CN109070617A - 用于检测液位的打印装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种示例打印墨盒，包括：流体容器；多个电容器板，用于检测流体容器中的流体，电容器板中的每个与相应的液位相关联；以及移位寄存器，用于从多个电容器板捕获液位信息。

Description

用于检测液位的打印装置和方法
背景技术
喷墨打印设备包括具有多个喷嘴的打印头。喷嘴被用于将流体(例如，墨水)喷射到衬底上以形成图像。喷嘴通常被布置成包括至少一个列或阵列，使得当打印头和衬底相对于彼此移动时，来自喷嘴的流体的适当地排序的喷射可以使得字符、符号和/或其他图形或者图像被打印在衬底上。一些打印头包括集成液位(fluid level)传感器，以感测打印头中的液位。例如，已知的打印墨盒可以使用电极以通过测量电极上的流体的电阻来确定液位。
附图说明
图1图示了可以被用于实现在本文中公开的示例的示例流体喷射系统的示意图。
图2图示了可以与图1的示例流体喷射系统一起使用以实现在本文中公开的示例的示例打印墨盒的示意图。
图3图示了可以被用于实现在本文中公开的示例的另一个示例打印墨盒的示意图。
图4图示了根据本主题的示例实现的具有与电接口通信的移位寄存器的感测管芯的示意图。
图5图示了根据本主题的示例实现的感测管芯的感测触发器中的电连接。
图6图示了根据本主题的示例实现的示例感测序列。
图7是表示可以被执行以实现图1-4和/或5的示例打印墨盒的示例过程的示例流程图。
图8是构造成执行机器可读指令以实现图7的过程和/或图1-4和/或5的示例打印墨盒的示例处理平台的框图。
附图未按比例。在可能的情况下，将贯穿(一个或多个)附图以及随附的书面描述使用相同参考编号来指代相同或者相似的部分。
具体实施方式
打印墨盒可以包括电触点和流体容器。在一些示例中，打印墨盒通过打印机的托架支架与至少一个打印头对接来促进打印。在一些示例中，打印墨盒可以包括一起容纳在可替换设备(诸如集成打印墨盒)中的至少一个打印头。
流体容器可以存储一种颜色的墨水。此外，多个流体容器可以各自存储不同颜色的墨水。在其他示例中，诸如当被使用在3D打印中时，流体容器可以存储熔剂或者细化剂(例如，水)。打印墨盒可以被移除、替换和/或重新填充。电触点将电信号传送到控制器和从控制器传送电信号，例如，以控制打印头中的液滴发生器以通过喷嘴喷射液滴和进行液位测量。一些已知的打印墨盒利用硅管芯作为感测设备来进行液位测量。然而，在许多情况下，硅是相对昂贵的。
控制器可以控制打印头以从喷嘴喷射液滴，例如，通过定义在打印介质上形成字符、符号和/或其他图形或者图像的喷射的液滴的图案。喷射的液滴的图案可以通过来自数据源的打印作业命令和/或命令参数确定。
在本主题的一些示例实现中，打印墨盒包括电接口(例如，打印机专用集成电路(ASIC))，以基于来自被集成在感测管芯/衬底上的移位寄存器的值来确定流体容器中的液位。
可以出于多个原因来确定流体容器中的可用的液位——例如，为了确定用于墨盒的替换的适当的时间和避免墨盒的过早替换。在本主题的一些示例实现中，移位寄存器包括一系列感测触发器，所述感测触发器被耦合到嵌入感测管芯/衬底中的电容器板。由感测触发器存储的值基于流体容器的内含物来变化。流体容器的内含物可以全部是墨水(例如，填充的墨水容器)、墨水和空气(例如，部分填充的墨水容器)、仅空气(例如，空墨水容器)或者试剂(例如，3D打印剂)。因此，感测触发器中的每个的值随着流体容器中的液位改变并且提供流体容器中的液位的指示。
感测管芯/衬底利用移位寄存器来捕获和传送流体容器内的液位测量值。移位寄存器在上电时捕获液位值，并且然后液位值从感测管芯被“移走”至电接口。因此，移位寄存器利用相对小的管芯面积和少的相互连接。例如，移位寄存器的示例实现可以包括两根供应线、时钟和移出(例如，感测)线。然而，不具有时钟、移出线或者两者的其他实现也是可能的。
当在移位寄存器处接收到打印机液位请求时(例如，从电接口)，电容器板中的每个检测其是否接近于流体容器中的流体并且与相应的电容器板相关联的感测触发器基于是否检测到流体来存储值。一旦感测触发器稳定时(例如，在设置时段之后)，由移位寄存器存储的值(例如，由多个感测触发器存储的液位值)被“移出”到电接口，所述电接口将移位寄存器值(例如，液位值)转换为液位测量值(例如，填充了30％)。液位测量值的粒度取决于包括在移位寄存器中的电容器板和感测触发器的数量。
本主题描述了包括移位寄存器的液位感测装置和方法。本主题的液位感测装置和方法减少与流体容器集成的液位感测装置的大小，从而节省成本。本主题的液位感测装置和方法还促进减少硅面积和成本的简单的通信协议。此外，本主题描述使用电容器板来感测流体容器中的液位。电容器板被嵌入在感测管芯中，并且减少(以及在一些情况下甚至避免)电容器板与流体之间的物理接触，从而减少由于与流体和/或液位感测装置的物理接触和/或修改流体和/或液位感测装置的性质而导致液位感测装置的腐蚀的可能性。
根据本主题的示例实现，电接口经由嵌入在感测管芯中的移位寄存器来获取液位信息。当移位寄存器通电时，液位信息被锁存到移位寄存器中。锁存的液位信息在线(例如，shift_out线或者感测线)上被移出到电接口。时钟信号由电接口提供给移位寄存器以移出液位信息。
移位寄存器上的电路促进与待检测的液位一样多的感测触发器。例如，移位寄存器可以包括100个感测触发器来以百分之一的增量提供液位测量值，可以包括20个感测触发器来以百分之五的增量提供液位测量值等。每个感测触发器与电容器板相关联，所述电容器板将感测触发器的锁存器连接到流体容器中的位置，使得如果液位相对于流体容器处于电容器板的高度处或高于电容器板的高度，则电容器板感测流体容器中的流体。
当移位寄存器上电时(例如，经由由电接口提供的电压供应线)，感测触发器中的每个存储指示是否经由相关联的电容器板检测到流体的值。根据本主题的示例实现，感测触发器被设计使得当电容器板感测到(例如，检测到)流体容器中的流体时感测触发器存储第一值(例如，逻辑低值、“假”值、“0”值等)，并且当电容器板未感测到流体时存储第二值(例如，逻辑高值、“真”值、“1”值等)。在其他示例实现中，感测触发器可以被设计使得当电容器板感测到流体容器中的流体时感测触发器存储逻辑高值，并且当电容器板未感测到流体时存储逻辑低值。
根据本主题的示例实现，一旦移位寄存器上电，液位感测装置和方法就实现设置时段以确保存储在感测触发器中的液位值是稳定的。设置时段的持续时间可以经由经验测试或者模拟来确定。在设置时段到期之后，移位寄存器响应于指令以将液位值“移出”到电接口用于转换。例如，电接口可以将逻辑高值的计数映射到液位测量值(例如，填充的百分比)。根据本主题的示例实现，一旦确定了液位测量值，液位感测装置就将移位寄存器断电。
以下详细描述参考附图。在可能的情况下，在附图和以下描述中使用相同参考编号来指代相同或者类似部分。虽然在描述中描述了若干示例，但是修改、适配和其他实现是可能的。因此，以下详细描述不限制公开的示例。代之以，公开的示例的适当的范围可以由随附的权利要求限定。
图1是可以被用于实现本公开的教导的示例打印系统100的框图。图1的示例打印系统100包括示例打印机105、示例托架支架110和示例打印墨盒135。在示例实现中，打印机105是喷墨打印机(例如，热喷墨打印机、压电喷墨打印机、连续喷墨打印机等)。在一些示例中，打印机105是用于打印三维对象的3D打印机。
图1的示例打印机105包括至少一个托架支架110，以接收和更换至少一个对应的打印墨盒135。托架支架110被布置成经由流体供应120在打印墨盒135与打印头115之间建立流体接口。图1的示例打印机105包括四个托架支架110。然而，其他实现可以使用任何其他数量的托架支架110。在示例实现中，打印头115是页宽阵列打印头。然而，其他类型的打印头(诸如扫描打印头)可以单独或与前述打印头组合使用。在打印操作期间，衬底160(例如，纸)在打印头115下方延伸。在一些示例中，打印机105可以在衬底160上移动托架支架110。
在示例实现中，打印机105配备有包括存储器130的控制器125。控制器125可以从存储器130取回和执行可执行代码。例如，控制器125可以执行可执行代码以使得电力供应单元向示例打印头115提供电力。存储器130可以包括多种信息，诸如打印机105的标识符、可以与打印机105一起使用的打印墨盒135的标识符、校准数据、错误信息等。
图1的示例打印墨盒135包括流体容器140、存储器芯片145和电接口150。托架支架110被布置成通过流体供应120将流体容器140连接到打印头115。在示例实现中，每个打印墨盒135可以包括相应的流体容器140中的不同的流体。例如，如果打印机105是喷墨打印机，则每个流体容器140中的流体可以包括具体颜色(例如，青色、品红色、黄色、黑色和/或灰色等)的墨水。在另一示例中，如果打印机105是3D打印机，则每个流体容器140中的流体可以是诸如熔剂或者细化剂(例如，水)的试剂。图1的打印墨盒135被布置成相对于对应的托架支架110更换。
打印墨盒135的存储器芯片145可以包括多种信息，诸如打印墨盒135的类型的标识符、包含在流体容器140中的流体的种类的标识、校准数据、错误信息和/或其他数据。在一些示例中，存储器芯片145包括指示相应的打印墨盒135何时应当接收维护的信息。在一些示例中，打印机105可以基于包含在存储器芯片145中的信息来采取适当的动作，诸如改变打印例程以维持图像质量。
在示例实现中，控制器125可以从(一个或多个)电接口150取回数据。例如，控制器125可以请求(一个或多个)电接口150提供墨盒特性，诸如产品特性、流体量特性、流体类型特性等。
在一些示例中，打印墨盒135可以包括集成打印头。例如，打印头115、流体供应120和流体容器140可以一起容纳在可替换设备(诸如集成打印墨盒)中。
为了进行液位测量，为打印墨盒135提供示例感测管芯155。示例感测管芯155包括移位寄存器和多个电容器板以捕获流体容器140内的液位并且传送液位(例如，向控制器125传送液位)。示例感测管芯155促进在感测管芯155的上电时感测液位信息。例如，在上电时，电容器板可以检测流体(例如，墨水)是否存在于与相应的电容器板相关联的水平处并且移位寄存器可以锁存对应的值。移位寄存器然后将液位信息传输(例如，“移出”)到电接口150和/或控制器125。
图2是可以与图1的示例打印系统100一起使用的示例打印墨盒135的框图。在该示例中，打印墨盒135包括示例流体容器140、示例电接口150、示例流体接口205、210和包括多个感测元件215的示例感测管芯155。在一些实现中，感测元件215包括用于存储值的感测触发器和用于检测流体(例如，墨水)是否存在于液位处的电容器板。
示例流体接口205、210与打印机105(图1)建立流体连接。例如，第一流体接口205可以是密封环(例如，插座)，用于接收从托架支架110(图1)延伸的流体笔。在示例实现中，第一流体接口205可以将打印流体(诸如墨水)从流体容器140引导到托架支架110。在打印操作期间，打印系统100通过经由第一流体接口205从墨水容器140取回第一流体(例如，打印流体)来打印。
第二流体接口210可以促进向流体容器140和从流体容器140输送气体(诸如空气)，例如，以实现流体容器140内的压力控制。气体可以是环境空气。在示例实现中，第二流体接口210可以被连接到位于流体容器140内的压力袋。
为了进行液位测量，打印墨盒135包括示例感测管芯155。在图示的示例中，感测管芯155由硅制成并且从流体容器140的顶部到底部与流体容器140接触。示例感测管芯155包括多个感测元件215，以感测流体容器140内的液位并且将液位传送到例如图1的控制器125。示例感测元件215在感测管芯155的上电时捕获液位信息。例如，感测元件215中的每个当未检测到流体时可以存储第一值(例如，逻辑高值)，并且当在流体容器140中检测到流体时可以存储第二值(例如，逻辑低值)。感测元件215然后将液位信息传输(例如，“移出”)到电接口150，所述电接口150然后可以将液位信息提供给控制器125。在一些示例中，电接口150可以在将信息传输给控制器125之前处理液位信息。例如，电接口150可以基于由感测元件215提供的液位信息来生成信号。电接口150可以经由通过托架支架110与打印机105建立的电连接将信号传送给控制器125。
包括在感测管芯155中的感测元件215的数量基于液位测量的期望粒度来变化。例如，一百个感测元件215可以位于感测管芯155中，使得每个感测元件215对应于百分之一流体填充的增量。然而，其他实现可以使用任何其他数量的感测元件215。
图3是可以与图1的示例打印系统100一起使用的另一个示例打印墨盒300的框图。在该示例中，打印墨盒300是包括流体容器140和示例打印头305的集成打印墨盒。示例打印墨盒300还包括示例柔性电缆310、示例导电板315、示例喷嘴320、示例存储器芯片145和包括多个感测元件215的图1和/或2的示例感测管芯155。示例柔性电缆310被耦合到打印墨盒300的侧面并且包括耦合示例存储器芯片145、示例打印头305、示例导电板315和示例感测管芯155的迹线。
在操作中，示例打印墨盒300可以被安装在例如图1的示例打印机105的托架支架110中。当示例打印墨盒300被安装在托架支架110内时，示例导电板315被压靠在托架支架110中的对应的电触点上以使得示例打印机105能够与打印墨盒300的电功能通信和/或控制打印墨盒300的电功能。例如，示例导电板315使得打印机105能够对示例存储器芯片145访问和/或写入。
图示的示例的存储器芯片145可以包括多种信息，诸如打印墨盒的类型的标识符、包含在流体容器中的流体的种类的标识、校准数据、错误信息和/或其他数据。在一些示例中，存储器芯片145包括指示打印墨盒300何时应当接收维护的信息。在一些示例中，打印机105可以基于包含在存储器芯片145中的信息来采取适当的动作，诸如改变打印例程以维持图像质量。
为了进行液位测量，打印墨盒300包括示例感测管芯155。示例感测管芯155包括多个感测元件215，以感测流体容器140内的液位并且传送液位(例如，传送到控制器125)。示例感测元件215在感测管芯155的上电时捕获液位信息。例如，感测元件215中的每个可以包括触发器，以当在流体容器140中在与感测元件215相关联的水平处检测到流体时存储第一值(例如，逻辑低值)，并且可以当未检测到流体时存储第二值(例如，逻辑高值)。在示例实现中，感测元件215同时(例如，在相同时间或者在基本上接近相同时间)检测并且存储液位值。感测元件215然后经由柔性电缆310将液位信息传输(例如，“移出”)到控制器125。
图4是根据本主题的示例实现的图1、2和/或3的感测管芯155的示例实现的框图。在示例实现中，感测管芯155与流体容器140接触并且与电接口150通信。在图示的示例中，流体容器140包括示例空空间部分405和示例流体填充部分410。贮存器地415被提供给流体容器140。
示例感测管芯155包括四个感测元件215a、215b、215c、215d。感测元件(统称为感测元件215)包括感测翻转422和电容器板425。感测触发器(统称为感测触发器422)实现示例移位寄存器420(例如，串行输入和串行输出移位寄存器)。例如，每个感测触发器422的输出被串联连接到下一个感测触发器422的输入(例如，第四感测触发器422d的输出Q线被连接到第三感测触发器422c的输入D线)。感测元件215经由对应的电容器板425a、425b、425c、425d被电连接到流体容器140。当检测到流体容器140中的流体(例如，墨水)时，电容器板(统称为电容器板425)电容性地完成电路。感测管芯155还提供了公共地430。
感测触发器422存储表示流体是否被对应的电容器板425检测到还是未被对应的电容器板425检测到的值。在图示的示例中，当对应的电容器板425接近于流体容器140中的流体时(例如，位于流体填充部分410中的示例电容器板425c、425d)，感测触发器422存储第一值(例如，逻辑低值)，因为感测触发器422经由流体填充部分410中的流体被连接到地415。在其中电容器板425接近于流体容器140中的流体的这样的情况中，在电容器板425处检测到的附加电容(例如，由于流体)减缓了对应的感测触发器422处的电压的上升，从而导致感测触发器422存储逻辑低值。由于对应的感测触发器422处的电压的相对较快的上升，因此当对应的电容器板425不接近于流体容器140中的流体时(例如，位于空空间部分405中的示例电容器板425a、425b)，图4的图示的示例的感测触发器422存储第二值(例如，逻辑高值)。
在图示的实现中，感测管芯155对来自电接口150的查询(例如，对感测液位的请求)回复。示例电接口150向感测管芯155和/或移位寄存器420提供电力并且处理由移位寄存器420传输的液位信息。电接口150与感测管芯155电通信。在图示的示例中，电接口150向感测管芯155提供电压供应线435。在一些实现中，电压供应线435可以被提供给感测触发器422。当请求液位测量时，示例电接口150向感测管芯155提供电力。当来自移位寄存器420的液位测量值被接收时，示例电接口150禁止向感测管芯155供电。在示例实现中，每个感测触发器422存储指示当电压经由电压供应线435被提供给感测管芯155时是否由对应的电容器板425检测到流体的值。例如，感测触发器422同时(例如，在相同时间或者在基本上接近相同时间)存储第一值和/或第二值。
感测触发器422被连接到由电接口150控制的时钟440。由电接口150利用时钟440来经由示例感测线445“移出”由感测触发器422存储的液位信息。在示例实现中，感测触发器422串联地并且基于时钟440“移出”液位信息。例如，在第一上升沿时钟信号期间，第三感测触发器422c经由输出Q线将其存储的值(例如，表示对应的电容器板425c是否检测到流体的值)移位到第二感测触发器422b。第三感测触发器422c还存储经由输入D线从第四感测触发器422d接收到的液位值。在下一个上升沿时钟信号处，第三感测触发器422c将从第四感测触发器422d接收到的值移位到第二感测触发器422b并且存储从感测触发器422d接收到的下一个液位值(如果有的话)。在示例实现中，移出过程继续，直到存储在感测触发器422中的所有值被传送到电接口150。例如，由电接口150提供的上升沿时钟信号的数量可以对应于包括在移位寄存器420中的感测触发器422的数量。
在一些实现中，感测管芯155可以生成时钟信号440。例如，感测管芯155可以包括环形振荡器。在一些这样的示例中，感测管芯155可以包括用于启动“开始”序列并且省略来自电接口150的时钟信号的电路(例如，触发器)。
在一些实现中，感测触发器422可以经由电压供应线435传输液位信息。在一些这样的示例中，电接口150可以包括用于感测在电压供应线435上承载的电压中的改变(例如，降低的电压)以确定感测触发器422何时正在传输信息的电路。例如，感测触发器422可以通过将在电压供应线435上承载的电压拉第一百分比(例如，百分之五)来传输第一值(例如，逻辑低值)，并且通过将在电压供应线435上承载的电压拉第二百分比(例如，百分之十)来传送第二值(例如，逻辑高值)。在一些这样的实现中，电压供应线435可以是具有相对高阻抗的专用线。通过经由电压供应线435传输液位信息，感测管芯155可以省略感测线445。
在操作中，电接口150通过经由电压供应线435向感测管芯155提供电力来启动液位测量。电接口150可以响应于来自用户的命令(例如，经由打印机105上的液位测量控制、经由图形界面中的液位测量控制等)、响应于页面计数(例如，在打印每一页之后、在打印每十页之后等)等来启动液位测量。在上电期间，电容器板425检测流体是否存在(例如，接近于电容器板425)。液位值被存储在对应的感测触发器422中。
如结合图5公开的那样，感测元件215操作使得当电容器板425不接近于流体容器140中的流体时(例如，示例电容器板425a、425b)，由电容器板425提供的流体信号被偏置(例如，影响、拉等)以使得对应的感测触发器422存储逻辑高值(例如，高值)。当电容器板425接近于流体容器140中的流体时(例如，示例电容器板425c、425d)，电路通过电容器板425完成，其中流体容器140中的流体(例如，墨水)充当通过墨水被连接到地415的第二电容器板。然而，提供给流体容器140的贮存器地415偏置反向流体信号以相对缓慢地上升，这使得对应的感测触发器422存储逻辑低值。
在由感测触发器422存储的液位值在其期间被稳定(例如，被设置为第一值(例如，逻辑低值)或者第二值(例如，逻辑高值))的设置时段之后，电接口150将一系列时钟信号440传输到移位寄存器420以使得移位寄存器420传输液位值。例如，电接口150可以将四个时钟信号440传输到移位寄存器420，以使得移位寄存器420传输由四个感测触发器422a、422b、422c、422d捕获的四个液位值。移位寄存器420经由感测线445将液位值“移出”到电接口150。对应于接近于流体的电容器板425(例如，示例第三和第四电容器板425c、425d)的感测触发器422“移出”第一值(例如，逻辑低值)，并且对应于不接近于流体的电容器板425(例如，示例第一和第二电容器板425a、425b)的感测触发器422“移出”第二值(例如，逻辑高值)。设置时段可以是基于经验或者模拟测试的预设时间段。设置时段还可以被选择为足够长以允许感测触发器422使液位值稳定的时间段。例如，在向感测管芯155提供电力之后实现一微秒的设置时段可以允许感测触发器422稳定。在图示的示例中，电接口150传输周期性时钟信号440以使得所有的感测触发器422能够“移出”它们的液位值。
在示例实现中，电接口150映射(例如，转换、解释等)由移位寄存器420提供的液位值以对流体容器140进行液位测量。在一些示例中，电接口150可以在接收到逻辑低值之前对逻辑高值的数量计数并且将计数逻辑高值与液位测量值相关联。例如，假定感测管芯155包括100个感测元件215并且电接口150在逻辑低值之前计数75个逻辑高值，电接口150可以确定流体容器140是百分之25满的。此外，电接口150可以基于从移位寄存器420接收的逻辑低值的数量来确定液位测量值。
在一些示例中，电接口150可以包括假阳性(false-positive)测试，以减少不准确的测量值的数量。例如，流体可能接近于流体容器140的空空间部分405中的电容器板425a。在这样的情况中，为了防止错误地解释液位，电接口150可以在检测到逻辑低值之前和/或之后监视逻辑高值的数量。例如，如果在逻辑低值之前和/或之后对逻辑高值的阈值数量计数，则电接口150可以确定逻辑低值是假阳性并且将所述值计数为逻辑高值(例如，在流体容器140中的对应的位置处未检测到流体)而不是逻辑低值。然而，解释由移位寄存器420捕获的液位信息的其他技术可以单独使用或者与前述移位寄存器420组合使用。
在图示的实现中，感测管芯155和/或移位寄存器420响应于来自电接口150的对液位测量的请求。在一些示例中，感测管芯155和/或移位寄存器420还可以响应于来自图1的控制器125的对液位测量的请求。例如，如果打印墨盒不包括电接口，则感测管芯155和/或移位寄存器420可以从控制器125接收对感测液位的请求。
图5图示了根据本主题的示例实现的示例感测元件215中的电连接。示例感测元件215包括示例感测触发器422和示例电容器板425。示例感测翻转422包括由电接口150控制的时钟信号440。时钟信号440被电连接到输入锁存器505和输出锁存器520。电容器板425经由液位信号540与输入锁存器505电路连接。
输入锁存器505包括输入门510和反相器515。输入门510由时钟信号440控制。输出锁存器520包括输出门525和反相器530。时钟信号440经由反相器535被连接到输出锁存器520。
在图示的示例中，输入门510和输出门525由三态驱动器实现。然而，用于实现开关的其他技术可以单独使用或者与前述三态驱动器组合使用。在图示的示例中，输入锁存器505和输出锁存器520分别由门510、525以及分别由两个反相器515、530实现。然而，锁存器(例如，存储器元件)的其他实现可以单独使用或者与前述锁存器组合使用。
当感测管芯155处于断电状态中时(例如，经由电压供应线435从电接口150到感测管芯155的电压是零(或者基本上接近零(例如，在零的正或负百分之五内)))，跨感测触发器422的电压和电流也被设置为零(或者基本上接近零)。当感测管芯155被通电(例如，以进行液位测量)时，输出锁存器520基于电容器板425是否接近于流体容器140中的流体来存储液位值。然而，当感测管芯155被初始地通电(例如，经由图4的电压供应线435接收电力)时，可能出现其中存储在输入锁存器505和/或输出锁存器520中的值是未知的情况。例如，液位信号540和反向液位信号545可能两者都是逻辑高值(例如，2伏特)、两者都是逻辑低值(例如，0伏特)或者可能在逻辑高值与逻辑低值之间(例如，在百分之50处)。
为了降低未知值的可能性，感测元件215可以包括用于偏置(例如，加权或者影响)液位信号540和/或反向液位信号545的电路。如以上讨论的那样，当流体容器140包括流体(例如，墨水)时，电容器板425电容性地完成电路。在示例实现中，流体容器140包括贮存器地415。当电路完成时(例如，当电容器板425位于接近于流体容器140的流体填充部分410处时)，贮存器地415朝向逻辑低值(例如，0伏特)拉(例如，偏置)液位信号540。因此，当电容器板425接近于流体容器140中的流体时，相对低的液位信号540使得锁存器505、520存储逻辑低值。
当电容器板425不接近于流体容器140中的流体(例如，电容器板425位于流体容器140的空空间部分405中)时，为了稳定存储在锁存器505、520中的液位值，反向液位信号545由示例电容器550偏置(例如，影响)。例如，电容器550可以朝向逻辑低值拉(例如，偏置)反向液位信号545。因此，当电容器板425不接近于流体容器140中的流体时，相对低电压反向液位信号545使得锁存器505、520存储逻辑高值。
选择反相器535、反相器515、530和电容器550的大小以平衡液位信号540和反向液位信号545的偏置。例如，可以选择电容器550的大小，以便当在流体容器140中检测到流体时，不通过贮存器地415使提供给液位信号540的偏置偏移。
在操作中，当感测管芯155处于断电状态时，跨感测触发器422的电压被设置为逻辑低值(例如，零(或者基本上为零)伏特)。当电压被提供给感测管芯155时(例如，通过图4的电压供应线435)，锁存器505、520锁存表示电容器板425是否接近于流体容器140中的流体的液位值。在示例实现中，当电容器板425接近于流体容器140中的流体时，锁存器505、520存储第一值(例如，逻辑低值)，并且当电容器板425不接近于流体时，锁存器505、520存储第二值(例如，逻辑高值)。
在允许锁存器505、520中的液位值稳定的设置时段之后，电接口150经由时钟440发送移位信号以传送(或者传输)锁存的(例如，存储的)液位值。例如，移位寄存器420的感测触发器422可以响应于经由时钟440提供的上升沿时钟信号来顺序地在感测线445上“移出”液位值。在“移出”过程期间，输出值555表示存储在输出锁存器520中的值和经由数据信号线560“移出”到一系列感测触发器422中的下一个感测触发器422或者经由感测线445“移出”到电接口150的值。
上升沿时钟信号的持续时间和数量可以取决于包括在移位寄存器420中的感测触发器422的数量。例如，如果移位寄存器420包括五十个感测触发器422，则电接口150可以提供五十个时钟周期，以从移位寄存器420“移出”液位值。在示例实现中，当“移出”过程完成时，电接口150通过将电压供应线435转变为逻辑低值(例如，零伏特)来将感测管芯155断电，并且跨感测触发器422的电压被设置为零(或者基本上接近零)伏特。
图6图示了关于电力、存储器稳定性、时钟信号和移出信号随时间的感测序列600。在时间T0处，在感测管芯155处接收通电信号。例如，电接口150可以响应于液位测量请求经由电压供应线435向感测管芯155提供电力。在时间T1处，跨感测管芯155的电压稳定(例如，被设置为逻辑高值)，并且感测触发器422基于由电容器板425提供的信号开始存储液位值。在图示的序列600中，延迟时段605在当跨感测管芯155的电压在时间T1处稳定时与当液位值在时间T2处在感测触发器422的锁存器505、520中稳定时发生。在时间T2处，液位值在感测触发器422中稳定。
在时间T3处，电接口150通过将移位信号发送到移位寄存器420启动“移出”过程，以将存储在感测触发器422中的液位值传输到电接口150。在图示的序列600中，移位信号是经由时钟440传输的周期性时钟信号。设置时段610在当感测触发器422在时间T1处开始锁存液位值时与当移位信号在时间T3处被启动时之间发生。选择设置时段610的持续时间以确保感测触发器422在液位值被传输到电接口150之前是稳定的。设置时段610的持续时间可以基于经验测试和/或模拟测试来确定。在一些示例实现中，电接口150可以在时间T1处启动设置时段计时器，以参考设置时段610的开始。在图示的序列600中，在移位时钟信号440的上升沿上触发“移出”过程。在示例实现中，移位时钟信号440继续直到所有的液位值被传输到电接口150。电接口150然后可以通过将跨电压供应线435的电压设置为逻辑低值来将移位寄存器420断电。
尽管未在图示的序列600中示出，但是传播延迟可能在当在时间T3处在感测触发器422处接收移位时钟信号时与当感测触发器422经由数据信号线560将其输出值555“移出”到移位寄存器420中的下一个感测触发器422或者经由感测线445“移出”到电接口150时之间发生。
虽然在图1-4和/或图5中图示了实现打印系统100的示例方式，但是在一些示例中，图1-4和/或图5中图示的元件、过程和/或设备中的至少一个可以以任何其他方式来组合、划分、重新布置、省略、排除和/或实现。此外，图1-4和/或图5的示例控制器125、示例存储器130、示例存储器145、示例电接口150和/或更一般地示例打印系统100可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。因此，例如，图1-4和/或图5的示例控制器125、示例存储器130、示例存储器145、示例电接口150和/或更一般地示例打印系统100中的任一个可以通过(一个或多个)电路、(一个或多个)可编程处理器、(一个或多个)专用集成电路((一个或多个)ASIC)、(一个或多个)可编程逻辑器件((一个或多个)PLD)、(一个或多个)现场可编程门阵列((一个或多个)FPGA)和/或(一个或多个)现场可编程逻辑器件((一个或多个)FPLD)等来实现。
当阅读本专利的装置或者系统权利要求中的任一个以覆盖纯软件和/或固件实现时，示例控制器125、示例存储器130、示例存储器145、示例电接口150中的至少一个在此明确地被定义为包括存储软件和/或固件的有形计算机可读存储设备或者存储磁盘，诸如存储器、DVD、CD、蓝光(Blu-ray)等。更进一步，除了图示的那些之外，或者替代图示的那些，图1-4和/或图5的示例打印系统100可以包括(一个或多个)元件、(一个或多个)过程和/或设备，和/或可以包括图示的元件、过程和设备中的任何或全部中的多于一个。
在图7中示出了表示用于实现图1-4和/或图5的打印系统100的示例机器可读指令的流程图。在该示例中，机器可读指令包括用于由处理器执行的程序，所述处理器诸如在下面结合图8讨论的示例处理器平台800中示出的处理器812。程序可以以存储在有形计算机可读存储介质(诸如CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字通用盘(DVD)、蓝光盘或者与处理器812相关联的存储器)上的软件实现，但是整个程序和/或其部分还可以由除处理器812之外的设备执行和/或以固件或专用硬件实现。此外，尽管参考图7中图示的流程图描述了示例程序，但是还可以使用实现示例打印系统100的许多其他方法。例如，可以改变框的执行的次序，和/或可以改变、排除或者组合描述的框中的一些。
如以上提到的那样，图7的示例过程可以使用存储在有形计算机可读存储介质上的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)实现，所述计算机可读存储介质诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器(ROM)、压缩盘(CD)、数字通用盘(DVD)、高速缓存、随机存取存储器(RAM)和/或其中信息被存储达任何持续时间(例如，达延长的时间段、永久、用于简短情况、用于暂时缓冲、和/或用于信息的高速缓存)的任何其他存储设备或者存储盘。如在本文中使用的那样，术语有形计算机可读存储介质被明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号以及排除传输介质。如在本文中使用的那样，“有形计算机可读存储介质”和“有形机器可读存储介质”可互换地使用。图7的示例过程还可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质上的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)实现，所述非暂时性计算机和/或机器可读介质诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、压缩盘、数字通用盘、高速缓存、随机存取存储器和/或其中信息被存储达任何持续时间(例如，达延长的时间段、永久、用于简短情况、用于暂时缓冲、和/或用于信息的高速缓存)的任何其他存储设备或者存储盘。如在本文中使用的那样，术语非暂时性计算机可读介质被明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号以及排除传输介质。如在本文中使用的那样，当短语“至少”被用作权利要求的前序中的过渡术语时，其以与术语“包括”是开放式的相同的方式是开放式的。
图7的过程700以确定是否接收到液位读请求在框702处开始。例如，电接口150可以响应于来自用户的命令、响应于页面计数等来接收液位读请求。在框704处，图7的过程700通过例如电接口150经由电压供应线435向感测管芯155提供电力(例如，逻辑高值)来启动感测管芯155的上电。响应于由电压供应线435提供的电力，感测触发器422开始存储表示是否由相应的电容器板425在流体容器140中检测到流体或未检测到流体的液位值(例如，逻辑低值或者逻辑高值)。
在框706处，图7的过程700启动设置时段。例如，电接口150可以启动计时器。在框708处，图7的过程700确定设置计时器是否到期。在框708处，如果图7的过程700确定设置计时器未到期，那么控制返回到框708。
在框708处，如果图7的过程700确定设置计时器确实到期，那么在框710处，图7的过程700“移出”存储在感测触发器422中的信息(例如，液位值)。例如，电接口150可以经由时钟信号440将周期性移位时钟信号发送给感测触发器422。在框712处，图7的过程700将液位值转换(例如，解释)为液位测量值。例如，电接口150可以将表示接近于流体容器140中的流体的液位值的数量映射到百分比。例如，如果移位寄存器420包括五十个感测触发器422，则电接口150可以将指示接近于流体的二十个值映射到流体容器140被填充了百分之40的液位测量值。在框714处，图7的过程700传递液位测量值。例如，电接口150可以将液位测量值传输给控制器125，可以将液位测量值存储在存储器芯片145中等。在框716处，图7的过程700将感测管芯155断电。例如，电接口150可以将跨电压供应线435的电压转变为逻辑低值(例如，零(或者基本上接近零)伏特)。在框718处，图7的过程700确定是否继续进行液位测量。在框718处，如果图7的过程700确定继续进行液位测量，则控制返回到框702，以确定是否接收到液位读请求。否则，图7的示例过程700结束。
图8是能够执行机器可读指令以实现图7的过程和/或图1-4和/或图5的打印系统100的示例处理器平台800的框图。处理器平台800可以是例如服务器、个人计算机或者任何其他类型的计算设备。
图示的示例的处理器平台800包括处理器812。图示的示例的处理器812是硬件。例如，处理器812可以由来自任何期望的制造商的集成电路、逻辑电路、微处理器或者控制器中的至少一个来实现。
图示的示例的处理器812包括本地存储器813(例如，高速缓存)。图示的示例的处理器812经由总线818与包括易失性存储器814和非易失性存储器816的主存储器通信。易失性存储器814可以由同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任何其他类型的随机存取存储器设备实现。非易失性存储器816可以由闪存和/或任何其他期望类型的存储器设备实现。对主存储器814、816的访问由存储器控制器来控制。在一些情况中，主存储器可以只包括易失性存储器814。在一些情况中，主存储器可以只包括非易失性存储器816。
图示的示例的处理器平台800还包括接口电路820。接口电路820可以由任何类型的接口标准(诸如以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI快速接口)实现。
在图示的示例中，至少一个输入设备822被连接到接口电路820。(一个或多个)输入设备812允许用户将数据和命令输入到处理器812中。(一个或多个)输入设备可以通过例如音频传感器、麦克风、照相机(静止或者视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、跟踪板、跟踪球、等点(isopoint)和/或语音识别系统实现。
至少一个输出设备824也被连接到图示的示例的接口电路820。输出设备824可以例如由显示设备(例如，发光二极管(LED))、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出设备、打印机和/或扬声器)实现。因此，图示的示例的接口电路820可以包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片或者图形驱动器处理器。
图示的示例的接口电路820还可以包括通信设备，诸如发射器、接收器、收发器、调制解调器和/或网络接口卡，以促进经由网络826(例如，以太网连接、数字订户线(DSL)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等)与外部机器(例如，任何种类的计算设备)的数据的交换。
图示的示例的处理器平台800还可以包括用于存储软件和/或数据的至少一个大容量存储设备828。这样的大容量存储设备828的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器盘、压缩盘驱动器、蓝光盘驱动器、RAID系统和数字通用盘(DVD)驱动器。
用于实现图7的过程的编码指令832可以被存储在大容量存储设备828中、被存储在易失性存储器814中、被存储在非易失性存储器816中和/或被存储在可移动的有形计算机可读存储介质(诸如CD或DVD)上。
从前述内容，将理解，以上公开的方法、装置和制品涉及打印墨盒和打印墨盒的感测液位。使用在本文中公开的示例，液位信息被存储在包括在移位寄存器中的一系列感测触发器中。移位寄存器被嵌入感测管芯中，所述感测管芯与流体容器集成并且从流体容器的顶部延伸到流体容器的底部或者流体容器的一部分。当在移位寄存器处接收到电力时，感测触发器锁存(例如，存储)表示对应的电容器板是否检测到(例如，接近于)流体容器中的流体的液位值。电容器板被电连接到感测触发器。基于电容器板是否检测到流体，对应的感测触发器存储第一值(例如，逻辑低值)或者第二值(例如，逻辑高值)。在设置时段之后，液位值被“移出”移位寄存器并且转换(例如，映射)为液位测量值(例如，填充了百分之40)。公开的方法、装置和制品通过提供用于捕获和传送流体容器中的液位的简单的方法节省了打印头成本。此外，公开的方法、装置和制品提供了减少硅面积和与嵌入硅相关联的成本的简单的通信协议。公开的方法、装置和制品还通过将电容器板嵌入感测管芯中并且减少(并且在一些情况中甚至避免)电容器板与流体之间的物理接触来保持电容器板以及流体的完整性，从而降低了由于与流体的物理接触和/或修改流体和/或电容器板的性质而导致电容器板的腐蚀的可能性。
尽管在本文中已经公开了某些示例方法、装置和制品，但是本专利的覆盖的范围不限于此。相反，本专利覆盖完全落在本专利的权利要求的范围内的所有方法、装置和制品。
尽管已经以特定于结构特征的语言描述了用于液位感测装置和方法的实现，但是要理解，本主题不限于描述的具体特征。而是，具体特征被公开和解释为用于液位感测装置和方法的示例实现。

Claims (15)

1.一种打印墨盒，所述打印墨盒包括：
流体容器；
多个电容器板，用于检测流体容器中的流体，电容器板中的每个与相应的液位相关联；以及
移位寄存器，用于从多个电容器板捕获液位信息。
2.如权利要求1所述的打印墨盒，其中移位寄存器包括与相应的电容器板电路连接的多个感测触发器。
3.如权利要求2所述的打印墨盒，其中，当向移位寄存器提供电压时，感测触发器存储相应的液位值。
4.如权利要求2所述的打印墨盒，其中，当对应的电容器板检测到流体容器中的流体的存在时，感测触发器存储第一液位值，并且当对应的电容器板未检测到流体容器中的流体的存在时，感测触发器存储第二液位值。
5.如权利要求1所述的打印墨盒，进一步包括电接口，用于将液位信息映射到测量值。
6.如权利要求5所述的打印墨盒，其中电接口用于：
基于测量值来生成信号；以及
将信号传输到打印机。
7.如权利要求1所述的打印墨盒，其中，多个电容器板在不与流体物理接触的情况下检测流体容器中的流体的存在。
8.一种感测管芯，所述感测管芯包括：
多个感测触发器，其经由相应的电容器板与流体容器接触，感测触发器中的每个与液位相关联，多个感测触发器基于由对应的电容器板检测到的流体的存在来存储相应的液位值。
9.如权利要求8所述的感测管芯，其中，多个感测触发器实现串行输入和串行输出寄存器。
10.如权利要求8所述的感测管芯，其中，响应于施加到感测管芯的电压，感测触发器存储相应的液位值。
11.如权利要求10所述的感测管芯，其中，当由对应的电容器板检测到流体时，相应的感测触发器存储第一液位值，并且当未由对应的电容器板检测到流体时，相应的感测触发器存储第二液位值。
12.一种打印墨盒，所述打印墨盒包括：
流体容器；
电容器板，其相对于流体容器定位，以检测液位处的流体容器中的流体的存在；以及
感测触发器，其与电容器板电路连接，感测触发器包括锁存器，用于存储表示是否在液位处由电容器板检测到流体的值。
13.如权利要求12所述的装置，其中，多个感测触发器实现移位寄存器以捕获流体容器的液位信息。
14.如权利要求13所述的装置，其中移位寄存器是串行输入和串行输出寄存器。
15.如权利要求13所述的装置，其中，响应于施加到移位寄存器的电压，多个感测触发器锁存表示是否检测到流体的相应值。
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