专利名称：墨水容量测量方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种墨水容量测量方法及其装置。
目前于市面上的印表机用气泡式喷墨(Bubble Inkjet)的原理是将墨水匣内的极微量的墨滴以高压方式经由喷嘴而喷射至预定的文件上。
在美国专利(1)第4,371,790号“Fluid Measuring System”；(2)第4,415,886号“Residual Ink Detection Mechanism”；(3)第4,788,861号“Apparatus And Circuit For Monitoring The Ink Supply AndInk Printer Devices”；(4)第5,136,305号“Ink Jet Printer With InkSupply Monitoring Means”；(5)第5,386,224号“Ink Level SensingProbe System For An Ink Jet Printer”；及(6)第5,635,962号“CapacitiveInk Level Detection Sensor”中，依续揭露出利用墨水容量改变时所相对介电质(dielectric)的改变来量测水匣中所剩余的墨水量。然而，介电质会随着不同的墨水材质而会有不同的改变量，因而无法在同一墨水匣、不同墨水的使用情况下有效地量测出剩余的墨水量。
于美国专利第4,639,738号“Ink Level Detection System For Ink JetPrinting Apparatus”中揭露出利用压差计对于墨水容器之上、下液面的压力差而随时计算出剩余的墨水量。然而，’738号案是无法对于具有弹性体的墨水容器内部的墨水容量进行有效的量测。此外，于美国专利第4,935,751号“Level Sensor For Ink Bag”、第5,434,603号“Ink Cartridge With Passageway For Ink Level Indicator”中，揭露出利用墨水容器的外部壁面以显示出其内部墨水袋的剩余的墨水量，使用者可经由目视的判断而决定是否更换墨水容器。由于’751号案与’603号案均必须经由使用者的观察方可判定墨水容器内的墨水消耗情况，使用该墨水容器的装置或机器是无法自动告知。
于美国专利第5,079,570号“Capillary Reservoir Binary Ink LevelSensor”中揭露出利用至少一个二元流体指示器(Binary FluidicIndicator)以同时进行目视判别、装置或机器的墨水容量判定方法，但此方式必须将墨水容器的外部构造进行大幅更改后才可设置二元流体指示器。
于美国专利第5,414,452号“Recognition Of Ink Expiry In An Inket Printing Head”’中揭露出利用计数器来记录喷嘴的墨水输出量。由于’452号除了必须配合采用相关的演算法则及选择电路之外，在长时间的计算下将会累积一定的误差值，影响其精确值。
于美国专利第5,574,484号“Level Detection For Ink Cartridges OfInk-Jet Printers”中揭露出利用位置(角度)感应器来量测墨水袋的水位变化量，但位置(角度)感应器则必须限用于特定的墨水袋及其机构。
于美国专利第5,616,929号“Ink Tank With An Level DetectorHaving A Viewing Window”’中揭露出利用发光源与透视窗，藉由可见光受到墨水的作用而影响其反射率及穿透率的原理，使得使用者可经由透视窗的光度变化而判定墨水消耗量。然而，该’929号是无法在墨水即将耗尽时，经由装置或机器本身自动地侦测并预警。
于美国专利第5,721,573号“Cooldown Timing System MonitorsInkjet Cartridge Ink Level”中揭露出利用控制墨水匣的喷嘴在冷却时，对于喷嘴进行温度取样方式来评估墨水的消耗情况。同样于’929号案，’573案在墨水即将耗尽时，经由装置或机器本身自动地侦测并预警，并且以温度取样时，经由温度的作用将会形成部分墨水的蒸发。
于美国专利第5,731,824号“Ink Level Sensing System For An InkPrinter”中揭露出利用称重的方式对于墨水袋进行量测，但是秤重的数值往往与实际的墨水容量不符。
于美国专利第5,774,136号“Ultrasonic Method For MonitoringInkjet Cartridge Levels”中揭露出利用超音波对于刚性墨水匣内部的墨水容量进行量测，其方式是将超音波源设置于刚性墨水匣内部，以超音波对于不同墨水量的反射讯号的时间差来监测墨水容量，但此一方式是仅适用于刚性墨水匣。
有鉴于此，本发明的目的是针对于上述习知技术而提出改进而提供一种墨水容量测量方法及其装置，以适用于多数墨水匣内部的墨水容量的量测。
本发明的技术方案是一种墨水容量测量方法，其特征在于包括有下列步骤感测该墨水容量内部的气体压力；将该气体压力传送至一处理器；藉由该处理器计算单元将该气体压力转换成相对等的墨水容量；以及当该气体压力低于一设定压力值时，发出一讯号以通知使用者更换该墨水容器。
所述的墨水容量测量方法，其特征在于该气体压力是藉由一压力感测装置来量测。
所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水容器为具有喷嘴的墨水匣。
所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水匣包括有一可伸缩墨水袋及一压力调节装置，该压力调节装置是用以对该墨水袋进行压力调整。
所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水容器连接有至少一墨水库。
所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水库包括有一可伸缩墨水袋及一压力调节装置，该压力调节装置是用以对该墨水袋进行压力调整。
所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水库与该处理器之间设置该压力感测装置，藉由该压力感测装置量测该墨水库内部的气体压力，并且藉由该处理器将该气体压力转换成相对等的墨水容量。
所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水库为一开放式墨水库，该开放式墨水库具有一通气孔。
所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水匣内部的该气体压力值是控制于一临界压力值范围，该临界压力值范围是根据该墨水容器的结构而定。
所述的墨水容量测量方法，其特征在于该压力感测装置为一硅基底压力感测器。
一种墨水容量测量装置，其特征在于包括一处理器；及一压力感测装置，耦接于该墨水匣与该处理器之间，该压力感测装置是用以量测该墨水匣内部的气体压力，并且藉由该处理器将该气体压力转换成相对等的墨水容量。
所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水匣包括有用以输出该墨水的一喷嘴。
所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水匣包括有一可伸缩墨水袋及一压力调节装置，该压力调节装置是用以对该墨水袋进行压力调整。
所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水匣连接有至少一墨水库。
所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水库包括有一可伸缩墨水袋及一压力调节装置。
所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水库与该处理器之间设置该压力感测装置，藉由该压力感测装置量测该墨水库内部的气体压力，并且藉由该处理器将该气体压力转换成相对等的墨水容量。
所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水库为一开放式墨水库，该开放式墨水库具有一通气孔。
所述的墨水容量测量装置，其特征在于设置有一警示器，该警示器是耦接于该处理器。
所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水匣内部的该气体压力值是可以控制于一临界压力值范围，该临界压力值范围是根据该墨水容器的结构而定。
所述的墨水容量测量装置，其特征在于该压力感测装置为一硅基底压力感测器。
本发明的效果是本发明墨水容量测量装置包括一处理器；及一压力感测装置，耦接于墨水匣与处理器之间，压力感测装置是用以量测墨水匣内部的气体压力，并且藉由处理器将气体压力转换成相对等的墨水容量。
各墨水匣包括有用以输出墨水之一喷嘴，并且各墨水匣包括有一可伸缩墨水袋及一压力调节装置，压力调节装置是用以对墨水袋进行压力调整。各墨水匣可连接至一墨水库，藉由墨水库以提供墨水匣额外的墨水，此墨水库的型式可采用具有一可伸缩墨水袋及一压力调节装置的墨水库，或是采用一开放式墨水库，其中，压力调节装置是用以对墨水袋进行压力调整，而开放式墨水库是具有一通气孔。于墨水库与处理器之间设置有压力感测装置，藉由压力感测装置量测墨水库内部的气体压力，并且藉由处理器将气体压力转换成相对等的墨水容器。墨水容量测量装置设置有一警示器，警示器是耦接于处理器，当墨水匣及/或墨水库的墨水量不足时，藉由警示器以通知使用者进行墨水匣或墨水库的更换。
本发明可适用于不同种类的墨水测量墨水匣或墨水库内部剩余的墨水容量。
为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作一详细说明。
图式的图面说明如下
图1为本发明墨水容量测量装置设置于刚性墨水匣的平面图2为本发明墨水容量测量装置设置于具墨水袋的墨水匣的平面图；图3A是本发明墨水容量测量装置设置于一刚性墨水匣与一具墨水袋的墨水库之间的平面图；图3B是本发明墨水容量测量装置设置于一刚性墨水匣与一刚性墨水库之间的平面图；以及图4是本发明墨水容量测量装置的操作流程图。
图5是本发明的图2中的压力调节装置的结构示意图。
如图1所示，墨水匣1是由一硬质壳体10、一喷嘴12及一过滤器13所构成，墨水L1是容纳装填于壳体10之中，而壳体10中的其它剩余部分则为气体A1。气体A1的初始压力值约为-5～100cmW.C.(Water Column)，而其体积约为2～3c.c.(一般是小于5c.c.)。压力感测装置31是耦接于墨水匣1与处理器30之间，并且压力感测装置31以连通至气体A1的方式设置于壳体10之上。由压力感测装置31所量测出的气体A1压力值经由导线33而传送至处理器30，并且藉由处理器30的计算后将气体A1压力转换成相对等的墨水容量。当墨水匣1内部的墨水L1经由喷嘴12而即将耗尽，并且墨水匣1内部气体A1的压力值达到处理器30所预设的临界压力值范围时，处理器30将会及时地通知警示器32发出讯号，以告知使用者进行墨水匣1的更换。
请参阅图3A、3B，第3A图是表示本发明墨水容器测量装置设置于墨水匣1与一具墨水袋41的墨水库4之间的平面图，第3B图是表示本发明墨水容量测量装置设置于墨水匣1与一刚性墨水库5之间的平面图。
如图2所示，墨水匣2与图1的墨水匣1的差异是在于墨水匣2内部具有一软性墨水袋21及一压力调节装置25，其中压力调节装置25是设置于墨水袋21之中，藉由压力调节装置25可自动将墨水袋21进行压缩(如箭头方向所示)，使得墨水L1连续地供应至喷嘴22。同样地，当墨水L1经由喷嘴12而即将耗尽时，处理器30将会及时地通知警示器32发出讯号，以告知使用者进行墨水匣1的更换。
如图3A所示，墨水库4外部是由一硬质壳体40所构成。墨水匣1与墨水袋41之间是藉由一管路34而相互连通，并且藉由两接头35、36将管路34定位于墨水匣1与墨水库4的外部。于墨水库的墨水袋41内部设置有一压力调节装置45，藉由压力调节装置45可自动地将墨水袋41进行压缩(如箭头方向所示)，使得墨水L1连续地供应至墨水匣1。压力感测装置31以连通至气体A3的方式设置于墨水库4的外部壳体40之上，由压力感测装置31所量测出的气体A3压力值经由导线33而传送至处理器30，并且藉由处理器30的计算后将气体A3压力转换成相对等的墨水容量。当墨水库4的墨水袋41中的墨水L2即将耗尽时，处理器30将会及时地通知警示器32发出讯号，以告知使用者进行墨水库4的更换。
如图3B所示，与图3A的墨水库4的差异是在于墨水库5为一开放式墨水库5，亦即于墨水库5的硬质壳体50上具有一通气孔52，此通气孔52使得墨水库5内部与墨水库5外部(外界)相互连通，但是压力感测装置31是设置于墨水匣1的外部壳体10之上，藉由压力感测装置31量测墨水匣1的内部的气体A1的压力，进而将气体A1压力值经由导线33而传送至处理器30，以转换成相对等的墨水容量。当墨水库5内部的墨水L2即将耗尽时，处理器30将会及时地通知警示器32发出讯号，以告知使用者进行墨水库5的更换。
同样地，于图3A、3B中的墨水匣1亦可采用具有墨水袋21的墨水匣2(如图2所示)。
请参阅图4，图4是表示本发明墨水容量测量装置的操作流程图。本发明墨水容量测量方法的步骤为(1)压力感测装置31所量测的墨水匣或墨水库内部的气体压力值立即传送至处理器30；(2)并且转换成相对等的墨水容量301；及
(2)一旦对等的墨水容量301少于预定的墨水容量302，处理器30将通知警示器32发出讯号，以告知使用者6进行墨水匣或墨水库的更换。
图5是表示针对图2中的压力调节装置25的平面结构图。于图3A中的压力调节装置45与压力调节装置25具有相同结构，于此仅就压力调节装置25作说明。
压力调节装置25是由一对侧板250、251与一压缩弹簧252(Compression Springs)所构成，其中，压缩弹簧252是设置于两侧板250、251之间，并且两侧板250、251是分别邻接设置于墨水袋21的内侧壁面上。当压缩弹簧252将两侧板250、251以相互接近方式移动时，墨水袋21中的墨水L1便随着两侧板205、251的压缩而变形，因而连续不断地提供墨水L1给喷嘴22。弹簧252可由金属材料所制成，其弹簧系数(spring index)可依据实际情况而定。
于上述各实施例中的压力感测装置31是可采用硅基底(SiliconSubstrate)压力感测器，以有效侦测出微量气体压力变化，并且本发明可适用于不同种类的的墨水材质测量其内部剩余的墨水容量。
权利要求
1.一种墨水容量测量方法，其特征在于包括有下列步骤感测该墨水容量内部的气体压力；将该气体压力传送至一处理器；藉由该处理器计算单元将该气体压力转换成相对等的墨水容量；以及当该气体压力低于一设定压力值时，发出一讯号以通知使用者更换该墨水容器。
2.如权利要求1所述的墨水容量测量方法，其特征在于该气体压力是藉由一压力感测装置来量测。
3.如权利要求2所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水容器为具有喷嘴的墨水匣。
4.如权利要求3所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水匣包括有一可伸缩墨水袋及一压力调节装置，该压力调节装置是用以对该墨水袋进行压力调整。
5.如权利要求4所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水容器连接有至少一墨水库。
6.如权利要求5所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水库包括有一可伸缩墨水袋及一压力调节装置，该压力调节装置是用以对该墨水袋进行压力调整。
7.如权利要求6所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水库与该处理器之间设置该压力感测装置，藉由该压力感测装置量测该墨水库内部的气体压力，并且藉由该处理器将该气体压力转换成相对等的墨水容量。
8.如权利要求7所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水库为一开放式墨水库，该开放式墨水库具有一通气孔。
9.如权利要求8所述的墨水容量测量方法，其特征在于该墨水匣内部的该气体压力值是控制于一临界压力值范围，该临界压力值范围是根据该墨水容器的结构而定。
10.如权利要求9所述的墨水容量测量方法，其特征在于该压力感测装置为一硅基底压力感测器。
11.一种墨水容量测量装置，其特征在于包括一处理器；及一压力感测装置，耦接于该墨水匣与该处理器之间，该压力感测装置是用以量测该墨水匣内部的气体压力，并且藉由该处理器将该气体压力转换成相对等的墨水容量。
12.如权利要求11所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水匣包括有用以输出该墨水的一喷嘴。
13.如权利要求12所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水匣包括有一可伸缩墨水袋及一压力调节装置，该压力调节装置是用以对该墨水袋进行压力调整。
14.如权利要求13所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水匣连接有至少一墨水库。
15.如权利要求14所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水库包括有一可伸缩墨水袋及一压力调节装置。
16.如权利要求15所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水库与该处理器之间设置该压力感测装置，藉由该压力感测装置量测该墨水库内部的气体压力，并且藉由该处理器将该气体压力转换成相对等的墨水容量。
17.如权利要求14所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水库为一开放式墨水库，该开放式墨水库具有一通气孔。
18.如权利要求11或14或16或17所述的墨水容量测量装置，其特征在于设置有一警示器，该警示器是耦接于该处理器。
19.如权利要求18所述的墨水容量测量装置，其特征在于该墨水匣内部的该气体压力值是可以控制于一临界压力值范围，该临界压力值范围是根据该墨水容器的结构而定。
20.如权利要求19所述的墨水容量测量装置，其特征在于该压力感测装置为一硅基底压力感测器。
全文摘要
一种墨水容量测量方法及其装置,是将一压力感测装置耦接于墨水匣处理器、墨水库与处理器之间,利用压力感测装置量测出墨水匣内部的气体压力,进而藉由处理器将此一气体压力转换成相对等的墨水容量,以有效准确地量测出墨水匣或墨水库内的剩余墨水容量。当墨水匣墨水不足时,经由一警示器发出讯号以通知使用者进行墨水匣或墨水库的更换。
文档编号G01F22/02GK1267819SQ9910314
公开日2000年9月27日 申请日期1999年3月23日 优先权日1999年3月23日
发明者陈锦泰, 伍国华 申请人:财团法人工业技术研究院