CN109073441A - 使用电压比较器检测流体水平 - Google Patents
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Abstract
一种示例性打印盒包括：流体容器，包括与流体容器热接触的多个感测位置的感测管芯，以及通过比较在多个感测位置的选择的感测位置处生成的感测的电压和阈值电压而输出基于时间的信息的电压比较器，基于时间的信息表示在感测位置处是否存在流体。
Description
背景技术
喷墨打印设备包括具有多个喷嘴的打印头。喷嘴用于将流体(例如墨)喷射到基板上以形成图像。喷嘴一般被布置成包括至少一列或阵列，使得从喷嘴正确排序的流体喷射可导致字符、符号和/或其它图形或图像随着打印头和基板相对于彼此移动而被打印在基板上。一些打印头包括集成的流体水平(fluid level)传感器以感测打印头中的流体的水平。例如，已知的打印头可使用电极以通过测量电极上的流体的电阻来确定流体水平。
附图说明
图1图示可以用于实现本文公开的示例的示例性流体喷射系统的示意图。
图2图示可以与图1的示例性流体喷射系统一起使用以实现本文公开的示例的示例性打印盒的示意图。
图3图示可以用于实现本文公开的示例的另一个示例性打印盒的示意图。
图4图示根据本主题的示例性实现方式的具有与电接口通信的电压比较器的感测管芯的示意图。
图5图示根据本主题的示例性实现方式的具有与电接口通信的电压比较器和计数器的另一个感测管芯的示意图。
图6-8图示根据本主题的示例性实现方式的示例性感测序列。
图9-11是表示可被执行以实现图1-5和/或图13的示例性打印盒的示例性过程的示例性流程图。
图12是被构造成执行机器可读指令以实现图9、图10和/或图11的过程以实现图1-5和/或图13的示例性打印盒的示例性处理器平台的框图。
图13图示根据本主题的示例性实现方式的可以与图4和/或图5的示例性感测管芯一起使用的示例性元件管理器的示意图。
附图未按比例绘制。在任何可能的情况下，在整个一副或多副附图以及所附的书面描述中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
具体实施方式
打印盒可包括电触点和流体容器。在一些示例中，打印盒通过打印机的托架支架与至少一个打印头对接，以便于打印。在一些示例中，打印盒可包括一起容纳在诸如集成的打印盒之类的可更换的设备中的至少一个打印头。
流体容器可存储一种颜色的墨。而且，许多流体容器可各自存储不同颜色的墨。在其它示例中，例如当在3D打印中使用时，流体容器可存储熔合剂或细化剂(detailingagent)(例如水)。打印盒可被移除、更换和/或重新填充。电触点将电信号携带送到控制器并从控制器携带电信号，例如以控制打印头中的流体液滴生成器以通过喷嘴喷射流体液滴并进行流体水平测量。一些已知的打印盒利用硅管芯作为感测设备来进行流体水平测量。然而，在许多实例中，硅相对昂贵。一些已知的打印盒利用管芯中嵌入的电极，以通过测量电极上的流体的电阻来测量流体水平。
控制器可控制打印头以用于从喷嘴喷射流体液滴，例如通过定义在打印介质上形成字符、符号和/或其它图形或图像的喷射的流体液滴的图案。喷射的流体液滴的图案可由来自数据源的打印作业命令和/或命令参数来确定。
可由于许多原因而确定流体容器中可用的流体的水平——例如，确定更换盒的适当时间并避免过早更换盒。在本主题的一些示例性实现方式中，向盒提供感测管芯以测量流体容器中可用的流体的水平。感测管芯使用比较器来将感测管芯中的感测位置处的温度衰减速率转换为基于时间的信号，该信号可以用于感测感测位置附近的流体的存在。在示例性实现方式中，感测管芯包括多个加热元件和与流体容器中的相应流体水平相关联的感测元件。在本主题的一些示例性实现方式中，当接收流体水平测量请求时，在感测管芯上启动加热事件。例如，提供给盒的电接口可使特定的加热元件发射热脉冲。被定位在感测位置处或感测位置附近的感测元件将感测位置处的温度转换为感测的电压。随着感测位置处的温度随时间衰减(例如在加热事件停止之后)，感测的电压的值也衰减。温度和感测的电压衰减的速率基于与感测元件和/或加热元件邻接的流体的类型而变化。例如，诸如墨之类的液体将相对于空气以更快速率热传导热量。
被定位在感测管芯上的比较器比较感测的电压和电压阈值，并输出指示哪个更大的数字信号。在本主题的一些示例性实现方式中，比较器是模数转换器。例如，当感测的电压满足电压阈值(例如感测的电压的值大于或等于电压阈值)时，比较器的输出从第一状态(例如指示感测的电压何时满足电压阈值的逻辑高值)翻转到第二状态(例如指示感测的电压何时不满足电压阈值的逻辑低值)。比较器的输出从第一状态翻转到第二状态所花费的时间可用于确定感测位置是由空气还是液体邻接并且用于感测在盒的感测位置附近的流体的存在。如上所指出的，温度衰减速率基于流体容器的内容而变化。流体容器的内容可以全部是墨(例如填充的墨容器)，墨和空气(例如部分填充的墨容器)，仅仅是空气(例如空的墨容器)或剂(例如3D打印剂)。因而，每个感测位置处的温度衰减速率可随着流体容器中的流体的水平而变化，并且提供流体容器中的流体的水平的指示。在本主题的一些示例性实现方式中，通过识别温度衰减速率在感测管芯上的哪个感测位置处显著变化(例如大于或等于阈值速率变化)，识别其中流体(例如墨)的存在从存在过渡到不存在的感测位置，并且因此确定流体容器中的流体的水平。在一些示例中，管芯上控制器经由数字信号传送流体容器中的流体的水平。
在本主题的一些示例性实现方式中，感测管芯包括多个感测位置。流体水平测量的粒度取决于感测管芯中的感测位置的数量。例如，如果感测管芯包括五个均匀间隔的感测位置，以百分之二十的间隔提供流体水平测量。在本主题的一些示例性实现方式中，感测位置包括：加热元件以加热感测位置处的感测管芯，以及感测元件以将感测位置处(或基本上在感测位置附近(例如在10微米内))的感测管芯的温度转换为电压。每个加热元件/感测元件对耦合到元件管理器以每次控制哪个加热元件/感测元件对有效。在一些实现方式中，元件管理器是多路复用器。
在本主题的示例性实现方式中，将比较器的输出提供给电接口，该电接口为多个感测位置记录翻转时间。电接口可比较记录的翻转时间以确定流体容器中的液体何时从第一流体(例如空气)过渡到第二流体(例如墨)。在本主题的一些示例性实现方式中，向感测管芯提供计数器。在一些这样的示例中，将比较器的输出提供给计数器，该计数器在比较器输出从第一状态过渡到第二状态之前计数时钟周期的数量。
在本主题的一些示例性实现方式中，由比较器施加的阈值电压是固定值。例如，比较器可比较感测的电压和四伏阈值。在一些这样的实现方式中，第一翻转时间(或第一时间范围)可与空气相关联，并且第二翻转时间(或第二时间范围)可与墨相关联。在本主题的一些示例性实现方式中，由比较器施加的阈值电压可以是针对不同加热事件发送的变量。在一些这样的实现方式中，相同的翻转时间(或时间范围)对于第一阈值电压可对应于空气，并且对于第二阈值电压可对应于链路。
本主题描述流体水平感测装置和方法，包括具有多个感测位置的感测管芯以及电压比较器，该感测位置包括加热元件、感测元件和元件管理器。本主题的流体水平感测装置和方法减小与流体容器集成的流体水平感测装置的尺寸，从而节省成本。本主题的流体水平感测装置和方法还便于减少硅面积和成本的简单通信协议。此外，本主题描述经由数字信号在打印机与感测管芯之间通信，该数字信号比模拟信号对电子噪声相对更免疫。此外，通过使用定时信息(例如温度衰减速率)而不是使用简单的开/关信号来传送是否存在流体，远离感测管芯安全地发送流体水平信息，并且降低拦截和解释流体水平信息的可能性。
感测管芯上的线路便于与待检测的流体水平一样多的感测位置。例如，感测管芯可包括100个感测位置，以便以百分之一的增量提供流体水平测量，可包括20个感测位置，以便以百分之五的增量提供流体水平测量，等等。每个感测位置与加热元件、感测元件和元件管理器相关联，该加热元件向感测位置提供(例如发射)热脉冲，该感测元件将温度转换为电压，该元件管理器选择感测位置何时有效(例如施加加热脉冲并且感测元件输出感测的电压)。
下面的详细描述参考附图。在任何可能的情况下，在附图和下面的描述中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。尽管在描述、修改、改编中描述几个示例，但是其它实现方式是可能的。相应地，下面的详细描述并不限制公开的示例。相反，公开的示例的正确范围可由所附权利要求限定。
图1是可以用于实现本公开的教导的示例性打印系统100的框图。图1的示例性打印系统100包括：示例性打印机105、示例性托架支架110和示例性打印盒135。在示例性实现方式中，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的示例性打印机105包括至少一个托架支架110以接收和交换至少一个对应的打印盒135。托架支架110被布置成经由流体供应120在打印盒135与打印头115之间建立流体接口。图1的示例性打印机105包括四个托架支架110。然而，其它实现方式可使用任何其它数量的托架支架110。在示例性实现方式中，打印头115是页宽阵列打印头。然而，可单独或与前述打印头组合使用其它类型的打印头，诸如扫描打印头。在打印操作期间，基板160(例如纸)在打印头115下方延伸。在一些示例中，打印机105可在基板160上方移动托架支架110。
在示例性实现方式中，打印机105提供有包括存储器130的控制器125。控制器125可从存储器130检索并执行可执行代码。例如，控制器125可执行可执行代码以使电源供应单元向示例性打印头115提供电源。存储器130可包括各种信息，诸如打印机105的标识符、可与打印机105一起使用的打印盒135的标识符、校准数据、错误信息等。
图1的示例性打印盒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。在示例性实现方式中，每个打印盒135可在相应的流体容器140中包括不同的流体。例如，如果打印机105是喷墨打印机，每个流体容器140中的流体可包括特殊颜色(例如青色、品红色、黄色、黑色和/或灰色等)的墨。在另一个示例中，如果打印机105是3D打印机，每个流体容器140中的流体可以是诸如熔合剂或细化剂(例如水)之类的剂。图1的打印盒135被布置成关于对应的托架支架110而被交换。
打印盒135的存储器芯片145可包括各种信息，诸如打印盒135的类型的标识符、流体容器140中包含的流体的种类的标识、校准数据、错误信息和/或其它数据。在一些示例中，存储器芯片145包括指示相应的打印盒135应当何时接收维护的信息。在一些示例中，打印机105可基于存储器芯片145中包含的信息而采取适当的动作，诸如变更打印例程以维持图像质量。
在示例性实现方式中，控制器125可从一个或多个电接口150检索数据。例如，控制器125可请求一个或多个电接口150提供盒特性，诸如产品特性、流体数量特性、流体类型特性等。
在一些示例中，打印盒135可包括集成的打印头。例如，打印头115、流体供应120和流体容器140可一起被容纳在诸如集成的打印盒之类的可更换设备中。在一些实现方式中，打印头115和流体容器140可被定位在分离的壳体(有时被称为“单独的墨容器”)中。
为了进行流体水平测量，向打印盒135提供示例性感测管芯155。示例性感测管芯155包括多个感测位置以检测流体容器140内的流体的存在并且(例如向控制器125和/或电接口155)传送流体水平。在接收流体水平测量请求时示例性感测管芯155便于感测流体水平信息。当在感测管芯处(例如从控制器125和/或电接口150)接收流体水平请求时，选择感测管芯155上的感测位置，并且由对应的加热元件(例如电阻器)发射热脉冲。响应于热脉冲，感测管芯155在感测位置处加热。在热脉冲结束时，冷却周期开始，并且感测位置处的温度开始冷却。在感测位置处(或感测位置附近)的感测元件(例如传感器，诸如二极管、电阻器等)将温度转换为感测的电压，该感测的电压被提供给感测管芯155中包括的电压比较器。电压比较器将感测的电压和阈值电压比较，并且在感测的电压满足阈值电压时输出第一值(例如逻辑高值)，并且电压比较器在感测的电压不满足阈值电压时输出第二值(例如逻辑低值)。在本主题的一些示例性实现方式中，电接口150监视电压比较器的输出，并基于何时启动冷却周期以及比较器的输出何时从第一值改变到第二值来确定温度衰减速率。电接口150和/或控制器125然后可将热脉冲发送到另一个感测位置，直到确定针对感测位置的至少一部分的温度延迟速率。通过识别温度衰减速率在感测管芯155上的哪个感测位置显著变化，电接口150和/或控制器125识别其中流体(例如墨)的存在从存在过渡到不存在的感测位置，并且因此识别流体容器140中的流体的水平。
图2是可以与图1的示例性打印系统100一起使用的示例性打印盒135的框图。在该示例中，打印盒135包括示例性流体容器140，示例性电接口150，示例性流体接口205、210，以及包括多个感测位置215的示例性感测管芯155。
示例性流体接口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)以接收从托架支架110(图1)延伸的流体笔。在示例性实现方式中，第一流体接口205可将诸如墨之类的打印流体从流体容器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从墨容器140取回(retrieve)第一流体(例如打印流体)来打印。
第二流体接口210可便于将诸如空气之类的气体输送到流体容器140和从流体容器140输送诸如空气之类的气体，例如，以在流体容器140内部实现压力控制。气体可以是环境空气。在示例性实现方式中，第二流体接口210可连接到位于流体容器140内的压力袋。
为了进行流体水平测量，打印盒135包括示例性感测管芯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。示例性感测管芯155包括多个感测位置215，以检测流体容器140内的流体水平并将该流体水平例如传送到图1的控制器125。示例性感测位置215包括：加热元件，以发射热脉冲，以及被定位在加热元件处或附近的感测元件，以将温度转换成感测的电压。感测位置215还包括元件管理器以控制相应的感测位置215何时有效。例如，元件管理器控制哪个加热元件发射热脉冲以及被记录以检测流体容器140中流体的存在的感测的电压。
感测管芯155与流体容器140之间的钝化层可防止感测位置215与正被感测的流体之间的接触。在一些示例性实现方式中，钝化层保护与每个感测位置215相关联的感测元件和加热元件免受可能由于与正被感测的流体(例如墨)的腐蚀性接触而发生的损坏。在一些实现方式中，钝化层可包括碳化硅和/或原硅酸四乙酯(TEOS)。然而，可单独或与前述材料组合使用用于形成钝化层的其它材料。在一些实现方式中，感测管芯155可省略钝化层。
提供给感测管芯155的电压比较器比较感测的电压和阈值电压，并且翻转时间(例如在发射热脉冲时与感测的电压不满足阈值电压时之间测量的间隔)用于检测感测位置处的流体的存在。在一些实现方式中，将电压比较器的输出从感测管芯155发送到电接口150和/或控制器125。在一些实现方式中，将电压比较器的输出转换成表示翻转时间的数字代码，并且然后从感测管芯155发送到电接口150和/或控制器125。在一些示例中，电接口150可在将信息发送到控制器125之前处理流体水平信息。例如，电接口150可基于由感测管芯155提供的翻转时间生成信号。电接口150可经由与打印机105通过托架支架110建立的电连接将信号传送到控制器125。
感测管芯155中包括的感测位置215的数量基于期望的流体水平测量的粒度而变化。例如，可将一百个感测位置215定位在感测管芯155中，使得每个感测位置215对应于百分之一的流体填充的增量。然而，其它实现方式可使用任何其它数量的感测位置215。
图3是可以与图1的示例性打印系统100一起使用的另一个示例性打印盒300的框图。在该示例中，打印盒300是包括流体容器140和示例性打印头305的集成打印盒。示例性打印盒300还包括示例性柔性电缆310、示例性导电垫315、示例性喷嘴320、示例性存储器芯片145以及图1和/或图2的包括多个感测位置215的示例性感测管芯155。示例性柔性电缆310耦合到打印盒300的侧面，并且包括耦合示例性存储器芯片145、示例性打印头305、示例性导电垫315和示例性感测管芯155的迹线。
在操作中，示例性打印盒300可被安装在例如图1的示例性打印机105的托架支架110中。当示例性打印盒300被安装在托架支架110内时，示例性导电垫315被按压在托架支架110中的对应电触点上，以使得示例性打印机105能够与打印盒300通信和/或控制打印盒300的电功能。例如，示例性导电垫315使得打印机105能够访问和/或写入示例性存储器芯片145。
图示的示例的存储器芯片145可包括各种信息，诸如打印盒的类型的标识符、流体容器中包含的流体的种类的标识、校准数据、错误信息和/或其它数据。在一些示例中，存储器芯片145包括指示打印盒300何时应当接收维护的信息。在一些示例中，打印机105可以基于存储器芯片145中包含的信息采取适当的动作，诸如变更打印例程以维持图像质量。
为了在基板160(例如纸)上打印图像，示例性打印机105将包含打印盒300的托架支架110移动到基板160之上。为了使图像被打印在基板160上，示例性打印机105经由托架支架110中的电触点将电信号发送到打印盒300。电信号穿过打印盒300的导电垫315，并且通过柔性电缆310而被路由到打印头305以激励管芯打印头内的单独的加热元件(例如电阻器)。电信号通过加热元件之一以产生快速膨胀的流体蒸汽泡，该流体蒸汽泡迫使流体的小液滴从打印头305内的引爆室流出并通过对应的喷嘴320到基板160的表面上，以在基板160的表面上形成图像。
为了进行流体水平测量，打印盒300包括示例性感测管芯155。示例性感测管芯155包括多个感测位置215，以便于测量流体容器140内的流体水平。通过在选择的感测位置215处发射热脉冲并基于感测位置215处的感测管芯155的温度而生成感测的电压，示例性感测位置215便于测量流体水平。提供给感测管芯155的比较器输出表示针对感测位置215的温度衰减速率的基于时间的信息。如上所讨论的，感测位置215处的温度衰减的速率取决于邻接感测位置215的流体的类型。例如，相对于空气，诸如墨之类的液体将以更快速率热传导热量。感测管芯155然后经由柔性电缆310将基于时间的信息发送到控制器125。在一些实现方式中，感测管芯155可包括计数器，以基于基于时间的信息生成数字代码。在一些这样的实现方式中，感测管芯155可经由柔性线缆310将数字代码发送到控制器125。
图4是根据本主题的示例性实现方式的图1、图2和/或图3的感测管芯155的示例性实现方式的框图。在示例性实现方式中，感测管芯155与流体容器140接触并且经由总线405与电接口150通信。在图示的示例中，总线405是内部集成电路(I2C)总线。然而，可单独地或与前述通信接口组合使用用于在电接口150与感测管芯155之间传送信息的其它技术。在图示的示例中，流体容器140包括示例性空的空间部分410和示例性流体填充部分415。
在图示的实现方式中，通过在感测位置215处启动加热事件并且确定在感测位置215处热量消散的速率(例如通过提供表示温度衰减速率的基于时间的时间)，感测管芯155便于测量流体容器140的流体水平。感测位置215处的温度衰减速率取决于与感测位置215热接触的流体的类型。例如，墨充当散热器。因而，与空气热接触的位置处的温度衰减速率比与墨热接触的位置处的温度衰减速率相对慢。
示例性感测管芯155包括：五个示例性感测位置215a、215b、215c、215d、215e，示例性管芯上控制器420以及示例性电压比较器425。被统称为感测位置215的感测位置使得能够测量流体容器140中的流体水平。例如，可在第一、第二和第三感测位置215a、215b、215c处检测第一流体(例如空气)，并且可在第四和第五感测位置215d、215e处检测第二流体(例如墨)。在这样的实例中，可将流体容器140确定为百分之四十填充有墨。流体水平测量的粒度取决于感测管芯155中的感测位置215的数量。
感测位置215包括：加热元件430，以加热对应位置处的感测管芯155，以及感测元件435，以生成对应于对应位置215处的感测管芯155的温度的感测的电压440。加热元件430和感测元件435被定位成使得由加热元件430发射的热可由对应的感测元件435感测。在一些实现方式中，加热元件430发射持续时间为200-250微秒、具有至少50毫瓦的功率的热脉冲。在图示的示例中，加热元件430是电阻器。然而，可单独或与前述设备组合使用用于发射热脉冲的其它设备。例如，加热元件430可由MOSFET电路所驱动的多晶硅电阻器实现。
图4的示例性感测元件435检测温度(例如由加热元件430发射)并生成对应于检测的温度的感测的电压440。在图示的示例中，感测元件435使用二极管(例如P-N结二极管)来实现。然而，可单独或与前述设备组合使用用于基于检测的温度生成电压的其它设备。
在图示的实现方式中，每个感测位置215可在对应元件管理器445的控制下被单独地选择。当感测位置215(例如第三感测位置215c)被选择时，第三元件管理器445c使得热脉冲能够传递，并且第三加热元件430发射热脉冲以加热周围区域。第三元件管理器445c还使得由第三感测元件435c生成的感测的电压能够传递到示例性电压比较器425。
在图示的实现方式中，管芯上控制器420控制测试哪个感测位置215。例如，管芯上控制器420可选择第三感测位置215c以测试和发送选择信号450以激活对应于选择的感测位置215c的第三元件管理器445c。图5的管芯上控制器420还生成热脉冲，以经由热脉冲线455发送到选择的感测位置215c。
在图示的实现方式中，电接口150指示管芯上控制器420测试那个感测位置215。在一些实现方式中，电接口150指示管芯上控制器420顺序地测试感测位置215。例如，管芯上控制器420可按照从顶部到底部(例如从第一感测位置215a到第五感测位置215e)或从底部到顶部(例如从第五感测位置215e到第一感测位置215a)的次序顺序地致动(例如激活)元件管理器445。
在一些实现方式中，电接口150可指示管芯上控制器420测试感测位置215的一部分。例如，电接口150可使用先验搜索算法来识别待测试的感测位置215，以试图减少测试的感测位置215的总时间和/或总数量。在一些示例中，电接口150可访问存储器(例如示例性存储器芯片145)以获得关于流体容器140内最后感测的流体水平的信息，并且然后从距与最后感测的流体水平相关联的感测位置215更近到更远离而致动(例如激活)感测位置215。在一些实现方式中，电接口150可使用最后感测的流体水平来预测当前流体水平(例如基于自上次测量以来打印的页数)，并且然后在更远离预测的当前流体水平的感测位置215之前致动预测的当前流体水平附近的感测位置215。然而，可单独或与前述技术组合使用用于选择哪些感测位置215和/或多少感测位置215来测试的其它技术。
在图示的实现方式中，电压比较器425是比较由感测元件435生成的感测的电压440和阈值电压460的设备。电压比较器425生成表示感测的电压是否满足阈值电压460的比较器输出465。例如，当感测的电压大于或等于阈值电压460时，电压比较器425可生成第一值(例如逻辑高值)，并且当感测的电压小于阈值电压460时，电压比较器425可生成第二值(例如逻辑低值)。示例性电压比较器425将比较器输出465提供给电接口150。在一些实现方式中，电压比较器425经由感测线将比较器输出465提供给电接口150。在一些实现方式中，电压比较器425经由总线405将比较器输出465提供给电接口150。
在图示的实现方式中，比较器输出465是表示感测的电压440是否满足阈值电压460的基于时间的信息。在图示的实现方式中，电接口150将由电压比较器425提供的基于时间的信息(例如比较器输出465)翻译(例如映射、解释等)成温度衰减速率。例如，电接口150可包括计时器，以基于测试感测位置215的指令何时被提供给管芯上控制器420以及比较器输出465何时从第一状态翻转到第二状态来确定翻转时间的持续时间。在一些实现方式中，电接口150可在热脉冲结束时(例如当冷却周期开始时)开启计时器。
电接口150监视针对感测位置215的至少一部分的温度衰减速率，并确定从第一流体(例如空气)到第二流体(例如墨)的过渡的位置。例如，在图4的图示的示例中，和与第四和第五感测位置215d、215e相关联的温度衰减速率相比，与第一、第二和第三感测位置215a、215b、215c相关联的温度衰减速率可相对较大。与过渡位置相关联的感测位置215对应于流体容器140中的流体水平。例如，电接口150可确定流体容器140中的流体水平在百分之四十到百分之六十填充有墨之间。在一些实现方式中，电接口150可基于温度衰减速率的进一步处理来增强流体水平测量的分辨率。例如，尽管第三感测位置215c处的温度衰减速率可在与邻接的空气相关联的速率的范围内，但是温度衰减速率还可指示墨相对靠近第三感测位置215c(例如流体容器140被填充百分之五十)。
在图4的图示的实现方式中，电接口150和/或管芯上控制器420将阈值电压460提供给电压比较器425。在一些实现方式中，阈值电压460是固定值。在一些这样的实现方式中，针对测试的每个感测位置215的温度衰减速率基于对应的感测的电压440和固定阈值电压460的比较。
在一些实现方式中，阈值电压460是为每个加热事件提供的变量。例如，当启动加热事件时，电接口150可识别待测试的感测位置215和待使用的阈值电压460值。通过改变阈值电压460，由感测管芯155提供的基于时间的信息(例如比较器输出465)与流体水平不直接相关。例如，对于第一阈值电压，第一翻转时间可与空气的存在相关联，并且对于第二阈值电压，第一翻转时间可与墨的存在相关联。
在一些实现方式中，可加密在电接口150与感测管芯155之间传送的信息。例如，电接口150可加密信息，该信息识别在比较由感测元件435提供的感测的电压440时使用哪个阈值电压460和/或测试哪个感测位置215。在一些实现方式中，感测管芯155和/或管芯上控制器420可包括加密处理程序(例如可信平台模块(TPM))，以解密从电接口150接收的加密的信息和/或加密发送到电接口150的信息。
在一些实现方式中，电接口150可通过随机化测试感测位置215的次序来模糊基于时间的信息。在一些实现方式中，电接口150可重复测试感测位置215。在一些这样的实现方式中，电接口150可在重复测试时使用相同阈值电压，或者可针对不同测试使用不同阈值电压。
在图示的实现方式中，感测管芯155中包括的每个感测位置215包括发射热脉冲以升高特殊位置(例如选择的感测位置215)处的感测管芯155的温度的加热元件430。在一些实现方式中，感测管芯155可包括发射热脉冲以加热整个感测管芯155的相对较大的加热元件。在一些这样的实现方式中，感测位置215可包括感测元件435和元件管理器445以控制由感测元件435生成的感测的电压何时被提供给电压比较器425。通过使用单个加热元件而不是多个加热元件，可简化感测管芯155的结构。此外，通过降低能够识别正在测试哪个感测位置215的可能性，使用单个加热元件来加热感测管芯155增强了安全性。
在操作中，通过经由总线405将待测试的感测位置215提供给管芯上控制器420，电接口150启动流体水平测量。电接口150可响应于来自用户的命令(例如经由打印机105上的流体水平测量控制，经由图形接口中的流体水平测量控制等)、响应于页数(例如每打印一页之后，每打印十页之后)等启动流体水平测量。在将信息传送到感测管芯155之前，电接口150可加密关于选择的感测位置215c的信息。在一些实现方式中，选择感测位置215c可按有序序列来选择，可被随机选择，可以是重复测试等。管芯上控制器420通过经由热脉冲线45生成和发送热脉冲来启动针对选择的感测位置215c的加热事件。管芯上控制器420还选择与选择的感测位置215c相关联的第三元件管理器445c。
当被选择时，第三元件管理器445c允许热脉冲传递到发射热脉冲的第三加热元件430c。第三感测元件435c将第三感测位置215c处的感测管芯155的温度转换成感测的电压440，第三元件管理器445c允许感测的电压440传递到电压比较器425。
电压比较器425比较感测的电压440的值和阈值电压460。在一些实现方式中，电压比较器425是模数转换器，该模数转换器比较感测的电压440和阈值电压460，并且在感测的电压440满足阈值电压460时输出第一值(例如逻辑高值)，并且在感测的电压440不满足阈值电压460时输出第二值(例如逻辑低值)。在一些实现方式中，阈值电压460是固定值。在一些实现方式中，阈值电压460变化，并且由电接口150针对每个加热事件提供。在一些实现方式中，可变阈值电压460值可在被发送到感测管芯155时被加密。在一些这样的实现方式中，感测管芯155和/或管芯上控制器420可包括加密芯片(例如TPM)，以解密与待测试的感测位置215和/或将由电压比较器425使用的阈值电压460有关的信息。
由电压比较器425执行的比较的输出表示基于时间的信息，并且可用于确定在选择的感测位置215c处的温度衰减速率。例如，电压比较器425比较感测的电压440和阈值电压460，并且在感测的电压440满足阈值电压460(例如大于或等于阈值电压460)时输出第一值(例如逻辑高值)，并且在感测的电压不满足阈值电压460(例如小于阈值电压460)时输出第二值(例如逻辑低值)。在一些实现方式中，经由总线405将比较器输出465提供给电接口150。在一些实现方式中，经由感测线将比较器输出465提供给电接口150。
电接口150监视比较器输出465并记录翻转时间，该翻转时间表示当发射热脉冲时与当将比较器输出465从第一值(例如逻辑高值)切换到第二值(例如逻辑低值)时之间的时间间隔。翻转时间的持续时间对应于温度衰减速率。通过比较为感测位置215的至少一部分记录的翻转时间(和温度衰减速率)，电接口150能够识别从第一流体(例如空气)到第二流体(例如墨)的过渡的位置。与过渡位置相关联的感测位置215对应于流体容器140中的流体水平。
在图示的实现方式中，感测管芯155响应对来自电接口150的流体水平测量的请求。在一些示例中，感测管芯155可响应对来自控制器125的流体水平测量的请求。例如，如果打印盒不包括电接口，感测管芯155可从控制器125接收请求以感测流体水平。
图5是根据本主题的示例性实现方式的图1、图2和/或图3的感测管芯155的另一个示例性实现方式的框图。在图示的实现方式中，电接口150经由总线405与感测管芯155和/或管芯上控制器420通信。电接口150指示管芯上控制器420测试哪个感测位置215。
示例性管芯上控制器420选择与选择的感测位置215(例如第三感测位置215c)相关联的示例性元件管理器445。响应于被选择，第三元件管理器445c允许经由示例性热脉冲线455发送的热脉冲传递到第三加热元件430c，第三加热元件430c然后发射热脉冲以在第三感测位置215c处和/或附近加热感测管芯155。第三示例性感测元件435c检测温度并将第三感测位置215c处的温度转换成感测的电压440，第三元件管理器445c允许感测的电压440传递到示例性电压比较器425。
类似于结合图4公开的示例性感测管芯155，图5的电压比较器425比较由第三感测元件435c提供的感测的电压440和阈值电压460。在一些实现方式中，电接口150将可变阈值电压460提供给示例性电压比较器425。示例性电压比较器425在感测的电压440满足阈值电压460(例如感测的电压440大于或等于阈值电压460)时输出第一值时，并且在感测的电压440不满足阈值电压460(例如感测的电压440小于阈值电压460)时输出第二值。
在一些实现方式中，向感测管芯155提供示例性时钟505和示例性计数器510。示例性时钟505将周期性时钟信号提供给计数器510。基于时钟信号提供的时钟505，计数器510将由电压比较器425输出的基于时间的信息465转换成数字代码515。例如，计数器510可计数从时钟505接收的上升沿时钟信号的数量，同时比较器输出465指示感测的电压440满足阈值电压460(例如比较器输出465是逻辑高值)。在图示的实现方式中，数字代码515表示由计数器510计数的上升沿时钟信号的数量，并且被提供给管芯上控制器420以发送到电接口150。在一些实现方式中，管芯上控制器420和/或感测管芯155包括加密芯片(例如TPM芯片)以在发送到电接口150之前加密数字代码515。在图示的实现方式中，电接口150将由计数器510提供的数字代码515(例如比较器输出465)翻译(例如映射、解释)成温度衰减速率。
在一些实现方式中，时钟505由环形振荡器实现。然而，可单独或与前述环形振荡器组合使用用于实现时钟的其它技术。在一些实现方式中，计数器510连接到由电接口150控制的时钟信号。
在一些实现方式中，计数器510在热脉冲结束时(例如当冷却周期开始时)开始计数时钟循环的数量。在其它实现方式中，计数器510在热脉冲开始时开始计数时钟循环的数量。在一些实现方式中，计数器510在比较器输出465指示感测的电压440未能满足阈值电压460(例如小于阈值电压460)时停止计数。例如，计数器510可在热脉冲结束时开始计数时钟循环的数量，并且在比较器输出465从第一状态(例如逻辑高值)翻转到第二状态(例如逻辑低值)时停止计数。在一些这样的实现方式中，计数器510将从电压比较器425输出的基于时间的信息转换成数字代码515。
在一些实现方式中，计数器510被重置，并且在由加热元件430发射的热脉冲结束时开始计数。在一些实现方式中，计数器510未在测试之间被重置。例如，计数器510可在比较器输出465在第一测试期间翻转到第二状态之前计数三十个时钟循环，并且将表示三十个时钟循环的数字代码515过渡到管芯上控制器420。当第二测试开始时，计数器510可从三十个时钟循环继续计数，并且输出表示新计数的数字代码515。例如，如果计数器510在第二测试期间计数了二十个时钟循环，计数器510可输出表示五十个时钟循环的数字代码515。在一些这样的实现方式中，电接口150可维持接收的数字代码515的记录并相应地调节时钟循环计数。
在一些示例中，基于比较器输出465的值使能和禁用计数器510。例如，当感测的电压440满足阈值电压460时，比较器输出465从第二值(例如逻辑低值)过渡到第一值(例如逻辑高值)，并且计数器510在比较器输出465从第一值过渡到第二值之前开始计数时钟循环的数量。
图13是根据本主题的示例性实现方式的图4和/或图5的元件管理器445的示例性实现方式的框图。在示例性实现方式中，向每个感测位置215提供元件管理器445以每次控制哪个加热元件430和感测元件435有效。例如，元件管理器445控制哪个加热元件430发射由管芯上控制器420提供的热脉冲。元件管理器445还控制将哪个感测的电压440提供给电压比较器425。
在图示的实现方式中，示例性元件管理器445包括示例性脉冲控制器1305、示例性电流放大器1310和示例性多路复用器1315。示例性脉冲控制器1305控制何时将由管芯上控制器420发送的热脉冲提供给加热元件430。例如，当选择信号450是逻辑高值并且热脉冲经由热脉冲线455而被发送时，脉冲控制器1305使得热脉冲能够传递并且加热元件430能够发射热脉冲。否则，如果选择信号450是逻辑低值和/或在热脉冲线455上没有发送热脉冲，没有热脉冲被提供给加热元件430以用于发射。在一些实现方式中，脉冲控制器1305可由逻辑AND门实现。然而，可单独或与前述脉冲控制器组合使用用于控制热脉冲的其它技术。
在图示的实现方式中，示例性元件管理器445包括电流放大器1310以增加(例如“驱动”)由脉冲控制器1305输出的电流。在一些实现方式中，可包括电流放大器1310与脉冲控制器1305。在其它实现方式中，可从元件管理器445中省略电流放大器1310。
在图示的实现方式中，示例性元件管理器445包括多路复用器1315以控制输出哪个值(例如输出到相邻的元件管理器445和/或电压比较器425)。在图示的实现方式中，多路复用器1315是2-1多路复用器，其在选择信号450是逻辑高值时转发感测的电压440，并且在选择信号450是逻辑低值时转发来自相邻的元件管理器445的输出。例如，参考图4的第三示例性感测位置215c，当选择信号450是逻辑高值时，多路复用器1315使得由感测元件435c生成的感测的电压440能够传递到第二感测位置215b的元件管理器445。相反，当选择信号450是逻辑低值时，多路复用器1315转发第四感测位置215c的元件管理器445的输出，该输出可以是由相邻的感测元件(例如第四感测元件435d或第五感测元件435e)生成的感测的电压440。然而，可单独或与前述多路复用器组合使用用于选择转发哪个信号的其它技术。
图6图示当存在流体(例如墨)时和当不存在流体时关于热脉冲信号、感测的电压和比较器输出的感测序列600。在图示的感测序列600中，阈值电压460是固定值。在时间T0，将热脉冲信号发送到感测管芯155上的感测位置215。例如，管芯上控制器420可选择与第三感测位置215c相关联的第三元件管理器445c，并经由热脉冲线455发送热脉冲。第三元件管理器445c允许热脉冲传递到对应的加热元件430c，对应的加热元件430c然后发射热脉冲以在感测位置215c处加热感测管芯155。在一些实现方式中，热脉冲具有50毫瓦的功率和200-250微秒的持续时间。
在当启动加热事件时的时间T0与当加热事件结束(例如冷却周期开始)时的时间T1之间，第三感测位置215c处的温度增加。相应地，由对应于第三感测位置215c的第三感测元件435c生成的感测的电压440也增加。此外，当感测的电压440大于阈值电压460时，比较器输出第一值(例如逻辑高值)。
在时间T1，加热事件结束并且感测位置215c处的冷却周期开始。在图示的示例中，第三感测位置215c处的温度在时间T1开始衰减。温度衰减速率的速率取决于第三感测元件435c接近的流体的类型。例如，当与当感测位置215c不接近墨(例如接近空气)时在第三感测位置215c处测量的示例性温度衰减速率610相比时，当感测位置215c接近墨时在第三感测位置215c处测量的示例性温度衰减速率605相对快。
在时间T2，当墨接近第三感测位置215c时，第三感测位置215c处的感测的电压440未能满足阈值电压460。在图示的示例中，当冷却周期在时间T1开始时与比较器输出465在时间T2从逻辑高值翻转到逻辑低值之间的持续时间被称为基于墨的翻转时间615。
在时间T3，当墨不接近第三感测位置215c时，第三感测位置215c处的感测的电压440未能满足阈值电压460。在图示的示例中，当冷却周期在时间T1开始时与比较器输出465在时间T3从逻辑高值翻转到逻辑低值之间的持续时间被称为基于空气的翻转时间620。
通过比较翻转时间615、620，电接口150能够确定其中墨的存在接近并且然后不接近的位置。例如，参照图4，基于墨的翻转时间615可表示提供给电接口150的关于第四和第五感测位置215d、215e的基于时间的信息。基于空气的翻转时间620可表示提供给电接口150的关于第一、第二和第三感测位置215a、215b、215c的基于时间的信息。
虽然未在图示的序列600中示出，但是当在时间T0发射热脉冲时、当冷却周期在时间T1开始时和/或当比较器输出465在时间T2和时间T3从逻辑高值时过渡到逻辑低值时之间可发生传播延迟。
图7基于阈值电压和墨是否接近感兴趣的感测位置而图示关于位置/阈值信息、感测的电压和比较器输出的感测序列700。感测序列700包括至少在四个感测位置215处启动的一系列加热事件。感测序列700中包括的四个加热事件中的每一个与可变阈值电压460相关联。位置/阈值信息识别待测试的感测位置215以及电压比较器425将使用的阈值电压460。在图示的序列中，感测位置215被随机化，并且阈值电压460基于特定的加热事件而变化。感测的电压图示针对选择的感测位置215与施加的阈值电压460相比的温度衰减速率。基于感测的电压440和阈值电压460的比较以及当比较器输出465从逻辑高值翻转到逻辑低值的翻转时间，比较器输出图示电压比较器425的输出。
电接口150提供与第一测试相关联的位置/阈值信息，该信息指示将测试第三感测位置215c并且将由电压比较器425施加四伏阈值电压。在时间T0，在第三感测位置215c处启动加热事件(例如在发射热脉冲时)，并且由于热脉冲，第三感测位置215c处的温度(和感测的电压)增加。在时间T1，热脉冲结束，并且由示例性第三感测元件435c检测的感测的电压440随着冷却周期开始而开始衰减。电压比较器425比较感测的电压440和阈值电压460(例如四伏)，并且在感测的电压440大于或等于阈值电压时输出逻辑高值，并且在感测的电压440小于阈值电压时输出逻辑低值。在时间T2，比较器输出465从第一状态(例如逻辑高状态)翻转到第二状态(例如逻辑低状态)。将比较器输出465提供给电接口150，电接口150将基于时间的信息转换为持续时间(例如表示第一翻转时间705的值)。
电接口150提供与第二测试相关联的位置/阈值信息，该信息指示将测试第五感测位置215e并且将由电压比较器425施加一伏阈值电压。在时间T3，在第五感测位置215e处启动加热事件(例如在发射热脉冲时)，并且由于热脉冲，第五感测位置215e处的温度(和感测的电压)增加。在时间T4，热脉冲结束，并且由示例性第五感测元件435e检测的感测的电压440随着冷却周期开始而开始衰减。电压比较器425比较感测的电压440和阈值电压460(例如一伏)，并且在感测的电压440大于或等于阈值电压时输出逻辑高值，并且在感测的电压440小于阈值电压时输出逻辑低值。在时间T5，比较器输出465从第一状态(例如逻辑高状态)翻转到第二状态(例如逻辑低状态)。将比较器输出465提供给电接口150，电接口150将基于时间的信息转换为持续时间(例如表示第二翻转时间710的值)。
电接口150提供与第三测试相关联的位置/阈值信息，该信息指示将测试第四感测位置215e并且将由电压比较器425施加三伏阈值电压。在时间T6，在第四感测位置215d处启动加热事件(例如在发射热脉冲时)，并且由于热脉冲，第四感测位置215d处的温度(和感测的电压)增加。在时间T7，热脉冲结束，并且由示例性第四感测元件435d检测的感测的电压440随着冷却周期开始而开始衰减。电压比较器425比较感测的电压440和阈值电压460(例如三伏)，并且在感测的电压440大于或等于阈值电压时输出逻辑高值，并且在感测的电压440小于阈值电压时输出逻辑低值。在时间T8，比较器输出465从第一状态(例如逻辑高状态)翻转到第二状态(例如逻辑低状态)。将比较器输出465提供给电接口150，电接口150将基于时间的信息转换为持续时间(例如表示第三翻转时间715的值)。
电接口150提供与第四测试相关联的位置/阈值信息，该信息指示将再次测试第三感测位置215c并且将由电压比较器425施加两伏阈值电压。在时间T9，在第三感测位置215c处启动加热事件(例如在发射热脉冲时)，并且由于热脉冲，第三感测位置215c处的温度(和感测的电压)增加。在时间T10，热脉冲结束，并且由示例性第三感测元件435c检测的感测的电压440随着冷却周期开始而开始衰减。电压比较器425比较感测的电压440和阈值电压460(例如两伏)，并且在感测的电压440大于或等于阈值电压时输出逻辑高值，并且在感测的电压440小于阈值电压时输出逻辑低值。在时间T11，比较器输出465从第一状态(例如逻辑高状态)翻转到第二状态(例如逻辑低状态)。将比较器输出465提供给电接口150，电接口150将基于时间的信息转换为持续时间(例如表示第四翻转时间705的值)。
在图示的感测序列700中，第一测试(例如在时间T0启动)和第四测试(例如在时间T9启动)被引导到相同的感测位置215c。另外，测试感测位置的次序被随机化。在测量流体水平的同时随机化测试的感测位置215的次序并重复至少一个感测位置215对于模糊由感测管芯155提供给电接口150的基于时间的信息可能是有用的。
在图示的感测序列700中，虽然第一测试和第四测试针对相同的感测位置215c，但是在每个测试期间施加的阈值电压460是不同的。例如，在第一测试期间，由电压比较器425施加的阈值电压460是四伏，并且在第四测试期间，由电压比较器425施加的阈值电压是两伏。结果，在图示的感测序列700中，即使第二感测位置215c在两个测试期间都接近空气，第一翻转时间705和第四翻转时间720的持续时间也不同。例如，在第一测试和第四测试期间温度衰减速率类似，并且因而对于电压停止满足第一阈值电压460(例如感测的电压大于或等于四伏)所花费的时间是比对于感测的电压停止满足第四阈值电压460(例如感测的电压大于或等于两伏)所花费的时间相对较少的时间。相应地，第四翻转时间720比第一翻转时间705长。在不知道正在测试哪个感测位置215以及什么阈值电压460施加于测试的情况下，翻转时间不可以被可靠地映射到流体水平测量，从而在发送流体水平信息时提高安全性。
图8图示关于热脉冲信号、感测的电压以及当存在流体(例如墨)时和当不存在流体时计数的时钟循环的感测序列800。在图示的感测序列800中，阈值电压460是固定值。在时间T0，将热脉冲信号发送到感测管芯155上的感测位置215。例如，管芯上控制器420可选择与第三感测位置215c相关联的第三元件管理器445c，并且经由热脉冲线455发送热脉冲。第三元件管理器445c允许热脉冲传递到对应的加热元件430c，对应的加热元件430c然后发射热脉冲以在感测位置215c处加热感测管芯155。在一些实现方式中，热脉冲具有50毫瓦的功率和200-250微秒的持续时间。
在当启动加热事件时的时间T0与当加热事件结束(例如冷却周期开始)时的时间T1之间，第三感测位置215c处的温度增加。相应地，由对应于第三感测位置215c的第三感测元件435c生成的感测的电压440也增加。此外，当感测的电压440大于阈值电压460时，比较器输出第一值(例如逻辑高值)。在图示的序列800中，当电压比较器425输出逻辑高值时，示例性计数器510在比较器输出465从逻辑高值过渡到逻辑低值之前开始计数时钟循环的数量。
在时间T1，加热事件结束并且第三感测位置215c处的冷却周期开始。在图示的序列800中，第三感测位置215c处的温度在时间T1开始衰减。温度衰减速率的速率取决于第三感测元件435c接近的流体的类型。例如，当与感测位置215c不接近墨(例如接近空气)时在第三感测位置215c处测量的示例性温度衰减速率810相比时，当感测位置215c接近墨时在第三感测位置215c处测量的示例性温度衰减速率805相对快。
在时间T2，当墨接近第三感测位置215c时，第三感测位置215c处的感测的电压440未能满足阈值电压460。在图示的序列800中，当比较器输出465在时间T2从逻辑高状态翻转到逻辑低状态时，计数器510停止计数。在图示的序列中，计数器510在第一翻转时间815期间计数四个时钟循环。
在时间T3，当墨不接近第三感测位置215c时，第三感测位置215c处的感测的电压440未能满足阈值电压460。在图示的序列800中，当比较器输出465在时间T3从逻辑高状态翻转到逻辑低状态时，计数器510停止计数。在图示的序列中，计数器510在第二翻转时间820期间计数二十个时钟循环。
在翻转时间期间由计数器510计数的时钟循环的数量取决于期间比较器输出465保持在逻辑高状态的周期并且基于时钟505的特性。例如，在第二翻转时间820期间计数的时钟循环的数量在时钟505具有相对较高的频率时比在时钟505具有较低频率时可能更高。
虽然未在图示的序列800中示出，但是当在时间T0发射热脉冲时、当冷却周期在时间T1开始时和/或当计数器510由于比较器输出465在时间T2和时间T3从逻辑高值过渡到逻辑低值而停止计数时钟循环时之间可发生传播延迟。
尽管在图1-5和/或图13中图示实现打印系统100的示例性方式，但是在一些示例中，可按任何其它方式组合、划分、重新布置、省略、消除和/或实现图1-5和/或图13中图示的元件、过程和/或设备中的至少一个。此外，示例性控制器125、示例性存储器130、示例性存储器芯片145、示例性电接口150、示例性管芯上控制器420、示例性电压比较器425、示例性元件管理器445、示例性时钟505、示例性计数器510、示例性脉冲控制器1305、示例性电流放大器1310、示例性多路复用器1315和/或更一般地图1-5和/或图13的示例性打印系统100可由硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。因而，例如，示例性控制器125、示例性存储器130、示例性存储器芯片145、示例性电接口150、示例性管芯上控制器420、示例性电压比较器425、示例性元件管理器445、示例性时钟505、示例性计数器510、示例性脉冲控制器1305、示例性电流放大器1310、示例性多路复用器1315和/或更一般地图1-5和/或图13的示例性打印系统100中的任何一个可以由一个或多个电路、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系统权利要求之中的任何一个以覆盖纯软件和/或固件实现方式时，示例性控制器125、示例性存储器130、示例性存储器芯片145、示例性电接口150、示例性管芯上控制器420、示例性元件管理器445、示例性时钟505、示例性计数器510、示例性脉冲控制器1305、示例性电流放大器1310和/或示例性多路复用器1315中的至少一个在此被明确地定义成包括存储软件和/或固件的有形计算机可读存储设备或存储盘，诸如存储器、DVD、CD、蓝光等。更进一步地，除了图示的一个或多个元件、一个或多个过程和/或设备之外或代替该一个或多个元件、一个或多个过程和/或设备，图1-5和/或图13的示例性打印系统100还可包括一个或多个元件、一个或多个过程和/或设备，和/或可包括图示的元件、过程和设备中的任何一个或全部中的一个以上。
在图9、图10和/或图11中示出表示用于实现图1-5和/或图13的打印系统100的示例性机器可读指令的流程图。在这些示例中，机器可读指令包括用于由处理器执行的程序，该处理器诸如以下结合图12讨论的示例性处理器平台1200中所示的处理器1212。该程序可用存储在有形计算机可读存储介质(诸如CD-ROM、软盘、硬盘驱动、数字通用盘(DVD)、蓝光盘)或与处理器1212相关联的存储器上的软件来实现，但是整个程序和/或其部分可以替代地由除了处理器1212之外的设备执行和/或用固件或专用硬件来实现。此外，虽然参照图9、图10和/或图11中图示的流程图描述示例性程序，但是还可使用实现示例性打印系统100的许多其它方法。例如，可改变所述的块的执行的次序，和/或可改变、消除或合并所述块中的一些。
如上所提及，图9、图10和/或图11的示例性过程可使用存储在有形计算机可读存储介质(诸如硬盘驱动、闪存、只读存储器(ROM)、致密盘(CD)、数字通用盘(DVD)、高速缓存、随机存取存储器(RAM)和/或其中存储信息达任何持续时间(例如达延长的时间段，例如简而言之，永久地用于暂时缓冲和/或用于信息的高速缓存)的任何其它存储设备或存储盘)上的编码指令(例如计算机和/或机器可读指令)来实现。如本文所使用的，术语有形计算机可读存储介质被明确地定义成包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。如本文所使用的，“有形计算机可读存储介质”和“有形机器可读存储介质”可互换使用。图9、图10和/或图11的示例性过程也可使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质(诸如硬盘驱动、闪存、只读存储器、致密盘、数字通用盘、高速缓存、随机存取存储器和/或其中存储信息达任何持续时间(例如达延长的时间段，例如简而言之，永久地用于暂时缓冲和/或用于信息的高速缓存)的任何其它存储设备或存储盘)上的编码指令(例如计算机和/或机器可读指令)来实现。如本文所使用的，术语非暂时性计算机可读介质被明确地定义成任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。如本文所使用的，当短语“至少”用作权利要求的前序中的过渡术语(transition term)时，其以与术语“包括”是开放式的相同的方式是开放式的。
通过确定是否接收流体水平读取请求，图9的过程900开始于块902。例如，电接口150可响应于来自用户的命令、响应于页数等接收流体水平读取请求。在块904处，图9的过程900将热脉冲发送到感测管芯155上的选择的感测位置215。例如，电接口150可将感测位置(例如第三感测位置215c)提供给管芯上控制器420，管芯上控制器420然后通过使能第三元件管理器445c而选择第三感测位置215c。在块906处，第三元件管理器445c允许热脉冲传递到第三加热元件430c，并且第三加热元件430发射热脉冲以加热第三感测位置215c。在一些实现方式中，热脉冲具有200-250微秒的持续时间和50毫瓦的功率。在块908处，热脉冲结束并且冷却周期开始。
在块910处，与第三感测位置相关联的第三感测元件435c检测接近第三感测位置215c的感测管芯155的温度，并基于检测的温度生成感测的电压440。在块912处，示例性电压比较器425比较感测的电压440和阈值电压460。在一些实现方式中，电接口150将固定值提供给电压比较器425。如果在块914处，电压比较器425确定感测的电压440满足阈值电压460(例如感测的电压440大于或等于阈值电压460)，则控制返回到块912以比较感测的电压440和阈值电压460。
如果在块914处，电压比较器425确定感测的电压440不满足阈值电压460(例如感测的电压440小于阈值电压460)，则在块916处，过程900记录与比较器425的输出相关联的翻转时间。例如，电接口150可记录与比较器输出465何时从第一状态(例如逻辑高值)翻转到第二状态(例如逻辑低值)相关联的翻转时间。在块918处，过程900确定是否存在另一个待测试的感测位置215。例如，电接口150可测试感测位置215的一部分和/或感测管芯155中包括的所有感测位置215。如果在块918处，过程900确定存在另一个待测试的感测位置215，则控制返回到块904以将热脉冲发送到选择的感测位置215。
如果在块918处，过程900确定不存在另一个待测试的感测位置215，则在块920处，过程900基于记录的翻转时间确定流体水平测量。例如，电接口150可处理记录的翻转时间，并基于记录的翻转时间的变化识别流体(例如墨)的存在从接近过渡到不接近的位置。在块922处，图9的过程900确定是否继续进行流体水平测量。如果在块922处，图9的过程900确定继续进行流体水平测量，控制返回到块902以确定是否接收流体水平读取请求。否则，图9的示例性过程900结束。
通过确定是否接收流体水平读取请求，图10的过程1000开始于块1002。例如，电接口150可响应于来自用户的命令、响应于页数等接收流体水平读取请求。在块1004处，图10的过程1000发送标识待测试的位置的位置信息以及标识待施加的阈值电压的阈值信息。例如，电接口150可指示管芯上控制器420测试第三感测位置215c，并且在比较感测的电压400时电压比较器425将使用四伏阈值电压460。在一些实现方式中，在发送到管芯上控制器420和/或感测管芯155之前，位置信息和/或阈值信息由电接口150加密。
在块1006处，图10的过程1000在选择的感测位置处发射热脉冲并在第三感测位置215c处加热感测管芯155。在一些实现方式中，热脉冲具有200-250微秒的持续时间和50毫瓦的功率。在块1008处，热脉冲结束并且冷却周期开始。
在块1010处，与第三感测位置215c相关联的第三感测元件435c检测接近第三感测位置215c的感测管芯155的温度，并基于检测的温度生成感测的电压440。在块1012处，示例性电压比较器425比较感测的电压440和阈值电压460。如果在块1014处，电压比较器425确定感测的电压440满足阈值电压460(例如感测的电压440大于或等于四伏)，则控制返回到块1012以比较感测的电压440和阈值电压460。
如果在块1014处，电压比较器425确定感测的电压440不满足阈值电压460(例如感测的电压440小于四伏)，则在块1016处，过程1000记录与比较器425的输出和由电压比较器425使用的阈值电压460相关联的翻转时间。例如，电接口150可记录与比较器输出465何时从第一状态(例如逻辑高值)翻转到第二状态(例如逻辑低值)相关联的翻转时间。在块1018处，过程1000确定是否存在另一个待测试待感测位置215。例如，电接口150可测试感测位置215的一部分和/或感测管芯155中包括的所有感测位置215。如果在块1018处，过程1000确定存在另一个待测试的感测位置215，则控制返回到块1004以将热脉冲发送到选择的感测位置215。在一些实现方式中，通过随机化测试感测位置215的次序，重复测试至少一个感测位置215等，过程1000模糊正被测试的感测位置215。
如果在块1018处，过程1000确定不存在另一个待测试的感测位置215，则在块1020处，过程1000基于记录的翻转时间和施加的阈值电压来确定流体水平测量。例如，电接口150可处理记录的翻转时间，并基于记录的翻转时间的变化识别流体(例如墨)的存在从接近过渡到不接近的位置。在块1022处，图10的过程1000确定是否继续进行流体水平测量。如果在块1022处，图10的过程1000确定继续进行流体水平测量，控制返回到块1002以确定是否接收流体水平读取请求。否则，图10的示例性过程1000结束。
通过确定是否接收流体水平读取请求，图11的过程1100开始于块1102。例如，电接口150可响应于来自用户的命令、响应于页数等接收流体水平读取请求。在块1104处，图11的过程1100将热脉冲发送到感测管芯155上的选择的感测位置215。例如，电接口150可将感测位置(例如第三感测位置215c)提供给管芯上控制器420，管芯上控制器420然后通过使能第三元件管理器445c来选择第三感测位置215c。在块1106处，图11的过程1100重置计数器510。在一些实现方式中，过程1100可不重置计数器510。在块1108处，热脉冲结束并且冷却周期开始。示例性计数器510在冷却周期开始时开始计数时钟循环。
在块1110处，与第三感测位置215c相关联的第三感测元件435c检测接近第三感测位置215c的感测管芯155的温度，并基于检测的温度生成感测的电压440。在块1112处，示例性电压比较器425比较感测的电压440和阈值电压460。在一些实现方式中，电接口150将固定值提供给电压比较器425。在一些实现方式中，电接口150针对不同的测试改变阈值电压460的值。如果在块1114处，电压比较器425确定感测的电压440满足阈值电压460(例如感测的电压440大于或等于阈值电压460)，则控制返回到块1112以比较感测的电压440和阈值电压460。
如果在块1114处，电压比较器425确定感测的电压440不满足阈值电压460(例如感测的电压440小于阈值电压460)，则在块1116处，图11的该过程1100停止计数时钟循环。例如，当比较器输出465从逻辑高值过渡到逻辑低值时，示例性计数器510可停止计数时钟循环。在块1118处，过程1100加密表示由计数器510计数的时钟循环的数量的示例性数字代码515。例如，计数器510可将数字代码515输出到管芯上控制器420，管芯上控制器420可包括加密芯片(例如TPM芯片)以加密数字代码515。在块1120处，过程1100将加密的数字代码515从感测管芯155输出到电接口150。
在块1122处，过程1100确定是否存在另一个待测试的感测位置215。例如，电接口150可测试感测位置215的一部分和/或感测管芯155中包括的所有感测位置215。如果在块1122处，过程1100确定存在另一个待测试的感测位置215，则控制返回到块1104以将热脉冲发送到选择的感测位置215。
如果在块1122处，过程1100确定不存在另一个待测试的感测位置215，则在块1124处，过程1100基于记录的翻转时间(例如加密的数字代码515)确定流体水平测量。例如，电接口150可处理记录的翻转时间，并基于记录的翻转时间的变化识别流体(例如墨)的存在从接近过渡到不接近的位置。在块1126处，图11的过程1100确定是否继续进行流体水平测量。如果在块1126处，图11的过程1100确定继续进行流体水平测量，控制返回到块1102以确定是否接收流体水平读取请求。否则，图11的示例性过程1100结束。
图12是能够执行机器可读指令以实现图9、图10和/或图11的过程和/或图1-5和/或图13的打印系统100的示例性处理器平台1200的框图。处理器平台1200例如可以是服务器、个人计算机或任何其它类型的计算设备。
图示的示例的处理器平台1200包括处理器1212。图示的示例的处理器1212是硬件。例如，处理器1212可以由来自任何期望的制造商的集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器中的至少一个来实现。
图示的示例的处理器1212包括本地存储器1213(例如高速缓存)。图示的示例的处理器1212经由总线1218与包括易失性存储器1214和非易失性存储器1216的主存储器通信。易失性存储器1214可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/或任何其它类型的随机存取存储器设备来实现。非易失性存储器1216可由闪存和/或任何其它期望的类型的存储器设备来实现。对主存储器1214、1216的访问由存储器控制器控制。在一些实例中，主存储器可仅仅包括易失性存储器814。在一些实例中，主存储器可仅仅包括非易失性存储器816。
图示的示例的处理器平台1200还包括接口电路1220。接口电路1220可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 express接口)来实现。
在图示的示例中，至少一个输入设备1222连接到接口电路1220。一个或多个输入设备1222允许用户将数据和命令输入到处理器1212中。一个或多个输入设备例如可由音频传感器、麦克风、相机(静态或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、追踪板、轨迹球、等值点和/或语音识别系统来实现。
至少一个输出设备1224还连接到图示的示例的接口电路1220。输出设备1224例如可以由显示设备(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)来实现。图示的示例的接口电路1220因而可包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片或图形驱动器处理器。
图示的示例的接口电路1220还可包括通信设备，诸如发送器、接收器、收发器、调制解调器和/或网络接口卡，以便于经由网络1226(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)的数据交换。
图示的示例的处理器平台1200还可包括用于存储软件和/或数据的至少一个大容量存储设备1228。这样的大容量存储设备1228的示例包括软盘驱动器、硬驱动盘器、致密盘驱动器、蓝光盘驱动器、RAID系统和数字通用盘(DVD)驱动器。
可在大容量存储设备1228中、在易失性存储器1214中、在非易失性存储器1216中和/或在可移动的有形计算机可读存储介质(诸如CD或DVD)中存储实现图9、图10和/或图11的过程的编码指令1232。
将从前述内容理解：以上公开的方法、装置和制品涉及打印盒和感测打印盒的流体水平。使用本文公开的示例，在感测管芯中包括的多个感测位置处感测流体水平信息。感测管芯与流体容器集成并从流体容器的顶部延伸到流体容器的底部，或者是流体容器的一部分。当接收测量流体水平的请求时，在选择的感测位置处启动加热事件，并且由加热元件发射热脉冲。被定位在感测位置处或附近的感测元件检测感测管芯的温度并将温度转换为感测的电压。电压比较器比较感测的电压和阈值电压，并生成指示感测的电压是否满足阈值电压的连续输出。由电压比较器生成的连续输出是表示感测的电压满足阈值电压的持续时间的基于时间的信息。在一些实现方式中，阈值电压是施加于每个测试的感测位置的固定值。在一些实现方式中，阈值电压是可从一个加热事件变成下一个加热事件的变量。
将来自感测管芯的信息发送到电接口，电接口然后处理接收的信息以确定流体(例如墨)的存在从存在过渡到不存在的位置。在一些实现方式中，从感测管芯接收的信息是基于时间的信息。例如，电接口可监视比较器输出并记录比较器输出何时从逻辑高状态翻转到逻辑低状态。在一些实现方式中，感测管芯可包括计数器，以将由电压比较器输出的基于时间的信息转换成数字代码，该数字代码表示电压比较器的输出在翻转到逻辑低状态之前保持在逻辑高状态的时钟循环的数量。
公开的方法、装置和制品通过提供用于捕获和通信流体容器中的流体水平的简单方法来节省打印头成本。此外，公开的方法、装置和制品提供减少硅面积和与嵌入硅相关联的成本的简化通信协议。公开的方法、装置和制品还经由钝化层防护感测元件和加热元件，该钝化层保护与每个感测位置215相关联的感测元件和加热元件免受可能由于与正被感测的流体(例如墨)的腐蚀性接触而发生的损坏。
虽然本文已经公开了某些示例性方法、装置和制品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖完全地落在本专利的权利要求的范围内的所有方法、装置和制品。
虽然已经用结构特征专用的语言描述了用于流体水平感测装置和方法的实现方式，但是将理解：本主题不限于所述的具体特征。相反地，具体特征被公开和解释为用于流体水平感测装置和方法的示例性实现方式。
Claims (15)
1.一种打印盒，包括：
流体容器；
感测管芯，包括与流体容器热接触的多个感测位置；以及
电压比较器，通过比较在多个感测位置的选择的感测位置处生成的感测的电压和阈值电压而输出基于时间的信息，基于时间的信息表示在感测位置处是否存在流体。
2.根据权利要求1所述的打印盒，其中感测位置包括感测元件以检测温度并基于检测的温度生成感测的电压。
3.根据权利要求2所述的打印盒，其中感测元件是P-N结二极管。
4.根据权利要求1所述的打印盒，其中感测位置包括加热元件以发射热脉冲，从而在感测位置处加热感测管芯。
5.根据权利要求4所述的打印盒，其中加热元件是多晶硅电阻器。
6.根据权利要求1所述的打印盒，其中感测管芯包括加热元件和通过感测管芯定位的多个感测元件，每个感测元件的位置与流体水平相关联。
7.根据权利要求1所述的打印盒，进一步包括元件管理器以控制何时致动感测位置。
8.根据权利要求7所述的打印盒，其中元件管理器用于：
将热脉冲转发到加热元件，以在元件管理器被选择时发射；以及
将感测的电压从感测位置转发到电压比较器。
9.根据权利要求8所述的打印盒，其中感测的电压是第一感测的电压，元件管理器用于：
当元件管理器未被选择时，转发来自相邻的元件管理器的第二感测的电压。
10.一种感测管芯，包括：
与流体容器热接触的多个感测位置，感测位置中的每一个与流体容器中的流体水平相关联，多个感测位置以相应流体水平选择性地检测流体容器内流体的存在；以及
电压比较器，通过比较在感测位置处生成的感测的电压和阈值电压而输出基于时间的信息，基于时间的信息表示在感测位置处是否存在流体。
11.根据权利要求10所述的感测管芯，其中与基于时间的信息相关联的持续时间对应于温度衰减速率。
12.根据权利要求10所述的感测管芯，进一步包括管芯上控制器以将热脉冲发送到感测位置，从而使感测位置检测流体的存在。
13.一种感测管芯，包括：
生成感测的电压的多个感测元件，感测元件中的每一个与流体容器中的流体水平相关联；
电压比较器，比较感测的电压和阈值电压；以及
元件管理器，将感测的电压从选择的感测元件转发到电压比较器。
14.根据权利要求13所述的感测管芯，进一步包括电接口，用于：
将来自电压比较器的输出映射到温度衰减速率；以及
基于温度衰减速率识别过渡位置，所述过渡位置表示流体容器的流体的水平。
15.根据权利要求13所述的感测管芯，其中阈值电压是固定值。
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