CN102427947A - 远程油墨供应器 - Google Patents

Abstract

提供了设备和方法。柔性袋内的油墨供应器与打印机分离定位。流体导管通过连接头将油墨供应器耦合至打印机。所述连接头包括被所述打印机的机械致动器驱动的泵。所述泵的操作使油墨从所述柔性袋流动至所述打印机的打印头。检测泵故障并将其解释为油墨耗尽状况，并且，自动执行用户通知和/或打印操作的停止。

Description

远程油墨供应器

背景技术

喷墨打印机利用液体油墨来在介质上形成图像。典型地，这种打印机使用许多颜色的油墨，以便根据用户的期望来提供颜色饱和度和分辨率。传统地，通过实质上或全部被支撑在打印机的外壳内的可更换的盒将这种油墨供应给打印机。

然而，用户通常对这种盒所提供的有限体积的油墨不满，导致不期望的频繁更换。本教导解决了上述和其他问题。

附图说明

现在将参照附图，作为示例，描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了根据一个实施例的打印系统的示意图；

图2示出了图1的打印系统的所选择的细节的示意图；

图3示出了根据另一实施例的方法的流程图；

图4示出了根据又一实施例的方法的流程图。

具体实施方式

介绍

本教导提供了用于将油墨从一个或多个远程源提供给打印机的装置和方法。连接头机械地接合至打印机的相应墨盒接收端口。每个连接头包括由打印机的致动器机械地提供动力的泵。每个泵用于将油墨流从远程源之一通过连接导管驱动至打印机的打印头。止回阀防止油墨从打印机流回到对应的远程源。特定泵的故障由打印机的传感器检测并被解释为油墨耗尽（out of ink）状况。响应于油墨耗尽检测，将一个或多个警报消息和/或指示提供给用户。

在一个实施例中，一种设备包括：连接头，被配置为以机械方式耦合至打印机并以流体方式（fluidically）耦合至远程油墨供应器。所述连接头包括泵和止回阀。所述泵被配置为通过柔性膜片的往复运动来使油墨流动。所述止回阀被配置为防止油墨从所述泵流回到远程油墨供应器。所述连接头被配置为通过流体导管以流体方式耦合至打印机的打印头。

在另一实施例中，一种打印系统包括打印机，其包括打印头和墨盒接收端口。所述打印系统还包括被配置为包含油墨的柔性袋。所述柔性袋相对于所述打印机远程定位。所述打印系统还包括：连接头，被配置为可分离地耦合至所述墨盒接收端口。所述连接头包括由所述打印机的致动器驱动的容积式泵。所述泵被配置为使油墨通过相应流体导管从所述柔性袋流动到所述打印头。

在又一实施例中，一种方法包括：通过打印机致动器将至少一个力脉冲施加至泵的柔性膜片上。所述方法还包括：检测所述柔性膜片响应于所述至少一个力脉冲而往复运动的故障。所述方法还包括：响应于通过打印机传感器检测到故障来提供信号。所述方法还包括：将所述信号解释为与所述打印机耦合的远程油墨供应器的油墨耗尽状况。所述解释是通过打印机控制器来执行的。所述方法还包括：通过所述打印机控制器来发出所述油墨耗尽状况的用户通知。

第一示意实施例

现在参照图1，图1示出了打印系统100的示意图。关于本教导，系统100是示意性而非限制性的。因此，根据本教导，可以配置和/或操作其他系统。

系统100包括打印机102。打印机102包括：控制器104，被配置为控制打印机102的各种正常操作。控制器104可以由任何合适的控制器定义，并可以包括一个或多个处理器、一个或多个微控制器、专用集成电路、状态机逻辑、模拟和/或数字电路等。打印及相关领域的普通技术人员可以认识到，可以以多种方式定义和配置控制器104，并且，出于理解本教导的目的不需要进一步详述。

打印机102还包括具有压力调节器108的打印头106。打印头106包括：多个油墨喷射喷嘴，其被配置为在控制器104的控制下将液体油墨应用于介质110。打印头106具有一个或多个压力调节器108，其被配置为通过柔性导管112来接收相应颜色的液体油墨并在将该颜色的油墨提供给打印头106的相应油墨喷射喷嘴时调节该颜色的油墨的压力。

打印机102还包括沿接收架（bay）116定位的多个致动器114。每个致动器114被配置为在控制器104的影响下将力脉冲提供给相应油墨泵。致动器114可以由被配置为提供可控制力脉冲的任何合适机械设备定义。在一个实施例中，每个致动器114是机械致动的活塞。还可以使用其他实施例。以下提供了与致动器114的操作有关的其他详述。接收架116限定了若干墨盒接收端口118。

打印系统100还包括多个油墨供应器120至126（包括120和126）。每个油墨供应器120至126包括相应的柔性壁式油墨袋（或包）128。每个柔性袋128进而被配置为包含相应颜色的一定量的液体油墨。在一个实施例中，每个柔性袋128由多层的层材料形成，该层材料可以包括尼龙、银、铝、线性低密度聚乙烯或者针对强度、顺应性和低渗透性而选择的其他材料。对于非限制性示例，参见美国专利No. 6,158,853或美国专利申请公开No. 20060017788 A1。还可以使用其他材料。如图所示，系统100包括4种颜色的油墨（如黑色、青色、品红色和黄色）。本教导还想到包括其他数目和/或颜色的油墨的其他系统。此外，每个柔性袋128被配置为在吸走和消耗内部的油墨时内部容积减小，从而在相应柔性袋128内造成真空背压。

每个柔性袋128还包括：隔膜130，其被配置为密封柔性袋128以防内部油墨的泄漏或其他损失。因此，每个隔膜130也可以被称作自密封隔膜130。每个隔膜130可以由聚异戊二烯、EPDM、其组合或其他合适柔性材料形成。每个隔膜130还被配置为通过穿过其插入的空心针132而被穿透（打开）。每个空心针132以流体方式耦合至柔性导管134。这样，特定柔性袋128内的油墨可以通过空心针132和柔性导管134以流体方式耦合至打印机102。

打印系统100还包括多个连接头136。每个连接头136包括止回阀138和泵（参见图2），并被配置为与墨盒接收端口118中相应的一个端口选择性地耦合和去耦合（即，以机械方式接合和分离）。此外，连接头136中的每一个通过相应的柔性导管134耦合至油墨供应器120至126之一。止回阀138被配置为防止油墨流回到相应柔性袋128中。因此，打印系统100被配置为使得油墨仅沿一个方向流动——通过导管134和连接头136从油墨供应器120至126流动到打印机102。

现在参照图2，图2示出了打印系统100的所选择的细节。如上所述，连接头136包括泵200。泵200包括柔性膜片202。膜片202一般是圆顶（或者凸）形的并由任何合适柔性材料（如EPDM、丁基橡胶、EPDM/丁基橡胶混合物等）形成。还可以使用其他材料。柔性膜片202被布置为与由连接头136的材料限定的泵室（或者腔）204相邻。如图2所示，柔性膜片202处于膨胀状态或状况中，并通过弹簧206而被推进至这种膨胀状态中。

连接头136还包括止回阀138，止回阀138由柔性门或盘208限定。柔性门208可以由硅酮或其他合适材料形成。柔性门208被配置为在外力（即，致动器114）作用于柔性膜片202上时密封通往泵室204的入口通道210。这样，在泵200的正常操作期间，止回阀138防止油墨从泵室204通过入口通道210流回。因此，连接头136内油墨的流动是单向操作：通过入口通道210流动到泵室204中。

仍参照图2，正常操作如下进行：致动器114在控制器104的影响下将力脉冲施加至柔性膜片202。柔性膜片202在致动器114的力之下从膨胀状态转变至萎陷状态，从而减小泵室204的内部容积。油墨从泵室204流出，通过出口通道212流到将油墨耦合至打印头（例如106）的流体导管112。止回阀138用于防止油墨通过入口通道210从泵室204流出。

一旦柔性膜片202已经达到萎陷状态，就（在自动控制下）结束来自致动器114的力脉冲。在操作中的此时，泵室204的内部容积处于最小值，并且油墨的流动停止。此后，弹簧206进行操作以将柔性膜片202推进（即，推动或偏置）回到原始的膨胀状态。随着柔性膜片202从萎陷状况转变至膨胀状况，泵室204的内部容积增大。泵室204的增大容积用于通过入口通道210和止回阀138从流体导管134吸取油墨，从而重新填充泵室204。当然，油墨的最终源是如图1所示的对应的油墨袋128。打印头106的压力调节器108可以包括：止回阀机构（未示出），其防止泵200简单地从打印头吸回刚刚移位的油墨。典型地，油墨输送系统被设计为具有流体阻抗，该流体阻抗确保优先从袋128而不是打印头106吸取液体。现在，一个泵送（pumping）循环完成。

现在，在控制器104的自动控制下按照需要连续地或不时地重复上述泵送过程，以便如维持正常打印操作所需的那样将油墨提供给打印头106。因此，可以将泵200的正常操作描述为柔性膜片202在膨胀状况与萎陷状况之间的往复运动。

指示泵200的典型油墨移动操作的这些往复运动由传感器214检测。在一个实施例中，传感器214由利用从发射器跨过一定跨度向检测器投射的光束进行操作的光学（光束）设备定义。泵200的正常操作被检测为在致动器114随柔性膜片202往复运动时光束的中断和恢复。将对应的信号提供给控制器104，作为对正常油墨泵送操作的确认。

当关联的柔性袋128内的油墨被耗尽时，真空背压被传送至泵200。柔性膜片202不能往复运动，并且因此保持处于其萎陷状态。照此，泵200无法操作。当对致动器114进行致动时，其立即通过其全冲程（through its full stroke）平移，在它接触处于其萎陷状态的膜片时停止。该行为由传感器214检测。结果，传感器214提供被控制器104解释为油墨耗尽状况的对应信号。然后，控制器104暂停正常打印操作，并通过（作为非限制性示例）指示灯、电子邮件消息收发等提供必须解决油墨耗尽问题的一个或多个用户通知。

重要的是注意图2代表特定打印机102所使用的每种颜色的油墨。出于示意的目的，打印机102被理解为消耗4种颜色的油墨，如上所述。因此，将使用总共4个连接头136，其中每个连接头具有泵200和止回阀138并被致动器114驱动。根据本教导，还可以配置和使用具有其他数目的连接头、泵、止回阀、致动器、传感器等的其他打印系统。

第一示意方法

图3是示出了根据本发明的一个实施例的方法的流程图。图3的方法包括特定的操作和执行顺序。然而，根据本教导，还可以使用包括其他操作、省略了一个或多个所示操作和/或按照其他执行顺序进行的其他方法。因此，图3的方法本质上是示意性的而非限制性的。

在300处，将连接头手动耦合至喷墨打印机的墨盒接收端口。连接头与打印机所使用的特定油墨颜色（例如黑色等）相对应。出于非限制性示例的目的，假定连接头136通过墨盒接收端口118耦合至打印机102。这样做时，还以流体连通的方式将连接头136与打印机102内的导管112配对。

在302处，通过柔性液体导管（或管道）将连接头耦合至油墨供应器。油墨供应器一般远离打印机定位。出于正在进行的示例的目的，假定连接头136通过空心针132和流体导管134耦合至具有柔性袋128的供应器120。因此，连接头136以流体方式耦合至远程油墨供应器并以流体连通的方式与打印机102机械接合。

在304处，打印机的机械致动器在自动控制下将一个或多个力脉冲施加至连接头的泵。在正在进行的示例下，假定致动器114根据来自控制器104的控制信号将一系列力脉冲施加至连接头136的柔性膜片202。

在306处，油墨通过泵从远程供应器流动到打印机的打印头。出于正在进行的示意的目的，假定黑色油墨通过导管134从柔性袋128流入和流出泵200，通过内部导管112流动到打印头106的压力调节器108。在控制器104的自动操作下维持这种油墨流动直到停止。

在308处，打印机使用从远程供应器（或者源）供应的油墨来在介质上执行正常打印操作。出于正在进行的示例的目的，假定打印头106使用通过连接头136而提供的油墨在片形介质110上形成文本、图像等。根据由控制器104提供的信号来执行这种成像（正常打印操作）。

上述方法示意了本教导想到的任何数目的方法。通过连接头及其内部资源，远程油墨供应器（相对于打印机）被用于正常打印操作。照此，可以将相对较大量的油墨供应至打印机，以相对于被实质地支撑（容纳）在打印机内的墨盒的使用成比例地增加了补充之间的时间。与这些操作和/或本教导的目的相符合的许多种其他方法还可以被使用。

第二示意方法

图4是示出了根据本发明的一个实施例的方法的流程图。图4的方法包括特定的操作和执行顺序。然而，根据本教导，还可以使用包括其他操作、省略了一个或多个所示操作和/或按照其他执行顺序进行的其他方法。因此，图4的方法本质上是示意性的而非限制性的。

在400处，打印机通过将一种或多种颜色的油墨施加至片形介质上来执行正常打印操作。出于非限制性示意的目的，假定打印机102根据控制器104信令在片形介质110上形成图像。

在402处，光学传感器检测油墨泵的柔性膜片的往复运动（正常操作）。就正在进行的示例而言，假定传感器214通过致动器114的运动来检测柔性膜片202的正常操作。

在404处，将油墨供应至打印机的柔性袋耗尽油墨，从而造成被传送至打印机的内部真空背压。出于正在进行的示例的目的，供应器124的柔性袋128耗尽品红色油墨，从而造成被传送至对应泵200的真空背压。

在406处，由于真空背压，与耗尽的供应器耦合的泵的柔性膜片不能往复运动。出于正在进行的示例的目的，对应泵200的柔性膜片202处于基本上不动的状态，并且即使有致动器114施加的力脉冲和/或弹簧206的推进，都不能往复运动。

在408处，对应的传感器检测泵的不动状态。出于正在进行的示例的目的，假定传感器214检测膜片202的基本上不动状态。

在410处，将指示膜片的不动状况的传感器信号传送至控制器并将其解释为油墨耗尽状况。出于正在进行的示例的目的，假定被发送至控制器104的传感器214信号造成油墨耗尽状况的用户通知和/或正常打印操作的暂停。

一般地，以上描述预期是示意性的而非限制性的。在阅读了以上描述后，本领域技术人员将清楚除所提供的示例外的许多实施例和应用。本发明的范围不应参照以上描述而确定，而是应当改为参照所附权利要求以及这些权利要求有权拥有的等同物的全部范围而确定。所预期和期望的是，在这里讨论的领域内将进行未来的开发，并且，所公开的系统和方法将并入这些未来实施例中。总而言之，应当理解，本发明能够被修改和变更并仅由以下权利要求限定。

Claims (15)

1.一种设备，包括：

连接头，其被配置为以机械方式耦合至打印机并以流体方式耦合至远程油墨供应器，所述连接头包括泵和止回阀，所述泵被配置为通过柔性膜片的往复运动来使油墨流动，所述止回阀被配置为防止油墨从所述泵流回到远程油墨供应器，所述连接头被配置为通过流体导管以流体方式耦合至所述打印机的打印头。

2.根据权利要求1所述的设备，所述连接头还被配置为以机械方式耦合至所述打印机的墨盒接收端口。

3.根据权利要求1所述的设备，远程油墨供应器包括柔性袋状物，所述柔性袋状物被配置为在所述泵的影响下从其吸取油墨时容积减小。

4.根据权利要求1所述的设备，所述泵还被配置为使得当所述泵的入口受到大于预定值的真空背压时所述柔性膜片不能往复运动。

5.根据权利要求1所述的设备，所述泵还被配置为使得在致动器的影响下所述柔性膜片从膨胀状态转换至萎陷状态，所述致动器是所述打印机的一部分并与所述连接头不同。

6.根据权利要求1所述的设备，所述止回阀包括柔性膜，所述柔性膜被配置为在所述柔性膜片受到致动器力时密封通往所述泵的入口通道。

7.一种打印系统，包括：

打印机，其包括打印头和墨盒接收端口；

柔性袋，其被配置为包含油墨，所述柔性袋相对于所述打印机远程定位；以及

连接头，其被配置为可分离地耦合至所述墨盒接收端口，所述连接头包括由所述打印机的致动器驱动的容积式泵，所述泵被配置为通过相应流体导管来使油墨从所述柔性袋流动到所述打印头。

8.根据权利要求7所述的打印系统，所述容积式泵还被配置为通过柔性膜片在膨胀状态与萎陷状态之间的往复运动进行操作。

9.根据权利要求8所述的打印系统，所述容积式泵还被配置为使得当所述泵的入口受到大于预定值的真空背压时所述柔性膜片不能往复运动。

10.根据权利要求9所述的打印系统，所述柔性袋还被配置为当其内的油墨已经耗尽时呈现大于所述预定值的真空背压。

11.根据权利要求7所述的打印系统，所述柔性袋包括自封闭隔膜，所述隔膜被配置为由空心针穿透。

12.根据权利要求7所述的打印系统，所述柔性袋内的油墨通过空心针和柔性流体导管以流体方式耦合至所述容积式泵。

13.根据权利要求7所述的打印系统，所述打印机还包括传感器，所述传感器被配置为提供与所述容积式泵的操作相对应的信号。

14.根据权利要求13所述的打印系统，所述打印机还被配置为根据所述信号来自动控制打印操作。

15.一种方法，包括：

通过打印机致动器将至少一个力脉冲施加至泵的柔性膜片上；

检测所述柔性膜片响应于所述至少一个力脉冲而往复运动的故障；

响应于通过打印机传感器检测到所述故障而提供信号；

将所述信号解释为与所述打印机耦合的远程油墨供应器的油墨耗尽状况，所述解释是通过打印机控制器来执行的；以及

通过所述打印机控制器来发出所述油墨耗尽状况的用户通知。

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