周文鑫

摘 要：墨盒作為噴墨打印機中用來存儲墨水的關鍵性打印耗材，由于原裝墨盒價格昂貴，人們希望對墨盒進行再填充以多次使用；而在將墨盒重新裝載至打印機之前，需進行檢測以避免墨盒置錯，并對墨盒的種類及墨水剩余量數據進行獲取，本文從上述兩方面進行相關技術探討。

關鍵詞：墨盒；再填充；注墨；負壓；裝機檢測；芯片；防置錯；電連接；光學

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.204

1 概述

噴墨打印機通常是由用于容納墨水的墨盒提供墨源，經由墨水流動通道將墨水輸送至記錄頭中，并在打印信號的驅動下將墨水從記錄頭上的噴嘴噴射至紙張等記錄介質上，以完成字符或圖形的記載。

按照記錄頭與墨盒的配置關系，噴墨打印機墨盒包括兩種類型：一體式墨盒和分體式墨盒。一體式墨盒的記錄頭與墨水儲存室合二為一，且記錄頭設置在墨盒的出墨口上；分體式墨盒的記錄頭與墨水儲存室相互分離，墨水儲存室僅容納墨水，而記錄頭則設置在噴墨打印機的字車上。由于一體式墨盒的記錄頭容易損壞，且記錄頭的價格較高，越來越多的用戶傾向選擇分體式墨盒。

目前市場上常見的分體式墨盒，其結構為：墨盒包括負壓腔及墨水腔，兩腔之間通過一連通口連接，且負壓腔中設有用于產生毛細力以保持墨水的海綿體及與打印機供墨針相連接的出墨口，墨水腔中設有一注墨口。若該分體式墨盒墨水耗盡后直接丟棄，容易造成資源浪費及環(huán)境污染。為此，優(yōu)選的方式是：對耗盡墨水的墨盒進行二次墨水填充，使其獲得二次使用價值。

而在墨盒再填充后，為了將墨盒重新裝載至打印機使用，在此之前，需要通過打印機與墨盒進行電連接檢測以避免墨盒置錯，并對墨盒的種類及墨水剩余量數據進行讀取從而實現(xiàn)對墨盒的二次使用。本文針對有關墨盒技術的上述兩大塊進行闡述，即從再生墨盒以及墨盒裝機檢測的所采用的主要技術手段進行簡要分析。

2 墨盒再填充技術

現(xiàn)有的墨水生產系統(tǒng)中，需要將墨罐中的墨分裝到不同規(guī)格的墨盒中，但國內仍有部分墨水生產廠家采用原始的人工手動灌墨的方法，即通過管道將墨引導至墨盒中；但由于不同規(guī)格的墨盒容量不一，灌墨時要根據容積和管道的流速測算灌滿墨盒所需時間，其缺點是容易過量溢出造成浪費，且勞動強度大，溢出的墨對車間的環(huán)境衛(wèi)生造成影響。

常用的墨盒再填充技術包括通過直接進行抽氣的再填充注墨方式以及采用正負壓進行再填充注墨方式，而采用負壓墨水填充注墨最為常見。

（1）申請?zhí)枮镃N200910109293.6的中國專利提出一種負壓墨水填充裝置，通過將抽吸器經抽吸通道與墨水容器直接相連以抽吸墨水容器中的空氣；放開抽吸器時墨盒由于氣壓平衡自動吸收儲墨容器內的墨水，即墨水經由供墨管進入負壓腔，再經由連通口進入墨水腔。缺點是抽吸器的容量有限，須進行多次抽吸。且在上述注入過程中，墨水是先進入負壓腔，然后通過連通口再進入墨水腔，故當抽吸器多次抽吸空氣時，易將已注入在墨水腔中的墨水抽出，導致墨水腔中的墨水不易注滿，殘留大量氣泡，使墨盒填充后進行打印時出現(xiàn)打印不良的現(xiàn)象。

（2）為了解決上述技術問題，申請?zhí)枮镃N201020289513.6提供了一種負壓式墨盒填充裝置，通過墨盒定位機構將墨盒以注墨通道的出口端位于墨盒的墨水流通重力方向的上游的形式而定位，從而使得多次抽吸時不易將已流入的墨水抽出，可保證墨盒充分注滿，保證墨盒中并未殘留過多的空氣，從而保證填充后的墨盒打印效果良好。

（3）為了進一步減少流入的墨水抽出量，申請?zhí)枮镃N201210223766.7的中國專利提供了一種灌墨裝置，通過使得墨盒座的底槽的底面向第一端部方向延伸的直線與由第二端部沿水平方向延伸的直線之間構成一個銳角α，并且45°≤α<90°，并通過二次抽負壓、二次泄壓以及相應抽負壓負，并對壓力值及時長進行控制，從而通過多次注墨以將墨盒最大程度地注滿，并能有效減少殘留于墨盒中的空氣氣泡。

3 墨盒裝機檢測技術

為了使記錄設備能夠判斷所裝入的墨盒是否合適，墨盒上往往配置有一芯片，該芯片上設有用于存儲墨盒相關信息的存儲元件，墨盒相關信息例如墨水類型、墨水余量、墨水消耗量等，并且當上述墨安裝至記錄設備后，上述芯片與記錄設備主體之間建立電連接以實時進行數據交換，確保墨盒中某些可變信息能夠實時更新。

3.1 墨盒芯片短路檢測

由于液滴或粉塵的原因容易發(fā)生芯片短路而導致存儲元件被損壞，針對這一技術問題，申請?zhí)枮镃N201310192677.5，發(fā)明名稱為“墨盒芯片短路檢測方法、芯片、墨盒和記錄設備”的專利申請，該墨盒芯片的電路板上布設有至少兩個連接端子和檢測端子，并通過短路檢測部與檢測端子和/或連接端子電連接，用于根據檢測端子和/或連接端子的電信號變化，判斷檢測端子和連接端子之間是否存在短路，從而能夠通過與短路檢測部連接的短路控制部，在檢測到存在短路時，執(zhí)行短路異常處理。

3.2 對墨盒安裝位置檢測防止置錯

3.2.1 通過電連接通信

由于記錄裝置的墨盒具有不同的墨水顏色或種類，所以在將墨盒安裝在記錄裝置的過程中，禁止將墨盒安裝在錯誤的位置上，若墨盒被安裝在錯誤的位置上，就會造成不同墨水顏色或種類的墨水混用，造成打印頭的堵塞或打印效果不好的問題。將墨盒安裝在正確的位置上的解決方法可基本分為兩種：（1）具有不同墨水顏色或/和種類的墨盒設置的外型結構不同，缺點是使墨盒的制造成本變高，對具有不同外形結構的墨盒的存儲和管理都很麻煩；（2）采取如申請?zhí)枮镃N200910169113.3的中國專利公開的一種“確認墨安裝的方法”中，通過不同顏色的墨盒（CMKY）具有各自相應的存儲元件以分別存儲表示其內所存儲墨水顏色和/或種類的數據，通過墨盒與打印機通信以確定墨盒安裝位置的正確與否；又如申請?zhí)枮镃N02130449.1的中國專利公開的“防止墨盒置錯的方法”，其墨盒具有一顏色辨識區(qū)，顏色辨識區(qū)的顏色對應于該墨盒內所含墨水的顏色，通過感測單元感測顏色辨識區(qū)的顏色并輸出一識別訊號，以判斷放置于該打印座中墨盒的正確性。

3.2.2 通過光學檢測

在彩色墨盒檢測中，申請?zhí)枮镃N201010108585.0的中國專利提供一種具有濾光功能的墨盒，在墨盒的外殼本體上設置有一濾光模塊，而且該濾光模塊具有透過本色光線、吸收其他顏色光線的光學特性。墨盒上的濾光模塊將對墨盒安裝裝置中設置的光發(fā)射部件發(fā)射的白光進行過濾，具體為透過本色光線、吸收其他顏色光線；經過濾光模塊過濾的光線被光接收部件接收到后，進行光學特性例如光譜分析，能夠獲得過濾光的光譜檢測數據。由于打印機預先存儲有與該安裝盒匹配的墨水顏色相一致的光線的基準數據例如基準光譜數據，因此通過將光譜檢測數據與存儲的基準光譜數據進行對比，可以確定安裝在該

安裝盒中的墨盒所容置的墨水的顏色是否與該安裝盒應該安裝的墨水顏色相一致，若一致，則說明該墨盒正確安裝到對應的安裝盒中；若不一致，則說明該墨盒沒有正確安裝到對應的安裝盒中，即顏色安裝不匹配，出現(xiàn)錯誤安裝，此時可以向用戶發(fā)出報警，提示用戶重新進行墨盒安裝，以最終保證該墨盒被正確安裝。

申請?zhí)枮镃N201110459870.1的中國專利提到在實際的光學檢測過程中，經常會出現(xiàn)墨盒雖然裝載在正確的位置上卻由于光接收器未接收到足夠的光量而被判斷為未安裝在正確或適當的位置。針對這一技術缺陷，將墨盒裝機檢測過程分為裝入判斷階段以及裝入正確判斷階段，從而在裝入判斷階段，打印機通過依次發(fā)送墨盒裝機應答指令而根據是否接受到相應的應答而判斷是否所有墨盒均已裝入打印機中，如果是，則進行下一階段，否則，提示用戶墨盒未完全裝入；在確認所有墨盒均已完全裝入后，通過依次發(fā)送控制各個墨盒的光發(fā)射部發(fā)光的發(fā)光指令而依次控制上述多個光發(fā)射部（LED燈），以根據所接收的光量來判斷墨盒是否裝載在正確的位置，其中，上述墨盒裝機應答指令一般是由各個墨盒的識別信息組成，而發(fā)光指令則一般由墨盒的識別信息與光發(fā)射部的狀態(tài)控制信息組成，裝機應答指令與發(fā)光指令互不相同且相互獨立，在進行裝機檢測過程中，即使某個LED燈的發(fā)光亮度較小時，可以由相鄰墨盒的LED燈發(fā)出的散射光線進行一定程度的補足，從而使其滿足檢測所需要的光量閾值，從而避免已安裝在正確的位置上卻因LED燈的光發(fā)射量小而導致打印機判斷墨盒未裝入在正確的位置上的誤判斷。

4 結語

通過上述探討，可以清晰地把握墨盒再填充以及墨盒裝機檢測的技術發(fā)展脈絡，啟迪相關領域的技術人員在面對某一技術問題時可以從不同的角度去尋求相應的解決途徑，并形成技術解決方案。科技創(chuàng)新作為“創(chuàng)新驅動發(fā)展”的關鍵一環(huán)，是提高社會生產力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必將為企業(yè)發(fā)展增添新的動力。

參考文獻：

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