CN111332022A - 一种压力动态补偿的负压供墨系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力动态补偿的负压供墨系统，包括主墨盒、打印头、第一液位传感器、进墨管道、次墨盒、气体管道和控制模块；第一液位传感器设置于主墨盒内；进墨管道的一端设置于主墨盒内，另一端通过进墨过滤器、墨水限流器和第一电磁阀后连通于次墨盒；气体管道的一端设置于主墨盒的墨水液面上方，另一端通过第二电磁阀、空气限流器、第三电磁阀和空气过滤器后连通于大气，且气体管道设有用于检测主墨盒内部压力的负压传感器；控制模块与第一液位传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和负压传感器电连接，并根据第一液位传感器和负压传感器的检测信息控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的通断，进而控制主墨盒内的压力补偿方式。
Description
技术领域
本发明涉及供墨系统技术领域，特别涉及一种压力动态补偿的负压供墨系统。
背景技术
打印头和供墨系统是喷墨打印机的重要组成部件，现有的供墨系统主要包括重力负压供墨系统和真空负压供墨系统，这两种供墨系统的共同原理都是在打印头的喷嘴表面形成稳定的负压，使其既能吸住喷嘴处的墨水，有效避免漏墨，又能在打印时顺畅稳定的喷墨，有效避免吸墨或断墨。由此可知，设计优良的供墨系统能有效地提高打印头的打印性能和打印品质。
如图1所示，现有的重力供墨系统主要包括打印头1和墨盒2，打印头1设有控制单元11，且打印头1的位置高于墨盒2，墨盒2设有与大气连通的通气阀21，且墨盒2中墨水的液面与打印头1的喷嘴表面之间存在一定的高度差h，由此能够产生虹吸效应，使得墨盒2与打印头1之间存在一个压力差，从而控制喷嘴表面的压力。这种供墨系统虽然结构简单，但是要求高度差h必须保持恒定。因此，当墨盒2中的墨水减少时，就必须通过不断调整墨盒2的高度或者往墨盒中增加墨水来维持恒定的高度差h，操作繁琐，可靠性和稳定性差，会中断连续的打印。
如图2所示，传统的负压供墨系统包括打印头1和墨盒2，打印头1设有控制单元11，且打印头1的位置低于墨盒2，墨盒2在墨水液面上设有真空泵3，用于将墨盒2内部的空气抽出使得墨盒2内形成负压，由此控制喷嘴表面的压力。但是该方案中，随着墨水的减少，供墨系统中的负压会逐渐加大，从而使得喷嘴的吸力加大，最终会导致出墨量少甚至断墨。
如图3所示，为了克服传统负压供墨系统的缺陷，现有负压供墨系统在墨盒2和打印头1之间加设了压力调节装置4，该压力调节装置4包括墨囊以及墨囊内部设置的单侧薄膜和两个弹簧件；墨盒2内设有与大气相连通的进气阀22和进气管23；当墨水减少量达到一定程度，致使打印质量下降时，可打开进气阀22，并通过手动挤压墨囊，改变墨囊的内腔容积，让墨盒2内的负压与弹簧件之间的作用力达到一个新的平衡，进而增大墨盒2内的负压，让打印头1可以重新吸取墨盒2内的墨水。但是该技术方案需要人工定时挤压墨囊，无法自动调节压力，会使得打印中断不连续。
为此，我们提供一种压力动态补偿的负压供墨系统。
内容
本发明提供一种压力动态补偿的负压供墨系统，其主要目的在于解决上述问题。
本发明采用如下技术方案：
一种压力动态补偿的负压供墨系统，包括主墨盒以及设置于主墨盒下方的打印头，还包括第一液位传感器、进墨管道、次墨盒、气体管道和控制模块；上述第一液位传感器设置于主墨盒内；上述进墨管道的一端设置于主墨盒内，另一端通过进墨过滤器、墨水限流器和第一电磁阀后连通于上述次墨盒；上述气体管道的一端设置于主墨盒的墨水液面上方，另一端通过第二电磁阀、空气限流器、第三电磁阀和空气过滤器后连通于大气，且气体管道设有用于检测主墨盒内部压力的负压传感器；上述控制模块与上述第一液位传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和负压传感器电连接，并根据第一液位传感器和负压传感器的检测信息控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的通断，进而控制主墨盒内的压力补偿方式。
进一步，上述主墨盒内设有一用于防止墨水涌动的隔板，且隔板的上下方与主墨盒之间均预留有缝隙。
进一步，上述次墨盒设有进气管，该进气管的一端延伸至次墨盒底部，另一端与大气相连通，并配设有进气阀。
进一步，还包括与上述控制模块电连接的真空泵和第四电磁阀，上述真空泵通过上述气体管道连通于上述主墨盒内，且真空泵与主墨盒之间设有上述第四电磁阀。
进一步，上述主墨盒在其侧壁底部设有便于排出墨水的排墨阀。
进一步，上述主墨盒在其侧壁设有用于防止墨水液面过高的溢出阀。
更进一步，上述次墨盒设置于主墨盒下方，上述进墨管道上设有与控制模块电连接的出墨泵；上述溢出阀通过出墨管道连接于上述次墨盒。
再进一步，上述次墨盒内设有第二液位传感器，该第二液位传感器电连接于上述控制模块。
进一步，主墨盒和打印头之间设有出墨过滤器。
进一步，上述进墨管道延伸至主墨盒底部。
和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于：
1、本发明所提供的负压供墨系统同时具备有墨水补偿功能和气压补偿功能，在打印过程中可根据主墨盒内的综合情况选择相应的压力补偿方式对主墨盒内的负压进行调节，确保负压稳定可靠，从而有利于实现连续供墨，确保打印机的工作稳定性和长时间供墨的实用性，充分提高打印机的打印性能和打印品质。
2、本发明的进墨管道中设有墨水限流器，进气管道设有空气限流器，并在进行压力调节时采用少量多次的补偿方式，由此提高负压供墨系统的稳定性和可靠性。
3、本发明结构简单，安装使用方便，灵活度高，并且能够自动调节和补偿压力，并能自动补充墨水，控制难度和成本低。
附图说明
图1为背景技术中现有重力供墨系统的结构示意图。
图2为背景技术中传统负压供墨系统的结构示意图。
图3为背景技术中现有负压供墨系统的结构示意图。
图4为本发明中实施例一的结构示意图。
图5为实施例一的工作流程图。
图6为本发明中实施例二的结构示意图。
图7为本发明中实施例三的结构示意图。
图中：100、主墨盒；101、第一液位传感器；102、隔板；103、排墨阀；104、溢出阀；105、出墨过滤器；110、进墨管道；111、进墨过滤器；112、墨水限流器；113、第一电磁阀；114、次墨盒；115、进气管；116、进气阀；117、出墨泵；118、第二液位传感器；120、气体管道；121、第二电磁阀；122、空气限流器；123、第三电磁阀；124、空气过滤器；125、负压传感器；126、真空泵；127、第四电磁阀；130、出墨管道；200、打印头；300、控制模块。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。
实施例一：
参照图4和图5，一种压力动态补偿的负压供墨系统，包括主墨盒100以及设置于主墨盒100下方的打印头200。还包括第一液位传感器101、进墨管道110、次墨盒114、气体管道120和控制模块300；第一液位传感器101设置于主墨盒100内；进墨管道110的一端设置于主墨盒100内，另一端通过进墨过滤器111、墨水限流器112和第一电磁阀113后连通于次墨盒114；气体管道120的一端设置于主墨盒100的墨水液面上方，另一端通过第二电磁阀121、空气限流器122、第三电磁阀123和空气过滤器124后连通于大气，且气体管道120设有用于检测主墨盒100内部压力的负压传感器125；控制模块300与第一液位传感器101、第一电磁阀113、第二电磁阀121、第三电磁阀123和负压传感器125电连接，并根据液位传感器101和负压传感器125的检测信息控制第一电磁阀113、第二电磁阀121和第三电磁阀123的通断，进而控制主墨盒100内的压力补偿方式。
参照图4和图5，主墨盒100内设有一用于防止墨水涌动的隔板102，且隔板102的上下方与主墨盒100之间均预留有缝隙。隔板102可有效防止墨水涌动，避免产生气泡；顶部缝隙可起到通气作用，确保主墨盒100内左右两侧的压力大小一致；底部缝隙可起到通墨作用，确保主墨盒内左右两侧的液位一致。
参照图4和图5，次墨盒114设有进气管115，该进气管115的一端延伸至次墨盒114底部，另一端与大气相连通，并配设有进气阀116。当次墨盒114内负压过大，影响正常出墨时，可通过进气管115和进气阀116往次墨盒114内引入适量气体，从而减小盒内负压，确保正常出墨。
参照图4和图5，主墨盒100在其侧壁底部设有便于排出墨水的排墨阀103，当需要清洗主墨盒100时，通过排墨阀103可快速排除主墨盒100内的墨水。
参照图4和图5，主墨盒100在其侧壁设有用于防止墨水液面过高的溢出阀104，当主墨盒100内墨水过多，超过预先设定的高液位时，可通过溢出阀104快速排除多余的墨水，从而防止墨水溢出气体管道120内，有效保护气路元件。
参照图4和图5，主墨盒100在与打印头200连接的出墨口处设有出墨过滤器105，从而可有效过滤墨水中的气泡和杂质，提到打印质量。
参照图4和图5，进墨管道110延伸至主墨盒100底部，由此可将注入的墨水引入主墨盒100底部，防止因注入的墨水击打液面而产生气泡。
参照图4和图5，以下说明本发明的具体工作方式，为了阐述清楚和准确，本发明中所提到的负压值均指的是负压绝对值。
（1）打印前的调试处理：
首次使用时或者打印头200经过维修处理后重新使用时，应进行注墨和排气处理。首先通过主墨盒100往打印头200空腔内缓慢注入适量的墨水，从而将打印头200空腔内的空气完全排挤出去；接着从打印头200的喷嘴处漏出一部分墨水，使得主墨盒100内产生负压；当喷嘴停止出墨时，若主墨盒100内的负压刚好能够使打印头200上的喷嘴吸住墨水，则说明该负压值为最佳压力状态，此时负压传感器125记录该负压值（即工作初始值）为-P0。
（2）打印过程中的压力动态补偿：
打印过程中，随着墨水的消耗，主墨盒100内的负压值逐渐加大，因此必须采取相应的压力补偿方式来调节主墨盒100内的压力，才能确保打印头200的打印效果。该过程由控制模块300根据液位传感器101和负压传感器125的检测信息控制第一电磁阀113、第二电磁阀121和第三电磁阀123的通断，进而控制主墨盒100内部的压力补偿方式。
（2.1）当负压传感器125检测到的负压值达到设定值-P时，若第一液位传感器101未检测到“高液位”信号，且控制模块300判断主墨盒100允许注入墨水，则可通过墨水补偿的方式来调整主墨盒100内的压力状态。
（2.1.1）首先，控制模块300控制第一电磁阀113打开，从而往主墨盒100内缓慢注入墨水，当达到设定的T1时间后，控制模块300控制第一电磁阀113关闭。
（2.1.2）负压传感器125检测主墨盒100内的负压值，若该负压值未达到工作初始值-P0，则重复步骤（2.1.1），从而少量多次地往主墨盒100内注入墨水，直至该负压值无限接近或者完全达到工作初始值-P0。
（2.2）当负压传感器125检测到的负压值达到设定值-P时，若第一液位传感器101检测到“高液位”信号，或者控制模块300判断主墨盒100不允许注入墨水，则可通过气压补偿的方式来调整主墨盒100内的压力状态。
（2.2.1）首先，控制模块300控制第三电磁阀123打开，从而往气体管道120内引入气体，当达到设定的T2时间后，控制模块300控制第三电磁阀123关闭。
（2.2.2）控制模块300控制第二电磁阀121打开，从而将气体管道120内的气体引入主墨盒100内，当达到设定的T3时间后，控制模块300控制第二电磁阀121关闭。
（2.2.3）负压传感器125检测主墨盒内的负压值，若该负压值未达到工作初始值-P0，则重复步骤（2.2.2）和步骤（2.2.3），从而少量多次地往主墨盒100内注入气体，直至该负压值无限接近或者完全达到工作初始值-P0。
实施例二：
参照图4至图6，与实施例一不同的是，实施例二还包括与控制模块300电连接的真空泵126和第四电磁阀127，真空泵126通过气体管道120连接于主墨盒100内，且真空泵126与主墨盒127之间设有第四电磁阀127。
参照图4至图6，本实施例的具体工作方式同实施例一，故在此不加赘述。但是当负压传感器125检测到主墨盒100内负压过低时，可通过真空泵126将主墨盒100内的空气抽出，以达到负压平衡。
实施例三：
参照图6和图7，与实施例二不同的是，实施例三中次墨盒114设置于主墨盒100下方，进墨管道110上设有与控制模块300电连接的出墨泵117；溢出阀104通过出墨管道130连接于次墨盒114。当第一液位传感器101检测到主墨盒100内的墨水液面过高时，可打开溢出阀104，并通过出墨管道130将墨水引流至次墨盒114内，以实现循环利用。此外，本实施例在次墨盒114内还设有第二液位传感器118，以便于及时掌握次墨盒114内的墨水液位。需要说明的是，本实施例的具体工作方式可参考实施例一和实施例二的工作方式来实施，故在此不加赘述。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (10)
1.一种压力动态补偿的负压供墨系统，包括主墨盒以及设置于主墨盒下方的打印头，其特征在于：还包括第一液位传感器、进墨管道、次墨盒、气体管道和控制模块；所述第一液位传感器设置于主墨盒内；所述进墨管道的一端设置于主墨盒内，另一端通过进墨过滤器、墨水限流器和第一电磁阀后连通于所述次墨盒；所述气体管道的一端设置于主墨盒的墨水液面上方，另一端通过第二电磁阀、空气限流器、第三电磁阀和空气过滤器后连通于大气，且气体管道设有用于检测主墨盒内部压力的负压传感器；所述控制模块与所述第一液位传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和负压传感器电连接，并根据第一液位传感器和负压传感器的检测信息控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的通断，进而控制主墨盒内的压力补偿方式。
2.如权利要求1所述的一种压力动态补偿的负压供墨系统，其特征在于：所述主墨盒内设有一用于防止墨水涌动的隔板，且隔板的上下方与主墨盒之间均预留有缝隙。
3.如权利要求1所述的一种压力动态补偿的负压供墨系统，其特征在于：所述次墨盒设有进气管，该进气管的一端延伸至次墨盒底部，另一端与大气相连通，并配设有进气阀。
4.如权利要求1所述的一种压力动态补偿的负压供墨系统，其特征在于：还包括与所述控制模块电连接的真空泵和第四电磁阀，所述真空泵通过所述气体管道连通于所述主墨盒内，且真空泵与主墨盒之间设有所述第四电磁阀。
5.如权利要求1所述的一种压力动态补偿的负压供墨系统，其特征在于：所述主墨盒在其侧壁底部设有便于排出墨水的排墨阀。
6.如权利要求1所述的一种压力动态补偿的负压供墨系统，其特征在于：所述主墨盒在其侧壁设有用于防止墨水液面过高的溢出阀。
7.如权利要求6所述的一种压力动态补偿的负压供墨系统，其特征在于：所述次墨盒设置于主墨盒下方，所述进墨管道上设有与控制模块电连接的出墨泵；所述溢出阀通过出墨管道连接于所述次墨盒。
8.如权利要求7所述的一种压力动态补偿的负压供墨系统，其特征在于：所述次墨盒内设有第二液位传感器，该第二液位传感器电连接于所述控制模块。
9.如权利要求1所述的一种压力动态补偿的负压供墨系统，其特征在于：所述主墨盒和打印头之间设有出墨过滤器。
10.如权利要求1所述的一种压力动态补偿的负压供墨系统，其特征在于：所述进墨管道延伸至主墨盒底部。
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