用以识别印墨水平的传感器组件的制作方法
【专利摘要】根据本公开的一方面的示例包括可耦合到印墨供给以接收印墨的打印机的印墨通道。传感器组件被安装到印墨通道，所述传感器组件包括传感器，其与印墨通道流体连通以基于与传感器组件相关联的空气压力和与印墨通道相关联的印墨压力之间的压力差而识别印墨供给的印墨水平。
【专利说明】
用以识别印墨水平的传感器组件
【背景技术】
[0001]打印机可以使用墨盒来打印。墨盒可以具有嵌入式传感器以确定印墨供给水平。当墨盒空了时，墨盒可以是一次性的和可更换的，连同嵌入式传感器一起。
【附图说明】
[0002]图1是根据示例的包括印墨通道和传感器组件的系统的框图。
[0003]图2是根据示例的包括印墨通道和传感器组件的系统的框图。
[0004]图3是根据示例的包括多个印墨通道和对应传感器组件的打印机的框图。
[0005]图4是根据示例的包括印墨供给和传感器组件的系统的框图。
[0006]图5是根据示例的包括印墨通道和传感器组件的系统的框图。
[0007]图6是根据示例的包括印墨通道和传感器组件的系统的框图。
[0008]图7是根据示例的基于识别印墨供给的印墨水平的流程图。
[0009]图8是根据示例的基于识别印墨供给的印墨水平的流程图。
【具体实施方式】
[0010]在本文所描述的示例中，一种用于打印机的传感器组件可以包括用以检测印墨供给水平的传感器，例如包括打印机的印墨通道中的压力传感器。因此，墨盒不需要包括嵌入式传感器，从而降低墨盒的成本。在示例中，打印机可以包括用于多个印墨供给(或其它打印流体)中的每一个的传感器。因此，由于通过省略用以确定印墨水平的嵌入式传感器而对每一个可消耗墨盒的成本降低，打印机的寿命内的成本将显著降低。在打印机的服务寿命期间贯穿数百个墨盒的使用，从墨盒移除传感器并将其包括在打印机中可以节省相当大的成本并且减小用于打印机使用的碳足迹。
[0011]图1是根据示例的包括印墨通道130和传感器组件110的系统100的框图。传感器组件110被耦合到印墨通道130。印墨通道130可耦合到印墨供给102。传感器组件110包括识别印墨压力122和空气压力112的传感器120。基于印墨压力122和空气压力112来识别印墨供给102的印墨水平104。
[0012]传感器120可以用于精确地识别在墨盒中剩余的印墨量(例如，印墨水平104)，包括当达到没印墨情况时。传感器120可以向打印机控制器/处理器传送没印墨情况，从而允许打印机控制器提供通知和/或当墨盒中的一个或多个达到没印墨状态时暂停打印机(例如，以避免对打印头的损害)。传感器120可以是可负担类型的传感器，类似于其它墨盒的可嵌入传感器，从而导致相比于更昂贵的外部特定传感器的成本优势。传感器120可以识别与印墨通道130相关联的印墨压力122。
[0013]包括传感器120的传感器组件110可以被密封到印墨通道130。在示例中，用于传感器组件的外壳(例如压力箱)可以包括用以接收O形环的凹槽以提供传感器组件110与印墨通道130之间的密封。在替换示例中，传感器组件110可以通过使用其它密封(诸如胶合剂、环氧树脂、焊接、紧压密封(pressure-fit)等等)被密封到印墨通道130。印墨通道130可以是可移除的，以允许印墨通道130和/或传感器组件110及其各种部件的可交换性。所图示的部件的相对位置和大小未按比例示出，并且传感器120和传感器组件110可以被放置在印墨供给102附近，以减少印墨供给102与传感器120之间的沿印墨通道130的潜在压力损耗。基于流体密封，印墨通道103可耦合到印墨供给102。在示例中，印墨通道130可以包括穿透印墨供给102并使得印墨能够经由印墨通道130流入到传感器120中的针。
[0014]传感器组件110还可以识别空气压力112，诸如与传感器组件110相关联的静态空气压力。在示例中，传感器组件110可以包括密封压力箱以将传感器120的部分暴露于空气压力112，从而使得传感器120能够识别印墨压力122和空气压力112二者。在替换示例中，系统100可以包括空气通道以将空气压力112连通到传感器组件110。
[0015]系统100可以根据空气压力112与印墨压力122之间的压力中的差来确定印墨水平104。例如，系统100可以基于印墨压力122近似等于空气压力112而确定印墨水平104为满。随着印墨被消耗，印墨水平104下降，从而降低印墨压力122并且导致印墨压力122与空气压力112之间的压力差。当印墨供给102由于低印墨水平104而为空时，印墨压力122与空气压力112之间的差将是最大的。在示例中，印墨压力122与空气压力112之间的压力差可以根据线性阶段和指数阶段而对应于印墨水平104。最初，在线性阶段中，压力差可以在近似为零处开始，对应于满印墨供给102，其中空气压力112近似等于印墨压力122。随着印墨在线性阶段期间被消耗，压力差可以朝向近似0.10镑每平方英寸(psi)线性地改变，对应于印墨供给102的近似75%的损耗，导致与其余25%的印墨相关联的印墨压力122的降低。随着印墨水平104继续下降，压力差可以从剩余25%的印墨处的近似0.1Opsi指数地增加至剩余0%的印墨处的1.00psi(l.0Opsi=空)。例如，当印墨水平104达到剩余12.5%的印墨时，压力差可以沿指数曲线增加另外的0.1Opsi。最终剩余的12.5%的印墨供给的消耗可以对应于压力差中的另外的0.80的改变，沿指数曲线从0.20psi到I.0Opsi。因此，当压力差已经达到I.0Opsi时，系统100可以确定印墨供给102已经被耗尽。在替换示例中，具体的psi和印墨供给百分数值可以根据印墨通道130、传感器120、传感器组件110、印墨供给1 2等等的特定特征而变化。因此，传感器120可以用于测量印墨流动，并且印墨流动可以用于诊断传感器120是否在正确地工作。
[0016]图2是根据示例的包括印墨通道230和传感器组件210的系统200的框图。传感器组件210被耦合到印墨通道230和空气通道234。印墨通道230和空气通道234可耦合到印墨供给202。传感器组件210被耦合到印墨供给站浮子236，并且包括包含传感器220和接触件252的压力箱240。传感器220是基于暴露于印墨通道230的通孔232的隔膜224。传感器220被耦合到包括接触件252的排线250。
[0017]浮子236要在印墨供给202与打印机之间连接印墨通道230和空气通道234。浮子236可以安装传感器组件210并且提供传感器组件210与印墨供给202之间的对准，从而确保印墨与打印机之间的可靠连接。浮子236可以使实现印墨供给202与传感器组件210之间的移动容许(例如，使实现传感器组件210相对于印墨供给202的弹簧承载的移动)。
[0018]传感器组件210可以包括压力箱240。压力箱240要与印墨通道230和空气通道234对接。压力箱240要包含传感器220，从而使得传感器220能够测量与空气通道234(例如，其要对压力箱240内部的空气加压)相关联的静态空气压力和与印墨通道230相关联(例如，经由通孔232)的印墨压力之间的压力差。
[0019]传感器220可以包括用于识别压力的隔膜224。隔膜224可以在隔膜224的一侧上暴露于空气，并且在隔膜224的另一侧上暴露于印墨。在示例中，传感器220可以经由与印墨通道230流体连通的通孔232暴露于印墨压力。印墨压力可以使隔膜224致动。传感器220还可以基于对加压压力箱240的内部的暴露而暴露于空气通道234的空气压力，以监视空气压力。另外，传感器220可以包括接触件252以监视其它情况，诸如指示印墨供给202中的损坏的包的情况。
[0020]传感器组件210可以包括部件之间的各种密封。例如，压力箱240可以包括可移除盖体和第一密封，以将盖体密封到压力箱240以对压力箱240加压并避免空气泄漏。压力箱240可以基于第二密封被密封到印墨通道230以隔离传感器220内的印墨通道230的印墨并防止印墨泄漏(例如，到压力箱240中和/或到打印机上)。可以基于各种技术来提供密封。在示例中，密封可以被提供为O形环。在替换示例中，密封可以被提供为部件之间的超声焊接、环氧树脂胶合、化学密封、或用以建立抵挡泄漏的密封的其它技术。
[0021]印墨通道230和空气通道234可以被提供为与彼此隔离的两个通道。通道可以被形成为压力箱240的延伸，使得通道与压力箱240被集成为单个单元，而同时维持与彼此的流体隔离(B卩，以防止对旨在确定印墨压力的传感器220的部分的空气暴露，并且以防止空气渗透印墨通道230)。空气通道234可以通过硅树脂管或其它合适材料被扩展和/或被形成为硅树脂管或其它合适材料，以建立与浮子236和/或印墨供给202的连接。
[0022]传感器组件210可以包括线缆250。线缆250在图2中被示出为排线，但是在替换示例中可以是其它类型的线缆。线缆250要支持传感器组件210的各种部件和相关联的电气迹线。线缆250要被路由到压力箱240中并且被从其路由出，而同时使得压力箱240能够保持密封而不导致泄漏。因此，压力箱240可以包括排线250处的密封。在示例中，用于压力箱240的盖体的O形环密封还可以提供对排线250的密封。
[0023]传感器220可以被安装到基座，诸如传感器220被附着到的陶瓷底座。线缆250可以例如基于引线接合与传感器220和/或陶瓷基座对接。引线接合可以用于附着和/或支持各种部件，提供部件之间的电气通信。在示例中，接触件252和隔膜224可以基于引线接合与线缆250对接。
[0024]线缆250可以包括专用于接触件252的迹线，其被布置在空气通道234中并且用于检测印墨供给202的损坏的包。接触件252可以被布置在连接压力箱240的内部与空气通道234的孔中。线缆250的接触件252可以跨空气通道234，例如沿跨空气通道234的截面的直径。接触件252因而可以充当损坏的包传感器。如果印墨供给202损坏，那么印墨可能侵入到空气通道234中，到达压力箱240。接触件252可以检测墨滴的存在，识别在印墨供给202中存在损坏的包。因此，可以响应于损坏的印墨供给202的识别而暂停打印(例如基于打印机控制器/处理器与接触件252通信)，从而避免对打印机的损害。
[0025]线缆250可以包括多个线缆，并且可以支持其它部件，诸如电磁干扰(EMI)抑制器、滤波器或其它数字部件。诸如塑料状凝胶或密封剂的包封剂可以用作引线接合保护盖体，以保护部件之间的引线接合并机械地支持引线和接合(例如，形成在引线和引线被接合到的部件之间的接合处的接合球)。包封剂可以帮助传感器220承受与打印机的寿命使用相关联的长年磨损和/或侵蚀。
[0026]线缆250(例如排线)可以与连接器对接和/或包括连接器，以连接排线250与打印机之间的电气信号。在示例中，连接器可以用于将来自打印机的外部编线线缆耦合到排线250，其进而可以与传感器组件210的相关联的部件通信。连接器可以被安装到传感器组件210的外部表面，以提供机械支持和隔离以避免对排线的损害。在示例中，连接器可以被安装到压力箱240的可移除盖体，使得排线长度提供松弛以使得盖体能够在不断开排线250的情况下被打开和关闭。
[0027]图3是根据示例的包括多个印墨通道330和对应传感器组件310的打印机300的框图。与传感器组件310相关联的印墨通道330和空气通道334可耦合到相关联的印墨供给302，使得打印机300可以使用多个印墨供给302(例如不同颜色的印墨)来打印。传感器组件310可以经由排线350与打印机300通信。传感器组件310可以包括接触件352，其可以与排线350和/或传感器320相关联。
[0028]在示例中，打印机300可以是高容积、2英寸平台喷墨打印机，以与印墨供给302对接，印墨供给302包括墨包和具有在印墨供给302外部的用于的通信的敏锐芯片的盒底盘。
[0029]图4是根据示例的包括印墨供给402和传感器组件410的系统400的框图。传感器组件410经由印墨供给站浮子436可耦合到印墨供给402。传感器组件410包括可耦合到印墨供给402的空气通道434和印墨通道430。
[0030]传感器组件410可以经由印墨通道430和空气通道434被耦合到浮子436。在示例中，传感器组件410可以基于咬合到一起的组件被耦合到浮子436。印墨供给402可以被配对到浮子436，以使实现印墨供给402与印墨通道和/或空气通道之间的流体连通。
[0031]图5是根据示例的包括印墨通道530和传感器组件510的系统500的框图。传感器组件510被示出具有通过紧固件544牢固就位的盖体542，以密封传感器组件510中的传感器520(被隐藏在盖体542下方)。传感器组件510被耦合到印墨通道530和空气通道534。连接器554被耦合到排线550的端部，并且连接器554被安装到盖体542。
[0032]盖体542要覆盖和密封传感器组件510的压力箱内部的传感器520。盖体542还可以支持被安装到盖体542的外部表面的连接器544(例如，被安装到从密封压力箱延伸的排线550的端部的连接器544，以用于与传感器520和传感器组件510内的其它部件通信)。压力箱盖体542被示出使用紧固件544(诸如螺丝或其它紧固件)、或诸如咬合到一起的、胶合、焊接等之类的其它技术被附着到压力箱。盖体542可以使用密封，诸如O形环或其它技术，以确保盖体542被密封到压力箱以避免在压力箱与盖体542之间渗透的泄漏。
[0033]图6是根据示例的包括印墨通道630和传感器组件610的系统600的框图。传感器组件610被示出没有盖体，以展现压力箱640内的特征，包括传感器620。压力箱640被耦合到印墨通道630和空气通道634。传感器620被耦合到排线650。
[0034]压力箱640可以跨印墨通道630和空气通道634二者延伸，使得传感器620(和相关联的排线650/接触件)能够与印墨通道630和空气通道634对接。例如，可以对与印墨通道630连通的通孔密封传感器620，以识别印墨压力并防止印墨经过传感器620流动到压力箱640中。压力箱640可以包括用以容纳与盖体(在图6中未示出)的密封的特征，诸如沿压力箱640的边缘行进的凹槽以在凹槽内接收O形环。
[0035]参考图7和8，图示了根据本公开的各种示例的流程图。流程图表示可以结合如参考之前的附图讨论的各种系统和设备被利用的过程。虽然以特定次序图示，但是本公开不意图受此限制。而是，明确设想到各种过程可以以不同次序发生和/或与除所图示的那些之外的其它过程同时发生。
[0036]图7是根据示例的基于识别印墨供给的印墨水平的流程图700。在块710中，与被安装到打印机的印墨通道的传感器组件流体连通的传感器识别与传感器组件相关联的空气压力。在示例中，传感器基于与压力箱流体连通的空气通道来识别压力箱内的静态空气压力。在块720中，与印墨通道流体连通的传感器识别与印墨通道相关联的印墨压力。印墨通道可耦合到印墨供给以接收印墨。在示例中，印墨通道包括通孔以建立与对传感器密封以将印墨与压力箱中的静态空气压力隔离的压力箱的部分的流体连通。在块730中，基于空气压力与印墨压力之间的压力差来识别印墨供给的印墨水平。在示例中，基于空气压力和印墨压力之间的压力差识别印墨水平，其中根据压力差中的改变的线性阶段和指数阶段确定剩余印墨。
[0037]图8是根据示例的基于识别印墨供给的印墨水平的流程图。在块810中，确定与印墨不在印墨通道中流动相关联的不流动情况。在示例中，打印机可以使用处理器、控制器、和/或固件来根据打印机的情况(例如是否正向打印头发送针对该颜色的印墨的信号)来识别何时不存在要被测量的印墨颜色中的印墨流动。在块820中，基于识别到打印机托架的不加速情况而确定不流动情况以避免对传感器的惯性压力效应。例如，打印机控制器可以识别被施加到打印机的托架马达的电压在一段时间内不改变，包括其中不施加电压的情况。块820是指示例中的打印机托架的加速，并且可能不适用于其它打印机，例如不具有托架或以其它方式不使元件经受加速的打印机。因此，块820可以被变化和/或省略，并且可以基于替换技术确定不流动情况，诸如通过识别关于压力随时间变化的趋势或其它情况。在块830中，基于在可耦合到印墨供给的空气通道中检测到印墨来识别损坏的印墨供给情况。可以响应于识别到损坏的印墨供给情况而停止打印。在示例中，打印机控制器可以基于跨接触件的电气属性中的改变而识别与被耦合到传感器组件中的传感器的排线相关联的接触件暴露于来自空气通道的印墨。在块840中，响应于不流动情况，基于空气压力与印墨压力之间的压力差，识别印墨供给的印墨水平。例如，打印机控制器可以使实现在当证实不流动情况时的时间期间对印墨水平的识别，并且防止当印墨正在流动时的时间期间(例如，在当印墨流动由于浮子针中的压力损耗而可能修改印墨压力信号时的时间期间)对印墨水平的识别。
[0038]因此，本文所提供的示例可以进行测量而不需要中断打印，从而当在高容积打印运行期间出现机会时进行压力测量。例如，当在即将被测量的印墨颜色中不存在印墨流动时(以避免沿针的压力损耗)，当打印机托架没有从左向右或在打印区段的中间加速时(以避免对传感器的惯性压力效应)，以及当空气栗未加压时(以避免压力噪声的影响)。
[0039]本文所提供的示例(例如方法)可以实现在硬件、软件或二者的组合中。示例系统(例如打印机)可以包括控制器/处理器和存储器资源以用于执行存储在有形的非暂时性介质(例如易失性存储器、非易失性存储器、和/或计算机可读介质)中的指令。非暂时性计算机可读介质可以是有形的并且具有存储在其上的由处理器可执行以实现根据本公开的示例的计算机可读指令。
[0040]示例系统可以包括和/或接收存储计算机可读指令集(例如软件)的有形的非暂时性计算机可读介质。如本文所使用的，控制器/处理器可以包括一个或多个处理器，诸如在并行处理系统中。存储器可以包括由处理器可寻址以用于执行计算机可读指令的存储器。计算机可读介质可以包括易失性和/或非易失性存储器，诸如随机存取存储器(“RAM”)，磁存储器，诸如硬盘、软盘，和/或磁带存储器，固态驱动器(“SSD”)，闪速存储器，相变存储器等等。
【主权项】
1.一种系统，包括: 打印机的印墨通道，其中印墨通道可耦合到印墨供给以接收印墨；以及 被安装到印墨通道的传感器组件，包括与印墨通道流体连通的传感器，其用以基于与传感器组件相关联的空气压力和与印墨通道相关联的印墨压力之间的压力差来识别印墨供给的印墨水平。2.权利要求1的系统，其中传感器组件包括压力箱以建立压力箱中的空气压力以将传感器暴露于空气压力。3.权利要求2的系统，其中压力箱经由通孔与印墨通道流体连通以将传感器暴露于印墨压力。4.权利要求3的系统，其中压力箱包括盖体，其通过盖体与压力箱之间的第一密封而密封，并且压力箱通过压力箱与印墨通道之间的第二密封而密封。5.权利要求1的系统，其中传感器包括具有暴露于空气压力的空气侧和暴露于印墨压力的印墨侧的隔膜。6.权利要求1的系统，还包括可耦合到印墨供给的空气通道，其中印墨供给站浮子支持被耦合到印墨通道和空气通道的传感器组件。7.权利要求6的系统，其中传感器组件基于在空气通道中检测到印墨来识别损坏的印墨供给。8.权利要求7的系统，其中传感器组件包括具有用以检测空气通道中的印墨的接触件的排线。9.权利要求1的系统，其中传感器组件包括用以在传感器与打印机之间传输信号而同时维持传感器组件处的流体密封的排线、用以安装传感器的陶瓷基座、以及用以保护与传感器和排线相关联的引线接合的包封剂。10.一种打印机，包括: 可耦合到印墨供给以接收印墨的印墨通道；以及 被安装到印墨通道的传感器组件，包括围绕与印墨通道流体连通的传感器的压力箱，其中所述传感器基于与压力箱相关联的空气压力和与印墨通道相关联的印墨压力之间的压力差而识别印墨供给的印墨水平。11.权利要求10的打印机，其中所述打印机包括对应于用于多颜色打印的多个印墨供给的多个印墨通道，以及对应于多个印墨通道的多个传感器组件，其中打印机识别对应于多个印墨供给的多个印墨水平。12.一种方法，包括: 通过与被安装到打印机的印墨通道的传感器组件流体连通的传感器来识别与传感器组件相关联的空气压力； 通过与印墨通道流体连通的传感器识别与印墨通道相关联的印墨压力，其中印墨通道可耦合到印墨供给以接收印墨；以及 基于空气压力与印墨压力之间的压力差而识别印墨供给的印墨水平。13.权利要求12的方法，还包括确定与印墨在印墨通道中不流动相关联的不流动情况，以及响应于不流动情况而识别压力差。14.权利要求13的方法，还包括基于识别到打印机托架的不加速情况而确定不流动情况以避免对传感器的惯性压力效应。15.权利要求12的方法，还包括基于在可耦合到印墨供给的空气通道中检测到印墨而识别损坏的印墨供给情况，以及响应于识别到损坏的印墨供给情况而停止打印。
【文档编号】B41J2/175GK105939861SQ201480074874
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年2月4日
【发明人】E.安古罗纳瓦罗, F.贝尤纳阿尔科利, J.卡斯塔诺阿斯帕斯, M.祖扎伊鲁吕塔, A.卡梅诺萨利纳斯, A.克雷斯皮塞拉诺
【申请人】惠普发展公司，有限责任合伙企业