CN103347701A - 对喷墨打印机的改进或与其相关的改进 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于确定喷墨打印机中的流体液位的方法和系统。在容器外提供非接触式传感器排列，待确定所述容器中的液位，且所述排列中的每个传感器顺序接入感测电路，直到发生电容改变。优选地，所述感测电路是频率震荡电路，其频率由电路的电容限定。
Description
技术领域
本发明总体涉及喷墨打印系统，尤其涉及用于确定分别包括在连续喷墨打印机的墨服务模块的打印墨和补充服务模块中的补充溶剂的液位的方法和/或装置。
背景技术
在连续喷墨打印机中，墨服务模块包括打印墨的工作容积，且补充服务模块包括溶剂补充液的容积。当打印机在使用过程中时，补充液用于控制墨的粘度，当启动和关机时，补充液用来冲洗打印头以确保打印头是洁净的。
墨和溶剂补充液通常通过使用一次性瓶供给到喷墨打印系统。墨瓶可以安装在墨服务模块或储墨池上，以使墨能够从墨瓶进入到储墨池中。每个墨瓶在满时包括有限量的墨，通常是一品脱墨或一升墨。随着喷墨打印系统连续使用，墨瓶内的墨被消耗。当墨瓶被耗尽时，安装新的墨瓶来替换耗尽的墨瓶。
因此，储墨池中的墨的液位保持在特定的液位。
这同样适用于安装在补充服务模块上的溶剂补充瓶。
如果允许墨服务模块或补充服务模块中的流体的容积消耗，则到了某个程度，打印机的性能降低，且在某些情况下，打印机可能会损坏。因此，需要监测流体液位以及在下面的情况下启动的操作：
1、如果墨的液位太高（‘高’），那么应生成警告且打印机关闭，以防止墨溢流。
2、当墨的液位下降时，应生成警告，提示操作者更换墨盒（‘添加墨盒’）。
3、如果液位进一步下降到预定的最低液位（‘低’），打印机应关闭，以防止空气进入和电机损坏。
4、还期望具有流体液位在正常运行范围内的指示（‘OK’），即，液位既不太高，也不在需要更换墨盒的位置。
由本申请人的公司制造的现有的连续喷墨打印机包括储墨池，该储墨池是顶部开口的容器且其上安装有歧管。歧管通过柔性管被液压连接到墨管理（分配）块。歧管具有墨提升管和浸在墨中的液位感测装置。液位感测装置连接到控制系统。当更换储墨池时，歧管从旧的储墨池中移除，并安装到新的储墨池。在此操作期间，墨可以从液位传感器滴入打印机。
这可能导致混乱，根据墨的性质，造成打印机或其周围部件损坏。
电容式液位测量技术是提供非接触式液位测量的技术，但将这种技术应用在连续喷墨打印机中的墨液位的测量时出现问题。电容式液位测量包括测量流体（如，墨或溶剂补充液）和流体上方的环境（通常是空气）之间的介电常数差值。在将该技术应用到连续喷墨打印机时，产生的一个特定问题是这些打印机必须使用各种墨来操作，且这些墨的介电常数可以显著不同。这给利用打印机的最小调整来使墨类型可变的首要需求带来缺点。
本发明的目的是提供一种连续喷墨打印机和/或用于连续喷墨打印机的一个或多个部件，和/或监测连续喷墨打印机中的流体液位的方法，该方法将至少在一定程度上解决上述问题或至少将提供一种新颖的和有用的选择。
发明内容
本发明的一方面提供一种确定喷墨打印机的流体容器中的流体高于还是低于限定的液位的方法，所述方法包括以下步骤：邻近于所述容器的外表面布置传感器的基本上竖向的排列；将接地板布置在所述容器的下方；以及按顺序地将单独的传感器接入感测电路，以单独确定所述传感器高于还是低于所述容器内的流体液位。
优选地，所述方法包括从最底部的传感器向上按顺序地接通所述传感器。
优选地，所述方法包括屏蔽所述传感器，以确保从所有所述传感器延伸的场线指向所述容器。
优选地，所述方法包括将所述传感器安装在共用的支架上。
优选地，所述方法包括安装所述支架使得所述传感器能够呈现距所述容器的所述外表面基本上等间距的位置。
优选地，所述方法包括将所述感测电路配置为频率振荡电路，其中，振荡频率由电路的电容所限定，且在两次连续测量之间，高于预先确定的阈值的频率变化被解释为指示在发生所述连续测量的传感器的水平面之间发生了从流体到空气的改变。
本发明的第二方面提供一种喷墨打印机，所述喷墨打印机具有流体容器和在所述流体容器外部的液位测量装置，所述液位测量装置用于确定所述容器内的流体液位，所述喷墨打印机的特征在于，所述液位测量装置包括：与所述容器的外表面邻近的分离的传感器的竖向排列；位于所述容器下方的接地板；以及感测电路，所述传感器中的各个传感器能够顺序地接入所述感测电路，以单独地确定传感器高于还是低于所述容器中的特定的流体液位。
优选地，所述液位测量装置还包括支架，所述支架上安装有传感器的所述排列，所述支架被构造成确保来自所述传感器的场线被导向到所述流体容器。
优选地，所述支架具有顺应式固定件，以能够使所述传感器呈现为距所述流体容器的外壁基本上等距离的位置。
优选地，所述感测电路被配置为频率振荡电路，其中，振荡频率由电路的电容限定。
对本领域技术人员，可以实现本发明的各种变型。下面的描述仅意图示例性地示出实现本发明的一种方法，且未被描述的变型或等同物不应该被视为限制。只要有可能，对特定元件的描述应视为包括其现有或将来的任何和所有等同物。
附图说明
现将结合附图描述本发明的各个方面，其中：
图1示出根据本发明的流体模块和液位测量装置的立面部分剖视图；
图2示出根据本发明的液位测量装置的示意图；
图3示出在图2中所圈部分的放大视图；以及
图4示出并入在根据本发明的液位测量系统中的信号处理电路的示意图。
具体实施方式
首先参照图1，本发明提供一种用于确定喷墨打印机的储液池中的特定液位的方法和系统。所示的系统应用于确定墨服务模块5中的液位，但所描述的方法和装置同样可以用于确定溶剂补充液储池中的液位以及墨盒和补充液盒中的液位。
本发明的重要特征是液位确定部件不与流体接触以及优选地，在打印机内的各种承载流体的容器可以被移除和替换而不需要移位或调整液位确定部件。因此，如图所示，提供支架6，当模块5被沿着箭头7的方向插入打印机时，将模块5移位成抵靠支架6。优选地，支架6在弹簧偏置的顺应式转座9上安装至打印机的底架8，该顺应式转座允许支架的正面10呈正面10所接触的模块的壁11的角度。
从图2和图3可以最佳地看出，支架6为电容式传感器垫12的竖向排列提供了固定件。可以理解，借助于顺应式固定件10安装支架，使支架呈现这样一定位，其中，所有的垫12基本上距壁11等间隔，且假定壁具有恒定的厚度，因此，所有的垫距模块5内的流体有相同的间隔。通过位于模块5下方的接地板13提供电容式测量系统的其它物理部件。
考虑到来自流体16的场线自然倾斜以寻找最近的地端，则重要的是将接地板13安装成尽可能接近容器，以使系统不那么容易受到由于杂散电容引起的噪声的影响。因此，将接地板13放置在容器的下方是方便的。
在示出的形式中，传感器垫12形成在印刷电路板14的共用面上，该印刷电路板包括位于垫12后面的和与垫12邻近的铜屏蔽区域，以抑制形成向后和侧向的场线。
认为从传感器排列延伸的场线15的样式类似于图2所示的样式，即，场线从每个垫12延伸到模块5，以及场线在容器中的流体和接地板13之间。
本发明的另一重要特征是包括本质上是二进制电路的传感器12，该电路的输出仅指示两个选项之一，即，排列中特定的传感器是高于（‘干’）还是低于（‘湿’）模块5中的流体液位。从图2可以看出，模块内的流体的液位16位于从下往上数的第五垫和第六垫之间。湿垫输出1，而干垫输出0。
转向图4，其示出实施传感器12的感测电路的示例。该特定的电路具有四个（而不是八个）竖向间隔的传感器垫的排列，但可以理解，无论排列中的传感器的数目是多少，同样的原理适用。
图4示出振荡电路，该振荡电路配置成使振荡的频率由电路电容所限定。因此，通过使用多路转换器18顺序地将每个传感器垫接入电路中，当在两个连续测量中在湿和干之间发生改变时，将产生电容改变且因此将产生频率改变。如果所产生的频率改变超过存储在PIC19中的阈值，将生成指示该改变的输出。
当产生电容/频率改变时，通过了解当前哪些传感器垫12接入电路中，可以确定流体液位16位于哪两个传感器之间。
优选地，该方法包括由下而上按顺序地将每个传感器12接入电路中。这确保了测量从已知的湿传感器开始，且向上进行直到电路检测到低于阈值液位的第一垫。此时确定流体的液位。以这种方式，模块5内壁上的高于真正的墨液位的墨滴、或弯液面或其它表面润湿不会引起错误液位指示。
应该理解，仅需要三个检测液位来确立高、OK、更换墨盒和低。然而，如果需要的话，额外的传感器垫可以允许这些液位改变，且可以建立其他用于故障诊断的液位。所示的传感器垫等间隔隔开，但如果需要更大的分辨率，传感器垫在容器高度的一部分上可以隔开不同的间隔量。
该电路的另一特征是，其已被设计成以一响应时间操作，该响应时间适于流体液位在打印机内通常改变的速率。该响应时间标称设置为15秒，这是测量系统响应于流体液位步进变化所需的时间段。这足够快以检测由于墨或补充液消耗而引起的流体液位实际改变，但足够慢以忽略例如由打印机振动或移动而引起的任何‘噪声’信号。
因此，应当理解，本发明提供了一种稳健而相对简单的、非接触式的用于确立墨和/或补充液的液位是否位于预定的界限之间的系统。由于该系统不寻求绝对液位，而仅寻求何时液位经过所限定的界限，因此，可以使用所描述的系统的单一构型监测具有各种导电率的流体。
Claims (10)
1.一种确定喷墨打印机的流体容器中的流体高于还是低于限定的液位的方法，所述方法包括以下步骤：邻近于所述容器的外表面布置传感器的基本上竖向的排列；将接地板布置在所述容器的下方；以及按顺序地将单独的传感器接入感测电路，以单独地确定所述传感器高于还是低于所述容器内的流体液位。
2.根据权利要求1所述的方法，包括从最底部的传感器向上按顺序地接入所述传感器。
3.根据权利要求1或2所述的方法，包括屏蔽所述传感器，以确保从所有所述传感器延伸的场线指向所述容器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括将所述传感器安装在共用的支架上。
5.根据权利要求4所述的方法，包括安装所述支架使得所述传感器能够呈现距所述容器的所述外表面基本上等间距的位置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括将所述感测电路配置为频率振荡电路，其中，振荡频率由电路的电容所限定，且在两次连续测量之间，高于预先确定的阈值的频率变化被解释为指示在发生所述连续测量的传感器的水平面之间发生了从流体到空气的改变。
7.一种喷墨打印机，所述喷墨打印机具有流体容器和在所述流体容器外部的液位测量装置，所述液位测量装置用于确定所述容器内的流体液位，所述喷墨打印机的特征在于，所述液位测量装置包括：与所述容器的外表面邻近的分离的传感器的竖向排列；位于所述容器下方的接地板；以及感测电路，所述传感器中的各个传感器能够顺序地接入所述感测电路，以单独地确定传感器高于还是低于所述容器中的特定的流体液位。
8.根据权利要求7所述的打印机，其中，所述液位测量装置还包括支架，所述支架上安装有传感器的所述排列，所述支架被构造成确保来自所述传感器的场线被导向到所述流体容器。
9.根据权利要求8所述的打印机，其中，所述支架具有顺应式固定件，以能够使所述传感器呈现为距所述流体容器的外壁基本上等距离的位置。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的打印机，其中，所述感测电路被配置为频率振荡电路，其中，振荡频率由电路的电容限定。
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