一種注墨裝置及通過施加正、負壓力實現向墨盒注墨的方法
2023-12-11 19:41:07 1
專利名稱：一種注墨裝置及通過施加正、負壓力實現向墨盒注墨的方法
技術領域：
本發明涉及一種給印表機墨盒灌注墨水的裝置，特別是涉及一種利用液壓控制相結合的辦法實現自動化控制灌墨過程的注墨裝置。
過去，給HP噴墨盒注墨，一般都採用手工針筒抽吸注射法，這種辦法效率較低，且很難保證墨盒內腔各組成成分的參數，特別是空氣的參數，因此這種手工注射法大大影響所灌注墨盒的產品質量。在某些情況下，常常浪費墨水資源，增加勞動強度，灌裝容量誤差偏大。
近幾年，市面上逐漸開發出用於HP噴墨盒灌墨的機器，主要有純負壓注墨機和純正壓注墨機兩種。現有的純負壓注墨機，是通過抽吸墨盒內腔氣體，利用負壓使內腔氣體讓出空間而墨水逐漸湧入補充到內腔的灌墨裝備。它的主要缺點是墨盒至計量筒之間的管道存有空氣或氣泡，特別是剛開始進行灌裝第一個產品時，氣體形成內壓力，直接影響到灌墨速度和列印效果。此外，這種純負壓注墨機的缺點還體現在注墨過程中，如負壓值太高，墨水容易起泡，佔領墨盒內腔較大部分空間；如果負壓值太低，則注墨效率較低。另一種現有的純正壓注墨機，是通過正壓力，讓氣流直接推動墨水進入墨盒內腔的裝置，它的缺點是墨水的流速不夠平滑，溢墨現象比較多，缺少對墨盒內腔氣體進行自動處理的環節。
有鑑於上述現有技術的不足，本發明的目的在於提出一種注墨裝置，通過裝置本身電路、氣路及附屬原器件組合，在內編程序的作用和控制下，能夠執行電信號傳送、氣壓轉換、引入墨水源、啟動注墨、故障報警、吸墨反抽、精確調量、吸氣消正壓、殘餘墨水排入、循環洗機等多種功能。
本發明的又一目的在於提出一種自動注墨的方法，利用正壓注墨及再利用反壓消除墨盒中正壓，既保證了灌注精度，又消除了墨盒裝置中的多餘氣泡。
本發明是通過如下技術方案來實現的。
一種注墨裝置，通過墨盒裝置的通孔向該墨盒注墨，包括一儲墨裝置，用於盛裝墨液，包含一注墨孔和一導氣孔；一注墨座，包含一底座，用於固定所述墨盒；和一注墨孔，與所述注墨裝置的所述注墨孔連通；以及一壓力發生裝置，其所產生的壓力施加於所述儲墨筒中盛裝的墨液，並通過所述通孔向墨盒注墨，其中所述注墨裝置還包括一吸墨座，包含一底座，用於固定所述墨盒；和一抽氣孔，在該底座上對準所述墨盒出墨口設置，並與所述壓力發生裝置連通。
所述的注墨裝置，其中所述注墨裝置還包括一餘墨納入裝置，包含一注入孔，與所述吸墨座的所述抽氣孔相通；以及一排出孔，用於排洩在注墨過程中產生的剩餘墨液。
所述的注墨裝置，其中所述注入孔設置有一錐形噴嘴。
所述的注墨裝置，其中所述導氣孔設置有一防水多孔體，用於濾除氣泡所附帶的墨液。
所述的注墨裝置，其中所述壓力發生裝置包含一真空發生器，通過一第一雙向閥體與一氣壓泵相接。
所述的注墨裝置，其中所述氣壓泵設置有減壓閥，用於調整工作氣壓。
所述的注墨裝置，所述減壓閥連接有一限流閥。
所述的注墨裝置，其中所述真空發生器通過一第一三通閥的常開端與所述儲墨裝置的導氣孔連接。
所述的注墨裝置，其中所述餘墨納入裝置還包括一導氣孔，通過第二雙向閥體與所述壓力發生裝置連通。
所述的注墨裝置，其中所述儲墨裝置中設置有容量控制裝置，包括一公用電極端，固定在該儲墨裝置的頂部，其探頭伸出在該儲墨裝置的下部；和一調量電極端，其探頭伸出在該儲墨裝置的內部，該探頭的位置通過一端部固定的調節裝置調整。
所述的注墨裝置，其中所述容量控制裝置還包括一微調電極端，其探頭伸出在所述儲墨裝置的內部。
所述的注墨裝置，其中所述調節裝置包含一螺杆，與所述注墨裝置上固定的旋鈕連接；和一與該螺杆相適配的螺母，與所述調量電極端固定連接。
所述的注墨裝置，其中所述注墨座設置有導氣孔，對準所述墨盒裝置的出墨口設置。
所述的注墨裝置，其中所述注墨座的所述導氣孔設置有一防水多孔體，用於保護所述出墨口。
所述的注墨裝置，其中所述儲墨裝置的所述注墨孔一第三雙向閥體與供墨源相通。
所述的注墨裝置，其中所述注墨座通過第四雙向閥體與所述儲墨裝置連通。
所述的注墨裝置，其中所述注墨座的所述導氣孔通過第二三通閥的常閉端以及第三三通閥的常開端連接在所述第一三通閥的常閉端。
所述的注墨裝置，其中所述吸墨座的所述抽氣孔與所述第二三通閥的常閉端連接。
所述的注墨裝置，其中所述餘墨納入裝置與所述第三三通閥的常開端連接。
所述的注墨裝置，其中所述閥體為電磁閥。
一種向墨盒裝置注墨的方法，其中該注墨裝置分別包括通過控制閥體外接真空發生器的一儲墨裝置、一餘墨納入裝置和一吸墨座，該吸墨座與一墨盒裝置的出墨口相適配；以及一通過閥體分別與該儲墨裝置和該真空發生器連通的注墨座，該注墨座與該墨盒裝置的通氣孔和出墨口相適配，該方法包括下列步驟a)來自所述真空發生器的正壓施加於所述儲墨裝置，並推動該儲墨裝置中預定量的墨液經一控制閥體注入到設置在所述注墨座中的所述墨盒裝置；b)將所述注滿墨液的墨盒裝置置於吸墨座，打開控制該吸墨座的閥體；c)所述真空發生器所產生的負壓施加於設置在所述吸墨座上的墨盒裝置，消除該墨盒裝置中的正壓。
所述的方法，其中步驟c)包括d)在所述吸墨座上設置防水多孔體，利用該防水多孔體將從所述墨盒中吸出的氣泡與其帶有的墨液分離；e)將該與所吸出的氣泡分離的墨液通過控制閥體注入餘墨納入筒。
所述的方法，其中執行步驟a)之後還包括f)所述真空發生器通過控制閥體向所述注墨座的所述注墨孔施加一負壓，用於消除該墨盒裝置在注墨過程中產生的正壓。
所述的方法，其中還包括下列步驟g)在所述注墨座的與所述墨盒的出墨口相適配的導氣孔上設置一防水多孔體，用於濾除氣泡所帶墨液。
所述的方法，其中在執行步驟a)之前，還包括執行h)所述真空發生器通過施加負壓從供墨源吸入一預定量的墨液到達該儲墨裝置。
所述的方法，其中在步驟h)之後還包括執行i)所述真空發生器通過控制閥體向所述餘墨納入筒施加正壓，將該餘墨納入筒中的廢墨排除。
根據本發明的一個方面，本發明首先在壓力發生裝置上採用了調節氣壓裝置和限流裝置，有限地控制了正壓源的空氣進入灌墨計量筒，產生正壓效應；從而，保證了墨液的流速更加平穩，可以有效地減少氣泡的產生。
根據本發明的又一個方面，本發明在灌墨計量筒內設置三個不鏽鋼電極探針，通過檢測墨液液位的高低，使灌裝容量誤差控制在±0.2g，保證了灌裝精度。
根據本發明的又一個方面，本發明由於採用了正氣壓源和負氣壓源相結合的注墨方法，可以使單位時間內各時間點的注墨速度隨墨盒內腔氣密度的變化而變化。
下面結合附圖通過對本發明較佳實施例的描述將使本發明的上述目的以及其它優點顯而易見。
附圖中
圖1是本發明注墨裝置的立體透視圖，示出了布置在主操作面的注墨座及吸墨座；圖2A是圖1所示注墨裝置的主操作面剖視圖，示出了本發明的與注墨座連通的灌墨計量筒以及與吸墨座連通的餘墨納入筒；圖2B是圖1所述注墨裝置的縱向剖視圖，示出了設置在本發明灌墨計量筒中容量控制裝置的調節裝置；圖2C是本發明注墨裝置內部電器置位平臺透視圖；圖2D是本發明注墨裝置內部水路及氣路主體元件置位板透視圖；圖3是本發明注墨座的側面縱向剖視圖，示出了一注墨孔和一導氣孔；圖4是本發明餘墨納入筒的縱向剖視圖，示出了一個抽氣孔和一個錐形噴嘴；圖5A是本發明灌墨計量筒的縱向剖視圖，示出了用於控制墨液容量的三個探針；圖5B是本發明灌墨計量筒側面的縱向剖視圖，示出了與外接氣源相接的導氣孔；圖6是本發明注墨裝置水路及氣路控制原理簡圖；圖7是本發明圖6所示原理圖中電磁閥的工作時序圖。
下文，將詳細描述本發明。
本發明的自動控制的注墨裝置10的外部透視圖如圖1所示。從圖中可見，裝置10的上部設置有電氣操作板11；頂部蓋板12上設置有一手動調節旋鈕，用於調節灌墨計量筒中墨液的容量；下部設置了減壓閥14和限流閥15，用於調整工作時的氣壓；中部並列地布置了注墨座16和吸墨座17，及分別置於兩側的灌墨計量筒18和餘墨納入筒19。
本發明注墨裝置10的詳細視圖請參見圖2A-2B。圖2B示出了注墨裝置10的內部結構，其上層包含一個電器置位平臺2；下層布置有水氣路主體元件置位板3。該電器置位平臺2如圖2C所示，包括編程器202；水位控制板204；電線槽206；以及變壓器208。其中編程器202同電磁閥、電器操作板11相連接，且內編控制程序。該水氣路主體元件置位板3上布置了用於分別控制水路及氣路的電磁閥綜合定位板306；正壓源入口302；電源入口座304；限流閥15；以及用於調整工作氣壓的減壓閥310等，如圖2D所示。
從圖2A的主操作面剖視圖中可以看出，本發明的注墨座16與上層電器置位平臺2固定，與設置在一側的灌墨計量筒18連通；而吸墨座17與下層水氣路主體元件置位板3固定，與設置在另一側的餘墨納入筒19連通。
本發明注墨座16包含一個能夠固定墨盒裝置20的底框160；一個對準墨盒20的通氣孔(未示出)設置的銅導管162，利用管路162』與灌墨計量筒18連通；一個對準墨盒20的出墨口(未示出)設置的並連通外接氣路的導氣管163，參閱圖3所示。較佳的是，本發明為放置灌墨過程中墨液的溢出，在該銅導管162的端部還設置有一個密封圈164；為保護該墨盒裝置20的出墨口，在該導氣管163的端部設置了一個防水海綿體165。
本發明的吸墨座17與注墨座16相同的之處在於均需要將墨盒20固定，因此該吸墨座17與注墨座16的外部結構基本相同。只是因為該吸墨座17要與餘墨納入筒19連通，最好將其設置在水氣路主體元件置位板3上。另外，本發明的吸墨座17是用於在墨盒20被灌墨後，需要消除該墨盒20中的正壓力，以儘可能地消除墨液中的氣泡，因此需要利用負壓對其進行抽吸。故此，本發明的吸墨座17僅需要設置有抽吸口172，如圖2A所示。由於墨盒20中的氣泡附帶有墨液，本發明在該抽吸口172上同樣設置了防水海綿體172，起到將墨液與氣泡分離的作用。
特別的是，本發明的灌墨計量筒18能夠精確地控制灌注容量，其詳細視圖如圖5A-5B所示。為便於觀測，該計量筒18採用透明的有機玻璃材料製成。該計量筒18底部上設置了注入孔184，與注墨座16的銅導管162連通，是墨水從供墨源湧入和計量筒18中的墨水進入注墨座16的共同通道；頂部上設置有導氣孔182，外接氣源(未示出)，又是正壓注墨及負壓反抽共同口。此外，本發明利用三根外接電路的不鏽鋼探針來構成容量控制裝置180，其中探針181構成一公用電極端，從簡體18的頂部伸出，其探頭181』位置應最低，即在筒體18的底部附近；探針182構成調量電極端，通過一端部固定的調節裝置5調整，如圖2B所示，其探頭182』伸出在該筒體18的內部；探針183構成微調電極端，其探頭183』伸出在探頭181』和182』之間，並可以利用調節扣壓釘進行微調。當墨液(未示出)從供墨源吸入時，達到探頭181』高度是，啟動容量控制電路，最後將超過探頭183』並自鎖在探頭182』位置上。這樣，便可以控制每一次灌注的容量。當需要對灌注容量進行調整時，鬆開探針183的扣壓釘185，向上調整探頭183』，使其高於探頭182』。這時，液位高度上升至探頭183』的位置上時，控制電路自鎖。本發明利用該容量控制裝置180可以精確地控制灌注墨液的容量，其精度是±0.2g。如圖2B所示的調節裝置5包括一螺杆51，與注墨裝置10頂部的調量旋鈕13固定；和一與該螺杆51相適配的螺母52，與探針182固定連接。
與該吸墨座17連通的是本發明的餘墨納入筒19，如圖4所示，它包含一注入孔191，與抽氣孔172相通；一排出孔194，用於排放在注墨過程中產生的剩餘墨液；以及，一抽氣孔193，與外接氣源相接。特別的是，注入孔191設置有一防泡裝置，即錐形噴嘴192，當帶有墨液的氣泡經過是，該噴嘴192可以打滅氣泡。
請參閱圖6所示的本發明注墨裝置10水路及氣路控制原理簡圖。本發明的氣路與水路採用了多個雙向及三通電磁閥體加以控制。首先外接氣源21設置有減壓閥AW，用於調整工作氣壓；減壓閥AW再連接有一限流閥AR。正負壓力依靠真空發生器ZH產生，通過一雙向閥體SV1與一氣壓泵21相接；通過三通閥SV3的常開端與計量筒18的導氣孔182連接；通過雙向閥體SV2與餘墨納入筒17抽氣孔193連通。所述計量筒18底部上的注墨孔184通過雙向閥體SV4與供墨源22相通；通過雙向閥體SV5與注墨座16的注墨孔162連通。所述注墨座16的導氣孔163通過三通閥SV6的常閉端以及三通閥SV7的常開端連接到速度調節閥AR。吸墨座17的所述抽氣孔172與三通閥SV6的常閉端連接。餘墨納入筒19的注入孔191與所述三通閥SV7的常開端連接。
當裝置10啟動，首先，閥體SV4打開，所述真空發生器ZH通過施加負壓從供墨源吸入墨液到達該計量筒18，在達到調定的探頭183』處自鎖。然後，閥體SV5打開，來自所述真空發生器ZH的正壓施加於計量筒18，並推動該筒18中預定量的墨液經一該閥體SV5注入到設置在所述注墨座16中的所述墨盒裝置20。較好的是，當灌墨過程結束時，所述真空發生器ZH通過控制閥體SV3再向計量筒18施加一負壓，對墨盒20反抽一次，約2～10秒，用於消除該墨盒20在注墨過程中產生的正壓。
取出該被灌注的墨盒20，將其安裝在吸墨座17上，打開控制該吸墨座的閥體SV6；所述真空發生器所產生的負壓經閥體SV7及SV6施加於設置在所述吸墨座17上的墨盒裝置20，消除該墨盒裝置20中的正壓，此吸墨時間每次約為3～9秒。本發明在所述吸墨座17的抽氣孔172上設置防水海綿體173，一方面利用該防水海綿體173將從所述墨盒20中吸出的氣泡與其帶有的墨液分離；另一發明將該與所吸出的氣泡分離的墨液通過控制閥體SV6注入餘墨納入筒19。最後，所述真空發生器通過控制閥體SV2向所述餘墨納入筒19施加正壓，將該餘墨納入筒19中的廢墨排除。較好的是，為防止筒體19中的餘墨堆積向上汙染真空發生器ZH，本發明在每一次注墨之前，先行對該餘墨納入筒19進行約0.1～2.5秒排放餘墨處理。這樣短時的排墨不至於影響灌墨的效率。
根據本發明的上述較佳的實施例，電磁閥體SV1～SV8的工作時序圖請參閱圖7。此外，根據本發明的注墨裝置10，還可以在注墨座16上還上清洗機座23，如圖6所示，便可對整個液路進行清洗。
權利要求
1.一種注墨裝置，通過墨盒裝置的通孔向該墨盒注墨，包括一儲墨裝置，用於盛裝墨液，包含一注墨孔和一導氣孔；一注墨座，包含一底座，用於固定所述墨盒；和一注墨孔，與所述注墨裝置的所述注墨孔連通；以及一壓力發生裝置，其所產生的壓力施加於所述儲墨筒中盛裝的墨液，並通過所述通孔向墨盒注墨，其特徵在於所述注墨裝置還包括一吸墨座，包含一底座，用於固定所述墨盒；和一抽氣孔，在該底座上對準所述墨盒出墨口設置，並與所述壓力發生裝置連通。
2.如權利要求1所述的注墨裝置，其特徵在於所述注墨裝置還包括一餘墨納入裝置，包含一注入孔，與所述吸墨座的所述抽氣孔相通；以及一排出孔，用於排洩在注墨過程中產生的剩餘墨液。
3.如權利要求2所述的注墨裝置，其特徵在於所述注入孔設置有一錐形噴嘴。
4.如權利要求2所述的注墨裝置，其特徵在於所述導氣孔設置有一防水多孔體，用於濾除氣泡所附帶的墨液。
5.如權利要求1所述的注墨裝置，其特徵在於所述壓力發生裝置包含一真空發生器，通過一第一雙向閥體與一氣壓泵相接。
6.如權利要求5所述的注墨裝置，其特徵在於所述氣壓泵設置有減壓閥，用於調整工作氣壓。
7.如權利要求6所述的注墨裝置，其特徵在於所述減壓閥連接有一限流閥。
8.如權利要求5所述的注墨裝置，其特徵在於所述真空發生器通過一第一三通閥的常開端與所述儲墨裝置的導氣孔連接。
9.如權利要求2所述的注墨裝置，其特徵在於所述餘墨納入裝置還包括一導氣孔，通過第二雙向閥體與所述壓力發生裝置連通。
10.如權利要求1所述的注墨裝置，其特徵在於所述儲墨裝置中設置有容量控制裝置，包括一公用電極端，固定在該儲墨裝置的頂部，其探頭伸出在該儲墨裝置的下部；和一調量電極端，其探頭伸出在該儲墨裝置的內部，該探頭的位置通過一端部固定的調節裝置調整。
11.如權利要求10所述的注墨裝置，其特徵在於所述容量控制裝置還包括一微調電極端，其探頭伸出在所述儲墨裝置的內部。
12.如權利要求10所述的注墨裝置，其特徵在於所述調節裝置包含一螺杆，與所述注墨裝置上固定的旋鈕連接；和一與該螺杆相適配的螺母，與所述調量電極端固定連接。
13.如權利要求1所述的注墨裝置，其特徵在於所述注墨座設置有導氣孔，對準所述墨盒裝置的出墨口設置。
14.如權利要求1所述的注墨裝置，其特徵在於所述注墨座的所述導氣孔設置有一防水多孔體，用於保護所述出墨口。
15.如權利要求1所述的注墨裝置，其特徵在於所述儲墨裝置的所述注墨孔一第三雙向閥體與供墨源相通。
16.如權利要求1所述的注墨裝置，其特徵在於所述注墨座通過第四雙向閥體與所述儲墨裝置連通。
17.如權利要求13所述的注墨裝置，其特徵在於所述注墨座的所述導氣孔通過第二三通閥的常閉端以及第三三通閥的常開端連接在所述第一三通閥的常閉端。
18.如權利要求15所述的注墨裝置，其特徵在於所述吸墨座的所述抽氣孔與所述第二三通閥的常閉端連接。
19.如權利要求16所述的注墨裝置，其特徵在於所述餘墨納入裝置與所述第三三通閥的常開端連接。
20.如權利要求5、8、9、15至18任一項所述的注墨裝置，其特徵在於所述閥體為電磁閥。
21.一種向墨盒裝置注墨的方法，其中該注墨裝置分別包括通過控制閥體外接真空發生器的一儲墨裝置、一餘墨納入裝置和一吸墨座，該吸墨座與一墨盒裝置的出墨口相適配；以及一通過閥體分別與該儲墨裝置和該真空發生器連通的注墨座，該注墨座與該墨盒裝置的通氣孔和出墨口相適配，該方法包括下列步驟f)來自所述真空發生器的正壓施加於所述儲墨裝置，並推動該儲墨裝置中預定量的墨液經一控制閥體注入到設置在所述注墨座中的所述墨盒裝置；g)將所述注滿墨液的墨盒裝置置於吸墨座，打開控制該吸墨座的閥體；h)所述真空發生器所產生的負壓施加於設置在所述吸墨座上的墨盒裝置，消除該墨盒裝置中的正壓。
22.如權利要求21所述的方法，其中步驟c)包括i)在所述吸墨座上設置防水多孔體，利用該防水多孔體將從所述墨盒中吸出的氣泡與其帶有的墨液分離；j)將該與所吸出的氣泡分離的墨液通過控制閥體注入餘墨納入筒。
23.如權利要求21所述的方法，其中執行步驟a)之後還包括f)所述真空發生器通過控制閥體向所述注墨座的所述注墨孔施加一負壓，用於消除該墨盒裝置在注墨過程中產生的正壓。
24.如權利要求23所述的方法，其中還包括下列步驟g)在所述注墨座的與所述墨盒的出墨口相適配的導氣孔上設置一防水多孔體，用於濾除氣泡所帶墨液。
25.如權利要求21所述的方法，其中在執行步驟a)之前，還包括執行h)所述真空發生器通過施加負壓從供墨源吸入一預定量的墨液到達該儲墨裝置。
26.如權利要求25所述的方法，其中在步驟h)之後還包括執行i)所述真空發生器通過控制閥體向所述餘墨納入筒施加正壓，將該餘墨納入筒中的廢墨排除。
全文摘要
一種注墨裝置,包括一具有注墨孔和一導氣孔儲墨裝置,一包含底座和注墨孔注墨座,一壓力發生裝置,其中該注墨裝置還包括一具有底座和抽氣孔的吸墨座,在該底座上對準所述墨盒出墨口設置,並與所述壓力發生裝置連通;及餘墨納入筒,與該吸墨座連通。來自氣源的正壓施加於該儲墨裝置,並推動其中的墨液注入到墨盒裝置;來自氣源的負壓施加於設置在所述吸墨座上的墨盒裝置,消除該墨盒裝置中的正壓。本發明由於利用了正反壓力,消除了墨盒裝置中的氣泡。
文檔編號B67C3/06GK1321580SQ0010828
公開日2001年11月14日 申請日期2000年4月30日 優先權日2000年4月30日
發明者唐小強, 蕭慶國, 楊花明 申請人:珠海飛馬耗材有限公司