ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕЙС ДЛЯ КАРТРИДЖА С ЗАПАСОМ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ, ИМЕЮЩЕГО ЦИФРОВОЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
HORIZONTAL INTERFACE FOR CARTRIDGE WITH FLUID SUPPLY HAVING DIGITAL FLUID LEVEL SENSOR

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Устройства выброса текучей среды включают устройства струйной печати, такие как струйные принтеры, которые могут формировать изображения на носителях, подобных бумаге, путем выборочного выброса чернил на носители. Многие типы устройств выброса текучей среды готовы к вставке или присоединению картриджей с запасом текучей среды, таких как картриджи с чернилами, в случае устройств струйной печати. Когда запас текучей среды в существующем картридже исчерпан, картридж может быть удален из устройства выброса текучей среды, в которое картридж вставлен, а затем новый картридж, содержащий свежий запас текучей среды, может быть вставлен в или присоединен к устройству выброса текучей среды с тем, чтобы устройство могло продолжать выбрасывать текучую среду.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
[0002] На фиг. 1A и 1B представлены соответственно схемы вида спереди в поперечном сечении и вида сбоку примерного горизонтального интерфейса для картриджа с запасом текучей среды, соединяющего картридж с запасом текучей среды с устройством выброса текучей среды.
[0003] На фиг. 2A и 2B представлены соответственно схемы вида спереди в поперечном сечении и вида сбоку другого примерного горизонтального интерфейса для картриджа с запасом текучей среды, соединяющего картридж с запасом текучей среды с устройством выброса текучей среды.
[0004] На фиг. 3A представлена схема вида в перспективе примерного горизонтально ориентированного электрического интерфейса горизонтального интерфейса для картриджа с запасом текучей среды для соединения с соответствующим электрическим интерфейсом устройства выброса текучей среды.
[0005] На фиг. 3B представлена схема вида в перспективе другого примерного горизонтально ориентированного электрического интерфейса горизонтального интерфейса для картриджа с запасом текучей среды для соединения с соответствующим электрическим интерфейсом устройства выброса текучей среды.
[0006] На фиг. 4 представлена схема вида в перспективе примерного вертикально ориентированного электрического интерфейса горизонтального интерфейса для картриджа с запасом текучей среды для соединения с соответствующим электрическим интерфейсом устройства выброса текучей среды.
[0007] На фиг. 5 представлена схема вида спереди в поперечном сечении примерного горизонтального интерфейса для картриджа с запасом текучей среды, имеющего сборник.
[0008] На фиг. 6A представлена схема части примерного жидкостного интерфейса для примерного датчика уровня (уровнемера) текучей среды в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0009] На фиг. 6B представлена схема частей другого примерного жидкостного интерфейса для примерного датчика уровня текучей среды в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0010] На фиг. 7 представлена блок-схема примерного способа определения уровня жидкости с использованием датчика уровня текучей среды по фиг. 6A и 6B в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0011] На фиг. 8 представлена схема примерной системы считывания уровня жидкости в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0012] На фиг. 9 представлена схема примерной системы подачи жидкости, содержащей систему считывания уровня жидкости по фиг. 8, в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0013] На фиг. 10 представлена схема другой примерной системы подачи жидкости, содержащей систему считывания уровня жидкости по фиг. 8, в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0014] На фиг. 11 представлена схема части другого примерного жидкостного интерфейса датчика уровня текучей среды в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0015] На фиг. 12 представлена примерная схема цепи датчика уровня текучей среды по фиг. 8 в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0016] На фиг. 13 представлен вид в разрезе примерного жидкостного интерфейса по фиг. 8 в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0017] На фиг. 14A представлен фрагментарный вид спереди датчика уровня текучей среды по фиг. 8, иллюстрирующий примерный тепловой всплеск в результате работы нагревателя в импульсном режиме, в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0018] На фиг. 14B представлен фрагментарный вид спереди другого примерного датчика уровня текучей среды, иллюстрирующего примерный тепловой всплеск в результате работы нагревателя в импульсном режиме, в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0019] На фиг. 14C представлен вид в разрезе примерного датчика уровня текучей среды по фиг. 14B, который иллюстрирует примерный тепловой всплеск в результате работы нагревателя в импульсном режиме, в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0020] На фиг. 15 представлен график, иллюстрирующий пример различных считанных температурных откликов с течением времени на импульс нагревателя в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0021] На фиг. 16 представлена схема другого примерного датчика уровня текучей среды в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0022] На фиг. 17 представлен увеличенный вид части примерного датчика уровня текучей среды по фиг. 16 в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0023] На фиг. 18A представлен изометрический вид датчика уровня текучей среды в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
[0024] На фиг. 18B представлен вид сбоку с вырезом датчика уровня текучей среды по фиг. 18A по линии A в соответствии с одним примером описанных здесь принципов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0025] Как отмечено в разделе Предпосылки создания изобретения, устройства выброса текучей среды, подобные устройствам струйной печати, готовы к вставке или присоединению картриджей с запасом текучей среды, подобных картриджам с чернилами. Такие снимаемые картриджи позволяют подавать свежие запасы текучей среды в устройство выброса текучей среды, например, когда существующий запас исчерпан. Картриджи с запасом текучей среды некоторых типов содержат датчики уровня текучей среды, которые могут измерять уровень (т.е. объем) остающейся в них текучей среды.
[0026] Один тип датчика уровня текучей среды относится к цифровому датчику уровня текучей среды, который основан на кремниевых полосках (лентах) внутри датчика, с которыми текучая среда картриджа входит в контакт. По мере снижения уровня текучей среды в картридже, открытые области таких полосок, с которыми текучая среда находится в контакте, также уменьшаются. Уровень текучей среды можно определять через различие в скорости охлаждения датчиков с полосками (т.е. открытых областей полосок) в совокупности, поскольку скорость охлаждения различается в зависимости от того, какие открытые области полосок находятся в контакте с текучей средой и какие открытые области полосок не находятся в контакте с текучей средой, а скорее находятся в контакте с окружающим воздухом внутри картриджа. Пример такого инновационного датчика уровня текучей среды описан в конце подробного описания.
[0027] В настоящем описании раскрыты новые горизонтальные интерфейсы для картриджей с запасом текучей среды, которые имеют цифровые датчики уровня текучей среды. Интерфейс представляет собой горизонтальный интерфейс в том отношении, что картридж с запасом текучей среды, частью которого может быть интерфейс, можно горизонтально вставлять в устройство выброса текучей среды, например, слева направо или справа налево и перпендикулярно направлению силы тяжести, а не вставлять в устройство вертикально. Интерфейс содержит одну или более соединяющих по текучей среде перегородок для горизонтального и по текучей среде соединения запаса текучей среды картриджа с запасом текучей среды с устройством выброса текучей среды. Интерфейс дополнительно содержит электрический интерфейс для горизонтального электрического (проводящим образом) соединения цифрового датчика уровня текучей среды картриджа с запасом текучей среды с соответствующим электрическим интерфейсом устройства выброса текучей среды.
[0028] На фиг. 1A и 1B представлен соответственно вид спереди в поперечном сечении и вид сбоку примерного горизонтального интерфейса 100 для картриджа 120 с запасом текучей среды, соединяющего картридж 120 с устройством 140 выброса текучей среды. Части картриджа 120 с запасом текучей среды и устройства 140 выброса текучей среды изображены на фиг. 1A. Вид сбоку по фиг. 1B представлен, если смотреть справа налево на виде спереди по фиг. 1 (т.е. в противоположном стрелке 114 направлении).
[0029] Интерфейс 100 представляет собой горизонтальный интерфейс в том отношении, что картридж 120 с запасом текучей среды вставляют в горизонтальном направлении, например, слева направо, как показано стрелкой 114, соединяя картридж 120 с устройством 140 выброса текучей среды. Интерфейс 100 расположен на поверхности 130 корпуса 122 картриджа 120 с запасом текучей среды, которая может представлять собой заглубленную поверхность на задней стенке полости, задаваемой краем 132 корпуса 122. Интерфейс 100 содержит электрический интерфейс 104 и соединяющие по текучей среде перегородки 102A и 102B, которые в совокупности называют соединяющими по текучей среде перегородками 102. В примере по фиг. 1A и 1B электрический интерфейс 104 расположен между перегородками 102.
[0030] Электрический интерфейс 104 горизонтального интерфейса 100 горизонтально электрически соединяет цифровой датчик 124 уровня текучей среды картриджа 120 с запасом текучей среды с соответствующим электрическим интерфейсом 144 устройства 140 выброса текучей среды. Электрический интерфейс 144 может быть расположен так, чтобы его конец был позиционирован у или около боковины картриджа 120. Соединяющие по текучей среде перегородки 102 горизонтально по текучей среде соединяют запас текучей среды 128, содержащейся внутри корпуса 122 картриджа 120 с запасом текучей среды, с устройством 140 выброса текучей среды, например, через соответствующие иглы 142A и 142B, в совокупности называемые иглами 142, устройства 140, проникающие в и через перегородки 102.
[0031] В примере по фиг. 1A и 1B перегородка 102A может представлять собой подающую перегородку для подачи текучей среды 128 картриджа 120 в устройство 140 выброса текучей среды через соответствующую иглу 142A, проникающую в и через перегородку 102A. По существу, перегородка 102A может быть по текучей среде соединена с собирающей трубкой 134 внутри корпуса 122, которая имеет изгиб в направлении дна картриджа 120. Соединение по текучей среде между трубкой 134 и перегородкой 102A позволяет большой части текучей среды 128, которая собирается на дне картриджа 120 вследствие силы тяжести, поступать в устройство 140.
[0032] В примере по фиг. 1A и 1B перегородка 102B может представлять собой возвратную перегородку для возврата неиспользованной текучей среды и замещающего воздуха из устройства 140 выброса текучей среды в картридж 120 через соответствующую иглу 142B, проникающую в и через перегородку 102B. По существу, перегородка 102B может быть соединена по текучей среде с возвратной трубкой 126 внутри корпуса 122, которая может иметь изгиб вверх в направлении верха картриджа 120. Соединение по текучей среде между трубкой 126 и перегородкой 102B гарантирует, что такая неиспользованная текучая среда и воздух возвращаются в корпус 122 на уровень выше уровня текучей среды 128 внутри корпуса 122.
[0033] На фиг. 2A и 2B представлен соответственно вид спереди в поперечном сечении и вид сбоку другого примерного горизонтального интерфейса 100 для картриджа 120 с запасом текучей среды, соединяющего картридж 120 с устройством 140 выброса текучей среды. Части картриджа 120 с запасом текучей среды и устройства 140 выброса текучей среды изображены на фиг. 2A. Вид сбоку по фиг. 2B приведен справа налево относительно вида спереди на фиг. 2 (т.е., в противоположном стрелке 114 направлении).
[0034] Как на фиг. 1A и 1B, интерфейс 100 по фиг. 2A и 2B представляет собой горизонтальный интерфейс в том отношении, что картридж 120 вставляют в горизонтальном направлении, например, слева направо, как показано стрелкой 114, соединяя картридж 120 с устройством 140 выброса текучей среды. Интерфейс 100 расположен на поверхности 130 корпуса 122 картриджа 120 с запасом текучей среды, которая может представлять собой заглубленную поверхность на задней стенке полости, задаваемой краем 132 корпуса 122. Интерфейс 100 содержит электрический интерфейс 104 и соединяющие по текучей среде перегородки 102A и 102B, которые в совокупности называются соединяющими по текучей среде перегородками 102.
[0035] В примере по фиг. 2A и 2B перегородки 102 расположены по одну и ту же сторону от электрического интерфейса 104. Например, перегородка 102B может быть расположена ниже электрического интерфейса 104, а перегородка 102B может быть расположена ниже перегородки 102A. Тогда в примере по фиг. 2A и 2B обе перегородки 102 расположены ниже электрического интерфейса 104. Однако в другой реализации обе перегородки 102 могут быть расположены выше электрического интерфейса 104.
[0036] Как на фиг. 1A и 1B, электрический интерфейс 104 горизонтального интерфейса 100 на фиг. 2A и 2B горизонтально электрически соединяет цифровой датчик 124 уровня текучей среды картриджа 120 с запасом текучей среды с соответствующим электрическим интерфейсом 144 устройства 140 выброса текучей среды. Также как на фиг. 1A и 1B, соединяющие по текучей среде перегородки 102 на фиг. 2A и 2B горизонтально по текучей среде соединяют запас текучей среды 128, содержащейся внутри корпуса 122 картриджа 120 с запасом текучей среды, с устройством 140 выброса текучей среды, например, через соответствующие иглы 142A и 142B, в совокупности называемые иглами 142, устройства 140, проникающие в и через перегородки 102.
[0037] Перегородка 102A может представлять собой подающую перегородку для подачи текучей среды 128 картриджа 120 в устройство 140 выброса текучей среды через соответствующую иглу 142A, проникающую в и через перегородку 102A. По существу, перегородка 102A может быть соединена по текучей среде с собирающей трубкой (столиком) 134 внутри корпуса 122, которая имеет изгиб в направлении дна картриджа 120. Соединение по текучей среде между трубкой 134 и перегородкой 102A позволяет большему количеству текучей среды 128, которая собирается на дне картриджа 120 вследствие силы тяжести, поступать в устройство 140.
[0038] Перегородка 102B может представлять собой возвратную перегородку для возврата неиспользованной текучей среды и замещающего воздуха из устройства 140 выброса текучей среды в картридж 120 через соответствующую иглу 142B, проникающую в и через перегородку 102B. По существу, перегородка 102B может быть соединена по текучей среде с трубкой 126 внутри корпуса 122, которая может иметь изгиб вверх в направлении верха картриджа 120 (на фиг. 2A пунктирная часть трубки 126 указывает на то, что трубка 126 представляет собой). Соединение по текучей среде между трубкой 126 и перегородкой 102B гарантирует, что такая неиспользованная текучая среда и воздух возвращаются в корпус 122 на уровень выше уровня текучей среды 128 внутри корпуса 122.
[0039] На каждой из фиг. 3A и 3B представлен вид в перспективе горизонтально ориентированных электрических интерфейсов 300 и 350. В одной реализации электрический интерфейс 300 может представлять собой электрический интерфейс 104 интерфейса 100 для картриджа 120 с запасом текучей среды по фиг. 1A, 1B, 2A и 2B, и в этом случае электрический интерфейс 350 может представлять собой электрический интерфейс 144 устройства 140 выброса текучей среды. В этой реализации электрический интерфейс 300 можно перемещать горизонтально слева направо с тем, чтобы он соединялся и обеспечивал электрический контакт с электрическим интерфейсом 350, как показано стрелкой 370. Электрический интерфейс 300 может представлять собой дискретную логическую плату, которую соединяют с цифровым датчиком 124 уровня текучей среды по фиг. 1A, 1B, 2A и 2B, или интерфейс 300 может представлять собой интегрированную часть датчика 124 уровня текучей среды. Электрический интерфейс 350 может представлять собой соединитель, в который можно вставлять электрический интерфейс 300.
[0040] В другой реализации электрический интерфейс 350 может представлять собой электрический интерфейс 104 интерфейса 100 для картриджа 120, в этом случае электрический интерфейс 300 может представлять собой электрический интерфейс 144 устройства 140 выброса текучей среды. В этой реализации горизонтальная ориентация электрических интерфейсов 300 и 350 может быть перевернута по сравнению с той, которая изображена на фиг. 3A и 3B, так что электрический интерфейс 350 может быть перемещен горизонтально слева направо с тем, чтобы он соединялся с и обеспечивал электрический контакт с электрическим интерфейсом 300. Электрический интерфейс 350 может представлять собой соединитель, который соединяют с цифровым датчиком 124 уровня текучей среды по фиг. 1A, 1B, 2A и 2B. Электрический интерфейс 300 может представлять собой монтажную плату.
[0041] Электрический интерфейс 300 имеет противоположные поверхности 302 и 304, и аналогичным образом электрический интерфейс 350 имеет противоположные поверхности 352 и 354. В примере по фиг. 3A электрические контакты 306A и 306B расположены на поверхности 302 интерфейса 300, а электрические контакты 306C, 306D и 306E расположены на поверхности 304 интерфейса 300. Электрические контакты 356A и 356B аналогичным образом расположены на поверхности 352 интерфейса 350, и они соответствуют электрическим контактам 306A и 306B интерфейса 300. Аналогичным образом на поверхности 354 расположены электрические контакты, которые соответствуют электрическим контактам 306C, 306D и 306E на поверхности 302, но которые скрыты на виде в перспективе на фиг. 3A. Как изображено на фиг. 3A, число электрических контактов на поверхностях 302 и 352 отличается от числа электрических контактов на поверхностях 304 и 354, но в другой реализации поверхности 302 и 352 могут иметь то же число электрических контактов, что и поверхности 304 и 354.
[0042] В примере по фиг. 3B электрические контакты 306A и 306B расположены на поверхности 302 электрического интерфейса 300, но отсутствуют электрические контакты, располагаемые на поверхности 304 интерфейса 300. Аналогичным образом на поверхности 352 электрического интерфейса 350 расположены электрические контакты 356A и 356B, которые соответствуют электрическим контактам 306A и 306B интерфейса 300. Однако нет электрических контактов, располагаемых на поверхности 354 электрического интерфейса 350. Следовательно, разница между примерами по фиг. 3A и 3B состоит в том, что в первом электрические контакты расположены по обеим сторонам от каждого из электрических интерфейсов 300 и 350, тогда как в последнем электрические контакты расположены только по одну сторону от каждого из электрических интерфейсов 300 и 350.
[0043] На фиг. 3A и 3B электрические интерфейсы 300 и 350 называются горизонтально ориентированными интерфейсами. Это обусловлено тем, что электрические контакты 306 интерфейса 300 электрически соединяют с электрическими контактами 356 интерфейса 350 вдоль их горизонтальных поверхностей. То есть поверхности электрических контактов 306 и поверхности электрических контактов 356, которые электрически соединяют друг с другом, параллельны горизонтальному направлению, как показано стрелкой 370, в котором интерфейс 300 перемещают слева направо, соединяя с интерфейсом 350.
[0044] На фиг. 4 представлен вид в перспективе вертикально ориентированных электрических интерфейсов 400 и 450. Интерфейс 400 имеет поверхность 402. Электрические контакты 404 расположены на поверхности 402. Интерфейс 450 имеет поверхность 452. От поверхности 452 простираются электрические контакты 454, которые соответствуют электрическим контактам 404.
[0045] В одной реализации электрический интерфейс 400 может представлять собой электрический интерфейс 104 интерфейса 100 для картриджа 120 с запасом текучей среды по фиг. 1A, 1B, 2A и 2B, в этом случае электрический интерфейс 450 может представлять собой электрический интерфейс 144 устройства 140 выброса текучей среды. В этой реализации электрический интерфейс 400 можно перемещать горизонтально слева направо с тем, чтобы он соединялся с и обеспечивал электрический контакт с электрическим интерфейсом 450, как показано стрелкой 470. Электрический интерфейс 400 может представлять собой дискретную логическую плату, которую соединяют с цифровым датчиком 124 уровня текучей среды по фиг. 1A, 1B, 2A и 2B. Электрический интерфейс 450 может представлять собой прессуемый соединитель, в который электрический интерфейс 400 можно вставлять с физическим нажимом. Электрический интерфейс 400 дополнительно может представлять собой интегрированную часть датчика 124 уровня текучей среды.
[0046] В другой реализации электрический интерфейс 450 может представлять собой электрический интерфейс 104 интерфейса 100 для картриджа 120, в этом случае электрический интерфейс 400 может представлять собой электрический интерфейс 144 устройства 140 выброса текучей среды. В этой реализации горизонтальная ориентация электрических интерфейсов 400 и 450 может быть перевернута по сравнению с той, которая изображена на фиг. 4, так что электрический интерфейс 450 можно перемещать горизонтально слева направо с тем, чтобы он контактировал с и обеспечивал электрический контакт с электрическим интерфейсом 400. Электрический интерфейс 450 может представлять собой прессуемый соединитель, который соединяют с цифровым датчиком 124 уровня текучей среды по фиг. 1A, 1B, 2A и 2B, и в который электрический интерфейс 400 можно вставлять с физическим нажимом. Электрический интерфейс 400 может представлять собой монтажную плату. Электрический интерфейс 450 дополнительно может представлять собой интегрированную часть датчика 124 уровня текучей среды.
[0047] Электрические контакты 404 электрического интерфейса 400 индивидуально соответствуют сопрягаемым электрическим контактам 454 электрического интерфейса 450. Когда интерфейсы 400 и 450 обеспечивают контакт друг с другом, электрические контакты 404 и 454 физически прижимаются друг к другу. По существу, электрические контакты 404 образуют проводящие соединения с соответствующими электрическими контактами 454.
[0048] Электрические интерфейсы 400 и 450 называют вертикально ориентированными интерфейсами. Это обусловлено тем, что электрические контакты 404 интерфейса 400 электрически соединяют с электрическими контактами 454 интерфейса 450 вдоль их вертикальных поверхностей. То есть поверхности электрических контактов 404 и поверхности электрических контактов 454, которые электрически соединяют друг с другом, перпендикулярны горизонтальному направлению, указанному стрелкой 470, в котором интерфейс 400 перемещают слева направо, соединяя с интерфейсом 450.
[0049] На фиг. 5 представлен вид спереди в поперечном сечении примерного горизонтального интерфейса 100 для картриджа 120 с запасом текучей среды, соединяющего картридж 120 с устройством выброса текучей среды. Часть картриджа 120 с запасом текучей среды изображена на фиг. 5. Интерфейс 100 расположен на поверхности 130 корпуса 122 картриджа 120 с запасом текучей среды, которая может представлять собой заглубленную поверхность на задней стенке полости, задаваемой краем 132 корпуса 122. Интерфейс 100 содержит электрический интерфейс 104 и соединяющие по текучей среде перегородки 102A и 102B, которые в совокупности называются соединяющими по текучей среде перегородками 102. В примере по фиг. 5, электрический интерфейс 104 расположен между перегородками 102, как на фиг. 1A и 1B, но перегородки 102 также могут быть расположены по одну и ту же сторону от интерфейса 104, как на фиг. 2A и 2B.
[0050] Электрический интерфейс 104 горизонтального интерфейса 100 горизонтально электрически соединяет цифровой датчик 124 уровня текучей среды картриджа 120 с запасом текучей среды с соответствующим электрическим интерфейсом устройства выброса текучей среды. Соединяющие по текучей среде перегородки 102 горизонтально по текучей среде соединяют запас текучей среды 128, содержащейся внутри корпуса картриджа 120 с запасом текучей среды, с устройством 140 выброса текучей среды. В примере по фиг. 5 перегородка 102A представляет собой подающую перегородку для подачи текучей среды 128 картриджа 120 в устройство выброса текучей среды, и перегородка 102B может представлять собой возвратную перегородку (диафрагму) для возврата неиспользованной текучей среды и замещающего воздуха из устройства выброса текучей среды в картридж 120. Перегородка 102B может быть соединена по текучей среде с трубкой 126 внутри корпуса 122, чтобы гарантировать, что такая неиспользованная текучая среда и воздух возвращаются в корпус 122 на уровень выше уровня текучей среды 128 внутри корпуса 122, как на фиг. 1A.
[0051] Горизонтальный интерфейс 100 по фиг. 5 отличается от такового по фиг. 1A, 1B, 2A и 2B в том отношении, что перегородка 102A расположена у сборника 500 картриджа 120 с запасом текучей среды. Внутренняя поверхность 502 внутри корпуса 122 представлена на фиг. 5 и наклонена вниз к перегородке 102A. Наклон вниз поверхности 502 корпуса к перегородке 102A по меньшей мере частично ограничивает сборник 500.
[0052] Присутствие сборника 500 и местоположение подающей перегородки 102A у сборника 500 гарантирует, что максимальное количество текучей среды 128 можно доставлять в устройство выброса текучей среды, с которым соединен картридж 120 с запасом текучей среды. Это обусловлено тем, что текучая среда 128 вынуждена направляться вниз за счет силы тяжести к сборнику, который ограничен в виде впадины, в которой собирается текучая среда 128. В примере по фиг. 5 собирающая трубка, такая как собирающая трубка 134 как на фиг. 1A и 2A, не изображена, но в другой реализации она может присутствовать. Пример по фиг. 5 можно реализовать в отношении примеров по фиг. 1A, 1B, 2A и 2B. То есть в примерах по фиг. 1A, 1B, 2A и 2B одну или более наклонных поверхностей, подобных поверхности 502, можно выполнять внутри картриджа 120, образуя сборник, подобный сборнику 500, в направлении дна картриджа 120, где расположена перегородка 102A.
[0053] В настоящем описании раскрыты новые горизонтальные интерфейсы для картриджей с запасом текучей среды, имеющих цифровые датчики уровня текучей среды. Такие горизонтальные интерфейсы позволяют вставлять такие картриджи с запасом текучей среды в устройства выброса текучей среды или соединять с ними с тем, чтобы устройства могли выбрасывать текучую среду, содержащуюся внутри картриджей. Как указано выше, такое устройство выброса текучей среды может представлять собой устройство струйной печати, которое выбрасывает чернила, содержащиеся внутри картриджа с чернилами.
[0054] Далее описан примерный цифровой датчик (уровня) текучей среды. Примерный датчик текучей среды может представлять собой часть картриджа с запасом текучей среды, для которого описаны новые вертикальные интерфейсы. На фиг. 6A-6B проиллюстрирован примерный интерфейс 1024 для считывания уровня жидкости для датчика уровня текучей среды. Жидкостный интерфейс 1024 взаимодействует с жидкостью внутри объема 1040 и выводит сигналы, которые указывают на текущий уровень жидкости внутри объема 1040. Такие сигналы обрабатывают для определения уровня жидкости внутри объема 1040. Жидкостный интерфейс 1024 способствует обнаружению уровня жидкости внутри объема 1040 экономически эффективным образом.
[0055] Как схематически показано на фиг. 6A-6B, жидкостный интерфейс 1024 содержит полосу 1026, последовательность 1028 нагревателей 1030 и последовательность 1032 датчиков 1034. Полоса 1026 является вытянутой полосой, которая должна простираться в объем 1040, содержащий жидкость 1042. Полоса 1026 поддерживает нагреватели 1030 и датчики 1034 так, что поднабор нагревателей 1030 и датчиков 1034 погружен в жидкость 1042, когда жидкость 1042 присутствует.
[0056] В одном примере полосу 1026 поддерживают сверху или снизу так, что те участки полосы 1026 и поддерживаемые ими нагреватели 1030 и датчики 1034, погруженные в жидкость 1042, полностью окружены со всех сторон жидкостью 1042. В другом примере полосу 1026 поддерживают вдоль стороны объема 1040 так, что поверхности полосы 1026, смежной со стороной объема 1040, не противолежит жидкость 1042. В одном примере полоса 1026 является вытянутой прямоугольной по существу плоской полосой. В другом примере полоса 1026 является полосой, имеющей другое многоугольное поперечное сечение или круглое или овальное поперечное сечение.
[0057] Нагреватели 1030 включают индивидуальные нагревательные элементы, разнесенные по длине полосы 1026. Каждый из нагревателей 1030 достаточно близок к датчику 1034, так что тепло, испускаемое индивидуальным нагревателем, может считываться связанным с ним датчиком 1034. В одном примере каждый нагреватель 1030 можно приводить в действие независимо для испускания тепла независимо от других нагревателей 1030. В одном примере каждый нагреватель 1030 содержит электрический резистор. В одном примере каждый нагреватель 1030 испускает тепловой импульс в течение длительности по меньшей мере 10 мкс с мощностью по меньшей мере 10 мВт.
-1
[0058] В проиллюстрированном примере нагреватели 1030 используют для испускания тепла, и они не служат в качестве датчиков температуры. Как результат, каждый из нагревателей 1030 можно конструировать из широкого ряда электрически резистивных материалов, включающих широкий диапазон температурного коэффициента электрического сопротивления. Резистор можно охарактеризовать с помощью его температурного коэффициента электрического сопротивления, или TCR. TCR представляет собой изменение электрического сопротивления у резистора в зависимости от температуры окружающей среды. TCR может быть выражен в млн/°C, что обозначает части на миллион на градус Цельсия. Температурный коэффициент электрического сопротивления вычисляют следующим образом:
-1
температурный коэффициент резистора TCR=(R2-R1)e-6/R1×(T2-T1), где TCR приведен в млн/°C, R1 приведено в Ом при комнатной температуре, R2 представляет собой сопротивление при рабочей температуре в Ом, T1 представляет собой комнатную температуру в °C и T2 представляет собой рабочую температуру в °C.
-1
[0059] Поскольку нагреватели 1030 являются отдельными и отличаются от датчиков 1034 температуры, доступен широкий ряд при выборе тонкопленочных материалов для процессов изготовления полупроводниковых пластин для формирования нагревателей 1030. В одном примере каждый из нагревателей 1030 имеет относительно высокую теплоотдачу на единицу площади, высокую температурную стабильность (TCR < 1000 млн/°C) и тесную связь выработки тепла с окружающей средой и датчиком тепла. Подходящие материалы могут представлять собой среди прочих тугоплавкие металлы и их соответствующие сплавы, такие как тантал и его сплавы и вольфрам и его сплавы; однако также можно использовать другие устройства теплоотдачи, подобные основанным на легированном кремнии или поликристаллическом кремнии.
[0060] Датчики 1034 содержат индивидуальные считывающие элементы, разнесенные по длине полосы 1026. Каждый из датчиков 1034 достаточно близок к соответствующему нагревателю 1030, так что датчик 1034 может детектировать или реагировать на перенос тепла от связанного с ним или соответствующего ему нагревателя 1030. Каждый из датчиков 1034 выдает сигнал, который указывает на или отражает количество тепла, перенесенного на конкретный датчик 1034 после и в соответствии с импульсом тепла от связанного с ним нагревателя. Количество тепла, отдаваемого связанным нагревателем, изменяется в зависимости от среды, через которую тепло переносили прежде, чем достигнуть датчика 1034. Жидкость 1042 имеет более высокую теплоемкость, чем воздух 1041. Таким образом, жидкость 1042 снижает температуру, детектируемую датчиком 1034 иначе, чем воздух 1041. Как результат, различия между сигналами от датчиков 1034 указывают на уровень жидкости 1042 внутри объема 1040.
[0061] В одном примере каждый из датчиков 1034 содержит диод, который имеет характеристический температурный отклик. Например, в одном примере каждый из датчиков 1034 содержит диод с p-n-переходом. В других примерах можно использовать другие диоды или можно использовать другие датчики температуры.
[0062] В проиллюстрированном примере нагреватели 1030 и датчики 1034 поддерживает полоса 1026 с тем, чтобы они перемежались или чередовались друг с другом по длине полосы 1026. Для целей этого раскрытия термин «опора» или «поддерживаемый чем-то» в отношении нагревателей и/или датчиков и полосы обозначает, что нагреватели и/или датчики поддерживаются полосой так, что полоса, нагреватели и датчики образуют единый соединенный блок. Такие нагреватели и датчики могут поддерживаться снаружи или внутри и во внутренней части полосы. Для целей этого раскрытия термин «перемежающиеся» или «чередующиеся» обозначает, что два элемента чередуются друг относительно друга. Например, перемежающиеся нагреватели и датчики могут включать в себя первый нагреватель, за которым следует первый датчик, за которым следует второй нагреватель, за которым следует второй датчик и так далее.
[0063] В одном примере индивидуальный нагреватель 1030 может испускать импульсы тепла, которые должны считываться несколькими датчиками 1034 вблизи индивидуального нагревателя 1030. В одном примере каждый датчик 1034 разнесен не больше чем на 20 µм от индивидуального нагревателя 1030. В одном примере датчики 1034 имеют минимальную одномерную плотность вдоль полосы 1024, составляющую по меньшей мере 100 датчиков 1034 на дюйм (по меньшей мере 1040 датчиков 1034 на сантиметр). Одномерная плотность включает число датчиков на единицу измерения в направлении по длине полосы 1026, измерения полосы 1026, проходящей на различные глубины, которая характеризует разрешение при считывании глубины или уровня для жидкостного интерфейса 1024. В других примерах датчики 1034 имеют другие одномерные плотности вдоль полосы 1024. Например, датчики 1034 имеют одномерную плотность вдоль полосы 1026 по меньшей мере 10 датчиков 1034 на дюйм. В других примерах датчики 1034 могут иметь одномерную плотность вдоль полосы 1026 порядка 1000 датчиков на дюйм (10400 датчиков 1034 на сантиметр) или более.
[0064] В некоторых примерах плотность по вертикали или число датчиков на сантиметр или дюйм по вертикали может изменяться вдоль вертикальной или продольной длины полосы 1026. На фиг. 6A проиллюстрирована примерная полоса 1126 датчиков, которая имеет переменную плотность датчиков 1034 вдоль ее основного измерения или протяжения по длине. В проиллюстрированном примере полоса 1126 датчиков имеет более высокую плотность датчиков 1034 на тех участках вдоль вертикальной высоты или глубины, которые могут принести больше преимуществ от более высокой степени разрешения по глубине. В проиллюстрированном примере полоса 1126 датчиков имеет нижний участок 1127, который имеет первую плотность датчиков 1034, и верхний участок 1129, который имеет вторую плотность датчиков 1034, причем вторая плотность меньше первой плотности. В таком примере полоса 1126 датчиков обеспечивает более высокую степень точности или разрешение, когда уровень жидкости внутри объема приближается к пустому состоянию. В одном примере нижний участок 1127 имеет плотность по меньшей мере 1040 датчиков 1034 на сантиметр, тогда как верхний участок 1129 имеет плотность меньше 10 датчиков на сантиметр, а в одном примере 4 датчика 1034 на сантиметр. В других примерах верхний участок или средний участок полосы 1126 датчиков может альтернативно иметь более высокую плотность датчиков по сравнению с другими участками полосы 1126 датчиков.
[0065] Каждый из нагревателей 1030 и каждый из датчиков 1034 можно выборочно приводить в действие под управлением контроллера. В одном примере контроллер является частью полосы 1026 или поддерживается ей. В другом примере контроллер включает удаленный контроллер, электрически соединенный с нагревателями 1030 на полосе 1026. В одном примере интерфейс 1024 включает отдельный от контроллера компонент, способствующий замене интерфейса 1024 или способствующий управлению несколькими интерфейсами 1024 с помощью отдельного контроллера.
[0066] На фиг. 7 представлена блок-схема примерного способа 1100, который можно осуществлять с использованием жидкостного интерфейса, такого как жидкостный интерфейс 1024, считывая и определяя уровень жидкости внутри объема. Как указывает блок 1102, управляющие сигналы подают на нагреватели 1030, вызывая включение и выключение поднабора нагревателей 1030 или каждого из нагревателей 1030 для испускания теплового импульса. В одном примере управляющие сигналы подают на нагреватели 1030 так, что нагреватели 1030 последовательно возбуждаются импульсами или включаются и выключаются (импульсно), последовательно испуская импульсы тепла. В одном примере нагреватели 1030 последовательно включают и выключают, например, в порядке сверху вниз вдоль полосы 1026 или снизу вверх вдоль полосы 1026.
[0067] В другом примере нагреватели 1030 приводят в действие на основе поискового алгоритма, в котором контроллер идентифицирует, какие из нагревателей 1030 следует первоначально возбуждать импульсами с целью уменьшения общего времени или общего числа нагревателей 1030, которые возбуждаются импульсами, для определения уровня жидкости 1042 внутри объема 1040. В одном примере идентификация того, какие нагреватели 1030 первоначально возбуждаются импульсами, основана на данных за прошедшие периоды. Например, в одном примере контроллер обращается к памяти для получения данных, касающихся последнего считанного уровня жидкости 1042 внутри объема 1040, и возбуждает импульсами те нагреватели 1030, которые ближе всего к последнему считанному уровню жидкости 1042, прежде чем возбуждать импульсами другие нагреватели 1030, более удаленные от последнего считанного уровня жидкости 1042.
[0068] В другом примере контроллер предсказывает текущий уровень жидкости 1042 внутри объема 1040 на основе полученного последнего считанного уровня жидкости 1042 и возбуждает импульсами те нагреватели 1030, которые ближе к предсказанному текущему уровню жидкости 1042 внутри объема 1040, возбуждая импульсами другие нагреватели 1030, более удаленные от предсказанного текущего уровня жидкости 1042. В одном примере предсказанный текущий уровень жидкости 1042 основан на последнем считанном уровне жидкости 1042 и промежутке времени с последнего считывания уровня жидкости 1042. В другом примере предсказанный текущий уровень жидкости 1042 основан на последнем считанном уровне жидкости 1042 и данных, указывающих на расход или отвод жидкости 1042 из объема 1040. Например, в случаях, когда жидкостный интерфейс 1042 считывает объем 1040 чернил в запасе чернил, предсказанный текущий уровень жидкости 1042 может быть основан на последнем считанном уровне жидкости 1042 и данных, таких как число страниц, напечатанных с использованием чернил, или тому подобному.
[0069] В еще одном примере нагреватели 1030 можно последовательно возбуждать импульсами, причем нагреватели 1030 вблизи центра диапазона глубины объема 1040 первоначально возбуждают импульсами и причем другие нагреватели 1030 возбуждают импульсами в порядке, основанном на их расстоянии от центра диапазона глубины объема 1040. В еще одном примере одновременно возбуждаются импульсами поднаборы нагревателей 1030. Например, можно одновременно возбуждать импульсами первый нагреватель и второй нагреватель, когда первый нагреватель и второй нагреватель достаточно разнесены друг от друга вдоль полосы 1026 так, что тепло, испускаемое первым нагревателем, не переносится или не достигает датчика, предназначенного для считывания переноса тепла от второго нагревателя. Одновременное возбуждение импульсами нагревателей 1030 может уменьшать общее время для определения уровня жидкости 1042 внутри объема 1040.
[0070] В одном примере каждый тепловой импульс имеет длительность по меньшей мере 10 мкс и имеет мощность по меньшей мере 10 мВт. В одном примере каждый тепловой импульс имеет длительность между 1 и 100 мкс и до миллисекунды. В одном примере каждый тепловой импульс имеет мощность по меньшей мере 10 мВт и до и включая 10 Вт.
[0071] Как указывает блок 1104 на фиг. 7, для каждого испускаемого импульса связанный датчик 1034 считывает перенос тепла от связанного нагревателя на связанный с ним датчик 1034. В одном примере каждый датчик 1034 приводят в действие, включают или опрашивают после заданного периода времени после импульса тепла от связанного с ним нагревателя. Период времени может быть основан на начале импульса, конце импульса или некотором другом значении времени, связанном с временными характеристиками импульса. В одном примере каждый датчик 1034 считывает тепло, переносимое от связанного с ним нагревателя 1030, начиная по меньшей мере через 10 мкс после окончания теплового импульса от связанного с ним нагревателя 1030. В одном примере каждый датчик 1034 считывает тепло, переносимое от связанного с ним нагревателя 1030, начиная через 1000 мкс после окончания теплового импульса от связанного с ним нагревателя 1030. В другом примере датчик 1034 инициирует считывание тепла после окончания теплового импульса от связанного с ним нагревателя после периода времени, равного длительности теплового импульса, причем такое считывание происходит в течение периода времени, составляющего между двумя и тремя длительностями теплового импульса. В других примерах временная задержка между тепловым импульсом и считыванием тепла с помощью связанного датчика 1034 может иметь другие значения.
[0072] Как указывает блок 1106 на фиг. 7, контроллер или другой контроллер определяет уровень жидкости 1042 внутри объема 1040 на основе считанного переноса тепла от каждого испускаемого импульса. Например, жидкость 1042 имеет более высокую теплоемкость, чем воздух 1041. Таким образом, жидкость 1034 снижает температуру, детектируемую датчиком 1034, иным образом, чем воздух 1041. Если уровень жидкости 1042 внутри объема 1040 является таким, что между конкретным нагревателем 1030 и связанным с ним датчиком 1034 находится жидкость, перенос тепла от конкретного нагревателя 1032 к связанному с ним датчику 1034 будет меньшим по сравнению с ситуацией, когда между конкретным нагревателем 1030 и связанным с ним датчиком 1034 находится воздух 1041. Исходя из количества тепла, считанного связанным датчиком 1034 после испускания теплового импульса связанным с ним нагревателем 1030, контроллер определяет, воздух или жидкость находится между конкретным нагревателем 1030 и связанным с ним датчиком. Используя это определение и известное местоположение нагревателя 1030 и/или датчика 1034 вдоль полосы 1026 и относительное положение полосы 1026 относительно дна объема 1040, контроллер определяет уровень жидкости 1042 внутри объема 1040. Исходя из определенного уровня жидкости 1042 внутри объема 1040 и характеристик объема 1040, контроллер дополнительно способен определить фактический объем или количество жидкости, остающейся внутри объема 1040.
[0073] В одном примере контроллер определяет уровень жидкости внутри объема 1040 путем обращения к справочной таблице, хранимой в памяти, при этом справочная таблица связывает различные сигналы от датчиков 1034 с различными уровнями жидкости внутри объема 1040. В еще одном примере контроллер определяет уровень жидкости 1042 внутри объема 1040 с использованием сигналов от датчиков 1034 в качестве вводного значения в алгоритм или формулу.
[0074] В некоторых примерах способ 1100 и жидкостный интерфейс 1024 можно использовать не только для определения самого верхнего уровня или верхней поверхности жидкости 1042 внутри объема 1040, но также для определения различных уровней различных жидкостей, одновременно находящихся в объеме 1040. Например, вследствие различных плотностей или других свойств, различные жидкости могут наслаиваться друг на друга, при этом одновременно находясь в одном объеме 1040. Каждая из таких различных жидкостей может иметь отличающуюся характеристику теплопереноса. В таком приложении способ 1100 и жидкостный интерфейс 1024 можно использовать для идентификации того, где слой первой жидкости заканчивается внутри объема 1040 и где начинается слой второй другой жидкости, лежащей под или над первой жидкостью.
[0075] В одном примере определяемый уровень (или уровни) жидкости внутри объема 1040 и/или определяемый объем или количество жидкости внутри объема 1040 выводят через дисплей или аудиоустройство. В других примерах определяемый уровень жидкости или объем жидкости используют в качестве основы для запуска предупреждения, уведомления или тому подобного для пользователя. В некоторых примерах определяемый уровень жидкости или объем жидкости используют для запуска автоматического повторного заказа восполняющей жидкости или для закрытия клапана, чтобы остановить приток жидкости в объем 1040. Например, в принтерах определенный уровень жидкости внутри объема 1040 может автоматически запускать повторный заказ заменяющего картриджа с чернилами или заменяющего запаса чернил.
[0076] На фиг. 8 проиллюстрирована примерная система 1220 считывания уровня жидкости. Система 1220 считывания уровня жидкости содержит держатель 1222, вышеописанный жидкостный интерфейс 1024, электрическое межсоединение 1226, контроллер 1230 и дисплей 1232. Держатель 1222 включает конструкцию, которая поддерживает полосу 1026. В одном примере держатель 1222 включает полосу 1026, образованную из или содержащую полимер, стекло или другой материал. В одном примере держатель 1222 имеет встроенные электрические дорожки или проводники. Например, держатель 1222 содержит композитный материал, состоящий из тканой стекловолоконной материи со связующим из эпоксидной смолы. В одном примере держатель 1222 содержит армированный стеклом эпоксидный многослойный лист, трубку, стержень или печатную монтажную плату.
[0077] Вышеописанный жидкостный интерфейс 1024 простирается по длине держателя 1222. В одном примере жидкостный интерфейс 1024 приклеивают, связывают или иным образом прикрепляют к держателю 1222. В некоторых примерах, в зависимости от толщины и прочности полосы 1026, держатель 1222 можно исключить.
[0078] Электрическое межсоединение 1226 содержит интерфейс, посредством которого сигналы с датчиков 1034 интерфейса 1024, которые изображены на фиг. 6A-6B, подаются на контроллер 1230. В одном примере электрическое межсоединение 1226 содержит электрические контактные площадки 1236. В других примерах электрическое межсоединение 1226 может иметь другие формы. Электрическое межсоединение 1226, держатель 1222 и полоса 1024 в совокупности образуют датчик 1200 уровня текучей среды, который можно встраивать в и прикреплять в качестве части объема контейнера для жидкости или который может представлять собой отдельное переносное считывающее устройство, которое можно временно вручную вставлять в различные контейнеры или объемы (сосуды) для жидкости.
[0079] Контроллер 1230 содержит блок 1240 обработки и связанный с ним невременный считываемый компьютером носитель или память 1242. В одном примере контроллер 1230 отделен от датчика 1200 уровня текучей среды. В других примерах контроллер 1230 встроен в качестве части датчика 1200. Блок 1240 обработки использует инструкции, содержащиеся в памяти 1242. Для целей этой заявки термин «блок обработки» обозначает разработанный в настоящее время или разработанный в будущем блок обработки, который исполняет последовательности инструкций, содержащихся в памяти. Исполнение последовательностей инструкций заставляет блок обработки генерировать управляющие сигналы. Инструкции можно загружать в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) для исполнения блоком обработки из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), запоминающего устройства большой емкости или некоторого другого устройства постоянного хранения. В других вариантах осуществления вместо или в комбинации с инструкциями программного обеспечения для реализации описанных функций можно использовать аппаратно-реализуемую цепь. Например, контроллер 1230 может быть воплощен в виде части по меньшей мере одной специализированной интегральной схемы (ASIC). Пока конкретно не указано иное, контроллер 1230 не ограничен какой-либо конкретной комбинацией схемы аппаратного обеспечения и программного обеспечения, ни каким-либо конкретным источником инструкций, исполняемых блоком обработки.
[0080] Блок 1240 обработки, следуя инструкциям, содержащимся в памяти 1242, осуществляет способ 1100, показанный и описанный выше в отношении фиг. 7. Процессор 1240, следуя инструкциям, предусмотренным в памяти 1242, выборочно возбуждает импульсами нагреватели 1030. Процессор 1240, следуя инструкциям, предусмотренным в памяти 1242, получает сигналы данных от датчиков 1034, причем сигналы данных указывают на рассеивание тепла от импульсов и перенос тепла на датчики 1034. Процессор 1240, следуя инструкциям, предусмотренным в памяти 1242, определяет уровень жидкости 1042 в объеме 1040 на основе сигналов от датчиков 1034. Как указано выше, в некоторых примерах контроллер 1230 может дополнительно определять количество или объем жидкости 1042 с использованием характеристик объема 1040 или камеры, содержащих жидкость 1042.
[0081] В одном примере дисплей 1232 принимает сигналы от контроллера 1230 и показывает визуальные данные на основе определенного уровня жидкости 1042 и/или определенного объема или количества жидкости 1042 в объеме 1040. В одном примере дисплей 1232 показывает пиктограмму или другое графическое изображение процентной доли объема 1040, который заполнен жидкостью 1042. В другом примере дисплей 1232 показывает буквенно-цифровую индикацию уровня жидкости 1042 или процент объема 1040, который заполнен жидкостью 1042 или который не содержит жидкость 1042. В еще одном примере дисплей 1232 показывает предупреждение или «приемлемый» статус на основе определенного уровня жидкости 1042 в объеме 1040. Дисплей 1232 можно исключить в других примерах, в которых определенный уровень жидкости в объеме используют для автоматического запуска события, такое как повторный заказ восполняющей жидкости, приведение в действие клапана для добавления жидкости в объем или приведение в действие клапана для завершения происходящего добавления жидкости 1042 в объем 1040.
[0082] На фиг. 9 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий систему 1220 считывания уровня жидкости, встроенную в виде части системы 1310 подачи жидкости. Система 1310 подачи жидкости содержит контейнер 1312 для жидкости, камеру 1314 и порты 1316 для текучей среды или жидкости. Контейнер 1312 ограничивает камеру 1314. Камера 1314 образует примерный объем 1040, в котором содержится жидкость 1042. Как показано на фиг. 9, держатель 1222 и жидкостный интерфейс 1024 выступают в камеру 1314 со стороны дна камеры 1314, содействуя определению уровня жидкости по мере того, как камера 1314 приближается к состоянию полного опустошения. В других примерах держатель 1222 жидкостного интерфейса 1024 альтернативно можно подвешивать с верха камеры 1314.
[0083] Порты 1316 для жидкости содержат проходы для жидкости, посредством которых жидкость изнутри камеры 1314 доставляют и направляют во внешний приемник. В одном примере порты 1316 для жидкости содержат клапан или другой механизм, способствующий выборочному выпуску жидкости из камеры 1314. В одном примере система 1310 подачи жидкости содержит смещенный от оси запас чернил для печатной системы. В другом примере система 1310 подачи жидкости дополнительно содержит печатающую головку 1320, которая соединена по текучей среде с камерой 1314 для приема жидкости 1042 из камеры 1314 через жидкостный интерфейс 1316. В одном примере система 1310 подачи жидкости, в том числе печатающая головка 1320, может образовывать картридж печати. Для целей этого раскрытия термин «соединенный по текучей среде» обозначает, что два или более объемов, передающих текучую среду, соединены непосредственно друг с другом или соединены друг с другом посредством промежуточных объемов или пространств таким образом, что текучая среда может течь из одного объема в другой объем.
[0084] В примере, проиллюстрированном на фиг. 9, связи между контроллером 1230, который удален или отделен от системы 1310 подачи жидкости, способствуют с помощью проводного соединителя 1324, такого как соединитель универсальной последовательной шины или соединитель другого типа. Контроллер 1230 и дисплей 1232 работают, как описано выше.
[0085] На фиг. 10 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий систему 1410 подачи жидкости; другой пример системы 1310 подачи жидкости. Система 1410 подачи жидкости схожа с системой 1310 подачи жидкости за исключением того, что система 1410 подачи жидкости содержит порт 1416 для жидкости вместо порта 1316 для жидкости. Порт 1416 для жидкости схож с интерфейсом порта 1316 для жидкости, за исключением того, что порт 1416 для жидкости предусмотрен в крышке 1426 над камерой 1314 контейнера 1312. Те оставшиеся компоненты системы 1410, которые соответствуют компонентам системы 1310, пронумерованы аналогичным образом.
[0086] На фиг. 11-13 проиллюстрирован датчик 1500 уровня текучей среды; другой пример датчика 1200 уровня текучей среды по фиг. 8. На фиг. 11 представлена схема, иллюстрирующая часть жидкостного интерфейса 1224. На фиг. 12 представлена схема цепи датчика 1500. На фиг. 13 представлен вид в разрезе через жидкостный интерфейс 1224 по фиг. 11, выполненный по линии 8-8. Как показано на фиг. 11, жидкостный интерфейс 1224 схож с жидкостным интерфейсом 1024, описанным выше в связи с фиг. 6A-6B, в том отношении, что жидкостный интерфейс 1224 содержит полосу 1026, которая поддерживает последовательность нагревателей 1530 и последовательность датчиков 1534 температуры. В проиллюстрированном примере нагреватели 1530 и датчики 1534 температуры перемежаются или чередуются по длине (L) полосы 1026. Длина (L) является главным измерением полосы 1026, которая простирается на различные глубины при использовании датчика 1500. В проиллюстрированном примере каждый датчик 1534 разнесен от связанного с ним или соответствующего ему нагревателя 1530 на расстояние (S) разнесения, как измерено в направлении по длине (L), меньшее или равное 20 µм и обычно 10 µм. В проиллюстрированном примере датчики 1534 и связанные с ними нагреватели 1530 расположены по парам, причем нагреватели 1530 из смежных пар отделены друг от друга расстоянием (D), как измерено в направлении по длине (L), по меньшей мере 25 µм для снижения тепловых помех между следующими друг за другом нагревателями. В одном примере следующими друг за другом нагреватели 1530 отделены друг от друга расстоянием (D) от 25 µм до 2500 µм и обычно 100 µм.
[0087] Как изображено на фиг. 12, каждый нагреватель 1530 содержит электрический резистор 1550, который можно выборочно включать и выключать за счет выборочного приведения в действие транзистора 1552. Каждый датчик 1534 содержит диод 1560. В одном примере диод 1560, служащий в качестве датчиков температуры, включает диод с p-n-переходом. Каждый диод 1550 имеет характеристический отклик на изменения температуры. В частности, каждый диод 1550 имеет прямое напряжение, которое изменяется в ответ на изменения температуры. Диод 1550 демонстрирует почти линейную зависимость между температурой и подаваемым напряжением. Поскольку датчики 1530 температуры содержат диоды или полупроводниковые переходы, датчик 1500 имеет более низкую стоимость, и его можно изготавливать на полосе 1026 с использованием методов полупроводникового производства.
[0088] На фиг. 13 представлен вид в разрезе части одного примера датчика 1500. В проиллюстрированном примере полосу 1026 поддерживает держатель 1222, как описано выше. В одном примере полоса 1026 содержит кремний, тогда как держатель 1222 содержит полимер или пластмассу. В проиллюстрированном примере нагреватель 1530 содержит нагреватель из поликристаллического кремния, который поддерживается полосой 1026, но отделен от полосы 1026 электроизолирующим слоем 1562, таким как слой диоксида кремния. В проиллюстрированном примере нагреватель 1530 дополнительно окружен (заключен в оболочку из) внешним пассивирующим слоем 1564, который препятствует контакту между нагревателем 1530 и считываемой жидкостью, причем пассивирующий слой 1564 защищает нагреватели 1530 и датчики 1534 от повреждения, которое иначе привело бы к коррозионному контакту со считываемой жидкостью или чернилами. В одном примере внешний пассивирующий слой 1564 содержит карбид кремния и/или тетраэтилортосиликат (TEOS). В других примерах слои 1562 и 1564 можно исключить или можно формировать из других материалов.
[0089] Как показано на фиг. 12 и 13, конструкция датчика 1500 создает различные слои или барьеры, обеспечивающие дополнительные тепловые сопротивления (R). Импульс тепла, испускаемого нагревателем 1530, переносится через такие тепловые сопротивления на связанный датчик 1534. Скорость, с которой тепло от конкретного нагревателя 1530 переносится на связанный с ним датчик 1534, изменяется в зависимости от того, граничит ли конкретный нагреватель 1530 с воздухом 1041 или жидкостью 1042. Сигналы с датчика 1534 изменяются в зависимости от того, передаются ли они через воздух 1041 или жидкость 1042. Различающиеся сигналы используют для определения текущего уровня жидкости 1042 внутри объема 1040.
[0090] На фиг. 14A, 14B и 14C проиллюстрированы жидкостные интерфейсы 1624 и 1644; другие примеры жидкостного интерфейса 1024. На фиг. 14A нагреватели и датчики расположены по парам, обозначенным 0, 1, 2,... N. Жидкостный интерфейс 1624 схож с жидкостным интерфейсом 1024 по фиг. 6A-6B за исключением того, что вместо чередования вертикально по длине полосы 1026, нагреватели 1030 и датчики 1034 расположены в массиве из пар бок о бок вертикально по длине полосы 1026.
[0091] На фиг. 14B и 14C проиллюстрирован жидкостный интерфейс 1644; другой пример жидкостного интерфейса 1024 по фиг. 6A-6B. Жидкостный интерфейс 1644 схож с жидкостным интерфейсом 1024 по фиг. 6A-6B за исключением того, что нагреватели 1030 и датчики 1034 расположены в массиве из стопок, разнесенных вертикально по длине полосы 1026. На фиг. 14C представлен вид в разрезе интерфейса 1644, который дополнительно иллюстрирует стопочную компоновку пар нагревателей 1030 и датчиков 1034.
[0092] На фиг. 14A-14C дополнительно проиллюстрирован пример работы в импульсном режиме нагревателя 1030 из пары 1 нагреватель/датчик и последующее рассеивание тепла через смежные материалы. На фиг. 14A-14C температура или интенсивность тепла рассеивается или снижается по мере прохождения тепла дальше от источника тепла, т.е. нагревателя 1030 из пары 1 нагреватель/датчик. Рассеивание тепла проиллюстрировано изменением штриховки на фиг. 14A-14C.
[0093] На фиг. 15 проиллюстрирована пара синхронизированных во времени графиков примерной работы в импульсном режиме, показанной на фиг. 14A-14C. На фиг. 15 проиллюстрирована зависимость между работой в импульсном режиме нагревателя 1030 из пары 1 нагреватель/датчик и отклика по времени датчиков 1034 из пар нагреватель/датчик (0, 1, 2,... N). Как показано на фиг. 15, отклик каждого из датчиков 1034 каждой пары (0, 1, 2,... N) изменяется в зависимости от того, находится ли воздух или жидкость поверх или рядом с соответствующей парой нагреватель/датчик (0, 1, 2,... N). Характеристическая кривая переходного процесса и шкала величин различаются в присутствии воздуха в сравнении с присутствием жидкости. Как результат, сигналы от интерфейса 1644, а также других интерфейсов, таких как интерфейсы 1024 и 1624, указывают на уровень жидкости в объеме.
[0094] В одном примере контроллер, такой как вышеописанный контроллер 1230, определяет уровень жидкости в считываемом объеме путем индивидуального возбуждения импульсами нагревателя 1030 из пары нагревателей/датчиков и сравнивает величину температуры, которая считана датчиком из этой же пары, относительно параметров возбуждения импульсами нагревателя, определяя, жидкость или воздух находится рядом с индивидуальной парой нагреватель/датчик. Контроллер 1230 осуществляет такое возбуждение импульсами и считывание для каждой пары из массива до тех пор, пока не будет найден или идентифицирован уровень жидкости в считываемом объеме. Например, контроллер 1230 может сначала возбуждать импульсами нагреватель 1030 из пары 0 и сравнивать считываемую температуру, предоставляемую датчиком 1034 из пары 0, с заданным порогом. После этого контроллер 1030 может возбуждать импульсами нагреватель 1030 из пары 1 и сравнивать считываемую температуру, предоставляемую датчиком 1034 из пары 1, с заданным порогом. Этот процесс повторяют до тех пор, пока не будет найден или идентифицирован уровень жидкости.
[0095] В другом примере контроллер, такой как вышеописанный контроллер 1230, определяет уровень жидкости в считываемом объеме путем индивидуального возбуждения импульсами нагревателя 1030 из пары и сравнения нескольких величин температуры, которые считаны датчиками нескольких пар. Например, контроллер 1230 может возбуждать импульсами нагреватель 1030 из пары 1 и после этого сравнивать температуру, считываемую датчиком 1034 из пары 1, температуру, считываемую датчиком 1034 из пары 0, температуру, считываемую датчиком 1034 из пары 2, и так далее, причем каждая температура является результатом работы в импульсном режиме нагревателя 1030 из пары 1. В одном примере контроллер 1230 может использовать анализ нескольких величин температуры от различных датчиков 1034 вертикально вдоль жидкостного интерфейса в результате единственного импульса тепла, определяя, жидкость или воздух находится рядом с парой нагреватель/датчик, содержащей нагреватель, который возбуждали импульсами. В таком примере контроллер 1230 осуществляет такое возбуждение импульсами и считывание путем отдельного возбуждения импульсами нагревателя из каждой пары в массиве и анализа получаемого соответствующего множества различных величин температур до тех пор, пока не будет найден или идентифицирован уровень жидкости 1042 в считываемом объеме 1040.
[0096] В другом примере контроллер 1230 может определять уровень жидкости 1042 в считываемом объеме 1040 на основе различий в нескольких величинах температуры вертикально вдоль жидкостного интерфейса в результате единственного теплового импульса. Например, если величина температуры от конкретного датчика 1034 существенно изменяется относительно величины температуры от смежного датчика 1034, существенное изменение может указывать на то, что уровень жидкости 1042 находится около или между двумя датчиками 1034. В одном примере контроллер 1230 может сравнивать различия между величинами температуры от смежных датчиков 1034 с заданным порогом, определяя, находится ли уровень жидкости 1042 около или между известными вертикальными местоположениями двух датчиков 1034.
[0097] В других примерах контроллер, такой как вышеописанный контроллер 1230, определяет уровень жидкости 1042 в считываемом объеме 1040 на основе профиля кривой температуры переходного процесса на основе сигналов от единственного датчика 1034 или нескольких кривых температуры переходного процесса на основе сигналов от нескольких датчиков 1034. В одном примере контроллер, такой как вышеописанный контроллер 1230, определяет уровень жидкости 1042 в считываемом объеме 1040 путем индивидуального возбуждения импульсами нагревателя 1030 из пары (0, 1, 2,... N) и сравнения кривой температуры переходного процесса, получаемой с помощью датчика из той же пары (0, 1, 2,... N), относительно заданного порога или заданной кривой, определяя, жидкость 1042 или воздух 1041 находится рядом с индивидуальной парой нагреватель/датчик (0, 1, 2,... N). Контроллер 1230 осуществляет такое возбуждение импульсами и считывание для каждой пары (0, 1, 2,... N) из массива до тех пор, пока не будет найден или идентифицирован уровень жидкости 1042 в считываемом объеме 1040. Например, контроллер 1230 может сначала возбуждать импульсами нагреватель 1030 из пары 0 и сравнивать получаемую в результате кривую температуры переходного процесса, созданную с помощью датчика 1034 из пары 0, с заданным порогом или заданной сравнительной кривой. После этого контроллер 1230 может возбуждать импульсами нагреватель 1030 из пары 1 и сравнивать получаемую в результате кривую температуры переходного процесса, создаваемую с помощью датчика 1034 из пары 1, с заданным порогом или заданной сравнительной кривой. Этот процесс повторяют до тех пор, пока не будет найден или идентифицирован уровень жидкости 1042.
[0098] В другом примере контроллер, такой как вышеописанный контроллер 1230, определяет уровень жидкости 1042 в считываемом объеме 1040 путем индивидуального возбуждения импульсами нагревателя 1030 из пары (0, 1, 2,... N) и сравнения нескольких кривых температуры переходного процесса, создаваемых с помощью датчиков 43 из нескольких пар (0, 1, 2,... N). Например, контроллер 1230 может возбуждать импульсами нагреватель 1030 из пары 1 и после этого сравнивать получаемую в результате кривую температуры переходного процесса, создаваемую с помощью датчика 1034 из пары 1, получаемую в результате кривую температуры переходного процесса, создаваемую с помощью датчика 1034 из пары 0, получаемую в результате кривую температуры переходного процесса, создаваемую с помощью датчика 1034 из пары 2, и так далее, причем каждая кривая температуры переходного процесса является результатом работы в импульсном режиме нагревателя 1030 из пары 1. В одном примере контроллер 1230 может использовать анализ нескольких кривых температуры переходного процесса от различных датчиков 1034 вертикально вдоль жидкостного интерфейса, являющихся результатом единственного импульса тепла, определяя, жидкость 1042 или воздух 1041 находится рядом с парой нагреватель/датчик (0, 1, 2,... N), содержащей нагреватель 1030, который возбуждали импульсами. В таком примере контроллер 1230 осуществляет такое возбуждение импульсами и считывание путем отдельного возбуждения импульсами нагревателя 1030 из каждой пары (0, 1, 2,... N) массива и анализа получаемых в результате соответствующих нескольких различных кривых температуры переходного процесса до тех пор, пока не будет найден или идентифицирован уровень жидкости 1042 в считываемом объеме 1040.
[0099] В другом примере контроллер 1230 может определять уровень жидкости 1042 в считываемом объеме 1040 на основе различий в нескольких кривых температуры переходного процесса, создаваемых с помощью различных датчиков 1034 вертикально вдоль жидкостного интерфейса и являющихся результатом единственного теплового импульса. Например, если кривая температуры переходного процесса конкретного датчика 1034 существенно изменяется относительно кривой температуры переходного процесса смежного датчика 1034, существенное изменение может указывать на то, что уровень жидкости 1042 находится около или между двумя датчиками 1034. В одном примере контроллер 1230 может сравнивать различия между кривыми температуры переходного процесса смежных датчиков 1034 с заданным порогом, определяя, находится ли уровень жидкости 1042 около или между известными вертикальными местоположениями двух датчиков (0, 1, 2,... N).
[00100] На фиг. 16 и 17 проиллюстрирован датчик 1700; пример датчика 1500 по фиг. 11-13. Датчик 1700 содержит держатель 1722, жидкостный интерфейс 1224, электрический интерфейс 1726, драйвер 1728 и фланец 1730. Держатель 1722 схож с вышеописанным держателем 1222. В проиллюстрированном примере держатель 1722 содержит формованный полимер. В других примерах держатель 1722 может содержать стекло или другие материалы.
[00101] Жидкостный интерфейс 1224 описан выше. Жидкостный интерфейс 1224 связывают, приклеивают или иным образом прикрепляют к стороне держателя 1722 по длине держателя 1722. Держатель 1722 может быть сформирован из или может содержать стекло, полимеры, FR4 или другие материалы.
[00102] Электрический интерфейс 1726 содержит печатную монтажную плату, содержащую электрические контактные площадки 1236, для создания электрического соединения с контроллером 1230, описанным выше в отношении фиг. 8-10. В проиллюстрированном примере электрический интерфейс 1726 связывают или иным образом прикрепляют к держателю 1722. Электрический интерфейс 1726 электрически соединяют с драйвером 1728, а также нагревателями 1530 и датчиками 1534 жидкостного интерфейса 1224, например, по фиг. 11. В одном примере драйвер 1728 содержит специализированную интегральную схему (ASIC), которая приводит в действие нагреватели 1530 и датчики 1534 в ответ на сигналы, получаемые через электрический интерфейс 1726. В других примерах приведением в действие нагревателей 1530 и считыванием с помощью датчиков 1534 альтернативно можно управлять с помощью полностью интегрированной цепи драйвера вместо ASIC.
[00103] Фланец 1730 простирается вокруг держателя 1722 и служит в качестве интерфейса интеграции подачи между держателем 1722 и контейнером 1040 для жидкости, в котором датчик 1700 используют для детектирования уровня жидкости 1042 в объеме 1040. В некоторых примерах фланец 1730 обеспечивает жидкостное уплотнение, отделяющее жидкость, содержащуюся в объеме 1040, который подлежит считыванию, от электрического интерфейса 1726. Как показано на фиг. 16, в некоторых примерах драйвер 1728, а также электрические соединения между драйвером 1728, жидкостным интерфейсом 1224 и электрическим интерфейсом 1726 дополнительно покрыты защитным электрически изолирующим адгезивом проводного соединения или герметиком 1735, таким как слой эпоксидного формовочного соединения.
[00104] На фиг. 18A представлен изометрический вид датчика 1900 уровня текучей среды в соответствии с одним примером описанных здесь принципов. Датчик 1900 уровня текучей среды содержит электрический интерфейс 1726, содержащий печатную монтажную плату, включающую в себя электрические контактные площадки 1236, для создания электрического соединения с контроллером 1230, как описано выше в отношении фиг. 8-10. Датчик 1900 уровня текучей среды дополнительно содержит полоску кристалла 1901 впрессованную электрическим интерфейсом 1726 в формуемую подложку 1902.
[00105] На фиг. 18B представлен вид сбоку с вырезом датчика 1900 уровня текучей среды по фиг. 18A по линии A в соответствии с одним примером описанных здесь принципов. Электрический интерфейс 1726 электрически соединяют с полоской кристалла 1901 через проводное соединение 1903, простирающееся между контактными площадками 1936, расположенными на стороне электрического интерфейса 1726, противоположной электрическим контактным площадкам 1236, и электрической контактной площадкой 1937, расположенной на полоске кристалла 1901. Массив нагревателей 1030 и датчиков 1034 расположен на полоске кристалла 1901 на стороне, противоположной той, где датчик 1900 уровня текучей среды входит в контакт с воздухом 1041 или жидкостью 1042, как описано более подробно далее. Несмотря на то, что несколько нагревателей 1030 и датчиков 1034 расположены на полоске кристалла 1901 по фиг. 18B, любое число нагревателей 1030 и датчиков 1034 может быть расположено на полоске кристалла 1901, как раскрыто здесь.