有关墨盒再填充及墨盒装机检测的技术探讨

周文鑫

摘 要：墨盒作为喷墨打印机中用来存储墨水的关键性打印耗材，由于原装墨盒价格昂贵，人们希望对墨盒进行再填充以多次使用；而在将墨盒重新装载至打印机之前，需进行检测以避免墨盒置错，并对墨盒的种类及墨水剩余量数据进行获取，本文从上述两方面进行相关技术探讨。

关键词：墨盒；再填充；注墨；负压；装机检测；芯片；防置错；电连接；光学

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

1 概述

喷墨打印机通常是由用于容纳墨水的墨盒提供墨源，经由墨水流动通道将墨水输送至记录头中，并在打印信号的驱动下将墨水从记录头上的喷嘴喷射至纸张等记录介质上，以完成字符或图形的记载。

按照记录头与墨盒的配置关系，喷墨打印机墨盒包括两种类型：一体式墨盒和分体式墨盒。一体式墨盒的记录头与墨水储存室合二为一，且记录头设置在墨盒的出墨口上；分体式墨盒的记录头与墨水储存室相互分离，墨水储存室仅容纳墨水，而记录头则设置在喷墨打印机的字车上。由于一体式墨盒的记录头容易损坏，且记录头的价格较高，越来越多的用户倾向选择分体式墨盒。

目前市场上常见的分体式墨盒，其结构为：墨盒包括负压腔及墨水腔，两腔之间通过一连通口连接，且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，墨水腔中设有一注墨口。若该分体式墨盒墨水耗尽后直接丢弃，容易造成资源浪费及环境污染。为此，优选的方式是：对耗尽墨水的墨盒进行二次墨水填充，使其获得二次使用价值。

而在墨盒再填充后，为了将墨盒重新装载至打印机使用，在此之前，需要通过打印机与墨盒进行电连接检测以避免墨盒置错，并对墨盒的种类及墨水剩余量数据进行读取从而实现对墨盒的二次使用。本文针对有关墨盒技术的上述两大块进行阐述，即从再生墨盒以及墨盒装机检测的所采用的主要技术手段进行简要分析。

2 墨盒再填充技术

现有的墨水生产系统中，需要将墨罐中的墨分装到不同规格的墨盒中，但国内仍有部分墨水生产厂家采用原始的人工手动灌墨的方法，即通过管道将墨引导至墨盒中；但由于不同规格的墨盒容量不一，灌墨时要根据容积和管道的流速测算灌满墨盒所需时间，其缺点是容易过量溢出造成浪费，且劳动强度大，溢出的墨对车间的环境卫生造成影响。

常用的墨盒再填充技术包括通过直接进行抽气的再填充注墨方式以及采用正负压进行再填充注墨方式，而采用负压墨水填充注墨最为常见。

（1）申请号为CN200910109293.6的中国专利提出一种负压墨水填充装置，通过将抽吸器经抽吸通道与墨水容器直接相连以抽吸墨水容器中的空气；放开抽吸器时墨盒由于气压平衡自动吸收储墨容器内的墨水，即墨水经由供墨管进入负压腔，再经由连通口进入墨水腔。缺点是抽吸器的容量有限，须进行多次抽吸。且在上述注入过程中，墨水是先进入负压腔，然后通过连通口再进入墨水腔，故当抽吸器多次抽吸空气时，易将已注入在墨水腔中的墨水抽出，导致墨水腔中的墨水不易注满，残留大量气泡，使墨盒填充后进行打印时出现打印不良的现象。

（2）为了解决上述技术问题，申请号为CN201020289513.6提供了一种负压式墨盒填充装置，通过墨盒定位机构将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，从而使得多次抽吸时不易将已流入的墨水抽出，可保证墨盒充分注满，保证墨盒中并未残留过多的空气，从而保证填充后的墨盒打印效果良好。

（3）为了进一步减少流入的墨水抽出量，申请号为CN201210223766.7的中国专利提供了一種灌墨装置，通过使得墨盒座的底槽的底面向第一端部方向延伸的直线与由第二端部沿水平方向延伸的直线之间构成一个锐角α，并且45°≤α<90°，并通过二次抽负压、二次泄压以及相应抽负压负，并对压力值及时长进行控制，从而通过多次注墨以将墨盒最大程度地注满，并能有效减少残留于墨盒中的空气气泡。

3 墨盒装机检测技术

为了使记录设备能够判断所装入的墨盒是否合适，墨盒上往往配置有一芯片，该芯片上设有用于存储墨盒相关信息的存储元件，墨盒相关信息例如墨水类型、墨水余量、墨水消耗量等，并且当上述墨安装至记录设备后，上述芯片与记录设备主体之间建立电连接以实时进行数据交换，确保墨盒中某些可变信息能够实时更新。

3.1 墨盒芯片短路检测

由于液滴或粉尘的原因容易发生芯片短路而导致存储元件被损坏，针对这一技术问题，申请号为CN201310192677.5，发明名称为“墨盒芯片短路检测方法、芯片、墨盒和记录设备”的专利申请，该墨盒芯片的电路板上布设有至少两个连接端子和检测端子，并通过短路检测部与检测端子和/或连接端子电连接，用于根据检测端子和/或连接端子的电信号变化，判断检测端子和连接端子之间是否存在短路，从而能够通过与短路检测部连接的短路控制部，在检测到存在短路时，执行短路异常处理。

3.2 对墨盒安装位置检测防止置错

3.2.1 通过电连接通信

由于记录装置的墨盒具有不同的墨水颜色或种类，所以在将墨盒安装在记录装置的过程中，禁止将墨盒安装在错误的位置上，若墨盒被安装在错误的位置上，就会造成不同墨水颜色或种类的墨水混用，造成打印头的堵塞或打印效果不好的问题。将墨盒安装在正确的位置上的解决方法可基本分为两种：（1）具有不同墨水颜色或/和种类的墨盒设置的外型结构不同，缺点是使墨盒的制造成本变高，对具有不同外形结构的墨盒的存储和管理都很麻烦；（2）采取如申请号为CN200910169113.3的中国专利公开的一种“确认墨安装的方法”中，通过不同颜色的墨盒（CMKY）具有各自相应的存储元件以分别存储表示其内所存储墨水颜色和/或种类的数据，通过墨盒与打印机通信以确定墨盒安装位置的正确与否；又如申请号为CN02130449.1的中国专利公开的“防止墨盒置错的方法”，其墨盒具有一颜色辨识区，颜色辨识区的颜色对应于该墨盒内所含墨水的颜色，通过感测单元感测颜色辨识区的颜色并输出一识别讯号，以判断放置于该打印座中墨盒的正确性。

3.2.2 通过光学检测

在彩色墨盒检测中，申请号为CN201010108585.0的中国专利提供一种具有滤光功能的墨盒，在墨盒的外壳本体上设置有一滤光模块，而且该滤光模块具有透过本色光线、吸收其他颜色光线的光学特性。墨盒上的滤光模块将对墨盒安装装置中设置的光发射部件发射的白光进行过滤，具体为透过本色光线、吸收其他颜色光线；经过滤光模块过滤的光线被光接收部件接收到后，进行光学特性例如光谱分析，能够获得过滤光的光谱检测数据。由于打印机预先存储有与该安装盒匹配的墨水颜色相一致的光线的基准数据例如基准光谱数据，因此通过将光谱检测数据与存储的基准光谱数据进行对比，可以确定安装在该

安装盒中的墨盒所容置的墨水的颜色是否与该安装盒应该安装的墨水颜色相一致，若一致，则说明该墨盒正确安装到对应的安装盒中；若不一致，则说明该墨盒没有正确安装到對应的安装盒中，即颜色安装不匹配，出现错误安装，此时可以向用户发出报警，提示用户重新进行墨盒安装，以最终保证该墨盒被正确安装。

申请号为CN201110459870.1的中国专利提到在实际的光学检测过程中，经常会出现墨盒虽然装载在正确的位置上却由于光接收器未接收到足够的光量而被判断为未安装在正确或适当的位置。针对这一技术缺陷，将墨盒装机检测过程分为装入判断阶段以及装入正确判断阶段，从而在装入判断阶段，打印机通过依次发送墨盒装机应答指令而根据是否接受到相应的应答而判断是否所有墨盒均已装入打印机中，如果是，则进行下一阶段，否则，提示用户墨盒未完全装入；在确认所有墨盒均已完全装入后，通过依次发送控制各个墨盒的光发射部发光的发光指令而依次控制上述多个光发射部（LED灯），以根据所接收的光量来判断墨盒是否装载在正确的位置，其中，上述墨盒装机应答指令一般是由各个墨盒的识别信息组成，而发光指令则一般由墨盒的识别信息与光发射部的状态控制信息组成，装机应答指令与发光指令互不相同且相互独立，在进行装机检测过程中，即使某个LED灯的发光亮度较小时，可以由相邻墨盒的LED灯发出的散射光线进行一定程度的补足，从而使其满足检测所需要的光量阈值，从而避免已安装在正确的位置上却因LED灯的光发射量小而导致打印机判断墨盒未装入在正确的位置上的误判断。

4 结语

通过上述探讨，可以清晰地把握墨盒再填充以及墨盒装机检测的技术发展脉络，启迪相关领域的技术人员在面对某一技术问题时可以从不同的角度去寻求相应的解决途径，并形成技术解决方案。科技创新作为“创新驱动发展”的关键一环，是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必将为企业发展增添新的动力。

参考文献：

[1]吴辉.喷墨打印机墨盒再填充专利技术分析[J].山东工业技术，2016（05）：267-268.

[2]王少慧.打印机墨盒的再利用[J].中国设备工程，2006（08）：33.