專利名稱：一種可精確設定注墨量且從進氣道注墨完全無損墨盒的注墨機的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種注墨機，特別涉及一種可精確設定注墨量且從進氣道注墨完全無損墨盒的注墨機。
背景技術：
隨著電腦的迅速普及，帶動了打印機的迅速普及，就打印機的發展，可分為針式打印機、激光打印機和噴墨打印機。針式打印機由于速度慢、精度差、噪音大，逐漸被淘汰；激光打印機由于價格問題尚難很快普及；彩色噴墨打印機可以打印各種精美彩色圖片和照片，打印精度超過人類肉眼分辨率，普及速度極快。噴墨打印機已成為當今打印機市場的主流產品，市場占有率也最高。由于數碼產品的興起及快速發展，從而帶動了相關打印機的快速增長。墨盒作為噴墨打印機的標準消耗品價格昂貴，如果一次性使用不僅污染環境，還是對社會資源的極大浪費。注墨服務行業給用完的墨盒再填充恢復其原有的功能，旨在節約資源、促進環保，也為用戶降低了打印成本。然而很多墨盒由于設計上的原因無法用手工來填充墨水，有的即使可手工填充，但也無法正常打印，甚至會損壞墨盒噴頭和打印機，所以注墨服務業從最先使用原始的手工注墨，發展到使用專用注墨設備注墨。其基本原理是在一定壓力作用下將墨水注入到墨盒中，注墨時墨盒內壓力一定處于相對低的位置。目前市面上使用注墨設備實現注墨的技術主要有下列幾種1、真空注墨機，本申請人已于2001年申請專利，專利號為01267625.x。首先，這種注墨方法的缺點在于無論是單色還是多色在編程狀態下不能精確設定注墨量，而在手動狀態下即便是對單色墨水設定注墨量也十分困難，現有部分墨水為油性墨水，由于其化學特性的原因，在被吸入到處于真空狀態的針筒內時，會產生大量的泡沫，造成用
戶無法看清墨水在針筒內的高度，從而無法設定注墨量。而當對于多色墨水時，即對兩個以上顏色的彩色墨盒進行注墨時，由于不同針筒內的真空度會有差異及不同針筒與墨水瓶連接的塑料管長度不一，會造成在相同設定時間內被吸入到針筒內的墨水量有差異，無法設定成一致的注墨量，從而造成兩個以上的彩色根本無法設定一致的注墨量。
其次， 一般的真空注墨方法，在確定墨水量時，如果向針筒內加入的墨水少于墨盒的實際最大容積時，就會造成在利用真空將墨水吸入墨盒過程中由于海綿的阻隔效應，墨水無法到達墨盒噴頭出墨嘴處，從而注完的墨盒需要進一歩處理后才能使用。如果向針筒內加入的墨水大于墨盒的實際最大容積，這樣墨水才會完全充滿整個墨盒，保證墨水到達出墨嘴處。但實際上所有墨盒的標準墨水容量都是小于墨盒的實際最大容積的，尤其是HP、 LEXMARK的墨盒，墨盒內的標準墨水容量只是墨盒最大容積的1/2甚至1/3，當注入的墨水超過墨盒設計的標準容量時，墨盒就會從噴頭漏墨，完全無法放在打印機上打印。所以采用讓墨水完全充滿整個墨盒的注墨方法，還必須要回抽出超出墨盒標準容量的墨水。但由于海綿的吸附效應，往往注入10毫升墨水只能抽回3-4毫升的墨水，回抽到抽不出墨水時墨盒內留下的墨水還是要超出墨盒的實際標準容量，還是會造成漏墨，無法打印。即便是對于一部分可以回抽到墨盒標準墨水量的墨盒，在回抽時不能計量回抽的墨水數量，無法設定和控制回抽的墨水量，會造成每次注完一樣的墨盒盒內留下的墨水量都不一致。所以一般的真空注墨方法，對于回抽也抽不到盒內剩下墨水低于墨盒標準容量的墨盒，無法注墨，對于回抽可以回抽到墨盒標準容量的墨盒，每次注墨后，盒內剩下的墨水都是不一致的。
再次，傳統的真空注墨方法必須要撕開墨盒透氣孔上的標貼紙漏出透氣孔，或是打開墨盒透氣孔上的塞子，將注墨頭插入透氣孔，保證密封，才能實現對墨盒抽真空。這種方法一是要破壞墨盒結構，二是注墨頭插在透氣孔上容易松動漏氣，尤其是三色以上的墨盒，當3個或5個注墨頭同時插在墨盒上，更容易松動和漏氣，造成無法實現真空注墨。
2、 帶有真空倉的蠕動泵定量注墨，本申請人已于2005年申請蠕動泵定量注墨的專利，專利號為200510013157.9。該注墨方法的缺點是
1) 將墨盒放入真空倉內抽真空，不能完全將海綿內空氣抽走，從而造成注入墨水不會完全充滿到噴頭出墨嘴處，注墨后需要從噴頭處用負壓吸引墨水到達噴嘴處后方能上機打印，否則不能立即打印，需要放置一段時間讓墨水在大氣壓力的作用下將墨水移動到噴嘴。
2) 注墨前需要撕開墨盒上的貼紙，或是打開墨盒上的塞子或滾珠，然后將針刺入盒內，注墨后還要將墨盒上的貼紙、塞子或滾珠還原，此過程麻煩，且易于損壞墨盒結構，導致墨盒永久性破壞。
3) 注墨針必須刺入墨盒的海綿中，破壞了海綿結構，再填充的次數受到限制，降低了墨盒重復使用壽命。
4) 注墨時注墨針必須刺入墨盒底部，操作不當容易刺破墨盒中的濾網，導致因墨水過濾效果下降而堵頭，造成墨盒的永久性破壞。
5) 蠕動泵注墨采用時間控制定量，要求電機的一致性和穩定性，按此要求則增大制造成本。即便是采用再好的直流電機，運行時間一長也會產生墨水定量偏差。
6) 有很大一部分墨盒，盒內并非海綿結構，無法采用針刺入墨盒內的注法，造成了很多墨盒無法用這種方法注墨。
3、 正壓從噴頭注墨方法，其缺點是
1) 只適用于帶有噴頭的墨盒注墨，而幾乎占了市場一半的墨盒是不帶噴頭的墨盒，無法使用該方法注墨。
2) 帶噴頭的墨盒，噴頭很容易堵塞， 一旦噴頭堵塞，從噴頭注墨就會非常的慢，甚至完全注不進去。
3) 由于是正壓注墨，為了保證注墨管路的氣密性，必須提高相關元件、部件的抗壓性能，加大了設備制造成本。
4) 正壓注墨的前提條件是墨盒不堵頭，墨盒前期處理不當將不能完成注墨，無疑提高了操作人員的素質要求，增加了注墨服務成本；同時還可能引發注墨服務經營者與客戶的責任爭執。
4個不同顏色噴墨嘴集中在一起，從噴頭實施正壓注墨很容易
互相串色，必須設計制作有效的注墨夾具，保證將幾種彩色的噴嘴在噴頭的特定面積下嚴格區分隔離，正壓注墨時不漏墨，不串色。實施難度較大，制造成本高，銷售價格也高，市場有局限性。
6) 墨盒噴嘴在正壓注墨過程中會發生磨損，導致噴嘴逐部變形，造成打印效果下降，從而限制了再填充的次數。
7) 從噴頭注墨注墨量是固定的針筒的容量，想要改變墨水量必須調節推動活塞的汽缸的行程，每改變一次都要調節一下。
綜上所述，現有注墨設備都不同程度存在某些缺陷，不僅不能精確設定注墨量，也不能實現完全無損墨盒的注墨，為此，需要設計能準確控制墨盒注墨量，并實現完全無損墨盒的注墨機。
發明內容
本發明的目的在于盡量克服上述注墨技術的缺陷，提供一種可精確設定注墨量且從進氣道注墨完全無損墨盒的注墨機，它是目前可注墨盒范圍廣、墨水定量技術先進、注墨后打印效果好、使用操作干凈方便的注墨設備。
本發明通過以下技術方案實現 一種可精確設定注墨量且從進氣道注墨完全無損墨盒的
注墨機，它包括注墨系統和主控板、液晶顯示屏、面板鍵盤，所說的注墨系統由蠕動泵、與其驅動用電機和依次連接的真空泵、電磁閥、緩沖罐、廢液罐及墨量顯示管組成，泵頭與電
機裝配在一起，所述的泵頭包括其底部開有u形槽的泵碗、中心開有盲孔的滾輪、三爪間
距相等的滾輪支架、中心分別開有電機軸孔的泵蓋及支架，且將上述泵碗、滾輪、滾輪支架、泵蓋、支架組裝在一起，真空泵、正、負壓總閥、緩沖罐、廢液罐依次連接，壓力表通過氣閥的出氣口與緩沖罐連接，廢液罐上方還分別連接放氣閥、抽廢液閥，下方連接排廢液閥，
其特征在于還包括接近開關傳感器、墨盒夾具和離心機，所述的蠕動泵滾輪的端面鑲嵌金屬片，在蠕動泵端面安裝接近開關傳感器，接近開關傳感器安裝在支架上，其探頭與滾輪金屬片相對設置；所述的墨盒夾具包括硅膠墊架、硅膠墊、墨盒支架和壓鉗，其中，硅膠墊安裝在硅膠墊架上，硅膠墊設有對應每一種墨盒進氣道位置設計的硅膠墊氣隙和硅膠墊導出孔，硅膠墊氣隙與墨盒進氣道緊密對應，硅膠墊導出孔位于硅膠墊氣隙處，貫通于硅膠墊，用來將注墨管末端的注墨頭插入即可實現管路與墨盒進氣道的密封連接，壓鉗的端部安裝有噴頭密封橡膠墊，硅膠墊架、墨盒支架和壓鉗依次固定在夾具底板上；所述的離心機設有離心機轉盤，離心機轉盤上安裝墨盒支架。
所述的離心機轉盤下方連接廢液管。
所述的離心機700-2500轉/分。本發明的有益效果
1、可精確設定注墨量，采用蠕動泵加接近開關傳感器的墨水定量單元安裝在注墨機的墨水輸入端，可通過鍵盤按需要設定注墨量，單片機檢測接近開關傳感器的輸出脈沖確定注墨結果，與蠕動泵和電機的運行狀態不直接相關，定量精度不隨運行時間而變，避免了由于
5電機轉速誤差而造成的定量誤差。
2、 采用獨特的只注入所需要實際墨水量，再將注入墨水離心到噴頭出墨嘴處的方法，保證不會出現因注入墨水大于墨盒能承載的實際墨水量而造成的漏墨現象，而且墨水可以完全填充到出墨嘴處，馬上可上機打印。適用于所有在傳統真空注墨方法下需要先注滿再回抽
的墨盒o
3、 針對每一種墨盒而設計的從進氣道注墨的精密夾具，其專門設計的密封硅膠墊適合現有幾乎全部墨盒類型，注墨不串色、不泄露，注墨只需要將墨盒往夾具上一夾，再將注墨頭插到夾具頂端的硅橡膠導出孔內，即可實現從墨盒進氣道到注墨機針筒內的密封連接。從而實現整個注墨過程完全不破損墨盒、不需要用針刺入墨盒、不用撕開墨盒上的貼紙、不用打開塞子或滾珠，注墨過程既干凈又方便。
4、 適用于所有帶噴頭、不帶噴頭，有海綿、無海綿的墨盒，幾乎可以對市場上的所有墨盒進行填充，適用范圍廣。
5、 注墨不會出現串色問題。
6、 由于注墨既不破壞海綿結構，又不磨損噴嘴，可最大限度的提高墨盒的再填充次數。
7、 程序控制，實現一鍵式操作自動完成注墨過程。
8、 蠕動泵加接近開關傳感器定量還具備校準功能。
圖l是本發明的結構示意圖。
圖2是本發明的電氣控制框圖。
圖3是本發明一路注墨結構示意圖。
圖4是本發明墨盒夾具結構示意圖。
圖5是本發明墨盒夾具側示圖。
圖6是本發明硅膠墊結構放大示意圖。
圖7是本發明硅膠墊剖視圖。
圖8是本發明電機、蠕動泵及接近開關傳感器結構示意圖。圖9是本發明蠕動泵滾輪結構示意圖。圖IO是本發明離心機結構示意圖。
具體實施例方式
如圖7、 8所示，本發明設計的蠕動泵l由泵頭與電機2裝配在一起，支架3的一面與電機由螺釘裝配后，另一面與泵蓋的一面組裝，泵蓋的另一面裝上三爪支架，三爪支架的三爪分別裝上三個滾輪4，滾輪的端面鑲嵌鐵片5，將硅膠管8套上兩個卡子后裝進泵碗里，卡子插入泵碗底部的U形槽里，起固定硅膠管的作用，將固定好硅膠管的泵碗與上述組裝好滾輪的泵蓋扣在一起，此時的三個滾輪緊緊擠住硅膠管，組裝完蠕動泵，電機軸通過支架、泵蓋及三爪支架中心的電機軸孔， 一直插入三個滾輪中間，在蠕動泵的端面安裝電感接近開關傳感器6，傳感器探頭7與蠕動泵滾輪鐵片相對設置，接近開關傳感器安裝在支架3上。電機軸轉動借助于摩擦力帶動三個滾輪在三爪支架的三爪上轉動，三爪支架將三個滾動的滾輪組成一個滾輪組，該滾輪組在泵碗里蠕動。三個滾輪在電機軸的作用下循環碾壓泵碗里的
硅膠管，此時硅膠管的一端已插入墨液瓶9，另一端連接注墨頭10，與墨盒夾具中的墨盒氣 道相接。接近開關傳感器內設計有振蕩電路，振蕩回路的電感在其端面，當蠕動泵滾輪上的 鐵片旋轉到接近丌關探頭位置時，振蕩電路產生的輸出波形在鐵片上產生渦流，導致電路停 振，接近開關傳感器則輸出一個脈沖信號，當滾輪鐵片離開接近開關探頭時內部振蕩電路恢 復。計數器捕捉到該脈沖信號并記錄，蠕動泵的滾輪圍泵體轉動一周，可獲得三個計數脈沖， 當計數值與設定的注墨量相當時，蠕動泵就在單片機的控制下停止運行，可精確計數到一個 脈沖信號的墨水量，在本機設計參數下響應墨水量為0.07ml。
本發明主控板中采用CPU及相關控制電路選擇功能、控制注墨進程，并通過捕捉接近 開關傳感器輸出的計數脈沖來計算墨水量。本機可選擇多種彩色進行注墨，如圖l所示。注 墨量可通過面板上的按鍵將數據輸入到CPU中，CPU根據輸入的數據在液晶顯示器上顯示 注墨量，并計算出相對應的計數脈沖數。在抽真空結束后，按面板"入墨"按鍵，蠕動泵啟 動，與其串接的入墨電磁閥11被打開，墨水從墨水瓶中吸出注入到墨量顯示管12中，當 CPU檢測到設定注墨量對應的計數脈沖數時蠕動泵被關閉，串接的入墨電磁閥也被關閉， 此時注入顯示管中的墨水就是設定的墨水量。再按面板上的"注墨"鍵，顯示管中的墨水被 注入墨盒中。
如圖1和圖3所示，根據上述部分所述，本發明設有十二路蠕動泵，分別控制十二種色 彩的墨水，其路數可根據實際需求增加或減少，圖3僅給出一路工作結構圖，圖4、 5、 6僅 給出一種墨盒夾具示意圖，其它型號墨盒夾具只是根據墨盒尺寸及墨盒進氣道孔的位置不 同，稍調整一下夾具各部分的設計尺寸。所述的墨盒夾具包括硅膠墊架13、硅膠墊14、墨 盒支架15和壓鉗16，硅膠墊架、墨盒支架和壓鉗依次固定在夾具底板17上。其中，硅膠 墊裝在硅膠墊架上，硅膠墊設有對應每一種墨盒進氣道位置設計的硅膠墊氣隙18和硅膠墊 導出孔19，硅膠墊氣隙與墨盒進氣道緊密對應，硅膠墊導出孔位于硅膠墊氣隙處，貫通于 硅膠墊，用來將注墨管末端的注墨頭插入即可實現管路與墨盒進氣道的密封連接，壓鉗的端 部安裝有噴頭密封橡膠墊20。注墨前，將要注墨的墨盒30放入墨盒夾具的墨盒支架內，上 推壓鉗將墨盒夾緊，墨盒上的氣道所在面與硅膠墊緊密壓接，氣道口與對應硅膠墊氣隙相通， 連接在壓鉗推桿上的橡膠墊與墨盒噴頭31緊密壓接，保證了墨盒噴嘴被密封。將與墨量顯 示管引出的用尼龍材料制作的注墨頭插入硅膠墊的導出孔中，這樣墨盒就與注墨管路密封連 接。墨盒夾具底板固定在機體上。
如圖9所示，本發明注墨完成后，將墨盒放入離心機21內的離心機轉盤22上安裝的墨 盒支架23內，蓋上離心機上蓋，進行離心處理，所述的離心機700-2500轉/分，將墨水移動 到噴頭出墨嘴處。廢液通過離心機轉盤下方連接的廢液管35排出離心機。
如圖1和圖3所示，本發明的注墨系統真空泵25、正、負壓總閥26、 27、緩沖罐31、 廢液罐24依次連接，壓力表28通過氣閥29的出氣口與緩沖罐連接，廢液罐上方還分別連 接放氣閥32、抽廢液閥33，下方連接排廢液閥34。放氣閥打開時，大氣進入廢液罐，在大 氣壓力作用下將顯示管中的墨水壓入被抽成負壓狀態的墨盒中。抽廢液閥打開時在負壓氣源
7的作用下將墨盒內的殘存墨水抽出進入廢液收集裝置中，以便于墨盒注入新的墨水。當廢液 收集裝置中的廢棄墨水達到設定高度時，CPU檢測到自動排放信號，打開排廢液閥將廢棄
墨水排出。
本發明的工作過程如下
開啟注墨機的電源，顯示屏將顯示提示畫面，操作者只需按照畫面提示進行操作。根據 墨盒品牌型號選擇墨水管路和相應注墨夾具，將墨盒放置到選擇的夾具上鎖緊，并將所選墨 水的注墨頭插入夾具上的對應孔中。按照畫面提示設定注墨量，按"真空"鍵，開始抽真空， 將墨盒內的空氣抽出；當系統壓力表指示值達到-0.1MPa以下，且墨盒內已無氣泡冒出時， 按"入墨"鍵，蠕動泵和串接的電磁閥啟動，墨水被按設定量泵入墨量顯示管中；入墨停止 后按"注墨"鍵，墨水即被注入墨盒中。從夾具上取下己經注墨的墨盒，放入專用離心機內 并啟動離心機，將注入的墨水移動到墨盒的噴頭。取出離心后的墨盒即可上機使用。
如圖3所示，給出注墨機第一路的工作原理圖，注墨工作過程是
(1) 將要注墨的墨盒作注前處理后，如圖示方式放入注墨夾具，上推壓力鉗將墨盒 夾緊。墨盒上的氣道所在面與硅膠墊緊密壓接，氣道口與對應硅膠墊氣隙相通； 連接在壓力鉗推桿上的橡膠墊與墨盒噴頭緊密壓接，保證了墨盒噴嘴被密封。
(2) 將與墨量顯示管1相連的用尼龍材料制作的注墨頭插入硅膠墊的導出孔中，這 樣墨盒就與注墨管路連成一個系統。
(3) 開啟系統電源，按"真空"按鈕，真空泵啟動，系統中的正壓總閥關閉，負壓 總閥打開，氣閥1打開，其他電磁閥關閉，隨著真空泵的運行，墨盒中的空氣 被抽出，通過墨量顯示管、氣閥l、廢液罐、緩沖罐、負壓總閥、真空泵、正 壓總閥的出氣口排向大氣中。壓力表通過氣閥的出氣口與緩沖罐連接，指示管 路系統的壓力。當壓力表指示值達到-O. lMPa時，墨盒內的空氣已經很少，延 時到墨盒內無氣泡冒出時為止。
(4) 再次按"真空"按鈕，結束抽真空，按"入墨"按鈕，真空泵停止運行，關閉 負壓總閥，打開蠕動泵出水口墨閥，同時運行蠕動泵，其他電磁閥保持狀態不 變。墨水瓶中的墨水在蠕動泵的作用下被抽入墨量顯示管中。安裝在蠕動泵端 面上電感接近開關的探頭與蠕動泵中的滾輪端面相對應，蠕動泵不斷的旋轉， 其滾輪端面不斷的與電感接近開關的探頭相對，每當相對一次，由于渦流的作 用，電感接近開關中的振蕩電路就停振一次并發出一個脈沖信號為計數器所接 收，當計數值與設定的注墨量相當時，蠕動泵就在單片機的控制下停止運行， 與其相連的氣閥1也同時關閉，入墨結束。
(5) 按"注墨"鍵，蠕動泵出水口墨閥被關閉，放氣閥打開，其他電磁閥保持狀態 不變，注墨啟動，在大氣壓力作用下，墨量顯示管中的墨水被注入墨盒中。
(6) 打開壓力鉗，從夾具上取下墨盒，注墨結束。
(7) 注墨后的墨盒放入專用離心機進行離心處理。
權利要求
1、一種可精確設定注墨量且從進氣道注墨完全無損墨盒的注墨機，它包括注墨系統和主控板、液晶顯示屏、面板鍵盤，所說的注墨系統由蠕動泵、與其驅動用電機和依次連接的真空泵、電磁閥、緩沖罐、廢液罐及墨量顯示管組成，泵頭與電機裝配在一起，其特征在于它還包括接近開關傳感器、墨盒夾具和離心機，所述的蠕動泵的滾輪端面鑲嵌有金屬片；在蠕動泵端面安裝接近開關傳感器，其傳感器探頭與蠕動泵滾輪鑲嵌有金屬片的端面相對設置；所述的墨盒夾具包括硅膠墊架、硅膠墊、墨盒支架和壓鉗，硅膠墊裝在硅膠墊架上，硅膠墊設有對應墨盒進氣道位置的硅膠墊氣隙和硅膠墊導出孔，硅膠墊氣隙與墨盒進氣道緊密對應，硅膠墊導出孔位于硅膠墊氣隙處，貫通于硅膠墊，用來實現與墨盒進氣道的密封連接，壓鉗的端部安裝有噴頭密封橡膠墊；硅膠墊架、墨盒支架和壓鉗依次固定在夾具底板上；所述的離心機設有離心機轉盤和安全裝置，離心機轉盤上安裝墨盒支架。
2、 根據權利要求1所述的一種可精確設定注墨量且從進氣道注墨完全無損墨盒的注墨 機，其特征在于所述的離心機轉盤下方連接廢液管。
3、 根據權利要求1所述的一種可精確設定注墨量且從進氣道注墨完全無損墨盒的注墨 機，其特征在于所配套的離心機轉速為700-2500轉/分。
全文摘要
一種可精確設定注墨量且從進氣道注墨完全無損墨盒的注墨機，蠕動泵滾輪端面鑲嵌金屬片；蠕動泵端面安裝接近開關傳感器，墨盒夾具上的硅膠墊設有硅膠墊氣隙和硅膠墊導出孔，壓鉗的端部安裝有噴頭密封橡膠墊，離心機設有離心機轉盤，其上安裝墨盒支架。本發明的優點是可精確設定注墨量；只注入實際所需要墨水量，再將注入墨盒的墨水通過離心處理移動到噴頭出墨嘴處，保證墨盒不會出現漏墨現象，而且墨水可完全充到出墨嘴處，適用范圍廣；使用從進氣道注墨的精密夾具和密封硅膠墊，注墨不串色、不泄漏，實現整個注墨過程完全不破損墨盒及盒內海綿，干凈和方便；蠕動泵入墨，配有傳感器精確定量；避免由于電機轉速誤差而造成的定量誤差；可最大限度的提高墨盒的再生次數。
文檔編號B67D7/02GK101468783SQ200710060559
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年12月29日
發明者繆則夫 申請人:繆則夫