CN1303405C - 墨水存量检测装置 - Google Patents

Abstract

墨水存量检测装置包括检测模块与检测电路，检测模块与检测电路耦接。检测模块可由固定装置与可动装置所组成，可动装置可设于囊袋处，而固定装置则可设于壳体处。墨水喷出后，囊袋的体积亦随之改变，可动装置则随囊袋而移动，因检测电路与检测模块耦接，因此当固定装置与可动装置二者间的状态改变后，检测电路即可产生对应于此变动量的检测信号，以得知墨水匣内的墨水存量。

Description

墨水存量检测装置

本发明为以下专利申请的分案申请：申请日为2001年2月22日；申请号为01102896.3；发明名称为“墨水存量检测装置”。

技术领域

本发明涉及一种墨水检测装置，特别涉及一种用以检测墨水存量的墨水检测装置。

背景技术

近年来由于个人计算机普及率的提高，计算机周边产业也随之蓬勃发展，如扫描器、打印机、数字相机及MP3，使人们的生活更加丰富与便利。以打印机为例，才不过几年功夫，打印技术便已从撞针式、黑白激光进步到彩色喷墨及彩色激光等，可谓一日千里。目前一般的家庭使用者，由于打印大量文件的机会不多，是以在选购打印机时，为兼顾打印品质与价格二者间的平衡，仍以彩色喷墨打印机为首选，而目前市面上的喷墨打印机，大多采用气泡式或是压电式喷墨头将墨水匣内的墨水喷出，使墨水散布至纸张上，以完成打印工作；下文中将针对墨水匣的运作情形加以说明。

参照图1A，其为墨水匣的剖面示意图。墨水匣100包括有壳体110及囊袋115，墨水则充填于壳体110与囊袋115之间。当墨水喷出后，由于壳体110内墨水的体积减少，故此时墨水压力应较未喷墨前为低；当墨水量逐渐减少时，墨水压力便会越来越低，此时若不设法增加墨水压力，便会因为压力不足而导致墨水无法顺利喷出。为解决上述墨水压力不足的问题，作法之一，便是利用囊袋115平衡墨水压力，使墨水压力始终维持在一个恒定值。在作法上，可利用柔性材料制作囊袋115，并藉由壳体110上的气孔101将囊袋115与大气连通，当壳体110内的墨水体积减少时(亦即墨水压力降低时)，大气便会灌入囊袋115之内；由于墨水匣100的体积不大，故墨水压力也同样会维持在稍低于一大气压。因此，藉由此等机制的作用，墨水量逐渐减少时也会使囊袋115同步涨大，以维持墨水压力；当墨水枯竭时，囊袋115将得以舒展，如图1B所示。需要注意的是，为使囊袋115能沿着壳体110的内壁顺势向下移动，可将导引板125设置于囊袋115下方，藉导引板125的牵引作用，即可将囊袋115平顺地向下导引。

以该墨水匣的结构而言，虽可通过适当的设计令墨水顺利喷出，但却无法得知墨水匣内的墨水存量，使用者需待墨水用尽时才惊觉打印机已无法打印，徒然增添使用上的不便。为解决这个问题，便有打印机制造厂商发展出一种墨水存量的计算方法，利用喷墨次数推算出墨水用量，并藉以评估目前的墨水存量。其设计理念十分单纯，就是墨水匣的喷墨次数越多，墨水匣内的墨水存量便会越少，如此即可依据所累计的喷墨次数推算出目前的墨水量，并在打印时加以显示，以达到提醒使用者的目的。

但由于此方法是通过演算法推估墨水存量，因此其正确性便有待商榷。在实际应用中，若演算法不够精确，便很有可能因为评估错误，而将一个已然用尽的墨水匣误判为还有墨水。为避免这种情况发生，设计时便会将判断有无墨水的门槛降低，也就是当墨水量减少到某一程度时即判定墨水已经用尽，以达到提前预警的效果；但由于许多打印机在判定墨水用尽后便无法打印，需更新墨水匣方可继续打印工作，如此一来，残留有墨水的旧墨水匣便必须丢弃，无疑是一种浪费。再者，当前墨水匣的单价甚高已是不争的事实，浪费墨水也意味着金钱的损失，因此对使用者十分不公开。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种墨水存量检测装置，由检测模块客观检测墨水匣内墨水的存量，以达到准确监控墨水存量的目的。

根据本发明的目的，提出一种墨水存量检测装置，此装置简述如下：

墨水存量检测装置包括检测模块与检测电路，检测模块可由固定装置与可动装置所组成，可动装置可设于囊袋的一侧，而固定装置则可设于壳体的一侧。当墨水量减少时，囊袋体积便会增加，使得可动装置随囊袋的体积变化而移动；由于检测电路是与检测模块耦接，因此当固定装置与可动装置二者间的相对位置改变后，检测电路即可产生对应于此变动量的检测信号，以得知墨水匣内的墨水存量。

另一方面，也可在壳体一侧设置数个固定装置，可动装置移动时，可逐一与固定装置耦接，通过适当的设计，可令可动装置与各个固定装置耦接时会产生不同的检测信号，如此，即可依据检测信号的不同，得知墨水匣内的墨水存量。

再者，也可将可动装置设在囊袋处，并与设在壳体处的可调元件耦接；囊袋体积变化时，可动装置也随之移动，用以调整可调元件的电气特性。检测电路与可调元件耦接后，即可依据可调元件电气特性的改变，对应产生检测信号，以告知墨水匣的墨水存量。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一些实施例，并配合附图，作详细说明如下。

图1A绘示墨水匣的剖面示意图。

图1B绘示为图1A中囊袋画展后的剖面示意图。

图2A绘示依照本发明的一实施例所提供的一种墨水存量检测装置剖面示意图。

图2B绘示为图2A的检测模块与检测电路耦接时的示意图。

图3A绘示为图2A的检测模块中，一种发射装置与接收装置的配置方法示意图。

图3B绘示为图2A的检测模块中，另一种发射装置与接收装置的配置方法示意图。

图3C绘示为图2A的检测模块中，一种以光反射式收发模块作为检测模块的配置方法示意图。

图3D绘示为图2A的检测模块中，另一种以光反射式收发模块作为检测模块的配置方法示意图。

图4A绘示依照本发明的第二实施例所提供的一种墨水存量检测装置剖面示意图。

图4B绘示为图4A的检测模块与一种检测电路耦接时的示意图。

图4C绘示为图4A的检测模块与另一种检测电路耦接时的示意图。

图5A绘示依照本发明第三实施例所提供的一种墨水存量检测装置剖面示意图。

图5B绘示为图5A的检测模块与一种检测电路耦接时的示意图。

图5C绘示为图5A的检测模块与另一种检测电路耦接时的示意图。

图6绘示利用扭簧调整可调装置的结构示意图。

图7A绘示依照本发明的第四实施例所提供的一种墨水存量检测装置剖面示意图。

图7B绘示为图7A的检测模块与检测电路耦接时的示意图。

具体实施方式

为达到确实检测墨水存量的目的，本发明利用检测模块检测墨水匣内囊袋的体积变化，再利用检测电路将检测结果检出，即可据以得知墨水存量。在作法上，可将固定装置与可动装置分别设在墨水匣的壳体一侧及囊袋处，以作为检测模块，当囊袋体积变化时，由于可动装置也会随之位移，因此固定装置与可动装置二者间的关系也随之变动，将此变动量检测出来，即可得知当前的墨水存量。下文中，将基于此构想提出数个实施例，以使本发明的精神能更加明显。其中囊袋与大气连通，用以调节壳体内的墨水压力。

参照图2A，其绘示依照本发明的实施例一所提供的一种墨水存量检测装置剖面示意图。检测模块210可包括可动装置210a及固定装置210b，可动装置210a可设于囊袋115的一侧，例如囊袋115底部，以追随囊袋115的体积变化而移动。另一方面，固定装置210b也可设在壳体110的一侧，例如壳体110的底部，当囊袋115的体积变化时，可动装置210a与固定装置210b二者间的相对位置亦随之改变，如此，即可据以得知墨水存量。接着参照图2B，其绘示图2A的检测模块与检测电路耦接时的示意图。如图所示，检测电路250是与检测模块210耦接，当囊袋115涨大时，可动装置210a便会向下移动，使可动装置210a与固定装置210b间的距离d减少。因此在作法上，可将两导体板分别作为可动装置210a与固定装置210b，如此，即可将可动装置210a与固定装置210b视为电容器的两电极板，而墨水则视为两电极板间的介电质，由于可动装置210a与固定装置210b的面积固定，墨水的介电系数亦为常数，故当距离d减少时，便会使电容值增加。亦即，当墨水存量减少时，电容值便会随之增加，由检测电路250检测电容值的变化，便可对应产生检测信号DT，如此一来，即可依据检测信号DT的大小，准确得知墨水匣内的墨水量。当然在实际应用上，可动装置210a与固定装置210b也可单纯地作为电极之用，而由检测电路250检测可动装置210a与固定装置210b间的电阻值变化；由于距离d减少时二者间的电阻值亦将随之降低，故由检测电路250检测电阻值的改变，便可对应产生检测信号DT，并据以得知墨水匣内的墨水量。

另一方面，检测模块210也可以利用各种收发模块予以实现，而收发模块可包括一发射装置以及一接收装置。在作法上，可利用收发模块中的发射装置将检测信号发射出去后，由接收装置接收；当发射装置与接收装置间的相对位置改变时，检测信号的传输距离或信号接收时的强度也会随之变化，如此，即可依据检测信号得知目前的墨水存量。能达到此功能的收发模块种类繁多，例如红外线收发模块、高频信号收发模块或光学式收发模块等，下文中将结合附图，说明利用收发模块作为检测模块的方法。

参照图3A及图3B，其绘示检测模块中发射装置与接收装置的配置方法示意图。以图3A为例，可将收发模块中的发射装置设在壳体110底部，作为固定装置210b，并可将收发模块中的接收装置设在囊袋115底部，作为可动装置210a；固定装置210b将检测信号S发射后由可动装置210a接收，即可测知目前的墨水存量。当然，吾人亦可将收发模块中的接收装置设在壳体110底部，作为固定装置210b，并可将收发模块中的发射装置设在囊袋115底部，作为可动装置210a，而达到相同的效果，如图3B所绘示。

需要注意的是，以光学式收发模块而言，可包括有光穿透式收发模块及光反射式收发模块两类，光穿透式收发模块需要发射装置及接收装置相互搭配方可运作，如图3A及图3B所绘示；但光反射式收发模块却是由收发装置及反射装置搭配运作，与前者稍有不同，图3C及图3D即绘示以光反射式收发模块作为检测模块的配置方法示意图。以图3C为例，可将光反射式收发模块中的收发装置设主壳体110底部，作为固定装置210b，并可将光反射式收发模块中的反射装置设于囊袋115底部，作为可动装置210a；固定装置210b将检测信号S发射后由可动装置210a反射回来并加以接收，即可依据检测信号S传输距离的变化或信号强度的改变，而测得目前的墨水存量。当然，也可将反射装置设在壳体110底部，作为固定装置210b，并可将收发装置设在囊袋115底部，作为可动装置210a，而达到相同的效果，如图3D所绘示。

当然，检测模块210也可以是简单的检测元件，例如常态开启(normalopen)检测元件或常态关闭(normal closed)检测元件等，常态开启检测元件可以是常态开启开关，而常态关闭可以是常态关闭开关。实际应用上，可利用常态开启开关或常态关闭开关作为固定装置210b，当可动装置210a逐渐下移至触动固定装置210b时，即可改变固定装置210b的先前状态，例如将常态开启开关关闭或将常态关闭开关开启，并通过检测电路250的作用，对应产生检测信号DT，以得知墨水用尽的信息。同样的道理，可以利用常态开启开关或常态关闭开关作为可动装置210a，当固定装置210b触动可动装置210a时，即可改变可动装置210a的先前状态，并将检测信号DT送出。依照此设计方法，即可在墨水用尽时得到检测信号DT，但此作法并不能时时监控墨水存量，仅能在墨水用尽前提出警告。

参照图4A，其绘示依照本发明的第二实施例所提供的一种墨水存量检测装置剖面示意图。检测模块400可包括可动装置410及数个固定装置，例如是3个固定装置-固定装置420a、固定装置420b与固定装置420c。可动装置410可设在囊袋115的一侧，以随囊袋115的体积变化而移动，而固定装置也可设在壳体110的一侧，用以与可动装置410耦接。当囊袋115向下移动时，可动装置410便会依序与固定装置420a、固定装置420b与固定装置420c耦接，通过适当的设计，可在可动装置410与不同的固定装置耦接时，利用检测电路产生不同的检测信号，如此一来，即可依据检测信号的不同，而得知墨水存量。接着参照图4B，其绘示图4A的检测模块与一种检测电路耦接时的示意图。以此图为例，与检测模块400耦接的电路即为检测电路，故可知检测电路可包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电源E及测量仪表M。当囊袋115涨大时，可动装置410便会向下移动，而依序与固定装置420a、固定装置420b与固定装置420c耦接。当可动装置410与固定装置420a耦接时，设测量仪表M所测得的电流I为Ia；当可动装置410与固定装置420b耦接时，设测量仪表M所测得的电流I为Ib；当可动装置410与固定装置420c耦接时，设测量仪表M所测得的电流I为Ic，由于Ia＜Ib＜Ic，故经过适当的信号转换，即可依据电流I的变化得知目前的墨水存量；换句话说，此时是利用电流信号作为检测信号，以告知墨水匣的墨水存量。

接着参照图4C，其绘示图4A的检测模块与另一种检测电路耦接时的示意图。以此图为例，与检测模块400耦接的电路即为检测电路，故可知检测电路可包括电源E、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R及放大器430。当囊袋115涨大时，可动装置410便会向下移动，而依序与固定装置420a、固定装置420b与固定装置420c耦接。当可动装置410与固定装置420a耦接时，设放大器430的输出电压Vo为Va；当可动装置410与固定装置420b耦接时，设放大器430的输出电压Vo为Vb；当可动装置410与固定装置420c耦接时，设放大器430的输出电压Vo为Vc，若设计时电阻R1、电阻R2与电阻R3的电压值互不相同，即可令Va≠Vb≠Vc，故经过适当的信号转换，即可依据输出电压Vo的变化得知目前的墨水存量；换句话说，此时是利用电压信号作为检测信号，以告知墨水匣的墨水存量。

参照图5A，其绘示依照本发明的第三实施例所提供的一种墨水存量检测装置剖面示意图。检测模块500可包括可动装置510及可调装置Rt，可动装置510可设在囊袋115的一侧，以随囊袋115的体积变化而移动，而可调装置Rt也可设在壳体110的一侧，并与可动装置510耦接。当囊袋115向下移动时，便可由可动装置510与可调装置Rt间的连动作用，而调整可调装置Rt的电气特性；可调装置Rt的电气特性改变时，即可藉由检测电路产生不同的检测信号，如此一来，即可依据检测信号的不同，而得知墨水存量。参照图5B，其绘示图5A的检测模块与一种检测电路耦接时的示意图。以此图为例，可利用滑线电阻作为可调装置Rt，并耦接至检测电路550。可动装置510向下移动时，即可将滑线电阻的电阻值逐渐减小，而使得电压Vi逐渐降低；如此，检测电路550即可对应电压Vi的变化而产生检测信号DT，并据以得知墨水存量。接着参照图5C，其绘示图5A的检测模块与另一种检测电路耦接时的示意图。以此图为例，检测电路555是以非反相放大器实现，而以滑线电阻作为可调装置Rt并与检测电路555耦接。由基本的电路原理可知，若放大器的非反相输入端与参考电压Vr耦接，则输出电压Vo应为Vr(1+R/Rt)，可动装置510向下移动时，便可将滑线电阻的电阻值逐渐减小，而使得电压Vo逐渐降低；如此，检测电路555即可对应于可调装置Rt的特性变化，而产生不同的电压Vo。故在实际应用上，就可以将电压Vo作为检测信号，并据以得知墨水存量。

当然，通过可动装置调整可调装置的结构也有多种型态，另一种作法，是利用扭簧作为可动装置，来调整可动装置的电气特性。参照图6，其绘示利用扭簧调整可调装置的结构示意图。可调装置Rt可以是滑线电阻，当囊袋115向下移动时，扭簧670受囊袋115的挤压作用而变形，即可将扭簧670与可调装置Rt的接触点向如图箭头方向移动，如此，亦可达到调整可调装置Rt的电气特性的目的。

本发明的精神，是利用检测模块检测墨水匣内囊袋的体积变化，再利用检测电路将检测结果检出，即可据以得知墨水存量；而上述实施例的墨水充填方式，都是将墨水充填于囊袋与壳体之间，故墨水量减少时囊袋也逐渐涨大，将囊袋体积的变化量检出，即可得知墨水存量。从另一个角度来看，若将墨水的充填方式稍作调整，使墨水充填于囊袋之中，那么当墨水量减少时囊袋便会逐渐溃缩，将囊袋体积的变化量检出，依然可得知墨水存量，故此结构与上述实施例的精神是相同的，下文中，将针对此作法加以说明。

参照图7A，其绘示依照本发明的第四实施例所提供的一种墨水存量检测装置剖面示意图。检测模块710可包括可动装置710a及固定装置710b，可动装置710a可设在囊袋115的一侧，例如囊袋115顶部，以随囊袋115的体积变化而移动，而固定装置710b则可设在壳体110的一侧，例如壳体110的顶部。当囊袋115的体积变化时，可动装置710a与固定装置710b二者间的相对位置亦随之改变，如此，即可据以得知墨水存量。接着参照图7B，其绘示7A的检测模块与检测电路耦接时的示意图。如图所示，检测电路750是与检测模块710耦接，当囊袋115溃缩时，可动装置710a便会向下移动，使可动装置710a与固定装置710b间的距离d增加。因此在作法上，可将两导体板分别作为可动装置710a与固定装置710b，如此，即可将可动装置710a与固定装置710b视为电容器的两电极板，故当距离d增加时，便会使电容值减少。亦即，当墨水存量减少时，电容值便会随之减少，通过检测电路750检测电容值的变化，便可对应产生检测信号DT，如此一来，即可依据检测信号DT的大小，准确得知墨水匣内的墨水量。

另一方面，检测模块710也可以利用各种收发模块予以实现，例如红外线收发模块、高频信号收发模块或光学式收发模块等，而收发模块的类型及其配置方法已于实施例一中详加说明，在此便不再赘述。

需要注意的是，上述实施例中所使用的设计参数仅为本发明的一例，并非用以限制本发明的适用条件，任何熟悉此技术者均可调整设计参数而达到与本发明类似的功能，而仍不脱离本发明的精神。

本发明上述实施例所揭露的墨水存量检测装置，是藉由检测模块及检测装置的组合，检测出墨水匣内的实际墨水存量，故可提升监控墨水的准确性，使墨水可完全利用，以发挥墨水匣的最大效益。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求的范围所界定的为准。

Claims (9)

1.一种墨水存量检测装置，用以检测一墨水匣的墨水存量，该墨水匣包括一壳体及一囊袋，该囊袋位于该壳体内部，该墨水存量检测装置包括：

多个固定装置，设于该壳体的一侧；

一可动装置，设于该囊袋的一侧，用以随该囊袋的体积变化而依序与该些固定装置耦接；以及

一检测电路，该检测电路耦接至该可动装置与该固定装置，并依据该可动装置与该固定装置的耦接关系产生一检测信号，以告知该墨水匣的墨水存量。

2.如权利要求1所述的墨水存量检测装置，其中该检测信号是电压信号。

3.如权利要求1所述的墨水存量检测装置，其中该检测信号是电流信号。

4.一种墨水存量检测装置，用以检测一墨水匣的墨水存量，该墨水匣包括一壳体及一囊袋，该囊袋位于该壳体内部，该墨水存量检测装置包括：

一可调元件，设于该壳体的一侧；

一可动装置，设于该囊袋的一侧并耦接至该可调元件，用以随该囊袋的体积变化而调整该可调元件的电气特性；以及

一检测电路，耦接至该可调元件，并依据该可调元件的电气特性对应产生一检测信号，以告知该墨水匣的墨水存量。

5.如权利要求4所述的墨水存量检测装置，其中该可调元件是滑线电阻。

6.如权利要求4所述的墨水存量检测装置，其中该可动装置是扭簧。

7.如权利要求4所述的墨水存量检测装置，其中该检测信号是电压信号。

8.如权利要求4所述的墨水存量检测装置，其中该电气特性是该可调元件的电阻值。

9.如权利要求4所述的墨水存量检测装置，其中该墨水匣内的墨水存量的变化是由该检测信号的变动量得知。

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