CN100421951C - 用于给打印系统提供墨水容器提取特性的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种给喷墨打印系统供应墨水的可更换墨水容器。该喷墨打印系统具有多种打印模式，每一种打印模式都具有与之相关的一种墨水使用率。该可更换墨水容器包括一个包含打印模式控制信息的信息存储装置。将可更换墨水容器安装到喷墨打印系统中容许了给喷墨打印系统提供打印模式控制信息。该打印模式控制信息由打印系统用于根据可更换墨水容器内的可利用墨水从多种打印模式中选择一种打印模式。
Description
技术领域
本发明涉及使用可更换打印部件的喷墨打印系统。本发明尤其涉及包括电存储装置以给打印系统提供信息的可更换打印部件。
背景技术
喷墨打印机常使用一个装在滑架内的喷墨打印头，该滑架在打印介质如纸张上来回移动。当打印头在打印介质上移动时，一个控制系统驱动打印头将墨水微滴沉积或喷射到打印介质上以形成图像和文字。墨水通过一个墨水源被供应给打印头，该墨水源被滑架承载或安装在不与滑架一起移动的打印系统上。就墨水源不由滑架承载的情况而言，墨水源可间断或连续地连接在打印头上以给打印头补充墨水。可更换打印部件比如墨水容器和打印头在两种情况下都需要定期更换。墨水源在墨水耗尽时更换。打印头在其寿命将尽时更换。
常常希望在改变打印机参数的同时，更换打印机部件，比如在序列号为08/584499、发明名称为“Replaceable Part With IntegralMemory For Usage，Calibration And Other Data”、转让给本发明的受让人的美国专利申请中讨论的那样。序列号为08/584499的专利申请公开了存储器的使用，其含有与可更换部件有关的参数。可更换部件的安装容许打印机存取可更换部件的参数以保证高打印质量。通过将存储器加到可更换部件中并在可更换部件内的存储器中存储可更换部件的参数，打印系统可在将可更换部件安装到打印系统中时确定这些参数。该打印机参数的自动更新使得用户免于在每次新安装可更换部件时更新打印机参数。用可更换部件参数自动更新打印机参数保证了高打印质量。此外，该参数的自动更新保证了打印机不会因不正确的操作而受到不经意的损坏，比如在墨水源耗尽之后的操作或者错误的或不兼容的打印机部件进行的操作。
发明内容
本发明的一个方面提供是一种用于给喷墨打印系统供应墨水的可更换墨水容器，该喷墨打印系统具有采用第一墨水使用率的第一打印模式和采用第二墨水使用率的第二打印模式，第二墨水使用率不同于第一墨水使用率，该可更换墨水容器包括：一个用于容纳墨水的墨水储槽，该墨水储槽具有随墨水容器内的墨水液面改变的墨水提取特性；和一个用于包含控制信息的信息存储装置，该控制信息能够根据墨水容器内的墨水液面选择第一和第二打印模式中的一种打印模式。
附图说明
图1是本发明喷墨打印系统的一个示范性实施例，其中盖子是敞开着的以示出本发明的多个可更换墨水容器；
图2是图1中所示的喷墨打印系统的示意图；
图3是扫描滑架一部分的放大透视图，示出了位于一接收站内的本发明的可更换墨水容器，该接收站使可更换墨水容器与一个或多个打印头之间流体相通；
图4是扫描滑架一部分的侧视平面图，示出了与各个可更换墨水容器相连的导向和锁定部件和固定可更换墨水容器以与打印头流体相通的接收站；
图5是一单独示出的接收站，该接收站用来接收本发明的一个或多个可更换的墨水容器；
图6是一单独示出的本发明的三色可更换墨水容器的底视平面图；
图7是一本发明的单色可更换墨水容器的透视图；
图8是与多个电触点电连接的电存储装置的顶视平面图；
图9描绘了一图1所示的喷墨打印系统的示意方框图，其与一台主机相连并包括可更换的墨水容器和打印头，两者均包括电存储装置；
图10表示了本发明墨水容器中的静态和动态背压，以改变提取的墨水量；
图11是一示出了本发明方法的流程图，该方法用来根据提取特性和从墨水容器中提取的墨水量调节墨水容器中的墨水提取速率。
具体实施方式
图1是一打印系统10的一示范性实施例的透视图，其盖子是敞开着的，该打印系统10包括至少一个可更换的墨水容器12，其被安装在一个接收站14内。当可更换的墨水容器12被正确地安装到接收站14内时，墨水从可更换的墨水容器12被供应给至少一个喷墨打印头16。该喷墨打印头16响应来自打印部分18的驱动信号以将墨水沉积到打印介质上。当墨水从打印头16喷射出来时，墨水从墨水容器12中被补充给打印头16。
在一个示范性的实施例中，可更换的墨水容器12、接收站14和喷墨打印头16都是扫描滑架的一部分，该扫描滑架相对于打印介质22移动以完成打印。打印部分18包括一个介质盒以接纳打印介质22。当打印介质22步进通过一个打印区时，扫描滑架20相对于打印介质22移动打印头16。打印部分18选择性地驱动打印头16，以在打印介质22上沉积墨水来完成打印。
扫描滑架20在一扫描机构上移过打印区，该扫描机构包括一根滑杆26，当扫描滑架20移过扫描轴时，扫描滑架20在滑杆26上滑动。一个定位装置(未示出)用于精确地定位扫描滑架20。另外，当扫描滑架20沿着该扫描轴移动时，一个纸张推进机构(未示出)用于使打印介质22步进通过打印区。电子信号通过电连接件如一根带状电缆28被提供给扫描滑架20，以选择性地驱动打印头16。
图1所示的喷墨打印系统10被构造成接纳墨水容器12，其具有随墨水容器中墨水液面改变的墨水提取特性。这些墨水提取特性一般是随墨水容器12的尺寸改变的。一种示范性的墨水提取特性是墨水容器12内的背压特性。当从墨水容器12中提取墨水时，墨水容器12中的背压发生改变。如果未在打印系统10中得到适当的补偿，该背压变化会导致打印系统10中出现诸多问题。这些问题包括因背压过大致使打印质量降低、因空气的吸入和墨水容器12中的墨水逐步搁浅造成打印头可靠性降低，在此仅仅是列举了几个问题而已。
本发明的一个方面是一种用于存储有关可更换墨水容器12的墨水提取特性的方法和装置。墨水提取特性用于更新打印部分10的操作参数。打印系统10利用这些提取特性来补偿之，从而实现高的打印质量，同时更完全地从墨水容器12中提取墨水。
例如，在墨水提取特性于给定的提取速率下随墨水容器12中的墨水液面改变的情况下，背压会在从墨水容器12中提取墨水时增加。因此，不适当地补偿该提取特性，打印系统10就不能提取低墨水液面的墨水，此时背压最高而导致墨水容器12中的墨水搁浅。墨水容器12中的墨水搁浅造成墨水的浪费、每页的打印成本较高以及使搁浅的墨水进入废液。
一个电存储装置与各个可更换墨水容器12相连。该电存储装置含有与特定的可更换墨水容器12相关的墨水提取信息。通过将可更换的墨水容器12安装到打印部分10中，容许墨水提取信息在电存储装置与打印部分18之间传递以保证高的打印质量并改进可更换墨水容器12中墨水的提取。在其它的信息中，提供给打印系统10的信息包括相对于墨水容器12中的不同墨水量来规定墨水提取速率的信息。打印系统10利用这些提取特性来根据墨水容器12中残留的墨水选择合适的提取速率。通过在使用墨水容器12中的墨水时调节墨水提取速率，打印系统10能更完全地从墨水容器12中提取墨水而不会给打印系统10带来问题。下面将针对图10-12更详细地讨论本发明的技术。在讨论该技术之前，首先较为详细地讨论一下打印系统10是有益的。
尽管图1中所示的打印系统10使用的是安装在扫描滑架20上的墨水容器12，但本发明同样适用于其它类型的打印系统结构。这类的一种结构比如是与扫描滑架20分离安装的可更换墨水容器12。或者，打印头16和墨水容器12可形成为一个安装到扫描滑架20上的一体型的打印盒。最后，打印系统10可用于多种应用场合，比如传真机、邮资盖印机、织物印花装置以及适用于展示和户外标志的大规格型打印系统。
图2是图1所示的本发明喷墨打印系统10的简化示意图。图2简化地示出了连接在单个墨水容器12上的单个打印头16。
本发明的喷墨打印系统10包括打印部分18和墨水容器12，该墨水容器12被构造成由打印部分18接纳。打印部分18包括喷墨打印头16和一个控制器29。当墨水容器12被正确地插到打印部分18中时，墨水容器12与打印部分18之间就实现了电连接和流体连接。流体连接容许了向打印头16供应存储在墨水容器12中的墨水。电连接容许了信息在墨水容器12上的电存储装置80与打印部分18之间传递。墨水容器12与打印部分18之间的信息转换确保了打印部分18的操作与可更换墨水容器12内容纳的墨水相兼容，从而实现了高打印质量和打印系统10可靠的操作。
其中，控制器29控制打印部分18与可更换墨水容器12之间的信息传递。此外，控制器29控制打印头16与控制器29之间的信息传递，以驱动打印头，从而选择性地将墨水沉积在打印介质上。此外，控制器29控制打印头16和打印介质的相对运动。控制器29还执行其它的功能，比如控制打印系统10与一主机装置如主机计算机(未示出)之间的信息传递。
为了确保打印系统10在打印介质上提供高质量的图像，需要控制器29的操作说明装在打印部分18内的特定可更换墨水容器12。控制器29利用由电存储装置80提供的参数来说明装在打印部分18内的特定可更换墨水容器12，以确保可靠的操作和高质量的打印图像。
例如，可存储在与可更换墨水容器12相连的电存储装置80内的额外信息可包括规定初始墨水容量、当前墨水容量的信息和墨水容器12的结构信息，在此仅仅是列举了几个例子而已。下面将更详细地讨论有关提取特性的存储在电存储装置80上的特定信息。
图3是扫描滑架20一部分的透视图，示出了一对正确安装在接收站14内的可更换墨水容器12。一喷墨打印头16与接收站14流体相通。在优选实施例中，图1所示的喷墨打印系统10包括一个含有三种不同颜色墨水的三色墨水容器和另一个含有单色墨水的墨水容器。在该优选实施例中，三色墨水容器含有青色、品红和黄色墨水，而单色墨水容器含有黑色墨水，从而完成四色打印。可更换的墨水容器12可不同程度地隔开，以包含比三色要少的墨水颜色或在需要较多色时包含多于三色的墨水颜色。例如，在高保真打印的情况下，常采用六色或更多颜色来完成打印。
为简化起见，图3所示的扫描滑架部分20被示出与单个打印头16流体连接。在优选实施例中，四个喷墨打印头16分别与接收站14流体连接。在该优选实施例中，四个打印头中的每一个都与可更换墨水容器中含有的四色墨水中的每一种流体连接。这样，青色、品红、黄色和黑色打印头16就分别与其对应的青色、品红、黄色和黑色墨水源连接。也可以采用利用少于四个的打印头的其它结构。例如，打印头16可被构造成通过适当地隔开打印头16而打印不止一种墨水颜色，从而容许将第一种墨水颜色提供给第一组墨水喷嘴，将第二种墨水颜色提供给第二组墨水喷嘴，其中第二组墨水喷嘴与第一组墨水喷嘴不同。按此方式，可采用单个打印头16来打印不止一种墨水颜色，从而容许以少于四个的打印头16来完成四色打印。下面将针对图4更为详细地讨论各个可更换墨水容器12与打印头16之间的流体路径。
各个可更换墨水容器12包括一个将可更换墨水容器12固定在接收站14上的卡爪30。该优选实施例中的接收站14包括一组键32，其与可更换墨水容器12上相对应的键合部件(未示出)相合。可更换墨水容器12上的键合部件与接收站14上的键32相合，以保证可更换的墨水容器12与接收站14相兼容。
图4是一图2所示的扫描滑架部分20的侧视平面图。扫描滑架部分20包括被正确装到接收站14中的墨水容器12，从而实现可更换墨水容器2与打印头16之间的流体相通。
可更换墨水容器12包括一个储槽部分34，以包含一种或多种数量的墨水。在优选实施例中，三色可更换墨水容器12具有三个分开的墨水容纳储槽，每个储槽都包含颜色不同的墨水。在该优选实施例中，单色可更换墨水容器12是单个含有单色墨水的墨水储槽34。
在优选实施例中，储槽34在其内具有一个毛细存储元件(未示出)。该毛细存储元件是一个多孔元件，其具有足以保持墨水的毛细作用，从而在将墨水容器12插到打印系统10中或取下时防止墨水从储槽34中渗漏。该毛细作用力必须足够大以防止墨水在多种环境条件比如温度和压力变化下从墨水储槽34中渗漏。此外，对于墨水储槽的所有方位以及墨水容器在正常操作中可能经历的合理量的冲击和振动，毛细元件的毛细作用都足以将墨水保持在墨水储槽34中。优选的毛细存储元件是一种热接合聚合物纤维的网状物，其描述在发明名称为“用于喷墨打印机的墨水储槽”、代理人档案号为10991407、申请日为1999年10月29日、序列号为09/430400的美国专利申请中，该申请被转让给本发明的受让人并在此一并引用。
一旦将墨水容器12正确地安装到接收站14中时，墨水容器12就通过流体互连件36与打印头16流体连接。在驱动打印头16时，墨水从喷射部分38中喷射出来，从而在打印头16内产生负表压，有时称作背压。表压是相对于大气压力在墨水容器内测量的压力。该打印头16内的负表压足以克服由墨水储槽34内的毛细元件产生的毛细作用力。墨水是通过可更换墨水容器12的背压被吸引到打印头16的。按此方式，便给打印头16补充了由可更换墨水容器12供应的墨水。
流体互连件36优选是一个向上延伸到墨水容器12中并向下延伸到喷墨打印头16的直立墨水管。该流体互连件36在图4中简化地示出。在优选实施例中，流体互连件36是一个总管，其容许沿着扫描轴有所偏移地定位打印头16，从而容许打印头16偏离相对应的可更换墨水容器12。在优选实施例中，流体互连件36延伸到储槽34中以压缩毛细元件，从而在流体互连件36的附近形成一个毛细作用增强的区域。该毛细作用增强区域将墨水吸向流体互连件36，从而容许墨水经流体互连件36流至打印头16。
可更换墨水容器12还包括一个导向部件40、一个接合部件42、一个手柄44以及一个卡爪部件30，其容许将墨水容器12插到接收站14中，从而实现与打印头16可靠的流体连接，并在可更换墨水容器12与扫描滑架20之间形成可靠的电连接。
接收站14包括一个导轨46、一个接合部件48以及一个卡爪接合部件50。该导轨46与导轨接合部件40和可更换墨水容器12相协作，以将墨水容器12导引到接收站14中。一旦将可更换墨水容器12完全插到接收站14中时，与可更换墨水容器相连的接合部件42与接合部件48接合，该接合部件48与接收站14相连，从而将可更换墨水容器12的前端或首端固定到接收站14上。接着将墨水容器12向下压，以压缩一个与接收站14相连的弹簧偏压元件52，直到与接收站14相连的卡爪接合部件50与一个钩部件54接合，该钩部件54与卡爪元件30相连，从而将墨水容器12的后端或尾端固定在接收站14上。墨水容器12上的部件与连接接收站14的部件的协作容许了可更换墨水容器12与接收站14之间正确的插入和功能连接。下面将针对图5更为详细地讨论接收站14。
图5是独立示出的墨水容器接收站14的正视透视图。图5所示的接收站14包括一个单色凹室56和一个三色凹室58，该单色凹室56用于接纳含有单色墨水的墨水容器12，三色凹室58用于接纳其内具有三种不同颜色墨水的墨水容器。在该优选实施例中，单色凹室56接纳一个含有黑色墨水的墨水容器12，而该三色凹室58接纳一个含有青色、品红以及黄色墨水的可更换墨水容器，其分别在墨水容器12内被分割成一个单独的储槽。接收站14和可更换墨水容器12可具有凹室56和58的其它配置以接纳装有不同的含不同墨水的元件的墨水容器。此外，接收站14接纳凹室56和58的数目也可以不是两个。例如，接收站14可具有四个分开的凹室，以接纳四个分开的单色墨水容器12，其中每个墨水容器含有颜色不同的墨水以完成四色打印。
接收站14的每个凹室56和58包括一个孔60来接纳从中贯穿的各个直立的流体互连件36。流体互连件36是一个墨水的流体入口以使墨水流出与墨水容器12相连的相对应的流体出口。每个接纳凹室56和58中还包括一个电互连件62。该电互连件62包括多个电触点64。在优选实施例中，电触点64被布置成四个装有弹簧的电触点，其中可更换墨水容器12被正确地装在接收站14相对应的凹室中。各电子连接器62与流体互连件36的正确接合必须以可靠的方式实现。
各凹室56和58内流体互连件两边上的导轨46与墨水容器12两边上相对应的导向部件40相接合，以将墨水容器导入接收站。当将墨水容器12完全插入接收站14时，接收站14的后壁66上的接合部件48与图3中所示的墨水容器12上相对应的接合部件42相接合。该接合部件48被布置在电互连件62的两边。一个偏压装置52比如一个片簧被布置在该接收站14内。
图6是本发明可更换墨水容器12的底视平面图。可更换墨水容器12包括一对向外突出的导轨接合部件40。在优选实施例中，这些导轨接合部件40中的每一个都沿着与可更换墨水容器12的直立端70垂直的方向向外延伸。接合部件42从墨水容器12的正面或前缘向外延伸。接合部件42被布置在电接口74的两边并朝向可更换墨水容器12的底面76。电接口74包括多个电触点78，其中每个电触点78都与电存储装置80电连接。
后端82与前端72相对。可更换墨水容器12的后端82包括卡爪部件30，其具有一个接合钩54。卡爪部件30是由一种弹性材料制成的，其容许卡爪部件从后端向外延伸，从而使接合部件朝着与接收站14相连的相对应的接合部件向外延伸。当卡爪部件30被朝着后端82向内压时，卡爪部件30向外施加一个偏压力，以便保证接合部件54仍与连接接收站14的相对应的接合部件50相接合，以将墨水容器12固定到接收站14中。
可更换墨水容器12还包括位于其后端的键84。这些键优选被布置在卡爪30的两边朝向可更换墨水容器12的底面76。键84与接收站14上的键合部件32一起相合以保证墨水容器12被插在接收站14内正确的凹室56和58中。此外，键84和键合部件32保证了可更换墨水容器12含有墨水，墨水在颜色和化学性或相容性上与接收站14内相对应的接纳凹室56和58相兼容。
手柄部分44位于可更换墨水容器12后缘82的顶面86上。手柄部分44容许墨水容器12被夹在后缘82，同时插入接收站14合适的凹室中。
墨水容器12包括位于可更换墨水容器12的底面76上的孔88。该孔88容许流体互连件36贯穿储槽34以与置于其内的毛细元件接合。在三色可更换墨水容器12的情况下，具有三个流体出口88，其中每个流体出口对应于一种不同颜色的墨水。在三色腔室的情况下，三个流体互连件36中的每一个都伸入各个流体出口88中，以在各墨水腔与对应的该墨色的打印头之间实现流体相通。
图7是一单色墨水容器的透视图，其被定位成插入图5所示的接收站14内的单色凹室56中。图7所示的单色墨水容器与图6所示的三色墨水容器相似，除了仅将单个流体出口88设置在底面76中之外。单色可更换墨水容器12包含单色墨水，且因此仅接纳单个对应的流体互连件36，以从墨水容器12中将墨水供应给对应的打印头。
图8是电存储装置80和电触点78的放大视图。在一优选实施例中，电存储装置80和电触点78被安装在基底85中。各电触点78与电存储装置80电连接。各电触点78通过基底85相互电绝缘。在一优选实施例中，电存储装置80是一个安装在基底85上的半导体存储器。在该优选实施例中，基底85与墨水容器12粘合。
在一优选实施例中，四个电触点78表示电力连接、地线连接、时钟连接以及数据连接的触点。通过将可更换的墨水容器12插入打印部分18，实现了接收站14上的电触点64与可更换墨水容器12上电触点78的电连接。当将电存储装置80通电并接地时，数据以由时钟信号实现的速度在打印部分18与可更换墨水容器12之间传递。关键在于，由电触点64和78形成的打印部分18与可更换墨水容器12之间的电连接分别是低电阻连接以确保可靠的数据传递。如果电触点64和78不能提供低电阻连接，数据就不会被正确地传送，或者数据会被破坏或变得不正确。因此，关键在于，要在墨水容器12与打印部分18之间形成可靠的低电阻连接，以保证打印系统10的正确操作。
图9示出了本发明打印系统10的方框图，其中该打印系统10被示出与一个信息源或主机计算机90连接。该主机计算机90被示出与一个显示装置50连接。主机计算机90可以是多种信息源比如个人计算机、工作站或服务器，在此仅仅是列举了几个例子而已，其通过数据链路94将图像信息提供给控制器29。数据链路94可以是多种传统数据链路中的任何一种，比如电子链路或红外线路，以在主机90与打印系统10之间传递信息。
图9所示的墨水容器12包括电存储装置80和三个表示图6所示三色墨水容器12的独立墨水源。当将墨水源正确地插入三色接纳凹室58中，各独立墨水源或腔室与一个或多个喷墨打印头16之间就实现了流体相通。
控制器29与连接各打印头16和墨水容器12的电存储装置80电连接。此外，控制器29与一个打印机构96电连接，以控制介质传送和滑架20的运动。控制器29利用由主机90、与墨水容器12相连的存储器80和与打印头16相连的存储器80提供的参数和信息来完成打印。
主机计算机90给打印系统10提供图像说明信息或图像数据，以在打印介质上形成图像。此外，主机计算机90提供各种控制打印系统10操作的参数，其一般保留在通称作“打印驱动程序”的打印机控制软件中。为了保证打印系统10提供最高质量的图像，需要让控制器29的操作补偿安装在打印系统10内的特定可更换墨水容器12。正是与各个可更换墨水容器12相连的电存储装置80给特定可更换墨水容器12提供了参数，容许了控制器29利用这些参数来确保打印系统10的可靠操作和高质量的打印图像。
图10是墨水容器12内的背压大小相对于墨水容器12中提取的墨水的视图。图10中所示的背压或表压为负压，因为该压力在大气压力之下。为简化起见，墨水容器内的背压被表示为表压的量值或负值。在图10中，背压被规定成水的英寸数，而提取的墨水被规定成墨水的立方厘米数。通常，当从墨水容器12中提取墨水时，墨水容器内的背压或表压渐趋增加或负值更大。图10中示出了两个背压的分量，曲线98表示静态背压，曲线100表示动态背压。当墨水容器12内的背压增加时，从打印头16喷射的微滴尺寸变小。一旦背压到达曲线100表示的最大操作背压时，背压的进一步增加会降低打印质量。打印质量之所以降低，是因为微滴尺寸变化足够大的话，会有损输出图像或改变打印图像中的色调。除了在打印质量上造成损失外，当打印头16在高背压的条件下操作时间太长时，也会给打印头16带来损害。该打印头16的损害是由因流经打印头16的墨水减少而造成空气的吸入或热损伤引起的。
本发明的技术容许了墨水容器内的背压维持在最大操作背压之下，以防止打印质量降低、防止对打印头16造成损害以及容许从墨水容器12中更完全地提取墨水。在讨论本发明的细节之前，首先讨论一下均会造成打印质量降低的静态和动态背压分量是有帮助的。
静态背压是未从墨水容器12中提取墨水时存在于墨水容器12内的背压或表压。静态背压或稳定态背压是在打印系统10未打印时存在于墨水容器12中的。该动态背压分量是由墨水容器12内的毛细存储元件的毛细作用引起的。优选实施例中的毛细存储元件是纤维的网状物，其形成一种自保持的结构。这些纤维的网状物限定了纤维之间的间隔或间隙，其形成了弯曲的间隙通道。该间隙通道成型为具有极好的毛细特性，以将墨水保持在毛细存储元件中。在一个示范性的实施例中，当从毛细存储元件内的弯曲间隙通道中提取墨水时，静态背压从两英寸水增长到大致为六英寸。
在一个示范性实施例中，毛细存储元件是一种两组分的纤维，其具有聚丙烯芯部材料和聚乙烯对酞酸盐外层覆盖材料。该两组分纤维被更详细地描述在发明名称为“用于喷墨打印机的墨水储槽”、代理人档案号为No.10991407、申请日为1999年10月29日、发明人为DavidOlsen、Jeffrey Pew和David C.Johnson且转让给本发明受让人的美国专利申请中。
由曲线100表示的背压的动态分量是由从墨水容器12中提取墨水引起的墨水容器12内的背压。可从曲线100看出，当从墨水容器12中以每分钟1立方厘米的恒定速率提取墨水时，背压随着从墨水容器12中提取的墨水量的增加而增加。动态背压分量要比由曲线98表示的静态背压分量高。动态背压分量随从毛细存储元件内的弯曲毛细墨水通道中提取墨水的阻力而变。当从毛细存储元件中提取更多的墨水时，墨水必须在其中流动以从存储元件中提取的毛细通道渐趋增大。这种提取通道的增大导致墨水容器12内的背压增大。
当以每分钟1立方厘米的恒定速率从墨水容器12中提取墨水时，由曲线100表示的动态背压到达最大操作背压102，此时大致从墨水容器12中提取了27立方厘米的墨水。进一步以每分钟1立方厘米的提取速率从墨水容器12中提取墨水而超出最大操作背压会造成打印质量降低。本发明的技术容许了采用提取特性来调节墨水提取速率，以防止打印系统10的操作越过最大操作背压。在该示范性实施例中，提取速率从每分钟1立方厘米降到每分钟0.25立方厘米，从而允许从墨水容器12中进一步提取墨水。当以每分钟0.25立方厘米的速率提取墨水时，直到从墨水容器12中提取了大致35立方厘米的墨水才到达由曲线100表示的最大操作背压。通过调节从墨水容器12中提取墨水的速率，会从墨水容器12中额外地提取8立方厘米的墨水，如以每分钟0.25立方厘米提取的墨水与以每分钟1立方厘米提取的墨水之间的差所示。
从墨水容器12中提取墨水的速率与打印头16的打印速度直接相关。可采用多种技术来减小打印头16的打印速度，从而减小从墨水容器12中提取墨水的速率。这些技术包括从多种不同的打印模式中选择一种打印模式。每种打印模式都被构造成具有不同的墨水提取速率。按此方式，打印模式或提取速率就可根据墨水容器12的墨水提取特性来选择。
例如，一种打印模式是在每一打印行的打印过程中暂停一选定的时间段而打印的。这种打印中的暂停会减小打印行过程中从墨水容器12中提取墨水的平均速率。也可添加其它打印模式，每一种在打印暂停时选择的时间段不同。
或者，打印模式可仅驱动打印头上的一个可利用喷嘴的子集。这样一种打印模式为双程打印模式，其中仅打印头16上一半的喷嘴是两次连续通过同一打印行而操作的。打印出了完整的打印行，但采用的墨水提取速率只是单程打印的一半，在单程打印中，所有的打印喷嘴都是一次通过操作的。
本发明的技术容许了以指定的提取速率从墨水容器12中提取墨水。提取速率可在具备减小从墨水容器12中提取墨水的速率的适当条件时减小，这样就可从墨水容器12中提取更多的墨水。这样一个调节提取速率的条件是在墨水容器内的背压达到背压阈值比如最大操作背压时。或者，从墨水容器12中提取墨水的速率可在从墨水容器12中提取了阈值量的墨水时减小。于是就产生了能从墨水容器12中提取更大量墨水的墨水提取速率。
本发明的技术可用来根据从墨水容器中提取的墨水或墨水容器内的背压从多种不同的打印模式中选择不同打印模式的提取速率。而且，提取速率可在打印系统10的操作过程中根据墨水提取或动态背压连续改变以最佳化地从墨水容器12中提取墨水。
图11示出了本发明技术一示范性实施例的流程图，该实施例用来调节提取速率以改进墨水容器12中的墨水提取。在该示范性实施例中，墨水容器12上的电存储装置80内存储有一个查表。该查表包括一连串提取速率值，其对应于从墨水容器12中提取的墨水变化量。在规定了墨水提取量时，规定一提取速率以增加可从墨水容器12中提取的墨水量。
首先将墨水容器插入打印系统10，如步骤108所示。在插入之时，控制器29读取提取特性或查表，该查表存储在与墨水容器12相连的电存储装置80中。控制器29接着确定残留在墨水容器12中的墨水量，如步骤112所示。残留在墨水容器12中的墨水量被存储在与墨水容器12相连的电存储装置80上，或者，控制器29保持打印墨水量的轨迹以确定残留在墨水容器12中的墨水量。对于控制器保持打印墨水量的轨迹的情况而言，该信息可存回电存储装置80上，这样电存储装置80就包含了确定残留在墨水容器12中的墨水量的信息。
控制器29接着根据残留在墨水容器12中的墨水并利用提取特性选择提取速率，如步骤114所示。在示范性的实施例中，查表用于根据从墨水容器12中提取的墨水量来确定提取速率。为了实现理想的提取速率，控制器29调节打印机构96和打印头16的操作以选择打印操作，从而实现理想的提取速率。在打印操作中，监控从墨水容器12中提取的墨水量并根据需要调节提取速率以改进墨水容器12中的墨水提取。
比如图7中所示的单色墨水容器具有的墨水提取特性通常不同于图6中所示的三色墨水容器的。单色墨水容器在储槽34内具有一个较大的部分，且因此在提取墨水时具有不同的背压特性，而对于三色墨水容器12中的每种墨水颜色，储槽34内的腔室要小得多。为此，涉及单色墨水容器12的查表具有的值不同于涉及三色墨水容器12的查表中的。
本发明的技术将提取特性存储在与墨水容器12相连的存储器上。这些提取特性由打印系统10用来调节打印系统的操作，以便更完全地从墨水容器12中提取墨水。通过从墨水容器12中提取更多的墨水，就不必像往常那样更换墨水容器，从而降低了打印系统10每页的打印成本。此外，通过从墨水容器12中提取更多的墨水，减少了进入废液的墨水量。
Claims (16)
1. 一种用于给喷墨打印系统供应墨水的可更换墨水容器(12)，该喷墨打印系统具有采用第一墨水使用率的第一打印模式和采用第二墨水使用率的第二打印模式，第二墨水使用率不同于第一墨水使用率，该可更换墨水容器(12)包括：
一个用于容纳墨水的墨水储槽，该墨水储槽具有随墨水容器(12)内的墨水液面改变的墨水提取特性；和
一个用于包含控制信息的信息存储装置，该控制信息能够根据墨水容器内的墨水液面选择第一和第二打印模式中的一种打印模式。
2. 如权利要求1所述的可更换墨水容器，其特征在于，当将可更换墨水容器安装到喷墨打印系统中时，给喷墨打印系统提供所述控制信息，以从打印系统中选择不同的墨水使用率。
3. 如权利要求1或2所述的可更换墨水容器，其特征在于，提取特性是对应于可更换墨水容器(12)内墨水液面的墨水使用率的规范说明。
4. 如权利要求1或2所述的可更换墨水容器，其特征在于，提取特性是可更换墨水容器的动态背压特性。
5. 如权利要求1或2所述的可更换墨水容器，其特征在于，该可更换墨水容器具有根据墨水使用率的表压特性，该表压特性随墨水容器内(12)的墨水液面改变。
6. 如权利要求5所述的可更换墨水容器，其特征在于，所述第二墨水使用率小于第一墨水使用率，和
所述信息存储装置(80)包含规定墨水容器内墨水液面阈值的信息，在该阈值以下，喷墨打印系统从第一打印模式切换到第二打印模式。
7. 如权利要求6所述的可更换墨水容器，还包括：多个与信息存储装置(80)电连接的电触点(78)，该多个电触点(78)被构造成与连接喷墨打印系统的相对应的电触点(64)相接合，以在可更换墨水容器(12)与喷墨打印系统之间传递规定了墨水液面阈值的信息。
8. 如权利要求6或7所述的可更换墨水容器，其特征在于，该电存储装置(80)是一个半导体存储器。
9. 如权利要求6所述的可更换墨水容器，其特征在于，对于指定的墨水使用率，墨水储槽具有用于墨水储槽内的第一墨水液面的第一表压和用于墨水储槽内的第二墨水液面的第二表压，其中，该第二墨水液面小于第一墨水液面，而第二表压大于第一表压。
10. 一种打印系统的操作方法，它包括：
确定可更换墨水容器(12)内的墨水液面，该可更换墨水容器具有随墨水液面改变的墨水供应特性；
确定打印机特性以改变打印系统的墨水使用率；
根据所确定的墨水液面和确定的打印机特性调节打印系统操作特性，从而使打印系统使用率与墨水供应特性相对应。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，确定可更换墨水容器(12)内的墨水液面的步骤是通过跟踪记录墨水使用率来实现的。
12. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，确定打印机特性的步骤是通过读出来自可更换墨水容器上的信息存储装置的打印机特性来实现的。
13. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，调节打印系统操作特性的步骤是通过将打印模式转变至具有不同墨水使用率的打印模式来实现的。
14. 一种制造用于喷墨打印系统的可更换墨水容器的方法，该喷墨打印系统具有多种打印模式，每一种打印模式都具有一种相对应的墨水使用率，该方法包括：
在一个信息存储装置内存储打印模式控制信息，其中，所述控制信息根据墨水容器(12)内的墨水液面规定多种打印模式中的一种打印模式；
将该信息存储装置(80)连接到可更换墨水容器(12)上，可更换墨水容器(12)具有提取特性，该提取特性随着墨水容器内的墨水液面改变，其中当将可更换墨水容器安装到喷墨打印系统中时，给喷墨打印系统提供打印模式控制信息，以根据可更换墨水容器内可利用的墨水从多种打印模式中选择一种打印模式。
15. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，该控制信息是根据可更换墨水容器内的墨水液面规定了第一和第二墨水使用率中的一种使用率。
16. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，该信息存储装置是一个半导体存储器。
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