液位感测装置以及将该装置用于喷墨打印系统的方法

摘要

公开了一种喷墨打印系统，包括：至少一个流体储存器，用于容纳流体；流体线，将所述至少一个流体储存器与成像设备流体耦接；以及液位感测装置，与所述至少一个流体储存器流体耦接。所述液位感测装置包括：底部，具有流体体积VB；中间部，竖直地邻近所述底部，并具有流体体积VI，所述中间部包括与第二流体传感器竖直地间隔开的第一流体传感器；以及上部，竖直地邻近所述中间部，并且具有流体体积VU，其中VU>VI>VB。所述喷墨打印系统还包括：泵，与所述至少一个液位感测装置流体耦接，并被配置为沿着所述至少一个液位感测装置施加流体压力。

权利要求

1.一种喷墨打印系统，包括：

至少一个流体储存器，用于容纳流体；

流体线，将所述至少一个流体储存器与成像设备流体耦接；以及液位感测装置，与所述至少一个流体储存器流体耦接，并且包括：底部，具有流体体积VB；

中间部，竖直地邻近所述底部，并具有流体体积VI，所述中间部包括彼此竖直地间隔开的第一流体传感器和第二流体传感器；及上部，竖直地邻近所述中间部，并且具有流体体积VU，其中VU>VB>VI；以及泵，与所述液位感测装置流体耦接，并被配置为沿着所述液位感测装置施加流体压力。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，还包括与所述液位感测装置流体耦接的出口。

3.根据权利要求2所述的喷墨打印系统，其中，所述出口包括开口，所述开口被配置为将所述流体传输以离开所述液位感测装置。

4.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，还包括布置在所述液位感测装置上游的至少一个阀门。

5.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，还包括布置在所述液位感测装置下游的至少一个阀门。

6.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，其中，所述第一流体传感器或所述第二流体传感器是光检测器、悬浮部件、或流体感测销针之一。

7.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，其中，所述流体到达所述第一流体传感器所花的时间对应于所述流体储存器中的流体体积。

8.根据权利要求7所述的喷墨打印系统，其中，所述流体到达所述第二流体传感器所花的时间用于校正所述第一流体传感器获取的读数。

9.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，还包括处理器，所述处理器与所述第一流体传感器和所述第二流体传感器之一或二者电气耦接。

10.一种喷墨打印系统，包括：

多个流体储存器，每个所述储存器用于容纳流体；

流体线，将每个所述流体储存器与成像设备流体耦接；以及液位感测装置，与每个所述流体储存器流体耦接，并且包括：底部，具有流体体积VB；

中间部，竖直地邻近所述底部，并具有流体体积VI，所述中间部包括彼此竖直地间隔开的第一流体传感器和第二流体传感器；及上部，竖直地邻近所述中间部，并且具有流体体积VU，其中VU>VB>VI；以及泵，通过公共的流体线流体耦接至所有的所述液位感测装置，并且被配置为沿着所有的所述液位感测装置施加流体压力。

11.根据权利要求10所述的喷墨打印系统，还包括与所有的所述液位感测装置流体耦接的出口。

12.根据权利要求10所述的喷墨打印系统，还包括沿着所述公共的流体线布置的至少一个阀门。

13.根据权利要求10所述的喷墨打印系统，其中，所述流体到达各第一流体传感器所花的时间对应于各流体储存器中的流体体积。

14.根据权利要求13所述的喷墨打印系统，其中，所述流体到达各第二流体传感器所花的时间用于校正各第一流体传感器获取的读数。

15.根据权利要求10所述的喷墨打印系统，其中，每个所述液位感测装置被配置并且进行尺寸设计，使得任意流体储存器中的任意非零流体量在充分的时间内被泵送通过各自的液位感测装置，以便任何其他流体储存器中的任意非零流体量能够被泵送通过至少各液位感测装置的各自的中间部。

说明书

液位感测装置以及将该装置用于喷墨打印系统的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于检测喷墨打印系统中的液位的装置和方法。

发明内容

[0002] 根据本公开的示例性实施例，公开了一种喷墨打印系统，包括：至少一个流体储存器，用于容纳流体；流体线(fluid line)，将所述至少一个流体储存器与成像设备流体耦接(fluidly couple)；以及液位感测装置，与所述至少一个流体储存器流体耦接。所述液位感测装置包括：底部，具有流体体积VB；中间部，竖直地邻近所述底部，并具有流体体积VI，所述中间部包括与第二流体传感器竖直地间隔开的第一流体传感器；以及上部，竖直地邻近所述中间部，并且具有流体体积VU，其中VU>VI>VB。所述喷墨打印系统还包括：泵，与所述至少一个液位感测装置流体耦接，并被配置为沿着所述至少一个液位感测装置施加流体压力。

[0003] 根据示例性实施例，所述液位感测装置具有非对称配置。

[0004] 根据示例性实施例，所述喷墨打印系统还包括与所述液位感测装置流体耦接的出口(vent)。

[0005] 根据示例性实施例，所述出口包括开口，所述开口被配置为将所述流体传输以离开所述液位感测装置。

[0006] 根据示例性实施例，所述喷墨打印系统还包括布置在所述液位感测装置上游的至少一个阀门。

[0007] 根据示例性实施例，所述喷墨打印系统还包括布置在所述液位感测装置下游的至少一个阀门。

[0008] 根据示例性实施例，所述第一流体传感器或所述第二流体传感器是光检测器、悬浮部件(float)、或流体感测销针(pin)之一。

[0009] 根据示例性实施例，所述流体到达所述第一流体传感器所花的时间对应于所述流体储存器中的流体体积。

[0010] 根据示例性实施例，所述流体到达所述第二流体传感器所花的时间用于校正所述第一流体传感器获取的读数。

[0011] 根据示例性实施例，所述喷墨打印系统还包括处理器，所述处理器与所述第一流体传感器和所述第二流体传感器之一或二者电气耦接。

[0012] 根据本公开的示例性实施例，一种喷墨打印系统，包括：多个流体储存器，每个所述储存器用于容纳流体；流体线，将每个所述流体储存器与成像设备流体耦接；以及液位感测装置，与每个所述流体储存器流体耦接。所述液位感测装置包括：底部，具有流体体积VB；中间部，竖直地邻近所述底部，并具有流体体积VI，所述中间部包括与第二流体传感器竖直地间隔开的第一流体传感器；以及上部，竖直地邻近所述中间部，并且具有流体体积VU，其中VU>VI>VB。所述喷墨打印系统还包括：泵，通过公共的流体线流体耦接至所有的所述液位感测装置，并且被配置为沿着所有的所述液位感测装置施加流体压力。

[0013] 根据示例性实施例，所述液位感测装置中的至少一个具有非对称配置。

[0014] 根据示例性实施例，所述喷墨打印系统还包括与所有所述液位感测装置流体耦接的出口。

[0015] 根据示例性实施例，所述喷墨打印系统还包括沿着所述公共的流体线布置的至少一个阀门。

[0016] 根据示例性实施例，所述流体到达各第一流体传感器所花的时间对应于各流体储存器中的流体体积。

[0017] 根据示例性实施例，所述流体到达各第二流体传感器所花的时间用于校正各第一流体传感器获取的读数。

[0018] 根据示例性实施例，每个所述液位感测装置被配置并且进行尺寸设计，使得任意流体储存器中的任意非零流体量在充分的时间内被泵送通过各自的液位感测装置，以便任何其他流体储存器中的任意非零流体量能够被泵送通过至少各液位感测装置的各自的中间部。

附图说明

[0019] 通过结合附图参照本发明以下示例性实施例的详细描述，本发明的特征和优点将得到更充分的理解，在附图中：

[0020] 图1A是根据本公开实施例的包含液位感测装置的喷墨打印系统的第一顺序示意图；

[0021] 图1B是根据本公开实施例的包含液位感测装置的喷墨打印系统的第二顺序示意图；

[0022] 图1C是根据本公开实施例的包含液位感测装置的喷墨打印系统的第三顺序示意图；

[0023] 图1D是根据本公开实施例的包含液位感测装置的喷墨打印系统的第四顺序示意图；

[0024] 图1E是根据本公开实施例的包含液位感测装置的喷墨打印系统的第五顺序示意图；

[0025] 图2A是根据本公开实施例的包含多个液位感测装置的喷墨打印系统的第一顺序示意图；

[0026] 图2B是根据本公开实施例的包含多个液位感测装置的喷墨打印系统的第二顺序示意图；

[0027] 图2C是根据本公开实施例的包含多个液位感测装置的喷墨打印系统的第三顺序示意图；

[0028] 图2D是根据本公开实施例的包含多个液位感测装置的喷墨打印系统的第四顺序示意图；

[0029] 图2E是根据本公开实施例的包含多个液位感测装置的喷墨打印系统的第五顺序示意图；

[0030] 图3A是根据本公开实施例的包含多个液位感测装置的喷墨打印系统的第一顺序示意图；

[0031] 图3B是根据本公开实施例的包含多个液位感测装置的喷墨打印系统的第二顺序示意图；以及

[0032] 图3C是根据本公开实施例的包含多个液位感测装置的喷墨打印系统的第三顺序示意图。

具体实施方式

[0033] 本公开的示例性实施例涉及用于检测喷墨打印系统中的液位(例如，油墨液位)的装置及方法。在实施例中，举例来说，这些装置可以用来检测沿着例如打印头、流体线、油墨盒、油墨储存器之类的喷墨打印系统的任意部分和/或它们之间的任意位置的液位。这些装置可以用来向一个或多个用户警告流体充满状况、流体排空状况和/或二者之间的任何状况。

[0034] 转到图1A，示出了一种喷墨打印系统100的系统图。喷墨打印系统100可以包括至少一个流体储存器10。喷墨打印系统100可以包括一个或多个流体输送线12、液位感测装置20、成像设备30以及泵50。在实施例中，流体储存器10可以被配置为容纳流体F，例如油墨。
在实施例中，流体F可以是任意类型的油墨，例如，彩色油墨或合成油墨。成像设备30可以是喷墨打印机或其任何组件，例如，打印头或其他流体喷射设备。如本文中进一步描述的，喷墨打印系统可以包括出口40、一个或多个阀门60、和/或处理器70。在实施例中，举例来说，流体储存器10例如可以是油墨盒、油墨储存器或其他类型的油墨存储部件。

[0035] 流体储存器10可以经由一个或多个流体输送线12分别地与成像设备30耦接。流体输送线12可以具有细长中空结构，例如为管状部件，被配置为将流体在流体储存器10与喷墨打印系统100的其他部分之间传输。在实施例中，流体输送线12可以由诸如聚合材料之类的任意合适的材料形成。流体输送线12可以是透明的，这样通过流体输送线12传输的流体可以例如通过光电探测器被监测、测量、分析或感测。在实施例中，流体储存器10可以与成像设备30直接流体耦接。

[0036] 液位感测装置20可以是喷墨打印系统100的与至少流体储存器10流体耦接的一部分。在实施例中，液位感测装置20可以被配置为远离流体线12而延伸并且布置在流体储存器10和成像设备30之间的流体路径。在实施例中，液位感测装置20可以包括流体储存器10或成像设备30的一部分。在实施例中，液位感测装置20可以具有例如管形柱之类的对称配置，或具有非对称配置。液位感测装置20可以由与流体线12类似的材料(例如聚合材料)形成。在实施例中，液位感测装置可以具有透明结构。

[0037] 液位感测装置20可以包括首先是底部22、其次是中间部24、第三是上部26。液位感测装置20的底部22、中间部24以及上部26可以彼此流体连通。在实施例中，底部22、中间部24以及上部26可以彼此相邻，并且例如可以通过流体线而流体耦接。液位感测装置20可以被配置以取向为使得底部22布置为最靠近支撑喷墨打印系统100的地或其他表面，中间部
24布置在底部22上方，上部26布置在中间部24上方。在实施例中，底部22、中间部24和上部
26可以具有基本上是线性的竖直布置，例如竖直堆叠的布置。

[0038] 底部22、中间部24和上部26中的每一个可以具有不同的结构，例如形状和/或尺寸可以不同。底部22的尺寸可以为容纳流体体积VB，中间部24的尺寸可以为容纳流体体积VI，上部26的尺寸可以为容纳流体体积VU。在实施例中，液位感测装置20可以被配置为使得VU大于VI和/或VB。在实施例中，液位感测装置可以被配置为使得VU大于VI并且VB大于VI。在这些实施例中，液位感测装置20可以被配置为使得VU>VB>VI。

[0039] 液位感测装置20可以包括沿着液位感测装置20布置的至少一个传感器。在实施例中，液位感测装置20可以包括第一传感器28a和与第一传感器28a竖直地间隔开的第二传感器28b。传感器28a、28b可以被配置为检测布置于其中的流体的存在与否、数量和/或化学特性。在实施例中，传感器28a、28b可以被配置为生成电信号，例如为具有在流体存在的情况下发生变化的导电特性的导电部件(例如销针(pin))。在实施例中，举例来说，传感器28a、28b可以被配置为能够在流体存在的情况下升降的悬浮部件，或者可以被配置为诸如光电探测器之类的光检测部件。传感器28a、28b可以沿着液位感测装置20的一部分在外部和/或内部布置。液位感测装置20可以包括一个、两个或两个以上的各传感器28a、28b。

[0040] 传感器28a、28b可以被配置为使得在与流体接触时，传感器28a、28b向用户提供例如可听见的指示符和/或视觉指示符之类的指示。在这些实施例中，指示符可以是诸如LED之类的灯、可视显示器上的标记、和/或可听见的告警。

[0041] 出口40可以布置在液位感测装置20上方。在实施例中，出口40可以基本上竖直地邻近流体感测装置20的上部26，并且与液位感测装置20流体耦接。出口40可以包括一个或多个开口以让流体从流体感测装置20排出。出口40可以被配置以便于流体压力的释放或吸进，以达到喷墨打印系统100内期望的压力环境，例如，与周围环境均衡。出口40可以具有打开或关闭的状态。在实施例中，出口40可以与存储容器或再循环系统流体连通。

[0042] 泵50可以与液位感测装置20流体连通。泵50可以是任意合适的流体压力产生部件，并且可以被配置以沿着液位感测装置20产生一个或多个压力差，使得布置其中的流体移动通过液位感测装置20。在实施例中，泵50可以布置在出口40上方。在实施例中，泵50可以沿着液位感测装置20的一部分布置。在实施例中，喷墨打印系统100可以包括多个泵50以与液位感测装置20一起使用。

[0043] 可以沿着液位感测装置20布置一个或多个阀门60。在实施例中，阀门60可以布置在流体感测装置20、出口40和/或泵50的上游和/或下游。阀门60可以被配置以阻止至少一个方向上的流体流动，从而例如阻止泄漏、回流等。

[0044] 仍然参见图1A，示出的喷墨打印系统100具有流体储存器10和出口40，流体储存器10部分填充有流体F，出口40处于关闭状态。例如，在喷墨打印系统100的多个部分内可能存在来自先前打印操作的残余加压环境。

[0045] 转到图1B，出口40可以打开，使得喷墨打印系统100内的液压返回至相对于周围环境的均衡状态。因此，例如，在喷墨打印系统100内，在大气压力下，促使流体储存器10中存在的流体F的液位处于休眠液位(resting level)。在实施例中，流体F具有由流体储存器10中流体F的初始体积确定的、液位感测装置20内的休眠液位。如图所示，流体F可以处于竖直高度H1，基本上类似于流体储存器10中流体F的竖直高度。在实施例中，液位感测装置20中的流体F的休眠液位可以处于液位感测装置20的底部22、中间部24或上部26内。

[0046] 参见图1C，可以在从成像设备30收到信号、存在用户输入或其他情况下关闭出口40并且致动泵50，从而促使流体F在液位感测装置20内上升。在泵50进行进一步的操作时，流体F可以在流体感测装置20内上升达到第一传感器28a。流体F可以在依赖于流体储存器
10中存在的流体F量的时间段内达到第一传感器28a，这样，由于液位感测装置20内流体F的初始休眠液位，与在流体储存器10没有基本上充满的情况下的较长时间段相比，在流体储存器10基本上充满的情况下，流体F可以在较短的时间段内达到第一传感器28a。第一传感器28a可以检测流体F的存在与否并生成对应的信号。在这些实施例中，这样的信号可以对应于与液位感测装置20内流体F处于休眠液位时记录的初始时间相比，流体F达到第一传感器28a的记录时间。

[0047] 在实施例中，举例来说，泵50可以对流体F施加负流体压力，这与泵50的已知或期望能力不同，和/或例如，由于可变的泵性能、电源供应、流体一致性(fluid consistency)或其他因素，通过液位感测装置20的流体F的所形成的体积流速可以与预期的不同。

[0048] 参见图1D，泵50的进一步的操作可以促使流体F上升通过液位感测装置20的中间部24。当流体F达到第二传感器28b时，可以生成信号。通过泵50的已知流速以及中间部24的已知体积VI，流体F达到第一传感器28a的时间和流体F达到第二传感器28b的时间之间的时间差可以对应于流体F通过液位感测装置20的实际流速，这是相较于流体F通过液位感测装置20的期望流速而言。以这种方式，通过考虑泵50和流体F等的局部变化，第二传感器28b可以用来校正流体F达到第一传感器28b所花时间的测量。在实施例中，可以与第一传感器28协同使用多个附加传感器，以改善获取的移动通过液位感测装置20的流体F的读数精度。

[0049] 在实施例中，喷墨打印系统100可以包括处理器70以计算泵50的致动和流体F达到第一传感器28a之间的时间差、和/或流体F到达第一传感器28a和第二传感器28b之间的时间差。处理器70还可以用来基于第二传感器28b获取的读数来例如校正第一传感器28a获取的读数。处理器70可以与传感器28a、28b之一或二者电气耦接。在实施例中，处理器70可以包括成像设备30、流体感测装置20的一部分或喷墨打印系统100的任意其他部分。

[0050] 参见图1E，泵50的进一步的操作可以促使流体F上升进入流体感测装置20的上部26并填满体积VU。之后，流体F达到出口40并且开始从流体感测装置20排出。在实施例中，流体感测装置20可以被配置以使得传感器与出口40相关联，这样，在达到出口40时，泵50被关停。之后，流体F可以下降通过流体感测装置20以达到休眠竖直高度，例如，类似于图1A或图
1B所示。

[0051] 转到图2A，示出了整体用200标注的喷墨打印系统的实施例。喷墨打印系统200可以包括基本上与以上喷墨打印系统100类似的组件，例如，成像设备30、出口40、泵50、阀门60和处理器70。然而，喷墨打印系统可以包括多个油墨储存器10a、10b、10c，油墨储存器
10a、10b、10c中的每一个均容纳流体F(图2B)，每一个均具有各自的流体线12a、12b、12c，流体线12a、12b、12c将各自的流体储存器10a、10b、10c分别与成像设备30流体耦接。在实施例中，流体储存器10a、10b、10c可以容纳类似的或相同的流体，或可以容纳不同的流体，例如不同颜色的油墨。流体感测装置20a、20b、20c分别与各自的流体储存器10a、10b、10c流体耦接。每个液位感测装置20a、20b、20c分别可以包括各自的底部22a、22b、22c、中间部24a、
24b、24c以及上部26a、26b、26c。各自的每个底部22a、22b、22c可以具有流体体积VBa、VBb、VBc，各自的每个中间部24a、24b、24c可以具有流体体积VIa、VIb、VIc，各自的每个上部26a、
26b、26c可以具有流体体积VUa、VUb、VUc。油墨储存器10a、10b、10c、各自的流体线12a、12b、
12c以及流体感测装置20a、20b、20c可以类似于上述油墨储存器10、流体线12以及流体感测装置20。

[0052] 各自的每个流体感测装置20a、20b、20c可以具有类似于上述第一和第二传感器28a、28b的各自的第一传感器28a1、28b1、28c1和第二传感器28a2、28b2、28c2。泵50和/或出口
40可以经由公共的流体线14流体耦接至所有的流体感测装置20a、20b、20c，并且被配置为沿着它们施加流体压力。

[0053] 参见图2B，流体储存器10b可以基本上充满流体F，流体储存器10a、10c可以部分填充有流体F。在实施例中，流体储存器10a、10b、10c可以以任意组合或变形的方式填充。出口40可以在初始配置中打开，使得喷墨打印系统200内的流体压力返回至均衡状态，并且在液位感测装置20a、20b、20c内，流体F的液位可以分别处于休眠竖直高度Ha、Hb、Hc。

[0054] 转到图2C，在泵50致动时，流体F可以在每个流体感测装置20a、20b、20c内上升，并以上述关于喷墨打印系统100描述的方式与各自的第一传感器28a1、28b1、28c1接触。

[0055] 转到图2D，泵50的进一步的操作可以促使流体F在流体感测装置20a、20b、20c的中间部24a、24b、24c内上升。如图所示，在来自部分填充的流体储存器10a和10c的流体F完全泵送通过各自的液位感测装置20a和20c之前，来自第一流体储存器10b的流体F可以被泵送通过液位感测装置20b而至出口40。由于流体F与出口40的接触可以促使泵50关停，因而沿着公共泵送线在不同流体储存器之间流体液位的这种差异可能导致在所有流体储存器被适当测量之前液位感测操作过早终止。

[0056] 然而，另外参见图2E，因为流体感测装置20b的上部26b的流体体积VUb大于中间部26b的体积VIb，因而，流体储存器10b中初始的流体F的非零体积可以在到达出口40之前的充分时间段内被泵送通过流体线12b和液位感测装置20b，这样，在流体储存器10b中的初始流体F达到出口40(这可能促使泵50关停)之前，流体储存器10a、10c中的流体F有充分的时间被泵送通过并填充流体感测装置20a、20c的至少中间部24a、24c。以这种方式，喷墨打印系统200被配置，以使得多个流体储存器10a、10b、10c可以耦接至公共的流体线14并且以如下方式被同时泵送通过各自的流体感测装置20a、20b、20c：即，在流体储存器10a、10b、10c每一个中存在的流体F的任何非零体积都足以在来自流体储存器10a、10b、10c之一的流体F被泵送通过出口40之前，允许对所有流体储存器10a、10b、10c中的流体F的液位进行适当的感测。以这种方式，喷墨打印系统200被配置并设计尺寸，使得多个流体储存器可以与公共的泵和/或流体线耦接，并且可以对于其中的液位进行测量而不管其中存储的初始流体体积是什么，任何一个流体储存器都不会中断任何其他流体储存器的液位测量操作。

[0057] 在实施例中，流体F可以通过出口40被排走而不会促使泵50关停。在这些实施例中，液位感测装置20a、20b、20c的配置是使流体F可以在充分的时间段内被泵送通过液位感测装置20a、20b、20c，使得在任何一个流体储存器和各自的流体感测装置完全排空流体F(这可能造成泵50的不适当操作)之前可以执行所有流体储存器的适当感测。

[0058] 转到图3A，示出了整体用300标注的喷墨打印系统的实施例。喷墨打印系统300可以包括与上述喷墨打印系统200类似的一些组件，例如成像设备30、出口40、泵50、阀门60和/或处理器70。然而，喷墨打印系统300可以包括流体储存器11，其具有流体体积VR。如上所述，传感器28a、28b可以并入流体储存器11或与流体储存器11关联。

[0059] 转到图3B，出口40可以打开，以允许喷墨打印系统300内的流体压力返回均衡并允许流体F变为布置于休眠液位H3。

[0060] 转到图3C，出口40可以关闭，并且泵50可以被致动以通过线12提供流体压力，使得流体储存器11内的流体F竖直地上升。由于液位感测装置20内流体F与第一传感器28a的初始邻近度，流体F达到第一传感器28a所花的时间可以对应于流体储存器11内存在的流体F的体积。以上文关于喷墨打印系统100、200描述的方式，第二传感器28b可以被提供以校正第一传感器28a获取的读数。应当理解，对于上述喷墨打印系统100、200而言也可以采用这种配置。

[0061] 虽然已经结合上文所列出的实施例描述了本发明，然而应当清楚，许多替换、改型和变化对于本领域技术人员是明显的。因此，如上文所阐述的，本发明的示例性实施例旨在示意而非限制。在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变化。