具有中央清除电阻器的打印头集成的印墨液位传感器的制作方法

文档序号:15300244发布日期:2018-08-31 20:12阅读:165来源:国知局

喷墨打印机在打印头上使用至少一个流体喷射设备,用以通过多个孔口或喷嘴向打印介质喷射墨滴,以便打印到打印介质上。印刷介质可以包括任何类型的合适的片材或卷材,诸如纸、卡片纸料、透明胶片、聚酯、胶合板、泡沫板、织物、帆布等。喷嘴通常以一个或多个列或者阵列排列,从而使得当打印头和打印介质彼此相对移动时,从喷嘴正确排序的印墨喷射导致字符、符号和/或其它图形或图像被打印在打印介质上。某些打印头包含集成的印墨液位传感器,用以感测打印头中印墨的液位。

附图说明

以下详细描述参考附图,其中:

图1示出了根据本主题的示例实现方式的、具有处于感测电容器板的槽中的中央清除电阻器的、打印头集成的印墨墨液位传感器系统的示意图;

图2示出了根据本主题的示例实现方式的、具有处于感测电容器板的端到端的槽中的中央清除电阻器的、打印头集成的印墨液位传感器系统的示意图;

图3示出了沿着图2的线x-x的打印头集成的印墨液位传感器系统的横截面视图;和

图4示出了根据本主题的示例实现方式的打印头集成的印墨液位传感器系统中的电连接。

具体实现方式

喷墨打印机的打印头可以从把流体印墨供应到所述打印头的印墨供应组件汲取印墨。印墨供应组件可以包括用于储存印墨的储液器。打印头、印墨供应组件和储液器可一起被容纳在诸如集成的喷墨打印头墨盒的可更换装置中。

一种喷墨打印头墨盒可包括一个或多个打印头、电接触和将印墨供应到所述储液器的印墨(或其它流体)供给室(多个)。供应室可以储存一种颜色的印墨。可替换地,多个室可以各自储存不同颜色的印墨。印墨供应室可以被移除、替换和/或重新填充。电接触携带至控制器的电信号和来自控制器的电信号,例如用以控制打印头中的流体液滴生成器来通过喷嘴喷射液滴和进行印墨液位测量。

控制器可以例如通过限定在打印介质上形成字符、符号和/或其它图形或图像的喷射墨滴的图案来控制打印头以从喷嘴喷射墨滴。喷射墨滴的图案可以由来自数据源的打印作业命令和/或命令参数来确定。所述控制器可以包括打印机专用集成电路(asic)用以基于来自集成在打印头芯片/基板上的一个或多个打印头集成的印墨液位传感器-pils-的值确定打印头中印墨的液位。

储液器中可用的印墨液位可以因为多种原因而被确定,例如用以确定更换墨盒的适当时间并且避免墨盒的过早更换。pils包括感测电容器,感测电容器的电容基于容纳感测电容器的感测室的内容物而变化。感测室与储液器流体连通。感测室的内容物可以是全部印墨、印墨和空气、或者只是空气。因此,感测电容器的值随印墨在pils的感测室中的印墨液位而变化并且提供印墨在储液器中的液位的指示。

当打印头处于运行状态中(敞开着并暴露于空气中)但不被加盖(cap)(或覆盖)时,可以说它处于去盖(decap)状态或去盖时段。在去盖时段,水可能会从感测室内的印墨蒸发掉,从而导致各种去盖引起的问题,如颜料-印墨-载具分离、乳胶-印墨-载具分离、蜡-印墨-载具分离、弱气泡驱动、粘性栓形成等等。去盖引起的问题导致打印机性能下降以及pils的灵敏度减小,从而导致错误的印墨液位检测。打印头的去盖时间是这样的时间,在这个期间打印头的喷嘴可以保持休眠和/或脱盖并且然后在没有失去速度或错误方向的情况下仍然激发墨滴。因此,比较高的去盖时间可以导致打印机性能被改善。

可以提供围绕pils的感测电容器的多个外围清除电阻器用以在进行印墨液位测量之前从感测室清理掉印墨和/或印墨残留物,以减轻去盖引起的问题并改善性能。然而,外围清除电阻器在清除去盖引起的粘性栓(或软栓)方面的有效性是有限的,由此限制了pils的灵敏度。

本主题描述了具有中央清除电阻器的打印头集成的印墨液位传感器(pils)系统和流体喷射设备。本主题的pils系统问题减轻去盖引起的问题并且提高灵敏度以及pils系统和流体喷射设备的性能。

根据本主题的示例实现方式,所述pils系统包括处于流体感测室中的感测电容器板,用以感测流体感测室中流体的液位。流体感测室与所述打印头的流体储液器流体连通,用以接收来自所述流体储液器的流体。感测电容器板包括至少一个槽。pils系统还包括至少一个中央清除电阻器和至少一个外围清除电阻器,用以把流体从流体感测室清除。中央清除电阻器被提供在感测电容器板的至少一个槽中。所述至少一个外围电阻器被提供在围绕感测电容器板的流体感测室中。

感测电容器板中的槽可以从感测电容器板的一端延伸到感测电容器板的另一端,形成端到端的槽。端到端的槽将感测电容器板划分成至少两个感测电容器板片。所述至少两个感测电容器板片彼此电连接。

根据本主题的示例实现方式,pils系统可以实现在流体喷射设备中。流体喷射设备包括形成在打印头管芯上的流体储液器和与流体储液器流体连通的流体感测室。流体喷射设备还包括处于流体感测室中的金属板。金属板包括至少一个槽。流体喷射设备还包括多个清除电阻器,多个清除电阻器中的至少一个清除电阻器位于金属板的至少一个槽中。多个清除电阻器用于把流体从流体感测室清除。金属板可以形成感测电容器电路的一部分,用以感测流体感测室中流体的液位。多个清除电阻器中的至少一个可以是设置为围绕流体感测室中的金属板的外围清除电阻器。

利用本主题的pils系统和流体喷射设备,流体可以被有效地从流体感测室中清除。此外,中央清除电阻器(多个)与外围清除电阻器(多个)结合来帮助均匀地加热流体感测室,从而提高从流体感测室清除流体的效率,这导致了pils系统的性能的改进。采用中央清除电阻器和外围清除电阻器也增加了打印头的去盖时间,从而导致打印机性能的改进。此外,与没有槽的相同尺寸的电容器板相比,感测电容器板中的槽增加了感测电容器板的周长。感测电容器板的周长的增加导致边缘电容的增加并且因此导致感测电容的总电容的增加,从而导致在感测流体液位时灵敏度的增加。因此,利用本主题的pils系统和流体喷射设备,打印头的灵敏度和性能得到了改进。

以下详细描述参考附图。只要可能,在附图和以下描述中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。尽管在说明书中描述了若干示例,但是修改、改动和其它实现方式都是可能的。因此,以下详细的描述不限制所公开的示例。相反,所公开的示例的适当范围可以由所附权利要求限定。

本主题的示例实现方式使用按需液滴的热喷墨打印系统来描述,按需液滴的热喷墨打印系统具有热喷墨(tij)打印头,作为适合于实现流体液位传感器或pils的流体喷射设备。其它打印头的类型(诸如压电打印头)也可以实现本主题的pils系统和流体喷射设备。

图1示出根据本主题的示例实现方式的pils系统100的示意性视图。喷墨打印头可以包括多于一个pils系统100,不过为了说明起来容易,在图1中仅示出了一个。pils系统可以实现在打印头管芯/基底上。所述pils系统100包括与打印头的流体储液器104流体连通的流体感测室102,用以接收来自流体储液器104的流体。流体感测室102具有感测电容器板106,用于感测流体感测室中所述流体的液位。感测电容器板106具有槽108。感测电容器板和槽可以以各种方式实现。槽108在图1中被示出为是位于感测电容器板106的中心的矩形槽。感测电容器板和槽可以基于打印头要求和/或规格以任何形状和/或尺寸实现。中央清除电阻器110被提供在感测电容器板106的槽108中。pils系统还包括围绕感测电容器板的一个或多个外围清除电阻器。在示例实现方式中,提供了四个这样的外围清除电阻器112-1、112-2、112-3和112-4。四个外围清除电阻器中的每一个都被布置成与如图1所示的感测电容器板106的不同边邻近并与如图1所示的感测电容器板106的不同边平行对齐。所述外围清除电阻器-统称为外围清除电阻器112-可以按照其它方式来布置。例如,外围清除电阻器可以在感测电容器板的一边上被按照内嵌堆叠的方式布置。

在示例实现方式中,感测电容器106中的槽108是如图2所示的端到端的槽。如图2所示的,端到端的槽将感测电容器板106划分成两个感测电容器板片106-1和106-2。如图2中由虚线114所示的,感测电容器板片电连接到彼此。多于一个的槽(包括多于一个的端到端的槽)也可以提供在感测电阻器板106中。所有的感应电容器板片相互电连接。一个或多个中央清除电阻器可以被提供在每个槽中和/或被提供在两个相邻感测电容器板片之间。

图3示出沿图2中所示的x-x线pils系统的横截面图。pils系统示为在流体喷射设备300中,流体喷射设备300包括喷嘴116、流体感测室102以及感测电容器板片106-1和106-2(用作点火元件)。喷嘴116形成在喷嘴层118中。打印头喷嘴通常布置成沿着形成在打印头管芯中的流体储液器的侧面形成喷嘴列(未示出)。感测电容器板片在硅基底122的顶表面上的绝缘层120(例如,多晶硅玻璃,psg)上由金属板(例如,钽铝,taal)形成。钝化层124被提供在感测电容器板片106-1和106-2上。钝化层124保护感测电容器板片106-1和106-2免受流体感测室102中的流体影响,并且钝化层124充当机械性钝化或保护性空化屏障结构,用以吸收塌陷的蒸气泡的冲击。流体感测室102形成在将基底122与喷嘴层118分开的室层126中。中央清除电阻器110被提供在两个感测电容器板片106-1和106-2之间。附加的外围清除电阻器112-1和112-3被分别提供在两个感测电容器板片106-1和106-2的外围上。为清除电阻器提供公共地130。感测电容器128由电连接的感测电容器板片106-1和106-2、钝化层124和流体感测室102的物质(或内容物)形成。感测电容128的值的量度指示流体感测室102中流体的液位并且因此指示流体储液器104中流体的液位。

流体喷射设备300通过经由喷嘴116喷射流体液滴而充当按需液滴的打印头。控制器(未示出)使电流通过充当作点火元件的感测电容器板106,从而快速加热点火元件(即,感测电容器板片106-1和106-2)。流体感测室102中邻近点火元件上方的钝化层124的流体薄层被过热化并被蒸发,从而在流体感测室102中产生蒸汽泡。迅速膨胀的蒸气泡迫使流体液滴从喷嘴116出来。当点火元件冷却时,蒸气泡快速塌陷,从流体储液器104将更多流体汲取到流体感测室102中,以准备从喷嘴116喷射另一液滴。

在去盖时段期间,当打印头的喷嘴暴露给空气且被脱盖时,水可能从感测室内的印墨蒸发,导致各种去盖引起的问题。例如,可能会在流体感测室中形成粘性栓,所述粘性栓可能会降低pils系统的灵敏度。

清除电阻器(包括中央清除电阻器110和外围清除电阻器)用于在流体液位感测操作之前从流体感测室102清理掉印墨和/或印墨残留物以便通过控制器的传感器电路来测量流体储液器中印墨的液位。在示例实现方式中,控制器可以采用编程方式控制清除电阻器的电阻值。所述电阻值可以基于例如打印头中使用的印墨的类型或其它打印头参数(诸如喷嘴尺寸和等)而被控制。在示例实现方式中,清除电阻器的值可以被调整为是高液滴重量(hdw)喷嘴中的点火电阻器的值。清除电阻器的值可以相同也可以不相同。清除电阻器以及感测电容器板包括热电阻器,热电阻器由金属板(例如taal)形成,用以提供印墨和/或印墨残留物的迅速加热并迫使流体从流体感测室102中出来。从流体储液器104流回到流体感测室102的流体然后允许通过感测电容器128对印墨液位有更准确的感测。

在示例实现方式中,可以在流体喷射设备300中提供一个或多个循环通道(未示出),沿着其流体流动或循环。循环通道从流体储液器延伸进入到流体感测室中,跨过感测电容器板并返回到流体储液器中。此外,流体泵可以被提供在循环通道中,用以泵送流体并使流体循环通过循环通道。在示例实现方式中,流体泵可以安置在循环通道内。流体泵可以是热电阻,类似于较早前所述的清除电阻器。在另一示例实现方式中,流体泵可以包括其它微型泵送装置,诸如压电装置,其中膜片被偏转以强制地从循环通道排出流体或从循环通道泵送流体。

图4图示了根据本主题的示例实现方式的pils系统中的电连接。所述感测电容器板片106-1和106-2电连接到控制器(未示出)的传感器电路。中央清除电阻器110和外围清除电阻器112连接到由控制器控制的点火线402以便在进行流体液位测量之前从流体感测室清除流体。清除电阻器连接到公共地130。

中央清除电阻器110连同附加的外围清除电阻器112一起通过均匀地加热流体感测室来提供从流体感测室对流体的有效清除。由于流体感测室的清理得到改进,打印头的去盖时间就被增加了。例如,在一个示例实现方式中,打印头的去盖时间在这样的打印头中是约45秒,所述打印头具有清除电阻器和四个外围电阻器,所述清除电阻器被提供在感测电容器板的端到端的槽中,每个所述外围电阻器布置成与感测电阻器板的不同侧邻近并且与感测电阻器板的不同侧平行对齐,如图2所示。与在感应电容器板中没有槽并且没有中央清除电阻器的打印头相比之时,去盖时间增加到了大约两倍。另外,由于在感测电容器板中提供槽而导致减小的感测电容器板的面积与没有槽的感测电容器板相比不会显著影响传感器准确度。具有和不具有槽的感测电容器板的示例实现方式的湿法传感器读数显示出类似的性能。由于中央清除电阻器而改进的清除以及(由于槽所引起的)感测电容器板的周长增大增加了总整体感测电容并因此提高了传感器准确度。

虽然pils系统和流体喷射设备的实现方式已经用特定于结构特征的语言描述了,但是应该理解,本主题不限于所描述的具体特征。相反,具体特征被公开并解释为pils系统和流体喷射设备的示例实现方式。

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