CN102717604A - 灌墨装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于向墨盒灌墨的灌墨装置，该灌墨装置包括：壳体，壳体内安装有墨盒座、墨水容器座、供墨管道、一真空泵和一泄压阀。该墨盒座的底槽用于安放墨盒，并且在底槽上设有连通口。该墨水容器座的墨水容器座槽用于安放与墨盒对应的墨水容器，并且在墨盒容器座槽上设有墨水出口。在墨水容器的底部和顶部分别设有供墨口和气体开口。供墨管道将墨水容器和墨盒的出墨口连通。真空泵通过负压管道与气体开口相连通。泄压阀通过泄压管道将气体开口与大气相连通。本发明提供的灌墨装置在进行抽负压和泄压操作时，不会将外界杂物引入墨水容器之中，从而避免了对墨水容器中的墨水的污染；并且，灌墨装置在对墨盒进行灌墨之前，无需先将墨盒中的残余墨水抽出，因此具有很高的灌墨效率。

Description

灌墨装置

技术领域

本发明涉及用于向喷墨打印机用的墨盒进行灌墨的灌墨装置。

背景技术

喷墨打印机工作时，利用容纳有墨水的墨盒为喷墨打印机提供墨源，墨水经由相应的墨水流动通道被输送至喷墨头中，喷墨头上设置的喷嘴在打印信号的驱动下将墨水喷射至纸张等记录介质上，从而完成字符或图形在打印介质上的记载。

按照喷墨头与墨盒的配置关系，墨盒包括两种类型：一体式墨盒和分体式墨盒。一体式墨盒的喷墨头与墨水容纳腔结合成一体，且喷墨头设置在墨盒的出墨口上；分体式墨盒的喷墨头与墨水容纳腔相互分离，墨水被储存在墨水容纳腔，而喷墨头则设置在喷墨打印机的车架上。

由于一体式墨盒的喷墨头容易损坏，且喷墨头的价格较高，因此，越来越多的用户选择分体式墨盒，本发明主要涉及对分体式墨盒进行灌墨的灌墨装置，因此，以下的墨盒均指分体式墨盒。

现有的一种分体式墨盒包括负压腔及墨水腔，两腔之间通过一导通口相连通，在负压腔中设有用于产生毛细力以保持墨水的海绵体及与打印机供墨针相连接的出墨口，在墨盒上还安装有芯片。显然，若该分体式墨盒在墨水耗尽后被直接丢弃，则还能继续使用的芯片以及墨盒上大多不能自然降解的塑胶、薄膜等都将连同墨盒一同被废弃，如此，容易造成资源浪费及环境污染。因此，无论是从用户打印成本的节约还是从环境的保护来看，都很有必要对耗尽墨水的墨盒进行重新灌墨，使其获得二次使用价值。

专利号为US 6585007 B2的美国发明专利公开了一种灌墨装置，该灌墨装置包括容纳有墨水的墨水容器、圆筒及可在圆筒中往复运动的活塞。在墨水容器的一个顶壁上设置有一个供墨口、一个大气开口和一个抽气口，一个管道通过插进墨水容器的供墨口中以将墨水容器中的墨水与需要灌墨的墨盒的注墨口相连通，大气开口的开启或关闭可以通过操作阀门来控制。抽气口与圆筒相连通，活塞上下运动所产生的抽吸力，可以通过抽气口来对墨水容器和墨盒中的空气进行抽吸，从而在墨盒中形成负压。为了对墨水容器泄压，以产生将墨水容器中的墨水灌注到墨盒中的压差，需要通过操作阀门来开启大气开口，使得大气开口直接向外界敞开。

但是，采用该种灌墨装置灌墨时，一方面，灌墨装置在对墨水容器抽负压之前，需要先执行将墨盒中的残余墨水抽出的步骤，因而增加了灌墨装置的灌墨耗时；另一方面，当墨水容器上的大气开口开启时，外界杂物容易通过敞开的大气开口进入墨水容器，因此，外界杂物会随同墨水容器中的墨水一起被灌注到墨盒中，降低了墨盒中被灌墨水的品质；再一方面，该灌墨装置无法同时对多个墨盒进行灌墨，因此，不能满足用户对多个墨盒同时进行灌墨的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用一个真空泵和一个泄压阀与墨水容器的气体开口相连通来对墨水容器及与该墨水容器相连通的墨盒分别进行抽负压和泄压的灌墨装置。

为实现上述目的，本发明提供的灌墨装置包括壳体，壳体内安装有墨盒座和墨水容器座。该墨盒座的底槽用于安放墨盒，并且，在底槽上设有连通口。该墨水容器座的墨水容器座槽用于安放与墨盒对应的墨水容器，并且，在墨盒容器座槽上设有墨水出口。在墨水容器的底部和顶部分别设有供墨口和气体开口。供墨管道用于将墨水容器和墨盒的出墨口相连通。一个真空泵用于通过负压管道与气体开口相连通。一个泄压阀设置在用于将气体开口与大气连通的泄压管道上。

由以上方案可见，灌墨装置的一个真空泵和一个泄压阀分别利用负压管道和泄压管道与墨水容器的气体开口相连通，并且经过该气体开口分别依次完成对墨水容器及墨盒的抽负压和泄压。外界杂物几乎无法经过泄压阀及泄压管道进入墨水容器，因此，墨水容器中的墨水不会被外界杂物污染。并且，灌墨装置仅需经过对墨水容器及墨盒的抽负压和泄压步骤来完成对墨盒的灌墨，无需在抽负压之前，单独执行一个将墨盒中的残余墨水抽出的步骤，因此，灌墨的效率更高。

进一步的方案是灌墨装置包括在墨盒座内设置多个底槽，每一个底槽可以安放一只墨盒。在墨水容器座内设有总数与底槽的总数对应的多个墨水容器座槽，每一个墨水容器座槽可以安放一只容纳有一种颜色的墨水的墨水容器。真空泵用于通过负压管道与每一个墨水容器的气体开口相连通。泄压阀设置在用于将每一个墨水容器的气体开口与大气连通的泄压管道上。由此可见，灌墨装置采用一个真空泵和一个泄压阀，即可对多个墨水容器及对应地与多个墨水容器分别连通的多个墨盒进行抽负压和泄压，因此，满足了用户对多个墨盒同时进行灌墨的需求，并且灌墨装置对多个墨盒进行灌墨过程中，无需在抽负压之前，单独执行一个将墨盒中的残余墨水抽出的步骤，因此，对多个墨盒进行灌墨的效率也很高。

附图说明

图1是本发明灌墨装置的结构图。

图2是本发明灌墨装置的上盖和下盖开启后的结构图。

图3是本发明灌墨装置的剖视图(各个管道被省略)。

图4是本发明灌墨装置中的墨盒未安装适配器，并且压盖和墨盒座处于扣合状态的视图，其中安装了大容量墨盒。

图5是图4中略去两个压盖后的立体图。

图6是图4中A-A剖视图。

图7是本发明灌墨装置中的墨盒安装了适配器，并且压盖和墨盒座处于扣合状态的视图，其中安装了小容量墨盒。

图8是省略了图7中的四个压盖以及两个适配器后的立体图。 

图9是图7的B-B剖视图。

图10是本发明灌墨装置中墨水容器的剖视图。 

图11是本发明灌墨装置对一个墨盒灌墨时的结构原理图。

图12是反映本发明灌墨装置安装了仿真墨盒的结构原理图。 

图13是本发明灌墨装置的灌墨管道连接示意图。

图14是本发明灌墨装置的墨盒座的仰视图。

图15是本发明灌墨装置的墨盒座中安装了墨盒的立体图。

图16 a-d是本发明灌墨装置的微动开关在不同墨盒装入前后的工作状态的示意图。 

图17（a）、图17（b）是两种在本发明灌墨装置的墨盒座中全部安装了墨盒的情况下形成流体流动通道的结构示意图。

图18是本发明灌墨装置的单片机及其外围电路的电路图。

图19是本发明灌墨控制方法的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明及以下各实施例中的墨盒均指待灌墨的墨盒。

[灌墨装置整体结构]

参见图1，灌墨装置1100具有壳体，壳体由上壳1140、下壳1150、可启闭的上盖1160以及可启闭的下盖1170构成，壳体围成了一个密闭的空间，灌墨装置1100的装置主体位于该密闭的空间内。在上壳1140顶部布置有一个启动按钮1911以及多个能显示灌墨装置1100运行状况的一个绿色LED灯1921以及六个红绿双色LED灯1922，在灌墨装置不同的工作状下，LED灯1921、1922可以是闪烁发光或长亮。

参见图2，装置主体1101中安装了多个分别配置有墨水滞纳仓1400的墨水容器1500，在压盖1200处于扣合状态下，墨盒在压盖1200作用下被固定在灌墨装置1100内。

参见图3，装置主体1101有一个装置底座1102，装置底座1102包括墨盒座1120和墨水容器座1600。在墨盒座1120上设有多个底槽1130及对应设置的压盖1200。在每一个底槽1130上有一个作为第一密封件的硅胶垫1131，在每一个压盖1200内侧有一个作为第二密封件的橡胶垫1204。压盖1200可以相对于墨盒座1120的一个支承轴1122转动，以便压盖1200与墨盒座1120上的扣位1121相扣合或者脱离。扣合的压盖1200可将墨盒1110L定位在底槽1130上。

[墨盒]

灌墨装置1100中安装的墨盒的类型按容纳的墨水颜色分为黑色墨盒和彩色墨盒，每一种颜色的墨盒按墨水容量又分为大容量墨盒和小容量墨盒，并且黑色大容量和小容量墨盒的容积分别为34ml和24ml，彩色大容量和小容量墨盒的容积分别为17ml和12ml。在每一个底槽1130中可以分别安装一个具有大容量或小容量的墨盒。本实施例中，在所有底槽1130中对应安装有一个黑色大容量的墨盒和五个小容量的彩色墨盒。其中五个小容量的彩色墨盒的墨水颜色分别是照片黑、红、黄、蓝和灰。在每一个底槽1130上贴有对应于各种墨水颜色的标签，以便各色墨盒被正确地安装到相应的底槽1130中。各种类型墨盒的构造基本相同，主要区别是形状的大小。墨盒1110L具有由一个分隔壁1118分隔出的一个布置了海绵1117的海绵腔1117A和一个墨水腔1117B，海绵腔1117A和墨水腔1117B通过分隔壁1118上开设的导通口1119相连通。

[压盖]

参见图2，压盖1200与墨盒座扣合以将墨盒安装在底槽中。压盖1200与底槽的个数一一对应，因此每个墨盒的装卸互不干扰。

参见图4，扣合的压盖1200与墨盒座之间安装了大容量墨盒。

参见图5和图6，黑色大容量的墨盒1110BH具有大气口1112的顶壁1113能够直接被扣合的压盖（图5中省略）所按压和夹紧。压盖1200的一端设置有铰接孔1201，压盖1200通过铰接孔1201铰接在支承轴1122上。压盖1200的另一端为具有弹性的手柄1210，手柄1210上有扣合部1211和便于操作的钩部1212。墨盒座1120上与支承轴1122相对的另一侧设置有扣位1121。推动钩部1212时，扣合部1211脱离扣位1121，压盖1200在推力作用下绕着支承轴1122被开启；反向转动压盖1200时，手柄1210受到扣位1121的压迫而向远离扣位1121方向移动，当扣合部1211越过扣位1121时，扣合部1211在手柄1210自身弹性回复力的作用下向扣位1121靠近，并与扣位1121扣合。压盖1200面向墨盒1110BH的一侧设置有盖槽1203，盖槽1203内嵌有作为第二密封件的橡胶垫1204。当墨盒1110BH安装就位后，橡胶垫1204密封墨盒1110BH的大气口1112，此时，墨盒1110BH和彩色大容量的墨盒1110CH在各自的压盖1200所施加的压力下，被固定在各自的底槽1130上，出墨口1111与连通口1123（见图3）对接，并被作为第一密封件的硅胶垫密封。

[适配器]

在图7中，与墨盒座扣合的压盖1200将小容量墨盒安装在底槽中。

参见图8, 由于黑色小容量的墨盒1110BL、彩色小容量的墨盒1110CL的高度比大容量墨盒的高度要小，压盖1200无法直接压靠在墨盒1110BL、1110CL的顶壁1113上，因此，为了将墨盒1110BL、1110CL固定在扣合的压盖1200和底槽之间，在压盖1200和墨盒1110BL及1110CL之间分别安装了一个黑色墨盒的适配器1300B和彩色墨盒的适配器1300C，即，压盖1200可通过适配器1300B或1300C压紧墨盒1110BL或1110CL 。

图9反映了墨盒座中安装了适配器1300B的墨盒1110BL的剖视图。在适配器1300B上设置有连接孔1305和橡胶垫1310。橡胶垫1310上的连接销1315可插入连接孔1305中，以使橡胶垫1310安装在适配器1300B上。当装配了适配器1300B的墨盒1110BL安装在底槽1130和压盖1200之间时，适配器1300B在压盖1200的压力下，其橡胶垫1310的工作面1311紧压着墨盒1110BL的顶壁1113并密封大气口1112。

可以先把适配器1300B及1300C分别装在墨盒1110BL及1110CL上，然后再将它们装进各自的底槽1130中。

适配器1300B和1300C靠近橡胶垫1310一侧的端部都设置有一个凸台1320。凸台1320用于墨盒1110BL和1110CL的安装检测，检测原理将在后作详细说明。

[墨水容器]

参见图2。灌墨装置1100内安装有七个可以被更换的墨水容器1500，其中最左侧的两个墨水容器1500都用于容纳黑色墨水，这是考虑到墨水容器1500制造模具的通用性，以同时对黑色大容量的墨盒供墨。当然，也可以采用一个单独的、能容纳更多墨水的大的黑色墨水容器来对黑色大容量墨盒供墨，这时墨水容器1500制造模具就必须有两种，其通用性不佳；其它五个墨水容器1500分别容纳一种彩色墨水，彩色墨水容器1500中的墨水被灌注到颜色相对应的墨盒中。

通过以下的说明可以看出，一方面，灌墨装置1100可以实现对多个不同颜色、不同容量的墨盒同时灌墨，灌墨效率非常高；另一方面，出于某些原因，对某些特定颜色的墨水使用量特别大，使得某些特定颜色的墨水容器1500中的墨水被消耗得更快，而采用独立工作的墨水容器1500，可以允许用户方便地更换某一色的墨水容器1500，从而能够灵活地满足灌墨需求。

参见图10，墨水容器1500具有由底壁1511、侧壁1512及顶壁1513围成的容器主体1510。容器主体1510内有一个薄板状的加强部1514，因此，在真空泵对墨水容器1500抽负压的过程中，加强部1514可以避免墨水容器1500在抽吸力作用下发生变形。

容器主体1510具有墨水容纳部分1501和气体容纳部分1502，一对相对的侧壁1512上分别设置有一个凹槽1550，底壁1511上设置有一个与墨水容纳部分1501连通的供墨口1520，顶壁1513上设置有一个供气体通过的气孔1530。供墨口1520内安装有一个自闭密封件1560以及位于供墨口1520底端的封口膜1561。在气孔1530内安装有一个自闭密封件1540和位于气孔1530顶端的封口膜1541。

参见图3，当墨水容器1500被安装在灌墨装置1100中时，供墨口1520通过供墨管道与墨盒1110L的出墨口相连通，气孔1530与一个内部安装了海绵的墨水滞纳仓1400的一个开口密封连接，墨水滞纳仓1400可以吸附墨水容器1500中的墨水在负压的作用下所产生的小墨水气泡或汽化的墨水，墨水滞纳仓1400的另一个开口还分别与真空泵和泄压阀相连通，因此，气体容纳部分经过气孔1530和墨水滞纳仓1400，与真空泵和泄压阀相连通。

墨水容器1500是被倾斜地安装在灌墨装置1100中的，在重力方向上，供墨口1520大致位于墨水容器1500的最低位置处，从而可以降低墨水容器1500中的墨水残余量；同时，气孔1530大致位于墨水容器1500的最高位置处，因此，有利于真空泵和泄压阀分别对墨水容器1500以及与其相连通的墨盒1110L的抽负压以及泄压。

[墨盒座]

参见图3。墨盒座1120具有用于安装墨盒1110L的底槽1130，当墨盒1110L被安装在底槽1130中后，扣合的压盖1200将墨盒1110L固定，墨盒1110L的出墨口和底槽1130的连通口1123对接，橡胶垫1131围绕两者接合的周边以防止墨水的泄漏。

参见图11。连通口1123通过供墨管道1713与相应的墨水容器1500相连通。

[灌墨辅助部件]

灌墨装置1100的每个底槽1130上都预先安装了作为灌墨辅助部件的仿真墨盒，在一般情况下，不需要同时对6个墨盒1110进行灌墨，因此，用户可以按需将一个或多个墨盒1110分别替换已安装到对应墨盒座1120上的仿真墨盒。

图11是示出了在一个墨盒座中安装了大容量的墨盒1110H的剖视图。为了安装墨盒1110H，需要先打开上盖，然后开启对应底槽1130的压盖1200，将其中的仿真墨盒从底槽1130中取出，进而将墨盒1110H安装到底槽1130中，再将压盖1200关闭，从而使墨盒1110H被固定在底槽1130和压盖1200之间，最后关闭上盖，未被替换的其它仿真墨盒依旧安装在相应底槽1130中。以下对仿真墨盒进行详细描述。

参见图12。仿真墨盒1740具有与墨盒基本一致的外形，仿真墨盒1740被固定在底槽1130和压盖之间。

仿真墨盒1740是由塑胶制成的空心体。仿真墨盒1740的底面上设有一个作为阻止部的突起1749，该突起1749由底面沿竖直向下的方向延伸。当仿真墨盒1740安装在底槽1130中时，扣合的压盖施加作用力在仿真墨盒1740上，使得突起1749紧压在经过底槽1130的第一管道1711上，并将第一管道1711阻断。当灌墨装置1100工作时，真空泵1720无法对仿真墨盒1740进行抽负压；泄压阀1730开启时，由于连通口1123被仿真墨盒1740的水平表面1748封堵，墨水容器1500中的墨水也不会通过供墨管道1713从连通口1123处泄漏。所以，通过在底槽1130中设置仿真墨盒1740，可以保证灌墨装置对其他底槽中的墨盒正常灌墨的情况下，对安装了仿真墨盒1740的底槽1130及对应的墨水容器1500进行了禁止工作。

[真空泵和泄压阀]

参见图13，在灌墨装置1100中安装了一个黑色的墨盒1110B和五个彩色的墨盒1110C，并且，在灌墨装置1100中设置了一个作为负压发生装置的真空泵1720，该真空泵1720通过负压管道与墨水容器1500相连通，该负压管道包括第一管道1711和第三管道1714。具体来说，真空泵1720与第三管道1714的一端相连，第三管道1714的另一端通过一个八通管1715与六个第一管道1711的一端相通，其中的五个第一管道1711的另一端一一对应地与连接到彩色墨水容器1500上的五个墨水滞纳仓1400相连通。另外一个第一管道1711的另一端经过一个三通管与连接到黑色墨水容器1500上的两个墨水滞纳仓1400分别连通。因此，真空泵1720通过墨水滞纳仓1400与墨水容器1500相连通。在真空泵1720、第三管道1714、第一管道1711、墨水滞纳仓1400、墨水容器1500、供墨管道1713、底槽的连通口和墨盒1110B、1110C的出墨口之间形成了一个流体通道。

灌墨装置1100中还设置了一个进行泄压的泄压阀1730，该泄压阀1730通过泄压管道与墨水容器1500相连通，该泄压管道包括第一管道1711和第二管道1712。具体来说，泄压阀1730与第二管道1712的一端相连通，第二管道1712的另一端连接到八通管上，进而利用与八通管连通的六条第一管道1711分别与七个墨水滞纳仓1400连通，因此，泄压阀1730经过第二管道1712、第一管道1711、墨水滞纳仓1400与墨水容器1500连通。在泄压阀1730、第二管道1712、第一管道1711、墨水滞纳仓1400、墨水容器1500、供墨管道1713、底槽的连通口和墨盒1110B、1110C的出墨口之间也形成了一个流体通道。

另外，灌墨装置还可以采用以下另外两种结构来将真空泵和泄压阀分别与各个墨水滞纳仓、墨水容器及墨盒相连通。

结构一：

参见图17（a）的结构示意图，真空泵1720和泄压阀1730分别与第三管道1714和第二管道1712的一端相连接，第三管道1714和第二管道1712的另一端分别与一个三通管1750的一个开口相连接，三通管剩下的一个开口通过一个管道1751与一个分配室1752的一个第一接口相连，分配室1752的各个第二接口分别通过墨水容器座顶部的通气部与一个墨水滞纳仓1400相连通，墨水滞纳仓1400与对应的墨水容器1500相连通，因此，真空泵1720利用包括负压管道在内的多个负压连通部件与墨水容器1500相连通，该多个负压连通部件包括：第三管道1714、三通管1750、管道1751、分配室1752、第一管道1711、墨水滞纳仓1400。泄压阀则利用包括泄压管道在内的多个泄压连通部件与墨水容器1500相连通，该多个泄压连通部件包括：第二管道1712、三通管1750、管道1751、分配室1752、第一管道1711和墨水滞纳仓1400。在分配室1752的第一接口和第二接口中都设置有滤网，如果小墨水气泡或汽化的墨水从墨水滞纳仓逃逸出或者由泄压阀引入的外界大气中含有杂质，那么，小墨水气泡或汽化的墨水会被滞纳于布置在分配室1752与墨水滞纳仓之间的管道或分配室1752之中，杂质则会被滞纳于第二管道1712或分配室1752之中。分配室1752的第二接口数量根据墨水容器座槽中所安装的墨水容器个数而确定。在本实施例中，墨水容器的数量是七个，其中，两个容纳黑色墨水的墨水容器的供墨口共同通过一个供墨管道1713与黑色墨盒1110相连通，其余五个分别容纳一种彩色墨水的墨水容器的各个供墨口分别通过一个供墨管道与对应的彩色墨盒相连通。

结构二：

参见图17（b）的结构示意图，结构二相对于结构一的区别在于：在灌墨装置中设置一个九通管1760，真空泵和泄压阀分别通过第三管道和第二管道的一端与九通管1760的一个开口相连接，九通管1760的剩余七个开口分别与一个墨水滞纳仓相连通。

[位置传感器]

在墨盒座1120内设有与每一个墨盒对应的一对位置传感器，参见图14和图15，一对位置传感器为上下布置的一对微动开关，即上微动开关1933和下微动开关1934。在墨盒座1120内设置有上电路板1931和下电路板1932，上电路板1931和下电路板1932可以通过螺钉或卡扣等方式固定在墨盒座1120上。对应于六个底槽1130，在上电路板1931上设置有6个上微动开关1933，在下电路板1932上设置有6个下微动开关1934。也就是，在每一个底槽1130内都设置了由一对微动开关构成的微动开关组，一对微动开关具有一个上微动开关1933和一个下微动开关1934。上电路板1931及上微动开关1933与下电路板1932及下微动开关1934相比，安装在相对远离底槽1130中心的位置上，并且，上微动开关1933和下微动开关1934均与单片机电连接。

参见图16（a），当大容量的墨盒1110H安装到底槽内时，下微动开关1934被墨盒前壁1115靠近墨盒底壁1116的部分触压，但上微动开关1933由于远离而不会被墨盒1110H触压到。

参见图16（b），小容量的墨盒1110L在高度上小于大容量的墨盒，因此在安装墨盒1110L时，适配器1300与墨盒1110L一起被安装在底槽内，适配器1300分为黑色墨盒适配器和彩色墨盒适配器两种类型。墨盒1110L的墨盒前壁1115靠近墨盒底壁1116的部分触压到下微动开关1934。当适配器1300安装在墨盒1110L上时，适配器1300上凸台1320的前端可以触压到上微动开关1933。

参见图16（c），对于安装到底槽中的仿真墨盒1740，在重力方向上，仿真墨盒1740有和大容量的墨盒相同的高度，在仿真墨盒1740的前壁1745靠近其顶壁1743的位置上设置有顶杆1744，在仿真墨盒1740的前壁1745靠近其底壁1746的位置上设置有凹口1747。仿真墨盒1740安装到底槽中时，顶杆1744可触压到上微动开关1933，凹口1747正好避开下微动开关1934，从而下微动开关1934不被触压。

参见图16（d），无论是仿真墨盒还是墨盒，如果未被安装或安装未到位时，底槽处于相对空置状态，上微动开关1933和下微动开关1934均不会被触压。

本实施例中，多个上微动开关1933、多个下微动开关1934均与作为控制器的单片机电连接，并向单片机输出检测信号。对应于各个底槽，如果微动开关1933、1934被触压，就向单片机输出低电平信号，如果微动开关1933、1934未被触压，不向单片机发出信号，此时向单片机接收到的信号为高电平信号。

本实施例中的高电平用“1”表示，低电平用“0”表示。因此，对应于图16（a）至16（d），微动开关1933、1934在四种不同的工作状态下产生四种不同的电平信号，即，当底槽内安装墨盒1110H时，上微动开关1933和下微动开关1934反馈给单片机的电平信号为“10”；当底槽内安装墨盒1110L时，上微动开关1933和下微动开关1934反馈给单片机的电平信号为“00”；当底槽中安装仿真墨盒1740时，上微动开关1933和下微动开关1934反馈给单片机的电平信号为“01”；当底槽处于相对空置状态时，上微动开关1933和下微动开关1934反馈给单片机的电平信号为“11”。因此，上微动开关1933和下微动开关1934所反馈的电平信号组合共有4种情况：“10”、“00”、“01”和“11”，分别对应地表示4种墨盒检测结果：“底槽已安装墨盒1110H”、“底槽已安装墨盒1110L”、“底槽已安装仿真墨盒1740”和“底槽相对空置”。

单片机的墨盒识别模块接收来自各个底槽中的微动开关所反馈的四种不同的电平信号中的一种，进而墨盒识别模块根据接收到的所有电平信号，识别出在所有底槽内所安装的墨盒的类型及其个数，并输出识别信号，单片机根据识别信号进一步控制相应的灌墨操作，以下将作进一步详细说明。

[控制系统]

灌墨装置的控制系统包括微控制器、微动开关组以及启动按钮。微控制器可以是单片机或者DSP（数字信号处理器）等器件。参见图18，图18反映了本实施例的89C52型单片机及其外围电路的电路图，I/O口用于接收用户输入的信息和控制灌墨操作。其中，引脚P1组的8个和引脚P3组的4个共12个的I/O口作为检测口输入，用于接收微动开关组的反馈电平信号。引脚P0组的8个和引脚P2组的7个共15个I/O口是用户界面输入输出口，引脚P2.0与启动按钮电连接。引脚P3.2和引脚P3.3作为控制系统控制灌墨的输出口，通过三极管的开关操作来控制真空泵和泄压阀的工作。

单片机1940内设有墨盒识别模块、真空泵控制模块和泄压阀控制模块以及余墨判断模块。墨盒识别模块用于接收微动开关所反馈的电平信号，并且，根据电平信号判断出各个底槽中所安装的墨盒类型是黑色墨盒还是彩色墨盒，进而分别计算出黑色墨盒和彩色墨盒的个数；真空泵控制模块用于控制真空泵的运行；泄压阀控制模块用于控制泄压阀的运行。余墨判断模块用于对各个墨水容器内剩余的墨水量进行计算，并在判断墨水容器内墨水量不足时发出信号。

根据墨盒识别模块所输出的关于识别出的墨盒的类型和个数的识别信号，真空泵控制模块控制真空泵进行第一预定时长的抽负压，泄压阀控制模块控制泄压阀进行第二预定时长的泄压。

在本实施例中，墨盒经过抽负压后所需达到的压力值设定为36KPA。为了设定出具有足够时长的第二预定时长，假定在所有底槽中都安装其所能容纳的最大容量的墨盒，从而，当泄压阀开始工作，各个墨盒内部的压力值将由压力值36KPA逐步上升到与对应的墨水容器的气体容纳部分中的气压互相达到平衡时的外界标准大气压值101KPA，因此，通过计算墨盒内部的压力值由36KPA达到101KPA过程中的泄压阀持续开启的时间，即可计算出泄压阀泄压的第二预定时长。在本实施例中，无论墨盒识别模块识别出的墨盒是何种类型以及个数是多少，存储在泄压阀控制模块中用于控制泄压阀运行时长的第二预定时长数据都设定为8秒，并且，微控制器调取该第二预定时长数据以控制泄压阀的运行时长。

真空泵控制模块根据所接收到的来自墨盒识别模块的识别信号，通过运算确定出第一预定时长，从而控制真空泵进行第一预定时长的运行。

在本实施例中，由于黑色或彩色的大小容量墨盒的容积相差不大，从而对抽负压所需耗时的影响较小，因此，真空泵控制模块并不根据墨盒容量的大小来有区别地确定出第一预定时长。

在假定墨盒识别模块所识别出的彩色墨盒都是容积为17ml的彩色大容量墨盒的情况下，如果墨盒识别模块识别出的是一个彩色墨盒，为了设定出真空泵使一个彩色墨盒内的压力值达到36KPA所需的第一预定时长，则进一步假定彩色墨盒和与彩色墨盒相连通的墨水容器是全空的，即彩色墨盒和墨水容器中分别充满17ml和100ml体积的空气，并且连通该全空彩色墨盒和该全空墨水容器的供墨管道以及连通真空泵和该全空墨水容器的第一管道及第三管道中的空气体积总和为3ml，因此，包括一个全空的彩色墨盒、一个全空的墨水容器、相应第一管道、第三管道和供墨管道的空间中的空气体积总和是120ml，为了使该空间中的压力值达到36KPA，真空泵需要抽吸出空间中气体体积的65%，即120×65%=78（ml），并且本实施例中所采用的真空泵的抽气速率为2.3ml/s，因此，真空泵抽吸时长=气体体积数÷抽气速率=78÷2.3，即约等于33.9（s）。所以，对于墨盒识别模块识别出是一个彩色墨盒的情况，真空泵控制模块中的第一预定时长T1被设定为34秒，则真空泵控制模块控制真空泵进行第一预定时长T1为34秒的运行。

如果墨盒识别模块识别出的墨盒是一个黑色墨盒和一个或多个彩色墨盒时，那么在一个黑色墨盒的基础上，每增加一个彩色墨盒，真空泵控制模块确定出第一预定时长是在56秒的基础上增加一个常数C＝22，则真空泵控制模块控制真空泵运行的时长也就相应增加一个常数C＝22。

以上根据彩色墨盒和与彩色墨盒相连通的墨水容器是全空的情况下所确定出抽负压的时长足够对剩余有墨水的彩色墨盒以及墨水容器抽负压，并且对大容量墨盒抽负压的时长也足够对相应的小容量墨盒的抽负压，因此，无论墨盒识别模块识别出的墨盒容量的大小如何，在真空泵控制模块中是按如下方式确定出第一时长的：当墨盒识别模块识别出一个黑色墨盒或一个彩色墨盒时，真空泵控制模块控制真空泵运行的第一预定时长T1是56秒或34秒；当墨盒识别模块识别出包含一个黑色墨盒或一个彩色墨盒在内的N个墨盒时，该数值N是大于1且小于6的自然数，则真空泵控制模块可以根据公式：T1+（N-1）×C确定出第一预定时长TN，从而，真空泵控制模块控制真空泵运行的第一预定时长TN是56+（N-1）×22或34+（N-1）×22。

[灌墨装置的灌墨操作]

参见图11，图11反映了为安装在墨盒座1120中的一个墨盒1110H灌墨的结构原理图。应当说明的是，该灌墨操作也适用于向包括一个墨盒1110H在内的多个墨盒进行的灌墨。

需要对墨盒1110H进行灌墨时，先根据墨盒1110H所容纳的墨水颜色，将相应底槽1130中的仿真墨盒取出，再将墨盒1110H对应地安装到该底槽1130中。

参见图1，绿色LED灯1921常亮以显示灌墨装置1100已接通电源，绿色LED灯闪烁以显示灌墨装置1100正对墨盒进行灌墨操作。6个红绿双色LED灯1922分别用于显示一个墨盒及为其提供墨水的墨水容器的灌墨状态，当常亮绿灯时则表示对相应墨盒的灌墨操作正在进行中，当闪烁红灯时则表示相应墨水容器中的墨量已偏低，当常亮红灯时则表示相应墨水容器墨水已经耗尽。

参见图11，当真空泵控制模块向真空泵1720发出启动信号时，真空泵1720开始抽气，墨盒1110H中的空气依次经过出墨口1111、供墨管道1713、墨水容器1500、墨水滞纳仓1400、第一管道和第三管道1714被真空泵1720抽出，从而在墨盒1110H的内部形成负压。自发出启动信号达到第一预定时长时，真空泵控制模块向真空泵1720发出停止信号，真空泵1720停止工作。真空泵1720工作的时长即可使所有已被识别出的墨盒达到预定压力值36KPA。接着，泄压阀控制模块执行泄压阀控制程序，向泄压阀1730发出启动信号，泄压阀1730开启，将墨水容器1500的气体容纳部分1502与大气连通，从而将大气引入气体容纳部分1502，随着大气进入气体容纳部分1502后，气体容纳部分1502与处于负压状态的墨盒1110H内部存在压差，因此，墨水容器1500中的墨水在压力的作用下被灌注到墨盒1110H内部；自发出启动信号达到第二预定时长时，泄压阀控制模块向泄压阀1730发出停止信号，此时，墨盒1110H内部与墨水容器1500的气体容纳部分1502中的气压达到平衡，墨盒1110H中已被灌注好足够的墨水。至此，通过泄压阀控制模块控制泄压阀1730工作的时长即可完成对所有已被识别出的墨盒泄压，完成灌墨装置对墨盒灌注墨水的操作。

以上对能够同时对多个墨盒进行灌墨的灌墨装置的技术方案进行了详细说明，本领域的普通技术人员根据该详细说明的技术启示，无需付出创造性的劳动，即可获得仅能对一个墨盒进行灌墨的灌墨装置的技术方案。因此，对于仅能对一个墨盒进行灌墨的灌墨装置的技术方案，不再赘述。

本发明的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本发明的构思得到许多不同的具体方案，如灌墨装置的真空泵可以经过墨水滞纳仓与墨水容器的一个气体开口相连通，并且，泄压阀可以通过管道与墨水容器的另一个气体开口相连通等等，此等微小改变以及等效变换均应包含在权利要求所述范围之内。

Claims (2)

1.灌墨装置，包括壳体，所述壳体内安装有：

墨盒座，所述墨盒座具有用于安放墨盒的底槽，所述底槽上设有连通口；

墨水容器座，所述墨水容器座具有用于安放对应于所述墨盒的墨水容器的墨水容器座槽，所述墨水容器座槽上设有墨水出口，并且，所述墨水容器的底部设有供墨口，所述墨水容器的顶部设有气体开口；

供墨管道，所述供墨管道用于连通所述墨水容器和所述墨盒的出墨口；

其特征在于：

一真空泵，所述真空泵用于通过负压管道与所述气体开口相连通；

一泄压阀，所述泄压阀设置在用于将所述气体开口与大气连通的泄压管道上。

2.根据权利要求1所述的灌墨装置，其特征在于：

所述墨盒座内设有多个所述底槽，每一个所述底槽内可安放一只墨盒；

所述墨水容器座内设有总数与所述底槽的总数对应的多个所述墨水容器座槽，每一个所述墨水容器座槽内可安放一只容纳有一种颜色墨水的所述墨水容器；

所述真空泵用于通过负压管道与每一所述墨水容器的气体开口相连通；

所述泄压阀设置在用于将每一所述墨水容器的气体开口与大气连通的泄压管道上。

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