专利名称：喷墨打印机的自动供墨方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种打印机的供墨系统，尤其是喷墨打印机中的自动供墨的方法和以该方法制造的装置。
背景技术：
现有的喷墨打印设备中，大多是采用自然供墨的方式，该供墨方式是利用了喷头打印时造成的微压差来达到供墨的目的；因墨盒的位置是固定，故墨盒内的墨水液位将随着打印的进行而下降、喷头的负压不断增大，其结果是影响打印。因此，为了喷头的正常工作，需要一个适当的负压来维持，并且负压的稳定与否，直接影响喷头的工作状态。除此之外，当使用粘度较大的墨水时，管路的管阻会因墨水粘度的增大而加大，这时喷头打印所造成的微压差就显得小，因而也导致供墨不畅，甚至断墨，其严重影响打印的质量，以至无法打印。所以现有的这种供墨方式不仅局限性大，而且还存在着要严格限制墨水粘度、负压调整麻烦等问题。
发明内容
本发明是要解决上述现有技术中存在的问题，提供一种喷墨打印机的自动供墨方法和装置，以使它能实现喷墨打印机的自动供墨，且能可调并稳定在正常打印所需的负压，并且方法简便、使用可靠。
本发明喷墨打印机的自动供墨方法，其特点是它含有以下的步骤a)用液位检测器件采集墨水的液位状态，并转化为液位信息数据；b)将墨水的液位信息数据读入内存中；c)对液位信息数据进行判断，以确定液位状态；d)根据液位状态，产生流量泵的控制信息；e)实时监测液位状态，并显示系统工作状态。
本发明喷墨打印机的自动供墨方法，液位检测器件对墨水的液位状态需进行一系列的检测，当检测值为同一结果的概率不低于60％时，以该结果作为液位状态。
本发明喷墨打印机的自动供墨方法，流量泵的控制信息是使流量泵在受控后以间隙方式工作，且间隙的时间可调节。
用本发明喷墨打印机的自动供墨方法制造的自动供墨装置，其特征是它含有a)一组机外的主供墨瓶、一组与喷头安装在同一个安装架上且数量相同的副墨水瓶，副墨水瓶在喷头安装架上的高度可调，副墨水瓶中的液面高度位于喷头打印面以下；以使喷头打印面与副墨水瓶液面的高度差作为喷头工作所需之负压；
b)用于供应墨水的流量泵及其驱动控制装置；c)用于检测墨水液位状态的装置；d)分析液位信息数据及产生控制信息的装置；e)用于监测系统及显示系统状态的装置。
本发明的有益效果是1)以本发明方法用于喷墨打印时，自动供墨系统可根据墨水的种类、粘度自动调整，且供墨持续、稳定，故使喷墨打印机的打印质量大大提高；2)它能显示正常工作或对故障即时报警，故工作可靠、使用安全；3)该方法简单合理、操作方便，并有效地解决了现有同类打印机的负压调整烦琐的问题。总之，本发明方法和装置不仅可以自动供墨，也可以进行手动供墨，当自动供墨回路出现故障时，就可以进入手动供墨流程，二者不冲突；并且还具有完备的指示灯，可以实时地显示各个供墨回路的工作状况，使操作更加简单方便。因此不仅操作简单，负压调整方便，而且精确度更高，使打印效果更加理想。
故有利于推广应用。
下面将通过实施例并对照附图对本发明作进一步的叙述。
图1是以一个单路供墨为例且用本发明方法制造的自动供墨装置的结构简图；图2是图1中的自动供墨装置的电器原理图；图3和图4分别是图1所示的自动供墨装置的控制程序流程图和手动供墨的流程图。
附图中的标号说明如下1-主供墨瓶；2空气过滤器；3-流量泵；4-墨水过滤器；5-副墨水瓶；6-浮子开关；7-供墨管；8-喷头；9-喷头的安装架；10-吸墨管；11-DIP开关；12-手动按键；13-报警扬声器；14-流量泵工作指示灯；15-故障指示灯；16-电源；17-CPU；H-喷头打印面与副墨水瓶液面的高度差。
具体实施例方式
实施例1.本实施例的喷墨打印机的自动供墨方法含有以下的步骤(a)用液位检测器件采集墨水的液位状态，并转化为液位信息数据；(b)将墨水的液位信息数据读入内存中；(c)对液位信息数据进行判断，以确定液位状态；(d)根据液位状态，产生流量泵的控制信息；(e)实时监测液位状态，并显示系统工作状态。
为了方便起见，本例结合了以本发明方法制造的自动供墨装置并以一个单路供墨为例子进行叙述(如需提供几种颜色的墨水，则可同时配置同数量的装置即可)。从图1中可看到，该装置的组件有主供墨瓶1、空气过滤器2、流量泵3、墨水过滤器4、副墨水瓶5、浮子开关6；供墨管7；喷头8、喷头的安装架9、吸墨管10、DIP开关11、手动按键12、报警扬声器13、流量泵工作指示灯14；故障指示灯15；电源16；17-CPU；18-控制板。它们形成以下的部件a)一组机外的主供墨瓶1、一组与喷头8安装在同一个安装架9上且数量相同的副墨水瓶，副墨水瓶在喷头安装架上的高度可调，并且副墨水瓶中的液面高度位于喷头打印面以下；以使喷头打印面与副墨水瓶内的液面高度之差H作为喷头工作所需的负压；b)用于供应墨水的流量泵3作为驱动控制装置；c)用于检测墨水液位状态的装置；d)分析液位信息数据及产生控制信息的装置；e)用于监测系统及显示系统状态的装置。
主供墨瓶1位于打印机外，其上带有空气过滤器2并插有吸墨管10；副水墨瓶5与喷头8同安装在安装架9上，且副墨水瓶在安装架9上的位置高度可调，通过调整副墨水瓶的高度，就可以达到调节负压的目的，以使副墨水瓶5中的液面高度位于喷头打印面以下，并且喷头打印面与副墨水瓶液面的高度差H可根据实际需要在10～40mm的范围内选择并调节，该高度差是喷头工作所必需的；流量泵3的吸入口与吸墨管10连接、另端通过供墨管7与副墨水瓶5连接，供墨管上装有墨水过滤器4。作为提供墨水动力的流量泵3是采用可调式的间歇供墨，该间歇式供墨是指流量泵工作一段时间、停顿一段时间，且工作和停止的时间都是可调，之所以采用这种供墨方式，是因为流量泵从工作状态到停止状态时，管路中的墨水会形成一个过冲，亦即墨水不会马上停止，这时如流量泵不间歇地工作，则当墨水到达要求的液位时，即使流量泵停止了工作，过冲仍会使墨水继续涌入副墨水瓶5、使墨水加过量，而间歇式的供墨能够很好地缓和过冲，使墨水不致过量，而且通过调节流量泵的工作和停止时间，可以比较精确地控制墨水的液位。与此同时，整个装置通过控制板18实现自动检测和自动供墨，所以该液位也能够很好地维持稳定。自动供墨系统有完善的接口，液位检测信息可以通过串口或并口来传输，通过DIP开关的选择就能达到串、并口转换的目的，且操作简单。
自动供墨装置的电器原理图可从图2中看到，它也以单路供墨为例，其工作流程是控制板18接收来自浮子开关6的液位检测信号，该信号可以是并行输入，也可以串行输入，通过DIP开关11的选择，系统会自动进行转换，当供墨系统为多路时，用串口传输液位的检测信号可以使传输线大幅减少；当系统的检测路数比较少时，串、并口的选择只是在传输速度上有区别。通过微处理器即CPU 17对检测信号的分析判断，再去控制流量泵3的工作，这时流量泵指示灯14同时指示出流量泵当前的工作状态、起到实时监测的作用。当副墨水瓶5中的液位低于指定高度时，CPU 17控制流量泵3开始间歇式的工作，间歇式的工作可以大幅度缓和管路内的墨水压力、防止墨水过冲，以稳定液位。流量泵3的工作和停止的时间也可以通过DIP开关11进行调节，以适应不同的工作环境。在流量泵3工作了一段时间后，如副墨水瓶5中的液位已经到达指定的高度，则流量泵3停止工作，系统进入监测状态，使液位始终维持在一个固定的高度；如果流量泵3工作了设定的最长时间(如按需设定10～120秒)，副墨水瓶5中还未到达指定的液位高度，则故障指示灯15显示出哪一路出现故障，并且报警扬声器13报警。排除故障后，按下手动按键12，系统再次回到正常工作状态。如此始终保持液位的相对稳定。并且系统有手动和自动两种供墨方式，在任何时候都可以进入手动供墨流程。手动供墨流程可从图4中看到，长按手动按键若干秒，故障灯闪烁，表示进入手动供墨，此时每次点按手动按键12，系统都会供墨若干秒，并同时检测液位状态；当液位到达指定高度时，流量泵3停止工作，即使再次按下手动按键12，流量泵3仍然不会工作，直到长按手动按键12若干秒、退出手动供墨流程。
本发明装置中的手动供墨是为了在回路出现故障时可以进行手动控制，以维持整机系统的正常工作；同时手动供墨也可以用于整机系统的第一次充墨过程，以避免多次报警。
图2中的CPU 17是控制系统的中心处理单元，它负责接收外部控制信号，如DIP开关11的状态信号、浮子开关6收集到的液位状态信号，从而控制流量泵3的工作，并通过流量泵工作指示灯14和故障指示灯15对系统的工作情况做出指示；浮子开关6收集到的液位状态信号可以是并行传输，也可以是串行传输，硬件上设有串口和并口；系统为单电源工作系统，并从电源输入端口16输入，电压为24V；流量泵的工作指示灯14在流量泵工作时发亮、不工作时灭；故障指示灯15在某一供墨回路出现故障、在设定时间内墨水液位没有达到指定高度，则相对应于该回路的故障指示灯15亮；外置的控制信号输入端口16，在此输入的信号可以控制系统的工作状态，DIP0～DIP2是用来调整供墨泵间歇工作的时间，DIP3是串并口传输的选择开关；报警扬声器13在系统出现故障时发声报警。手动开关12是人机界面的唯一可操作部件，通过它可以进入手动供墨流程，同时它也是排除故障后可使系统恢复正常工作的手动开关。
图3和图4分别是控制程序的流程图和手动供墨的流程图。
在供墨的流程中重要的环节是1)在对每一路液位的检测中应用了概率的原理，即对同一回路进行多次检测，得到同一结果的概率不低于60％才认为该检测结果正确，因为机器工作时，副墨水瓶5处于运动状态，所以瓶中的墨水并不是时刻都能保持水平的液位，尤其是在加速和减速的时候，液位偏差非常大，而系统可能在任何时刻检测液位，势必造成检测结果不准确，如果只采用单次检测，检测结果直接影响供墨泵的工作，容易引起系统的错误动作，多次检测可以在一定程度上将不准确的检测结果排除，从而提高系统的可靠性，避免因信号检测不准引起系统误动作。
2)供墨过程采用了可调间歇式供墨，所谓可调是指流量泵3的工作和停止时间可调，间歇是指泵在供墨时，停一段时间，再供一段时间。因为长时间的供墨，管路中的墨水会有一个过冲，当墨水到达指定的液位时，虽然流量泵3已经停止工作，但墨水的过冲会使副墨水瓶5中的墨水加过量，间歇式供墨中，将墨水的过冲分散在泵3的每一段停止过程中，使过冲得到大幅缓和，而泵3短时间工作造成的过冲会使液位稍高于指定高度，这也是有利于系统的稳定性，避免因液位处于浮子开关6的临界状态而导致流量泵3频繁工作。流泵间歇工作的时间可调，是为了适应不同的工作环境，当供墨系统用于较小的机器中时，由于小的机器其供墨管路比较短，泵的工作时间和停止时间都应当适当减短，而当用于大机器中时，由于供墨管路增长，泵的工作及停止时间应适当加长。
3)系统的工作流程有两种自动供墨和手动供墨。自动供墨是正常的工作流程，不需要人为的操作，系统会自动的维持副墨水瓶5中的液位；当系统回路出现故障时，为了确保整机的正常工作，长按手动按键12约5秒钟，直到液位到达指定的高度，再次长按手动键17约3秒钟，则可退出手动供墨。手动供墨也可用于整机第一次充墨，以避免供墨系统多次报警。
4)程序可以识别串口和并口信息，使信号采集更灵活，更加便于系统的扩展，使之适用于一路到多路的供墨，而且具有完备的指示灯功能，以指示每一路流量泵的工作状态和各个供墨回路的故障情况，即对系统的工作状态得到实时监测，使操作更加方便和简洁。
实施例2.与实施例1所不同的是液位检测器件对墨水的液位状态需进行一系列的检测，当检测值为同一结果的概率不低于60％时，以该结果作为液位状态。
实施例3.与实施例1或2所不同的是流量泵的控制信息是使流量泵在受控后以间隙方式工作，且间隙的时间可调节。
权利要求
1.一种喷墨打印机的自动供墨方法，其特征是它含有以下的步骤(a)用液位检测器件采集墨水的液位状态，并转化为液位信息数据；(b)将墨水的液位信息数据读入内存中；(c)对液位信息数据进行判断，以确定液位状态；(d)根据液位状态，产生流量泵的控制信息；(e)实时监测液位状态，并显示系统工作状态。
2.根据权利要求1所述的自动供墨方法，其特征是液位检测器件对墨水的液位状态需进行一系列的检测，当检测值为同一结果的概率不低于60％时，以该结果作为液位状态。
3.根据权利要求1或2所述的自动供墨方法，其特征是所说的流量泵的控制信息是使流量泵在受控后以间隙方式工作，且间隙的时间可调节。
4.一种用本发明方法制造的自动供墨装置，其特征是它含有(a)一组机外的主供墨瓶(1)、一组与喷头(8)安装在同一个安装架(9)上且数量相同的副墨水瓶，副墨水瓶在喷头安装架上的高度可调，副墨水瓶中的液面高度位于喷头打印面以下；(b)用于供应墨水的流量泵(3)及其驱动控制装置；(c)用于检测墨水液位状态的装置；(d)分析液位信息数据及产生控制信息的装置；(e)用于监测系统及显示系统状态的装置。
全文摘要
喷墨打印机的自动供墨方法和装置。尤其是喷墨打印机的自动供墨方法和装置。其方法是用液位检测器件采集墨水的液位状态，并转化为液位信息数据；将墨水的液位信息数据读入内存中；对液位信息数据进行判断，以确定液位状态；根据液位状态，产生流量泵的控制信息；实时监测液位状态，并显示系统工作状态。用本发明方法的自动供墨装置含有主供墨瓶、其高度可调且副墨水瓶内的液面位于喷头打印面以下的副墨水瓶；供墨的流量泵及其驱动控制装置；用于检测墨水液位状态的装置；分析液位信息数据及产生控制信息的装置；用于监测系统及显示状态的装置。本发明解决现有打印机因墨水粘度大或负压小而使供墨不畅，甚至无法打印等问题。
文档编号B41J2/175GK1428248SQ01131900
公开日2003年7月9日 申请日期2001年12月26日 优先权日2001年12月26日
发明者罗彦, 徐全伟 申请人:杭州宏华电脑技术有限公司