；换句话说，光路等于普通光纤。等同于光纤芯部的在图10(b)和10(d)中所示的部分10a由高折射率物质例如用于光纤芯部的材料形成，而包围着这些部分10a的在图10(b)和10(d)中所示的部分10b由其折射率比芯部低的物质例如用于光纤包覆部分的材料形成。在该情况中，不必考虑用作操纵杆2的主要部分的材料的物质的折射率，从而在设计墨水容器100中赋予更大的自由度。需要操纵杆2具有一定的弹性。因此，在难以获得能够用作光路10的包覆部分同时赋予操纵杆2令人满意的弹性的物质的情况下，在图10(b)和10(d)中所示的光路10的这些实施例变为优选的选择。

光导波现象的基本概念

接下来参照图11将对光如何行进穿过参照图10(a)-10(d)所述 的在操纵杆2中的光路进行说明。图11为在图10(a)中所示的光路10及其附近的示意性带虚线透视图。

如上所述，当进入界面的光的入射角不大于界面的临界折射角时，出现所谓的全反射；光非常有效地反射。这是用来使光透射穿过在操纵杆2中的光路10的现象。在光从光路10进入操纵杆2的主要部分时(在该情况中，存在以下关系：n2＞n3，n2和n3分别为光路10和操纵杆2的主要部分的折射率)，只要光的入射角大于临界折射角θ，则光全反射，临界折射角满足：

Sinθ＝n3/n2

在光通量全反射时，该通量的全部能量被反射。因此，只要满足以下条件，则如图10(a)中所示那样，光通量透射穿过光路而不会衰减(全反射)：折射率较高的透光介质(芯部)由折射率较低的介质(包覆层)即操纵杆2的主要部分包围；并且光通量以比临界折射角更大的角度(入射角)导入进芯部中。该现象被称为光导波现象，并且根据光导波现象光通量能够透射穿过的元件被称为光导波通路。换句话说，在图10(a)和10(c)中所示的光路10和操纵杆2的主要部分的组合以及在图10(b)和10(d)中所示的光路10a和10b的组合为光的光导通路。

在图10(a)中所示的操纵杆的部件和在图10(c)中所示的操纵杆2的相应部件在功能上是相同的。在图10(a)和10(c)中所示的光路在功能上与在图10(b)和10(d)中所示的光路的芯部10a相同。另外，在图10(a)和10(c)中所示的操纵杆2的主要部分在功能上与在图10(b)和10(d)中所示的光路的包覆层通路部分10b相同。因此，参照图11所述的上面主体不仅适用于在图10(a)中所示的操纵杆2，而且还适用于在图10(b)、10(c)和10(d)中所示的操纵杆。

接下来将在对在图10(a)和10(b)中所示的操纵杆2与在图10(c)和10(d)中所示的操纵杆2进行比较的同时对与光纤的包覆层部分等同的操纵杆2的主要部分进行说明。

如果从光源21发射出的光是分散的，则在图10(a)和10(b)中 所示的光路在从光源21发射出的光衰减的量方面最小，因为这些光路其横截面为圆形，由此使得光与角度无关地全反射。但是，本发明的精神在于，选择地照亮操纵杆2的突舌部分。因此，本发明也可以与在图10(c)和10(d)中所示的那些墨水容器兼容，这些墨水容器的操纵杆的光路部分其横截面为矩形，本发明还与其操纵杆2的光路部分具有除了圆形或矩形之外的横截面形状的墨水容器兼容。

材料

使用塑料、石英、玻璃等作为光路10和操纵杆2的主要部分的材料。在使用PMMA(丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯)作为芯部的材料，使用氟化树脂作为外鞘(包覆层)部分的材料。例如，PTFE(聚四氟乙烯)和1-1二氟乙烯的共聚物、氟代甲基丙烯酸酯和MMA(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物等作为光路10的包覆层部分的材料。

在使用作为普通塑料的丙烯酸类材料作为芯部(光路10)的材料时，只要用其折射率小于丙烯酸的折射率(nD)即1.49的物质覆盖芯部就可以了。丙烯酸类材料的化学结构是这样的，在被空气包围时丙烯酸材料自身用作光导波通路。因此，在使用丙烯酸类材料作为芯部材料时；不必用除了芯部材料之外的物质涂覆芯部。例如，通过使得在图10(b)和10(d)中所示的部分10b中空很容易形成光导波通路。另外，不采用使得光路10在材料方面与覆盖着光路10的操纵杆2的主要部分不同的方式，而是操纵杆2可以如此设计，即，操纵杆2自身用作光路10。在这种情况中，包围着操纵杆2的空气层用作包覆层，并且这种空气层被称为空气包覆层。

(实施方案2)

在本发明的这个实施方案中，该实施方案也涉及墨水剩余量检测和通过将由发光构件发出的光引导到操纵杆2的突舌部分来指出所要更换的墨水容器的结构布置，在该实施方案中光路设有开关元件，从而只需要单个发光构件来照射在多个墨水容器之中的特定墨水容器的突舌部分。之后将着重说明第二种实施方案与第一种实施方案的差别，并且与在第一种实施方案中的那些类似的部分将不再 说明。

图12为在该实施方案中的支架200和保持在其中的墨水容器100的剖视图。图13为在该实施方案中的墨水容器100的剖视图。

如在这些附图中所示那样，支架200设有发光构件21，它设置在与在墨水容器安装好时由用户操作的墨水容器100的操纵杆2在将墨水容器100安装到支架200中之后所处的地方相反的侧面(后侧)上。因为发光构件21如此设置，所以墨水容器100的光路101从墨水容器的一个端部(后面)穿过墨水容器100的底壁延伸至另一个端部(前面)，然后延伸至操纵杆2的突舌部分3，如在第一种实施方案中的光路10一样。另外光路101如此延伸，从而与在图2中的墨水出口6重叠的那部分光路101围绕着出口6。而且，在液体存储部分1B的底部中的那部分光路101设有光学开关121，用于检测在墨水存储部分1B中的墨水剩余量。该光学开关121不仅用作光学开关，而且其作用还与在第一种实施方案中的棱镜12相同，如将在下面所述一样。至于支架200，它设有将在下面参照图18所述的第二光路10。

图14(a)为用于说明光学开关121的细节的附图。在该实施方案中，金字塔形式的棱镜12的斜面12a、12b、12c和12d如在第一种实施方案中的棱镜12的斜面一样作为墨水容器100的一部分。金字塔形式的该棱镜12设有棱形的中空部分，它具有斜面12e和12f。具有斜面12e和12f的中空部分的形状与在第一种实施方案中的棱镜12相同；斜面12e和12f由与墨水容器100的材料相同的材料形成。

如何通过上述光学开关121检测墨水剩余量与在第一种实施方案相同。换句话说，使滑架运动到光源13和传感器14与目标墨水容器对准的地方，然后接通光源13。

图14(b)和14c显示出在从光源13发出的光的通路和墨水剩余量之间的关系。换句话说，它们等同于与第一种实施方案相关的图5(a)和5(b)。在该实施方案中，通过在光学开关121的斜面12a和 12b、光源13和传感器14之间的配合检测出墨水剩余量。其原理与在参照图5(a)和5(b)对第一种实施方案的说明中所给出的原理一样，因此将不再说明。

图15(a)-15(c)显示出光学开关121的开关功能。参照图15(a)，该光学开关121的开关功能由与用于上述墨水剩余量检测的斜面12a和12b垂直的棱镜12的斜面12c和12d和棱镜12的斜面12e和12f提供。

图15(b)和15(c)显示出如何分别检测出存在足够量墨水和缺墨状况。

参照图15(b)，其中n0表示空气的折射率；n1表示液体存储部分1B的壁材料的折射率；θ1表示相对于棱镜12的斜面的光入射角；并且θ0表示从棱镜12通过棱镜12的斜面进入空气中的光线角度(出射角)，因为斜面12e与空气接触，所以根据Snell折射原理存在下面的关系：

n0·sinθ0＝n1·sinθ1

使得θ0或θ2的数值为90度的θ1的这个数值被称为折射的“临界角”。在入射角大于临界折射角时，入射光全部反射。

参照图15(b)和15(c)，在折射率和入射角之间的关系如此设定，从而在来自发光构件21的光被引导进光路101中并且到达光学开关121的斜面12e时，它将全部反射。在光学开关121的斜面12f处在折射率和入射光之间的关系也如此设定，从而从发光构件21发出的光通过在斜面12f和空气之间的界面全反射。通过提供这样的布置，在光路101中的光学开关在墨水容器处于其中来自发光构件21的光全反射的情况中的同时保持在“接通”状态(在图15(c)中所示的缺墨状况)；换句话说，来自发光构件21的光能够通过包括该光学开关121在内的光路101到达操纵杆2的突舌部分。

接下来将对光学开关121的开关功能进行更详细说明。

如参照第一种实施方案所述一样，只要根据墨水11的折射率适当选择光学开关121的斜面12c的角度和入射光相对于斜面12c的 角度，则入射光几乎不会通过光学开关121的斜面12c朝着棱镜12的斜面12d反射，同时在墨水容器100中的墨水11的量足够(图15(b))，但是在墨水容器100中的墨水11的量不够期间入射光到达在光学开关121的另一侧上的光路101的端部，因为在墨水容器100中的墨水11的量不够期间，入射光通过在斜面12c和空气之间的界面以及在斜面12d和空气之间的界面全反射。

在该实施方案中，斜面12c和12d的角度设定为45度，并且入射角也设定为45度。另外，墨水11为使用水作为溶剂的水基墨水等，并且其折射率为1.32，用作液体存储部分1B的壁材料为聚丙烯，其折射率为1.50。在该情况中，从棱镜12的斜面12c进入在液体存储部分1B中的空气的光的临界折射角为41.8度，并且从棱镜12的斜面12c进入在液体存储部分1B中的液体11的光的临界折射角为62.0度。换句话说，入射光的入射角(45度)大于41.8度。因此，当如图15(b)中所示那样在液体存储部分1B中存在足够量墨水11时，不会出现入射光全反射，而在如图15(c)中所示那样在液体存储部分1B中实际上没有任何墨水11时，入射光全反射，因为入射光的入射角(45度)小于62.0度。

如上所述，在已经穿过与在支架200中的墨水容器一一对应的支架200的其中一条通路101的光到达由于在墨水容器中存在或缺乏足够量墨水11而接通或断开的光学开关121时，光被阻挡或允许行进通过开关121。

图16(a)-16(c)为支架200和保持在其中的多个墨水容器的示意图，显示出在墨水容器处于缺墨状况中时如何将多个墨水容器中的一个的突舌部分照亮。如图16(a)和16(b)所示，处于缺墨状况的墨水容器的突舌部分3被照亮。

图16(c)显示出在其中一个墨水容器缺墨时在支架中的多个墨水容器的光路101和光学开关121。如在该图中所示，在其中一个墨水容器缺墨时，该墨水容器的光学开关121的状况变为在图15(c)中所示的状况；光路101完成，由此使得来自发光构件21的光到达 操纵杆2的突舌部分3以将它照亮。另一方面，其可检测状况为存在足够量墨水的其它(五个)墨水容器的光学开关处于在图15(b)中所示的状态；光路101中断。因此，不会出现来自发光构件21的光被引导至操纵杆2的突舌部分3上。

如上所述，在该实施方案中，采用了其动作与在每个墨水容器100中是否存在足够量墨水11相关的光学开关121。因此，在传感器14检测到在其中一个墨水容器中缺墨时，打印机的主组件的控制部分只需接通发光构件21。也就是说，不需要用于确定哪个墨水容器100的突舌部分3要被照亮的结构布置。另外，不必为支架200配备多个发光构件21，即每个墨水容器100一个；多个墨水容器100只需单个发光构件以便照亮多个墨水容器之中的特定墨水容器(已经耗尽墨水的墨水容器)的突舌部分3。

另外，参照图16(a)和16(b)，在给定墨水容器耗尽墨水11时，将给定墨水容器自身的突舌部分3即所要更换的墨水容器照亮。因此，用户不仅一眼就能够精确确定哪个墨水容器100要更换，而且能够确定要操作所要更换的墨水容器的什么部分以拆除该墨水容器。

图17为支架200和已经检测出其缺墨状况的其中墨水容器100的示意图。如上所述，将突舌部分3照亮，并且用户要拆除具有被照亮突舌部分的墨水容器，以用具有足够量墨水11的墨水容器更换它。

图18为与在前面实施方案中的支架不同的支架的剖视图。图19(a)和19(b)为在图18中所示的支架的透视图和带虚线俯视图，从中已经拆除了其中一个墨水容器。除了上述多条光路101之外，在图18中所示的支架设有多条光路102，每个墨水容器插槽设一条光路。打印机的控制部分如此控制发光构件21，从而发光构件21即使在墨水容器拆除之后也继续发光。因此，在将给定墨水容器拆除之后，来自发光构件21的光穿过与所拆除的墨水容器对应的光路102行进到光路102的顶端，从而将它照亮。因此，用户能够立即确定 替换墨水容器将要安装到其中哪个墨水容器插槽。

为了更详细说明，在墨水容器100处于支架200中时，从发光构件21发出的光被墨水容器100的定位突起5挡住。但是，一旦将墨水容器100拆除，则从发光构件21发出的光能够进入光路102，从而照亮光路102的相对端部，如图18和19所示那样，因为墨水容器100的拆除从其中如图18所示它挡住来自发光构件21的光的位置将突起5去除。换句话说，墨水容器100的定位突起5用作光学开关；突起5的去除接通该开关，由此照亮位于支架200的顶侧上的光路102的端部。通过提供这种布置，只有属于从中已经将墨水容器100拆除的墨水容器插槽的光路102的顶端被照亮，从而使得用户能够立即识别出要安装替换墨水容器100的地方。

(其它)

在第一种实施方案中，在给定墨水容器缺墨时指示出给定墨水容器。但是，指明给定墨水容器所处的状况不必为上述状况。例如，可以如此形成结构布置，从而在其中一个记录头出故障时，将与出故障记录头对应的墨水容器的锁紧杆的上述突舌照亮。

[工业实用性]

如上所述，根据本发明可以提供液体存储容器例如墨水容器和喷墨记录设备的组合，该组合能够将容器的预定状况、标识和位置直接显示给用户，同时结构简单。

虽然已经参照在这里所披露的结构对本发明进行了说明，但是本发明不限于所给出的这些细节，并且本申请打算覆盖落入在以下权利要求范围或改进目的内的这些变型或变化。

Claims (7)

1.一种墨水容器，该墨水容器能够被能够拆装地安装于支架，所述墨水容器包括：

容纳部，其用于容纳墨水；

杆构件，其从所述容纳部延伸，

其中，所述杆构件设置有能够用于相对于所述支架安装和拆卸所述墨水容器的操作部，

所述杆构件包括芯部和包覆部，所述芯部的材料的折射率比所述包覆部的材料的折射率大，所述包覆部被设置成包围着所述芯部，所述杆构件构成从入光端延伸至位于所述操作部的露光端的光路，所述光路引导在所述入光端接收的光以在所述操作部处发射所述光。

2.如权利要求1所述的墨水容器，由包围着所述芯部的空气提供所述包覆部。

3.一种喷墨记录设备，其包括：

主组件，其包括喷墨记录头和支架；

用于容纳墨水的墨水容器，所述墨水将被供给至所述喷墨记录头，所述墨水容器被能够拆装地安装于所述支架，并且所述墨水容器包括用于容纳墨水的容纳部和从所述容纳部延伸的杆构件，所述杆构件设置有能够用于相对于所述支架安装和拆卸所述墨水容器的操作部，

其中，所述杆构件包括芯部和包覆部，所述芯部的材料的折射率比所述包覆部的材料的折射率大，所述包覆部被设置成包围着所述芯部，所述杆构件构成从入光端延伸至位于所述操作部的露光端的光路；以及

发光部，其用于选择性地发光，所述入光端从所述发光部接收光，所述光路引导所接收的光以在所述操作部处发射所述光。

4.如权利要求3所述的喷墨记录设备，其特征在于，由包围着所述芯部的空气提供所述包覆部，所述入光端是所述杆构件的基部的光接收面，所述发光部与所述光接收面相对设置。

5.一种墨水容器，该墨水容器能够被能够拆装地安装于支架，所述墨水容器包括：

容纳部，其用于容纳墨水；

杆构件，其从所述容纳部延伸，其中，所述杆构件设置有能够用于相对于所述支架安装和拆卸所述墨水容器的操作部；

由芯部和包覆部提供的光路，所述芯部的材料的折射率比所述包覆部的材料的折射率大，所述包覆部被设置成包围着所述芯部，所述光路从入光端经过所述墨水容器的底侧延伸至位于所述操作部的露光端，所述光路引导在所述入光端接收的光以在所述操作部处发射所述光；以及

棱镜，其被设置于所述容纳部并且在所述底侧构成所述光路的一部分，所述棱镜起光学开关的作用，以依据设置所述棱镜的所述容纳部中的墨水的量遮断和连接所述光路。

6.一种喷墨记录设备，其包括：

墨水容器，所述墨水容器包括容纳部、棱镜和杆构件，所述容纳部用于容纳墨水，所述棱镜用于检测所述容纳部中的墨水的剩余量，所述杆构件从所述容纳部延伸，所述杆构件设置有能够用于相对于支架安装和拆卸所述墨水容器的操作部，

主组件，所述主组件包括喷墨记录头、所述支架、第一发光部和光接收部，多个所述墨水容器能够安装至所述支架，以向所述喷墨记录头供墨，所述第一发光部用于向所述棱镜发射光，所述光接收部用于接收由所述棱镜反射的光；

所述支架设置有：第二发光部，该第二发光部能够被选择性地致动；和支架侧第一光路，其用于将来自所述第二发光部的光传输至被安装至所述支架的所述墨水容器；

由如下光路通过所述支架侧第一光路引导来自所述第二发光部的光：由芯部和包覆部提供该光路，所述芯部的材料的折射率比所述包覆部的材料的折射率大，并且所述包覆部被设置成包围着所述芯部，所述光路从入光端经过所述墨水容器的底侧延伸至位于所述操作部的露光端，并且所述光路引导在所述入光端接收的光以在所述操作部处发射所述光，所述棱镜在所述底侧构成所述光路的一部分，

所述棱镜起光学开关的作用，以依据设置所述棱镜的所述容纳部中的墨水的量遮断来自所述第二发光部的光和允许来自所述第二发光部的光到达所述操作部。

7.如权利要求6所述的墨水容器，其特征在于，所述支架设置有支架侧第二光路，当所述墨水容器被安装至所述支架时，所述支架侧第二光路被所述墨水容器挡住，当所述墨水容器未被安装至所述支架时，允许来自所述第二发光部的光到达所述支架侧第二光路的光入口和所述支架侧第二光路的发光端。

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