WO2006081703A1 - Système d’alimentation automatique en encre d’une imprimante à jet d’encre - Google Patents

Description

喷墨打印机自动供墨系统 技术领域

本发明属于喷墨打印机技术领域， 具体地说是一种给喷墨打印机打印头提供打印墨水 的喷墨打印机自动供墨系统。

背景技术

众所周知， 随着计算机技术应用领域的扩展， 彩色喷墨打印机的使用已经相当普遍。 使用台式喷墨打印机的用户都知道， 其中的一次性彩喷墨盒在所有耗材中所占的成本最 高。 本申请人于 2004年 4月 27日， 向中华人民共和国知识产权局专利局申请了一项 《喷 墨打印机自动供墨器》 发明专利， 其专利申请号为： 200410020472. X。 该项发明申请主要 解决了通过外接供墨器及废墨回收仓， 无需更换墨盒， 即可向打印机源源不断的提供打印 墨水完成废墨的回收，解决了喷墨打印机长期使用时，排出的废墨水在打印机内存储过多， 以至于溅到打印机主板上会烧毁其主板， 废墨水外流会造成不卫生、 不环保的问题； 通过 可插接的双阀体结构， 实现了用一台供墨器可与多种类型的喷墨打印机连接， 从根本上解 决了供墨器与打印机之间只能一对一使用的问题， 通过一个规范的连接口可以与不同的墨 盒、 不同的打印机连接使用， 而且操作简便， 不漏墨。 通过墨路管开关， 解决打印机与供 墨器在不使用时， 因墨盒与墨仓之间的水位差， 墨盒向墨仓内回流墨水的现象， 同时也消 除了向打印机废墨回收装置跑墨的现象。

上述申请尽管大大降低了台式喷墨打印机的使用成本， 但在使用时还发现， 采用墨路 管开关其结构复杂， 成本高， 频繁使用很容易损坏墨路管， 而且密封效果差， 维修困难。 由于传统的打印墨盒处于密封状态， 与其打印头配合喷墨使用时， 并不是所有颜色的墨水 同时打印， 而是根据打印指令选择颜色打印， 但不喷墨打印的喷头却随墨车往复移动， 将 空气带入打印墨盒中， 而且越积越多， 因空气的进入将同体积的墨水不是通过连供系统返 回供墨器墨仓而断墨， 就是由打印头排出而跑墨； 再有就是供墨器墨仓与打印墨盒之间所 产生的液位差， 导致该墨仓与墨盒中墨水的相互流动， 当打印喷头随墨车往复移动时， 会 加速空气的带入。 随着打印墨盒内的空气增加， 打印时因空气的进入会产生墨盒内墨水的 压力变化， 而容易发生打印效果不佳或滴墨现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种带断电自动封闭气路的喷墨打印机自动供墨系统。 该系统还 带有液位报警及自动供墨的装置。

本发明的目的是这样实现的： 它包括有打印墨盒， 供墨器壳体， 供墨器壳体内至少设 置有四个顶部带注墨口的不同颜色的供墨器墨仓及废墨回收仓， 在供墨器墨仓底部的出口 端设置有一与喷墨打印机打印墨盒上部连接的墨路导管， 供墨器墨仓内所设有的探针式液 位传感器在内的报警电路， 该报警电路为： 液位传感器通过连接导线依次与供墨器壳体内 的检测电路， 控制电路， 声音报警电路串接； 其特征是： 在供墨器墨仓的顶部设有一与大 气相通的排空管， 进入供墨器墨仓内的排空管一端设置在该墨仓的下部， 而在供墨器墨仓 外的排空管另一端则汇集于一个排空仓内， 该排空仓的通气出口设置在该 墨器电源开关 上， 并为开关断电 /导通而通气出口封闭 /开通的结构； 在供墨器墨仓与打印墨盒之间的墨 路导管上还设置有一筛网过滤器。

上述的供墨器电源开关为按压式船型幵关， 该开关内的一侧设有按压导通的两个电源 触点， 而另一侧则设有一与通气出口相对应的按压密封盖。

本发明的目的还包括下述技术方案： 它包括有打印墨盒， 供墨器壳体， 供墨器壳体内 至少设置有四个顶部带注墨口的不同颜色的供墨器墨仓及废墨回收仓， 在供墨器墨仓底部 的出口端设置有一与喷墨打印机打印墨盒上部连接的墨路导管， 及供墨器墨仓内所设有的 探针式液位传感器在内的报警及控制电路， 其特征是： 在供墨器墨仓的顶部设有一与大气 相通的排空管， 进入供墨器墨仓内的排空管一端设置在墨仓的下部， 而在供墨器墨仓外的 排空管另一端则汇集于一个排空仓内， 该排空仓的通气出口处设置有一由微电机控制的密 封阀； 在供墨器墨仓内底部靠近墨水出口端的位置上， 设有一通过微电机控制的活塞推进 式供墨机构； 在供墨器墨仓与打印墨盒之间的墨路导管上还设置有一筛网过滤器； 在打印 墨盒的顶部设有排空口， 该排空口处设有一由微电机控制的供墨排空断墨封闭的活塞阀， 在该打印墨盒内同样设置有一与报警电路相连接的探针式液位传感器；

报警及控制电路为： 在打印墨盒上设置有一启动电路的工作感应开关， 该感应开关与 单片机芯片的自动供墨系统中央处理模块的输入接口相接； 该自动供墨系统中央处理模块 的接口分别与墨仓、 墨盒的液位检测电路及报警电路、 微电机启动电路相连接。

本发明的目的还包括下述第三种技术方案： 它包括有打印墨盒， 供墨器壳体， 供墨器 壳体内至少设置有四个顶部带注墨口的不同颜色的供墨器墨仓及废墨回收仓， 在供墨器墨 仓底部的出口端设置有一与喷墨打印机打印墨盒上部连接的墨路导管， 及供墨器墨仓内所 设有的液位传感器在内的报警及控制电路， 其特征是： 在供墨器墨仓的一侧设置有其下部 与该供墨器墨仓相连通的第一空气仓， 该供墨器墨仓顶部所设有进气孔的下部设置有一进 气腔， 该进气腔与第一空气仓顶部之间设有一气孔， 在进气腔内设置有一与气孔相对应的 由微电机控制的密封阀； 设置在供墨器墨仓下部的打印墨盒一侧设置有其下部与该打印墨 盒相连通的第二空气仓， 该打印墨盒顶部所设有通气孔的下部设置有一换气腔， 该换气腔 两侧的对应位置上分别设有与第二空气仓上部相通的进气孔及与打印墨盒相通的排气孔， 在换气腔内设有一由微电机控制的双向塞密封阀， 其中一密封塞与进气孔相对应， 另一密 封塞则与排气孔相对应； 在打印墨盒内还设有探针式液位传感器；

报警及控制电路为： 在打印墨盒上设置有一启动电路的工作感应开关， 该感应开关与 单片机芯片的自动供墨系统中央处理模块的输入接口相接； 该自动供墨系统中央处理模块 的接口分别与墨仓、 墨盒的液位检测电路及报警电路、 微电机启动电路相连接。

本发明由于将供墨器墨仓的通气出口直接由电源开关控制， 在关闭电源的同时封闭墨 仓与空气相通的通气出口， 使用者操作方便， 不易忘记， 从根本上保证了打印机与供墨器 不工作时， 打印机内墨盒与供墨器内墨水在静止状态下不会使墨盒里的墨水因液位差向供 墨器内回流的现象； 本发明还叙述了通过微电机控制的密封塞或密封阀同样可以将通气出 口封闭， 但与液位传感器配合使用时， 不仅能解决上述存在的问题， 更主要是解决了因打 印头在打印过程中会有空气进入到打印墨盒中， 当空气积多时系统会出现的断墨问题。 本 发明由于将排空管一端设置在墨仓的下部， 以及供墨器墨仓内或打印墨盒内设有空气仓， 其目的就是为了使供墨器墨仓及打印墨盒供墨系统内的压力均衡， 消除了供墨器墨仓给打 印墨盒提供墨水时所产生的压差，使打印效果不会出现波动。本发明还具有结构简单合理， 操作维护方便， 自动化成度高， 灵敏度强， 使用寿命长等优点。 附图说明

图 1是本发明正常使用状态下的剖视结构示意简图；

图 2是图 1的停止使用状态下的剖视结构示意简图；

图 3是图 1的排空仓结构示意简图； ·

图 4是本发明的电路原理框图；

图 5是本发明的另一实施例的正常使用状态下的剖视结构示意简图；

图 6是图 5的加墨状态下的剖视结构示意简图；

图 7是图 5的停止使用状态下的剖视结构示意简图；

图 8是本发明的另一实施例电路原理框图；

图 9是本发明的电路图；

图 10是是本发明的第三种实施例正常使用状态下的剖视结构示意简图；

图 11是图 10的加墨状态下的剖视结构示意简图；

图 12是本发明的第三种实施例电路原理框图；

下面将通过实例对发明作进一步详细说明， 但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而 已， 并不代表本发明所限定的权利保护范围， 本发明的权利保护范围以权利要求书为准。 具体实施方式

实例 1

如图 1-2所示， 图中的 1为供墨器壳体， 在供墨器壳体内设置有六个顶部带注墨口的 不同颜色的供墨器墨仓 2及废墨回收仓， 在注墨口安有一密封盖 3， 在该密封盖 3处带有 一排空管 5的进气出墨上盖 4， 进入供墨器墨仓内的排空管端口设置在该墨仓的下部， 而 在供墨器墨仓外的排空管另一端 （六支不同颜色的墨仓） 则汇集与一个排空仓 6内 （如图 3所示）， 该排空仓经导管 7的通气出口 8设置在该供墨器的按压式船型开关 9上， 该开关 的结构为： 在开关内的一侧设有按压导通的两个电源触点 11 , 而另一侧则设有一与通气出 口相对应的按压密封盖 10。在供墨器墨仓内及在废墨回收仓内均设有一探针式液位传感器 12在内的报警电路 13，该报警电路与本申请人在先申请的专利申请号为： 200410020472. X 的报警电路技术方案基本相同， 其具体的工作原理将由下面给出。 在供墨器墨仓 2底部的 出口端经墨路导管 16与一墨水过滤器 17相连接， 该过滤器内设有一过滤器筛网 18， 墨水 过滤器 17出口经设置在供墨器壳体 1上的可插接双阀体结构的墨路止回阀 19 (该结构在 申请号为： 200410020472. X的发明内容中已叙述） 通过墨路导管 20进入喷墨打印机打印 墨盒 22。 另外， 图中的 14为报警电路底座， 15为墨水， 21为打印头接口。

其工作过程为 （以其中的一个供墨仓及打印墨盒为例）： 该供墨系统不使用时， 按压 式船型开关 9处于断电状态， 此时按压密封盖 10将通气出口 8密封， 与空气呈隔决状态; 而该系统的另一端经打印头则被密闭在打印机的废墨回收系统中， 也与空气呈隔决状态 (如图 2所示）。

该供墨系统使用时， 只要按动船型开关 9， 此时即处于电源导通及通气出口 8与空气 相通状态， 则该供墨系统畅通， 即可正常操作使用。

在打印机使用过程中， 当供墨器墨仓中任意一种颜色的墨水因缺墨而脱离探针时， 或 者废墨回收仓的废墨水因液位上升达到警界线而接触到探针时，均通过电路控制将产生音 乐报警或 /和指示灯指示报警。

本实例的监测与控制系统

监测系统的主要功能- 本系统主要功能分为监测和报警二部分， 它最多可以监测六个墨仓和一个公用的废墨 回收仓。

监测功能包括——六个墨仓的墨位过低检测； 废墨回收仓墨位过高检测。 报警功能包 括需要人为干预的报警情况——墨仓墨位过低和废墨回收仓墨位过高， 报警方式包括声音 和灯光报警。

监测系统的模块划分：

图 4给出了监测系统的模块划分， 下面简要介绍各模块功能。

中央处理模块——中央处理模块为监测与系统的核心， 釆用 MCU单片机实现。 在工 作时它不断的控制外围电路采集各墨仓的墨位变化： 当墨仓的墨位低于最低值时， 控制扬 声器发出声音报警。

多路复用 170扩展模块——由于该系统的釆集和控制量较多， MCU单片机的引脚数 远远无法满足需要， 但系统速度要求不高， 采用该扩展模块即可很好解决这一问题， 又可 大大降低成本、 电路体积和功耗。该模块在中央处理模块和检测 /报警接口之间传递监测信 息。

第 n (n=l~6)个墨仓的监测 /报警接口——连接本墨仓的墨位探针， 并将结果通过 I/O 扩展模块传送到中央处理模块。

废墨仓的监控报警接口——连接废墨回收仓的墨位探针， 并将结果通过 I/O扩展模块 传送到中央处理模块， 如果满足报警条件则产生灯光报警。

工作感应开关， 本实例釆用水银开关， 该水银开关设置在打印机墨车上——打印机不 工作时，中央处理模块处于休眠状态。当打印机工作时,工作感应开关监测到打印机的动作， 并唤醒中央处理模块以执行正常工作。

声音报警模块——在满足报警条件时产生声音报警信号。

电源■ ~~ '为该检测与控制系统提供电力。

监测电路的实现实例和工作过程

在下述图 9所给出的电路实例中，只要裁减掉 U2、 U3、 U6、 PCOM PCOM2、 JMHn、 Pn、 PZMn、 Rl、 R2、 C9、 Ln、 RHn等器件后即可满足该实例的功能要求， 其工作过程 是下述实例 2的电路工作过程的子集。 在下述实例 2中其工作过程有详细描述， 在此不再 赘述。

实例 2

由图 5- 7所示， 图中的 201为供墨器壳体， 在供墨器壳体内设置有六个顶部带注墨口 的不同颜色的供墨器墨仓 202及废墨回收仓， 在注墨口安有一密封盖 203, 在该密封盖处 带有一排空管 205的进气出墨上盖 204， 进入供墨器墨仓内的排空管端口设置在该墨仓的 下部，而在供墨器墨仓外的排空管另一端（六支不同颜色的墨仓）则汇集与一个排空仓 206 内 （该处结构与图 2相同）， 在排空仓经导管 207的通气出口 208出口处设置有一由微电 机控制的密封阀结构， 与通气出口 208对应位置上设有一密封活塞 209， 该活塞的后端设 置有内螺纹套管 210， 该螺紋套管内侧设有一与微电机 212输出轴相连接的螺杆 211。

在供墨器墨仓 201内底部靠近墨水出口端的位置上， 设有一通过微电机控制的活塞推 进式供墨机构。 该供墨机构为： 在靠近墨仓的墨水出口端设有一注墨腔 221 , 在注墨腔内 依次设有回位弹簧 220、 带墨水通孔 219的推动活塞 218; 与注墨腔入口及活塞相对应的 位置上设置有一内螺紋套管 217， 该螺紋套管内侧设有一与微电机 215输出轴相连接的螺 杆 216。

在供墨器墨仓 202底部的出口端经墨路导管 222与墨水过滤器 223相连接， 该过滤器 内设有一过滤器筛网 224， 墨水过滤器 223出口经设置在供墨器壳体 201上的可插接双阀 体结构的墨路止回阀 225 (与实例 1中的图号 19结构相同）及墨路导管 226进入喷墨打印 机打印墨盒 227。在打印墨盒 227的顶部设有一排空口 229，该排空口下部设有一腔体 228， 微电机 230控制的供墨排空断墨封闭的活塞阀就设置在该腔体 228内， 与活塞阀相对的侧 壁上还开有一与打印墨盒相连通的排气孔 234。 其具体结构为： 与排气孔 234对应位置上 设有一密封活塞 233 , 该活塞 233的后端设置有内螺纹套管 232， 该螺纹套管内侧设有一 与微电机 230输出轴相连接的螺杆 231。 在打印墨盒 227内同样设置有一与报警电路相连 接的探针式液位传感器 235。

另外， 图中的 213为微电机控制的密封阀的底座， 214为设置在供墨器墨仓内的双探 针液位传感器， 236为打印头接口， 238为控制电路板。 其工作过程为 （以其中的一个供墨仓及打印墨盒为例）： 当打印机断电不用时， 其打 印墨盒及打印头处于静止状态， 则设置在打印墨盒上的启动供墨系统电路的工作感应开关 (即水银开关 K， 如图 9中所示） 也处于静止断路状态。 当打印机电源接通时， 打印机的 墨车带动打印墨盒往复运动时， 水银开关随运动而接通并启动供墨系统电路， 该供墨系统 电路中的单片机芯片 （自动供墨系统中央处理模块） 将通过检测电路检测供墨器墨仓、 废 墨打收仓及打印墨盒中的液位是否在所设定的范围内， 如果在所设定的范围内， 则自动启 动微电机 212转动而带动密封活塞 209将通气出口 208与大气相通； 而且， 活塞推进式供 墨机构为开通回位状态， 打印墨盒上部的排气孔 234通过密封活塞 233亦为密封状态， 此 时供墨系统属正常供墨状态。 如果不在所设定的范围内， 其自动工作过程将在以下详述。

当打印墨盒中的液位脱离双探针液位传感器时， 则显示缺墨状态,其缺墨信号将反馈 给单片机芯片， 该单片机芯片将首先给电机 230 发出指令,该微电机启动而并打开排气孔 234； 其次再给供墨器墨仓下部中的微电机 215发出供墨启动指令,则转动的螺杆 216将通 过内螺纹套管 217将回位弹簧 220及推动活塞 218压入注墨腔 221的底部， 将存留在该注 墨腔内的墨水通过墨仓的墨水出口、 墨路导管 222、 墨水过滤器 223、 墨路止回阀 225及 墨路导管 226压入打印墨盒 227中 （如图 5所示）； 然后该微电机 215再反转使内螺紋套 管 217回到初使位置， 与此同时， 供墨器墨仓内的墨水从活塞 218上的墨水通孔 219流入 到注墨腔 221内 （墨水流入到注墨腔内的同时空气将从排空管 205中进入墨器墨仓内， 以 使内外压力保持平衡）， 回位弹簧 220与推动活塞 218也回到原位； 微电机 215将再次重 复上次工作过程将注墨腔 221内墨水压入打印墨盒 227中； 当该打印墨盒中的墨水接触到 (淹没） 设在打印墨盒上部的双探针满墨液位传感器时， 则显示满墨状态,其满墨信号将 反馈给单片机芯片， 该单片机芯片将首先给微电机 215 发出指令回位并停止工作， 然后， 再给微电机 230发出启动指令， 通过活塞 233密封排气孔 234。

当供墨器墨仓内墨位降到一旦脱离了双探针液位传感器 214时， 检测器把无墨信息传 递给控制电路， 电路发出报警声， 相应的指示灯闪烁， 以提示使用者加墨。

在打印机上的打印墨盒顶部还设置有一通过密封塞 237密封的备用注墨口，以作备用。 即当供墨器墨器处于失灵状态时， 可以临时打开密封塞 237而通过注墨口注墨。

当打印机停止打印时， 即到了电路所设定的停止打印时间时， 水银开关 K将又处于静 止断路状态， 即整个供墨系统均处于断电停止工作状态。当打印机再进行喷墨打印使用时， 将重复上述过程即可。 本实例的监测与控制系统的主要功能- 本系统主要功能分为监测、 控制和报警三部分， 它最多可以监测和控制六个墨盒及对 应的六个墨仓、 一个公用的废墨回收仓和一个公用的迸气阀门控制。

监测功能包括——六个墨盒的墨位过高或过低检测； 六个墨仓的墨位过低检测； 废墨 回收仓墨位过高检测。 报警功能包括需要人为干预的报警情况——墨仓墨位过低和废墨回 收仓墨位过高， 报警方式包括声音和灯光报警。 控制功能包括——根据监测到的各墨盒和 墨仓的墨位情况， 在相应的条件下从墨仓向相应的墨盒加墨。 监测与控制系统的模块划分：

图 8给出了监测与控制系统的模块划分， 下面简要介绍各模块功能。

中央处理模块——中央处理模块为监测与控制系统的核心， 釆用 MCU单片机实现。 在工 作时它不断的控制外围电路采集各墨盒 /墨仓的墨位变化： 当墨盒的墨位低于最低值时， 它 控制墨仓和墨盒内的相应阀门和电机， 从墨仓向墨盒供墨； 当墨盒内墨位达到最大值时， 停止从墨仓向墨盒供墨； 墨仓的墨位低于最低值时， 控制扬声器发出声音报警； 正常工作 时控制打开相应的进气阀， 以使打印顺畅。

多路复用 I/O扩展模块——由于该系统的采集和控制量较多， MCU单片机的引脚数 远远无法满足需要， 但系统速度要求不髙， 采用该扩展模块即可很好解决这一问题， 又可 大大降低成本、 电路体积和功耗。该模块在中央处理模块和检测 /报警和控制接口之间传递 监测和控制信息。

第 n (n=l~6) 个墨盒 /墨仓的监测 /报警和控制接口——连接本墨盒 /墨仓的墨位探针， 并将结果通过 I/O扩展模块传送到中央处理模块； 连接本墨盒 /墨仓的阀门或电机， 执行来 自 I/O扩展模块的控制。

废墨仓的监控报警接口——连接废墨回收仓的墨位探针， 并将结果通过 I/O扩展模块 传送到中央处理模块， 如果满足报警条件则产生灯光报警。

进气阀门启闭控制接口——连接进气阀门， 执行来自 I/O扩展模块的控制。

工作感应幵关——打印机不工作时， 中央处理模块处于休眠状态。 当打印机工作时， 工作感应开关监测到打印机的动作， 并唤醒中央处理模块以执行正常工作。

声音报警模块——在满足报警条件时产生声音报警信号。 电源——为该检测与控制系统提供电力。 监测与控制电路的实现实例

图 9给出了监测与控制电路的一个具体实例。 该电路的功能涵盖具体实施方式部分所 描述的实例 1~3的实现方案， 能满足最复杂的控制需要， 对于较简单的实现方案可在此方 案的基础上通过裁减获得。 下面介绍该电路在实例一中的工作过程。

中央处理模块包括 Ul、 R5、 C7、 C8、 R3和！6， Ul为 MCU单片机， R5和 C7为单 片机的时钟产生电路， R6、 R3和 C8为单片机产生上电复位信号。

多路复用 I/O扩展模块包括 U2、 U3、 U4、 U5、 U6、 Rl、 R2 和 C9， U2、 U3、 U6、 Rl、 R2和 C9, 为控制信号多路复用电路， 它们将中央处理模块产生的控制信息分配到相 应的执行电路 （如工作电机等）； U4和 U5为监测信号多路复用电路， 它们将墨盒和墨仓 的墨位信息逐个传送到中央处理模块。

第 n (n=l~6) 个墨盒 /墨仓的监测 /报警和控制接口包括 JMHn、 JMCn、 LEDn、 RCn、 RLn、 RHn、 LEDn、 Pn、 PZMn(其中 n=l~6)。 JMHn接墨盒的墨位高低检测探针， JMCn 接墨仓的墨位低检测探针， RC1~6和 LED1 6为墨仓的灯光报警电路， Pn接墨盒的密封阀 控制电机， PZMn接墨仓的供墨控制电机。

废墨仓的监控报警接口包括 RC7、LED7和 JHS1，JHS1连接废墨仓的墨位高检测探针， RC7、 LED7为废墨仓的灯光报警电路。

进气阀门启闭控制接口包括 PCOM1和 PCOM2， 它们连接公用的进气阀门。

工作感应幵关为水银开关 Kl， 在打印机空闲时， 它向单片机提供一个高电平信号； 打 印机工作时向单片机提供一个高低变化的电平。

声音报警模块包括 R7、 R8、 Q1和 SP， 用于产生声音报警。

电源包括！》OWER和 C1~C6， POWER连接供电电源， C1 C6为电源滤波电路。

该实例的工作过程

由于该电路包括多路相同的监测控制过程， 由图 9所示， 这里只挑选每种功能的一路 作详细工作过程介绍， 其他路工作过程可类推得到。

由图 9所示， 以其 6路中的一种颜色墨盒（即设为墨盒 1， 与其对应的为墨仓 1 ) 墨位 低检测过程为例： U1 置 TESTEN 为低电平， 这打开了多路器 U4， Ul 置 ADD0~3 为 "XB0000", 这选通了第 0路， MHLOW1 电平可通过 TESTIN传送到到 Ul。 MHLOW1 连接墨盒 1 的墨位低探针， 当墨位高于最低值时， MHLOW1为低电平， 反之为高电平。 U1通过检测 TESTIN输入电平的高低，可判断墨盒 1是否墨位低于最低值，如低于最低值， 将启动从墨仓 1到墨盒 1的注墨过程。 其它墨盒或墨仓的墨位监测过程与此类似。

墨盒 1的控制电机启动过程： U1置 MOT-EN为低电平， 这打开多路开关 U2和 U3; Ul置 ADD0~3为 "XB0000", 这选通了第 0路， M-和 M+分别与 MF-M-1和 MF-M+1接 通； U1通过 MOT-和 MOT+发出的电机控制信号， 经 U6转换为电机驱动信号 M+和 M-, 再经 MF-M-1和 MF-M+1传送到 P1 ; 这样 U1就可通过控制 MOT-和 MOT+的电平来控制 连接到 P1的墨盒 1 的控制电机的正转或反转， 从而实现注墨或打印过程的控制。 其它墨 盒或墨仓的电机控制过程与此类似。

墨仓 1的墨位低报警过程： 当墨仓 1的墨位低于最低值时， MCLOW1从高电平变为低 电平， 从而使 LED1发光， 产生报警。

声音报警过程： 当 U1监测到报警条件时， U1置 B1口为高电平， 从而使 Q1导通， SP 发出声音。 U1通过控制 B1口输出的高低电平的占空比， 控制 SP发出不同频率的报警音。

工作感应开关 （水银开关 K1 ) 的工作过程： 当打印机不工作时 K1 处于截至状态， U1的 B0口为高电平， 一段时间后控制系统进入休眠状态； 当打印机工作时， K1会断续 导通， 从而唤醒控制系统进人工作状态。

实例 3

由图 10-11所示， 图中的 301为供墨器壳体， 该供墨器壳体内设置有六个顶部带注墨 口 303的不同颜色的供墨器墨仓 302及废墨回收仓 328， 在供墨器墨仓 302底部的出口端 设有一与喷墨打印机打印墨盒 309顶部连接的墨路导管 331 ; 在供墨器墨仓 302的一侧设 置有其下部与该供墨器墨仓相连通的空气仓 308, 该供墨器墨仓顶部所设有进气孔 306的 下部设置有一进气腔 305， 该进气腔与空气仓 308顶部之间设有一气孔 307， 在进气腔内 设置有一与气孔 307相对应的由微电机控制的密封阀 340 (该阀的结构与实例 2中的密封 阀相同）； 设置在供墨器墨仓下部的打印墨盒 309 —侧设置有其下部与该打印墨盒相连通 的空气仓 310， 该打印墨盒 309顶部所设有通气孔 318的下部设置有一换气腔 312， 该换 气腔两侧的对应位置上分别设有与空气仓 310上部相通的进气孔 311及与打印墨盒相通的 排气孔 319， 在换气腔 312内设有一微电机 315， 该微电机 315的输出轴通过齿轮与一齿 条 316相啮合， 该齿条的两端分别设有密封塞 314及密封塞 317， 其中密封塞 314与进气 孔 311相对应， 密封塞 317则与排气孔 319相对应。 在打印墨盒 309内的探针式液位传感 器为两支双探针液位传感器， 其中一支双探针液位传感器为设在打印墨盒下部的缺墨液位 传感器 321， 另一支双探针液位传感器为设在打印墨盒上部的满墨液位传感器 322。 另外， 图中的 304为设置在供墨器墨仓内的双探针液位传感器， 323为打印头， 330为打印机壳 体。

在废墨回收仓 328通过废墨回收导管 326依次与废墨回收泵 325、 废墨回收泵上部附 件 324相连接； 由于废墨回收仓 328的位置高于打印机上的废墨回收泵及废墨回收泵上部 附件 324, 为了防止废墨回流， 则在靠近废墨回收泵 325的废墨回收导管 326上设有一防 倒流的止回阀 327。 图中的 329为设置在供墨器墨仓内的双探针液位传感器。 报警及控制电路为：

其工作过程为 （以其中的一个供墨器墨仓及打印墨盒为例）： 打印机正常操作使用时， 供墨仓的密封阀 340将气孔 307密封， 打印墨盒上的密封塞 317将排气孔 319密封， 而空 气仓 310上部进气孔 311则通过通气孔 318与大气相通。

当打印墨盒缺墨时， 则控制电路则迅速启动微电机控制的密封阀 340， 使供墨器墨仓 上的气孔 307与大气相通， 同时控制微电机 315封闭进气孔 311而打开排气孔 319， 此时 供墨器墨仓内的墨水在自身重力的作用下流进打印墨盒内， 当该打印墨盒中的墨水接触到 (淹没） 设在打印墨盒上部的双探针满墨液位传感器时， 则显示满墨状态,其满墨信号将 反馈给单片机芯片， 该单片机芯片将首先将通过微电机控制密封阀 340关闭气孔 307， 然 后，再通过微电机 315打开进气孔 311而封闭排气孔 319， 因此又回到打印机正常操作使用 状态。

当供墨器墨仓缺墨时， 双探针液位传感器 304将通过检测器把无墨信息传递给控制电 路 320， 电路发出报警声， 相应的指示灯 313闪烁， 以提示使用者加墨。

当废墨回收仓满墨时， 双探针液位传感器 329将通过检测器把满墨信息传递给控制电 路， 电路发出报警声， 相应的指示灯闪烁， 以提示处理废墨。 该实例的监测与控制系统的主要功能：

本系统主要功能分为监测、 控制和报警三部分， 它最多可以监测和控制六个墨盒及对 应的六个墨仓、 一个公用的废墨回收仓和一个公用的废墨强制排出部分。

监测功能包括——六个墨盒的墨位过高或过低检测； 六个墨仓的墨位过低检测； 废墨 回收仓墨位过高检测。 拫警功能包括需要人为干预的报警情况——墨仓墨位过低和废墨回 收仓墨位过高， 报警方式包括声音和灯光报警。 控制功能包括——根据监测到的各墨盒和 墨仓的墨位情况， 在相应的条件下从墨仓向相应的墨盒加墨。 监测与控制系统的模块划分- 图 12给出了监测与控制系统的模块划分， 下面简要介绍各模块功能。

中央处理模块——中央处理模块为监测与控制系统的核心， 采用 MCU单片机实现。 在工作时它不断的控制外围电路采集各墨盒 /墨仓的墨位变化： 当墨盒的墨位低于最低值 时， 它控制墨仓和墨盒内的相应阀门和电机， 从墨仓向墨盒供墨； 当墨盒内墨位达到最大 值时， 停止从墨仓向墨盒供墨； 墨仓的墨位低于最低值时， 控制扬声器发出声音报警； 正 常工作时控制打开相应的进气阀， 以使打印顺畅。

多路复用 I/O扩展模块——由于该系统的采集和控制量较多， MCU单片机的引脚数 远远无法满足需要， 但系统速度要求不高， 釆用该扩展模块即可很好解决这一问题， 又可 大大降低成本、 电路体积和功耗。该模块在中央处理模块和检测 /报警和控制接口之间传递 监测和控制信息。

第 n (n=l~6) 个墨盒 /墨仓的监测 /报警和控制接口——连接本墨盒 /墨仓的墨位探针， 并将结果通过 I/O扩展模块传送到中央处理模块； 连接本墨盒 /墨仓的阀门或电机， 执行来 自 I/O扩展模块的控制。

废墨仓的监控报警接口——连接废墨回收仓的墨位探针， 并将结果通过 I/O扩展模块 传送到中央处理模块， 如果满足报警条件则产生灯光报警。

废墨回收泵启动控制接口——连接废墨回收泵， 执行来自 I/O扩展模块的控制。

工作感应开关——打印机不工作时， 中央处理模块处于休眠状态。 当打印机工作时, 工作感应开关监测到打印机的动作， 并唤醒中央处理模块以执行正常工作。

声音报警模块——在满足报警条件时产生声音报警信号。

电源——为该检测与控制系统提供电力。 监测与控制电路的实现实例和工作过程 在上述图 9给出了实例 2的监测与控制电路的一个具体实例。 本实例 3的监测与控制 电路与该电路基本相同， 区别是将连接墨盒密封电机的借口连到双向密封电机， 将连接墨 仓供墨电机的接口连接到墨仓密封电机， 将连接到进气阀电机的接口连接到废墨回收泵。 电路的模块划分及工作过程与实例一相同， 在此不再赘述。

Claims

权利要求

1、 一种给喷墨打印机打印头提供打印墨水的喷墨打印机自动供墨系统， 它包括有打 印墨盒， 供墨器壳体， 供墨器壳体内至少设置有四个顶部带注墨口的不同颜色的供墨器墨 仓及废墨回收仓， 在供墨器墨仓底部的出口端设置有一与喷墨打印机打印墨盒上部连接的 墨路导管， 及供墨器墨仓内所设有的探针式液位传感器在内的报警电路， 该报警电路为- 液位传感器通过连接导线依次与供墨器壳体内的检测电路，控制电路，声音报警电路串接; 其特征是： 在供墨器墨仓的顶部设有一与大气相通的排空管， 进入供墨器墨仓内的排空管 一端设置在该墨仓的下部， 而在供墨器墨仓外的排空管另一端则汇集于一个排空仓内， 该 排空仓的通气出口设置在该供墨器电源开关上， 并为开关断电 /导通而通气出口封闭 /开通 的结构； 在供墨器墨仓与打印墨盒之间的墨路导管上还设置有一筛网过滤器。

2、 根据权利要求 1所述的喷墨打印机自动供墨系统， 其特征是： 该供墨器电源开关 为按压式船型开关， 该开关内的一侧设有按压导通的两个电源触点， 而另一侧则设有一与 通气出口相对应的按压密封盖。

3、 根据权利要求 1 所述的喷墨打印机自动供墨系统， 其特征是： 在废墨回收仓内也 设置有一与报警电路相连接的探针式液位传感器。

4、 一种给喷墨打印机打印头提供打印墨水的喷墨打印机自动供墨系统， 它包括有打 印墨盒， 供墨器壳体， 供墨器壳体内至少设置有四个顶部带注墨口的不同颜色的供墨器墨 仓及废墨回收仓， 在供墨器墨仓底部的出口端设置有一与喷墨打印机打印墨盒上部连接的 墨路导管， 及供墨器墨仓内所设有的探针式液位传感器在内的报警及控制电路， 该报警电 路为： 液位传感器通过连接导线依次与供墨器壳体内的检测电路， 控制电路， 声音报警电 路串接； 其特征是： 在供墨器墨仓的顶部设有一与大气相通的排空管， 进入供墨器墨仓内 的排空管一端设置在墨仓的下部， 而在供墨器墨仓外的排空管另一端则汇集于一个排空仓 内， 该排空仓的通气出口处设置有一由微电机控制的密封阀； 在供墨器墨仓内底部靠近墨 水出口端的位置上， 设有一通过微电机控制的活塞推进式供墨机构； 在供墨器墨仓与打印 墨盒之间的墨路导管上还设置有一筛网过滤器； 在打印墨盒的顶部设有排空口， 该排空口 处设有一由微电机控制的供墨排空断墨封闭的活塞阀， 在该打印墨盒内同样设置有一与报 警电路相连接的探针式液位传感器；

报警及控制电路为： 在打印墨盒上设置有一启动电路的工作感应开关， 该感应开关与 单片机芯片的自动供墨系统中央处理模块的输入接口相接； 该自动供墨系统中央处理模块 的接口分别与墨仓、 墨盒的液位检测电路及报警电路、 微电机启动电路相连接。

5、 根据权利要求 4 所述的喷墨打印机自动供墨系统， 其特征是： 微电机控制的密封 阀及微电机控制的供墨排空断墨封闭的活塞阀为螺杆推进式活塞密封阀， 该结构为： 与通 气出口及排空口对应位置上设有一密封活塞， 该活塞的后端设置有内螺纹套管， 该螺纹套 管内侧设有一与微电机输出轴相连接的螺杆。

6、 根据权利要求 4 所述的喷墨打印机自动供墨系统， 其特征是： 微电机控制的活塞 推进式供墨机构包括在靠近墨仓的墨水出口端设有一注墨腔， 在注墨腔内依次设有回位弹 簧、 带墨水通孔的推动活塞； 与注墨腔入口及活塞相对应的位置上设置有一内螺纹套管， 该螺纹套管内侧设有一与微电机输出轴相连接的螺杆。

7、 根据权利要求 4所述的喷墨打印机自动供墨系统， 其特征是： 微电机控制的供墨 排空断墨封闭的活塞阀设置在打印墨盒上部的腔体内， 而排空口设在腔体上部的打印墨盒 壳体上， 与活塞阀相对的侧壁上还开有一与打印墨盒相连通的排气孔。

8、 根据权利要求 4 所述的喷墨打印机自动供墨系统， 其特征是： 设置在打印墨盒内 的探针式液位传感器为两支探针式液位传感器， 其中一支探针式液位传感器为设在打印墨 盒下部的缺墨液位传感器， 另一支探针式液位传感器为设在打印墨盒上部的满墨液位传感 器。

9、 一种给喷墨打印机打印头提供打印墨水的喷墨打印机自动供墨系统， 它包括有打 印墨盒， 供墨器壳体， 供墨器壳体内至少设置有四个顶部带注墨口的不同颜色的供墨器墨 仓及废墨回收仓， 在供墨器墨仓底部的出口端设置有一与喷墨打印机打印墨盒上部连接的 墨路导管， 及供墨器墨仓内所设有的液位传感器在内的报警及控制电路， 该报警电路为： 液位传感器通过连接导线依次与供墨器壳体内的检测电路，控制电路，声音报警电路串接; 其特征是： 在供墨器墨仓的一侧设置有其下部与该供墨器墨仓相连通的第一空气仓， 该供 墨器墨仓顶部所设有进气孔的下部设置有一进气腔， 该进气腔与第一空气仓顶部之间设有 一气孔， 在进气腔内设置有一与气孔相对应的由微电机控制的密封阀； 设置在供墨器墨仓 下部的打印墨盒一侧设置有其下部与该打印墨盒相连通的第二空气仓， 该打印墨盒顶部所 设有通气孔的下部设置有一换气腔， 该换气腔两侧的对应位置上分别设有与第二空气仓上 部相通的进气孔及与打印墨盒相通的排气孔， 在换气腔内设有一由微电机控制的双向塞密 封阀， 其中一密封塞与进气孔相对应， 另一密封塞则与排气孔相对应； 在打印墨盒内还设 有探针式液位传感器；

报警及控制电路为： 在打印墨盒上设置有一启动电路的工作感应开关， 该感应开关与 单片机芯片的自动供墨系统中央处理模块的输入接口相接； 该自动供墨系统中央处理模块 的接口分别与墨仓、 墨盒的液位检测电路及报警电路、 微电机启动电路相连接。

10、 根据权利要求 9所述的喷墨打印机自动供墨系统， 其特征是： 微电机控制的密封 阀为螺杆推进式活塞密封阀， 该结构为： 与气孔对应位置上设有一密封活塞， 该密封活塞 的后端设置有内螺纹套管， 该螺紋套管内侧设有一与微电机输出轴相连接的螺杆。

11、 根据权利要求 9所述的喷墨打印机自动供墨系统， 其特征是： 由微电机控制的双 向密封阀其结构为： 该微电机的输出轴通过齿轮与一齿条相啮合， 该齿条的两端分别设有 密封塞。

12、 根据权利要求 9所述的喷墨打印机自动供墨系统， 其特征是： 设置在打印墨盒内的探 针式液位传感器为两支探针式液位传感器， 其中一支探针式液位传感器为设在打印墨盒下 部的缺墨液位传感器， 另一支探针式液位传感器为设在打印墨盒上部的满墨液位传感器。