用戶常用的噴墨打印機(jī)經(jīng)常抱怨墨水不夠用價(jià)格昂貴，動(dòng)輒系統(tǒng)提示墨水不足，換個(gè)墨盒動(dòng)輒上百元。有些細(xì)心的用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)即便系統(tǒng)提示墨水用完但依然可以打印，這難道是廠商為了加快用戶換墨盒提升收益的小貓膩么？噴墨打印機(jī)如何檢測(cè)墨盒容量？為什么墨盒容量監(jiān)測(cè)并不準(zhǔn)確呢？各大廠商對(duì)于墨水監(jiān)控有何不同之處呢？

我們可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在墨盒多帶芯片，這種芯片到底是做什么用的呢？其實(shí)很多品牌帶芯片的耗材專利中指明：芯片是存貯裝置、記憶裝置、記錄消耗量裝置。沒有芯片以前，通常靠目測(cè)墨終，不提前予報(bào)“墨終”信號(hào)，可能會(huì)造成打了一半，耗材用盡而丟失實(shí)時(shí)信息。芯片作用是防止打印頭在無墨水或無墨粉情況下運(yùn)行，保護(hù)打印頭。

為了防止打印過程中突然墨終，利盟從1998年開始使用芯片，HP從2001年開始使用芯片，2005~2006年又有50多種打印機(jī)使用了芯片，后發(fā)展到幾乎所有廠商打印機(jī)上均使用了芯片，全球形成了打印專用芯片企業(yè)群體，一批耗材芯片廠也就應(yīng)運(yùn)而生了。

發(fā)展芯片功能日趨復(fù)雜，有的識(shí)別碼元序列長達(dá)128bit，最近密碼長達(dá)192 bit，要破解密碼難度越來越大；有的功能擴(kuò)大到識(shí)別是不是原裝耗材；有的耗材與打印機(jī)有聯(lián)系，當(dāng)識(shí)別不是本公司耗材時(shí)，鎖定了打印功能，并記錄該打印機(jī)使用了非原裝耗材，機(jī)器不予保修，使維修書成一紙空文，為廠商制定免責(zé)條款和霸王條款提供了依據(jù)。

與一般人想象中的不同，通常耗材上的芯片為一次性使用，廠商迫于全球提倡3R（Reuse、Reduces Recycle）的壓力，有的也將芯片設(shè)計(jì)成限定加粉次數(shù)。 芯片作為耗材使用量記憶裝置，理應(yīng)可以改寫或清零廠商由于歐共體WEEE的嚴(yán)格規(guī)定，芯片在歐洲是可以重寫的，但。。。在差異化競(jìng)爭的驅(qū)使下，芯片越來越復(fù)雜，并成為對(duì)付競(jìng)爭對(duì)手的重要手段。

2000年打印耗材中用芯片問世不久，美國《Computer》雜志評(píng)述全球最差的五個(gè)產(chǎn)品中第一個(gè)就是帶芯片的墨盒，認(rèn)為該廠商無以倫比的技術(shù)，可能要?dú)г谶@個(gè)不起眼的小東西上。

美國一位專欄作家，虛構(gòu)了一個(gè)故事，某汽車廠在油箱上放一芯片，專門識(shí)別汽油的密碼，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不是本公司汽油，就關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，盡管在汽車上沒有實(shí)現(xiàn)，但在打印機(jī)上，這項(xiàng)功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，靠芯片構(gòu)筑技術(shù)壁壘，抵制代用品的介入。

實(shí)踐證明，芯片是開環(huán)控制的，當(dāng)有芯片的墨盒發(fā)出“Inkout”信息時(shí)，余墨量高達(dá)30%以上，芯片并不真正地反映含墨量，各國消費(fèi)者投訴有芯片的耗材，對(duì)不能物盡其用的芯片造成耗材浪費(fèi)。

惠普墨盒剩余墨量如何檢測(cè)

在1995年，中國惠普向中國專利局申請(qǐng)了專利，名字叫做“用于噴墨打印系統(tǒng)的具有油墨保有量檢測(cè)電路的油墨容器及確定油墨保有量的方法 。

這里要先明確的是幾個(gè)問題。首先墨盒里面為何有很多聚合物”棉花“一樣的東西？因?yàn)槟惺窍蛳碌?，液體的特性就是要向下流動(dòng)，墨盒首先要保障不會(huì)自己就往下流淌。要知道最早的噴墨打印產(chǎn)品都是水平發(fā)射的。所以實(shí)現(xiàn)的辦法就是要利用好表面張力，或是負(fù)壓。

普專利的核心在于墨滴計(jì)數(shù)。我們知道熱發(fā)泡打印技術(shù)，原理是噴嘴附近有個(gè)電阻，這個(gè)電阻加熱導(dǎo)致墨水沸騰、噴出墨水。可以通過輸送給打印頭多少加熱墨水的信號(hào)，來估算噴射出去墨水的數(shù)量，這是統(tǒng)計(jì)方法之一。

當(dāng)然這種辦法不夠準(zhǔn)確，因?yàn)榉序v噴射出去的墨滴大小一致性一般，所以容易產(chǎn)生累計(jì)的誤差導(dǎo)致算不準(zhǔn)。所以，惠普將這個(gè)稱之為近似計(jì)數(shù)，這是一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，可以表示2的8次冪，也就是256位。

在墨盒生產(chǎn)之前，惠普會(huì)進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)注入的墨水量和噴射的墨滴數(shù)來獲得一個(gè)數(shù)據(jù)，這個(gè)稱之為精確計(jì)數(shù)。墨盒上的芯片寫有這個(gè)數(shù)據(jù)，也就是每次256位計(jì)數(shù)寫滿的時(shí)候，會(huì)觸發(fā)一次精確計(jì)數(shù)，這個(gè)數(shù)字是墨盒墨水量的12.5%，也就是八分之一，然后這個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)再重新開始計(jì)算，這樣8次過后就把一個(gè)墨盒消耗完成。在墨盒內(nèi)部也有傳感器，來檢測(cè)墨水剩余的情況。這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)返回給計(jì)算機(jī)，這樣計(jì)算機(jī)就知道消耗了多少墨水，驅(qū)動(dòng)程序就能顯示墨水的剩余狀態(tài)。

佳能墨盒剩余墨量如何檢測(cè)

佳能的打印機(jī)，在有打印頭的墨盒上采用的墨水統(tǒng)計(jì)算法和惠普應(yīng)該是一致的，這與佳能、惠普多年來的合作不無關(guān)系，雙方在打印領(lǐng)域的專利有多種授權(quán)方式。不過佳能的一些高端墨盒、打印頭獨(dú)立的產(chǎn)品上，可以看到在墨盒安放位置有紅光。

這種技術(shù)是通過墨盒底部的棱鏡以及LED來進(jìn)行液面檢測(cè)，佳能在1998年于美國注冊(cè)了這個(gè)專利，專利號(hào)為US 6361136 B1。這種技術(shù)是用來檢測(cè)當(dāng)墨水即將耗盡的時(shí)候進(jìn)行墨水余量的感知。而耗盡前的感知還是同過墨滴計(jì)數(shù)一類的辦法來實(shí)現(xiàn)的。

在專利中，佳能設(shè)計(jì)了多種墨水感知的方案。而在實(shí)際的產(chǎn)品上，我們看到佳能應(yīng)用的是三角形的小棱鏡。這個(gè)裝置的細(xì)節(jié)如圖，剖面上可以看到一側(cè)的發(fā)光裝置以及另外一側(cè)的接收器。

當(dāng)墨盒中墨水沒有的時(shí)候，這個(gè)小三角棱鏡與液體之間，會(huì)形成一個(gè)類似全反射棱鏡的現(xiàn)象，這樣另外一側(cè)接收器接收到的信號(hào)強(qiáng)度很高。而當(dāng)墨水液面高于棱鏡的時(shí)候，開始有光穿透棱鏡散射到了墨水中，接收端探測(cè)到返回的光量比較少，這樣機(jī)器就知道了墨水還足夠。

愛普生墨盒剩余墨量如何檢測(cè)

愛普生用的是微壓電打印技術(shù)，這和佳能、惠普的熱發(fā)泡技術(shù)完全不一樣，他是依靠壓電晶體的形變將墨水從頁面推出。這個(gè)推出過程中，液體會(huì)形成震蕩，愛普生的墨水余量計(jì)算就是利用這種震蕩。愛普生的墨水檢測(cè)專利在中國的專利號(hào)是CN 1380852 A。

愛普生的墨水計(jì)算一樣離不開估算。這種估算是基于壓電信號(hào)的多少已經(jīng)墨滴的大小，因?yàn)槲弘娂夹g(shù)對(duì)這兩個(gè)狀態(tài)的控制更精確一些，所以可以建立一個(gè)基于打印多少墨滴的估算值。
愛普生的微壓電打印頭上裝有傳感器，當(dāng)一定量的墨水同過打印頭的時(shí)候，壓電器件的輸出會(huì)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(shí)候輸出的不同，這兩個(gè)值之間來判斷墨水比較精確的消耗。這個(gè)數(shù)據(jù)和前面的估算值進(jìn)行比較、矯正，就可以比較精確的知道墨水用了多少。這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)在墨盒上的芯片不斷的累計(jì)，并同過驅(qū)動(dòng)程序來為用戶提供可視化的余量顯示。

無論是哪一家的辦法，我們都可以看到都難言完美的檢測(cè)到底還有多少。所以墨盒余量設(shè)計(jì)的初衷，就是保障在盡可能多的消耗，也不會(huì)出現(xiàn)墨水消耗沒了、但是驅(qū)動(dòng)程序顯示墨水還有一點(diǎn)點(diǎn)的現(xiàn)象，一定是驅(qū)動(dòng)程序顯示墨水已經(jīng)沒有提示更換，但實(shí)際墨盒里還有一點(diǎn)點(diǎn)。這也是在保護(hù)打印頭，比如熱發(fā)泡的打印頭，電阻干燒沒有墨水會(huì)讓打印頭容易損壞。而打印機(jī)企業(yè)在墨盒里灌注的時(shí)候，也比標(biāo)稱的容量多灌注大約10%左右作為冗余。