一种注墨装置及通过施加正、负压力实现向墨盒注墨的方法 本发明涉及一种给打印机墨盒灌注墨水的装置，特别是涉及一种利用液压控制相结合的办法实现自动化控制灌墨过程的注墨装置。
过去，给HP喷墨盒注墨，一般都采用手工针筒抽吸注射法，这种办法效率较低，且很难保证墨盒内腔各组成成分的参数，特别是空气的参数，因此这种手工注射法大大影响所灌注墨盒的产品质量。在某些情况下，常常浪费墨水资源，增加劳动强度，灌装容量误差偏大。
近几年，市面上逐渐开发出用于HP喷墨盒灌墨的机器，主要有纯负压注墨机和纯正压注墨机两种。现有的纯负压注墨机，是通过抽吸墨盒内腔气体，利用负压使内腔气体让出空间而墨水逐渐涌入补充到内腔的灌墨装备。它的主要缺点是墨盒至计量筒之间的管道存有空气或气泡，特别是刚开始进行灌装第一个产品时，气体形成内压力，直接影响到灌墨速度和打印效果。此外，这种纯负压注墨机的缺点还体现在注墨过程中，如负压值太高，墨水容易起泡，占领墨盒内腔较大部分空间；如果负压值太低，则注墨效率较低。另一种现有的纯正压注墨机，是通过正压力，让气流直接推动墨水进入墨盒内腔的装置，它的缺点是墨水的流速不够平滑，溢墨现象比较多，缺少对墨盒内腔气体进行自动处理的环节。
有鉴于上述现有技术的不足，本发明地目的在于提出一种注墨装置，通过装置本身电路、气路及附属原器件组合，在内编程序的作用和控制下，能够执行电信号传送、气压转换、引入墨水源、启动注墨、故障报警、吸墨反抽、精确调量、吸气消正压、残余墨水排入、循环洗机等多种功能。
本发明的又一目的在于提出一种自动注墨的方法，利用正压注墨及再利用反压消除墨盒中正压，既保证了灌注精度，又消除了墨盒装置中的多余气泡。
本发明是通过如下技术方案来实现的。
一种注墨装置，通过墨盒装置的通孔向该墨盒注墨，包括
一储墨装置，用于盛装墨液，包含一注墨孔和一导气孔；
一注墨座，包含
一底座，用于固定所述墨盒；和
一注墨孔，与所述注墨装置的所述注墨孔连通；以及
一压力发生装置，其所产生的压力施加于所述储墨筒中盛装的墨液，并通过所述通孔向墨盒注墨，其中所述注墨装置还包括一吸墨座，包含
一底座，用于固定所述墨盒；和
一抽气孔，在该底座上对准所述墨盒出墨口设置，并与所述压力发生装置连通。
所述的注墨装置，其中所述注墨装置还包括一余墨纳入装置，包含
一注入孔，与所述吸墨座的所述抽气孔相通；以及
一排出孔，用于排泄在注墨过程中产生的剩余墨液。
所述的注墨装置，其中所述注入孔设置有一锥形喷嘴。
所述的注墨装置，其中所述导气孔设置有一防水多孔体，用于滤除气泡所附带的墨液。
所述的注墨装置，其中所述压力发生装置包含一真空发生器，通过一第一双向阀体与一气压泵相接。
所述的注墨装置，其中所述气压泵设置有减压阀，用于调整工作气压。
所述的注墨装置，所述减压阀连接有一限流阀。
所述的注墨装置，其中所述真空发生器通过一第一三通阀的常开端与所述储墨装置的导气孔连接。
所述的注墨装置，其中所述余墨纳入装置还包括一导气孔，通过第二双向阀体与所述压力发生装置连通。
所述的注墨装置，其中所述储墨装置中设置有容量控制装置，包括
一公用电极端，固定在该储墨装置的顶部，其探头伸出在该储墨装置的下部；和
一调量电极端，其探头伸出在该储墨装置的内部，该探头的位置通过一端部固定的调节装置调整。
所述的注墨装置，其中所述容量控制装置还包括一微调电极端，其探头伸出在所述储墨装置的内部。
所述的注墨装置，其中所述调节装置包含
一螺杆，与所述注墨装置上固定的旋钮连接；和
一与该螺杆相适配的螺母，与所述调量电极端固定连接。
所述的注墨装置，其中所述注墨座设置有导气孔，对准所述墨盒装置的出墨口设置。
所述的注墨装置，其中所述注墨座的所述导气孔设置有一防水多孔体，用于保护所述出墨口。
所述的注墨装置，其中所述储墨装置的所述注墨孔一第三双向阀体与供墨源相通。
所述的注墨装置，其中所述注墨座通过第四双向阀体与所述储墨装置连通。
所述的注墨装置，其中所述注墨座的所述导气孔通过第二三通阀的常闭端以及第三三通阀的常开端连接在所述第一三通阀的常闭端。
所述的注墨装置，其中所述吸墨座的所述抽气孔与所述第二三通阀的常闭端连接。
所述的注墨装置，其中所述余墨纳入装置与所述第三三通阀的常开端连接。
所述的注墨装置，其中所述阀体为电磁阀。
一种向墨盒装置注墨的方法，其中该注墨装置分别包括通过控制阀体外接真空发生器的一储墨装置、一余墨纳入装置和一吸墨座，该吸墨座与一墨盒装置的出墨口相适配；以及一通过阀体分别与该储墨装置和该真空发生器连通的注墨座，该注墨座与该墨盒装置的通气孔和出墨口相适配，该方法包括下列步骤：
a)来自所述真空发生器的正压施加于所述储墨装置，并推动该储墨装置中预定量的墨液经一控制阀体注入到设置在所述注墨座中的所述墨盒装置；
b)将所述注满墨液的墨盒装置置于吸墨座，打开控制该吸墨座的阀体；
c)所述真空发生器所产生的负压施加于设置在所述吸墨座上的墨盒装置，消除该墨盒装置中的正压。
所述的方法，其中步骤c)包括：
d)在所述吸墨座上设置防水多孔体，利用该防水多孔体将从所述墨盒中吸出的气泡与其带有的墨液分离；
e)将该与所吸出的气泡分离的墨液通过控制阀体注入余墨纳入筒。
所述的方法，其中执行步骤a)之后还包括：
f)所述真空发生器通过控制阀体向所述注墨座的所述注墨孔施加一负压，用于消除该墨盒装置在注墨过程中产生的正压。
所述的方法，其中还包括下列步骤：
g)在所述注墨座的与所述墨盒的出墨口相适配的导气孔上设置一防水多孔体，用于滤除气泡所带墨液。
所述的方法，其中在执行步骤a)之前，还包括执行：
h)所述真空发生器通过施加负压从供墨源吸入一预定量的墨液到达该储墨装置。
所述的方法，其中在步骤h)之后还包括执行：
i)所述真空发生器通过控制阀体向所述余墨纳入筒施加正压，将该余墨纳入筒中的废墨排除。
根据本发明的一个方面，本发明首先在压力发生装置上采用了调节气压装置和限流装置，有限地控制了正压源的空气进入灌墨计量筒，产生正压效应；从而，保证了墨液的流速更加平稳，可以有效地减少气泡的产生。
根据本发明的又一个方面，本发明在灌墨计量筒内设置三个不锈钢电极探针，通过检测墨液液位的高低，使灌装容量误差控制在±0.2g，保证了灌装精度。
根据本发明的又一个方面，本发明由于采用了正气压源和负气压源相结合的注墨方法，可以使单位时间内各时间点的注墨速度随墨盒内腔气密度的变化而变化。
下面结合附图通过对本发明较佳实施例的描述将使本发明的上述目的以及其它优点显而易见。
附图中：
图1是本发明注墨装置的立体透视图，示出了布置在主操作面的注墨座及吸墨座；
图2A是图1所示注墨装置的主操作面剖视图，示出了本发明的与注墨座连通的灌墨计量筒以及与吸墨座连通的余墨纳入筒；
图2B是图1所述注墨装置的纵向剖视图，示出了设置在本发明灌墨计量筒中容量控制装置的调节装置；
图2C是本发明注墨装置内部电器置位平台透视图；
图2D是本发明注墨装置内部水路及气路主体元件置位板透视图；
图3是本发明注墨座的侧面纵向剖视图，示出了一注墨孔和一导气孔；
图4是本发明余墨纳入筒的纵向剖视图，示出了一个抽气孔和一个锥形喷嘴；
图5A是本发明灌墨计量筒的纵向剖视图，示出了用于控制墨液容量的三个探针；
图5B是本发明灌墨计量筒侧面的纵向剖视图，示出了与外接气源相接的导气孔；
图6是本发明注墨装置水路及气路控制原理简图；
图7是本发明图6所示原理图中电磁阀的工作时序图。
下文，将详细描述本发明。
本发明的自动控制的注墨装置10的外部透视图如图1所示。从图中可见，装置10的上部设置有电气操作板11；顶部盖板12上设置有一手动调节旋钮，用于调节灌墨计量筒中墨液的容量；下部设置了减压阀14和限流阀15，用于调整工作时的气压；中部并列地布置了注墨座16和吸墨座17，及分别置于两侧的灌墨计量筒18和余墨纳入筒19。
本发明注墨装置10的详细视图请参见图2A-2B。图2B示出了注墨装置10的内部结构，其上层包含一个电器置位平台2；下层布置有水气路主体元件置位板3。该电器置位平台2如图2C所示，包括：编程器202；水位控制板204；电线槽206；以及变压器208。其中编程器202同电磁阀、电器操作板11相连接，且内编控制程序。该水气路主体元件置位板3上布置了用于分别控制水路及气路的电磁阀综合定位板306；正压源入口302；电源入口座304；限流阀15；以及用于调整工作气压的减压阀310等，如图2D所示。
从图2A的主操作面剖视图中可以看出，本发明的注墨座16与上层电器置位平台2固定，与设置在一侧的灌墨计量筒18连通；而吸墨座17与下层水气路主体元件置位板3固定，与设置在另一侧的余墨纳入筒19连通。
本发明注墨座16包含：一个能够固定墨盒装置20的底框160；一个对准墨盒20的通气孔(未示出)设置的铜导管162，利用管路162’与灌墨计量筒18连通；一个对准墨盒20的出墨口(未示出)设置的并连通外接气路的导气管163，参阅图3所示。较佳的是，本发明为放置灌墨过程中墨液的溢出，在该铜导管162的端部还设置有一个密封圈164；为保护该墨盒装置20的出墨口，在该导气管163的端部设置了一个防水海绵体165。
本发明的吸墨座17与注墨座16相同的之处在于均需要将墨盒20固定，因此该吸墨座17与注墨座16的外部结构基本相同。只是因为该吸墨座17要与余墨纳入筒19连通，最好将其设置在水气路主体元件置位板3上。另外，本发明的吸墨座17是用于在墨盒20被灌墨后，需要消除该墨盒20中的正压力，以尽可能地消除墨液中的气泡，因此需要利用负压对其进行抽吸。故此，本发明的吸墨座17仅需要设置有抽吸口172，如图2A所示。由于墨盒20中的气泡附带有墨液，本发明在该抽吸口172上同样设置了防水海绵体172，起到将墨液与气泡分离的作用。
特别的是，本发明的灌墨计量筒18能够精确地控制灌注容量，其详细视图如图5A-5B所示。为便于观测，该计量筒18采用透明的有机玻璃材料制成。该计量筒18底部上设置了注入孔184，与注墨座16的铜导管162连通，是墨水从供墨源涌入和计量筒18中的墨水进入注墨座16的共同通道；顶部上设置有导气孔182，外接气源(未示出)，又是正压注墨及负压反抽共同口。此外，本发明利用三根外接电路的不锈钢探针来构成容量控制装置180，其中：探针181构成一公用电极端，从简体18的顶部伸出，其探头181’位置应最低，即在筒体18的底部附近；探针182构成调量电极端，通过一端部固定的调节装置5调整，如图2B所示，其探头182’伸出在该筒体18的内部；探针183构成微调电极端，其探头183’伸出在探头181’和182’之间，并可以利用调节扣压钉进行微调。当墨液(未示出)从供墨源吸入时，达到探头181’高度是，启动容量控制电路，最后将超过探头183’并自锁在探头182’位置上。这样，便可以控制每一次灌注的容量。当需要对灌注容量进行调整时，松开探针183的扣压钉185，向上调整探头183’，使其高于探头182’。这时，液位高度上升至探头183’的位置上时，控制电路自锁。本发明利用该容量控制装置180可以精确地控制灌注墨液的容量，其精度是±0.2g。如图2B所示的调节装置5包括：一螺杆51，与注墨装置10顶部的调量旋钮13固定；和一与该螺杆51相适配的螺母52，与探针182固定连接。
与该吸墨座17连通的是本发明的余墨纳入筒19，如图4所示，它包含：一注入孔191，与抽气孔172相通；一排出孔194，用于排放在注墨过程中产生的剩余墨液；以及，一抽气孔193，与外接气源相接。特别的是，注入孔191设置有一防泡装置，即锥形喷嘴192，当带有墨液的气泡经过是，该喷嘴192可以打灭气泡。
请参阅图6所示的本发明注墨装置10水路及气路控制原理简图。本发明的气路与水路采用了多个双向及三通电磁阀体加以控制。首先外接气源21设置有减压阀AW，用于调整工作气压；减压阀AW再连接有一限流阀AR。正负压力依靠真空发生器ZH产生，通过一双向阀体SV1与一气压泵21相接；通过三通阀SV3的常开端与计量筒18的导气孔182连接；通过双向阀体SV2与余墨纳入筒17抽气孔193连通。所述计量筒18底部上的注墨孔184通过双向阀体SV4与供墨源22相通；通过双向阀体SV5与注墨座16的注墨孔162连通。所述注墨座16的导气孔163通过三通阀SV6的常闭端以及三通阀SV7的常开端连接到速度调节阀AR。吸墨座17的所述抽气孔172与三通阀SV6的常闭端连接。余墨纳入筒19的注入孔191与所述三通阀SV7的常开端连接。
当装置10启动，首先，阀体SV4打开，所述真空发生器ZH通过施加负压从供墨源吸入墨液到达该计量筒18，在达到调定的探头183’处自锁。然后，阀体SV5打开，来自所述真空发生器ZH的正压施加于计量筒18，并推动该筒18中预定量的墨液经一该阀体SV5注入到设置在所述注墨座16中的所述墨盒装置20。较好的是，当灌墨过程结束时，所述真空发生器ZH通过控制阀体SV3再向计量筒18施加一负压，对墨盒20反抽一次，约2～10秒，用于消除该墨盒20在注墨过程中产生的正压。
取出该被灌注的墨盒20，将其安装在吸墨座17上，打开控制该吸墨座的阀体SV6；所述真空发生器所产生的负压经阀体SV7及SV6施加于设置在所述吸墨座17上的墨盒装置20，消除该墨盒装置20中的正压，此吸墨时间每次约为3～9秒。本发明在所述吸墨座17的抽气孔172上设置防水海绵体173，一方面利用该防水海绵体173将从所述墨盒20中吸出的气泡与其带有的墨液分离；另一发明将该与所吸出的气泡分离的墨液通过控制阀体SV6注入余墨纳入筒19。最后，所述真空发生器通过控制阀体SV2向所述余墨纳入筒19施加正压，将该余墨纳入筒19中的废墨排除。较好的是，为防止筒体19中的余墨堆积向上污染真空发生器ZH，本发明在每一次注墨之前，先行对该余墨纳入筒19进行约0.1～2.5秒排放余墨处理。这样短时的排墨不至于影响灌墨的效率。
根据本发明的上述较佳的实施例，电磁阀体SV1～SV8的工作时序图请参阅图7。此外，根据本发明的注墨装置10，还可以在注墨座16上还上清洗机座23，如图6所示，便可对整个液路进行清洗。