CN110431019B - 包括应变计传感器的流体喷射管芯 - Google Patents

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Abstract

流体喷射系统包括流体喷射管芯、维护站组件和控制器。流体喷射管芯包括至少一个应变计传感器，以感测应变。维护站组件用于维护流体喷射管芯。控制器用于在流体喷射管芯的维护期间从至少一个应变计传感器接收感测应变，并且响应于感测应变超过维护阈值而调整或停止流体喷射管芯的维护。

Description

包括应变计传感器的流体喷射管芯
背景技术
作为流体喷射系统的一个示例，喷墨打印系统可包括打印头、向打印头供应液体油墨的油墨供应以及控制打印头的电子控制器。作为流体喷射装置的一个示例，打印头通过多个喷嘴或孔并且朝向打印介质(例如，纸张)喷射油墨液滴，从而打印到打印介质上。在一些示例中，孔被布置在至少一个列或阵列中，使得随着打印头和打印介质相对于彼此移动，从孔以适当顺序喷射的油墨导致字符或其它图像打印在打印介质上。
附图说明
图1A是示出流体喷射系统的一个示例的框图。
图1B是示出流体喷射系统的另一示例的框图。
图2示出了流体喷射管芯的一个示例的前视图。
图3A示出了应变计传感器的一个示例。
图3B示出了应变计传感器的另一示例。
图4A示出了电路的一个示例的框图，所述电路用于处理来自多个应变计传感器的信号。
图4B示出了电路的另一示例的框图，所述电路用于处理来自多个应变计传感器的信号。
图5示出了维护流体喷射管芯的维护站组件的一个示例的侧视图。
图6A示出了对应于流体喷射管芯碰撞事件的应变计传感器信号的一个示例。
图6B示出了对应于流体喷射管芯碰撞事件的应变计传感器信号的另一示例。
图6C示出了对应于流体喷射管芯维护事件的应变计传感器信号的一个示例。
图6D示出了对应于流体喷射管芯内应变随时间增加的应变计传感器信号的一个示例。
图6E示出了对应于流体喷射管芯震动的应变计传感器信号的一个示例。
图6F示出了在事件之后未返回到基线应变的应变计传感器信号的一个示例。
图7是示出用于维持流体喷射系统的方法的一个示例的流程图。
图8是示出用于维持流体喷射系统的方法的另一示例的流程图。
图9是示出用于维持流体喷射系统的方法的另一示例的流程图。
具体实施方式
在以下详细描述中，对于附图进行参考，所述附图形成本文的一部分，并且其中通过图示的方式显示了其中可实践本公开的具体示例。应理解的是，可利用其它示例，并且可进行结构或逻辑性改变，而不从本公开的范围脱离。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义，并且本公开的范围由所附权利要求限定。应理解的是，除非另有具体说明，否则本文描述的各种示例的特征可与彼此部分地或全部地组合。
打印头可由喷墨打印系统内的维护站组件维护，以维持喷嘴健康，并且延长打印头的寿命。在喷墨打印系统中使用的一些油墨可难以喷射，并且可经受搅浊、结壳和/或开封(decap)。相应地，一种类型的打印头维护包括周期性地擦拭打印头，以从打印头移除多余油墨。最佳的喷嘴维护对于提供最高打印质量和最小客户中断是至关重要的。因此，将有利的是，能够确定由于维护而施加到打印头的力。过高的压力可损坏打印头，而过低的压力可无法有效地维护打印头。
此外，将有利的是，能够在发生进一步损坏之前检测打印头碰撞到打印介质或其它物体，并且对于其进行反应。还将有用的是，能够检测碰撞的严重性，以确定是否需要更换打印头。打印头对于打印介质的一些碰撞导致接触到打印头表面，这污染了打印结果，但是不完全使介质停止。在这些情况下，如果介质(例如，波纹包装)的一部分被撕裂，并且被拖拉横跨打印头，则如果打印头不立即停止则可损坏打印头。如果打印头不立即停止，则还可需要丢弃打印作业。打印头碰撞和由此导致的有缺陷的打印作业通常保持未被检测，直到完成质量审核，这导致了对于客户的大量浪费。打印头碰撞的潜在检测也可导致对于打印头的永久损坏。
目前，在产品打印头中不存在以下测量能力，所述测量能力贯穿于打印头寿命而提供关于由打印头经受的应变的信息。应变水平已超过安全限制的主要指标是开裂的管芯。这导致了对于客户的停机时间、损失的打印作业以及对于本应可易于检测和避免的情况的反应性响应。相应地，将有利的是，能够在故障实际发生之前检测即将发生的打印头故障，并且对于其进行反应。此外，将有利的是，能够检测流体喷射系统何时展现显著震动，这可指示损坏的部件，或以其它方式指示恶劣的操作环境。
相应地，本文公开了包括一个或多个应变计传感器的流体喷射系统，所述应变计传感器集成在流体喷射系统的打印头组件的流体喷射管芯内。应变计传感器在流体喷射管芯的维护期间感测应变，以基于感测应变而校准维护站或停止维护。应变计传感器在流体喷射系统的操作期间感测应变，以基于感测应变而检测流体喷射管芯的碰撞或震动。应变计传感器随时间感测应变，以基于感测应变而检测流体喷射管芯是否接近故障。基于感测应变，可停止流体喷射系统的操作，或可警告流体喷射系统的用户。
图1A是示出流体喷射系统10的一个示例的框图。流体喷射系统10包括流体喷射管芯12、控制器16和维护站组件18。流体喷射管芯12包括至少一个应变计传感器14，以感测应变。维护站组件18维护流体喷射管芯12。控制器16在流体喷射管芯12的维护期间从至少一个应变计传感器14接收感测应变，并且响应于感测应变超过维护阈值而调整或停止流体喷射管芯12的维护。维护阈值可被设定为防止维护站组件18向流体喷射管芯12施加可损坏管芯的压力。
在一个示例中，流体喷射管芯12包括多个应变计传感器，其中，多个应变计传感器中的每个感测流体喷射管芯12的应变。在此示例中，控制器16在流体喷射管芯12的维护期间从多个应变计传感器中的每个接收感测应变。在另一示例中，控制器16响应于在流体喷射系统10中安装流体喷射管芯12而从至少一个应变计传感器14接收基线感测应变，并且响应于基线感测应变超过基线阈值而警告流体喷射系统的用户。基线阈值可被设定为使得超过基线阈值的应变指示有缺陷或损坏的流体喷射管芯。
在另一示例中，控制器16随时间从至少一个应变计传感器14接收感测应变，将感测应变与指示流体喷射管芯14接近故障的故障阈值比较，并且响应于感测应变超过故障阈值而警告流体喷射系统10的用户。以此方式，可通知流体喷射系统10的用户流体喷射管芯接近故障，从而可在故障之前更换流体喷射管芯。
在另一示例中，控制器16在流体喷射管芯的操作(例如，打印)期间从至少一个应变计传感器14接收感测应变，基于感测应变而确定流体喷射管芯12是否已碰撞物体(例如，打印介质)，并且响应于碰撞而停止流体喷射管芯的操作。在另一示例中，控制器16在流体喷射管芯的操作期间从至少一个应变计传感器14接收感测应变，基于感测应变而确定流体喷射管芯是否在震动，并且响应于震动超过震动阈值的震动而调整或停止流体喷射管芯的操作。震动阈值可被设定为防止损坏流体喷射管芯和/或其它流体喷射系统部件，和/或防止有缺陷的打印作业。
图1B是示出流体喷射系统100的另一示例的框图。流体喷射系统100包括流体喷射组件(例如，打印头组件102)以及流体供应组件(例如，油墨供应组件110)。在示出的示例中，流体喷射系统100还包括维护站组件104、载架组件116、打印介质传送组件118和电子控制器120。在其它示例中，流体喷射系统100可包括多个维护站组件104。虽然以下描述提供了关于油墨的用于流体处理的系统和组件的示例，但是所公开的系统和组件也适用于处理除了油墨之外的流体。
打印头组件102包括至少一个打印头或流体喷射管芯106，所述打印头或流体喷射管芯106通过多个孔或喷嘴108喷射油墨或流体液滴。在一个示例中，液滴被引导朝向介质，例如，打印介质124，从而打印到打印介质124上。在一个示例中，打印介质124包括任何类型的适当的片材，例如，纸、卡片纸料、透明片、聚酯薄膜、织物和类似物。在另一示例中，打印介质124包括用于三维(3D)打印的介质(例如，粉末床)或用于生物打印和/或药物发现测试的介质(例如，储存器或容器)。在一个示例中，喷嘴108被布置在至少一个列或阵列中，使得随着打印头组件102和打印介质124相对于彼此移动，从喷嘴108以适当顺序喷射的油墨导致字符、符号和/或其它图形或图像打印在打印介质124上。
流体喷射管芯106还包括多个应变计传感器107。应变计传感器107感测流体喷射管芯106内的应变。在一个示例中，应变计传感器107在由维护站组件104维护流体喷射管芯106的期间感测流体喷射管芯106内的应变。在另一示例中，应变计传感器107在流体喷射系统100的操作(例如，打印)期间感测流体喷射管芯106内的应变。在另一示例中，应变计传感器107在流体喷射管芯106的寿命期间随时间感测流体喷射管芯106内的应变。
油墨供应组件110向打印头组件102供应油墨，并且包括储存器112，用于储存油墨。如此，在一个示例中，油墨从储存器112流动到打印头组件102。在一个示例中，打印头组件102和油墨供应组件110一起被容纳在喷墨或流体喷射打印盒或笔中。在另一示例中，油墨供应组件110从打印头组件102分离，并且通过接口连接件113(例如，供应管道和/或阀门)向打印头组件102供应油墨。
载架组件116相对于打印介质传送组件118定位打印头组件102，并且打印介质传送组件118相对于打印头组件102定位打印介质124。因此，在打印头组件102和打印介质124之间的区域中邻近喷嘴108限定了打印区域126。在一个示例中，打印头组件102是扫描型打印头组件，使得载架组件116相对于打印介质传送组件118移动打印头组件102。在另一示例中，打印头组件102是非扫描型打印头组件，使得载架组件116将打印头组件102固定在相对于打印介质传送组件118的规定位置处。
维护站组件104提供打印头组件102的喷溅(spitting)、擦拭、加盖和/或填装，以维持打印头组件102以及更具体地喷嘴108的功能。例如，维护站组件104可包括橡胶叶片、擦拭器或辊，其周期性地经过打印头组件102之上，以擦拭和清洁喷嘴108免于多余油墨。此外，维护站组件104可包括盖部，所述盖部覆盖打印头组件102，以保护喷嘴108在非使用时期期间免于变干。此外，维护站组件104可包括喷溅容器(spittoon)，打印头组件102在喷溅期间将油墨喷射到所述喷溅容器中，以确保储存器112维持适当水平的压力和流动性，并且确保喷嘴108不堵塞或渗漏。维护站组件104的功能可包括维护站组件104和打印头组件102之间的相对运动。
电子控制器120通过通信路径103与打印头组件102通信，通过通信路径105与维护站组件104通信，通过通信路径117与载架组件116通信，并且通过通信路径119与打印介质传送组件118通信。在一个示例中，当在载架组件116中安装打印头组件102时，电子控制器120和打印头组件102可经由载架组件116通过通信路径101通信。电子控制器120还可与油墨供应组件110通信，使得在一个实施方式中，可检测新的(或已使用的)油墨供应。
电子控制器120从主机系统(例如，计算机)接收数据128，并且可包括存储器，用于临时存储数据128。数据128可沿着电子、红外、光学或其它信息传送路径被发送到流体喷射系统100。数据128表示例如待打印的文档和/或文件。如此，数据128形成用于流体喷射系统100的打印作业，并且包括至少一个打印作业命令和/或命令参数。
在一个示例中，电子控制器120提供打印头组件102的控制，包括定时控制，用于从喷嘴108喷射油墨液滴。如此，电子控制器120限定所喷射的油墨液滴的式样，所述油墨液滴在打印介质124上形成字符、符号和/或其它图形或图像。定时控制以及因此所喷射的油墨液滴的式样由打印作业命令和/或命令参数确定。在一个示例中，形成电子控制器120的一部分的逻辑和驱动电路位于打印头组件102上。在另一示例中，形成电子控制器120的一部分的逻辑和驱动电路位于打印头组件102之外。
电子控制器120还在流体喷射管芯106的维护期间从多个应变计传感器107中的每个接收感测应变，在所述维护期间，维护部件(例如，擦拭器)与流体喷射管芯106进行接触。在一个示例中，电子控制器120响应于来自多个应变计传感器107中的每个的感测应变而校准维护站组件104的维护部件。在另一示例中，电子控制器120响应于来自多个应变计传感器107中的每个的感测应变而向流体喷射系统100的用户提供数据，用于由用户手动校准维护站组件104。
通过在维护期间监测应变计传感器107的输出，电子控制器120可确定维护站组件104的部件是否被适当地调整。如果发现维护站组件104的部件未被适当地调整，则电子控制器120可采取适当的动作，以处理所述问题。过小的压力可导致无法有效地维护流体喷射管芯106，而过大的压力可损坏流体喷射管芯106和/或迫使空气到喷嘴108中，这产生附加的问题。此外，可监测应变计传感器107的输出，以确定流体喷射管芯106的一个端部处的压力是否过低而流体喷射管芯106的另一端部处的压力是否过高。在此情况下，可进行维护站组件104的部件的倾斜调整，以适当地调整流体喷射管芯106的两个端部上的压力。基于应变计传感器107的输出，电子控制器120可警告流体喷射系统100的用户存在有问题，调整维护站组件104的部件，和/或停止流体喷射管芯106的维护。
在一个示例中，电子控制器120还可在流体喷射管芯106的操作期间从多个应变计传感器107中的每个接收感测应变。通过在流体喷射管芯106的操作期间监测应变计传感器107的输出，电子控制器102可确定流体喷射管芯106是否与打印介质或一些其它物体进行接触(即，撞击)，并且而后采取适当的动作，以处理所述问题。所述动作可包括警告流体喷射系统100的用户存在有问题，或停止流体喷射系统100的操作。
在另一示例中，电子控制器120还可从多个应变计传感器107中的每个接收感测应变，以监测流体喷射管芯106的震动。震动可由于流体喷射系统100外部的来源导致(例如，流体喷射系统100在操作时被移动或将被放置在移动环境中)，或可由于流体喷射系统100内部的来源导致(例如，磨损或有缺陷的辊和/或马达)。通过监测应变计传感器107的输出，电子控制器120可响应于检测到震动而采取适当的动作。对于更大的流体喷射系统100，这些动作可包括警告用户存在有接近其寿命终点的部件。对于更小(例如，更具有移动性)的流体喷射系统100，这些动作可包括警告用户震动过强而无法允许流体喷射系统有效地操作，或流体喷射系统在不适当的定向中。
在另一示例中，电子控制器120还可从多个应变计传感器107中的每个接收感测应变，以随时间监测流体喷射管芯106经受的应变。测量应变可涉及环境因素(即，流体喷射系统的外部环境)，例如，导致开裂的管芯故障的温度循环。测量应变还可涉及由流体喷射管芯106自身产生的条件，例如，由于激发喷嘴导致的迅速温度变化，这在流体喷射管芯的寿命下成百上千次地使管芯和岬部(headland)交界面(即，流体喷射管芯106和打印头组件102之间的交界面)受到应力。已知的是，油墨随时间渗入到岬部中的结构粘合剂中，而导致膨胀，所述膨胀增加对于管芯接合部的应力。这导致打印头组件岬部的翘曲增加。通过随时间监测应变计107的输出，并且在为管芯建立应变已知安全限制之后，电子控制器120可确定流体喷射管芯106是否趋向于发生近期故障，并且而后采取适当的动作，以处理所述问题。这些动作可包括警告流体喷射系统100的用户存在有接近磨损的流体喷射管芯，或停止流体喷射系统100的操作。
图2示出了流体喷射管芯200的一个示例的前视图。在一个示例中，流体喷射管芯200提供了先前参考图1A描述和示出的流体喷射管芯12或先前参考图1B描述和示出的流体喷射管芯106。流体喷射管芯200包括多个喷嘴202和多个应变计传感器204。在一个示例中，流体喷射管芯200是硅管芯，并且多个应变计传感器204中的每个集成在管芯内。每个应变计传感器204在流体喷射管芯200内的特定位置处感测流体喷射管芯200内的应变。
虽然流体喷射管芯200在此示例中包括矩形形状，但是在其它示例中，流体喷射管芯200可具有其它适当的形状，例如，方形形状。流体喷射管芯200可包括任何适当数量的喷嘴202以及任何适当数量的应变计传感器204。虽然流体喷射管芯200包括被布置在两列中的喷嘴202和被布置在两列中的应变计传感器204，但是在其它示例中，喷嘴202和应变计传感器204可具有其它适当的布置，例如，一列喷嘴和/或一列应变计传感器或多于两列喷嘴和/或多于两列应变计传感器。此外，虽然流体喷射管芯200包括相对于彼此对准的应变计传感器204，但是在其它示例中，应变计传感器204可相对于彼此交错。在其它示例中，流体喷射管芯200可在两列喷嘴202之间包括应变计传感器204。
图3A示出了应变计传感器300的一个示例。在一个示例中，应变计传感器300提供了先前参考图2描述和示出的流体喷射管芯200的每个应变计传感器204。应变计传感器300包括第一电极302、第二电极304和电联接在第一电极302和第二电极304之间的压电传感器元件306。压电传感器元件306响应于一个轴线中的应力而展现电阻中的变化。因此，通过偏置应变计传感器300(例如，利用恒定电流)，并且测量横跨压电传感器元件306的电压，可感测压电传感器元件306上的应变。
图3B示出了应变计传感器310的另一示例。在一个示例中，应变计传感器310提供了先前参考图2描述和示出的流体喷射管芯200的每个应变计传感器204。应变计传感器310包括第一电极312、第二电极314、第三电极316、第四电极318、第一压电传感器元件320、第二压电传感器元件321、第三压电传感器元件322和第四压电传感器元件323。第一压电传感器元件320电联接在第一电极312和第二电极314之间。第二压电传感器元件321电联接在第二电极314和第三电极316之间。第三压电传感器元件322电联接在第三电极316和第四电极318之间。第四压电传感器元件323电联接在第四电极318和第一电极312之间。
应变计传感器310响应于两个轴线中的应力而展现电阻中的变化。应变计传感器310可被配置成惠斯通电桥配置，其中，横跨两个相对的电极(例如，第一电极312和第三电极316)施加外部偏置电压，同时横跨其它两个相对的电极(例如，第二电极314和第四电极318)测量电压。因此，通过利用外部电压而偏置应变计传感器310，并且测量横跨压电传感器元件320-323的电压，可感测应变计传感器310上的应变。
图4A是示出电路400的一个示例的框图，所述电路400用于处理来自多个应变计传感器的信号。电路400包括偏置电路4021至402N、应变计传感器4061至406N以及模数转换器4101至410N，其中，“N”是流体喷射管芯上的任何适当数量的应变计传感器。来自每个应变计传感器的信号被传送到控制器，例如，先前参考图1A描述和示出的控制器16或先前参考图1B描述和示出的电子控制器120。应变计传感器4061至406N集成在流体喷射管芯上，例如，先前参考图2描述和示出的流体喷射管芯200。偏置电路4021至402N和模数转换器4101至410N可集成在流体喷射管芯中、打印头组件中、流体喷射系统的其它部件中或其组合中。
每个偏置电路4021至402N分别通过信号路径4041至404N电联接到应变计传感器4061至406N。每个应变计传感器4061至406N分别通过信号路径4081至408N电联接到模数转换器4101至410N。每个模数转换器4101至410N分别通过信号路径4121至412N电联接到控制器。
每个偏置电路4021至402N向相应的应变计传感器4061至406N提供偏置电压或电流。每个应变计传感器4061至406N可由先前参考图3A描述和示出的应变计传感器300或先前参考图3B描述和示出的应变计传感器310提供。来自每个应变计传感器4061至406N的电压信号由相应的模数转换器4101至410N转换到数字信号。对应于每个应变计传感器4061至406N的感测应变的数字信号而后被传送到控制器。以此方式，可同时感测每个应变计传感器的应变。
图4B是示出电路420的另一示例的框图，所述电路420用于处理来自多个应变计传感器的信号。电路420包括偏置电路422、模拟多路复用器4281至428M、应变计传感器4321至432M和模数转换器438，其中，“M”是流体喷射管芯上的任何适当数量的应变计传感器。来自每个应变计传感器的信号被传送到控制器，例如，先前参考图1A描述和示出的控制器16或先前参考图1B描述和示出的电子控制器120。应变计传感器4321至432M集成在流体喷射管芯上，例如，先前参考图2描述和示出的流体喷射管芯200。偏置电路422、多路复用器4281至428M和模数转换器438可集成在流体喷射管芯中、打印头组件中、流体喷射系统的其它部件中或其组合中。
偏置电路422通过信号路径424电联接到每个模拟多路复用器4281至428M。每个模拟多路复用器4281至428M还通过信号路径426接收选择信号。每个模拟多路复用器4281至428M分别通过信号路径4301至430M电联接到应变计传感器4321至432M。每个应变计传感器4321至432M分别通过信号路径4341至434M电联接到模拟多路复用器4281至428M。每个模拟多路复用器4281至428M通过信号路径436电联接到模数转换器438。模数转换器438通过信号路径440电联接到控制器。
偏置电路422向每个模拟多路复用器4281至428M提供偏置电压或电流。响应于信号路径426上对应于模拟多路复用器4281至428M的选择信号，所选择的模拟多路复用器4281至428M通过相应的信号路径4301至430M将偏置电压或电流传送到相应的应变计传感器4321至432M。每个应变计传感器4321至432M可由先前参考图3A描述和示出的应变计传感器300或先前参考图3B描述和示出的应变计传感器310提供。来自所选择的应变计传感器4321至432M的电压信号通过相应的信号路径4341至434M被传送到所选择的模拟多路复用器4281至428M。所选择的模拟多路复用器4281至428M而后将电压信号传送到模数转换器438。模数转换器438将电压信号转换到数字信号。对应于所选择的应变计传感器4321至432M的感测应变的数字信号而后被传送到控制器。以此方式，可通过一次感测一个应变计传感器的应变，单个偏置电路和单个模数转换器可用于感测多个应变计传感器的应变。
图5示出了维护流体喷射管芯510的维护站组件502的一个示例的侧视图。在一个示例中，维护站组件502提供了维护站组件18，并且流体喷射管芯510提供了先前参考图1A描述和示出的流体喷射管芯12。在另一示例中，维护站组件502提供了维护站组件104，并且流体喷射管芯510提供了先前参考图1B描述和示出的流体喷射管芯106。流体喷射管芯510包括由虚线指示的应变计传感器512，例如，先前参考图3A描述和示出的应变计传感器300或先前参考图3B描述和示出的应变计传感器310。
维护站组件502包括维护部件504(例如，擦拭器)。如506处指示的，维护部件504可相对于流体喷射管芯510移动。维护部件504可移动到与流体喷射管芯510接触，用于流体喷射管芯510的维护，并且当不维护流体喷射管芯510时，维护部件504可移动脱离与流体喷射管芯510接触，如508处指示的。在维护期间，维护部件504可横跨流体喷射管芯510移动，以从流体喷射管芯510移除多余油墨。由实线指示的维护部件504指示维护部件504的第一位置，而由虚线指示的维护部件504指示维护部件504的第二位置。
当流体喷射管芯510由维护站组件502维护时，应变计传感器512测量由维护部件504施加在流体喷射管芯510上的应变。来自每个应变计传感器512的感测应变可用于校准包括维护部件504的维护站组件502，使得维护站组件502在维护期间在流体喷射管芯510上施加最佳压力。还可将来自每个应变计传感器512的感测应变与维护阈值比较，并且可响应于感测应变超过维护阈值而停止流体喷射管芯510的维护。
图6A示出了对应于流体喷射管芯碰撞事件的应变计传感器信号600的一个示例。在碰撞事件之前，应变计传感器输出602处指示的基线应变。在当流体喷射系统既不操作也不被维护时的流体喷射系统空闲时间期间，可感测602处指示的基线应变。在其中流体喷射管芯与物体(例如，打印介质)进行短暂接触的碰撞事件时，应变计传感器输出信号，所述信号迅速上升到峰值，如604处指示的，并且而后迅速下降回到基线应变602。604处的峰值可用于确定碰撞的严重性。可将604处的峰值与碰撞阈值比较，以确定是否可能发生对于流体喷射管芯的损坏、是否应停止流体喷射系统的操作或是否应警告流体喷射系统的用户。
图6B示出了对应于流体喷射管芯碰撞事件的应变计传感器信号610的另一示例。在碰撞事件之前，应变计传感器输出612处指示的基线应变。在当流体喷射系统既不操作也不被维护时的流体喷射系统空闲时间期间，可感测612处指示的基线应变。在其中流体喷射管芯与物体(例如，打印介质)进行短暂接触的碰撞事件时，应变计传感器输出信号，所述信号多次迅速上升到峰值，并且下降回到基线应变612，如由峰值614-617指示的。虽然峰值614-617被指示为相等，但是峰值可根据碰撞而变化。峰值的数量也可根据碰撞而变化。614-617处的信号峰值可用于确定碰撞的严重性。可将峰值614-617与碰撞阈值比较，以确定是否可能发生对于流体喷射管芯的损坏、是否应停止流体喷射系统的操作或是否应警告流体喷射系统的用户。
图6C示出了对应于流体喷射管芯维护事件的应变计传感器信号620的一个示例。在维护事件之前，应变计传感器输出622处指示的基线应变。在当流体喷射系统既不操作也不被维护时的流体喷射系统空闲时间期间，可感测622处指示的基线应变。在其中流体喷射管芯与维护站组件的部件进行接触的维护事件开始时，应变计传感器输出信号，所述信号迅速上升到峰值，如624处指示的。在维护站组件的部件保持与流体喷射管芯接触时，624处的峰值被维持。一旦完成流体喷射管芯的维护，并且维护站组件的部件移动远离流体喷射管芯，则应变计传感器输出信号，所述信号迅速下降回到基线应变622。624处的峰值可用于校准包括维护部件的维护站组件，使得最佳压力在维护期间被施加到流体喷射管芯。还可将应变计信号与维护阈值比较，以确定是否应停止流体喷射管芯的维护或是否应警告流体喷射系统的用户。
图6D示出了对应于流体喷射管芯内应变随时间增加的应变计传感器信号630的一个示例。最初，流体喷射管芯展现基线应变，如632处指示的。在当流体喷射系统既不操作也不被维护时的流体喷射系统空闲时间期间，当流体喷射管芯被首次安装在流体喷射系统中时，可感测632处指示的基线应变。应变可随时间逐渐升高，如634处指示的。随时间的感测应变可用于确定流体喷射管芯是否接近故障。还可将应变计信号与故障阈值比较，以确定是否应停止流体喷射管芯的使用或是否应警告流体喷射系统的用户。
图6E示出了对应于流体喷射管芯震动的应变计传感器信号640的一个示例。在检测到震动之前，应变计传感器输出642处指示的基线应变。在当流体喷射系统既不操作也不被维护时的流体喷射系统空闲时间期间，可感测642处指示的基线应变。当流体喷射管芯经受震动时，应变计传感器输出信号，所述信号在基线应变642上方和下方迅速振荡多次，如644处指示的，直到震动消散。信号峰值和震动持续的时长可用于确定震动的严重性。可将峰值和/或震动持续的时长与震动阈值比较，以确定是否应停止流体喷射系统的操作或是否应警告流体喷射系统的用户。
图6F示出了在事件之后未返回到基线应变的应变计传感器信号650的一个示例。在检测到事件(例如，碰撞或震动)之前，应变计传感器输出652处指示的基线应变。在当流体喷射系统既不操作也不被维护时的流体喷射系统空闲时间期间，可感测652处指示的基线应变。当流体喷射管芯经受事件时，应变计传感器可输出信号，所述信号在基线应变652上方迅速振荡多次，如654处指示的，直到信号稳定在基线应变652上方的应变656处。信号峰值和656处的应变可用于确定事件的严重性。可将峰值和/或656处的应变与阈值比较，以确定流体喷射管芯是否已损坏、是否应停止流体喷射系统的操作或是否应警告流体喷射系统的用户。
图7是示出用于维持流体喷射系统的方法700的一个示例的流程图。在702处，方法700包括在流体喷射系统的维护期间，感测流体喷射管芯上由于维护部件而导致的应变，所述应变经由集成在流体喷射管芯内的至少一个应变计传感器感测。在一个示例中，感测流体喷射管芯上的应变包括经由集成在流体喷射管芯内的多个应变计传感器感测流体喷射管芯上的应变。在704处，方法700包括基于感测应变而校准维护部件。在一个示例中，方法700还包括响应于感测应变超过阈值而停止流体喷射系统的维护。
图8是示出用于维持流体喷射系统的方法800的另一示例的流程图。在802处，方法800包括在流体喷射系统的操作期间，感测流体喷射管芯上的应变。在804处，方法800包括基于感测应变而检测流体喷射管芯是否已碰撞物体。在806处，方法800包括基于感测应变而检测流体喷射管芯是否在震动。在808处，方法800包括响应于检测到碰撞或检测到震动超过阈值而停止流体喷射系统的操作或警告流体喷射系统的用户。
图9是示出用于维持流体喷射系统的方法900的另一示例的流程图。在902处，方法900包括随时间感测流体喷射管芯上的应变。在904处，方法900包括响应于在流体喷射系统中安装流体喷射管芯而检测流体喷射管芯上的基线应变。在906处，方法900包括响应于基线应变超过阈值而警告流体喷射系统的用户。在908处，方法900包括基于感测应变中随时间的变化而检测流体喷射管芯是否接近故障。在910处，方法900包括响应于检测到流体喷射管芯接近故障而警告流体喷射系统的用户。
尽管本文已示出和描述了具体示例，但是各种可选和/或等同实施方案可代替所显示和描述的具体示例，而不从本公开的范围脱离。本申请旨在涵盖本文讨论的具体示例的任何修改或变化。因此，本公开旨在仅由权利要求以及其等同物限制。

Claims (15)

1.流体喷射系统，包括：
流体喷射管芯，包括至少一个应变计传感器，以感测应变；
维护站组件，以维护所述流体喷射管芯；以及
控制器，以在所述流体喷射管芯的维护期间从所述至少一个应变计传感器接收感测应变，并且响应于所述感测应变超过维护阈值而调整或停止所述流体喷射管芯的维护。
2.根据权利要求1所述的流体喷射系统，其中，所述流体喷射管芯包括多个应变计传感器，所述多个应变计传感器中的每个用于感测应变，以及
其中，所述控制器用于在所述流体喷射管芯的维护期间从所述多个应变计传感器中的每个接收所述感测应变。
3.根据权利要求1所述的流体喷射系统，其中，所述控制器用于响应于在流体喷射系统中安装所述流体喷射管芯而从所述至少一个应变计传感器接收基线感测应变，并且响应于所述基线感测应变超过基线阈值而警告所述流体喷射系统的用户。
4.根据权利要求1所述的流体喷射系统，其中，所述控制器用于随时间从所述至少一个应变计传感器接收所述感测应变，将所述感测应变与指示所述流体喷射管芯接近故障的故障阈值比较，并且响应于所述感测应变超过所述故障阈值而警告所述流体喷射系统的用户。
5.根据权利要求1所述的流体喷射系统，其中，所述控制器用于在所述流体喷射管芯的操作期间从所述至少一个应变计传感器接收所述感测应变，基于所述感测应变而确定所述流体喷射管芯是否已碰撞物体，并且响应于碰撞而停止所述流体喷射管芯的操作。
6.根据权利要求1所述的流体喷射系统，其中，所述控制器用于在所述流体喷射管芯的操作期间从所述至少一个应变计传感器接收所述感测应变，基于所述感测应变而确定所述流体喷射管芯是否在震动，并且响应于震动超过震动阈值而调整或停止所述流体喷射管芯的操作。
7.流体喷射系统，包括：
流体喷射管芯，包括多个应变计传感器，所述多个应变计传感器中的每个用于感测应变；
维护站组件，以维护所述流体喷射管芯，所述维护站组件包括维护部件；以及
控制器，以在所述流体喷射管芯的维护期间从所述多个应变计传感器中的每个接收感测应变，在所述维护期间，所述维护部件与所述流体喷射管芯进行接触，并且所述控制器响应于来自所述多个应变计传感器中的每个的感测应变而校准所述维护部件。
8.根据权利要求7所述的流体喷射系统，其中，所述流体喷射管芯包括硅管芯，以及
其中，所述多个应变计传感器中的每个包括压电传感器元件。
9.根据权利要求7所述的流体喷射系统，其中，所述多个应变计传感器中的每个包括以惠斯通电桥配置的四个压电传感器元件。
10.根据权利要求7所述的流体喷射系统，其中，所述控制器用于在所述流体喷射管芯的操作期间从所述多个应变计传感器中的每个接收所述感测应变，基于所述感测应变而确定所述流体喷射管芯是否已碰撞物体、是否在震动或是否接近故障，并且响应于碰撞、震动超过震动阈值或确定所述流体喷射管芯接近故障而警告所述流体喷射系统的用户。
11.用于维持流体喷射系统的方法，所述方法包括：
在所述流体喷射系统的维护期间，感测流体喷射管芯上由于维护部件而导致的应变，所述应变经由集成在所述流体喷射管芯内的至少一个应变计传感器感测；以及
基于感测应变而校准所述维护部件。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
响应于所述感测应变超过阈值而停止所述流体喷射系统的维护。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，感测流体喷射管芯上的应变包括经由集成在所述流体喷射管芯内的多个应变计传感器感测所述流体喷射管芯上的应变。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，感测流体喷射管芯上的应变包括在所述流体喷射系统的操作期间感测所述流体喷射管芯上的应变，所述方法还包括：
基于所述感测应变而检测所述流体喷射管芯是否已碰撞物体；
基于所述感测应变而检测所述流体喷射管芯是否在震动；以及
响应于检测到碰撞或检测到震动超过阈值而停止所述流体喷射系统的操作或警告所述流体喷射系统的用户。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，感测流体喷射管芯上的应变包括随时间感测所述流体喷射管芯上的应变，所述方法还包括：
响应于在所述流体喷射系统中安装所述流体喷射管芯而检测所述流体喷射管芯上的基线应变；
响应于所述基线应变超过阈值而警告所述流体喷射系统的用户；
基于所述感测应变中随时间的变化而检测所述流体喷射管芯是否接近故障；以及
响应于检测到所述流体喷射管芯接近故障而警告所述流体喷射系统的用户。
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