用來確定墨盒內墨水體積的方法和裝置的製作方法
2023-09-18 16:57:10 2
專利名稱：用來確定墨盒內墨水體積的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及到採用可更換的列印部件的噴墨列印系統。具體地說，本發明涉及到的可更換的列印部件包括一個用來向噴墨列印系統提供信息的電存儲裝置。
噴墨印表機需要頻繁地使用安裝在一個託架內部的噴墨列印頭，託架可以在諸如紙張的列印介質上面往復移動。當列印頭在列印介質上面移動時，控制系統驅動列印頭將墨滴放置或是噴射到列印介質上形成圖像和文字。由墨水的供給源將墨水提供給列印頭，墨水供給源可以搭載在託架上，或者是安裝在不會和託架一起移動的列印系統上。如果墨水供給源不是搭載在託架上，墨水供給源就能斷續或是連續地連接到列印頭，對列印頭進行補充。無論是哪種情況，諸如墨盒和列印頭等等可更換的列印部件都需要定期更換。墨水供給源需要在耗盡時進行更換。列印頭則是在達到列印頭壽命時進行更換。
在更換印表機部件時經常需要隨時改變印表機的參數，例如在轉讓給本發明的受讓人的名為「Replaceable Part With Integral Memory ForUsage,Calibration And Other Data」的美國專利申請第08/584,499號中所述。08/584,499號申請中公開了一種存儲裝置的用途，在其中包含了關於可更換部件的參數。在安裝可更換部件時，為了保證高質量的列印，印表機可以訪問可更換部件的參數。如果將存儲裝置裝入可更換部件，並且在可更換部件內部的存儲裝置中存儲可更換部件的參數，在可更換部件被裝入列印系統中時，列印系統就能確定這些參數。這種自動更新印表機參數的方式可以使用戶不必在每次重新安裝可更換部件時都需要更新印表機參數。用可更換部件的參數自動更新印表機參數的方式可以保證高質量的列印。另外，這種自動更新方式還可以保證印表機不會由於錯誤操作而造成損壞，例如在墨水的供給源被耗盡時，或者是在錯誤操作以及印表機部件不兼容的情況下。
如果列印系統能夠接受多種不同型號的墨盒，一個重要的問題就是需要在印表機和墨盒之間以高度可靠和有效的方式傳送關於型號信息。這種信息交換過程應該不需要用戶的介入，這樣才能保證便於使用和提高可靠性。此外還應該保證信息的完整性。
本發明的一方面涉及到一種噴墨列印系統，它包括一個印表機部分和一個可更換的墨盒。印表機部分可以按照控制信號將墨水放置到介質上。印表機部分的結構可以接收一個墨水供給源。可更換的墨盒可以作為印表機部分的墨水供給源。可更換的墨盒包括一個用來為印表機部分提供參數的電存儲裝置。電存儲裝置包括一個墨盒標度參數，用來在多種墨盒體積範圍內選擇一種墨盒體積範圍。還包括一個填充比例參數，用來在選定的墨水體積範圍內確定填充比例。印表機部分根據填充比例參數和選定的墨水體積範圍來確定墨盒中的墨水體積。
本發明的另一方面涉及到在一個電存儲裝置中存儲墨盒參數的方法。電存儲裝置涉及到包含一定體積的墨水的墨盒。該方法包括確定和墨水供給源的墨水體積範圍相聯繫的墨水標度參數。還包括確定墨水供給源的填充比例參數。最後，該方法還包括將墨水標度和墨水填充參數存儲在電存儲裝置中。
圖1表示一例噴墨列印系統拆掉了上蓋之後的透視圖，在其中採用了本發明的可拆卸的列印部件。
圖2A和2B是圖1所示的噴墨列印系統的示意圖，其中的可拆卸的墨盒和列印頭各自包含一個電存儲裝置。
圖3表示連接到主機上的如圖1所示的噴墨列印系統的一個示意性框圖，其中包括一個可拆卸的墨盒以及列印頭，它們各自包含一個電存儲裝置。
圖4所示的框圖表示了本發明的一種方法，用來確定和本發明的可拆卸墨盒相聯繫的墨水體積，並且將這種信息存儲在一個電存儲裝置中。
圖5所示的框圖表示了本發明的一種方法，用來確定和本發明的可拆卸墨盒相聯繫的墨水體積。
圖1表示本發明一個實施例的噴墨列印系統10拆掉了上蓋之後的透視圖。噴墨列印系統10包括一個印表機部分12，在其內裝有許多可更換的列印部件14。這些可更換的列印部件14包括多個列印頭，用來根據控制信號有選擇地放置墨水，以及多個墨盒18，用於向各個列印頭16提供墨水。用多個可彎曲的導管20將多個列印頭16各自的流路分別連接到多個墨盒18上。
多個列印頭16分別被安裝在一個掃描託架22中，當列印介質逐步通過列印區域時，託架22在列印介質(未示出)上面掃過。隨著多個列印頭相對於列印介質的移動，從印表機的多個列印頭16中各自的多個小孔中有選擇地噴射墨水，形成圖像和文字。
圖1所示的噴墨列印系統10的結構可以接收具有不同墨水體積的墨盒18。這一點可以用多種方法來實現，例如使用不同尺寸的墨盒18，與每一種尺寸相聯繫的體積都是不同的。用來提供不同墨水體積的另一種技術是採用相同尺寸的墨盒18，但是改變每一個墨盒內部的墨水體積。關鍵的問題在於墨盒18提供的墨水體積應該滿足特定用途的正常使用模式。由於噴墨的墨水在裝入印表機之後通常只有有限的儲存期限，重要的問題在於墨盒的體積需要足夠大，避免給用戶造成頻繁更換墨盒的麻煩，還應該足夠小，以免墨水因過期而失效。如果噴墨的墨水超過了儲存壽命並且已經失效了，這種墨水就不能可靠地產生高質量的輸出圖像。
本發明的一方面涉及到一種在可更換的列印部件14上存儲信息的方法和裝置，用來更新印表機部分12的操作參數。每個可更換的列印部件14都有一個相關的電存儲裝置。電存儲裝置中包含關於具體的可更換的印表機部件14的信息。將可更換的印表機部件14裝入印表機部分，在電存儲裝置和列印部分12之間傳送信息，從而確保高質量的列印，並且防止安裝不兼容的可更換列印部件14。從可更換列印部件14提供給列印部分12的信息可以防止列印系統10發生誤操作，以免損壞到列印系統10或是造成列印質量下降。
儘管圖1的列印系統10採用了脫離掃描託架22安裝的墨盒18，本發明也可以適用於其他類型的列印系統結構。此類結構之一就是將可更換的墨盒18安裝在掃描託架22上。或者是將列印頭16和墨盒18裝入一個安裝在掃描託架22上的整體的列印盒內。總而言之，這種列印系統10可以用於各種各樣的用途，例如用於傳真機，郵政局的免費機器，以及適合用於顯示和戶外籤名的許多種列印系統。
圖2A和2B是圖1所示的本發明的噴墨列印系統10的一種簡化的示意圖。在圖2A和2B中簡單地表示了用來完成單色列印的一個列印頭16和一個墨盒18。如果需要列印一種以上的顏色，通常要使用多個列印頭16，每個列印頭有一個相關的墨盒18，例如圖1所示。
本發明的噴墨列印系統10包括一個具有可更換的列印部件14的印表機部分12。可更換的列印部件14包括一個列印頭16和一個墨盒18。印表機部分12包括一個墨盒接收站24和一個控制器26。將墨盒18正確地插入墨盒接收站24，在墨盒18和印表機部分12之間就形成了電路和流路的連接。流路的連接可以將儲存在墨盒18內的墨水提供給列印頭16。電路的連接可以在墨盒18和印表機部分16之間傳送信息，保證印表機部分12的操作與裝在墨盒18內的墨水是兼容的，從而實現高質量的列印，並且讓列印系統10可靠地操作。
控制器26控制著印表機部分12和墨盒18之間的信息傳送。控制器26還控制著列印頭16和控制器26之間的信息傳送。最後，控制器26還要控制列印頭16和列印介質的相對運動以及有選擇地驅動列印頭將墨水放置到列印介質上。控制器26通常是用一個微處理器或是某種形式的可編程控制器實現的。
墨盒18包括一個用來儲存墨水的容器28。液體出口30在流路上與液體容器28連通。液體出口30的作用是連接到與墨盒接收站24相聯繫的一個配套的液體入口32。
列印頭16包括一個液體入口34，其作用是連接到與列印部分12相聯繫的一個配套的液體出口36。當列印頭16被準確地插入掃描託架22(參見圖1)時，就可以通過可彎曲的液體導管20在列印頭和墨盒18之間形成液體流路。
諸如列印頭16和墨盒18等每一個可更換的列印部件14都包括一個信息存儲裝置38，例如是一個電存儲裝置或是存儲器38，用來存儲關於各個可更換列印部件14的信息。有多個電接點40的電路分別連接到電存儲裝置38。當墨盒18被準確地插入墨盒接收站24時，多個電接點40就會分別與聯繫著墨盒接收站24的對應的多個電接點42嚙合。通過多條導線44將與墨盒接收站24相聯繫的多個電接點42分別電連接到控制器26。當墨盒18被準確地插入墨盒接收站24時，與墨盒18相聯繫的存儲器38被電連接到控制器26，以便在墨盒18與印表機部分12之間傳送信息。
同樣，列印頭16包括也一個信息存儲裝置38，例如是一個與其相聯繫的電存儲裝置。有多個電接點40電連接到電存儲器38，其連接方式類似於與墨盒18相聯繫的電存儲裝置38。當列印頭16被準確地插入掃描託架22時，多個電接點40就會與聯繫著列印裝置12的對應的多個電接點42嚙合。在準確地插入掃描託架22之後，就可以通過多條導線46將與列印頭16相聯繫的電存儲裝置38電連接到控制器26。
儘管為了表示這些部件的相似性而採用了相同的元件編號來表示與每個墨盒18和列印頭16相聯繫的電存儲裝置38，存儲在與墨盒18相聯繫的電存儲裝置38內的信息和存儲在與列印頭16相聯繫的電存儲裝置38中的信息通常是不同的。同樣，存儲在與多個墨盒18當中的每個墨盒18相聯繫的電存儲裝置38內的信息通常也是各不相同的，並且對多個墨盒18當中特定的一個墨盒是唯一的。以下還要詳細地說明存儲在每個電存儲裝置38中的特定信息。
圖3表示連接到一個信息源或是主計算機48上的本發明的列印系統10的一個示意性框圖。圖中的主計算機48被連接到一個顯示裝置50。主機48可以是各種各樣的信息源，例如是一臺個人計算機，工作站，或者是所謂的伺服器，用來通過數據線路52向控制器26提供圖像信息。數據線路52可以是任何一種通用的數據線路，例如是一條電路或者是紅外線路，用來在主機48和列印系統10之間傳送信息。
控制器26被電連接到與每個列印頭16和墨盒18相聯繫的電存儲裝置38。另外，控制器26被連接到一個印表機器54，用來控制介質的輸送和託架22的運動。控制器26根據主機48，與墨盒18相聯繫的存儲器38，以及與列印頭16相聯繫的存儲器38提供的參數和信息執行列印工作。
主計算機48向列印系統10提供圖像的說明信息或是圖像數據，用來在列印介質上形成圖像。另外主計算機48還要提供各種參數，用來控制列印系統10的操作，這些參數通常是駐留在通常被成為「列印驅動器」的印表機控制軟體中。為了保證列印系統10能夠提供高質量的圖像，控制器26的操作需要補償安裝在列印系統10內部的特定的可更換的印表機部件14。可以由與每個可更換的印表機部件14相聯繫的電存儲裝置38來提供關於可更換的印表機部件14的參數，控制器26利用這些參數來保證列印系統10的可靠操作，並且保證高質量的列印圖像。
在例如存儲在與可更換的列印部件14相聯繫的電存儲裝置38中的參數當中包括從列印頭16射出的墨滴的實際計數；與墨盒18相聯繫的數據編碼；開始插入墨盒18的日期編碼；系統參數；墨水類型/顏色；墨盒尺寸；墨水的期限；印表機型號或是識別號；卡盤使用信息；等等。
圖2A和2B所示的電存儲裝置38是一個四端器件。電存儲裝置38也可以是一個雙端器件。這種雙端器件可以包括一個電源端和一個接地端。時鐘信號和數據信號被提供給電源端。這種雙端存儲器件的一個例子就是1K Bit的讀/寫Electrically Read Only Memory(EPROM)，例如是DallasSemiconductor Corporation製造編號為DS1982的Dallas Semiconductor器件。
本發明的技術可以有效並且可靠地在可更換的部件14和控制器26之間傳送墨水體積信息。經常需要在可更換的部件14和控制器26之間傳送非常準確的墨水體積信息。例如，如果可更換的部件14是墨盒18，當墨盒18開始被插入列印系統10的時候，就需要將與墨水供給源28相聯繫的精確的墨水體積信息提供給控制器26。列印系統10利用這種信息根據墨水的使用情況來計算墨水供給源28中剩餘的墨水。因此，關鍵的問題在於要向控制器26提供與墨水供給源28相聯繫的非常準確的墨水體積信息。控制器26以這種墨水體積信息為基礎來確定墨水的輸出狀態。重要的問題在於要準確的確定墨水的輸出狀態，不要讓印表機在沒有墨水的情況下工作。在沒有墨水的條件下操作印表機會造成可靠性的問題，如果持續的時間很長，就會造成災難性的故障。
本發明的技術不僅能夠提供準確的墨水體積信息，還可以在很大的墨水體積範圍內提供準確的墨水體積信息。墨水體積範圍隨著特定的列印用途而變化。例如，為了便於使用，大規格的列印所需要的墨盒尺寸甚至會達到幾升。如果墨盒過小，就需要頻繁地更換墨盒，有可能給用戶帶來麻煩。
對於家用的桌面印表機設備來說，墨盒18可以包含體積小得多的墨水，其體積大約在100立方釐米(cc)以下。對此類設備採用大體積的墨盒可能會導致超過其存放或是儲存期限，這樣就會降低列印質量。另外，給定設備的墨水使用率取決於各個用戶的具體用途。
圖4表示了本發明的技術方案，用來在電存儲裝置38中存儲墨水體積信息。首先在步56中確定與墨盒18相聯繫的墨水體積的墨水標度參數。在多種墨盒體積範圍當中用墨水標度參數來指示一個墨盒的體積範圍。例如，在一個實施例中採用了如表1所示的墨盒體積範圍。墨盒標度參數是一個二比特的二進位值，被用來唯一地識別四種墨盒體積範圍當中的一種。例如，二比特的二進位值00代表0-255.75立方釐米(cc)範圍內的墨盒體積。同樣，墨盒標度參數值等於二進位值11所表示的墨盒體積範圍是0-2046立方釐米。
表1<
然後在步58中確定墨盒18的墨水供給源的填充比例參數。填充比例參數表示選定的墨盒體積範圍的比例，用來代表與墨盒18相聯繫的墨水體積。在最佳的實施例中，填充比例參數是一個10比特的二進位值。這一10比特二進位值可以唯一地表示多達210或是1,024個唯一的值。與墨盒18相聯繫的墨水體積解析度是隨著墨盒的容積範圍而變化的。例如，解析度是用墨盒範圍內最大的墨盒容積除以唯一的填充比例參數值來表示的。例如，對於表1中的墨盒容積範圍0-255.75來說，墨水體積解析度等於255.75除以1024，或者是表1中所示的大約0.25立方釐米。因此，如果選定的墨盒標度參數值等於00，填充比例參數可以確定的墨盒容積精度就被選定在0.25立方釐米。如果墨盒標度參數值是代表較大墨盒容積範圍(0-2046)的二進位值11，填充比例參數的解析度就是2.0立方釐米。然後在步60中將墨水標度和填充比例參數存儲在與墨盒18相聯繫的電存儲裝置38中。
圖5表示用來讀出電存儲裝置38內容的一種方法，在插入列印系統10之前，存儲裝置中具有不確定的尺寸。如上文所述，列印系統10能夠接納具有各種墨盒體積的墨盒18。按照本發明的技術，可以利用電存儲裝置38中最少的資源來精確地確定與墨盒18相聯繫的具體墨水體積。
在使用中，在步62代表的列印系統通電時，或是在步64表示的安裝一個新墨盒的情況下，控制器26就發出一個用步66和68表示的存儲器讀出請求。這種讀出請求要求電存儲裝置38向控制器26提供墨盒標度參數和填充比例參數。在步70中，控制器26對這一信息解碼，從中確定與墨盒18相聯繫的墨水體積。然後，列印系統10就可以在步72中從主機接收列印指令了。
本發明的技術可以採納很大的墨水體積，同時在採用小墨水體積範圍時提高解析度。例如，如果將墨盒標度參數和填充比例參數組合成一個12比特的二進位值，用來表示與墨盒18相聯繫的墨水體積，就可以用212個唯一的值或是4096個唯一的值來確定墨水體積。將系統必須提供的最大墨水體積或是2046cc的體積除以唯一的數值或是4096，墨水體積的解析度就可以達到大約0.5立方釐米。反之，本發明的技術也可以為小的墨盒體積範圍提供0.25的解析度，這樣就能將小墨盒體積範圍的解析度提高2倍。這樣就能在小的體積範圍內改善解析度，並不需要諸如總共12比特信息的附加信息。解析度的提高對小的墨盒體積範圍最為有效。當解析度很重要時，解析度實際上僅僅比大墨盒體積範圍時稍有降低。墨盒體積範圍在最大範圍和最小範圍之間的差別越大，對小墨盒體積範圍的這種改進就越發有效。
儘管本發明是參照其最佳實施例來描述的，其中的可更換列印部件是安裝在列印託架22上的列印頭部分16，而墨盒18被安裝在列印託架22之外，本發明也可以適用於其他結構的印表機。例如，列印頭部分和墨盒部分可以分別安裝在託架22上。對於這種結構來說，列印頭部分和墨盒部分都是可以單獨更換的。列印頭部分和墨盒部分分別包括一個電存儲部分38，用來向列印部分12提供信息。多個墨盒中的每一個墨盒可以是單獨更換的，也可以作為一個可更換的整體單元。如果將多個墨盒集成為單個可更換的列印部件，這種單個的可更換列印部件僅僅需要一個電存儲部分38。
權利要求
1．一種噴墨列印系統(10)包括一個印表機部分(12)，用來根據控制信號將墨水放置到介質上，印表機部分(12)的結構可以接收一個墨水供給源；一個可更換的墨盒(18)，用來為印表機部分提供一個墨水供給源，可更換的墨盒(18)包括一個用來向印表機部分提供參數的電存儲裝置(38)，電存儲裝置(38)中包含一個墨盒標度參數，用來從多個墨盒體積範圍內選擇一個墨盒體積範圍，一個填充比例參數，用來為選定的墨水體積範圍確定一個填充的比例；其中，印表機部分(12)根據填充比例參數和選定的墨水體積範圍來確定與墨盒(18)相聯繫的墨水體積。
2．按照權利要求1的噴墨列印系統(10)，其特徵是墨盒標度參數是一個二比特的二進位值。
3．按照權利要求1的噴墨列印系統(10)，其特徵在於填充的比例是一個10比特的二進位值，用來確定選定的墨水體積範圍內的比例。
4．按照權利要求1的噴墨列印系統(10)，其特徵是印表機部分(12)包含多種墨水體積範圍，多種墨水體積範圍各自具有與其相聯繫的多個對應的墨盒體積標度參數。
5．按照權利要求1的噴墨列印系統(10)，其特徵是可更換的墨盒(18)包含一個電存儲裝置(38)，在電存儲裝置(38)中包含墨水填充參數和墨水標度參數。
6．用來向噴墨印表機(12)提供墨水的一種墨盒(18)，墨盒(18)包括包含墨水供給源的一個容器(28)；以及一個電存儲裝置(38)，用來向噴墨印表機(12)提供墨盒的參數，這一電存儲裝置(38)中包含一個墨盒標度參數，用來從多種墨盒體積範圍內選擇一種墨盒體積範圍，一個填充比例參數，用來為容器(28)內的墨水供給源的選定的墨水體積範圍確定一個填充的比例。
7．按照權利要求6的墨盒(18)，其特徵是墨盒標度參數是一個二比特的二進位值，而充填充比例是一個10比特的二進位值，用來確定選定的墨水體積範圍內的比例。
8．按照權利要求6的墨盒(18)，其特徵是進一步包括一個印表機部分(12)，用來按照控制信號將墨水放置到介質上，印表機部分的結構可以接收墨盒(18)，並且根據填充比例參數和墨盒標度參數來確定與墨盒(18)相聯繫的墨水體積。
9．和一個墨盒(18)一起使用的一種電存儲裝置(38)，用來向一個噴墨印表機(12)提供信息，在電存儲裝置(38)中包含一個墨盒標度參數，用來從多種墨盒體積範圍內選擇一種墨盒體積範圍；以及一個填充比例參數，用來為選定的墨水體積範圍確定一個填充的比例。
10．按照權利要求9的電存儲裝置(38)，其特徵是墨盒標度參數是一個二比特的二進位值，而填充比例是一個10比特的二進位值，用來確定選定的墨水體積範圍內的比例。
11．在電存儲裝置(38)中存儲墨盒參數的一種方法，電存儲裝置(38)與包含一定體積墨水的一個墨盒(18)相聯繫，該方法包括為墨水供給源確定一個與墨水體積範圍相聯繫的墨水標度參數(56)；為墨水供給源確定一個填充比例參數(58)；以及將墨水標度和墨水填充參數(60)存儲在電存儲裝置(38)內。
12．按照權利要求11的方法，其特徵是進一步包括將墨盒(18)裝入一個噴墨印表機(12)，在噴墨印表機(12)和電存儲裝置(38)之間形成電路上的連接。
13．按照權利要求12的方法，其特徵是進一步包括將墨水標度參數和填充比例參數從電存儲裝置(38)傳送給噴墨印表機(12)，噴墨印表機(12)根據墨水標度參數和填充比例參數來確定與墨盒(18)相聯繫的墨水體積。
全文摘要
一種噴墨列印系統(10),它包括一個印表機部分(12)和一個可更換的墨盒(18)。印表機部分(12)用來根據控制信號將墨水放置到介質上。印表機部分(12)的結構可以接收一個墨水供給源。可更換的墨盒(18)用來為印表機部分(12)提供一個墨水供給源。可更換的墨盒(18)包括電存儲裝置(38)。電存儲裝置(38)中包含一個墨盒標度參數,還包含一個填充比例參數。印表機部分(12)根據填充比例參數和選定的墨水體積範圍來確定與墨盒(18)相聯繫的墨水體積。
文檔編號B41J2/175GK1228370SQ991010
公開日1999年9月15日 申請日期1999年1月8日 優先權日1998年3月9日
發明者B·L·赫特林 申請人:惠普公司