本發(fā)明涉及印刷供墨技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種墨盒液位及壓力聯(lián)合控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中常用的噴墨印刷供墨系統(tǒng)通常采用墨盒為打印噴頭，即墨盒同時直接提供墨水與噴印壓力。現(xiàn)有的通常技術(shù)如專利cn101117055a，均是通過液位傳感器進行檢測來控制墨盒液位，同時通過壓力發(fā)生器(例如正負壓氣體發(fā)生裝置等)來控制墨盒內(nèi)的墨水環(huán)境壓力，壓力和液位的控制完全獨立，使用的傳感器及控制器件較多，尤其存在氣體器件與液體器件，一旦某些器件(例如液位傳感器)失效，墨水將直接進入氣體器件中，將會導致系統(tǒng)的嚴重的不可修復破壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的其中一個目的在于提供一種墨盒液位及壓力的聯(lián)合控制裝置及方法，該裝置不需要液位壓力傳感器，也不需要獨立的壓力發(fā)生器，通過墨泵控制墨盒內(nèi)部壓力的同時也能保證墨水液位的穩(wěn)定性，減少了不可靠器件的種類，極大的增加系統(tǒng)的可靠性。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實施例提供了一種墨盒液位及壓力的聯(lián)合控制裝置，所述裝置包括：噴頭、墨盒、進墨泵、回墨泵、壓力傳感器，控制器，墨池，其中：

所述噴頭位于所述墨盒的下方，所述噴頭與所述墨盒通過管路連接，所述墨盒中的墨水由于重力原因流入所述噴頭內(nèi)，所述噴頭將流入墨水噴印到相應位置；

所述墨盒為一個密閉容器，其與外界的連通僅依靠一個進墨口、一個回墨口及若干個輸出口，最優(yōu)的，所述進墨口位于墨盒的中下部；最優(yōu)的，所述回墨口位于墨盒中部，所述回墨口的高度將直接影響所述墨盒的工作液位高度；所述輸出口數(shù)量與所述噴頭數(shù)量一致，所述每一個輸出口與所述每一個噴頭連接，最優(yōu)的，所述輸出口位于所述墨盒的底部。

所述墨池，是一個與大氣連通的容器，用于存儲墨水，供系統(tǒng)使用；所述墨池，包含進墨路接口及回墨路接口，最優(yōu)的，所述進墨路接口深入墨池的底部，最優(yōu)的，所述回墨路接口位于墨池的上部。

所述進墨泵，是一個可調(diào)速的流體泵，可以是隔膜泵、齒輪泵等；所述進墨泵的進端與所述墨池的進墨路接口連接；所述進墨泵的出端與所述墨盒的進墨口連接。

所述回墨泵，是一個可調(diào)速的流體泵，可以是隔膜泵、齒輪泵等；所述回墨泵的進端與所述墨盒的回墨口連接；所述回墨泵的出端與所述墨池的回墨路接口連接。

所述壓力傳感器安裝與所述墨盒上，用以檢測墨盒內(nèi)部空間實際壓力值。

所述控制器，采集所述壓力傳感器的信號，用以計算并輸出相應電壓或電流信號給所述進墨泵和所述回墨泵，控制所述進墨泵及所述回墨泵的運行流速。

基于上述，本發(fā)明提供的一種墨盒液位及壓力控制裝置，在使用前，首先保證墨池內(nèi)存儲有足量的墨水，同時需要向控制器設定墨盒的目標壓力值。在裝置運行時，控制器獲取壓力傳感器信號，轉(zhuǎn)換成實際壓力值，比較目標壓力值與實際壓力值的差別，計算出進墨泵及回墨泵的控制信號幅值，當目標壓力值小于實際壓力值時，調(diào)整進墨泵和回墨泵的控制信號幅值，保證進墨泵控制信號幅值減去回墨泵控制信號幅值的差值朝增大的方向改變；當目標壓力值大于實際壓力值時，調(diào)整進墨泵和回墨泵的控制信號幅值，保證進墨泵控制信號幅值減去回墨泵控制信號幅值的差值朝減小的方向改變；同時需要保證進墨泵及回墨泵至少有一個的運行流量大于0；優(yōu)選的，將回墨泵控制信號幅值限定在一個固定值，該固定值可以保證回墨泵運行在一個低轉(zhuǎn)速低流速的情況下。當目標壓力值低于實際壓力值時，增大進墨泵控制信號幅值，進而增大流入墨盒的墨水量，當目標壓力值高于實際壓力值時，減小進墨泵控制信號幅值，進而減小流入墨盒的墨水量；當墨盒內(nèi)的墨水液位高度低于回墨口高度時，墨盒內(nèi)的氣體將被回墨泵抽出，進墨泵將往墨盒內(nèi)泵入墨水，墨盒內(nèi)的墨水液位上升；當墨盒內(nèi)的墨水液位高度高于回墨口高度時，墨盒內(nèi)的剩余氣體將處于完全密閉的空間，此時如果進墨泵泵入墨盒的墨水量大于回墨泵泵出的墨水量，墨盒內(nèi)空氣將被壓縮，墨盒的壓力增大，如果進墨泵泵入墨盒的墨水量小于回墨泵泵出的墨水量，墨盒內(nèi)空氣的體積增大，墨盒的壓力相應減小。通過調(diào)節(jié)進墨泵的控制信號幅值，進而控制進墨泵泵入墨盒墨水流量，進而調(diào)節(jié)墨盒壓力，當墨盒壓力穩(wěn)定后，墨盒內(nèi)的空氣體積則會穩(wěn)定，對應墨盒的液位也就穩(wěn)定了，因此就保證了墨盒液位及壓力的穩(wěn)定。

本發(fā)明裝置由于采用墨泵來調(diào)節(jié)密閉墨盒內(nèi)墨水量來控制墨盒內(nèi)壓力及液位的方式，在不需要液位傳感器的情況下，保證了墨盒內(nèi)的墨水液位，同時整個墨路中沒有氣路元件的參與，將不會出現(xiàn)墨水進入氣路的災難性事故。

附圖說明

通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點，附圖是示意性的而不應理解為對本發(fā)明進行任何限制，在附圖中：

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種墨盒液位及壓力聯(lián)合控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明實施例提供了一種墨盒液位及壓力控制裝置，如圖1所示，包括：墨池101，墨盒102，噴頭103，壓力傳感器104，進墨泵105，回墨泵106，控制器107，其中：

所述墨池101，與大氣連通，包含進墨路接口及回墨路接口，所述進墨路接口位于所述墨池101的底部，所述回墨路接口位于墨池101的上部。

所述墨盒102為一個密閉容器，通過一個進墨口、一個回墨口和若干個輸出口與外界連通。所述進墨口位于所述墨盒102的中下部；所述回墨口的高度將直接影響所述墨盒102的工作液位高度；所述輸出口位于所述墨盒102的底部，所述輸出口數(shù)量與所述噴頭數(shù)量一致；所述每一個輸出口與所述每一個噴頭連接。

所述噴頭103將流入噴頭的墨水在合適的壓力及電壓情況下噴出到特定位置。

所述壓力傳感器104，用于檢測墨盒102內(nèi)部的壓力值，其檢測端口與所述墨盒102的內(nèi)部空間相通。

所述進墨泵105與所述回墨泵106可以采用蠕動泵、齒輪泵或者是隔膜泵，所述進墨泵105與所述回墨泵106必須是可調(diào)轉(zhuǎn)速泵：通過輸入電壓或者電流的不同幅值可以改變墨泵的轉(zhuǎn)速及輸出流量。

所述控制器107，通過采集壓力傳感器104的壓力信息，轉(zhuǎn)換出實際壓力值p1，并與設定壓力值p0比較，計算出進墨泵105與回墨泵106的控制電壓或者電流幅值并輸出給進墨泵105和回墨泵106。

本發(fā)明實施例，墨盒的液位高低主要由墨盒102的出墨口決定，墨盒的壓力大小則由墨盒內(nèi)的液體總量決定。

本發(fā)明實施例中，控制器107將回墨泵106的控制幅值v1限定在一個固定值，該幅值v1使得回墨泵106始終工作在一個較低轉(zhuǎn)速及流速狀態(tài)下。控制器107根據(jù)壓力傳感器104傳回的壓力信息，實時控制進墨泵105的控制幅值v0；進墨泵105的初始控制幅值可以是0，也可以是一個確定數(shù)；當壓力傳感器104檢測到實際壓力值p1小于設定壓力值p0時，控制器107將會增大進墨泵105的控制幅值v0，當壓力傳感器104檢測到實際壓力值p1大于設定壓力值p0時，控制器107將減小進墨泵105的控制幅值v0，直到實際壓力值p1與設定壓力值p0一直；為了確保壓力控制的穩(wěn)定性，可以采用pid等自動控制計算方法來計算進墨泵105的控制幅值v0。

本發(fā)明實例中，當墨盒102的液位低于其出墨口時，墨盒內(nèi)的空氣將被回墨泵106排出，墨盒內(nèi)壓力降低，進墨泵控制幅值將增大，墨水被進墨泵105由墨池101泵入墨盒102，此時墨盒102的液位將開始上升，直到墨盒102的液位不低與出墨口高度時，墨盒102內(nèi)的空氣將處于液封密閉狀態(tài)，其壓力與其體積成反比，當墨盒102內(nèi)的壓力穩(wěn)定后，其中空氣所占的體積也就穩(wěn)定了，對應的墨水體積也就穩(wěn)定了，從而墨盒內(nèi)部獲得了穩(wěn)定的墨水液位及壓力。

在本發(fā)明的描述中需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，在實際應用中，可以按照附圖中的方位進行設置。

雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。