专利名称：用来确定墨盒内墨水体积的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到采用可更换的打印部件的喷墨打印系统。具体地说，本发明涉及到的可更换的打印部件包括一个用来向喷墨打印系统提供信息的电存储装置。
喷墨打印机需要频繁地使用安装在一个托架内部的喷墨打印头，托架可以在诸如纸张的打印介质上面往复移动。当打印头在打印介质上面移动时，控制系统驱动打印头将墨滴放置或是喷射到打印介质上形成图像和文字。由墨水的供给源将墨水提供给打印头，墨水供给源可以搭载在托架上，或者是安装在不会和托架一起移动的打印系统上。如果墨水供给源不是搭载在托架上，墨水供给源就能断续或是连续地连接到打印头，对打印头进行补充。无论是哪种情况，诸如墨盒和打印头等等可更换的打印部件都需要定期更换。墨水供给源需要在耗尽时进行更换。打印头则是在达到打印头寿命时进行更换。
在更换打印机部件时经常需要随时改变打印机的参数，例如在转让给本发明的受让人的名为“Replaceable Part With Integral Memory ForUsage,Calibration And Other Data”的美国专利申请第08/584,499号中所述。08/584,499号申请中公开了一种存储装置的用途，在其中包含了关于可更换部件的参数。在安装可更换部件时，为了保证高质量的打印，打印机可以访问可更换部件的参数。如果将存储装置装入可更换部件，并且在可更换部件内部的存储装置中存储可更换部件的参数，在可更换部件被装入打印系统中时，打印系统就能确定这些参数。这种自动更新打印机参数的方式可以使用户不必在每次重新安装可更换部件时都需要更新打印机参数。用可更换部件的参数自动更新打印机参数的方式可以保证高质量的打印。另外，这种自动更新方式还可以保证打印机不会由于错误操作而造成损坏，例如在墨水的供给源被耗尽时，或者是在错误操作以及打印机部件不兼容的情况下。
如果打印系统能够接受多种不同型号的墨盒，一个重要的问题就是需要在打印机和墨盒之间以高度可靠和有效的方式传送关于型号信息。这种信息交换过程应该不需要用户的介入，这样才能保证便于使用和提高可靠性。此外还应该保证信息的完整性。
本发明的一方面涉及到一种喷墨打印系统，它包括一个打印机部分和一个可更换的墨盒。打印机部分可以按照控制信号将墨水放置到介质上。打印机部分的结构可以接收一个墨水供给源。可更换的墨盒可以作为打印机部分的墨水供给源。可更换的墨盒包括一个用来为打印机部分提供参数的电存储装置。电存储装置包括一个墨盒标度参数，用来在多种墨盒体积范围内选择一种墨盒体积范围。还包括一个填充比例参数，用来在选定的墨水体积范围内确定填充比例。打印机部分根据填充比例参数和选定的墨水体积范围来确定墨盒中的墨水体积。
本发明的另一方面涉及到在一个电存储装置中存储墨盒参数的方法。电存储装置涉及到包含一定体积的墨水的墨盒。该方法包括确定和墨水供给源的墨水体积范围相联系的墨水标度参数。还包括确定墨水供给源的填充比例参数。最后，该方法还包括将墨水标度和墨水填充参数存储在电存储装置中。
图1表示一例喷墨打印系统拆掉了上盖之后的透视图，在其中采用了本发明的可拆卸的打印部件。
图2A和2B是图1所示的喷墨打印系统的示意图，其中的可拆卸的墨盒和打印头各自包含一个电存储装置。
图3表示连接到主机上的如图1所示的喷墨打印系统的一个示意性框图，其中包括一个可拆卸的墨盒以及打印头，它们各自包含一个电存储装置。
图4所示的框图表示了本发明的一种方法，用来确定和本发明的可拆卸墨盒相联系的墨水体积，并且将这种信息存储在一个电存储装置中。
图5所示的框图表示了本发明的一种方法，用来确定和本发明的可拆卸墨盒相联系的墨水体积。
图1表示本发明一个实施例的喷墨打印系统10拆掉了上盖之后的透视图。喷墨打印系统10包括一个打印机部分12，在其内装有许多可更换的打印部件14。这些可更换的打印部件14包括多个打印头，用来根据控制信号有选择地放置墨水，以及多个墨盒18，用于向各个打印头16提供墨水。用多个可弯曲的导管20将多个打印头16各自的流路分别连接到多个墨盒18上。
多个打印头16分别被安装在一个扫描托架22中，当打印介质逐步通过打印区域时，托架22在打印介质(未示出)上面扫过。随着多个打印头相对于打印介质的移动，从打印机的多个打印头16中各自的多个小孔中有选择地喷射墨水，形成图像和文字。
图1所示的喷墨打印系统10的结构可以接收具有不同墨水体积的墨盒18。这一点可以用多种方法来实现，例如使用不同尺寸的墨盒18，与每一种尺寸相联系的体积都是不同的。用来提供不同墨水体积的另一种技术是采用相同尺寸的墨盒18，但是改变每一个墨盒内部的墨水体积。关键的问题在于墨盒18提供的墨水体积应该满足特定用途的正常使用模式。由于喷墨的墨水在装入打印机之后通常只有有限的储存期限，重要的问题在于墨盒的体积需要足够大，避免给用户造成频繁更换墨盒的麻烦，还应该足够小，以免墨水因过期而失效。如果喷墨的墨水超过了储存寿命并且已经失效了，这种墨水就不能可靠地产生高质量的输出图像。
本发明的一方面涉及到一种在可更换的打印部件14上存储信息的方法和装置，用来更新打印机部分12的操作参数。每个可更换的打印部件14都有一个相关的电存储装置。电存储装置中包含关于具体的可更换的打印机部件14的信息。将可更换的打印机部件14装入打印机部分，在电存储装置和打印部分12之间传送信息，从而确保高质量的打印，并且防止安装不兼容的可更换打印部件14。从可更换打印部件14提供给打印部分12的信息可以防止打印系统10发生误操作，以免损坏到打印系统10或是造成打印质量下降。
尽管图1的打印系统10采用了脱离扫描托架22安装的墨盒18，本发明也可以适用于其他类型的打印系统结构。此类结构之一就是将可更换的墨盒18安装在扫描托架22上。或者是将打印头16和墨盒18装入一个安装在扫描托架22上的整体的打印盒内。总而言之，这种打印系统10可以用于各种各样的用途，例如用于传真机，邮政局的免费机器，以及适合用于显示和户外签名的许多种打印系统。
图2A和2B是图1所示的本发明的喷墨打印系统10的一种简化的示意图。在图2A和2B中简单地表示了用来完成单色打印的一个打印头16和一个墨盒18。如果需要打印一种以上的颜色，通常要使用多个打印头16，每个打印头有一个相关的墨盒18，例如图1所示。
本发明的喷墨打印系统10包括一个具有可更换的打印部件14的打印机部分12。可更换的打印部件14包括一个打印头16和一个墨盒18。打印机部分12包括一个墨盒接收站24和一个控制器26。将墨盒18正确地插入墨盒接收站24，在墨盒18和打印机部分12之间就形成了电路和流路的连接。流路的连接可以将储存在墨盒18内的墨水提供给打印头16。电路的连接可以在墨盒18和打印机部分16之间传送信息，保证打印机部分12的操作与装在墨盒18内的墨水是兼容的，从而实现高质量的打印，并且让打印系统10可靠地操作。
控制器26控制着打印机部分12和墨盒18之间的信息传送。控制器26还控制着打印头16和控制器26之间的信息传送。最后，控制器26还要控制打印头16和打印介质的相对运动以及有选择地驱动打印头将墨水放置到打印介质上。控制器26通常是用一个微处理器或是某种形式的可编程控制器实现的。
墨盒18包括一个用来储存墨水的容器28。液体出口30在流路上与液体容器28连通。液体出口30的作用是连接到与墨盒接收站24相联系的一个配套的液体入口32。
打印头16包括一个液体入口34，其作用是连接到与打印部分12相联系的一个配套的液体出口36。当打印头16被准确地插入扫描托架22(参见图1)时，就可以通过可弯曲的液体导管20在打印头和墨盒18之间形成液体流路。
诸如打印头16和墨盒18等每一个可更换的打印部件14都包括一个信息存储装置38，例如是一个电存储装置或是存储器38，用来存储关于各个可更换打印部件14的信息。有多个电接点40的电路分别连接到电存储装置38。当墨盒18被准确地插入墨盒接收站24时，多个电接点40就会分别与联系着墨盒接收站24的对应的多个电接点42啮合。通过多条导线44将与墨盒接收站24相联系的多个电接点42分别电连接到控制器26。当墨盒18被准确地插入墨盒接收站24时，与墨盒18相联系的存储器38被电连接到控制器26，以便在墨盒18与打印机部分12之间传送信息。
同样，打印头16包括也一个信息存储装置38，例如是一个与其相联系的电存储装置。有多个电接点40电连接到电存储器38，其连接方式类似于与墨盒18相联系的电存储装置38。当打印头16被准确地插入扫描托架22时，多个电接点40就会与联系着打印装置12的对应的多个电接点42啮合。在准确地插入扫描托架22之后，就可以通过多条导线46将与打印头16相联系的电存储装置38电连接到控制器26。
尽管为了表示这些部件的相似性而采用了相同的元件编号来表示与每个墨盒18和打印头16相联系的电存储装置38，存储在与墨盒18相联系的电存储装置38内的信息和存储在与打印头16相联系的电存储装置38中的信息通常是不同的。同样，存储在与多个墨盒18当中的每个墨盒18相联系的电存储装置38内的信息通常也是各不相同的，并且对多个墨盒18当中特定的一个墨盒是唯一的。以下还要详细地说明存储在每个电存储装置38中的特定信息。
图3表示连接到一个信息源或是主计算机48上的本发明的打印系统10的一个示意性框图。图中的主计算机48被连接到一个显示装置50。主机48可以是各种各样的信息源，例如是一台个人计算机，工作站，或者是所谓的服务器，用来通过数据线路52向控制器26提供图像信息。数据线路52可以是任何一种通用的数据线路，例如是一条电路或者是红外线路，用来在主机48和打印系统10之间传送信息。
控制器26被电连接到与每个打印头16和墨盒18相联系的电存储装置38。另外，控制器26被连接到一个打印机器54，用来控制介质的输送和托架22的运动。控制器26根据主机48，与墨盒18相联系的存储器38，以及与打印头16相联系的存储器38提供的参数和信息执行打印工作。
主计算机48向打印系统10提供图像的说明信息或是图像数据，用来在打印介质上形成图像。另外主计算机48还要提供各种参数，用来控制打印系统10的操作，这些参数通常是驻留在通常被成为“打印驱动器”的打印机控制软件中。为了保证打印系统10能够提供高质量的图像，控制器26的操作需要补偿安装在打印系统10内部的特定的可更换的打印机部件14。可以由与每个可更换的打印机部件14相联系的电存储装置38来提供关于可更换的打印机部件14的参数，控制器26利用这些参数来保证打印系统10的可靠操作，并且保证高质量的打印图像。
在例如存储在与可更换的打印部件14相联系的电存储装置38中的参数当中包括从打印头16射出的墨滴的实际计数；与墨盒18相联系的数据编码；开始插入墨盒18的日期编码；系统参数；墨水类型/颜色；墨盒尺寸；墨水的期限；打印机型号或是识别号；卡盘使用信息；等等。
图2A和2B所示的电存储装置38是一个四端器件。电存储装置38也可以是一个双端器件。这种双端器件可以包括一个电源端和一个接地端。时钟信号和数据信号被提供给电源端。这种双端存储器件的一个例子就是1K Bit的读/写Electrically Read Only Memory(EPROM)，例如是DallasSemiconductor Corporation制造编号为DS1982的Dallas Semiconductor器件。
本发明的技术可以有效并且可靠地在可更换的部件14和控制器26之间传送墨水体积信息。经常需要在可更换的部件14和控制器26之间传送非常准确的墨水体积信息。例如，如果可更换的部件14是墨盒18，当墨盒18开始被插入打印系统10的时候，就需要将与墨水供给源28相联系的精确的墨水体积信息提供给控制器26。打印系统10利用这种信息根据墨水的使用情况来计算墨水供给源28中剩余的墨水。因此，关键的问题在于要向控制器26提供与墨水供给源28相联系的非常准确的墨水体积信息。控制器26以这种墨水体积信息为基础来确定墨水的输出状态。重要的问题在于要准确的确定墨水的输出状态，不要让打印机在没有墨水的情况下工作。在没有墨水的条件下操作打印机会造成可靠性的问题，如果持续的时间很长，就会造成灾难性的故障。
本发明的技术不仅能够提供准确的墨水体积信息，还可以在很大的墨水体积范围内提供准确的墨水体积信息。墨水体积范围随着特定的打印用途而变化。例如，为了便于使用，大规格的打印所需要的墨盒尺寸甚至会达到几升。如果墨盒过小，就需要频繁地更换墨盒，有可能给用户带来麻烦。
对于家用的桌面打印机设备来说，墨盒18可以包含体积小得多的墨水，其体积大约在100立方厘米(cc)以下。对此类设备采用大体积的墨盒可能会导致超过其存放或是储存期限，这样就会降低打印质量。另外，给定设备的墨水使用率取决于各个用户的具体用途。
图4表示了本发明的技术方案，用来在电存储装置38中存储墨水体积信息。首先在步56中确定与墨盒18相联系的墨水体积的墨水标度参数。在多种墨盒体积范围当中用墨水标度参数来指示一个墨盒的体积范围。例如，在一个实施例中采用了如表1所示的墨盒体积范围。墨盒标度参数是一个二比特的二进制值，被用来唯一地识别四种墨盒体积范围当中的一种。例如，二比特的二进制值00代表0-255.75立方厘米(cc)范围内的墨盒体积。同样，墨盒标度参数值等于二进制值11所表示的墨盒体积范围是0-2046立方厘米。
表1<
然后在步58中确定墨盒18的墨水供给源的填充比例参数。填充比例参数表示选定的墨盒体积范围的比例，用来代表与墨盒18相联系的墨水体积。在最佳的实施例中，填充比例参数是一个10比特的二进制值。这一10比特二进制值可以唯一地表示多达210或是1,024个唯一的值。与墨盒18相联系的墨水体积分辨率是随着墨盒的容积范围而变化的。例如，分辨率是用墨盒范围内最大的墨盒容积除以唯一的填充比例参数值来表示的。例如，对于表1中的墨盒容积范围0-255.75来说，墨水体积分辨率等于255.75除以1024，或者是表1中所示的大约0.25立方厘米。因此，如果选定的墨盒标度参数值等于00，填充比例参数可以确定的墨盒容积精度就被选定在0.25立方厘米。如果墨盒标度参数值是代表较大墨盒容积范围(0-2046)的二进制值11，填充比例参数的分辨率就是2.0立方厘米。然后在步60中将墨水标度和填充比例参数存储在与墨盒18相联系的电存储装置38中。
图5表示用来读出电存储装置38内容的一种方法，在插入打印系统10之前，存储装置中具有不确定的尺寸。如上文所述，打印系统10能够接纳具有各种墨盒体积的墨盒18。按照本发明的技术，可以利用电存储装置38中最少的资源来精确地确定与墨盒18相联系的具体墨水体积。
在使用中，在步62代表的打印系统通电时，或是在步64表示的安装一个新墨盒的情况下，控制器26就发出一个用步66和68表示的存储器读出请求。这种读出请求要求电存储装置38向控制器26提供墨盒标度参数和填充比例参数。在步70中，控制器26对这一信息译码，从中确定与墨盒18相联系的墨水体积。然后，打印系统10就可以在步72中从主机接收打印指令了。
本发明的技术可以采纳很大的墨水体积，同时在采用小墨水体积范围时提高分辨率。例如，如果将墨盒标度参数和填充比例参数组合成一个12比特的二进制值，用来表示与墨盒18相联系的墨水体积，就可以用212个唯一的值或是4096个唯一的值来确定墨水体积。将系统必须提供的最大墨水体积或是2046cc的体积除以唯一的数值或是4096，墨水体积的分辨率就可以达到大约0.5立方厘米。反之，本发明的技术也可以为小的墨盒体积范围提供0.25的分辨率，这样就能将小墨盒体积范围的分辨率提高2倍。这样就能在小的体积范围内改善分辨率，并不需要诸如总共12比特信息的附加信息。分辨率的提高对小的墨盒体积范围最为有效。当分辨率很重要时，分辨率实际上仅仅比大墨盒体积范围时稍有降低。墨盒体积范围在最大范围和最小范围之间的差别越大，对小墨盒体积范围的这种改进就越发有效。
尽管本发明是参照其最佳实施例来描述的，其中的可更换打印部件是安装在打印托架22上的打印头部分16，而墨盒18被安装在打印托架22之外，本发明也可以适用于其他结构的打印机。例如，打印头部分和墨盒部分可以分别安装在托架22上。对于这种结构来说，打印头部分和墨盒部分都是可以单独更换的。打印头部分和墨盒部分分别包括一个电存储部分38，用来向打印部分12提供信息。多个墨盒中的每一个墨盒可以是单独更换的，也可以作为一个可更换的整体单元。如果将多个墨盒集成为单个可更换的打印部件，这种单个的可更换打印部件仅仅需要一个电存储部分38。
权利要求
1．一种喷墨打印系统(10)包括一个打印机部分(12)，用来根据控制信号将墨水放置到介质上，打印机部分(12)的结构可以接收一个墨水供给源；一个可更换的墨盒(18)，用来为打印机部分提供一个墨水供给源，可更换的墨盒(18)包括一个用来向打印机部分提供参数的电存储装置(38)，电存储装置(38)中包含一个墨盒标度参数，用来从多个墨盒体积范围内选择一个墨盒体积范围，一个填充比例参数，用来为选定的墨水体积范围确定一个填充的比例；其中，打印机部分(12)根据填充比例参数和选定的墨水体积范围来确定与墨盒(18)相联系的墨水体积。
2．按照权利要求1的喷墨打印系统(10)，其特征是墨盒标度参数是一个二比特的二进制值。
3．按照权利要求1的喷墨打印系统(10)，其特征在于填充的比例是一个10比特的二进制值，用来确定选定的墨水体积范围内的比例。
4．按照权利要求1的喷墨打印系统(10)，其特征是打印机部分(12)包含多种墨水体积范围，多种墨水体积范围各自具有与其相联系的多个对应的墨盒体积标度参数。
5．按照权利要求1的喷墨打印系统(10)，其特征是可更换的墨盒(18)包含一个电存储装置(38)，在电存储装置(38)中包含墨水填充参数和墨水标度参数。
6．用来向喷墨打印机(12)提供墨水的一种墨盒(18)，墨盒(18)包括包含墨水供给源的一个容器(28)；以及一个电存储装置(38)，用来向喷墨打印机(12)提供墨盒的参数，这一电存储装置(38)中包含一个墨盒标度参数，用来从多种墨盒体积范围内选择一种墨盒体积范围，一个填充比例参数，用来为容器(28)内的墨水供给源的选定的墨水体积范围确定一个填充的比例。
7．按照权利要求6的墨盒(18)，其特征是墨盒标度参数是一个二比特的二进制值，而充填充比例是一个10比特的二进制值，用来确定选定的墨水体积范围内的比例。
8．按照权利要求6的墨盒(18)，其特征是进一步包括一个打印机部分(12)，用来按照控制信号将墨水放置到介质上，打印机部分的结构可以接收墨盒(18)，并且根据填充比例参数和墨盒标度参数来确定与墨盒(18)相联系的墨水体积。
9．和一个墨盒(18)一起使用的一种电存储装置(38)，用来向一个喷墨打印机(12)提供信息，在电存储装置(38)中包含一个墨盒标度参数，用来从多种墨盒体积范围内选择一种墨盒体积范围；以及一个填充比例参数，用来为选定的墨水体积范围确定一个填充的比例。
10．按照权利要求9的电存储装置(38)，其特征是墨盒标度参数是一个二比特的二进制值，而填充比例是一个10比特的二进制值，用来确定选定的墨水体积范围内的比例。
11．在电存储装置(38)中存储墨盒参数的一种方法，电存储装置(38)与包含一定体积墨水的一个墨盒(18)相联系，该方法包括为墨水供给源确定一个与墨水体积范围相联系的墨水标度参数(56)；为墨水供给源确定一个填充比例参数(58)；以及将墨水标度和墨水填充参数(60)存储在电存储装置(38)内。
12．按照权利要求11的方法，其特征是进一步包括将墨盒(18)装入一个喷墨打印机(12)，在喷墨打印机(12)和电存储装置(38)之间形成电路上的连接。
13．按照权利要求12的方法，其特征是进一步包括将墨水标度参数和填充比例参数从电存储装置(38)传送给喷墨打印机(12)，喷墨打印机(12)根据墨水标度参数和填充比例参数来确定与墨盒(18)相联系的墨水体积。
全文摘要
一种喷墨打印系统(10),它包括一个打印机部分(12)和一个可更换的墨盒(18)。打印机部分(12)用来根据控制信号将墨水放置到介质上。打印机部分(12)的结构可以接收一个墨水供给源。可更换的墨盒(18)用来为打印机部分(12)提供一个墨水供给源。可更换的墨盒(18)包括电存储装置(38)。电存储装置(38)中包含一个墨盒标度参数,还包含一个填充比例参数。打印机部分(12)根据填充比例参数和选定的墨水体积范围来确定与墨盒(18)相联系的墨水体积。
文档编号B41J2/175GK1228370SQ991010
公开日1999年9月15日 申请日期1999年1月8日 优先权日1998年3月9日
发明者B·L·赫特林 申请人:惠普公司