CN108472954A - 用于喷墨打印机的墨水品质传感器和状态监测系统 - Google Patents
用于喷墨打印机的墨水品质传感器和状态监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108472954A CN108472954A CN201680080059.3A CN201680080059A CN108472954A CN 108472954 A CN108472954 A CN 108472954A CN 201680080059 A CN201680080059 A CN 201680080059A CN 108472954 A CN108472954 A CN 108472954A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ink
- sensor
- print head
- solvent
- printer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17566—Ink level or ink residue control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/195—Ink jet characterised by ink handling for monitoring ink quality
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17566—Ink level or ink residue control
- B41J2002/17579—Measuring electrical impedance for ink level indication
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Abstract
一种用于喷墨打印机的墨水品质系统包括墨水贮存器,所述墨水贮存器包括一体积的墨水。第一传感器安置在墨水贮存器中。第一传感器的至少一部分接触所述一体积的墨水。第二传感器安置在墨水贮存器中。第二传感器的至少一部分接触所述一体积的墨水。电子电路与第一传感器和第二传感器电通信,并且被构造成通过测量第一传感器与第二传感器之间的电阻来测量墨水的品质。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨打印,且更具体地涉及用于喷墨打印机(诸如连续喷墨打印机)的墨水品质传感器。本发明还涉及具有状态监测系统的连续喷墨打印机,所述状态监测系统包括用于各种打印机部件的多个传感器。
背景技术
在喷墨打印系统中,印痕由在喷嘴处生成并被朝向衬底推进的各个墨水液滴构成。存在两个主要系统:按需滴墨,其中根据需要且在需要时生成用于打印的墨滴;以及连续喷墨打印,其中连续地产生液滴并且只有选定的液滴才被导引向衬底,其他液滴被再循环到墨水供应。
连续喷墨打印机向打印头液滴生成器供应加压墨水,其中出自喷嘴的连续墨水流通过例如振荡压电元件被分裂为各个规则液滴。这些液滴被导引越过充电电极,在该处这些液滴被选择性地和单独地给予预定电荷,之后它们穿过跨越一对偏转板设置的横向电场。每个带电的液滴在撞击到衬底上之前通过该电场偏转取决于其电荷大小的量,而不带电的液滴在没有偏转的情况下继续前进并且被收集在沟槽(gutter)处,这些不带电的液滴从该处被再循环到墨水供应以便重新使用。带电的液滴绕过沟槽,并且在由液滴上的电荷和衬底相对于打印头的位置所确定的位置处撞击衬底。通常,使衬底沿一个方向相对于打印头运动,并且使液滴沿大体垂直于所述方向的方向偏转,不过偏转板可以相对于垂直以一倾角取向,以补偿衬底的速度(在液滴到达之间衬底相对于打印头的运动意味着一行液滴否则将不太垂直于衬底的运动方向延伸)。
在连续喷墨打印中,从包括潜在液滴位置的规则阵列的矩阵(matrix)打印出字符。每个矩阵包括多个列(行程),每一列由包括多个由施加到液滴的电荷所确定的潜在液滴位置(例如,七个)的行限定。因此,使每个可用液滴根据其在行程中的预期位置带电。如果将不使用特定液滴,则不使该液滴带电,并且其在沟槽处被捕获以便再循环。针对矩阵中的所有行程重复该循环,并且然后针对下一个字符矩阵再次开始该循环。
墨水在压力下通过墨水供应系统被递送到打印头,所述墨水供应系统通常被装纳在机箱(cabinet)的密封隔室内,所述机箱包括用于控制电路的单独隔室和用户接口面板。系统包括主泵,所述主泵经由过滤器从贮存器或箱中抽取墨水并在压力下将其递送到打印头。当墨水被消耗时,在必要时从可更换墨盒重新填充贮存器,所述墨盒通过供应导管可释放地连接到贮存器。墨水经由柔性递送导管从贮存器被馈送到打印头。由沟槽捕获的未使用的墨滴由泵经由返回导管被再循环到贮存器。每个导管中的墨水的流动大体由螺线管阀和/或其他类似部件控制。
当墨水循环通过系统时,由于溶剂蒸发,其存在变浓的趋势,具体地关于再循环墨水,所述再循环墨水在其位于喷嘴与沟槽之间的通道中暴露于空气。为补偿该趋势,根据需要从可更换墨盒向墨水添加“补给”溶剂以便将墨水粘性维持在期望的界限内。该溶剂也可被用于在清洗循环中冲洗打印头的部件,诸如喷嘴和沟槽。
墨盒和溶剂盒填充有预定量的流体,并且大体可释放地连接到墨水供应系统的贮存器,使得能够根据需要通过从盒抽取墨水和/或溶剂来间歇地加满贮存器。为确保使盒与供应导管正确配准,通常经由包括盒保持件的插接坞站将盒连接到墨水供应系统。当盒正确插接时,与盒的出口端口的流体连通得以确保。
从制造商的观点来看,喷墨打印机仅消耗正确的类型和品质的墨水(或溶剂)是重要的。如果使用容纳错误墨水的盒,则能够损害打印品质,并且在极端的情况下,可引起打印机失效。因此,已知在一些喷墨打印机中,提供具有携带关于盒内所容纳的流体的信息的外部机器可读标签(例如,条形码)的盒。在安装盒之前,使标签刷过与打印机的控制系统相关联的读取器,并且仅当打印机的控制系统已读取标签上的信息并验证墨水适合与打印机一起操作时才允许从盒抽取墨水或溶剂。
发明内容
本公开提供一种用于喷墨打印机的墨水品质系统。
在一个方面中,一种用于喷墨打印机的墨水品质系统包括墨水贮存器,所述墨水贮存器包括一体积的墨水。第一传感器安置在墨水贮存器中。第一传感器的至少一部分接触所述一体积的墨水。第二传感器安置在墨水贮存器中。第二传感器的至少一部分接触所述一体积的墨水。电子电路与第一传感器和第二传感器电气通信,并且被构造成通过测量第一传感器与第二传感器之间的电阻来测量墨水的品质。
在另一个方面中,一种测量喷墨打印机中的墨水的品质的方法包括:在喷墨打印机中提供一体积的墨水;提供与墨水电接触的第一传感器和第二传感器;以及向第一传感器提供电信号。处理第二传感器的输出以测量墨水的电阻,从而确定墨水的电阻率。
在另一个方面中,本发明提供一种状态监测系统,其包括多个传感器以便监测与打印头的操作和墨水供应系统的操作相关联的不同操作参数。连续喷墨打印机包括打印头以及用于向打印头供应墨水的墨水供应系统。墨水供应系统包括墨水贮存器;系统泵,其用于将墨水从墨水贮存器输送到打印头;墨水源;以及溶剂源。
在一个方面中,喷墨打印机或状态监测系统包括与打印头相关联的多个打印头传感器以检测和监测与打印头的操作相关联的多个不同操作参数。每个打印头传感器均被构造成生成指示由相应的打印头传感器检测到的所监测的打印头操作参数的电信号。另外,打印机或系统包括多个墨水供应传感器,所述墨水供应传感器与墨水供应系统相关联并且被构造成检测和监测与墨水供应系统的操作相关联的多个不同操作参数。每个墨水供应传感器均被构造成生成电信号,所述电信号指示与相应的墨水供应系统传感器相关联的监测的操作参数。
在另一个方面中,提供一种与每个打印头传感器电信号通信的打印头控制板,并且所述打印头控制板被构造成生成代表打印头的相应的监测的操作参数的数据。提供一种与每个墨水供应传感器电信号通信的墨水模块控制板,并且所述墨水模块控制板被构造成生成代表墨水供应系统的每个相应的监测的操作参数的数据。提供一种与打印头控制板和墨水模块控制板电信号通信的主控制板,其中,所述主控制板包括所存储的可编程指令以响应于从打印头控制板和墨水供应控制模块接收到的数据来生成输出,并且每个输出与打印头的监测参数或墨水供应系统的监测参数相关联。
在一个方面中,打印头传感器可包括例如加速度计、温度传感器、墨水累积传感器(或沟槽检测传感器)、相位传感器和EHT传感器。另外,可包括关于打印头和相关联的监测参数的其他传感器,如下文更详细地描述的那样。
在一个方面中,墨水供应传感器可包括检测和/或监测环境温度和/或环境湿度的传感器、气体传感器、墨水压力传感器、墨水和溶剂温度传感器、墨水液位传感器和溶剂传感器,以及墨水品质传感器。另外,可包括关于墨水供应系统和相关联的监测参数的其他传感器,如下文更详细地描述的那样。
在另一个方面中,由主控制板生成的输出可包括例如当监测参数落在设定阈值之外时的警告或警报、关于打印头或墨水供应部件的剩余可用寿命的信息、当前操作温度(诸如粘性)、剩余体积、墨水密度和下文更详细地描述的其他输出。
已通过总体介绍提供前述段落,并且这些段落不旨在限制以下权利要求的范围。将通过结合附图参考以下详细描述来最好地理解目前优选的实施例连同另外的优点。
附图说明
图1是示出喷墨打印机的实施例的部件的示意图。
图2是示出图1的喷墨打印机的示意图。
图3是示出墨水品质传感器的实施例的电气示意图。
图4A是粘度计的实施例的分解图。
图4B是示出图4A的粘度计的部分剖视图。
图5是维护模块的实施例的分解图。
图6A是图5的维护模块的印刷电路板的俯视透视图。
图6B是图6B的印刷电路板的仰视透视图。
图7是连续喷墨打印机的示意图,其中所述连续喷墨打印机具有包括多个传感器的状态监测系统。
具体实施方式
参考附图来描述本发明,在附图中,同样的附图标记指代同样的元件。通过以下详细描述更好地理解本发明的各种元件的关系和功能。然而,如下文所述的本发明的实施例仅以示例的方式,并且本发明不限于附图中图示的实施例。
本公开涉及一种用于测量喷墨打印机中的墨水品质的系统。所述系统测量墨水的电阻率以确定其是否处于可接受范围内,并且如果其落在可接受范围之外,则采取预定动作。本公开也涉及一种连续喷墨打印机,其具有用于各种打印机部件的多个传感器。
下文将讨论墨水品质系统的详情,但首先,提供喷墨打印机的实施例的概述是有帮助的,其中墨水品质系统可为该喷墨打印机的一部分。图1示意性地图示喷墨打印机1。喷墨打印机1包括墨水供应系统2、打印头3和控制器4。根据本发明的实施例,墨水供应系统2包括墨水存储系统5和维护模块6。在图1中,由实线箭头示意性地图示通过喷墨打印机的流体流动,并且由虚线箭头示意性地图示控制信号。维护模块6被构造成用于与喷墨打印机1可释放地接合,使得能够从喷墨打印机1容易地移除该模块以便维护或更换。因此,维护模块6是喷墨打印机的可移除模块。
维护模块6包括用于与流体盒可释放地接合的两个盒连接部。具体地,维护模块6包括墨盒连接部7,其用于与墨盒8可释放地接合;以及溶剂盒连接部9,其用于与溶剂盒10可释放地接合。维护模块6还包括用于与喷墨打印机可释放地接合的打印机连接部11。在使用中,维护模块6形成喷墨打印机1的一部分,并且将了解的是,在该背景中,在“用于与喷墨打印机可释放地接合”的表述中,术语“喷墨打印机”旨在意指喷墨打印机中除了维护模块6之外的那些部分。
打印机连接部11包括多个流体端口,每个流体端口布置成连接到喷墨打印机1内的流体通路以允许流体在维护模块6与喷墨打印机1的其他部分(诸如,墨水存储系统5和打印头3)之间流动。打印机连接部11还包括电连接器,所述电连接器布置成与喷墨打印机1上的对应连接器接合。
墨盒连接部7和溶剂盒连接部9中的每一个均包括流体连接器以便接合相应的墨盒8和溶剂盒10的出口,从而允许流体从盒8、10流入维护模块6中。墨水和溶剂能够经由打印机连接部11从维护模块6流动到墨水存储系统5。在操作中,来自墨盒8的墨水和来自溶剂盒10的溶剂能够在墨水存储系统5内混合,以便生成具有适合在打印中使用的期望粘性的打印墨水。该墨水被供应给打印头3,并且未使用的墨水从打印头3返回墨水存储系统5。维护模块6也能够操作以经由打印机连接部11向打印头3提供溶剂的流动以实现清洁目的。
喷墨打印机1由控制器4控制。控制器4从喷墨打印机1内的各种传感器接收信号,并且能够操作以向墨水供应系统2和打印头3提供适当的控制信号以控制墨水和溶剂通过喷墨打印机1的流动。控制器4可为本领域中已知的任何合适的装置,且通常至少包括处理器和存储器。
墨盒8可设有电子数据存储装置12,其存储关于所容纳的墨水的数据(例如,墨水的类型和量)。类似地,溶剂盒10可设有电子数据存储装置13,其存储关于所容纳的溶剂的数据(例如,溶剂的类型和量)。维护模块6包括电子数据存储装置14。电子数据存储装置14可存储识别数据(例如,识别代码)。电子数据存储装置14也可存储其他类型的数据,诸如关于维护模块6能够与之一起使用(或先前已与之一起使用)的墨水和/或溶剂的类型的识别数据、维护模块6或喷墨打印机1的型号、序列号、制造日期、截止日期、在服务中首次使用的日期、已在喷墨打印机1中使用维护模块6的小时数、服役寿命等等。可以以加密形式存储被存储在电子数据存储装置12、13、14中的任一者上的信息。这可防止对数据的任何篡改。电子数据存储装置14可包括安全数据,使得仅合适的或认出的维护模块6才能够与喷墨打印机1一起使用。电子数据存储装置14也可包括可写数据部分。喷墨打印机1可写入电子数据存储装置14以表明维护模块6已达到其服役寿命的终点,使得维护模块6不再能够被用于喷墨打印机1或任何其他打印机中。
控制器4布置成与电子数据存储装置12、13通信。与盒8、10的电子数据存储装置12、13的这种通信是经由维护模块6进行的。墨盒连接部7和溶剂盒连接部9中的每一者均包括布置成接触所接合的墨盒8或溶剂盒10上的对应触头的电触头。盒8、10上的所述对应触头允许经由维护模块6的打印机连接部11分别从数据存储装置12、13读取信息和/或将信息写入数据存储装置12、13。
例如,当首次使用墨水供应系统2时,读取来自电子数据存储装置12和/或电子数据存储装置13的数据以查明所使用的墨水和/或溶剂的类型。随后,当在打印机1内使用新的墨盒或溶剂盒时,可由控制器4检查存储在墨盒8和溶剂盒10的相应电子数据存储装置12、13上的数据,以确保相容性。以这种方式,当墨水供应系统2与具体类型的墨水一起使用时,控制器4确保仅在如存储于电子数据存储装置12、13上的与墨盒8和/或溶剂盒10相关联的数据指示相容性的情况下,打印机1才能够操作(即,确保允许墨水从墨盒8流动和/或允许溶剂从溶剂盒10流动)。
现将参考图2进一步详细地描述喷墨打印机1,且具体地墨水供应系统2。图2更详细地示意性地示出图1的喷墨打印机1的元件,且出于清晰性,已省略控制器4和相关联的信号。
在操作中,墨水在压力下从墨水供应系统2被递送到打印头3并且经由柔性管返回在本领域中被称为“脐带”导管15的物体内,其中所述柔性管与其他流体管和电线(未示出)捆绑在一起。墨水供应系统2位于通常安装在台上的机箱16中,并且打印头3安置在机箱16外侧。
墨水存储系统5包括用于存储墨水贮存器18的混合器箱(mixer tank)17以及用于存储溶剂贮存器20的溶剂箱19。混合器箱具有大体锥形的下部部分,墨水贮存器18安置在所述下部部分内。在实施例中,用于墨水品质系统的传感器安置在混合器箱17中,但其他位置是可能的,如将进一步描述的那样。
在操作中,由系统泵21从混合器箱17中的墨水贮存器18抽取墨水。必要时用来自可更换墨盒8和溶剂盒10的墨水和补给溶剂加满混合器箱17。经由维护模块6将墨水和溶剂从墨盒8和溶剂盒10转移到混合器箱17,如下文将进一步描述的那样。
将从以下描述理解的是,墨水供应系统2和打印头3包括同一通用类型的多个流动控制阀:双线圈螺线管操作的双向流动控制阀。每个阀的操作由控制器4管理。
从混合器箱17抽取的墨水首先由在系统泵21下游的第一(相对粗略的)过滤器22过滤,并且然后在压力下被选择性地递送到两个文丘里泵23、24和过滤模块25。过滤模块25包括第二、更精细的墨水过滤器26和流体阻尼器27。流体阻尼器27具有常规构型,并且去除由系统泵21的操作引起的压力脉动。墨水经由压力换能器29通过馈送管路28被供应至打印头3。
在打印头3处,来自馈送管路28的墨水经由第一流动控制阀31被供应至液滴生成器30。液滴生成器30包括:喷嘴32,加压墨水从所述喷嘴排出;以及压电振荡器(未示出),其以预定的频率和振幅在墨水流动中产生压力扰动,以便将墨水流分裂为具有规则大小和间距的液滴33。分裂点在喷嘴32下游,并且通常与充电电极34重合,在所述充电电极处,预定电荷被施加到每个液滴33。该电荷确定在液滴33经过一对偏转板35时液滴33的偏转程度,在该对偏转板之间维持大致恒定的电场。不带电的液滴大致不偏转地经过到达沟槽36,这些不带电的液滴从所述沟槽通过返回管路37经由第二流动控制阀38再循环到墨水供应系统2。带电的液滴被朝向运动经过打印头3的衬底(未示出)投射。每个液滴33撞击在衬底上的位置由液滴的偏转的量和衬底的运动速度确定。
为确保液滴生成器30的有效操作,可由加热器(未示出)将进入打印头3的墨水的温度维持在期望水平处,之后墨水传递到第一控制阀31。在从休止启动打印机的实例中,期望允许墨水通过喷嘴32渗流而不朝向沟槽36或衬底投射。在此类实例中,墨水从第一控制阀31流至喷嘴32并且然后经由渗流管路39返回第二控制阀38,在该处其联结返回管路37。墨水进入返回管路37的通行由第二流动控制阀38控制,不论其是渗流还是由沟槽36捕获的再循环的未使用的墨水。返回的墨水由文丘里泵23被抽回混合器箱17。
文丘里泵23、24具有已知的构型,并且利用伯努利原理,由此流动通过导管中的限制部(restriction)的流体在该限制部处增大成高速射流并产生低压区。如果在限制部处设置侧端口,则该低压能够被用于在连接到该侧端口的导管中抽入和夹带第二流体。在该实例中,加压墨水流动通过一对导管40、41,并且返回混合器箱17中的贮存器18。每个导管40、41均在文丘里限制部处设有侧端口42、43。墨水的流速的增大在侧端口42、43处产生抽吸压力,并且这用于分别通过返回管路37和供应管路44抽取返回的墨水和/或溶剂。
当墨水流动通过系统并接触混合器箱17中和打印头3处的空气时,其溶剂含量的一部分往往蒸发。因此,墨水供应系统2能够操作以根据需要供应补给溶剂,以便将墨水的粘性维持在适合使用的预先限定的范围内。
维护模块6包括主体45,所述主体限定多个流体导管(在图2中被示意性地示为管路46)。维护模块6还包括冲洗泵47和四个阀48、49、50、51,其布置成选择性地链接多个流体导管46中的两个或更多个以便形成通过主体45的一个或多个流体通路。冲洗泵47和阀48、49、50、51由控制器4通过经由打印机连接部11发送一个或多个控制信号来控制。使用适当的控制信号,能够以多种不同构型来安置维护模块6,以允许墨水或溶剂以多种不同模式流动通过喷墨打印机1,如现在所描述的那样。在下文中,应假设四个阀48、49、50、51中的每一个均是关闭的,除非另有其他陈述。
在操作中,能够根据需要向混合器箱17添加来自墨盒8的墨水和来自溶剂盒10的溶剂,以便生成具有适合打印的期望粘性的打印墨水。这种向混合器箱17添加墨水和/或溶剂使用文丘里泵24。
混合器箱17设有液位传感器(未示出),所述液位传感器能够操作以确定混合器箱17中墨水的液位并且向控制器4输出指示其的信号。在打印期间消耗墨水,且因此在正常操作期间混合器箱17中墨水的液位将随时间的推移下落。当混合器箱中墨水的液位下落到下阈值之下时,控制器4能够操作以控制墨水供应系统2以便向混合器箱17添加更多的墨水。使用合适的控制信号,由系统泵21从混合器箱17抽取墨水,并且墨水在压力下被递送到文丘里泵24以在侧端口43处产生抽吸压力。为向混合器箱17添加墨水,打开维护模块6中的阀50、51。在来自文丘里泵24的抽吸压力下沿供应管路44从墨盒8抽取墨水。墨水排放到混合器箱17中,从而使液位增加。当混合器箱17中的墨水的液位达到上阈值时,控制器4能够操作以停止向混合器箱17供应墨水。为实现该效果,停止至文丘里泵24的流动,并且关闭阀50、51。
在加满混合器箱17中墨水的液位的此类过程之后,控制器4向墨盒8上的数据存储装置12发送信号,所述信号指示已从盒8转移到混合器箱17的墨水的量。留在墨盒8中的墨水的量可存储在数据存储装置12上,并且可响应于来自控制器4的信号被更新。
如上文所解释的,当墨水流动通过系统并接触混合器箱17中和打印头3处的空气时,其溶剂含量的一部分往往蒸发。定期地,使用安置在混合器箱17中的粘度计52来确定混合器箱17内的墨水的粘性(或指示其的量)。
在压力下经由过滤模块25从系统泵21向粘度计52定期地供应墨水。墨水进入粘度计的流动由控制阀53控制。使用控制阀53,预定体积的墨水被供应至粘度计52内的室并且然后停止向粘度计供应墨水。墨水然后在重力下流出该室。墨水流出该室的速率取决于墨水的粘性,并且使用安置在该室内的不同水平处的多个电极监测。来自所述多个电极的信号由控制器4接收,所述控制器4能够操作以确定混合器箱17内的墨水的粘性是否在由下阈值和上阈值限定的期望操作范围内。在优选实施例中,用于墨水品质系统的传感器安置在粘度计52中,如下文将描述的,但其他位置也是可能的。
如果粘性高于上阈值,则从溶剂箱19中的溶剂贮存器20向混合器箱17添加溶剂,如现在所描述的。墨水从混合器箱17被抽取,并且在压力下被递送到文丘里泵24以在侧端口43处产生抽吸压力。为添加溶剂,打开维护模块6中的阀49、50。在来自文丘里泵24的抽吸压力下,溶剂沿管路62从溶剂贮存器20被抽至维护模块6,并且沿供应管路44返回混合器箱17。溶剂排放到混合器箱17内,从而降低贮存器18中墨水的粘性。
控制器4可基于墨水的所确定的粘性来确定向混合器箱17添加的溶剂的量。当已向混合器箱17添加了期望量的溶剂时,可停止至文丘里泵24的流动,并且关闭阀49、50。
一旦已向混合器箱17添加了溶剂,就可再次使用粘度计52来确定墨水的粘性。在添加溶剂与重新检查墨水的粘性之间可能存在时间延迟,以便允许溶剂与墨水混合。如果在重新检查混合器箱17中墨水的粘性时,粘性仍高于上阈值,则可从溶剂箱19中的溶剂贮存器20向混合器箱17添加更多的溶剂。可重复该过程直到达到混合器箱17中的墨水的期望粘性。
溶剂箱19设有液位传感器(未示出),所述液位传感器能够操作以确定溶剂箱19中溶剂的液位并且向控制器4输出指示其的信号。在打印机1的操作期间消耗溶剂,因为溶剂被添加至混合器箱17以调节贮存器18中的墨水的粘性。因此,溶剂箱19中溶剂贮存器20中的溶剂的液位随时间推移下落。
当溶剂箱19中溶剂的液位下落到下阈值之下时,控制器4能够操作以控制墨水供应系统2以便向溶剂箱19添加更多的溶剂。使用合适的控制信号,打开维护模块6中的阀48、49。通过维护模块6中的电冲洗泵47从溶剂盒10抽取溶剂,并且通过管路62向溶剂贮存器20供应溶剂。溶剂排放到溶剂贮存器20中,从而使液位增加。
当溶剂箱19中溶剂的液位达到上阈值时,控制器4能够操作以停止向溶剂箱19供应溶剂。为实现该效果,停止至冲洗泵47的流动,并且关闭阀48、49。
在加满溶剂箱19中溶剂的液位的此类过程之后,控制器4向溶剂盒10上的数据存储装置13发送信号,所述信号指示已从盒10转移到溶剂箱19的溶剂的量。留在溶剂盒10中的溶剂的量可存储在数据存储装置13上,并且可响应于来自控制器4的信号被更新。
从溶剂盒10提供的补给溶剂也被用于在适当的时间冲洗打印头3以保持其没有堵塞,如现在所描述的。墨水从混合器箱17被抽取,并且在压力下被递送到文丘里泵23以在侧端口42处产生抽吸压力。通过维护模块6中的电冲洗泵47从溶剂盒10抽取溶剂,并且经由过滤器55通过冲洗管路54向打印头3供应溶剂。从维护模块6到打印头3的溶剂的流动由第一控制阀31控制。
泄压阀56跨越冲洗泵47的入口和出口被连接,并且起作用以将过多压力泄放到冲洗泵56的抽吸侧。例如,泄压阀56可布置成维持冲洗泵47的下游的期望压力,例如2.5巴。
溶剂通过第一控制阀31流动到喷嘴32。在穿过喷嘴32并进入沟槽36之后,溶剂(连同来自打印头3的溶解的墨水)在抽吸压力下从文丘里泵23被抽入返回部32。溶剂和墨水排放到混合器箱17中。
如上文所解释的,使用文丘里泵24实现墨水和溶剂进入混合器箱17中的流动,这需要混合器箱17中的流体的最小量。如果混合器箱17中没有足够的流体用于文丘里泵24的操作(例如,在墨水供应系统2的第一次使用之前),则维护模块6中的冲洗泵47能够被用于通过向混合器箱17添加流体来填装混合器箱17。
为填装混合器箱17,使墨盒与溶剂盒连接部9接合。为向混合器箱17添加墨水,打开维护模块6中的阀48、50。通过维护模块6中的电冲洗泵47从墨盒(在溶剂盒连接部9中)抽取墨水,并且经由侧端口42通过供应管路44向混合器箱17供应墨水。一旦已向混合器箱17添加了足够量的墨水,就停止冲洗泵47并且关闭阀48、50。
在使用中,混合器箱17和溶剂箱19中的气氛能够变得被溶剂所饱和。冷凝器单元57设置在溶剂箱19的上部部分中。冷凝器单元57可例如包括珀尔帖型冷凝器。
通气管58设置在混合器箱17与溶剂箱19之间,以允许空气在其间流动。通气管58布置成使得其将墨水贮存器18上方的空间链接到溶剂贮存器20上方的空间。来自混合器箱17的满载溶剂的蒸气经由通气管58进入溶剂箱19。来自混合器箱17的空气比溶剂箱中的空气更暖(由于系统泵21的作用),且因此其经由通气管58上升到溶剂箱的顶部,在该处其进入冷凝器单元57。
当空气接触冷凝器单元57内的作用元件时,溶剂凝结并被冷却。冷凝液(溶剂)流入溶剂贮存器20。干燥空气(已从其去除溶剂)进入三通控制阀59的共同端口。能够使用控制阀59来控制通过系统的空气的流动,如现在所描述的那样。
来自冷凝器单元57的干燥空气可流动通过出口管路60,干燥空气经由所述出口管路被放至打印机机箱16内侧的空气空间。该空气流动路径可为控制阀59的默认构型。
替代性地,来自冷凝器单元57的干燥空气可通过管路61(所述管路61穿过脐带15)流动到打印头3。管路61在沟槽36附近在返回管路37处终止于打印头3中。真空压力沿返回管路37朝向第二控制阀38抽取放出的空气(连同进入沟槽36的任何墨水)。文丘里泵23的正常操作沿返回管路37抽取未使用的墨滴和放出的空气、通过脐带15并且返回侧端口42。未使用的墨水与放出的空气两者均被排放到混合器箱17中。
当控制阀59被用于引导来自冷凝器单元57的干燥空气通过管路61时,产生‘闭合’液压回路。未被冷凝器单元57回收的任何溶剂蒸气经由管路61、32返回转至混合器箱17,且因此使从喷墨打印机1损失的溶剂最小化。系统连续地再循环相同的空气,这防止(或至少最小化)环境空气的流入,否则环境空气将经由沟槽36进入(例如,如果控制阀59经由出口管路60将干燥空气从冷凝器单元57放至打印机机箱16内侧的空气空间)。对环境空气进入系统的这种阻止帮助防止经由沟槽36摄取氧气,这通过减少墨水氧化的可能性在长期促进改进的墨水性能。
现在转到墨水品质传感器的其他细节,打印机系统包括电阻率传感器以测量墨水的电阻率从而确定其品质。已知的是,随着墨水老化或劣化,电阻率上升(或换言之,电导率下降)。这可能例如由粘合剂或盐的氧化或其他化学反应引起,所述粘合剂或盐至少部分地提供墨水的电阻率。电导率常常由于用作导电剂的有机铬染料的氧化而下降。已发现的是,当电阻率超过2500欧姆.厘米(或等效地,当电导率低于400微西门子/厘米)时,打印品质将开始受到影响,这取决于用于墨水中的树脂的类型的栅格(raster)的类型。系统可提供,当电阻率高于2000欧姆.厘米时,其向操作者提供墨水的导电性正减弱的警告。
高电阻率能够负面地影响打印品质和沟槽传感器检测。其在一定程度上能够取决于树脂类型和树脂分子量。具有更高分子量的树脂的墨水往往更难断裂,和/或长的断尾(break-off tail)将更加敏感,其他均是相同的。由打印机打印的栅格的类型也可能对打印品质具有显著影响。例如,在给定的VideoJet商业墨水的情况下,使用单线和慢速打印栅格,高达3000欧姆.厘米的电阻率仍是可接受的。对于高速三线栅格而言,在大约3000欧姆.厘米处看到负面的打印影响。对于另一种往往更难断裂的Videojet墨水而言,在高速栅格和三线高字体的情况下在2500欧姆.厘米处看到打印品质影响。当电阻率在3000到4000欧姆.厘米范围中时,也看到沟槽传感器未一贯地检测沟槽中射流的存在。
期望将墨水保持在某一电阻率范围中,以便为液滴生成和偏转提供墨水的适当的电性质。如果电阻率在预定参数之外,则系统将向贮存器添加新鲜墨水,以使其达到期望的范围内。这可为迭代过程,使得在添加新鲜墨水之后,再次测量电阻率,并添加更多的墨水,直到电阻率下落到期望值之下。
图3中示出此类墨水品质传感器系统的实施例。系统100包括保持一体积的墨水的墨水贮存器102。至少两个传感器104、106设置在墨水贮存器中。也可存在其他传感器,诸如传感器108。第一传感器104和第二传感器106的至少一部分接触所述一体积的墨水。电子电路110与第一传感器和第二传感器电通信,并被构造成通过测量第一传感器与第二传感器之间的电阻来测量墨水的品质。能够从测得的电阻和传感器的构型以及它们之间的距离容易地确定墨水的电阻率,如在本领域中所已知的那样。
在图3中所示的实施例中,系统包括安置在贮存器102中的三个传感器104、106、108,这些传感器也被用于确定贮存器中的墨水液位。为了测量墨水的电阻,以预定的间隔暂停和隔离至传感器108的信号,原因在于传感器108不被用于测量电阻。使贮存器中的流体液位增加直到墨水达到已知且受控的液位。传感器104上的信号引起小电流112流动通过电阻(墨水)+电阻(R1)114;当墨水的电阻增加时,电流减小。电流112可为交流电。跨越R1的电压降与该电流成比例,并且通过放大器116、整流器118和电容器120被放大、整流和平滑。平滑的信号由第二放大器122放大,之后传递到模拟到数字转换器124,其中,由系统读取数字信号。
如先前所描述的那样,打印机包括粘度计52。粘度计52包括被用于测量粘度计室中的墨水液位的两个或更多个探头。粘度计室与混合箱17流体连通,并且在混合箱与粘度计之间提供墨水,如图2中所示。墨水品质传感器系统也能够在系统的混合箱17中。
图4A示出粘度计的分解图。粘度计包括主壳体130、顶部132、贮存器133、安置在贮存器133中的至少两个传感器134、136、阀隔膜138,和与打印机的控制器连接的电连接部140。图4B示出组装的粘度计的部分剖视图。贮存器的体积可在0.1 L与2 L之间。
打印机可包括维护模块,在2015年6月15日提交的未决的GB申请序列号UK专利申请No. 1510464.9中更详细地描述了所述维护模块,所述申请的内容通过引用并入本文。如下文将更详细地描述的那样,在一些实施例中,维护模块6还包括气体传感器87,其可以能够操作以确定机箱16内气体(诸如溶剂蒸气)的存在或水平。
图5示出维护模块6的实施例的分解图。维护模块6提供喷墨打印机1与墨盒8和溶剂盒10中的每一者之间的接口,从而允许流体从盒8、10中的每一者流动到墨水存储系统5,包括混合器箱17,并在控制器4与盒8、10中的每一者之间提供电链接。由于打印机连接部11提供与喷墨打印机的可释放接合,所以能够容易地从喷墨打印机1移除维护模块6以便维护或更换。一般地,此类维护或更换将以与流体盒8、10的更换的速率或打印机1的其他可更换部件的更换的速率不同的速率执行。这是有利的,因为在喷墨打印机1的操作期间,多个导管46中的一个或多个、阀48、49、50、51和冲洗泵47可变得被堵塞或损坏,或者气体传感器87可达到其可用寿命的终点。
维护模块6包括由上壳体部分71、下壳体部分72形成的壳体。装纳在壳体内,维护模块6包括印刷电路板73、主体45、泵47、泄压阀56、两个阀体74、75、两个隔膜针组件76、77,和流体销块78。
壳体的上部部分71提供墨盒接收部分和溶剂盒接收部分。壳体的上部部分71包括两个大体方形的孔口79和两个大体圆形的孔口80。壳体的上部部分71的前表面设有狭缝81。
两个隔膜针组件76、77中的每一个均提供流体连接器,以便接合流体盒的出口,从而允许流体从所接合的盒流至主体45的多个流体导管46中的一个(见图2)。
如图5到图6中更清楚地示出的,印刷电路板73在其上侧82上设有两个连接器83、84。两个连接器83、84可以是已知的类型,其具有一个或多个弹簧偏压的电触头。在一个实施例中,两个连接器83、84可包括标准三通电池连接器。印刷电路板73还设有沿印刷电路板73的一个边缘设置的卡边缘连接器85。卡边缘连接器85具有已知的结构,并且包括设置在印刷电路板73的表面上的多个导电条。
印刷电路板73在其下侧86上设有电子数据存储装置14、气体传感器87和三个连接器88、89、90。印刷电路板73在卡边缘连接器85与以下各者中的每一者之间设有电链接:连接器83、84,电子数据存储装置14,气体传感器87和连接器88、89、90。在使用中,这允许经由卡边缘连接器85在这些中的每一者与控制器4之间发送信号。
气体传感器87可以能够操作以确定壳体71、73内气体(诸如溶剂蒸气)的存在或水平。气体传感器87可以能够操作以向控制器4发送指示气体的存在或水平的信号。可连续地、间歇地或在请求时发送此类信号。在喷墨打印机1的附近溶剂蒸气的存在可指示故障(例如,其目的在于从打印机的内部空间移除溶剂蒸气的空气循环系统的泄漏或失效)。因而,当由控制器4接收到指示溶剂蒸气的存在或溶剂蒸气的大于预期浓度的信号时,控制器4可以以可听或可见的警报信号的形式输出警报信号。因此,期望的是在喷墨打印机的附近(例如,在打印机的机箱内)设置气体传感器。气体传感器能够随着时间的推移变得“中毒”,且因此通常具有有限的服役寿命,从而此后需要更换。在维护模块6中设置气体传感器87是特别有利的,因为维护模块能够容易更换(凭借其打印机连接部11)。气体传感器87可为催化气体传感器。合适的气体传感器包括NAP-50A催化气体传感器和NAP-56A催化气体传感器,这两种传感器均可从荷兰的Nemoto(欧洲)B.V.获得。
在使用中,维护模块6可安置在喷墨打印机1的机箱16的下部部分中。这对于机箱16内溶剂蒸气的检测特别有利,因为溶剂蒸气比空气密度大,且因此将趋于积聚在机箱16的下部部分中。
本打印机1具有空前数量的传感器,这些传感器设置在各种部件中以便测量打印机的各种参数。例如,可存在用于打印头、墨水系统、耗材和电子产品中的各种部件的各种传感器。作为示例,打印头传感器能够包括喷嘴传感器、相位传感器、偏转电极传感器和沟槽传感器。墨水系统传感器能够包括墨水泵传感器、墨水贮存器传感器和粘度计传感器。耗材传感器能够包括墨盒传感器和溶剂盒传感器。这些传感器提供关于与对应部件相关的参数的信息。来自各种部件的来自各种传感器的组合信息提供关于打印机中的各种系统的状态的大量信息,以允许用户(其可为打印机的操作者或远程服务提供者)诊断和预测打印机的潜在问题,诸如故障、警告或失效。
下文的表1中示出打印头参数的示例。打印头可包括喷嘴,其具有感测参数,诸如调制电压、调制电流、频率、温度、射流速度、实际速度、目标压力、温度补偿目标压力和实际压力;相位传感器参数,包括选定相位、相位变化率、轮廓(profile)和相位阈值;EHT参数,诸如电压、电流、脱扣值和脱扣的百分比%;沟槽参数,诸如累积量(build up)、自上次清洁以来的时间、警告液位设定和沟槽中墨水的存在。在未决PCT申请No. PCT/US2015/034161中公开了可选的沟槽传感器,所述申请的内容通过引用并入本文。其他感测参数包括加速度计传感器,诸如冲击或振动的取向和存在;打印头加热器参数,诸如设定温度、实际温度和驱动;打印头盖参数,诸如状态(打开或关闭)和自上次移除以来的时间;各种打印头阀的状态(打开、关闭和打开或关闭时间);喷嘴参数,诸如喷嘴大小、目标速度、序列号、制造日期、滴落频率、打印计数、运行时数和偏转的液滴。打印头可包括用于确定打印头的取向的加速度计。此类加速度计在本技术领域中是已知的,并且通常被设置例如在移动电话中。
下文表2中示出墨水系统感测参数的示例。墨水系统中的感测参数包括:墨水泵参数,诸如压力、速度、电流和泵运行时数;墨水贮存器参数,诸如墨水类型、墨水有效日期、流体液位(ml和/或%)、剩余的打印时数,和墨水槽温度;补给贮存器参数,诸如补给类型、有效日期、补给真空、流体液位(ml和/或%)、剩余的打印时数和补给槽温度;粘度计参数,诸如目标排空时间、实际排空时间、墨水密度、墨水粘性、墨水温度和填充时间;冷凝器参数,诸如状态(开或关)、温度、通气阀(开或关);空气泵速度;气体传感器的烟雾水平;过滤器/阻尼器模块参数,诸如墨水过滤器压降、序列号、制造日期、运行时数和更换日期;维护模块参数,诸如冲洗泵速度、冲洗泵电流、序列号、制造日期、运行时数、更换日期和用于各种维护模块阀的信息(打开、关闭,和打开或关闭时间)。
下文表3中示出耗材系统感测参数的示例。耗材系统中的感测参数包括:墨盒参数,诸如墨水类型、推荐的补给类型、序列号、制造日期、有效日期、盒大小、流体液位、运行流逝的时间、盒更换的时间、盒插入的次数、粘性系数、流体密度、调制算法数量和冷启动算法数量;补给盒参数,诸如补给类型、序列号、制造日期、有效日期、盒大小、流体液位、运行流逝的时间、盒更换的时间和插入的次数。
空气过滤器中的感测参数包括诸如上次更换日期、运行时数和更换日期的参数;主控制板参数,诸如时间和日期、电子温度、HV电压、HV电流和电子设备内的各种其他动力供应件的电压。其他感测参数包括打印机机箱的一部分内的湿度;打印机外侧的环境湿度和上述烟雾传感器。
对于包括可以以数千计量的多台工业打印机的网络而言,能够看出的是,存在能够获得的巨大量的数据,包括上述传感器数据、参数数据、故障和警告事件、其他事件和环境数据。所有这些数据组合在一起能够被视为历史数据。基于该历史数据,计算机系统或处理器能够确定数据之间(诸如,环境状态与故障数据之间)的相关性。例如,可以确定对于高温环境中的打印机,泵马达更可能过热,并且具有更短的服役寿命。这些相关性能够被用于确定待在打印机上执行的动作。
传感器数据能够被用于(潜在地与历史数据结合)预测潜在的失效或其他故障。下文表4中示出示例。例如,如果泵的速度随着时间的推移变化,则它可表明泵正在磨损并将在某点处失效。作为另一示例,跨越过滤器的增加的压降表明可能需要在过滤器上进行维修。因此,在失效发生之前在过滤器上执行预防性维修是明智的。作为另一示例,对于烟雾/气体传感器87,可以确定如果打印机中的气体含量(例如,诸如MEK的溶剂)超过预定值,则这表明:更有可能的是,打印机中存在溶剂泄漏并且需要执行维修。作为另一示例,如果加速度计指示非典型的振动或冲击,则其可指示用户掉落打印头或以其他方式滥用打印头,或者打印头被定位成使得振动等等能够不利地影响打印品质。能够看出的是,可从传感器数据推断出多种此类相关性,并且这些相关性可被用于提供待采取的多种警告或动作。
表4:工业打印机的示例预测故障。
传感器数据 | 潜在故障 |
沟槽累积量% | EHT脱扣或裁剪代码(clipping code) |
脱扣值的EHT % | 校准失误,非常脏的打印头 |
相位阈值 | 使墨带电问题 |
相位变化率 | 分裂不稳定 |
湿度 | 墨水的H2O污染,缺乏干燥空气套件 |
墨水电导率 | 墨水状态 |
墨水温度 | 减少冷却空气流动 |
粘性 | 墨水状态 |
粘度计填充时间 | 限制器堵塞 |
过滤器压降的最后机会 | 需要过滤器维修 |
墨水过滤器压降 | 需要过滤器维修 |
泵速度 | 泵磨损 |
泵驱动% | 泵磨损 |
电子设备温度相对环境温度 | 空气过滤器堵塞 |
头温度相对环境温度 | 头加热器失效 |
冲洗泵速度 | 冲洗泵磨损 |
空气泵速度 | 空气泵磨损 |
头振动/冲击 | 打印品质不良、正常运行时间低、消费者滥用 |
阀打开时间(v1-v8) | 缓慢/怠速阀/粘滞阀 |
烟雾水平 | 蒸气泄漏 |
自上次被移除以来的PH盖时间 | 正常运行时间低、缺乏打印头维修 |
错过的打印的数量 | 光电池被遮挡或被损坏 |
参考图7,示出连续喷墨打印机1,其包括包括多个传感器和多个控制器(也被称为控制板)的状态监测系统,以便监测打印机1的操作状态或参数。在该实施例中,除了主控制器4之外,打印头1或其状态监测系统还可包括两个本地控制器,包括打印头控制器202和墨水模块控制器210。
在一个方面中,状态监测系统包括多个打印头传感器201A、201B、201C、201D。虽然示出四个传感器,但这是以示例的方式提供的,因为打印头3可包括更多或更少的传感器。
传感器201A可以是检测和/或监测打印头3的取向的加速度计。例如,取决于生产线打印作业的具体应用,打印头3可取向在生产线上方或下方的垂直位置中,或取向在相对于生产线侧向偏移的水平位置中。在每种实例中,加速度计均可生成可指示打印头3或喷嘴32(图2)相对于原点的垂直位置或水平位置的信号,因此确定是否根据预设界限维持打印头1的位置。
另外地或替代性地,可将打印头1结合在打印操作中,其中打印头1相对于静止产品运动以便在产品上打印。加速度计201A可被构造成检测打印头1的加速度和/或减速度;和/或加速度计201A可被构造成检测打印头1的冲击或振动,例如当在改变运动的方向之前停止所述打印头1时。用于如上文所描述的那样使用的加速度计的示例为模型MMA 3451 Q,这是由Freescale Semiconductor(飞思卡尔半导体)制造和销售的三轴数字加速度计。
传感器201B、201C、201D可包括例如温度传感器、如上文所描述的沟槽累积量传感器,或相位传感器,或检测打印头3的操作参数的其他类型的传感器。
再次参考图7,打印头控制器202被设置为与传感器201A、201B、201C、201D电通信。在实施例中,打印头控制器202被支撑在打印头3的机架或壳体内,并且优选地被构造或编程为将从传感器201A、201B、201C、201D接收到的信号解译为串行数据包,以便经由装纳在脐带导管15(图1)中的串行通信线路传输到主控制器4。在来自传感器201A、201B、201C、201D的信号生成指示与打印头3相关联的操作参数的模拟信号的程度上,控制器202可被构造成将模拟信号转换为数字数据,所述数字数据被解译为串行数据包。
另外,墨水供应系统2可包括多个墨水供应传感器203、204、205、206、207、208、209。虽然示出五个传感器,但这以示例的方式提供,因为墨水供应系统2可包括更多或更少的传感器。如本领域技术人员所已知的,传感器203、204、205可为流体液位传感器,以分别检测溶剂盒10、墨盒8和混合器单元17内的流体液位。传感器206可为上文提及的气体传感器以便检测例如气体(诸如溶剂蒸气)。超过上阈值浓度的检测到的溶剂蒸气可指示流体管路、箱或盒中的蒸气泄漏。
传感器207可为安置在墨水存储系统5内的粘度计,或与混合器箱17的墨水18流体连通以检测和监测墨水贮存器的粘性。例如,传感器207可被构造成如上文关于粘度计52所描述的那样测量墨水可从传感器207的贮存器流出的速率。
传感器208可为上文参考图3所描述的墨水品质传感器系统100,以监测墨水的电阻率及对应地墨水18的品质。传感器209可为安装在机箱内的湿度传感器,墨水供应系统2的部件被维持在所述机箱内。在实施例中,机箱(未示出)可包括通气口,使得传感器209相对于机箱与环境空气流体连通,以检测打印机1操作所处的环境湿度。传感器209也可被构造成生成数字温度输出。此类传感器的示例是由Measurement Specialties™制造和销售的HTU21 D(F)传感器模型,其产生针对湿度和温度的数字输出。
再次参考图7,在实施例中,打印机1和状态监测系统可包括与墨水供应系统2的上文提及的传感器203、204、205、206、207、208、209信号通信的墨水模块控制器210。另外,墨水模块控制器210与主控制器4信号通信,以响应于从墨水供应传感器接收到的信号将数据传输到控制器4。
墨水模块控制器210被构造成将从传感器203到209接收到的信号打包成串行数据包,并传输指示所检测到的参数的数据。在来自传感器203到209的信号生成指示与打印头3相关联的操作参数的模拟信号的程度上,控制器202可被构造成将模拟信号转换为数字数据,所述数字数据被解译为串行数据包以便传输到主控制器4。
主控制器4被构造或编程为至少比较从打印头控制器202和墨水模块控制器210接收到的操作参数数据,所述数据代表检测到的操作状态。因此,主控制器4可包括存储器装置212,该存储器装置可为闪存存储器,其中存储可编程指令并且存储参数阈值以监测打印机1的一个或多个状态。
如本文中所使用的术语“控制器”或“控制板”意指根据如由指令指定的算术、逻辑、控制和输入/输出(I/O)操作实施计算机程序的可执行指令的电子电路。例如,主控制器4可被编程以表现为比例积分微分(PID)控制器以比较打印头3的检测到的加速度或减速度,并响应于高于或低于阈值的检测到的压差来传输信号。在这种情况下,检测到的上和下加速度/减速度阈值警报或警告可由控制器激活和/或显示在用户接口211的触摸屏上。
由主控制器4生成并在用户接口211上移位的输出可包括例如打印机部件的当前操作参数的字母数字指示、打印机部件的剩余可用寿命的字母数字指示、关于将关于打印机部件采取的补救动作的字母数字指示、关于部件的即将发生的失效的字母数字或可听警告,和根据监测打印机1及其部件的状态所需要的其他指示。
所描述和图示的实施例在性质上应被视为说明性的且不是限制性的,应理解仅示出和描述了优选实施例,并且落在如权利要求中所限定的本发明的范围内的所有变化和改型均期望得到保护。应当理解的是,虽然在描述中使用诸如“优选的”、“优选地”、“优选”或“更优选”的词语暗示这样描述的特征可能是期望的,然而它可能仍然不是必要的,并且缺乏此类特征的实施例可被构想为在如所附权利要求中限定的本发明的范围内。关于权利要求,预期的是当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一个部分”的词语以作为特征的开端时,除非在权利要求中明确地相对陈述,否则不旨在将权利要求限制于仅一个此类特征。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时,除非明确地相对陈述,否则该物项能够包括一部分和/或整个物项。
Claims (23)
1.一种用于喷墨打印机的墨水品质系统,包括:
墨水贮存器,其包括一体积的墨水;
第一传感器,其安置在所述墨水贮存器中,其中所述第一传感器的至少一部分接触所述一体积的墨水;
第二传感器,其安置在所述墨水贮存器中,其中所述第二传感器的至少一部分接触所述一体积的墨水;
电子电路,其与所述第一传感器和所述第二传感器电通信,并且被构造成通过测量所述第一传感器与所述第二传感器之间的墨水的电阻来测量所述墨水的品质。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述电子电路包括:
元件,其用于向所述第一传感器和所述第二传感器中的一者提供电信号;
放大器,其用于放大来自所述第一传感器和所述第二传感器中的另一者的电信号;以及
整流器,其与所述放大器的输出电通信。
3.根据权利要求2所述的系统,其中,所述电子电路还包括用于放大所述整流器的输出的第二放大器;以及用于提供数字信号的模拟到数字转换器。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一传感器和所述第二传感器也作用为用于所述墨水贮存器的流体液位传感器。
5.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一传感器和所述第二传感器安置在所述喷墨打印机的粘度计中。
6.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一传感器和所述第二传感器安置在所述喷墨打印机的混合箱中。
7.根据权利要求1所述的系统,其中,所述打印机是连续喷墨打印机。
8.根据权利要求1所述的系统,其中,所述墨水贮存器具有在0.1 L与2 L之间的体积。
9.一种测量喷墨打印机中墨水的品质的方法,所述方法包括:
在所述喷墨打印机中提供一体积的墨水;
提供与所述墨水电接触的第一传感器和第二传感器;
向所述第一传感器提供电信号;
处理所述第二传感器的输出以测量所述墨水的电阻,从而确定所述墨水的电阻率。
10.根据权利要求9所述的系统,还包括使用放大器放大来自所述第二传感器的电信号;以及整流所述放大器的输出。
11.根据权利要求10所述的系统,还包括放大所述整流器的输出;以及使用数字转换器以根据放大的信号提供数字信号。
12.根据权利要求9所述的方法,其中,如果所述墨水的电阻率大于预定值,则采取动作。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述电阻率的预定值是2500欧姆.厘米。
14.根据权利要求12所述的方法,其中,所述电阻率的预定值是3000欧姆.厘米。
15.根据权利要求12所述的方法,其中,所述预定值取决于墨水类型或打印的栅格。
16.根据权利要求12所述的方法,其中,所述动作包括发出警告。
17.根据权利要求12所述的方法,其中,所述动作包括从墨水容器向贮存器添加墨水。
18.根据权利要求9所述的方法,包括每小时至少1次测量所述墨水的电阻。
19.一种连续喷墨打印机,包括:
打印头,所述打印头包括:墨滴生成器,其具有用于将连续墨水流分裂为各个液滴的喷嘴;充电电极,其用于向所述液滴选择性地施加预定电荷;一对偏转板,其提供用于使带电的液滴偏转的电场;以及沟槽,其用于收集未偏转的液滴;
墨水供应系统,其用于向打印头供应墨水,所述墨水供应系统包括:
墨水贮存器;
系统泵,其用于将墨水从所述墨水贮存器输送到所述打印头;
墨水源,其与所述墨水贮存器流体连通;以及
溶剂源,其与所述墨水贮存器流体连通;
多个打印头传感器,其与所述打印头相关联以检测和监测与所述打印头的操作相关联的多个不同操作参数,并且每个打印头传感器均被构造成生成指示由相应打印头传感器检测到的监测的打印头操作参数的电信号;
多个墨水供应传感器,其与所述墨水供应系统相关联并且被构造成检测和监测与所述墨水供应系统的操作相关联的多个不同操作参数,并且每个墨水供应传感器均被构造成生成指示与相应的墨水供应系统传感器相关联的监测的操作参数的电信号,
打印头控制器,其与每个打印头传感器电信号通信,并且所述打印控制器被构造成生成表示所述打印头的相应监测的操作参数的数据;
墨水模块控制器,其与每个墨水供应传感器电信号通信,并且所述墨水模块控制器被构造成生成表示所述墨水供应系统的每个相应监测的操作参数的数据;
主控制板,其与所述打印头控制器和所述墨水模块控制器电信号通信,其中,所述主控制器包括所存储的可编程指令以响应于从所述打印头控制器和所述墨水供应控制器接收到的数据生成输出,并且每个输出均与所述打印头或所述墨水供应系统的监测的参数相关联。
20.根据权利要求19所述的打印机,其中,所述传感器被构造成提供墨水的电阻率的测量以确定墨水品质;以及提供墨水粘性的测量。
21.根据权利要求19所述的打印机,其中,所述打印头传感器中的一个包括加速度计。
22.根据权利要求19所述的打印机,其中,所述墨水供应传感器中的一个包括气体传感器。
23.根据权利要求19所述的打印机,其中,所述墨水供应传感器中的一个或所述打印头传感器中的一个包括湿度传感器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562259949P | 2015-11-25 | 2015-11-25 | |
US62/259,949 | 2015-11-25 | ||
PCT/US2016/062207 WO2017091406A1 (en) | 2015-11-25 | 2016-11-16 | Ink quality sensor and a condition monitoring system for an inkjet printer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108472954A true CN108472954A (zh) | 2018-08-31 |
Family
ID=58720163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680080059.3A Pending CN108472954A (zh) | 2015-11-25 | 2016-11-16 | 用于喷墨打印机的墨水品质传感器和状态监测系统 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170144448A1 (zh) |
CN (1) | CN108472954A (zh) |
WO (1) | WO2017091406A1 (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111376605A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 多佛欧洲有限责任公司 | 具有水保护的改进的喷墨打印头 |
CN113165390A (zh) * | 2018-12-03 | 2021-07-23 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 逻辑电路系统封装 |
CN113165387A (zh) * | 2018-12-12 | 2021-07-23 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 用于将外部打印流体供给与打印流体贮存器连接的接口 |
CN113276564A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-20 | 广东天剑数码科技有限公司 | 一种墨水补充系统和补充方法以及墨水管理系统 |
CN113316519A (zh) * | 2019-01-30 | 2021-08-27 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 传输和混合用于打印的墨 |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10953660B2 (en) * | 2016-12-27 | 2021-03-23 | Sicpa Holding Sa | Inkjet print head device and a method and system for detecting ink leakage |
BR112020011307A2 (pt) * | 2017-12-11 | 2020-11-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | detecção de concentrações de partículas fluidas |
JP6991864B2 (ja) * | 2018-01-10 | 2022-01-13 | キヤノン株式会社 | 液体吐出装置 |
JP7109926B2 (ja) * | 2018-01-25 | 2022-08-01 | キヤノン株式会社 | 記録装置 |
WO2020032966A1 (en) | 2018-08-10 | 2020-02-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Printing devices |
JP7110819B2 (ja) * | 2018-08-20 | 2022-08-02 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェット画像形成装置及びインクジェット画像形成装置の制御装置 |
WO2021080607A1 (en) | 2019-10-25 | 2021-04-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Logic circuitry package |
US11364716B2 (en) | 2018-12-03 | 2022-06-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Logic circuitry |
US10894423B2 (en) | 2018-12-03 | 2021-01-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Logic circuitry |
ES2886253T3 (es) | 2018-12-03 | 2021-12-16 | Hewlett Packard Development Co | Circuitos lógicos |
AU2019394682A1 (en) | 2018-12-03 | 2021-06-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Logic circuitry |
EP3687820B1 (en) | 2018-12-03 | 2022-03-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Logic circuitry |
KR20210087982A (ko) | 2018-12-03 | 2021-07-13 | 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. | 로직 회로 |
JP6995252B1 (ja) | 2018-12-03 | 2022-02-09 | ヒューレット-パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. | 論理回路 |
US11338586B2 (en) | 2018-12-03 | 2022-05-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Logic circuitry |
BR112021010044A2 (pt) | 2018-12-03 | 2021-08-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | circuitos lógicos |
US20230234351A1 (en) * | 2020-07-29 | 2023-07-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Maintenance of printing devices |
GB2598384B (en) * | 2020-08-29 | 2023-10-04 | Linx Printing Tech Limited | Ink jet printer and method of monitoring an ink jet printer |
GB2598385B (en) * | 2020-08-29 | 2023-09-06 | Linx Printing Tech Limited | Fault diagnosis in a continuous ink jet printer |
MX2023010580A (es) * | 2021-03-18 | 2023-09-20 | Lexmark Int Inc | Metodos y sistemas para prevenir selectivamente operacion de un componente. |
US11607890B2 (en) * | 2021-03-25 | 2023-03-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Print fluids refills |
US11748225B2 (en) * | 2021-03-29 | 2023-09-05 | International Business Machines Corporation | Dynamic interface intervention to improve sensor performance |
GB2605788A (en) * | 2021-04-12 | 2022-10-19 | Linx Printing Tech | Continuous inkjet printer |
GB2616448A (en) * | 2022-03-09 | 2023-09-13 | Domino Uk Ltd | Liquid contamination detection |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4435720A (en) * | 1981-05-21 | 1984-03-06 | Ricoh Company, Ltd. | Deflection control type ink jet printing apparatus |
CN1763564A (zh) * | 2005-11-24 | 2006-04-26 | 中国海洋石油总公司 | 用于高温高压环境的电阻率电导率传感器 |
CN101115624A (zh) * | 2004-12-17 | 2008-01-30 | 爱克发印艺公司 | 用于喷墨印刷的墨水更新系统 |
CN101598694A (zh) * | 2008-06-06 | 2009-12-09 | 米利波尔公司 | 用于测量超纯水的纯度的装置 |
US20100082271A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-01 | Mccann James D | Fluid level and concentration sensor |
CN101970236A (zh) * | 2007-10-12 | 2011-02-09 | 录象射流技术公司 | 墨水供应系统 |
CN202451148U (zh) * | 2011-12-31 | 2012-09-26 | 北京环鼎科技有限责任公司 | 井下地层流体分析仪 |
CN103029432A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 株式会社日立产机系统 | 喷墨记录装置 |
CN103264581A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-08-28 | 杭州杰特电子科技有限公司 | 白墨大字符喷码机搅拌及自动清洗系统 |
CN104428137A (zh) * | 2012-07-09 | 2015-03-18 | 马姆杰特科技有限公司 | 具有墨水输送系统与空气柔性室的打印机 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3898673A (en) * | 1972-05-15 | 1975-08-05 | Ibm | Phase control for ink jet printer |
JPS5820870Y2 (ja) * | 1977-07-28 | 1983-05-02 | 株式会社東芝 | 乾燥機 |
EP0071345B1 (en) * | 1981-07-23 | 1985-06-05 | American Can Company | Ink compositions and process for ink jet printing |
JPS61135748A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-23 | Ricoh Co Ltd | インクジエツト記録装置におけるインク粘度検出装置 |
US5526026A (en) * | 1994-03-17 | 1996-06-11 | Scitex Digital Printing, Inc. | Concentration control for a continuous ink jet printer utilizing resistivity |
US5929875A (en) * | 1996-07-24 | 1999-07-27 | Hewlett-Packard Company | Acoustic and ultrasonic monitoring of inkjet droplets |
DE19906826B4 (de) * | 1998-09-01 | 2005-01-27 | Hewlett-Packard Co. (N.D.Ges.D.Staates Delaware), Palo Alto | Auf Druck basierender Tintenpegeldetektor und Verfahren zum Erfassen eines Tintenpegels |
DE69937783T2 (de) * | 1998-12-14 | 2008-12-04 | Eastman Kodak Co. | Kurzschlusserkennung für Tintenstrahldruckkopf |
US6626513B2 (en) * | 2001-07-18 | 2003-09-30 | Lexmark International, Inc. | Ink detection circuit and sensor for an ink jet printer |
US7163283B2 (en) * | 2004-10-21 | 2007-01-16 | Eastman Kodak Company | Reuse of solvent startup/shutdown fluid for concentration control |
JP4623152B2 (ja) * | 2008-07-03 | 2011-02-02 | ブラザー工業株式会社 | 画像処理装置 |
US8523307B2 (en) * | 2008-10-14 | 2013-09-03 | Inktec Co., Ltd. | Printing system |
US8173215B2 (en) * | 2009-05-29 | 2012-05-08 | Eastman Kodak Company | Continuous ink jet ink compositions |
WO2015047293A1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Printhead with separate address generator for ink level sensors |
-
2016
- 2016-11-16 CN CN201680080059.3A patent/CN108472954A/zh active Pending
- 2016-11-16 US US15/352,955 patent/US20170144448A1/en not_active Abandoned
- 2016-11-16 WO PCT/US2016/062207 patent/WO2017091406A1/en active Application Filing
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4435720A (en) * | 1981-05-21 | 1984-03-06 | Ricoh Company, Ltd. | Deflection control type ink jet printing apparatus |
CN101115624A (zh) * | 2004-12-17 | 2008-01-30 | 爱克发印艺公司 | 用于喷墨印刷的墨水更新系统 |
CN1763564A (zh) * | 2005-11-24 | 2006-04-26 | 中国海洋石油总公司 | 用于高温高压环境的电阻率电导率传感器 |
CN101970236A (zh) * | 2007-10-12 | 2011-02-09 | 录象射流技术公司 | 墨水供应系统 |
CN101598694A (zh) * | 2008-06-06 | 2009-12-09 | 米利波尔公司 | 用于测量超纯水的纯度的装置 |
US20100082271A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-01 | Mccann James D | Fluid level and concentration sensor |
CN103029432A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 株式会社日立产机系统 | 喷墨记录装置 |
CN202451148U (zh) * | 2011-12-31 | 2012-09-26 | 北京环鼎科技有限责任公司 | 井下地层流体分析仪 |
CN104428137A (zh) * | 2012-07-09 | 2015-03-18 | 马姆杰特科技有限公司 | 具有墨水输送系统与空气柔性室的打印机 |
CN103264581A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-08-28 | 杭州杰特电子科技有限公司 | 白墨大字符喷码机搅拌及自动清洗系统 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113165390A (zh) * | 2018-12-03 | 2021-07-23 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 逻辑电路系统封装 |
US11511546B2 (en) | 2018-12-03 | 2022-11-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Logic circuitry package |
CN113165387A (zh) * | 2018-12-12 | 2021-07-23 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 用于将外部打印流体供给与打印流体贮存器连接的接口 |
US11724510B2 (en) | 2018-12-12 | 2023-08-15 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Interfaces to connect external print fluid supplies with print fluid reservoirs |
CN111376605A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 多佛欧洲有限责任公司 | 具有水保护的改进的喷墨打印头 |
CN111376605B (zh) * | 2018-12-28 | 2023-11-24 | 多佛欧洲有限责任公司 | 具有水保护的改进的喷墨打印头 |
CN113316519A (zh) * | 2019-01-30 | 2021-08-27 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 传输和混合用于打印的墨 |
US11453218B2 (en) | 2019-01-30 | 2022-09-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Transferring and mixing inks for printing |
CN113316519B (zh) * | 2019-01-30 | 2022-10-14 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 传输和混合用于打印的墨的方法和系统 |
US11685160B2 (en) | 2019-01-30 | 2023-06-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Transferring and mixing inks for printing |
CN113276564A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-20 | 广东天剑数码科技有限公司 | 一种墨水补充系统和补充方法以及墨水管理系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017091406A1 (en) | 2017-06-01 |
US20170144448A1 (en) | 2017-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108472954A (zh) | 用于喷墨打印机的墨水品质传感器和状态监测系统 | |
CN109414935B (zh) | 打印 | |
EP3307542B1 (en) | Module for ink jet printer | |
CN102753351B (zh) | 连续喷墨打印机的流体回路中的测量系统、相关的流体回路和设计为执行所述测量系统的模块 | |
CN101990500A (zh) | 喷墨打印机 | |
CN103057275B (zh) | 用于储存并输送液体的容器及连续喷墨打印机 | |
CN107921798B (zh) | 用于连续喷墨打印的设备以及用于连续喷墨打印机的过滤单元 | |
CN101977774B (zh) | 喷墨打印机 | |
CN102770274A (zh) | 用于确定连续喷墨印刷机的耗材流体中的自治的系统 | |
US20180194150A1 (en) | Hygienic printer cabinet | |
CN111511561B (zh) | 液体消耗系统和递送系统 | |
CN107042696A (zh) | 过滤器单元以及液体喷射装置 | |
US10543694B2 (en) | Method and device for cleaning and protecting a hydraulic connection | |
US7066585B2 (en) | Liquid ejecting apparatus, tank for evacuating liquid of liquid ejecting apparatus and method of evacuating liquid of liquid ejecting apparatus | |
EP2217446B1 (en) | Ink jet printer | |
JP2017140738A (ja) | 液体補充キット及び液体噴射装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180831 |