專利名稱：利用墨滴計數(shù)和油墨保有量檢測來估算油墨保有量的制作方法
本申請涉及到共同未決的US專利申請第08/633613(該中請?zhí)峤挥?6年4月17日、文檔號為10951138、題為“用于油墨供給的感應(yīng)式油墨保有量檢測裝置”，本文引用了該申請)；共同未決的US專利申請第＿＿號(該申請的文檔號為10970423、與本文一同提交、題為“用于可更換式油墨容器的電互連”，本文引用了該申請)；共同未決的US專利申請第＿＿號(該申請的文檔號為10970424、與本文一同提交、題為“用于固定油墨容器的方法和設(shè)備”，本文引用了該申請)；共同未決的US專利中請第＿＿號(該申請的文檔號為10970426、與本文一同提交、題為“用于形成與打印系統(tǒng)的可靠流體、氣體以及電連接的可更換式油墨容器”，本文引用了該申請)；共同未決的US專利申請第＿＿號(該申請的文檔號為10970427、與本文一道提交、題為“帶有感應(yīng)式油墨保有量檢測的油墨容器”，本文引用了該申請)；共同未決的US專利申請第＿＿號(該申請的文檔號為10970429、與本文一道提交、題為“帶有油墨保有量檢測器的能提供加壓油墨的油墨容器”，本文引用了該申請)；共同未決的US專利申請第＿＿號(該申請的文檔號為10970430、與本文一同提交、題為“具有多功能盤架的油墨容器”，本文引用了該申請)；共同未決的US專利申請第＿＿號(該申請的文檔號為10970431、與本文一同提交、題為“具有有效結(jié)構(gòu)的高效油墨容器”，本文引用了該申請)；以及，共同未決的US專利申請第08/785580號(該申請的文檔號為10960726、提交于97年1月21日，題為“可由來自消耗件的數(shù)據(jù)控制的帶有內(nèi)置式存儲器的設(shè)備”，本文引用了該申請)。
所公開的發(fā)明涉及到噴墨式打印系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用了包括墨盒在內(nèi)的可更換式消耗件，具體地說，本發(fā)明涉及到用于估算墨盒內(nèi)剩余油墨量的裝置。
噴墨打印技術(shù)有著比較充分的發(fā)展。利用用來產(chǎn)生打印的媒體的噴墨技術(shù)已實現(xiàn)了諸如計算機打印機、繪圖儀和傳真機之類的商用產(chǎn)品。總的來說，按照打印介質(zhì)上被稱為噴墨打印頭的墨滴產(chǎn)生器所發(fā)射的墨滴的精確布局可以形成噴墨圖像。一般地說，噴墨打印頭被支承于一個可在打印介質(zhì)的表面上橫向移動的盒子上并且根據(jù)一微計算機或其它控制器的指令而受控在適當?shù)臅r間排出墨滴，其中，施加墨滴的時機對應(yīng)于所打印圖像的象素的圖案。
某些周知的打印機使用可相對打印頭單獨更換的油墨容器。當一個油墨容器已耗盡時，就拆除該容器并用一新的油墨容器加以替換。使用獨立于打印頭的可更換容器允許用戶在不更換打印頭的情況下更換油墨容器。從而，在打印頭壽命結(jié)束或接近結(jié)束時更換打印頭，而不是在更換油墨容器時更換打印頭。
使用獨立于打印頭的油墨容器的噴墨式打印系統(tǒng)的問題在于，一般不能預(yù)測出一個油墨容器的油墨用盡狀態(tài)。在這種噴墨打印系統(tǒng)中，重要的是，在有少量存留油墨情況下油墨容器接近于空時，打印會中止。另外，會因在無油墨情況下的干燒而出現(xiàn)打印頭毀壞，并且/或者，在沒有獲得一個完整打印圖像的情況下操作打印機會造成時間的浪費，這在通常以無人看管方式在昂貴介質(zhì)上進行大圖像打印時特別地浪費了時間。
估算剩余油墨量的一種周知方法包括將電極浸入到油墨體內(nèi)并測定經(jīng)過油墨的電阻通路。這種方法的問題包括將電極裝設(shè)到油墨容器內(nèi)的復(fù)雜性以及電學(xué)特征隨油墨成分的變化性。
本發(fā)明的一個方面涉及到一種油墨容器，該容器包括一蓄墨器；一存儲器，它用于根據(jù)可用的油墨量來提供墨滴計數(shù)；以及，一油墨保有量檢測電路，它用于提供一油墨保有量檢測輸出，此輸出表示檢測到的油墨量。
本發(fā)明的另一個方面涉及到這樣一種方法，該方法(1)在所估算的剩余油墨量大于選定量時根據(jù)標稱墨滴量，并且(2)在所估算的剩余油墨量降低時則根據(jù)校正過的并且再重校過的墨滴量，從而按墨滴的計數(shù)來估算剩余油墨量，其中，重校過的墨滴量是以所檢測到的油墨量為基礎(chǔ)的。
本發(fā)明的再一個方面涉及到根據(jù)在一個第一估算的油墨量范圍內(nèi)進行墨滴計數(shù)以及在一個第二估算的油墨量范圍內(nèi)進行油墨量檢測，從而估算剩余油墨量。
通過參照附圖閱讀下述詳細說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以很容易地看出所公開的發(fā)明的優(yōu)點和特征，附圖中

圖1是其中包含本發(fā)明的打印機/繪圖儀系統(tǒng)的概略框圖。
圖2是說明圖1中打印機/繪圖儀系統(tǒng)的一個油墨容器的主要組件的概略框圖。
圖3是以簡化方式說明圖1中打印機/繪圖儀系統(tǒng)的無托架的油墨容器、氣壓源與有托架的打印盒之間的連接關(guān)系的概略框圖。
圖4是說明圖1中打印機/繪圖儀系統(tǒng)的一個打印盒的主要組件的概略框圖。
圖5是圖1中打印機/繪圖儀系統(tǒng)的一種實施形式的簡化等角投影圖。
圖6是本發(fā)明油墨量估算過程的一個實例的流程圖。
圖7是本發(fā)明油墨量估算過程中所使用的子過程的一個實例的流程圖。
圖8是說明圖1中打印機/繪圖儀系統(tǒng)的一個油墨容器的實施形式的主要組件的概略分解等角投影圖，該實施形式使用了本發(fā)明的油墨保有量檢測電路。
圖9是說明圖1中打印機/繪圖儀系統(tǒng)的一個油墨容器的實施形式的主要組件的另一種概略分解等角投影圖，該實施形式使用了本發(fā)明的油墨保有量檢測電路。
圖10是顯示圖8和圖9中油墨容器的壓力容器、可收縮蓄墨器、油墨保有量檢測電路、蓄墨器加強部件以及盤架部件的分解等角投影圖。
圖11是說明圖8和圖9中油墨容器的可收縮蓄墨器、油墨保有量檢測電路、蓄墨器加強部件以及盤架部件的概略等角投影圖。
圖12是圖8和圖9中油墨容器的壓力容器、可收縮蓄墨器、油墨保有量檢測電路、蓄墨器加強部件以及盤架部件的剖面圖。
圖13是圖8和圖9中油墨容器的可收縮蓄墨器、油墨保有量檢測電路、蓄墨器加強部件以及盤架部件的立面圖，其中可收縮蓄墨器處于扁平的排空狀態(tài)。
圖14是圖8和圖9中油墨容器的可收縮蓄墨器、油墨保有量檢測電路、蓄墨器加強部件以及盤架部件的側(cè)視圖，其中可收縮蓄墨器處于扁平的排空狀態(tài)。
圖15是如在圖8和圖9的油墨容器中使用的本發(fā)明油墨保有量檢測電路的一種實施形態(tài)的概略平面圖。
在以下的詳細說明和附圖中的若干圖中，用類似的參照標號表示類似的部件。
參照圖1，它說明了其中可以使用本發(fā)明的打印機/繪圖儀50的概略框圖。本發(fā)明在總體上是要以使估算的精度達到最佳的方式按著墨滴計數(shù)和油墨保有量檢測來估算油墨容器內(nèi)的剩余油墨量。
一掃描打印托架52收容有多個打印盒60-66，它們以射流的方式與向打印盒60-66提供加壓油墨的供墨站100相連。作為示意性的實例，如在圖2中就包括有噴墨打印頭60A和成整體的打印頭存儲器60B的打印盒60的示意性實例所概略說明的那樣，每個打印盒60-66均包括一噴墨打印頭和一成整體的打印頭存儲器。每個打印頭均具有一射流調(diào)節(jié)閥，它不斷地打開和關(guān)閉以保持打印盒內(nèi)對打印頭性能來說是最佳的微小的測量負壓。被提供給各打印盒60-66的油墨受到了加壓作用，從而減少動態(tài)壓差效應(yīng)。
供墨站100包含有用于接納油墨容器110-116的接收器或凹艙，它們分別與相應(yīng)的打印盒60-66相關(guān)聯(lián)并以射流的方式與相應(yīng)的打印盒60-66相連接。每個油墨容器110-116均包括諸如可收縮蓄墨器110A之類的蓄墨器，它被一氣壓箱110B所包圍。一氣壓源或泵70與氣壓箱相連通以便對可收縮的蓄墨器加壓。例如，一個壓力泵向系統(tǒng)中所有的油墨容器提供壓縮空氣。加壓后的油墨通過一油墨流路傳送給打印盒，所說的油墨流路例如包括相應(yīng)的撓性塑料管，這些塑料管連在油墨容器110-116與各相關(guān)聯(lián)的打印盒60-66之間。
圖3是說明氣壓源70、打印盒66以及可收縮的蓄墨器110a和壓力箱110b的簡化概略圖。在空閑的過程中，允許壓力箱110(它如以下將詳細說明的那樣由一壓力容器所限定)減壓。另外，在運輸期間不對油墨容器110-116加壓。
作為示意性實例，如圖4中對具體包括蓄墨器110A、油墨保有量檢測電路110C以及成整體的墨盒存儲器110D的油墨容器110所作的概略說明那樣，每個油墨容器110-116均包括一蓄墨器、一油墨保有量檢測電路以及一成整體的墨盒存儲器。
參考圖1，掃描打印托架52、打印盒60-66以及油墨容器110-114電連接于打印機微處理器控制器80，該控制器包括用于對各種打印機功能進行控制的電子線路和固件，其中包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路，以便對油墨容器110-116的油墨保有量檢測電路的輸出進行轉(zhuǎn)換。因此，控制器80可控制掃描托架驅(qū)動系統(tǒng)和打印托架上的打印頭以便有選擇地對打印頭加電，從而以受控的方式將墨滴排放到打印介質(zhì)40上。打印機控制器80還能如本文詳細說明的那樣連續(xù)地估算各油墨容器110-114內(nèi)的剩余油墨量。
包括CPU82A和軟件打印機驅(qū)動程序82B的主處理器82與打印機控制器82相連。例如，主處理器82包括位于打印機50外部的個人計算機。一監(jiān)視器84與主處理器82相連并用于顯示各種表示噴墨打印機狀態(tài)的信息。另外，所述打印機也可構(gòu)造成用于獨立或聯(lián)網(wǎng)操作，其中，信息被顯示在打印機的前部面板上。
圖5以等角投影圖的方式示出了可使用本發(fā)明的大型打印機/繪圖儀的示例形式，其中示出了四個無托架油墨容器110、112、114、116在一供墨站內(nèi)固定就位。圖5的打印機/繪圖儀還包括一外罩54、一提供用戶控制開關(guān)的前部控制面板56以及一介質(zhì)輸出槽58。雖然這里是從一介質(zhì)輥向本示例性的打印機/繪圖儀供紙，但應(yīng)該注意，也可以使用其它的供紙裝置。
依照本發(fā)明，包括打印盒存儲器60B的打印盒存儲器、包括油墨容器存儲器110C的油墨容器存儲器、以及包括油墨保有量檢測電路110D的油墨保有量檢測電路能使控制器82測定包含在油墨容器110-116內(nèi)的油墨量。為了做到這一點，每個打印頭存儲器和油墨容器存儲器均包括有廠家寫入的數(shù)據(jù)和打印機記錄的數(shù)據(jù)。
就本發(fā)明的目的而言，每個油墨存儲器均存儲有廠家寫入的供墨量數(shù)據(jù)(即廠家填加量)以及打印機記錄的墨滴近似計數(shù)和精確計數(shù)數(shù)據(jù)，而每個打印盒存儲器則存儲有廠家寫入的標稱墨滴量數(shù)據(jù)。
作為特定的實例，所述精確計數(shù)數(shù)據(jù)包括一8位的字，每一位均對應(yīng)于相應(yīng)油墨容器的點供墨量的12.5％的1/256。所述近似計數(shù)數(shù)據(jù)包括一個一次寫入的8位字，其中的各位是在每次精確計數(shù)數(shù)據(jù)溢出或“翻轉(zhuǎn)”時逐步寫入的，因此，一個近似計數(shù)的位是在每次墨滴使用情況跟蹤檢測指示出消耗了墨盒內(nèi)12.5％的油墨時寫入的。所以，上述近似計數(shù)數(shù)據(jù)中寫入的位的數(shù)目表示所述精確計數(shù)數(shù)據(jù)已經(jīng)溢出的次數(shù)。讀取打印盒標稱墨滴量參數(shù)和油墨容器供給量，從而計算出致使觸發(fā)一個精確計數(shù)位所需的墨滴數(shù)N(即等于總供給量12.5％的1/256的量)；并且，通過對墨滴進行計數(shù)(例如通過對提供給打印頭的油墨發(fā)射信號進行計數(shù))并且通過每當墨滴計數(shù)達到了N就使精確計數(shù)數(shù)據(jù)增加一，從而可以跟蹤到油墨的使用情況，其中，每當達到了N之后就重新開始墨滴計數(shù)。換句話說，每次發(fā)射了N滴墨滴之后，精確計數(shù)數(shù)據(jù)就加一，其中，N是觸發(fā)一個精確計數(shù)位所需的墨滴數(shù)量。由于每次精確計數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)生溢出時所寫入或設(shè)置的近似計數(shù)數(shù)據(jù)位的數(shù)目都增加一，所以，用于特定墨盒的近似計數(shù)數(shù)據(jù)和精確計數(shù)數(shù)據(jù)均表示所使用了的油墨量的百分數(shù)。根據(jù)近似計數(shù)數(shù)據(jù)、精確計數(shù)數(shù)據(jù)、標稱墨滴量以及供墨容量數(shù)據(jù)，就可以計算出剩余油墨量的估算值。
參照圖6，它示出了本發(fā)明用于估算剩余油墨量的過程的流程圖，所述過程對每個油墨容器110-114來說是獨立進行的，并且能最佳地使用墨滴計數(shù)信息和油墨保有量檢測信息以提供更精確的油墨保有量估計值。估算出的剩余油墨量可用于控制油墨“氣壓計(gas gauge)”，該“氣壓計”例如通過監(jiān)視器84(圖1)或打印機的前部控制面板56(圖5)顯示給用戶。
在步驟211處，按照近似計數(shù)數(shù)據(jù)、精確計數(shù)數(shù)據(jù)以及標稱墨滴量，周期性地確定油墨容器的剩余油墨量估計值，直至(A)用于該油墨容器的油墨保有量檢測電路在油墨量估算值降至第一預(yù)定參照量以下之前啟動，或者(B)油墨量估算值降至第一預(yù)定參照量以下并且油墨保有量檢測電路尚未啟動，其中，所述第一預(yù)定參照量是這樣選定的，即油墨保有量檢測電路如果能適當?shù)毓ぷ骶蜁诟鶕?jù)墨滴的油墨量估算值達到前述第一預(yù)定參照量之前啟動。作為示意性實例，所述第一預(yù)定參照量可以是可用油墨量的23％，其中，可用油墨量是指在甚至是確定剩余油墨量容差的最壞情況下截留(strand)小量油墨時的可用于消耗的油墨。
如果油墨保有量檢測電路在剩余油墨量估算值降至第一預(yù)定參照量之前已經(jīng)啟動，則在步驟213處根據(jù)近似計數(shù)、精確計數(shù)以及標稱墨滴量周期性地確定剩余油墨量估算值，直至一個以油墨保有量檢測信息為基礎(chǔ)的檢測量估算值下降至一第二參照量(例如可用油墨的40％)以下，該第二參照量選擇成能確保油墨保有量檢測電路會精確地表示出剩余油墨量。
在步驟215處，校正墨滴量使之達到一第一校正墨滴量，并且，在步驟217處，根據(jù)近似計數(shù)、精確計數(shù)以及第一校正墨滴量，周期性地確定剩余油墨量，直至根據(jù)油墨保有量檢測信息的檢測量估算值降至第三參照量(例如可用油墨的33％)以下，該第三參照量選擇成能確保油墨保有量檢測電路會精確地表示出剩余油墨量。
在步驟219處，再次校正墨滴量使之達到第二校正墨滴量，并且，在步驟221處，根據(jù)近似計數(shù)，精確計數(shù)以及第二校正墨滴量周期性地確定剩余油墨量，直至根據(jù)墨滴的剩余油墨量估算值降至第四預(yù)定參照量(例如可用油墨的14％)以下。在步驟223處，向用戶提供低油墨保有量警告，并且，在步驟225處，根據(jù)近似計數(shù)、精確計數(shù)以及第二校正墨滴量周期性地確定剩余油墨量估算值，直至根據(jù)墨滴的剩余油墨量估算值降至第五預(yù)定參照量以下。在步驟227處，向用戶提供極低油墨保有量警告，并且，在步驟229處，根據(jù)近似計數(shù)、精確計數(shù)以及第二校正墨滴量周期性地確定剩余油墨量估算值，直至根據(jù)墨滴的剩余油墨量估算值降至可用油墨的0％。在步驟231處，停止打印，截留少量的油墨。
在前述步驟中，于步驟213和217處根據(jù)墨滴計數(shù)信息和第一校正墨滴量(在步驟213中)然后根據(jù)第二校正墨滴量(在步驟217中)估算出剩余的油墨保有量，其中，根據(jù)剩余油墨保有量來確定校正后的墨滴量，而所說的剩余油墨保有量則是從油墨保有量檢測電路所提供的油墨保有量檢測信息中檢測或推測出來的。校正墨滴量兩次以便使用最精確的油墨保有量檢測信息。另外，在步驟213和217所涉及的估算范圍內(nèi)可將一單個的校正墨滴量用于剩余油墨估算。作為另一種形式，可將第一與第二校正值相互比較，如果兩者之差大于一預(yù)定值，則可確定忽略這兩個校正值中的一個，如果需要忽略第一校正值，就要調(diào)整前述估算。
參照步驟215，如果油墨量估算值降至第一參照量以下并且油墨保有量檢測電路尚未啟動，這表示有一個不工作的油墨保有量檢測電路，于是，在步驟241處根據(jù)近似計數(shù)、精確計數(shù)和標稱墨滴量周期性地確定剩余油墨量估算值，直至剩余油墨量估算值降至第六參照量以下，所說的第六參照量小于前述第一參照量(例如是可用油墨的6％)。在步驟243處，向用戶發(fā)出低油墨保有量的警告，并且，在步驟245處，根據(jù)近似計數(shù)、精確計數(shù)以及標稱墨滴量，周期性地確定剩余油墨量估算值，直至該剩余油墨量估算值降至可用油墨的0％。在步驟247中，停止打印。如前所述，當剩余油墨量估算值到達0％的剩余油墨量時，就按能確保截留某些少量油墨的方式計算剩余油墨量估算值，以便能夠避免破壞性的干打印。
概括地說，前述過程在(1)所估算的剩余油墨量大于預(yù)定水平時以標稱墨滴量為根據(jù)，并且在(2)剩余油墨量較低時先以校正的墨滴量、然后以重新校正的墨滴量為根據(jù)，按照墨滴計數(shù)來估算剩余油墨量。校正與重新校正是以油墨保有量檢測電路的輸出為根據(jù)的，所說的油墨保有量檢測電路被構(gòu)造成在所選定的接近耗盡狀態(tài)的預(yù)定實際油墨剩余量的范圍內(nèi)是非常精確的。通過這種方式，當剩余油墨量接近上述耗盡狀態(tài)時，可精確地校正墨滴量，并且，當實際剩余油墨量接近要截留的預(yù)定量時，可以最佳地提高估算剩余油墨量的精確性。
作為示意性的實例，通過根據(jù)油墨保有量檢測電路輸出的讀數(shù)以及相應(yīng)的近似計數(shù)數(shù)據(jù)和精確計數(shù)數(shù)據(jù)來確定平均墨滴量，可以獲得校正墨滴量。另外，可根據(jù)用作油墨保有量檢測電路輸出的兩個讀數(shù)的墨滴數(shù)據(jù)(近似計數(shù)與精確計數(shù))之差來校正墨滴量。還可例如通過求計算出的墨滴量與標稱墨滴量的平均值而將標稱墨滴量用于獲得一校正的墨滴量。
參照圖7，它示出了本發(fā)明在步驟215的確定操作之后用于估算油墨容器內(nèi)剩余油墨量的另一個子過程的流程圖，其中，油墨容器的油墨保有量檢測電路已在油墨量估算值降至第一預(yù)定墨滴參照水平以下之前啟動。
在步驟311處，根據(jù)油墨保有量檢測電路所提供的油墨保有量檢測信息周期性地確定剩余油墨量估算值，直至該剩余油墨量估算值降至第七參照量以下。在步驟313處校正墨滴量，并且，在步驟315處，根據(jù)油墨保有量檢測電路所提供的油墨保有量檢測信息周期性地確定剩余油墨量估算值，直至該剩余油墨量估算值降至第八預(yù)定參照量。在步驟317處，根據(jù)近似計數(shù)、精確計數(shù)以及校正后的墨滴量周期性地確定剩余油墨量估算值，直至基于墨滴剩余油墨保有量降低成小于或等于第九預(yù)定參照量。作為示意性實例，在步驟317處，通過參照在繼續(xù)按墨滴計數(shù)進行的油墨量估算時油墨保有量檢測電路所檢測到的絕對油墨量，從而來估算剩余油墨量，舉例來說，其中基于墨滴的剩余油墨量的估算是一參照近似計數(shù)和精確計數(shù)，它們對應(yīng)于在繼續(xù)按墨滴計數(shù)進行的油墨保有量估算時油墨保有量檢測電路所檢測到的剩余油墨量。在步驟319處，向用戶提供低油墨保有量的告警，在步驟321處，根據(jù)近似計數(shù)、精確計數(shù)以及校正后的墨滴量確定剩余油墨量，直至該剩余油墨量估算值降至第十預(yù)定參照量。在步驟323處，向用戶提供極低油墨保有量的告警，在步驟325處，根據(jù)近似計數(shù)、精確計數(shù)以及第二校正墨滴量周期性地確定剩余油墨量估算值，直至按墨滴計算出的墨滴量降至0％的可用油墨或者降至0％的可用油墨以下。在步驟327處，停止打印，截留少量的油墨。
在圖7的上述子過程中，只要所估算出的剩余油墨量如油墨保有量檢測電路所檢測到的那樣而處于這樣的范圍即在該范圍內(nèi)油墨保有量檢測電路具有適當?shù)木_性，就可根據(jù)墨盒的油墨保有量檢測電路的輸出來估算該墨盒的剩余油墨量。然后，在實際的剩余油墨量接近耗盡狀態(tài)時，就根據(jù)近似計數(shù)、精確計數(shù)以及用油墨保有量檢測電路校正的墨滴量來估算剩余油墨量。通過這種方式，可以使用具有一定精度的油墨保有量檢測電路，并且，繼續(xù)進行的基于墨滴的剩余油墨量估算會因墨滴量的校正并且參照了油墨保有量檢測電路所檢測到的油墨保有量而更具精確性。
參照圖8-15，它們概略地示出了油墨容器200的一個特定實施形式，該實施形式包括本發(fā)明的油墨保有量檢測電路，并且可被用作結(jié)構(gòu)基本上相同的油墨容器110-116中的每一個。
如圖8-9所示，油墨容器200一般包括一壓力容器1102；一盤架部件1120，它在壓力容器1102的前端處安裝于頸部區(qū)域1102A；一前端罩帽1104，它安裝于上述壓力容器的前端；以及，一后端罩帽1106，它安裝于壓力容器1102的后端。
具體如圖10-12所示，油墨容器200還包括一可收縮的油墨袋或蓄墨器114，它設(shè)置在壓力容器1102內(nèi)；以及，一油墨保有量檢測(ILS)電路1170，它安裝于可收縮的蓄墨器114內(nèi)?？墒湛s蓄墨器114以密封的方式安裝于盤架1120的凸脊部分1292，所述盤架使壓力容器1102的內(nèi)部隔絕于外部環(huán)境，同時提供了通向壓力容器1102內(nèi)部的進氣口1108、用于包含在蓄墨器114內(nèi)的油墨的出墨口110、以及用于油墨保有量檢測電路1170與設(shè)置在盤架部件上的可從外部接近的接觸凸緣之間的導(dǎo)電軌道的路線。盤架1120例如通過一與壓力容器的頂部凸緣和盤架部件的對接凸緣相接合的環(huán)形壓接環(huán)1280而與壓力容器1102的頸部區(qū)域1102A的開口相固定。適當?shù)囟ㄎ辉诒P架1120的周邊凹槽內(nèi)的壓力密封O形環(huán)1152接合于壓力容器1102的頸部區(qū)域1102A的內(nèi)側(cè)表面。
可收縮蓄墨器114具體包括一個帶褶的袋，它具有相對的壁面或側(cè)面1114、1116，油墨保有量檢測電路1170具體包括第一和第二基本上扁平的螺旋感應(yīng)線圈1130、1132，它們設(shè)置在相對的側(cè)面1114，1116上。
在一個示例性的結(jié)構(gòu)中，將一片細長的袋狀材料折疊起來，從而使該片材料的相對的側(cè)邊相交疊或合并到一起，因此構(gòu)成了一細長的柱體。將所說的側(cè)邊密封在一起，皺褶通常會在所形成的最終的結(jié)構(gòu)中與所述側(cè)邊的封口相對齊。通過沿與前述側(cè)邊的封口相垂直的接縫將帶褶結(jié)構(gòu)加熱密封起來，可以形成所說的袋的底端或非進給端?？砂搭愃频姆绞叫纬尚钅鞯捻敹嘶蜻M給端，同時給要以密封方式安裝到盤架1120的凸脊部分1292上的袋留下一個開口。作為特定的實例，所述蓄墨器袋可通過熱加樁處理(heat staking)以密封的方式安裝到凸脊部分1292上。
為了作基準用，蓄墨器114帶有一縱軸，它從進給端延伸至非進給端并且平行于出墨口1110的軸線。
加強部件1134、1136以蓋住扁平螺旋感應(yīng)線圈1130、1132的方式設(shè)置在相對的側(cè)面1114、1116上，從而使得蓄墨器114在其中所含油墨耗盡時能以可預(yù)期、穩(wěn)定且可重復(fù)的方式收縮起來，以便在剩余油墨量處于能使油墨保有量檢測電路工作的范圍內(nèi)時使所述線圈在蓄墨器壁面彼此相對收縮時保持相互平行，并使得在線圈與蓄墨器上連接于凸脊部分1292的那部分之間的區(qū)域內(nèi)減少蓄墨器起皺。在具有更可預(yù)期、可重復(fù)且穩(wěn)地收縮的收縮范圍內(nèi)保持線圈彼此平行，將可以借助相鄰的加強部件1134、1136而更精確地檢測蓄墨器內(nèi)剩余的油墨。壓力容器內(nèi)的加壓會在有或沒有加強部件1134、1136的情況下使蓄墨器更可預(yù)期且穩(wěn)定地收縮。
如圖13和14所示，加強部件通常遍布于壁面1114、1116在蓄墨器為空時和被排空時會變得扁平的部分。因此，舉例來說，每個加強部件1134、1136均會橫向地延伸過它所安裝到的壁面并且包括一切口1134A、1136A，此切口為壁面1114、1116上因凸脊部分1292以及因?qū)⑿钅靼惭b到凸脊部分1292上所導(dǎo)致的褶皺、隆起或皺紋提供了間隙。每個加強部件還從蓄墨器的進給端縱向地延伸至這樣的位置，該位置略微超出所述線圈的遠離蓄墨器進給端的那一側(cè)。限制加強部件相對蓄墨器進給端的延伸程度會在蓄墨器收縮時使得該蓄墨器的非進給端起皺。通過這種方式，加強部件會減少線圈與蓄墨器進給端之間的壁面1114和1116起皺，并且使得蓄墨器的非進給端處起皺。
在具體實施方案中，需要將由蓄墨器、油墨保有量檢測電路、及加強部件構(gòu)成的子組件彎折或彎曲成C形結(jié)構(gòu)，如沿蓄墨器的縱軸線方向所觀察到的那樣，為了將其插到壓力容器內(nèi)，加強部件1134、1136最好是扁平的可彈性變形的剛性板狀物，在不存在著為了使其插進壓力容器內(nèi)而施加的、使加強部件彎曲的偏壓力的情況下，所說的板狀物會恢復(fù)成平面構(gòu)形。換句話說，加強部件是剛性的但有足夠的彈性，從而不會因插進壓力容器內(nèi)所需的彎曲而造成永久變形。作為示意性的實例，加強部件包括較薄(例如0.0005英寸)的對苯二甲酸乙二醇聚酯(PET)板。
所述加強部件可以有效地與蓄墨器的壁面相配合以形成剛度有所提高的壁面區(qū)，該壁面區(qū)在油墨耗盡情況下的收縮是穩(wěn)定的并且是可重復(fù)的，應(yīng)該注意，可將蓄墨器的相對壁面1114、1116的區(qū)域形成為剛度有所增加的區(qū)域，在這種情況下，可以省略加強部件1134、1136。
每個螺旋線圈1130、1132均包括一個連續(xù)彎曲的繞組，它例如具有通常由一錐形部分所限定的諸如為圓或橢圓形的周邊，或者，每個螺旋線圈均包括一分段的繞組，它由順序相連的段構(gòu)成并且具有通常由多邊形限定成為矩形的周邊。螺旋線圈1130、1132最好定位成當各線圈的平面平行、并且在蓄墨器扁平且無油墨時由這些線圈的幾何中心所形成的直線與線圈的平面相垂直。換句話說，螺旋線圈1130、1132定位成它們的幾何中心基本上是彼此在壁面1114、1116上的鏡像。在使用過程中，容器200最好以旋轉(zhuǎn)的方式繞其縱軸定位，從而，線圈的平面是垂直的，而所說的縱軸則在容器的開放端與其相反的封閉端之間延伸。
加強部件1134、1136(或剛性區(qū)域)的面積最好大于相應(yīng)的相鄰線圈1130、1132的面積。另外，線圈1130、1132的面積分別包含在相應(yīng)的相鄰加強部件1134、1136(或剛性區(qū)域)的面積之內(nèi)。
盡管所述的油墨容器200最好保持被加壓，但也可以在沒有加壓的情況下使用油墨保有量檢測電路1170。
如圖15所概略地示出的那樣，可例如將油墨保有量檢測電路1170實現(xiàn)為一撓性電路，其中扁平線圈1130、1132和相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電部件以層疊的方式設(shè)置在第一與第二扁平的單個撓性基層之間，這里，通過所說的相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電部件可以電學(xué)的方式訪問前述扁平線圈。具體地說，油墨保有量檢測電路還包括導(dǎo)線1142A、1142B，它們在扁平線圈1130與可從外部接近的接觸凸緣1138A、1138B之間延伸；以及，導(dǎo)線1144A、1144B，它們在扁平線圈1132與可從外部接近的接觸凸緣1140A、1140B之間延伸。前述接觸凸緣通過撓性電路的適當?shù)膿闲曰鶎由系南鄳?yīng)開口而外露，并且由于它們能以導(dǎo)電的方式與處在油墨容器200外部的接觸部件相結(jié)合，因而可從外部來接近。
油墨保有量檢測電路的可從外部接近的接觸凸緣被適當?shù)卦O(shè)置在盤架1120的外側(cè)，并且，所說的導(dǎo)線通常在壓力容器1102內(nèi)從盤架1120縱向地延伸到線圈1130、1132。導(dǎo)線的一些部分和油墨保有量檢測電路1170的撓性基層的相關(guān)部分在盤架的外表面上于O形環(huán)1152和盤架的外表面之間通過。一個適當絕緣的連接器1174連接在導(dǎo)線1142A與扁平線圈1130的中心之間，同時，一個適當?shù)慕^緣連接器1176連接在導(dǎo)線1144A與扁平線圈1132的中心之間。
所述油墨保有量檢測電路還包括油墨泄漏檢測器，這些檢測器由導(dǎo)電的油墨泄漏檢測凸緣1180、1182構(gòu)成，所說的檢測凸緣分別位于與線圈1130、1132相鄰的位置處，并且分別連接于導(dǎo)線1142B、1144B。油墨泄漏檢測凸緣1180、1182通過撓性油墨檢測電路的朝外的撓性基層上的開口而外露并且不被加強部件1134、1136所覆蓋，從而能夠與因油墨泄漏而積累到壓力容器1102內(nèi)的任何油墨相接觸。通過例如在接觸凸緣1138B與一參照電位之間加載一定的電壓并檢測接觸凸緣1138B與所述參照電位之間的電壓，可以檢測到表示有破裂的蓄墨器的油墨泄漏。如果油墨泄漏觸頭1180、1182浸在油墨中，那么，接觸凸緣1140B就處于非零電壓，否則，接觸凸緣1140B處于零伏。油墨泄漏接觸凸緣1180、1182最好相對線圈1130、1132可旋轉(zhuǎn)地進行定位，從而能在油墨容器處于其要安裝的位置時在立面上處于低的位置。
作為示意性的實例，包括油墨保有量檢測電路1170在內(nèi)的撓性電路的線圈部分和接觸部分通過壓敏粘合劑與壁面1114、1116及盤架1120相連。
一個存儲器芯片插件1206例如在成對的、可從外部接近的油墨保有量檢測電路接觸凸緣1138A、1138B與1140A、1140B之間支承在盤架1120上。作為示意性的實例，所述存儲器芯片插件包括存儲器存取接頭，當把油墨容器200安裝到打印系統(tǒng)50內(nèi)時，所說的接頭如同可從外部接近的油墨保有量檢測電路接觸凸緣1138A、1138B、1140A、1140B那樣地與打印控制器82相連接。
共同未決的US專利申請第＿＿號公開了圖8-15中的油墨容器的一種特定實施形式的其它細節(jié)，所述申請文檔號為10970429，與文本一同提交、題為“帶有油墨保有量檢測器的、能提供加壓油墨的油墨容器”，本文引用了該申請。
在使用過程中，線圈1130、1132可用作非接觸性的感應(yīng)檢測器，它可通過檢測在供墨結(jié)束時彼此相向地收縮的相對壁面1114、1116之間的間隔而間接地檢測到蓄墨器內(nèi)的油墨量。AC(交流)激勵信號經(jīng)過一個線圈(可看作是輸入線圈)傳送，從而在另一個線圈(可看作是輸出線圈)內(nèi)感應(yīng)出一個電壓，該電壓幅度隨所述間隔的減小而增加。輸出線圈內(nèi)的電壓變化是由于兩個線圈之間的間距變化情況下的線圈相互感應(yīng)的變化而引起的。輸出線圈提供的輸出電壓例如根據(jù)存儲在油墨容器存儲器中的值而與相應(yīng)的油墨量相關(guān)聯(lián)。
前述美國專利申請第08/633613號中公開了用于激勵輸入線圈并檢測輸出線圈的輸出的特定技術(shù)，所述申請?zhí)峤挥?6年4月17日，文檔號為10951138，題為“用于油墨供給的感應(yīng)式油墨保有量檢測裝置”，本文引用了該申請。
線圈1130、1132最好定位在蓄墨器內(nèi)能作可預(yù)期、穩(wěn)定且可重復(fù)收縮的區(qū)域內(nèi)。另外，線圈1130、1132定位成能使油墨保有量檢測電路1170在預(yù)定油墨量范圍內(nèi)啟動。例如，如果希望油墨保有量檢測電路在處于不足可用油墨量一半的油墨量范圍內(nèi)啟動、并且其中盤架的進給端或油墨容器的進給端在油墨容器處于安裝位置時于立面方向上低于其相對的端部，那么，螺旋線圈1130、1132就例如在安裝到盤架1120的蓄墨器的進給端與蓄墨器進給端及其相對端部這兩者間的中點之間被定位成較靠近出墨口1110。作為示意性的實例，可在油墨容器的縱軸線相對水平線按約5至30度范圍內(nèi)的角度傾斜的情況下安裝油墨容器200，從而，盤架在立面上會低于油墨容器的另一端，并且，油墨容器可旋轉(zhuǎn)地繞前述縱軸線定位，從而使油墨保有量檢測線圈的平面處于垂直位置。
另外，線圈可定位成略微偏離橫向中點(其中，所述橫向方向垂直于前述縱向方向)，以便進行安裝，在所說的安裝方式中，蓄墨器的縱軸線方向更為趨向水平而不是垂直。例如，對于一種蓄墨器的縱軸線相對水平線約為15度且蓄墨器的進給端低于其非進給端的安裝方式，油墨保有量檢測線圈會朝著在立面上高于壁面1114、1116的邊緣例如約4度的位置位移，從而線圈會在安裝位置上相對蓄墨器的縱軸線向上傾斜。
作為另一個示意性實例，在對線圈中所包含的相對匝數(shù)沒有限制的情況下，作為輸出線圈的線圈1132的線圈面積在至少一個方向上要大于作為輸入線圈的線圈1130的線圈面積并且在任何方向上都不小于線圈1130的線圈面積，因此，如果輸出線圈的面積與輸入線圈的面積相重疊，則輸出線圈的面積會完全蓋住輸入線圈的面積并且會沿至少一個方向延伸到輸入線圈的面積之外，其中，一個線圈的線圈面積是該線圈的線圈匝和相鄰線圈匝之間的間隙所占據(jù)的面積。線圈的面積還可看作是一個線圈的外緣所包圍著的面積。換句話說，如果輸入線圈的面積和輸出線圈的面積彼此重疊，則輸入線圈的面積會完全包含在輸出線圈的面積之內(nèi)。例如，可按相似的方式形成輸入線圈的面積和輸入線圈(即具有相同的形狀)，并且，輸出線圈的面積總是有較大的外形。就通常為圓形的線圈的特定實例而言，輸出線圈的線圈面積具有一定的半徑，此半徑大于輸入線圈的線圈面積的半徑。作為另一個特定實例，就通常為矩形的線圈而言，輸入線圈的面積總是具有一定的寬度和一定的長度，所述寬度大于輸入線圈的寬度，所述長度大于或等于輸入線圈的長度。概括地說，輸入線圈的面積完全包含在輸出線圈的面積內(nèi)，輸出線圈的面積在至少一個維度或方向上要大于輸入線圈的面積。
作為另外一個實例，在對線圈的相對面積沒有限制的情況下，用作輸出線圈的線圈1132包括有比用作輸入線圈的線圈1130多的匝數(shù)。
一個完全包含輸入線圈的面積并沿至少一個方向延伸到輸入線圈面積之外的較大輸出線圈面積會沿至少一個方向增加線圈1130、1132之間的對準的容差，這有助于更容易地進行制造。輸出線圈中較多的匝數(shù)會提高線圈輸出的電壓電平，這會增加油墨量檢測的精度。
以上公開了一種打印系統(tǒng)，其中，根據(jù)油墨容器存儲器提供的墨滴使用信息以及油墨保有量檢測電路提供的油墨保有量檢測信息以最佳的方式估算出油墨容器內(nèi)的剩余油墨。
盡管以上說明和顯示了本發(fā)明的特定實施例，但是，在不脫離后附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍和精神的情況下，本技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可進行多種改進和改動。
權(quán)利要求
1.一種用于噴墨打印系統(tǒng)的油墨容器，所述打印系統(tǒng)帶有一噴墨打印頭，它使墨滴有選擇地噴到打印介質(zhì)上，所說的油墨容器包括-蓄墨器(110A)，它用于存儲要提供給噴墨打印頭的油墨；-信息存儲裝置(110D)，它用于存儲表示所述蓄墨器內(nèi)可用油墨量的信息；-油墨保有量檢測電路(110C)，它用于提供一油墨保有量檢測信息，此信息表示所檢測到的前述蓄墨器中的油墨量；其中，可用所述存儲裝置的信息以及油墨保有量檢測信息來提供剩余油墨保有量的估算值。
2.如權(quán)利要求1的油墨容器，其特征在于所述蓄墨器包括一可收縮的蓄墨器；以及所述油墨保有量檢測電路設(shè)置在前述可收縮蓄墨器上。
3.如權(quán)利要求2的油墨容器，其特征在于，所述油墨保有量檢測電路包括一油墨保有量檢測傳感器，它用于檢測上述可收縮蓄墨器的收縮程度。
4.如權(quán)利要求3的油墨容器，其特征在于，所述油墨保有量檢測傳感器包括一感應(yīng)線圈(1130、1132)。
5.如權(quán)利要求1的油墨容器，其特征在于，所述存儲裝置存儲的信息表示前述油墨容器的起始油墨容量。
6.如權(quán)利要求2的油墨容器，其特征在于，所述存儲裝置的信息表示估算出的前述油墨容器內(nèi)的剩余油墨量。
7.如權(quán)利要求6的油墨容器，其特征在于，其中上述表示估算出的剩余油墨量的存儲裝置信息被周期性地更新。
8.如權(quán)利要求1的油墨容器，其特征在于，所述油墨保有量檢測電路在前述蓄墨器所包含的實際油墨保有量的檢測范圍內(nèi)工作，其中，所述檢測范圍在最大實際油墨保有量與最小實際油墨保有量之間。
9.如權(quán)利要求1的油墨容器，其特征在于，所述蓄墨器能以與打印頭分離的方式加以更換。
10.一種用于確定安裝在打印系統(tǒng)中的油墨容器內(nèi)剩余油墨量的方法，所述打印系統(tǒng)具有一噴墨打印頭，它用于接收來自油墨容器的油墨并且有選擇地將墨滴噴到打印介質(zhì)上，所說的方法包括下列步驟根據(jù)墨滴計數(shù)信息和打印頭墨滴估算值給出一個計算出的剩余油墨量；根據(jù)檢測出的油墨量信息給出一個檢測出的剩余油墨量；以及根據(jù)計算出的剩余油墨量和檢測出的剩余油墨量給出一個油墨量估算值。
11.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述給出一個油墨量估算值的步驟包括下列步驟在所述檢測出的剩余油墨量大于一個預(yù)定閾值時，給出一個油墨量估算值，它對應(yīng)于所述計算出的剩余油墨量；以及在所述檢測出的剩余油墨量小于前述預(yù)定閥值時，給出一個油墨量估算值，它對應(yīng)于所述檢測出的剩余油墨量。
12.如權(quán)利要求11的方法，其特征在于，所述給出一個油墨量估算值的步驟還包括下列步驟根據(jù)墨滴計數(shù)信息和一個檢測出的剩余油墨量來確定一個修正后的打印頭墨滴量估算值，所述檢測出的剩余油墨量小于前述預(yù)定閾值并且大于另一個預(yù)定閾值；根據(jù)所述墨滴計數(shù)信息和修正后的打印頭墨滴量估算值給出一個經(jīng)過更新的計算出來的剩余油墨量；以及在所述檢測出的剩余油墨量小于前述另一個預(yù)定閾值時，給出一個油墨量估算值，它對應(yīng)于前述經(jīng)過更新的、計算出來的剩余油墨量。
13.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述給出一個油墨量估算值的步驟包括下列步驟在所述檢測出的剩余油墨量大于一個預(yù)定閾值時，給出一個油墨量估算值，它對應(yīng)于所述計算出的剩余油墨量；在所述檢測出的剩余油墨量達到上述預(yù)定閾值時根據(jù)墨滴計數(shù)信息和一檢測出的剩余油墨量來確定一個修正后的打印頭墨滴量估算值；根據(jù)所述墨滴計數(shù)信息和修正后的打印頭墨滴量估算值給出一個經(jīng)過更新的、計算出來的剩余油墨量；以及給出一個油墨量估算值，它對應(yīng)于前述經(jīng)過更新的、計算出來的剩余油墨量。
14.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述給出一個油墨量估算值的步驟包括下列步驟在所述檢測出的剩余油墨量大于一個預(yù)定閾值時，給出一個油墨量估算值，它對應(yīng)于前述檢測出的剩余油墨量；以及在所述檢測出的剩余油墨量小于前述預(yù)定閾值時，給出一個油墨量估算值，它對應(yīng)于前述計算出的剩余油墨量。
15.如權(quán)利要求14的方法，其特征在于，所述打印頭墨滴量估算值是以一個檢測出的剩余油墨量和墨滴計數(shù)信息為依據(jù)的。
全文摘要
一種打印系統(tǒng),它包括帶有存儲器(110D)和油墨保有量檢測電路(110C)的油墨容器(110)。帶有存儲器(60B)的打印盒(60)以及打印機控制器(80)。根據(jù)油墨容器存儲器提供的墨滴使用信息以及油墨保有量檢測電路提供的油墨保有量檢測信息來估算油墨容器內(nèi)的剩余油墨保有量。
文檔編號B41J2/175GK1201142SQ98109609
公開日1998年12月9日 申請日期1998年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月4日
發(fā)明者S·M·梅拉, M·L·布羅克, 小N·E·鮑羅斯基 申請人:惠普公司