流体叶轮控制器的制作方法

在使用热空气循环系统的打印机中，热空气循环系统例如用于固化或干燥印刷墨水，气流分配系统的喷嘴板的气流喷嘴可能被例如灰尘和墨水颗粒之类的污染物部分或完全堵塞。这种阻塞可能减少气流，这继而可能导致印刷墨水的固化或干燥中的性能损失。因此，在打印质量中的降级变得太严重之前，应清洁喷嘴板和或喷嘴。然而，用于清洁喷嘴板和喷嘴的打印机停机时间是不希望的。这在未经过滤的热空气循环系统中可能是更多问题。

附图说明

通过示例并参考附图提供以下描述，其中：

图1是根据示例的示例热空气循环系统的示意图；

图2是根据示例的热空气循环系统的压力和气流之间的示例关系的图示；

图3是根据示例的用于不同风扇速度的风扇速度和功耗对的表；

图4是根据示例的示例过程流控制图；

图5是根据示例打印机的热空气循环系统的固定风扇速度的功率(以ma为单位的电流消耗)对压力的曲线图的示例；和

图6根据用于实现图4中所示的过程流控制图的阶段404的子例程的过程流控制图的示例。

具体实施方式

总的来说并参考图1和2中所示的示例，根据本示例，用于控制流体流量分配系统11中的流体叶轮6以实现目标流体流量的电路3。电路3被设计为输出表示由存储的功耗值(wi)和流体叶轮速度值(ni)对导出的流体叶轮6的速度值(nt)的速度信号以实现目标流体流量5。电路3还被设计为接收表示在速度值(nt)处的流体叶轮6的输入功耗值(w)的功率信号，以将流体输入到流体流量分配系统11并且将输入到电路3用于流体叶轮速度(nt)的功率信号表示的功耗值(w)与存储的功耗值(wi)和流体叶轮速度值(ni)对进行比较以确定存储的对的最小差异流体叶轮速度值(nl)，其包括输入功耗值(w)和功耗值(wi)之间的最小差。电路3被设计为响应于确定最小差异流体叶轮速度值(nl)以输出表示最小差异流体叶轮速度值(nl)的速度信号。

本公开还涉及一种用于控制流体流量分配系统11中的流体叶轮以实现目标流体流量5的方法，该方法包括输出表示流体叶轮的速度值(nt)的速度信号，所述速度值(nt)从存储的功耗值(wi)和流体叶轮速度值(ni)对导出，以实现目标流体流量5。该方法还涉及接收表示在速度值(nt)处的流体叶轮6的输入功耗值(w)的功率信号，以将流体输入到流体流量分配系统11并且将输入到电路3用于流体叶轮速度(nt)的功率信号表示的功耗值(w)与存储的功耗值(wi)和流体叶轮速度值(ni)对进行比较以确定存储的对的最小差异流体叶轮速度值(nl)，其包括输入功耗值(w)和功耗值(wi)之间的最小差。该方法响应于确定最小差异流体叶轮速度值(nl)以输出表示最小差异流体叶轮速度值(nl)的速度信号。

本公开可以用于通过测量流体叶轮6的功耗来间接地控制气流并且确定在测量的功耗处或接近测量的功耗的功耗并且以与确定的功耗配对的速度操作流体叶轮6来产生在目标气流5处或接近目标气流5的气流5。这可以使用几乎没有修改和附加部件的现有电路实现，

本公开可以将输入到用于流体叶轮速度(nl)的电路的功率信号表示的功耗值(w)与存储的功耗值(wi)和流体叶轮速度值(ni)对中的每个进行比较以确定所存储的对的第二最小差异流体叶轮速度值(n′l)，其包括输入功耗值(w)和功耗值(wi)之间的最小差。这可以在流体流量分配系统的操作期间监视气流并且基于所测量的流体叶轮功耗来调整流体叶轮6的速度以维持在目标气流5处或接近目标气流5的操作。

响应于流体叶轮6的操作的启动，可以输出表示实现目标流体流量5的速度值(nt)的速度信号。这样，流体流量分配系统11的操作可以以针对其系统被设计或已经被校准为起点的流体叶轮速度启动。

表示实现目标流体流量5的速度值(nt)的速度信号最初从存储的功耗值(wi)和流体叶轮速度值(ni)对导出，包括流体叶轮速度值(ni)的最低速度值。这样的起点可以提供最低功耗起点。

存储的功耗值(wi)和流体叶轮速度值(ni)对可以存储在存储器存储中，该存储器存储可以是电路3的一部分，或者至少部分地远离电路3。

可以使用处理器来实现电路，该处理器包括用于实现电路功能和操作的处理器可执行指令。

现在转到图1，示意性地示出了打印机10，其包括利用热空气循环的流体流量分配系统11。在本公开中，存在腔室1，空气被泵入到腔室1中并且腔室1提供用于向喷嘴板2供应加压空气的集气室(plenum)。通过包括旋转叶片(blade)的叶轮风扇6创建进入腔室1中的气流7。旋转叶片充当叶轮元件并且气流与叶片的旋转速度(n)成比例。气流7通过加热器元件8被吸入腔室1中，加热器元件8加热空气。这种热空气循环流体流量分配系统11可用于需要干燥或固化并且可包括诸如胶乳或其他橡胶复合墨水(compoundink)之类的墨水和包括需要固化的复合物或组合物的墨水的墨水。

腔室1中的空气在风扇6的影响下被加压并且从那里均匀地分布通过喷嘴板2，导致热气流5撞击在印刷表面9上。控制电路3可以基于多个参数控制风扇6和加热器元件8，所述多个参数可包括例如诸如针对温度或压力或两者用传感器4感测的腔室1内的条件。流体分配系统1恰好在文件退出托盘(tray)之前位于打印机100中。

这种系统可能随着时间而降级，因为悬浮在进入气流7上的例如例如灰尘和墨水颗粒之类的污染物可能积聚在喷嘴2上，空气被吹过2喷嘴2。当喷嘴板2的喷嘴阻塞时，热气流5可能减少并且这可能导致固化或干燥性能的损失。降级的结果可能是差的或甚至坏质量的印刷(即未固化/干燥)，并且因此可以调度来发生热空气循环流体流量分配系统的重新校准和/或清洁。

气流5取决于腔室1中的压力，该压力取决于风扇6迫使进入腔室1中的每单位时间的空气的量，即空气的体积，风扇6迫使进入腔室1中即风扇6的旋转的速度。因此，如果风扇6可以被控制为以气流恒定的速度n旋转，而不论喷嘴板2的喷嘴是否阻塞，那么气流可以保持在目标速率，例如适合于固化和或干燥打印表面9上的墨水。

为了将气流保持在或接近先前为打印机导出的目标气流，风扇速度保持在或接近于先前建立的目标风扇速度(nt)，以便为腔室1中的条件提供目标气流5。目标风扇速度(nt)将根据腔室1中的压力而变化，以保持目标气流5通过喷嘴板2。同样，以目标速度(nt)操作风扇6的功率(w)取决于腔室1中的压力。保持目标气流5的腔室1中的压力取决于喷嘴板2的气流喷嘴没有和解脱积聚污染物的程度。喷嘴板2的喷嘴的堵塞越大，实现目标气流5而要克服的压力越大，并且因此以目标速度(nt)操作的风扇6的功耗(w)越大。目标速度(nt)可以被认为是风扇6操作以实现目标气流的速度。

图2示出了针对风扇速度(n)的根据本公开的流体流量分配系统中的压力(p)和气流(q)之间的关系。

风扇功耗(w)取决于(p)和(q)，其中(q)是通过喷嘴板2的气流5。对于每个压力损失曲线，在期望的(q)处存在单个(w)值。在图2中，虚线表示针对气流(q)曲线的压力(p)。另外，风扇的操作速度将导致针对不同压力(p)的不同气流(q)。

对于压力(p1)处的风扇速度(n1)，将产生目标气流(q目标)。如果速度(n1)处的气流应减少到(q′1)，例如由于污染物堵塞喷嘴板2的喷嘴，则腔室1中的压力将增加到(p′1)。然而，在另一个风扇速度(n2)处，尽管腔室1中的压力将增加到(p′2)，但可以实现目标气流(q目标)。沿着(n2)速度曲线从压力(p2)处的气流(q2)的位置的移动是由喷嘴板2的堵塞引起的。

以给定速度(ni)运行，风扇6花费的工作量将取决于它在腔室1中观察的压力。压力越大，工作越大并且传递给风扇6的功率越多。因此，可以测量给定风扇速度(ni)处的功耗并且这将代表压力。因此，流体分配系统可以通过实验或通过计算或两者来校准，以针对用于在腔室中的压力(pi)处的目标气流的风扇速度(ni)确定递送到风扇6的功率(wi)。这样，可以通过监视在给定的风扇速度(ni)处的风扇的功耗(wi)来实现气流的间接测量。

利用本公开的教导，可以导出查找表，图3，其包含在递送目标气流时针对不同风扇速度ni的功耗wi对。在流体流量分配系统或打印机的制造期间，可以为每个流体流量分配系统或打印机导出这样的查找表，作为校准例程的一部分。

本公开包括通过诸如微控制器之类的可编程集成电路实现的控制电路3。控制电路3通过感测传递到风扇的电流和电压来控制风扇速度(n)并感测风扇的功耗(w)。通过采用脉冲宽度调制(pwm)信号作为风扇速度的指示，表示风扇速度(n)的信号输入到控制电路，例如从读取风扇转速(tachometric)信号，或者例如在风扇集成伺服控制电子设备的情况下。功耗(w)可以通过将输入到控制电路3的电压和电流相乘来由控制电路3计算。

控制电路3包括图3中所示的查找表，其包含用于在传递目标气流时的不同风扇速度ni的功耗wi的对。查找表可以远离控制电路3定位并且可以由电路3经由通信网络访问。

根据本公开，风扇6是伺服驱动的叶轮风扇，并且控制电路3接收指示风扇6的速度(n)的、用于驱动用于风扇6的伺服的pwm信号。控制电路3还接收指示风扇6的功耗(w)的信号。在控制电路6将pwm信号输出到风扇6的伺服的程度上，它实际上通过监视作为pwm信号输出的内容来接收pwm信号。

在所描述的公开中，控制电路3的微控制器根据图4中所示的过程流控制图400进行操作。过程流控制图400通过可执行指令集开始在微控制器中实现的控制电路3的操作，可执行指令集可以称为计算机程序，例程或应用。

根据过程流控制图400的控制电路3的微控制器的操作开始于微控制器启动加热系统以发动，402。然后，过程控制流向下一阶段404，在该阶段处，控制器寻求风扇速度，目标速度(nt)，与和递送目标气流时的预期功耗最佳匹配的功耗(w)。在所描述的公开中，控制电路3访问图3中所示的速度-功率对查找表，并且向风扇6发送输出速度信号，该信号对应于表中的第一速度条目(n1)。

控制电路3接收指示风扇6的消耗(w)的功率信号并针对风扇速度ni搜索功耗(wi)和风扇速度(ni)的对的查找表，根据图2中所示的图形关系，在风扇速度(ni)处，风扇消耗与针对该风扇速度ni指示的功耗最佳匹配的功率(w)。也就是说，确定哪个速度导致在该速度处测量的风扇功耗(w)与在该速度处的预测功耗(wi)之间的最小差异并且其可以被代数地表示，寻找该关系的最小值：

w(n)-wi(ni)，(1)

其中w(n)是在风扇速度(n)处的测量的功耗，并且wi(ni)是表中针对相应速度(ni)指示的功耗wi。

控制电路3检查查找表并以顺序方式应用关系(1)以确定功率/速度对中的哪个给出最小绝对(忽略正或负号)功率值，wl(nl)。

如果找到最小功率值(wl)406，则过程控制流到阶段408，其中控制电路3输出pwm信号以在相应的最小功率速度(nl)处操作风扇6。以这种方式，可以实现目标气流或者可以在不直接测量气流的情况下实现接近目标气流的气流。然后，过程控制可以流到阶段410，在阶段410处，确定喷嘴板2的喷嘴足够清洁而免于堵塞，从而允许流体分配系统1的适当操作。

如果在阶段406处没有最小绝对值被找到，则过程控制流到阶段412，并且控制电路3可以设置指示喷嘴板2需要清洁的标志。响应于设置这样的标志，过程控制流到阶段414，在阶段414处向用户指示警报，警告他们应该进行维护。

在流体流量分配系统1的操作期间，控制电路3可以继续监视风扇6的功耗，以通过返回到阶段404来导出新的最小功率速度(n′l)。

在本公开的实施例中，控制电路3可以在阶段404中包括阈值测试，以确定从表格导出的最小值是否在可接受的可操作限制内。例如，如果最小值太大以至于需要以将导致风扇的损坏，不合理磨损或破坏的速度或功率操作风扇，则不应使用它。

现在转到图6，示出了用于子例程的过程流控制图600，以实现图2的过程流控制图的阶段404的示例。术语“子例程”不指示任何特定的层级，但只是那个阶段404可以通过调用图6中所示的过程来实现。过程流控制图600在阶段602处开始于检查图3的查找表以确定表中的第一风扇速度ni，即风扇转速n0。在阶段604处，控制电路3以风扇速度ni向风扇6发送速度信号，最初为n0。

在阶段608处，测量的功耗和针对风扇6正在旋转的速度ni指示的功耗之间的值中的误差，即差异。在阶段610处测试该误差以确定该误差是否小于当前最小误差，并且如果是，则过程流控制流到阶段612，其中当前速度/功率对被指派为最佳对并且当前最小误差被指派为针对该最佳对的误差。过程流控制进行到阶段614，其中查找表的索引i递增一并且在阶段616处进行针对表格的结尾的检查。如果尚未达到表格的结尾，则流程控制进行到阶段604。

如果在阶段610处对误差的确定不低于当前最小误差，则过程流控制流到阶段614。

如果阶段616处的测试结果为“是”，则控制流到阶段618，其中确定当前最小误差是否小于阈值。如果阶段618给出“是”结果，则控制流到阶段622，其中最佳对被指派为当前最佳对并且用于控制风扇的速度。如果阶段618的结果为“否”，则在阶段620处确定未找到令人满意的速度并且设置用于维护的警报。

图5中以图形方式针对在商业上可获得的打印机中以10pwm操作的风扇表示了电流随压力的变化的图示。该图示出了由风扇吸取的电流随着腔室1中的压力而增加。根据图5中所示的示例，30pa的压力是实现图2中所示的图表中指定的目标流量(qtarget)的压力。

在前文中，流体叶轮速度可以指流体叶轮的元件的速度。在风扇的情况下，元件可以是风扇叶片，并且速度可以是可以在叶片上基准点(datumpoint)的角速度或线速度方面定义的风扇叶片的旋转速度。

只要上述公开内容是可实现的，至少部分地，使用机器可读指令控制的可编程处理设备，诸如通用处理器或专用处理器，数字信号处理器，微处理器或其他处理设备，数据处理装置或计算机系统，就将理解，用于配置可编程设备，装置或系统以实现前述方法，装置和系统的计算机程序被设想为本公开和所要求保护的主题的方面。计算机程序可以体现为任何合适类型的代码，诸如例如源代码，目标代码，编译代码，解释代码，可执行代码，静态代码和或动态代码。可以使用任何合适的高级，低级，面向对象，可视，编译和/或解释的编程语言来实现指令，所述编程语言诸如c，c++，java，basic，perl，matlab，pascal，visualbasic，java，activex，汇编语言，机器代码以及诸如此类。术语“计算机”在其最一般的意义上可以涵盖诸如上面提到的可编程设备，以及它们可能出现的任何形式的数据处理装置和计算机系统，例如，台式个人计算机，膝上型个人计算机，平板计算机，智能电话或其他计算设备。

计算机程序可以以机器可读形式存储在计算机可读存储介质上，例如计算机可读存储介质可以包括存储器，可移动或不可移动介质，可擦除或不可擦除介质，可写或可重写介质，数字或模拟介质，硬盘，软盘，光盘只读存储器(cd-rom)，可记录压缩盘(cd-r)，可重写压缩盘(cd-rw)，光盘，磁介质，磁电机光学介质，可移动存储卡或盘，各种类型的数字通用盘(dvd)用户身份模块，带，盒式固态存储器。计算机程序可以从远程源提供并且体现在诸如电子信号，射频载波或光载波之类的通信介质中。此类载体介质也被设想为本公开的方面。

如本文所用，对“一个公开”或“公开”的任何引用意味着结合本公开所描述的特定元件，特征，结构或特性包括在至少一个公开中。在说明书中的各种位置中的短语“在一个公开中”或短语“在公开中”的出现不一定都指代相同的公开。

如本文所使用的，术语“包括”，“包括有”，“包含”，“包含有”，“具有”，“带有”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含。例如，包括元素列表的过程，方法，物品或装置不一定限于那些元素，而是可以包括未明确列出的或者这种过程，方法，物品或装置固有的其他元素。此外，除非有相反的明确说明，否则“或”是指包含性的或并且不是排他性的或。例如，条件a或b由以下任何一个满足：a为真(或存在)且b为假(或不存在)，a为假(或不存在)且b为真(或存在)，a和b两者都为真(或存在)。

另外，使用“一”或“一个”的使用用来描述本公开的元素和部件。这仅仅是为了方便并且给出本公开的一般意义而完成的。该描述应该被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，除非明显地另有所指。

可以在本公开的范围内进行各种修改。例如，除了干燥或固化的那些之外的墨水可以与本公开一起使用。尽管已经使用打印机作为可以使用这种系统的示例描述了流体流量分配系统，但是本公开不限于与打印机一起使用，而是可以在其中获得恒定，基本恒定或可控制的气流的其他设备中实现。已经参考叶轮风扇描述了本公开，但是本公开不限于这种类型的风扇。

尽管已经参考诸如微控制器之类的可编程集成电路描述了本公开，但是可以使用诸如上面提到的之类的其他可编程设备。控制电路3可以使用分立电路或机器可读指令或其组合以硬件实现。另外，风扇6的功耗可以由功率感测电路提供，功率感测电路输出指示功耗(w)的信号。

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