CN101269580A - 喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备和控制其的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备包括：开关部分，根据输入信号而接通和关断；墨水检测部分，其根据开关部分的开关操作而接通和关断，以检测喷墨图像形成设备中的墨水的墨水水位；以及控制器，基于墨水检测部分是否接通，在墨水检测部分的饱和期之前检查墨水和墨水检测部分之间的电压，以便检测墨水水位。

Description

喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备和控制其的方法

技术领域

本发明的各方面涉及喷墨图像形成设备。更具体地，本发明的各方面涉及喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备和控制其的方法，其能够通过在饱和期(saturation period)之前检查电压而迅速地检测墨水容器(ink tank)中剩余的墨水水位。

背景技术

通常，喷墨图像形成设备通过喷墨头排放墨水以形成图像。喷墨图像形成设备的示例包括复印机、传真机、和采用喷墨打印方案的多功能外围设备(MFP)连同作为计算机的外围设备的打印机。

喷墨图像形成设备从被称为墨盒或墨缸的墨水容器中接收墨水。可将墨水容器中的墨水直接供应到喷墨头。此外，可通过预定的墨水供应路径而将墨水供应到喷墨头。然后，根据打印信号而将墨水喷洒在诸如纸的打印介质上。

当通过上面的过程而耗尽墨水时，墨水容器中的墨水水位降低。最终，墨水水位达到最低水位。在这个情况下，墨水容器应该再填充墨水，或者用填充有墨水的新墨水容器来替换。

图1是示出了典型的墨水水位检测设备的结构的图。图2是示出了图1所示的墨水水位检测设备的电路图。图3是示出了使用图2所示的墨水水位检测设备的电路所测量的电压电平的图。

如图1所示，墨水容器10包括用以检测墨水水位的两个感测管脚20a和20b。墨水是使电流能够流过其的电导体。在图1所示的墨水容器10中，将一个感测管脚20a连接到输入电压侧并且将另一个感测管脚20b连接到接地侧。因此，可基于通过墨水的电流传导来确定墨水的存在。

下文中，将参考图2描述典型的墨水水位检测设备的操作过程的细节。如果将低电平电压供应到开关部分30以检查墨水水位，则开关部分30关断，使得从电源输出的输入电压被供应到墨水容器10。

如果在与感测管脚20a和20b二者对应的水位处存在墨水，即如果墨水高到足以达到感测管脚20a的水位，则墨水通过感测管脚20a和20b来传导电流，并通过感测管脚20a和20b来供应输入电压。所供应的输入电压达到超出预定阈值电压的饱和点。在供应至少70％的输入电压的饱和点处，可以检测墨水水位。

如图3所示的，由于墨水具有电阻器和电容器特性，所以根据如上所述的用于检测墨水水位的方法在顶点存在所供应的电压的上升时间和下降时间。因此，当考虑上升时间和下降时间二者时，在检查喷墨图像形成设备的墨水容器期间，可延迟电压达到预定阈值电压所需要的时间(最长时间为几秒(secs)，而最短时间为几百毫秒(msecs))。

换言之，当检测墨水水位时，这样的延迟时间充当了传统的墨水水位检测设备的不需要特性。当每次打印纸张而检查墨水水位时，延迟时间成为更显著的问题。因此，需要更迅速地检测墨水水位。

发明内容

因此，本发明的一方面提供了喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备和控制其的方法，其能够迅速地检测墨水容器中剩余的墨水水位。

本发明的其它方面和/或优点部分地将在接下来的描述中陈述，并且部分将从所述描述中显现，或者可通过实践本发明来获知。

根据本发明的一方面，一种用于喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备包括：墨水检测部分，用于通过检测墨水检测部分和墨水之间的电压来检测墨水的墨水水位；以及控制器，在墨水检测部分的饱和期之前检查电压，以便检测墨水水位。

根据本发明的一方面，所述墨水水位检测设备还包括开关部分，其根据开关部分是否接收输入信号来将墨水检测部分接通和关断。

根据本发明的一方面，施加输入信号以便针对在打印操作期间使用的每一打印介质来检测墨水水位。

根据本发明的一方面，所述墨水检测部分包括用于将通过开关部分供应的输入电压保持为预定的饱和电压的上拉电阻器。

根据本发明的一方面，所述墨水水位检测设备还包括与墨水检测部分连接的滤波器部分，用于从电压中去除噪声。

根据本发明的一方面，所述饱和期被延迟，直到通过开关部分供应到墨水检测部分的电压达到预定的饱和电压为止。

根据本发明的又一方面，一种用于控制喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备的方法包括：在墨水检测部分的饱和期之前检查墨水检测部分和墨水之间的电压；以及基于所检查的电压来检测墨水的墨水水位。

根据本发明的又一方面，所述方法还包括根据是否将输入信号传送到墨水水位检测设备来接通和关断墨水检测部分。

根据本发明的又一方面，所述方法还包括施加输入信号以便针对在打印操作期间使用的每一打印介质来检测墨水水位。

根据本发明的又一方面，所述方法还包括：当根据开关操作接通墨水检测部分时，将所供应的输入电压保持为预定的电压电平。

根据本发明的又一方面，所述方法还包括基于是否接通墨水检测部分来将所供应的输入电压保持为预定的电压电平。

根据本发明的又一方面，所述方法还包括：基于是否根据开关操作接通墨水检测部分，来延迟饱和期，直到所供应的输入电压达到预定的饱和电压为止。

附图说明

根据接下来结合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得明显和更易于理解，其中：

图1是示出了典型的墨水水位检测设备的图；

图2是示出了图1所示的墨水水位检测设备的电路图；

图3是示出了使用图2所示的墨水水位检测设备的电路所测量的电压电平的图；

图4是示出了根据本发明实施例的喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备的电路图；

图5是示出了使用图4所示的喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备的电路所测量的电压电平的图；以及

图6是示出了根据本发明实施例的喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备的控制过程的流程图。

具体实施方式

现在，将详细参考在附图中图示了其示例的本发明的当前实施例，其中相同的附图标记始终指的是相同的元件。下面参考图来描述所述实施例以便说明本发明。

图4是示出了根据本发明实施例的喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备100的电路图。墨水水位检测设备100包括开关部分110、墨水检测部分120、和控制器130。然而，要理解，墨水水位检测设备100还可包括除图4所示和上述的那些部分之外的各种其它器件，诸如开口(opening)、供应路径、其它类型的传感器等。

开关部分110根据从外部源施加的输入信号来执行开关操作，并可以以各种方式来应用。根据本发明的一方面，施加输入信号，使得每当在打印操作期间向其打印诸如纸页、再生纸页、字幕片页、信纸之类的一张打印介质时，检测墨水水位。

可以按照各种方式从各种源应用用于供应输入信号的外部源。例如，可以从微计算机施加输入信号，以便在开始打印操作之前检测墨水水位。此外，可在打印第一张打印介质之后打印下一张之前施加输入信号以检测墨水水位。此外，当用户输入用于检测墨水水位的命令信号时，可施加输入信号。

优选地，开关部分110包括晶体管。根据本发明的一方面，开关部分110包括NPN晶体管，然而，要理解开关部分110不限于此，并且可替代包括其它类型的晶体管，诸如PNP晶体管等。当施加高电平输入信号时，接通开关部分110，从而将输入电压供应到开关部分110。然后，墨水检测部分120根据开关部分110的开关操作而接通或关断，从而检测墨水水位。

根据本发明的一方面，多个墨水检测部分120可布置在墨水水位检测设备100中。然而，要理解，本发明的各方面不限于具有多个墨水检测部分120，并可替代采用单个墨水检测部分120。

具体地，当将开关部分110实施为NPN晶体管时，如果施加了高电平输入信号，则接通开关部分110，从而将输入电压供应到开关部分110。如果将输入电压输入到开关部分110，则接通墨水检测部分120，从而可以检测墨水水位。

下文中，将详细描述检测墨水水位的过程。根据本发明的一方面，墨水容器包括用于“墨水低”的低水位墨水检测部分和用于“墨水空”的空水位墨水检测部分，以便检测墨水水位，并且低水位墨水检测部分高于空水位墨水检测部分。低水位墨水检测部分和空水位墨水检测部分分别连接在输入电压侧和接地侧之间，如图4所示。如果墨水水位处于低水位墨水检测部分和空水位墨水检测部分之间的高度，则电流基于墨水特性而流到其中存在墨水的空水位墨水检测部分，而不是流到其中不存在墨水的低水位墨水检测部分。在这个状态下，墨水水位代表低状态。

当墨水水位处于空水位墨水检测部分之下的高度时，墨水不与低水位墨水检测部分接触也不与空水位墨水检测部分接触。因此，当墨水水位处于空水位墨水检测部分之下的高度时，电流不流过空水位墨水检测部分也不流过低水位墨水检测部分。在这个状态下，墨水水位代表空状态。要理解，墨水检测部分120不限于在所有方面都仅具有低水位墨水检测部分和空水位墨水检测部分，并且可替代地仅具有一个墨水检测部分、或者具有许多不同的墨水检测部分，例如，“空”、“低”、“中”、和“高”墨水检测部分。

结果，根据本发明一方面的墨水容器包括如上所述的多个墨水检测部分。因此，可根据电流到墨水检测部分的流动状态来检测墨水水位。在不限于此的同时，墨水检测部分120可使用诸如图1所示的感测管脚20a和20b之类的感测管脚来检测电流和电压。

根据本发明的一方面，墨水检测部分120的一端连接到开关部分110，并且墨水检测部分120包括上拉电阻器122来将通过开关部分110供应的输入电压保持为预定电压。换言之，将上拉电阻器122安装在墨水容器中来检查短缺状态，即墨水空状态，并然后在上拉电阻器122中检查电压电平。

此外，如果在墨水容器中不存在墨水，则所供应的输入电压是不足的。结果，可能发生错误的操作。因此，安装上拉电阻器122以便防止错误操作发生。然而，要理解，可以替代使用除上拉电阻器122之外的器件，诸如被配置为保持电压电平的其它逻辑电路。

根据本发明各方面的墨水水位检测设备100还包括并联连接到墨水检测部分120的滤波器部分140。滤波器部分140被配置为对供应到墨水检测部分120的电压进行滤波，以去除噪声，并且可实施为低通滤波器、高通滤波器、和带通滤波器等。

图5是示出了使用图4所示的喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备100的电路所测量的电压电平的图。如图5所示，当接通墨水检测部分120时，控制器130在墨水检测部分120的饱和期之前检查电压，以便检测墨水水位。根据本发明的一方面，所述饱和期被延迟，直到通过开关部分110供应到墨水检测部分120的输入电压达到了预定的饱和电压为止。

换言之，即使将电压供应到墨盒，电压达到预定的饱和电压所需要的时间(最大为几秒，而最小为几百毫秒)也可能被延迟，直到电压由于墨水的特性而达到饱和状态为止。为此，应该在供应电压之后电压电平上升之前的短时间间隔内检查电压电平。在这个情况下，由于所检查的电压电平在正常状态下处于100mV到200mV的低范围内，所以读取互补金属氧化物半导体(CMOS)的电压电平。例如，2.5V之上的电压指明与低水位之上的墨水水位对应的高电压，而小于2.5V的电压指明与低水位之下的墨水水位对应的低电压。由于控制器130检查电压电平以在如上所述的短时间间隔内检测墨水水位，所以可以在几百微秒或更少的时间内将输入信号施加到开关部分110。要理解，本发明的各方面不限于使用2.5V作为与低墨水水位对应的电压电平，并且还要理解，还可使用其它类型的半导体来代替CMOS。

下文中，将描述喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备100的控制过程。图6是示出了根据本发明实施例的喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备100的控制过程的流程图。如图6所示，在操作S600中，根据从外部源施加的输入信号来开关开关部分。

根据本发明的一方面，施加输入信号，从而针对每个打印介质来检测墨水水位。此外，可以从例如微计算机的各种不同类型的外部源来施加输入信号，以便检测在开始打印操作之前的墨水水位。此外，可以在打印第一张之后打印下一张之前施加输入信号来检测墨水水位。要理解，不需要对每个打印介质都施加输入信号以检测墨水水位，并且可替代地针对每隔一个打印介质、每三个打印介质、每个打印操作等来施加输入信号以检测墨水水位。此外，可以在用户输入用于检测墨水水位的命令信号时，施加输入信号。

然后，在操作S610中，根据开关操作来确定墨水检测部分的状态。如果墨水检测部分处于接通状态，则在操作S620中在饱和期之前检查电压以检测墨水水位。

根据本发明的一方面，在操作S620中，由于以不稳定的方式将输入电压供应到墨水检测部分120，所以控制过程被配置为还包括将输入电压保持为预定电压的操作。在这个情况下，当在操作S610中根据开关操作而接通墨水检测部分时，饱和期被延迟，直到所供应的输入电压达到预定的饱和电压为止。

最后，在操作S630中使用所检查的电压来检测墨水水位。可以针对每个打印介质、每隔一个打印介质、每三个打印介质、在每个打印操作的开始处等检测墨水水位。基于所检测的墨水水位，可将输入信号发送到指明是否继续打印操作的喷墨图像形成设备。

如上所述，在根据本发明各方面的图像形成设备的墨水水位检测设备100以及用于对其进行控制的方法中，在饱和期之前检查电压，从而可以迅速地检测在墨水容器中剩余的墨水水位。此外，与传统技术不同，可以直接检查电压电平而不比较所供应的电压和阈值电压，从而可以以更有效的方式来检测墨水水位。

尽管已经示出并描述了本发明的几个实施例，但本领域的技术人员将理解，可以在不脱离本发明的原理和精神的情况下在这个实施例中进行改变，本发明的范围在权利要求及其等效中限定。

Claims (12)

1.一种用于喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备，包括：

墨水检测部分，用以通过检测墨水检测部分和墨水之间的电压来检测墨水的墨水水位；以及

控制器，在墨水检测部分的饱和期之前检查电压，以便检测墨水水位。

2.根据权利要求1的墨水水位检测设备，还包括开关部分，用于根据开关部分是否接收输入信号，来接通和关断该墨水检测部分。

3.根据权利要求2的墨水水位检测设备，其中施加输入信号，以便针对在打印操作期间使用的每一打印介质来检测墨水水位。

4.根据权利要求2的墨水水位检测设备，其中所述墨水检测部分包括上拉电阻器，用于将通过开关部分供应的输入电压保持为预定的饱和电压。

5.根据权利要求2的墨水水位检测设备，还包括与墨水检测部分连接的滤波器部分，用于从电压中去除噪声。

6.根据权利要求2的墨水水位检测设备，其中饱和期被延迟，直到通过开关部分供应到墨水检测部分的电压达到预定的饱和电压为止。

7.一种用于控制喷墨图像形成设备的墨水水位检测设备的方法，所述方法包括：

在墨水检测部分的饱和期之前检查墨水检测部分和墨水之间的电压；以及

基于所检查的电压来检测墨水的墨水水位。

8.根据权利要求7的方法，还包括根据是否将输入信号传送到墨水水位检测设备来接通和关断墨水检测部分。

9.根据权利要求8的方法，还包括施加输入信号以便针对在打印操作期间使用的每一打印介质来检测墨水水位。

10.根据权利要求8的方法，还包括：当根据开关操作接通墨水检测部分时，将所供应的输入电压保持为预定的电压电平。

11.根据权利要求8的方法，还包括基于是否接通墨水检测部分来将所供应的输入电压保持为预定的电压电平。

12.根据权利要求8的方法，还包括：基于是否根据开关操作接通墨水检测部分，来延迟饱和期，直到所供应的输入电压达到预定的饱和电压为止。

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