CN103857529B - 检测流体的方法和组件 - Google Patents

Abstract

一种组件，包括喷射腔体、喷射构件、以及电容检测单元。喷射腔体容纳流体。喷射构件设置在喷射腔体中以从电力供给线路选择性地接收预定量的电力。电容检测单元检测电容量。

Description

检测流体的方法和组件

背景技术

喷墨打印头组件包括喷射腔体、喷射构件、腔体开口和流体喷射沟槽。喷墨打印头组件的墨液位使用多种方法监控。一种监控流体液位的方法是通过计数从打印头喷射的流体滴。其它方法包括要么在墨入口点附近的打印头上要么在打印头外但是在所述打印头附近而定位附加传感器，以用来检测来自喷嘴的墨。

附图说明

本公开的非限制性示例在后面的说明中描述，参照此处的附图进行阅读并且不要限制权利要求的范围。在附图中，在一个以上附图中出现的相同和相似的结构、元件或其部分在他们所出现的附图中用相同或相似的附图标记总体上标注。附图中所示出的部件和特征尺寸被选择主要为了介绍的方便和清楚而不必是按比例绘制。参照附图：

图1是根据示例的组件的块状图；

图2是图示出根据示例的组件的示意图；

图3是图示出根据示例的组件的示意图；和

图4是示出根据示例的识别组件的流体液位的方法的流程图。

具体实施方式

在之后的详细说明中，参考形成本文一部分的附图，并且在其中通过说明本公开可以实施的具体示例的方式进行描述。可以理解,在不偏离本公开范围的情况下，其它示例可以被使用并且结构的或逻辑的变化可以被做出。因此，之后的详细说明并不具有限制意义，且本公开的范围通过所附的权利要求限定。

本文描述了检测打印头中的流体的液位的方法和组件。一种监控流体液位的方法是点滴计数。点滴计数的问题在于所述方法提供近似的流体液位。另一种检测流体液位的方法是在打印头上放置传感器。在打印头上放置传感器可能使用了额外的喷嘴和在流体入口点附近用以清洁喷嘴的附加访问空间。因此，提供在没有流体入口点附近的附加访问空间的情况下而准确监控打印头内流体液位的方法和组件。所述方法通过测量电容量来监控打印头10的喷射腔体12中的流体液位，其中沿着电力供给线路的电容量取决于覆盖喷射腔体的流体液位而改变。

在示例中，提供了监控电容以确定流体液位的组件。除了其它之外，所述组件包括喷射腔体、喷射构件和电容检测单元。所述喷射腔体中容纳流体。喷射构件设置在喷射腔体中以从电力供给线路中选择性地接收预定量的电力并从喷射腔体中喷射流体。电容检测单元被连接到电力供给线路和喷射构件中的至少一个以检测电容量，其中，覆盖喷射构件的流体的液位对应于电容量。

图1是根据示例的组件100的块状图。组件100包括带有喷射腔体12和喷射构件14的打印头10以及电容检测单元16。喷射腔体12容纳流体18，如墨。喷射腔体12从贮存器(未示出)接收流体。喷射构件14设置在喷射腔体12中以从电力供给线路中选择性地接收预定量的电力并从喷射腔体12中喷射流体18。喷射构件14可以例如是电阻器，如喷发电阻器。电容检测单元16电连接到电力供给线路和喷射构件14中的至少一个以用来检测来自喷射构件14的电容量。电容量从连接到喷射构件14的电信号测量。电容量可从直接连接到喷射构件14的电信号或从向至少一个喷射构件14供给电力的电力供给线路的一部分测量，以使电力供给线路不具有将会阻止对覆盖喷射构件14的流体18的电容进行测量的附加载荷。例如，电信号可以是喷射腔体中的流体的两种不同状态之间的清晰信号。电阻的传感和数字转换可以通过芯片外的模-数转换器并使用被算法程序化配置的固件而执行。所述电信号可以例如检测湿和干的状态。

电信号被用来基于覆盖喷射构件14的流体18的液位确定电容量的变化。例如，当喷射构件14被预定的流体18液位覆盖时（如当喷射腔体12充满流体18时），沿着电力供给线路和/或喷射构件14测量的电容量保持不变。然而，当喷射腔体12没有充满流体18时，沿着电力供给线路和/或喷射构件14测量的电容量降低。当电容变化时，例如当喷射腔体12没有充满且流体18没有覆盖喷射构件14时，降低的电容是喷射腔体12中流体18的液位的结果。在一个示例中，与当喷射腔体12中充满流体18时相比，当打印头10中流体18的量低时，所测量的电容量可以降低15-40%。具体地，与当喷射腔体12中充满流体18时相比，当喷射腔体12中的流体18的液位没有充满且没有覆盖喷发电阻器时，从连接到热喷墨打印头的喷射构件14的电信号测量的电容量可以降低25-40%。

图2是根据示例示出组件100(如打印头组件)的示意图。如图2所示，组件100包括带有喷射腔体12、喷射构件14、电容检测单元16、腔体开口24、流体喷射沟槽26和晶体管组28的打印头10。组件100还包括附连到电力供给22上的电力供给线路20。腔体开口24通向喷射腔体12并允许流体进入喷射腔体12。流体18可以保持在喷射腔体12中直到喷射构件14通过流体喷射沟槽26喷射流体18。喷射构件14示出为直接跨过流体喷射沟槽26，但是可以位于沿着喷射腔体12而设置的不同位置。例如，喷射构件14可以邻近流体喷射沟槽26。组件100仅图示了一个喷射腔体12和喷射构件14；然而，本领域技术人员可以理解，在单个打印头10上组件100可以包括多个喷射腔体12和喷射构件14，如下面的图3所示。

参照图2，喷射构件14被连接到电力供给线路20。电力供给线路20选择性地向喷射构件14供给预定电压。电力供给线路20可以是，例如具有三态逻辑的输出线路。电力供给线路20可以直接向喷射构件14供给电力和/或可以被连接到晶体管组28。如图2所示，电力供给线路20被连接到打印头10上的晶体管组28。晶体管组28可以包括，例如将电力供给线路20分成小段的5-10个晶体管，每个晶体管馈给多个喷射构件14。

例如，流体18可以使用热喷墨技术被喷射，在所述技术中喷射构件14是将喷射腔体12中的流体18加热的喷发电阻器。加热的流体18可以形成气泡，气泡爆裂时将流体推出喷射腔体12。流体18通过流体喷射沟槽26离开喷射腔体12，其将流体18从打印头10导出到媒质上。

流体18的液位被电容检测单元16检测。电容检测单元16从电力供给线路20和喷射构件14中的至少一个接收电信号。电容检测单元16直接连接到电力供给线路20或喷射构件14，以使所述线路在电容检测单元16和喷射构件14之间没有将会阻止测量覆盖喷射构件14的流体18的电容的附加载荷。在图2中，打印头10上的电容检测单元16被连接到电力供给线路20，电力供给线路20连接到喷射构件14。然而，电容检测单元16可以被连接到与多个喷射构件14相连的电力供给线路20，如下面的图3所示。

参照图2，电容检测单元16包括晶体管组28，例如，5-10个晶体管可以在电力供给22和喷射构件14之间被连接到电力供给线路20。电容检测单元16在晶体管组28和喷射构件14之间沿着电力供给线路20测量电容量以识别流体18的液位。电容检测单元16在喷射构件14（如喷发电阻器）处于非喷发状态时测量电容量。所测的电容量取决于喷射腔体12中流体18的液位而变化，例如所测的电容量与流体18是否覆盖喷射构件14相对应。

电容检测单元16将所测的电容量与预定的电容值比较以获得比较结果。预定的电容值是一个预定义值，其指示与组件100相对应的具体的电容值和/或电容值范围。预定的电容值可以与流体18的液位相对应。例如，所测的电容量可以与预定的电容值相比较，所述预定的电容值可以用作指示流体18液位的阈值。比较结果识别了喷射腔体12中的流体18的液位以确定喷射腔体12是否充满流体18。

电容检测单元16的物理位置可以取决于打印头10而改变。电容检测单元16可以使用在晶体管组28和喷射构件14之间所附连的传感电路而定位在打印头10内部，如图2所示。例如，传感电路可以沿着电力供给线路20在每个高压侧开关后面被增加至打印头10以监测用于每个基元（primitive）的流体18的液位，所述电力供给线路20连接高压侧开关和喷嘴。传感电路可以被配置以使用来自电力供给线路20和喷射构件中14至少一个的电信号来传感与流体18的电容有关的电阻，所述流体18覆盖喷射构件14。例如，传感电路可以将电容转换成晶体管的门电压。电容到门电压的所述转换改变了晶体管的电阻。然后，晶体管电阻的改变可以被测量并关联回门电压以确定电容量。可选择地，电容检测单元16可以在打印头10之外。例如，电容检测单元16可以是外部的计算装置，如下面的图3所示。

根据示例，图3是图示出组件100（如打印头组件）的示意图。组件100包括带有电力供给线路20的电力供给22，所述电力供给线路20与打印头的多个部分（如部分32、34、36）连接。每个部分32、34、36均包括喷射腔体12、喷射构件14、腔体开口24和流体喷射沟槽26，类似于图1-2所描述的。电容检测单元16被联接到电力供给线路20，所述电力供给线路20连接到打印头10并且接收来自电力供给22的电力。每个部分32、34、36具有喷射构件14，所述喷射构件14通过电力供给线路20从电力供给22接收电力。如图3所示，相同的电力供给线路20可以被连接到所有的三个喷射构件14，每一个喷射构件14位于独立的喷射腔体12中且每个喷射腔体12被指定为单种颜色和/或相同的颜色。例如，图3的打印头10可以将单个的电力供给22与打印头10的三个部分32、34、36连接，每个部分具有一个喷射腔体12和一个喷射构件14，其可以每个打印不同的墨颜色，如蓝绿色、品红色和黄色。

参照图3，电容检测单元16在打印头10的外部。例如，电容检测单元16可以是在打印头10外部的计算装置。虽然图3图示了带有在打印头10之外的电容检测单元16的单个打印头10，但是三个部分32、34、36也可以在不同的打印头10（未示出）上，所述三个部分具有独立喷射腔体12，所述独立喷射腔体12被连接到一条电力供给线路20。如上面的图1-2所讨论的，电容检测单元16沿着电力供给线路20检测电容量；然而，当电力供给线路20被连接到打印头10的多个部分32、34、36（如多个喷射构件14）时（如图3所示），沿着连接到三个喷射构件14的电力供给线路20所测的电容被合并。例如，如果三个喷射腔体12中的一个未充满(如部分32的喷射腔体12)，那么沿着电力供给线路20所测的电容量会按比例减小。减小量的示例将包括：所测的电容量被减小了对于单条电力供给线路20的连接而言所降低的电容量的三分之一，例如在上面的示例中，被降低了的电容量与初始电容量相比减小15-40%。相似地，当有连接到单一电力供给线路20的多个打印头（未示出）时，电容量可以用相同的方法测量。

为了补偿被连接到多个喷射构件14（即部分32、34、36）的电力供给线路20，预定的电容值可以被调整以补偿多个喷射构件14。例如，电容检测单元16计算喷射构件14总数（在这种情况中是三个）的总电容。总电容可以通过电容检测单元16与预定的电容值比较以识别流体18的液位。与对于具有未充满的喷射腔体12的一个打印头预期降低量成比例的总电容量降低量将指示打印头的一个中的流体18的液位为低。可选择地，所测量的总电容量可以除以喷射构件14的总数。电容检测单元16可以将所除后的总电容量与预定的电容值比较以识别喷射腔体12中流体18的液位。

图2-3的组件还可以包括通知单元38，例如图3所示。通知单元38可以在打印头的外部或内部。通知单元38可以向用户或另一打印装置传输指示流体18的液位的声音、视觉和/或电子通知。当喷射腔体12中的流体18的液位是充满的且覆盖喷射构件14时，通知单元38可以指示流体18的液位是正常的。相反地，当喷射腔体12中的流体18液位未充满时，低流体的指示可以被传输。当喷射腔体12未充满时，通知单元38可以例如向远程的打印服务器传输指示检测到低墨液位的电信号。之后打印服务器可将检测出的低墨液位通知用户并阻止使用打印机直到用户采取行动，如更换墨供给。

图4是一种流程图，其图示出识别打印头10中的流体18的液位的方法400。在块42中，来自电力供给线路20和喷射构件14（如喷发电阻器）中至少一个的电信号被接收。当打印头10处于非喷发状态时电信号被接收。电信号可以在开始打印的请求之前和/或激发喷射构件14的请求之后被接收。例如，电信号在块44中被使用以确定所测的电容量。所测的电容量包括覆盖喷射构件14的流体18的电容。电容量可以被电容检测单元16（如打印头10外部的计算装置，如图3所示或打印头10上的电路（如图2所示））测量。在块46中，所测的电容量与预定的电容值比较。所述比较由电容检测单元16执行，并比较结果由所述比较中获得。预定的电容值是一个预定义值，其指示与打印头10相对应的具体电容值或电容值范围。预定的电容值可以与打印头10中的流体18液位相对应，以使所述比较可以确定打印头10的喷射腔体12中的流体18液位是否充满。比较结果被电容检测单元16使用以识别何时打印头10的喷射腔体12中的流体18的液位未充满喷射腔体12，如块48所示。例如，比较结果可以与电容值阈值比较以识别墨液位。

所述方法还包括从通知单元38传输声音、视觉和/或电子通知，其指示喷射腔体12中充满流体18（例如，墨）（即正常墨液位），或喷射腔体12中没有充满流体18（即低墨液位）。可以用多种组件100来使用所述方法，以使电力供给线路20被连接到至少一个喷射构件14，例如喷发电阻器。当电力供给线路20被连接到多个喷射构件14时，所测的电容量可以与被连接到电力供给线路20的喷射构件14总数的总电容量比较。所测的总电容量之后与预定的电容值做比较以识别流体18的液位，例如流体18的液位低和/或流体的液位正常。

本公开已经用其示例的非限制性详细说明而被描述而且并非旨在限制本公开的范围。应当理解，关于一个示例所描述的特征和/或操作可以与其他示例一起使用，并且不是所有的本公开示例都具有在特定附图中所图示的或关于示例中的一个所描述的所有特征和/或操作。对于本领域的人员将想到所描述示例的变形。更进一步地，术语“包括”、“具有”及其变化形式（当在本公开和/或权利要求中使用时）将意味着“包括但不必限于”。

需要注意的是，上述示例中的一些可以包括对于本公开可能并非关键的并且旨在示例的结构、动作或者结构和动作的细节。本文所描述的结构和动作是由执行相同功能的等同物可替代的，如本领域已知的，即使结构或动作不同。因此，本公开的范围仅仅由权利要求中使用的元件和限定而限制。

Claims (15)

1.一种识别打印头的流体的液位的方法，所述方法包括：

当打印头处于非喷发状态时从电力供给线路和喷射构件中的至少一个接收电信号；

使用所述电信号确定所测的电容值；

用电容检测单元将所测的电容值与预定的电容值比较以获得比较结果；以及

用电容检测单元基于所述比较结果识别打印头中的流体的液位。

2.如权利要求1所述的方法，还包括传输声音通知，所述声音通知指示打印头中的流体的液位。

3.如权利要求1所述的方法，还包括传输视觉通知，所述视觉通知指示打印头中的流体的液位。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

将电力供给线路连接到多个喷射构件；和

将所测的电容值除以连接到电力供给线路的多个喷射构件的总数。

5.一个组件，包括：

喷射腔体，所述喷射腔体用以容纳流体；

喷射构件，所述喷射构件设置在喷射腔体中以从电力供给线路选择性地接收预定量的电力并从喷射腔体喷射流体；以及

电容检测单元，所述电容检测单元连接到电力供给线路和喷射构件中的至少一个以从其检测电容值。

6.如权利要求5所述的组件，其中，喷射构件是电阻器。

7.如权利要求5所述的组件，其中，流体是墨。

8.如权利要求5所述的组件，其中，所述电容检测单元将所检测的电容值与预定的电容值比较以识别喷射腔体中的流体的液位。

9.如权利要求5所述的组件，其中，所述电容检测单元连接到电力供给线路。

10.如权利要求5所述的组件，其中，所述电容检测单元连接到喷射构件。

11.如权利要求5所述的组件，其中，所述电容检测单元所检测的电容值对应于喷射腔体中接触喷射构件的流体。

12.一种喷墨打印头组件，包括：

喷射腔体，所述喷射腔体用以容纳流体；

电阻器，所述电阻器设置在喷射腔体中以从喷射腔体喷射流体，所述电阻器具有与之相连的电力供给以选择性地向电阻器供给预定量的电力；以及

电容检测单元，所述电容检测单元联接到电力供给线路以在非喷发状态期间从所述电阻器检测电容值，将所检测的电容值与预定的电容值比较以获得比较结果，并基于所述比较结果识别喷射腔体中的流体的液位。

13.如权利要求12所述的喷墨打印头组件，其中，所述流体是墨。

14.如权利要求13所述的喷墨打印头组件，其中，电力供给线路是具有三态逻辑的输出线路。

15.如权利要求13所述的喷墨打印头组件，其中，所述电容检测单元包括在电力供给和电阻器之间被连接至电力供给线路的晶体管组。