印表機怎麼知道墨水沒有了?印表機的墨盒很小,在小墨盒裡面知道還剩下多少墨水呢?不同的企業給出了不同的辦法,保護墨盒就是保護企業的核心利益,但這背後是高科技,靠的是精妙的設計。
惠普專利的核心是墨滴計數。我們知道熱發泡列印技術,原理是噴嘴附近有個電阻,這個電阻加熱導致墨水沸騰、噴出墨水。可以通過輸送給列印頭多少加熱墨水的信號,來估算噴射出去墨水的數量,這是統計方法之一。
其次,惠普的核心是計算墨滴數量來獲得消耗的信息。
當然這種辦法不夠準確,因為沸騰噴射出去的墨滴大小一致性一般,所以容易產生累計的誤差導致算不准。所以,惠普將這個稱之為近似計數,這是一個8位的二進位數據,可以表示2的8次冪,也就是256位。
惠普會通過精確的統計來裝入比預計的量多一點的墨水
在墨盒生產之前,惠普會進行測試,根據注入的墨水量和噴射的墨滴數來獲得一個數據,這個稱之為精確計數。墨盒上的晶片寫有這個數據,也就是每次256位計數寫滿的時候,會觸發一次精確計數,這個數字是墨盒墨水量的12.5%,也就是八分之一,然後這個8位二進位數再重新開始計算,這樣8次過後就把一個墨盒消耗完成。在墨盒內部也有傳感器,來檢測墨水剩餘的情況。這個數據會返回給計算機,這樣計算機就知道消耗了多少墨水,驅動程序就能顯示墨水的剩餘狀態。
佳能的印表機,在有列印頭的墨盒上採用的墨水統計算法和惠普應該是一致的。佳能的一些高端墨盒、列印頭獨立的產品上,可以看到在墨盒安放位置有紅光。
這種技術是通過墨盒底部的稜鏡以及LED來進行液面檢測,這種技術是用來檢測當墨水即將耗盡的時候進行墨水餘量的感知。而耗盡前的感知還是同過墨滴計數一類的辦法來實現的。
佳能設計了多種墨水感知的方案。而在實際的產品上,我們看到佳能應用的是三角形的小稜鏡。這個裝置的剖面上可以看到一側的發光裝置以及另外一側的接收器。
當墨盒中墨水沒有的時候,這個小三角稜鏡與液體之間,會形成一個類似全反射稜鏡的現象,這樣另外一側接收器接收到的信號強度很高。而當墨水液面高於稜鏡的時候,開始有光穿透稜鏡散射到了墨水中,接收端探測到返回的光量比較少,這樣機器就知道了墨水還足夠。
愛普生用的是微壓電列印技術,依靠壓電晶體的形變將墨水從頁面推出。這個推出過程中,液體會形成震盪,愛普生的墨水餘量計算就是利用這種震盪。
愛普生的墨水計算一樣離不開估算。這種估算是基於壓電信號的多少已經墨滴的大小,因為微壓電技術對這兩個狀態的控制更精確一些,所以可以建立一個基於列印多少墨滴的估算值。
愛普生的微壓電列印頭上裝有傳感器,當一定量的墨水同過列印頭的時候,壓電器件的輸出會有很大的變化,利用這種變化,就可以得知墨盒為空和墨盒充滿墨水時候輸出的不同,這兩個值之間來判斷墨水比較精確的消耗。這個數據和前面的估算值進行比較、矯正,就可以比較精確的知道墨水用了多少。這個數據會在墨盒上的晶片不斷的累計,並同過驅動程序來為用戶提供可視化的餘量顯示。
無論是哪一家的辦法,我們都可以看到都難言完美的檢測到底還有多少。所以墨盒餘量設計的初衷,就是保障在儘可能多的消耗,也不會出現墨水消耗沒了、但是驅動程序顯示墨水還有一點點的現象,一定是驅動程序顯示墨水已經沒有提示更換,但實際墨盒裡還有一點點。這也是在保護列印頭,比如熱發泡的列印頭,電阻干燒沒有墨水會讓列印頭容易損壞。而印表機企業在墨盒裡灌注的時候,也比標稱的容量多灌注大約10%左右作為冗餘。