带有空气加压系统的打印机和在打印流体供应器中建立空气压力的方法与流程

本说明书涉及带有空气加压系统的打印机，且涉及在打印流体供应器中建立空气压力的方法。带有例如空气泵的空气加压系统的诸如喷墨打印机的打印机被加压以达到工作空气压力。例如，在喷墨打印机中，空气泵在多个打印流体供应器的共同体积内建立工作空气压力，以形成从打印流体供应器至打印头的打印流体流动。随着持续使用，例如由于材料的疲劳，空气泵劣化。这种劣化导致关于打印机的问题。在这些问题当中有例如，导致纸和打印流体的浪费的任务取消、功能降低，例如如果在料筒交换期间不可能恢复工作空气压力，或者在打印头由于打印流体供应器上缺乏压力而耗尽打印流体的情况下打印头的失效(缺料失效)，则连续打印流体输送功能(在当前使用的一个打印流体供应器耗尽打印流体时，连续打印流体输送功能切换到另一个打印流体供应器)能够被禁用。为了避免这些打印问题，一些可商业获得的打印机使系统降低压力，且当压力降低到下限之下时，自动地取消任务。也就是说，打印机自动地行动，以便保护部件，且用户没有其他选项，除了重启打印机。当这些中断变得更加频繁时，用户不得不替换部件。对于一些可商业获得的打印机而言，这意味着用户不得不联系支持以修复系统，这伴有与在这段时间期间关停打印机相关联的不便。

附图说明

本公开涉及以下附图，在附图中，对应附图标记标示对应部分，以及附图中：

图1是根据一个示例的打印机的示意性表示，

图2是根据一个示例，用于由空气加压系统建立工作空气压力所使用的时间与打印流体供应器内的共同空气体积以及与打印机的位置的海拔高度的关系的图示，

图3是根据一个示例，关于空气加压系统的两个不同劣化水平的建立工作空气压力所使用的时间的图示，

图4是根据一个示例，建立给定空气压力所需要的理论时间与打印流体供应器内的共同空气体积以及与空气加压系统的劣化水平的关系的图示，

图5是根据一个示例，确定空气加压系统的劣化水平的图示，对于该劣化水平，给定时间t和所确定的时间t之间的差异最小。

具体实施方式

下文将参考附图描述各种方面。在多个附图中示出的带有类似性质或功能的特征由相同的附图标记指代，且将在其第一次提及时解释。然而，在进一步进行附图的详细描述之前，讨论更多的方面。

图1是示例性打印机，例如喷墨打印机的示意性表示。打印机包括四个打印流体供应器116，例如墨盒，每一个均具有用于存储打印流体的打印流体储存器118和流体地连接于其的打印头122。墨盒、打印头122及其流体连接构成打印流体回路，并且其中打印头122充当其终点。在一些示例中，打印流体供应器116的数量不同，诸如一个、两个、三个或多于四个。在一些示例中，打印流体供应器116中的每一个均包括多于一个打印流体储存器118，例如，两个、三个或多于三个。在一些示例中，打印头122由配管系统流体地连接到打印流体储存器118。在一些示例中，打印头122是打印流体供应器的整体部分。在一些示例中，打印头122远离打印流体供应器定位。例如，打印头122可以设置在打印机处，与打印流体供应器分开。

每个墨盒116还包含打印流体储存器周围的初始空气体积120。墨盒116，具体地墨盒内的空气体积由共同的配管系统流体连接，使得形成共同空气体积120。在一些示例中，墨盒116可以不彼此连接，使得墨盒116内的每一个空气体积120彼此流体分离。在一些示例中，每一个打印流体供应器116在内侧具有近似相同的初始空气体积120。在其他示例中，每一个打印流体供应器116内的初始空气体积120可以不同。打印流体储存器118由能够将周围空气压力传输至墨水的材料制成，例如弹性或柔性材料，诸如塑料材料。

打印机还包括空气加压系统，以加压墨盒内的空气体积120。空气加压系统包括四个空气泵110，其由共同的配管系统流体连接到墨盒116。空气加压系统和配管系统构成气动回路，其流体地连接空气加压系统和打印流体供应器。每一个空气泵110均包括三个活塞，因此空气加压系统具有并联地工作的总共十二个活塞112。在一些示例中，空气泵110的数量不同，诸如一个、两个、三个或多于四个。在一些示例中，每个空气泵110的活塞112的数量不同，诸如一个、两个或多于三个。在一些示例中，由空气加压系统加压打印流体供应器116内的共同空气体积120。在其他示例中，由空气加压系统分开地加压每一个打印流体供应器116内的空气体积120。

为了形成从储存器118经由储存器118及其对应的打印头122之间的流体连接至其对应的打印头122的打印流体流动，周围空气体积120由空气加压系统被加压至工作空气压力。当达到工作空气压力时，打印流体从打印流体储存器118流动至打印头。

在一些示例中，在不打印时，墨盒116内的空气体积120被保持在环境压力下。在一些示例中，在不打印时，空气加压系统可以被用于将墨盒116内的空气体积120保持在低压下以防止墨水流动。随着打印流体被消耗，墨盒116内的空气体积120增加。因此，待加压的空气体积120随每一个墨盒的打印流体的增加的消耗而增加。在一些示例中，每一个活动的打印流体供应器116均具有不同的打印流体消耗，从而导致不同的活动的打印流体供应器内的不同的空气体积。

在一些示例中，空气泵110是冗余的，即，如果空气泵110中的一个或一些已失效，空气加压系统仍然能够将墨盒116内的空气体积120加压至工作空气压力。例如，空气加压系统可以包括多个空气泵110，其流体连接到打印流体供应器内的共同空气体积120。在一些示例中，每一个空气泵110的活塞112均是冗余的，即，如果其活塞112中的一个或一些已失效，每一个空气泵110仍然可以能够建立空气压力。

这些空气泵110的最常见的失效模式是由于材料(例如，橡胶)的疲劳引起的活塞的膜的失效。膜的破裂使活塞112不能操作，从而一旦所有三个活塞112均已失效，就将空气泵110的效率减小到零。

然而，当这些活塞112中的一些或所有都健全时，其推进打印流体供应器116内的空气，直到达到工作空气压力为止。由于每一个空气泵110的三个活塞112都是冗余的，所以如果其活塞112中的一个或两个已失效，则每一个空气泵110仍然能够建立空气压力。四个空气泵110本身也是冗余的，因为其全部流体连接到待加压的共同的空气体积120。

打印机还包括控制器(未示出)。控制器将确定已经由空气加压系统在墨盒116中建立的空气压力。控制器还依靠已经由空气加压系统在墨盒116中建立的空气压力确定空气加压系统的劣化。在一些示例中，控制器是打印机整合的处理器、扩展卡或独立的设备。在一些示例中，控制器包括或连接到带有存储在其中的计算机可读指令的存储器，当执行所述计算机可读指令时，其引起打印机确定已经在墨盒116中建立的空气压力，以及依靠该空气压力确定空气加压系统的劣化。在一些示例中，控制器可以由存储在除该控制器之外的存储器中的此类计算机可读指令构成。

确定空气加压系统的劣化的一种示例方法是基于在共同的空气体积内达到给定的空气压力，例如工作空气压力所需要的时间。该方法的结果是指示空气加压系统的劣化的测量。这种方法的一个示例的流程图在图6中示出。

空气加压系统的劣化由离散值、劣化水平指示。在一些示例中，劣化水平可以是整数。具体地，劣化水平可以是正整数。在一些示例中，劣化水平可以是分数或者百分数。

例如，劣化水平对应于空气加压系统的空气泵110中的工作活塞112的数量。在一些示例中，劣化水平可以代替地对应于失效活塞112的数量。在一些示例中，劣化可以由对应于空气加压系统的效率的值，例如由百分数指示。在一些示例中，劣化可以由对应于空气加压系统所处的状态的分数或得分指示。例如，空气加压系统可以处于“良好”、“中等”或“不良”的状态。

由打印机的控制器确定在四个墨盒116内的共同的空气体积120中由空气加压系统建立的空气压力(步骤610)。此外，建立该空气压力所需的时间t也由打印机的控制器确定(步骤612)。在一些示例中，控制器连接到压力传感器以确定共同空气体积中的空气压力。在一些示例中，可以通过由空气泵110汲取的电力确定该压力。

在一些示例中，压力传感器可以是压力计。在一些示例中，压力传感器可以是电子压力传感器。电子压力传感器可以例如是其中电容根据周围空气压力变化的电容压力传感器或者其中例如电感根据周围空气压力变化的电磁压力传感器。在一些示例中，压力传感器可以是利用在变化的空气压力的情况下感测机构中的共振频率的改变的共振压力传感器，或者是利用在变化的空气压力的情况下例如气体的热导率的改变的热压力传感器。

在一些示例中，已经建立的空气压力可以在第一时间和在第二时间下确定。在第一时间和在第二时间下确定的空气压力可以不同。

在一些示例中，控制器包括内部时钟以测量在四个墨盒内的共同的空气体积120中建立给定空气压力所使用的时间t。在一些示例中，给定空气压力是工作空气压力。在一些示例中，例如工作空气压力的给定空气压力先前已经被存储在例如控制器所包括的或者控制器所连接到的存储器中。在一些示例中，工作空气压力被确定为近似能够在共同的空气体积中建立的最大空气压力。

图3中的曲线图例如示出已经在共同的空气体积120中建立的空气压力随时间的演变。一个曲线图310示出对于所有12个活塞112都工作的情形，所建立的空气压力随时间的演变。另一个曲线图312示出对于仅6个活塞112工作的情形，所建立的空气压力随时间的演变。当达到工作空气压力时，两个曲线图都达到平台。因此，图3示出加压打印流体回路所需要的时间如何随工作活塞的数量变化。示出的是在更少的工作活塞112的情况下，加压更缓慢，且因此达到工作空气压力所需要的时间更长。

在一些示例中，当空气加压系统开始加压打印流体回路时，内部时钟开始测量在共同的空气体积120中建立工作空气压力所使用的时间t。在一些示例中，工作空气压力是给定值，其例如被存储在存储器中，且当由压力传感器测得的空气压力达到该值时，内部时钟停止测量。在一些示例中，控制器定期地确定建立的空气压力，且例如当在两次或更多次空气压力测量中测得的空气压力保持近似恒定时，确定工作空气压力达到平台。

控制器还将所确定的建立给定空气压力所使用的时间t与给定时间t相比较(步骤622)。在一些示例中，给定时间t可以是存储在例如存储器中的预定时间。在一些示例中，给定时间t是理论计算的时间(步骤620)。例如，给定时间t是假定在空气加压系统中不存在劣化的情况下，由空气加压系统在墨盒116内的共同的空气体积120内建立给定空气压力(例如工作空气压力)所需要的理论计算时间。

在一些示例中，每次控制器将所确定的时间t与给定时间t相比较时，均理论计算给定时间t。例如，每次控制器将所确定的时间t与时间t相比较时，理论计算由空气加压系统在墨盒116内的估计空气体积120内建立工作空气压力所需要的时间t。

图2示出由空气加压系统建立工作空气压力所需要的时间t如何依赖于墨盒内的共同的空气体积120。虚线指示时间t和墨盒内的共同的空气体积v之间的线性关系。在一些示例中，每次计算给定时间t，都估计共同的空气体积120(步骤614)。墨盒116内的估计空气体积120可以依赖于墨盒116内的初始空气体积和依赖于由每一个墨盒消耗的打印流体的量。在一些示例中，墨盒116内的空气体积120被估计为：

并且其中n是活动墨盒的数量，例如n＝4，v0是每一个活动墨盒116内的初始空气体积120，且xs是每一个活动墨盒的累积(accumulated)的打印流体消耗。

在一些示例中，假定建立给定空气压力所需要的时间t和墨盒内的估计的空气体积120之间的线性关系，通过线性回归计算给定时间t。在一些示例中，给定时间t可以计算为：

t＝m·v+n

并且其中v是墨盒116内的估计空气体积120，且m和n是线性回归系数。

在一些示例中，考虑到建立工作空气压力所需要的时间不仅随四个打印流体供应器内的空气体积120变化，而且也随打印机的位置的海拔高度h变化。

随着打印机的位置的海拔高度增加，周围空气压力降低。在一些示例中，周围空气压力可以传输至打印流体。随着打印机的位置的海拔高度增加(这导致降低的周围空气压力)，由空气加压系统建立工作空气压力所需要的时间可能增加。

图2示出对于四个不同海拔高度的示例性的这种依赖性，即，在海平面处，即在海平面上方0m处(曲线图210)和在海平面上方1000m处(曲线图212)、2000m处(曲线图214)和3000m处(曲线图216)。能够看出，建立工作空气压力所需要的时间随着海拔高度h增加而增加。

打印机的位置的海拔高度h可以例如由制造商预定。也可能的是，当用户安装打印机时，用户手动地输入海拔高度h。然而，打印机也可以包括传感器，其自动地测量海拔高度h(步骤616)。在一些示例中，打印机可以使用压力传感器来测量指示其位置的海拔高度h的环境空气压力。在一些示例中，打印机可以包括另一传感器，例如gps传感器，其测量其位置的海拔高度h。

在该体积中建立工作空气压力所需要的时间也可以根据空气加压系统的劣化水平而变化。在一些示例中，空气加压系统的增加的劣化可以导致至少一个打印流体供应器的更缓慢的加压。建立给定空气压力所需要的理论时间可以因此随着空气加压系统的增加的劣化而增加。在一些示例中，因此针对空气加压系统的多个劣化水平计算给定时间t。

已经关于图3指出的是，达到工作空气压力所使用的时间还依赖于工作活塞的数量，即，依赖于空气加压系统的劣化水平。在一些示例中，因此针对不同的工作活塞数量，即，针对多个劣化水平，理论计算给定时间t。例如，对于范围从12(即，所有活塞)向下至1的每一个可能的工作活塞112的数量，计算时间t。

图4再次示出建立工作空气压力所需要的理论时间t对墨盒内的共同的空气体积120的依赖性。在一些示例中，假定针对该依赖性的线性回归模型。图4还示出理论时间如何随着变化的工作活塞的数量，即，随着变化的劣化水平变化。例如，已经针对总数为12(曲线图410)、9(曲线图412)、6(曲线图414)和3(曲线图416)个工作活塞，即，针对空气加压系统的四个不同的劣化水平计算和绘制理论时间t。

假定待加压的共同的空气体积120是3000立方厘米，指示了四个不同的理论时间t12、t9、t6和t3，每一个均是针对不同的工作活塞的数量计算得到。注意到，建立工作空气压力所需要的理论时间随着工作活塞的数量降低而增加。

在一些示例中，针对多个劣化水平1计算给定时间t，即在墨盒内的估计空气体积120中建立工作空气压力所需要的时间(步骤620)。在一些示例中，针对多个劣化水平通过线性回归将给定时间t计算为：

ti＝mi·v+ni

其中，i是劣化水平，例如，工作活塞的数量，且mi和ni是线性回归系数。在一些示例中，线性回归系数mi和ni被计算为(步骤618)：

mi＝a·i^b

和

ni＝c·i^d

以及

a＝a1·h+b1

b＝c1·h³+d1·h²+e1·h+f1

和

c＝a2·h+b2

d＝c2·h³+d2·h²+e2·h+f2

并且其中，a1、b1、c1、d1、e1、f1、a2、b2、c2、d2、e2和f2是空气加压系统的系数特性，且h是打印机的位置的海拔高度。

然后将达到工作空气压力的实际上所使用的确定的时间t与这些理论计算的时间ti相比较，其中，i指示工作活塞的数量。在一些示例中，计算理论时间ti和所确定的时间t之间的差异gi。

图5示出时间线，其中指示对于从12(全部)向下至1的任意数量的工作活塞112建立工作空气压力所需要的理论时间ti和由空气加压系统建立工作空气压力实际上使用的所确定的时间t。也指示了理论时间ti和所确定的时间t之间的一些示例性差异gi。注意，所确定的时间t不确切地对应于所计算的理论时间中的一个。

然后，通过确定差异gi的最小值，即，与所确定的时间t差异最小的计算出的理论时间ti，并且假定对于其gi是最小值的对应数量i是空气加压系统中工作活塞112的数量，确定空气加压系统的劣化。相应地，在图5中所示出的示例中，工作活塞112的数量是6。也就是说，能够得出结论，空气加压系统的一半活塞112都已经失效。

当确定空气加压系统的劣化水平时，能够预期空气泵110的失效。例如，在打印问题发生之前当劣化水平超过某一极限时，能够决定着手更换一些部件，诸如有缺陷的活塞。能够因此避免由于空气加压系统的错误性能导致的这些问题。

在一些示例中，如果空气泵110的活塞112中的一个或一些已经失效，则对于打印机而言可能不存在风险。然而，当失效活塞112的数量达到某一水平时，打印机的性能可能改变过大，且当打印机继续操作时，可能发生打印问题。也就是说，在一些示例中，只要空气加压系统的劣化水平低，打印机就仍然可以是可操作的。然而，当劣化水平达到阈值时，打印机可能不正确地操作，且可以发生打印问题。

在一些示例中，当劣化水平超过阈值时，可以决定更换打印机的部件。该阈值能够例如依赖于先前的劣化的演变。应当留意给出足够的时间余量，以在失效发生之前有效地着手更换。另一方面，导致不必要的更换的假警报的可能性应当被最小化。

在一些示例中，关于劣化水平的信息可以允许预期直到由于空气加压系统的不正确性能所导致的打印问题可能发生的时间。在一些示例中，可以定期评估劣化水平。具体地，可以周期性地评估劣化水平。在一些示例中，可以评估劣化水平随时间的演变。这可以允许打印失效的更好的预期，且帮助例如在问题发生之前更换部件，由此避免打印问题。

如果该劣化水平超过特定水平，则能够决定着手更换部件。因此，以这种方式取回的信息允许用户或支持方预期空气加压系统的失效。

该方法还允许以个体水平确定多个客户中的每一个的空气加压系统的劣化水平。该信息允许预测剩余的有用寿命，即，直到失效发生的时间，且使一些部件的劣化能够触发的问题最小化。

可以根据在第一时间下和第二时间下所确定的空气压力的比较相对于第一时间和第二时间的比较确定空气加压系统的劣化。

在一些示例中，劣化水平的定期评估可以帮助使可能导致不必要的部件更换的假警告的可能性最小化。在一些示例中，警告信号可以警示用户在打印问题发生之前更换部件。在一些示例中，可以存在多于一个警告信号。例如根据劣化的程度，这些警告信号可以不同。例如，可以存在第一警告信号以指示应当在充分长的时间段内或在打印充分大量的张数内更换部件。第二警告信号可以指示应当在显著地更短的时间段内更换部件，或者仍然能够打印显著更小数量的张数。第三警告信号可以指示在更换部件之前，用户不应当继续使用打印机。在一些示例中，警告信号可以是声音信号、光学信号或其组合中的任一种。在一些示例中，信号直接在打印机处输出。在一些示例中，警告信号可以在打印机可以连接到其的另一设备处(诸如计算机)输出。在一些示例中，警告信号可以作为通信传输至通信设备。