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EPSON 墨盒傳感器原理及打印機異常報錯分析

  愛普生打印機在市場中一直佔據較高份額,也成為兼容耗材廠家開發的主要原裝品牌,兼容耗材憑借其較高的性價比,在耗材市場也日益壯大起來。本文主要就Epson墨盒傳感器原理做簡單分析,以此為基礎,告訴大家如何通過打印機字車的走動情況和驅動窗口顯示的不同,來判斷墨盒出現異常的原因,以及如何避免在安裝測試時不必要問題的產生。
一、愛普生原裝墨盒檢測原理
   
早期的愛普生墨盒上並無傳感器,打印機僅通過墨盒芯片來記錄墨量信息。這時總會出現芯片記錄的墨量信息與實際墨量不符的情況,且大都是芯片內記錄的墨量已為空,打印機已經停止了工作,但實際上墨盒內還殘留有大量墨水。這引起了消費者協會對愛普生打印機的投訴,愛普生為此付出了巨大代價。為了解決這一問題,在2006年愛普生推出的打印機的墨盒上便增加了一個壓電陶瓷傳感器,這個傳感器的主要作用就是檢測墨盒內有無墨量,有了傳感器的協助,打印機一方面通過芯片來記錄墨量信息,另一方面通過傳感器來檢測墨盒內墨量有無情況,通過兩者信息的不斷傳遞比較,反映有效墨量信息來指引打印機工作。最終當傳感器檢測到墨盒內墨水耗盡時,不論芯片內記錄墨量有多少,都會將芯片內記錄墨量信息改為空,打印機會立即停止工作。通過這一技術,愛普生終於告別「墨量殘留」時代,該技術一直沿用至今,愛普生能在噴墨市場穩列前三,小小的傳感器功不可沒。
    那麼傳感器到底是如何發揮檢測作用的呢?——原來該壓電陶瓷傳感器是浸泡在靠近出墨口的腔體內,此腔體為所有墨水流出墨盒經過的最後一個腔體。當此腔體內墨水為空時,就表明整個墨盒內的墨水已經耗盡,打印機檢測到後就會停止工作。壓電陶瓷傳感器浸泡在此腔體內,與此腔體一起形成一個諧振腔。打印機在壓電陶瓷傳感器兩端施加一個脈衝激勵信號時,壓電陶瓷傳感器就會產生振蕩,並帶動整個腔體產生諧振。當打印機施加的信號消失時,腔體的諧振並不會立刻消失,會有餘震。此時腔體的諧振會引起壓電陶瓷傳感器的振蕩,壓電陶瓷傳感器對外輸出振蕩信號,打印機接收此信號。腔體內有墨水和無墨水時的諧振頻率是不同的,打印機通過讀取壓電陶瓷傳感器上輸出的信號,就可以判斷腔體內是否還有墨水,從而可以斷定整個墨盒內是否還有墨水。
    具體如下圖所示,原裝墨盒在使用過程中,墨水最後均會流經A腔體,當通過傳感器檢測到A腔體無墨水時,即可認定整個墨盒無墨水,芯片則停止工作。

二、愛普生兼容芯片模擬傳感器原理
   
當愛普生墨盒上增加了傳感器後,同時就要求兼容廠家的墨盒上也必須能夠實現此功能,但原裝壓電陶瓷傳感器及其浸泡在腔體內的工藝技術,是一般兼容廠家無法達到的。條條大路通羅馬,既然墨盒上無計可施,是否可在芯片上做文章呢?於是就出現了在芯片上設置模擬原裝的壓電陶瓷傳感器,即九觸點兼容芯片,此類芯片都主要分為兩個單元,存儲芯片信息的信息單元和模擬原裝傳感器的傳感器單元。而各兼容廠家在具體的模擬方式又略有不同,目前典型的兩種方案為:
1.RLC電路模擬
    此方案由艾派克於2006年11月全球首推,是用電阻、電容和半導體器件對傳感器的各項電特性進行全面模擬。這種方案靈活性很強,在應對愛普生原裝升級方面有巨大的優勢,能夠在原裝升級後極短的時間內解決升級問題,很好的為用戶解決了後顧之憂。同時因為此方案使用的元器件等都是很穩定的成熟產品,因此其整體性能上非常的穩定,經多年時間驗證,是解決愛普生傳感器問題最好的方案,也是市場上採用最多的方案。
2.壓電陶瓷模擬
    2008年10月,市場上出現了用壓電陶瓷模擬的傳感器,經過改進後質量基本穩定。但其靈活性不足,無法應對愛普生原裝不斷升級的問題。同時其材料的溫度穩定性差,在不同的溫度環境下會出現異常,從而導致芯片整體性能的不穩定,使用此方案的廠家就較少。
    而墨盒在安裝檢測過程中,經常會出現打印機報錯現象,很多墨盒廠家會想當然的以為是芯片本身質量有問題,其實不然。緣木求魚,自然找不到問題所在,下面就為大家一一揭曉這些異常背後真正癥結所在。
三、各種異常報錯驅動顯示及分析
    通過我們對愛普生打印機及其墨盒的研究發現,打印機在檢測墨盒時,是首先檢測芯片的信息單元,然後再檢測墨盒的傳感器。因此我們可以通過打印機字車的走動方式,打印機驅動程序上的顯示等來判斷打印機出現故障的原因。常見的如下——
    1.通過打印機字車的走動來判斷出現故障的原因
    (1)當安裝上墨盒後,字車直接停在打印機右端不再走動,並提示墨盒不識別。這種現象表明打印機與芯片的信息單元通訊出現故障。原因有:
    A 芯片的型號用錯
    B 芯片壽命已經正常結束
    C 芯片安裝不到位,與打印機觸點的接觸不良
    D 安裝了兩個以上的同顏色的芯片
    E 芯片內的數據已經被異常改寫
    (2)當安上墨盒後,字車晃動幾個來回,或停留在打印機左端很久之後才返回右端停下來,打印機提示墨盒不識別。這種現象表明打印機與芯片的傳感器單元通訊出現故障。原因有:
    A 芯片上傳感器的觸點與打印機接觸不良
    B 芯片傳感器已經被損壞
    C 如果是回收OEM墨盒,表明墨盒傳感器腔體內有氣泡產生,屬灌墨水工藝問題。
    2.通過打印機驅動的墨量顯示窗口及Information窗口去判斷出現故障的原因
    (1)打印機驅動信息顯示1

   打印機驅動上manufacture(製造商)、Ink type(墨盒顏色)、Cartridge code(墨盒型號)、Production date(生產日期)等信息都能正常顯示。表明墨盒信息一切正常,打印機可以正常工作。
    (2)打印機驅動信息顯示2

  打印機驅動信息的墨量顯示窗口中黑色墨盒打叉,其對應的Information窗口顯示的4項內容均會顯示為Unknown(未知)。同時打印機的字車直接停到打印機右端報錯。這表明打印機與黑色芯片的信息單元通訊出現故障,原因則與上述1(1)中分析一致。
    (3)打印機驅動信息顯示3

  打印機驅動的Information窗口的Ink type(墨盒顏色)、Cartridge code(墨盒型號)信息顯示Unknown(未知),這表明使用了不適用於此打印機的墨盒。例如:T10打印機,其可使用墨盒型號為73N(731N-734N,標準容量墨盒)及91N(911N-914N,小容量墨盒)。如果客戶使用了1031-1034墨盒時(超大容量墨盒),打印機就會顯示上述信息。客戶可以根據打印機標籤或驅動的墨量顯示窗口來確認此打印機適用的墨盒型號,避免因容量匹配錯誤造成驅動顯示異常或芯片裝機不識別。
    (4)打印機驅動信息顯示4

墨盒剛安裝時顯示信息為:
 

顯示信息突然變為:
 

    這表明打印機與黑色墨盒的傳感器通訊出現故障,原因與上述1(2)分析一致。
    (5)打印機驅動信息顯示5

墨量顯示窗口黑色墨盒打叉,Information窗口顯示均為正常信息,這表明墨盒壽命正常結束。
    (6)打印機驅動信息顯示6

打印機驅動上所有墨盒都顯示叉,Information窗口的所有信息均顯示為Unknown(未知)。這表明打印機與所有墨盒芯片通訊都出現故障。原因有:
    A 打印機本身有問題,不能正常讀取芯片信息
    B 打印機探針發生彎曲,造成短路,無法正常讀取芯片信息
    C 其中有一個墨盒沒有安裝到位,芯片觸點引起打印機探針短路,需要將所有的墨盒重新安裝
    D 如果使用的是非連供墨盒,墨盒沒有安裝到位,需要重新安裝,盡力將墨盒壓下
    E 如果使用的是連供墨盒,芯片上的開關已經損壞
    廠家在測試或使用墨盒過程中,當遇到以上現象產生時,可以根據上述列舉的方法進行初步分析判定,進一步的深入分析,或是不在上述之列的特殊現象,則需要聯繫廠家客服人員,做進一步的檢測分析,像艾派克的客服組會在2-3個工作日為廠家解決反饋問題。同時,為了盡量避免以上問題的出現,兼容廠家在安裝和測試芯片時應當注意以下幾個事項:
    1.打印機使用時間較長後,很容易出現打印機上的探針氧化,鬆動等,從而引起與芯片接觸不良。因此在選用打印機時要注意選取性能良好的打印機進行測試。
    2.設計墨盒的尺寸時應注意與打印機和芯片的匹配。墨盒尺寸的設計不合理會造成芯片安裝後與打印機接觸不良,或者很難安裝,都會影響芯片的正常工作。   
    3.在運輸和安裝墨盒時注意不要用外力來擠壓芯片,芯片上有很多元器件,如果受到外力擠壓後,很容易造成將芯片的硬件損壞,從而出現芯片不認機的現象。
    4.在安裝和使用時不要使墨水滴在芯片觸點上。墨水有一定的腐蝕性,當芯片的觸點沾上墨水後,過一段時間後會將芯片的觸點腐蝕,會造成芯片與打印機接觸不良從而出現不認機。
    對以上異常現象產生的原因有了瞭解之後,相信可以幫助廠家們面對上述問題時,很快的找到癥結所在,對症下藥,安裝檢測自然事半功倍。需要提及的是,除了九觸點芯片外,愛普生2010年開始推出的新七觸點打印機,其檢墨原理及出現異常時的驅動顯示與九觸點打印機一致,如在使用中遇到異常,亦可參考此文。

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