专利名称：一种可精确设定注墨量且从进气道注墨完全无损墨盒的注墨机的制作方法
技术领域：
本发明属于一种注墨机，特别涉及一种可精确设定注墨量且从进气道注墨完全无损墨盒的注墨机。
背景技术：
随着电脑的迅速普及，带动了打印机的迅速普及，就打印机的发展，可分为针式打印机、激光打印机和喷墨打印机。针式打印机由于速度慢、精度差、噪音大，逐渐被淘汰；激光打印机由于价格问题尚难很快普及；彩色喷墨打印机可以打印各种精美彩色图片和照片，打印精度超过人类肉眼分辨率，普及速度极快。喷墨打印机已成为当今打印机市场的主流产品，市场占有率也最高。由于数码产品的兴起及快速发展，从而带动了相关打印机的快速增长。墨盒作为喷墨打印机的标准消耗品价格昂贵，如果一次性使用不仅污染环境，还是对社会资源的极大浪费。注墨服务行业给用完的墨盒再填充恢复其原有的功能，旨在节约资源、促进环保，也为用户降低了打印成本。然而很多墨盒由于设计上的原因无法用手工来填充墨水，有的即使可手工填充，但也无法正常打印，甚至会损坏墨盒喷头和打印机，所以注墨服务业从最先使用原始的手工注墨，发展到使用专用注墨设备注墨。其基本原理是在一定压力作用下将墨水注入到墨盒中，注墨时墨盒内压力一定处于相对低的位置。目前市面上使用注墨设备实现注墨的技术主要有下列几种1、真空注墨机，本申请人已于2001年申请专利，专利号为01267625.x。首先，这种注墨方法的缺点在于无论是单色还是多色在编程状态下不能精确设定注墨量，而在手动状态下即便是对单色墨水设定注墨量也十分困难，现有部分墨水为油性墨水，由于其化学特性的原因，在被吸入到处于真空状态的针筒内时，会产生大量的泡沫，造成用
户无法看清墨水在针筒内的高度，从而无法设定注墨量。而当对于多色墨水时，即对两个以上颜色的彩色墨盒进行注墨时，由于不同针筒内的真空度会有差异及不同针筒与墨水瓶连接的塑料管长度不一，会造成在相同设定时间内被吸入到针筒内的墨水量有差异，无法设定成一致的注墨量，从而造成两个以上的彩色根本无法设定一致的注墨量。
其次， 一般的真空注墨方法，在确定墨水量时，如果向针筒内加入的墨水少于墨盒的实际最大容积时，就会造成在利用真空将墨水吸入墨盒过程中由于海绵的阻隔效应，墨水无法到达墨盒喷头出墨嘴处，从而注完的墨盒需要进一歩处理后才能使用。如果向针筒内加入的墨水大于墨盒的实际最大容积，这样墨水才会完全充满整个墨盒，保证墨水到达出墨嘴处。但实际上所有墨盒的标准墨水容量都是小于墨盒的实际最大容积的，尤其是HP、 LEXMARK的墨盒，墨盒内的标准墨水容量只是墨盒最大容积的1/2甚至1/3，当注入的墨水超过墨盒设计的标准容量时，墨盒就会从喷头漏墨，完全无法放在打印机上打印。所以采用让墨水完全充满整个墨盒的注墨方法，还必须要回抽出超出墨盒标准容量的墨水。但由于海绵的吸附效应，往往注入10毫升墨水只能抽回3-4毫升的墨水，回抽到抽不出墨水时墨盒内留下的墨水还是要超出墨盒的实际标准容量，还是会造成漏墨，无法打印。即便是对于一部分可以回抽到墨盒标准墨水量的墨盒，在回抽时不能计量回抽的墨水数量，无法设定和控制回抽的墨水量，会造成每次注完一样的墨盒盒内留下的墨水量都不一致。所以一般的真空注墨方法，对于回抽也抽不到盒内剩下墨水低于墨盒标准容量的墨盒，无法注墨，对于回抽可以回抽到墨盒标准容量的墨盒，每次注墨后，盒内剩下的墨水都是不一致的。
再次，传统的真空注墨方法必须要撕开墨盒透气孔上的标贴纸漏出透气孔，或是打开墨盒透气孔上的塞子，将注墨头插入透气孔，保证密封，才能实现对墨盒抽真空。这种方法一是要破坏墨盒结构，二是注墨头插在透气孔上容易松动漏气，尤其是三色以上的墨盒，当3个或5个注墨头同时插在墨盒上，更容易松动和漏气，造成无法实现真空注墨。
2、 带有真空仓的蠕动泵定量注墨，本申请人已于2005年申请蠕动泵定量注墨的专利，专利号为200510013157.9。该注墨方法的缺点是
1) 将墨盒放入真空仓内抽真空，不能完全将海绵内空气抽走，从而造成注入墨水不会完全充满到喷头出墨嘴处，注墨后需要从喷头处用负压吸引墨水到达喷嘴处后方能上机打印，否则不能立即打印，需要放置一段时间让墨水在大气压力的作用下将墨水移动到喷嘴。
2) 注墨前需要撕开墨盒上的贴纸，或是打开墨盒上的塞子或滚珠，然后将针刺入盒内，注墨后还要将墨盒上的贴纸、塞子或滚珠还原，此过程麻烦，且易于损坏墨盒结构，导致墨盒永久性破坏。
3) 注墨针必须刺入墨盒的海绵中，破坏了海绵结构，再填充的次数受到限制，降低了墨盒重复使用寿命。
4) 注墨时注墨针必须刺入墨盒底部，操作不当容易刺破墨盒中的滤网，导致因墨水过滤效果下降而堵头，造成墨盒的永久性破坏。
5) 蠕动泵注墨采用时间控制定量，要求电机的一致性和稳定性，按此要求则增大制造成本。即便是采用再好的直流电机，运行时间一长也会产生墨水定量偏差。
6) 有很大一部分墨盒，盒内并非海绵结构，无法采用针刺入墨盒内的注法，造成了很多墨盒无法用这种方法注墨。
3、 正压从喷头注墨方法，其缺点是
1) 只适用于带有喷头的墨盒注墨，而几乎占了市场一半的墨盒是不带喷头的墨盒，无法使用该方法注墨。
2) 带喷头的墨盒，喷头很容易堵塞， 一旦喷头堵塞，从喷头注墨就会非常的慢，甚至完全注不进去。
3) 由于是正压注墨，为了保证注墨管路的气密性，必须提高相关元件、部件的抗压性能，加大了设备制造成本。
4) 正压注墨的前提条件是墨盒不堵头，墨盒前期处理不当将不能完成注墨，无疑提高了操作人员的素质要求，增加了注墨服务成本；同时还可能引发注墨服务经营者与客户的责任争执。
4个不同颜色喷墨嘴集中在一起，从喷头实施正压注墨很容易
互相串色，必须设计制作有效的注墨夹具，保证将几种彩色的喷嘴在喷头的特定面积下严格区分隔离，正压注墨时不漏墨，不串色。实施难度较大，制造成本高，销售价格也高，市场有局限性。
6) 墨盒喷嘴在正压注墨过程中会发生磨损，导致喷嘴逐部变形，造成打印效果下降，从而限制了再填充的次数。
7) 从喷头注墨注墨量是固定的针筒的容量，想要改变墨水量必须调节推动活塞的汽缸的行程，每改变一次都要调节一下。
综上所述，现有注墨设备都不同程度存在某些缺陷，不仅不能精确设定注墨量，也不能实现完全无损墨盒的注墨，为此，需要设计能准确控制墨盒注墨量，并实现完全无损墨盒的注墨机。
发明内容
本发明的目的在于尽量克服上述注墨技术的缺陷，提供一种可精确设定注墨量且从进气道注墨完全无损墨盒的注墨机，它是目前可注墨盒范围广、墨水定量技术先进、注墨后打印效果好、使用操作干净方便的注墨设备。
本发明通过以下技术方案实现 一种可精确设定注墨量且从进气道注墨完全无损墨盒的
注墨机，它包括注墨系统和主控板、液晶显示屏、面板键盘，所说的注墨系统由蠕动泵、与其驱动用电机和依次连接的真空泵、电磁阀、缓冲罐、废液罐及墨量显示管组成，泵头与电
机装配在一起，所述的泵头包括其底部开有u形槽的泵碗、中心开有盲孔的滚轮、三爪间
距相等的滚轮支架、中心分别开有电机轴孔的泵盖及支架，且将上述泵碗、滚轮、滚轮支架、泵盖、支架组装在一起，真空泵、正、负压总阀、缓冲罐、废液罐依次连接，压力表通过气阀的出气口与缓冲罐连接，废液罐上方还分别连接放气阀、抽废液阀，下方连接排废液阀，
其特征在于还包括接近开关传感器、墨盒夹具和离心机，所述的蠕动泵滚轮的端面镶嵌金属片，在蠕动泵端面安装接近开关传感器，接近开关传感器安装在支架上，其探头与滚轮金属片相对设置；所述的墨盒夹具包括硅胶垫架、硅胶垫、墨盒支架和压钳，其中，硅胶垫安装在硅胶垫架上，硅胶垫设有对应每一种墨盒进气道位置设计的硅胶垫气隙和硅胶垫导出孔，硅胶垫气隙与墨盒进气道紧密对应，硅胶垫导出孔位于硅胶垫气隙处，贯通于硅胶垫，用来将注墨管末端的注墨头插入即可实现管路与墨盒进气道的密封连接，压钳的端部安装有喷头密封橡胶垫，硅胶垫架、墨盒支架和压钳依次固定在夹具底板上；所述的离心机设有离心机转盘，离心机转盘上安装墨盒支架。
所述的离心机转盘下方连接废液管。
所述的离心机700-2500转/分。本发明的有益效果
1、可精确设定注墨量，采用蠕动泵加接近开关传感器的墨水定量单元安装在注墨机的墨水输入端，可通过键盘按需要设定注墨量，单片机检测接近开关传感器的输出脉冲确定注墨结果，与蠕动泵和电机的运行状态不直接相关，定量精度不随运行时间而变，避免了由于
5电机转速误差而造成的定量误差。
2、 采用独特的只注入所需要实际墨水量，再将注入墨水离心到喷头出墨嘴处的方法，保证不会出现因注入墨水大于墨盒能承载的实际墨水量而造成的漏墨现象，而且墨水可以完全填充到出墨嘴处，马上可上机打印。适用于所有在传统真空注墨方法下需要先注满再回抽
的墨盒o
3、 针对每一种墨盒而设计的从进气道注墨的精密夹具，其专门设计的密封硅胶垫适合现有几乎全部墨盒类型，注墨不串色、不泄露，注墨只需要将墨盒往夹具上一夹，再将注墨头插到夹具顶端的硅橡胶导出孔内，即可实现从墨盒进气道到注墨机针筒内的密封连接。从而实现整个注墨过程完全不破损墨盒、不需要用针刺入墨盒、不用撕开墨盒上的贴纸、不用打开塞子或滚珠，注墨过程既干净又方便。
4、 适用于所有带喷头、不带喷头，有海绵、无海绵的墨盒，几乎可以对市场上的所有墨盒进行填充，适用范围广。
5、 注墨不会出现串色问题。
6、 由于注墨既不破坏海绵结构，又不磨损喷嘴，可最大限度的提高墨盒的再填充次数。
7、 程序控制，实现一键式操作自动完成注墨过程。
8、 蠕动泵加接近开关传感器定量还具备校准功能。
图l是本发明的结构示意图。
图2是本发明的电气控制框图。
图3是本发明一路注墨结构示意图。
图4是本发明墨盒夹具结构示意图。
图5是本发明墨盒夹具侧示图。
图6是本发明硅胶垫结构放大示意图。
图7是本发明硅胶垫剖视图。
图8是本发明电机、蠕动泵及接近开关传感器结构示意图。图9是本发明蠕动泵滚轮结构示意图。图IO是本发明离心机结构示意图。
具体实施例方式
如图7、 8所示，本发明设计的蠕动泵l由泵头与电机2装配在一起，支架3的一面与电机由螺钉装配后，另一面与泵盖的一面组装，泵盖的另一面装上三爪支架，三爪支架的三爪分别装上三个滚轮4，滚轮的端面镶嵌铁片5，将硅胶管8套上两个卡子后装进泵碗里，卡子插入泵碗底部的U形槽里，起固定硅胶管的作用，将固定好硅胶管的泵碗与上述组装好滚轮的泵盖扣在一起，此时的三个滚轮紧紧挤住硅胶管，组装完蠕动泵，电机轴通过支架、泵盖及三爪支架中心的电机轴孔， 一直插入三个滚轮中间，在蠕动泵的端面安装电感接近开关传感器6，传感器探头7与蠕动泵滚轮铁片相对设置，接近开关传感器安装在支架3上。电机轴转动借助于摩擦力带动三个滚轮在三爪支架的三爪上转动，三爪支架将三个滚动的滚轮组成一个滚轮组，该滚轮组在泵碗里蠕动。三个滚轮在电机轴的作用下循环碾压泵碗里的
硅胶管，此时硅胶管的一端已插入墨液瓶9，另一端连接注墨头10，与墨盒夹具中的墨盒气 道相接。接近开关传感器内设计有振荡电路，振荡回路的电感在其端面，当蠕动泵滚轮上的 铁片旋转到接近丌关探头位置时，振荡电路产生的输出波形在铁片上产生涡流，导致电路停 振，接近开关传感器则输出一个脉冲信号，当滚轮铁片离开接近开关探头时内部振荡电路恢 复。计数器捕捉到该脉冲信号并记录，蠕动泵的滚轮围泵体转动一周，可获得三个计数脉冲， 当计数值与设定的注墨量相当时，蠕动泵就在单片机的控制下停止运行，可精确计数到一个 脉冲信号的墨水量，在本机设计参数下响应墨水量为0.07ml。
本发明主控板中采用CPU及相关控制电路选择功能、控制注墨进程，并通过捕捉接近 开关传感器输出的计数脉冲来计算墨水量。本机可选择多种彩色进行注墨，如图l所示。注 墨量可通过面板上的按键将数据输入到CPU中，CPU根据输入的数据在液晶显示器上显示 注墨量，并计算出相对应的计数脉冲数。在抽真空结束后，按面板"入墨"按键，蠕动泵启 动，与其串接的入墨电磁阀11被打开，墨水从墨水瓶中吸出注入到墨量显示管12中，当 CPU检测到设定注墨量对应的计数脉冲数时蠕动泵被关闭，串接的入墨电磁阀也被关闭， 此时注入显示管中的墨水就是设定的墨水量。再按面板上的"注墨"键，显示管中的墨水被 注入墨盒中。
如图1和图3所示，根据上述部分所述，本发明设有十二路蠕动泵，分别控制十二种色 彩的墨水，其路数可根据实际需求增加或减少，图3仅给出一路工作结构图，图4、 5、 6仅 给出一种墨盒夹具示意图，其它型号墨盒夹具只是根据墨盒尺寸及墨盒进气道孔的位置不 同，稍调整一下夹具各部分的设计尺寸。所述的墨盒夹具包括硅胶垫架13、硅胶垫14、墨 盒支架15和压钳16，硅胶垫架、墨盒支架和压钳依次固定在夹具底板17上。其中，硅胶 垫装在硅胶垫架上，硅胶垫设有对应每一种墨盒进气道位置设计的硅胶垫气隙18和硅胶垫 导出孔19，硅胶垫气隙与墨盒进气道紧密对应，硅胶垫导出孔位于硅胶垫气隙处，贯通于 硅胶垫，用来将注墨管末端的注墨头插入即可实现管路与墨盒进气道的密封连接，压钳的端 部安装有喷头密封橡胶垫20。注墨前，将要注墨的墨盒30放入墨盒夹具的墨盒支架内，上 推压钳将墨盒夹紧，墨盒上的气道所在面与硅胶垫紧密压接，气道口与对应硅胶垫气隙相通， 连接在压钳推杆上的橡胶垫与墨盒喷头31紧密压接，保证了墨盒喷嘴被密封。将与墨量显 示管引出的用尼龙材料制作的注墨头插入硅胶垫的导出孔中，这样墨盒就与注墨管路密封连 接。墨盒夹具底板固定在机体上。
如图9所示，本发明注墨完成后，将墨盒放入离心机21内的离心机转盘22上安装的墨 盒支架23内，盖上离心机上盖，进行离心处理，所述的离心机700-2500转/分，将墨水移动 到喷头出墨嘴处。废液通过离心机转盘下方连接的废液管35排出离心机。
如图1和图3所示，本发明的注墨系统真空泵25、正、负压总阀26、 27、缓冲罐31、 废液罐24依次连接，压力表28通过气阀29的出气口与缓冲罐连接，废液罐上方还分别连 接放气阀32、抽废液阀33，下方连接排废液阀34。放气阀打开时，大气进入废液罐，在大 气压力作用下将显示管中的墨水压入被抽成负压状态的墨盒中。抽废液阀打开时在负压气源
7的作用下将墨盒内的残存墨水抽出进入废液收集装置中，以便于墨盒注入新的墨水。当废液 收集装置中的废弃墨水达到设定高度时，CPU检测到自动排放信号，打开排废液阀将废弃
墨水排出。
本发明的工作过程如下
开启注墨机的电源，显示屏将显示提示画面，操作者只需按照画面提示进行操作。根据 墨盒品牌型号选择墨水管路和相应注墨夹具，将墨盒放置到选择的夹具上锁紧，并将所选墨 水的注墨头插入夹具上的对应孔中。按照画面提示设定注墨量，按"真空"键，开始抽真空， 将墨盒内的空气抽出；当系统压力表指示值达到-0.1MPa以下，且墨盒内已无气泡冒出时， 按"入墨"键，蠕动泵和串接的电磁阀启动，墨水被按设定量泵入墨量显示管中；入墨停止 后按"注墨"键，墨水即被注入墨盒中。从夹具上取下己经注墨的墨盒，放入专用离心机内 并启动离心机，将注入的墨水移动到墨盒的喷头。取出离心后的墨盒即可上机使用。
如图3所示，给出注墨机第一路的工作原理图，注墨工作过程是
(1) 将要注墨的墨盒作注前处理后，如图示方式放入注墨夹具，上推压力钳将墨盒 夹紧。墨盒上的气道所在面与硅胶垫紧密压接，气道口与对应硅胶垫气隙相通； 连接在压力钳推杆上的橡胶垫与墨盒喷头紧密压接，保证了墨盒喷嘴被密封。
(2) 将与墨量显示管1相连的用尼龙材料制作的注墨头插入硅胶垫的导出孔中，这 样墨盒就与注墨管路连成一个系统。
(3) 开启系统电源，按"真空"按钮，真空泵启动，系统中的正压总阀关闭，负压 总阀打开，气阀1打开，其他电磁阀关闭，随着真空泵的运行，墨盒中的空气 被抽出，通过墨量显示管、气阀l、废液罐、缓冲罐、负压总阀、真空泵、正 压总阀的出气口排向大气中。压力表通过气阀的出气口与缓冲罐连接，指示管 路系统的压力。当压力表指示值达到-O. lMPa时，墨盒内的空气已经很少，延 时到墨盒内无气泡冒出时为止。
(4) 再次按"真空"按钮，结束抽真空，按"入墨"按钮，真空泵停止运行，关闭 负压总阀，打开蠕动泵出水口墨阀，同时运行蠕动泵，其他电磁阀保持状态不 变。墨水瓶中的墨水在蠕动泵的作用下被抽入墨量显示管中。安装在蠕动泵端 面上电感接近开关的探头与蠕动泵中的滚轮端面相对应，蠕动泵不断的旋转， 其滚轮端面不断的与电感接近开关的探头相对，每当相对一次，由于涡流的作 用，电感接近开关中的振荡电路就停振一次并发出一个脉冲信号为计数器所接 收，当计数值与设定的注墨量相当时，蠕动泵就在单片机的控制下停止运行， 与其相连的气阀1也同时关闭，入墨结束。
(5) 按"注墨"键，蠕动泵出水口墨阀被关闭，放气阀打开，其他电磁阀保持状态 不变，注墨启动，在大气压力作用下，墨量显示管中的墨水被注入墨盒中。
(6) 打开压力钳，从夹具上取下墨盒，注墨结束。
(7) 注墨后的墨盒放入专用离心机进行离心处理。
权利要求
1、一种可精确设定注墨量且从进气道注墨完全无损墨盒的注墨机，它包括注墨系统和主控板、液晶显示屏、面板键盘，所说的注墨系统由蠕动泵、与其驱动用电机和依次连接的真空泵、电磁阀、缓冲罐、废液罐及墨量显示管组成，泵头与电机装配在一起，其特征在于它还包括接近开关传感器、墨盒夹具和离心机，所述的蠕动泵的滚轮端面镶嵌有金属片；在蠕动泵端面安装接近开关传感器，其传感器探头与蠕动泵滚轮镶嵌有金属片的端面相对设置；所述的墨盒夹具包括硅胶垫架、硅胶垫、墨盒支架和压钳，硅胶垫装在硅胶垫架上，硅胶垫设有对应墨盒进气道位置的硅胶垫气隙和硅胶垫导出孔，硅胶垫气隙与墨盒进气道紧密对应，硅胶垫导出孔位于硅胶垫气隙处，贯通于硅胶垫，用来实现与墨盒进气道的密封连接，压钳的端部安装有喷头密封橡胶垫；硅胶垫架、墨盒支架和压钳依次固定在夹具底板上；所述的离心机设有离心机转盘和安全装置，离心机转盘上安装墨盒支架。
2、 根据权利要求1所述的一种可精确设定注墨量且从进气道注墨完全无损墨盒的注墨 机，其特征在于所述的离心机转盘下方连接废液管。
3、 根据权利要求1所述的一种可精确设定注墨量且从进气道注墨完全无损墨盒的注墨 机，其特征在于所配套的离心机转速为700-2500转/分。
全文摘要
一种可精确设定注墨量且从进气道注墨完全无损墨盒的注墨机，蠕动泵滚轮端面镶嵌金属片；蠕动泵端面安装接近开关传感器，墨盒夹具上的硅胶垫设有硅胶垫气隙和硅胶垫导出孔，压钳的端部安装有喷头密封橡胶垫，离心机设有离心机转盘，其上安装墨盒支架。本发明的优点是可精确设定注墨量；只注入实际所需要墨水量，再将注入墨盒的墨水通过离心处理移动到喷头出墨嘴处，保证墨盒不会出现漏墨现象，而且墨水可完全充到出墨嘴处，适用范围广；使用从进气道注墨的精密夹具和密封硅胶垫，注墨不串色、不泄漏，实现整个注墨过程完全不破损墨盒及盒内海绵，干净和方便；蠕动泵入墨，配有传感器精确定量；避免由于电机转速误差而造成的定量误差；可最大限度的提高墨盒的再生次数。
文档编号B67D7/02GK101468783SQ200710060559
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者缪则夫 申请人:缪则夫