Система идентификации чернильных стержней
Описана система идентификации твердых чернильных стержней, обеспечивающая точную и эффективную идентификацию твердых чернильных стержней в формирователе изображения с использованием твердых чернил. Система идентификации твердых чернил содержит исполнительный механизм, сконфигурированный на перемещение источника света или оптического датчика между множеством заданных положений. Источник света излучает свет в направлении лицевой стороны чернильного стержня, а оптический датчик генерирует сигналы, соответствующие количеству воспринимаемого отраженного света. Контроллер идентифицирует признаки твердого чернильного стержня на основании сигналов при перемещении источника света или оптического датчика между множеством заданных положений. Предложенная система идентификации чернильных стержней обеспечивает обнаружение отличительных признаков различных чернильных стержней с помощью единого детектора. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится в целом к струйным формирователям изображения с использованием изменяющих фазовое состояние чернил, более точно к системам, идентифицирующим чернильные стержни в таких формирователях изображения.
Уровень техники
В число принтеров с использованием твердых или изменяющих фазовое состояние чернил входят различные формирователи изображения, включая копировальные устройства и многофункциональные устройства. Эти принтеры имеют множество преимуществ по сравнению с формирователями изображения других типов, такими как лазерные и струйные формирователи изображения. В принтерах с использованием твердых или изменяющих фазовое состояние чернил традиционно используют твердые чернила виде чернильных гранул или стержней. В цветном принтере обычно используются чернила четырех цветов (голубого, пурпурного, желтого и черного цветов или сокращенно CMYK).
Твердые чернильные гранулы или стержни, далее именуемые твердыми чернилами, стержнями или чернильными стержнями, подаются в плавильное устройство, которое обычно связано с загрузчиком чернил, для преобразования твердых чернил в жидкость. Типичный загрузчик чернил содержит множество каналов подвода, по одному на чернила каждого цвета, используемые в принтере. По каждому каналу подвода твердые чернила направляются в плавильное устройство, расположенное на конце каналов. Твердые чернила в конце канала подвода входят в контакт с плавильным устройством и плавятся, образуя жидкие чернила, которые могут подаваться в печатающую головку. С помощью пусковых импульсов приводят в действие струйные эжекторы в печатающей головке для выброса чернил на поверхность воспринимающего изображение элемента.
В некоторых принтерах каждый канал подвода имеет отдельное загрузочное отверстие, в которое помещают чернильные стержни конкретного цвета и затем перемещают их посредством механического транспортера, силы тяжести или того и другого по каналу подвода до плавильного устройства. В других принтерах с использованием твердых чернил загружают твердые чернильные стержни всех цветов в единое загрузочное отверстие, а механический датчик идентифицирует чернильный стержень путем физического контакта с идентификационными знаками на чернильных стержнях. Затем система транспортировки чернил перемещает чернильный стержень до канала подвода, соответствующего загруженному чернильному стержню. В некоторых принтерах для идентификации чернильных стержней предусмотрены системы оптического обнаружения. В таких принтерах имеется множество источников света и/или множество оптических датчиков, установленных в каждом канале подвода для обнаружения отличительных признаков чернильных стержней. Тем не менее, применение и подключение множества источников света и оптических датчиков может являться дорогостоящим, а изменчивость света и показаний датчиков может приводить к ошибочному обнаружению отличительных признаков. Соответственно, желательна усовершенствованная идентификация чернильных стержней.
Сущность изобретения
Предложена система идентификации чернильных стержней для обнаружения отличительных признаков различных чернильных стержней с помощью единого детектора. В систему входит источник света, рассчитанный на излучение света в направлении первой лицевой стороны твердого чернильного стержня, установленного в формирователе изображения, оптический датчик, рассчитанный на восприятие света, отраженного от первой лицевой стороны твердого чернильного стержня, и на генерирование сигналов, соответствующих количеству воспринятого отраженного света, исполнительный механизм, оперативно связанный с источником света или оптическим датчиком и сконфигурированный на перемещение источника света или оптического датчика между множеством заданных положений, и контроллер, оперативно связанный с исполнительным механизмом и оптическим датчиком и сконфигурированный на идентификацию твердого чернильного стержня на основании сигналов, генерируемых оптическим датчиком.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид сбоку одного из вариантов осуществления системы идентификации чернильных стержней, содержащей источник света и исполнительный механизм, оперативно связанный с оптическим датчиком, для обнаружения отличительного признака на поверхности чернильного стержня.
На фиг. 2 показан вид сбоку другого варианта осуществления системы идентификации чернильных стержней, содержащей оптический датчик и исполнительный механизм, оперативно связанный с источником света, для обнаружения отличительного признака на поверхности чернильного стержня.
На фиг. 3 показан вид сзади исполнительного механизма с эксцентриковым приводом системы идентификации чернильных стержней, проиллюстрированной на фиг. 2.
На фиг. 4 показан вид сбоку одного из вариантов осуществления системы идентификации чернильных стержней, содержащей источник света, и исполнительного механизма с зубчатым приводом, оперативно связанного с оптическим датчиком, для перемещения оптического датчика по дугообразной траектории и обнаружения отличительного признака на поверхности чернильного стержня.
На фиг. 5 показана блок-схема способ идентификации признака твердого чернильного стержня.
Подробное описание изобретения
С целью облегчения общего понимания рассматриваемых вариантов осуществления они описаны со ссылкой на чертежи. На чертежах одинаковыми позициями везде обозначения одинаковые элементы. Используемые термины "принтер", "печатающее устройство" или "формирователь изображения" относятся в целом к устройству, которое с помощью одного или нескольких красителей формирует изображение на носителях печатных изображений и может включать любое устройство, такое как цифровые копировальные устройства, книгопечатный станок, факсимильный аппарат, многофункциональное устройство и т.п., которое создает печатные изображения в любых целях. Графические данные, которые обычно содержат информацию в электронном виде, визуализируются и используются с целью управления струйными эжекторами для формирования чернильного изображения на носителях печатных изображений. Эти данные могут включать текст, графику, изображения и т.п. Операция формирования изображений с помощью красителей на носителях печатных изображений, например, графики, текста, фотографий и т.п. обычно именуется в описании печатью или маркировкой. В принтерах с использованием изменяющих фазовое состояние чернил применяются твердые чернила, которые находятся в твердом состоянии при комнатной температуре, но плавятся и становятся жидкими при более высокой рабочей температуре. С помощью капель жидких чернил осуществляется печать на поверхности формирования изображения в принтере прямой печати с выбросом чернил непосредственно на носитель, или в принтере с передачей изображения через промежуточную поверхность печати, также известном как принтер офсетной печати.
На фиг. 1 проиллюстрирована система 100 идентификации твердых чернильных стержней для принтера 180 с использованием твердых чернил. Система 100 размещается в принтере 180 внутри загрузчика 184 чернил, который имеет опору 188 для чернильных стержней и загрузочное отверстие 192. Твердый чернильный стержень 150 вводят в принтер 180 через загрузочное отверстие 192 и устанавливают на опоре 188 для чернильных стержней. Чернильный стержень 150 содержит отличительный признак, например поверхность 158, на идентификацию которой сконфигурирована система 100 идентификации чернильных стержней. Твердый чернильный стержень 150 не представлен на фиг. 1 в масштабе, чтобы был лучше виден отличительный признак 158.
Система 100 идентификации чернильных стержней содержит источник 104 света, оптический датчик 108, исполнительный механизм 120 и контроллер 140. Источник 104 света обращен к лицевой стороне 154 твердого чернильного стержня 150 и сконфигурирован на излучение света в направлении отличительного признака, такого как поверхность 158 чернильного стержня 150. В одном из вариантов осуществления источник света излучает рассеянный свет, и представляет собой, например, 2-мм светоизлучающий диод (СИД). В других вариантах осуществления источником света является источник фокусированного света, например 2-мм светодиодный лазер. В дополнительных вариантах осуществления источником света может являться источник света любого применимого размера и типа. В проиллюстрированных вариантах осуществления источник 104 света отклонен вниз пружиной 106 в положение, показанное на фиг. 1.
Оптический датчик 108 обращен к лицевой стороне 154 твердого чернильного стержня 150 и сконфигурирован на восприятие света, отраженного от отличительных признаков твердого чернильного стержня 150. Оптический датчик 108 генерирует электронные сигналы, соответствующие количеству света, воспринимаемому датчиком 108. Датчик 108 также оперативно связан с контроллером 140, что позволяет оптическому датчику 108 доставлять контроллеру 140 генерируемые им электронные сигналы. В одном из вариантов осуществления оптическим датчиком является 2-мм фототранзистор, хотя в других вариантах осуществления используются оптические датчики других размеров и типов.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, источник 104 света и оптический датчик 108 обращены к лицевой стороне 154 чернильного стержня 150, при этом, когда стержень вставлен в принтер, лицевая сторона 154 находится на стороне, противоположной стороне, обращенной к загрузочному отверстию 192 принтера 180. Поскольку положение загрузки и направления подачи относительно загрузочного отверстия могут варьировать в зависимости от конфигурации загрузчика чернил, отличительные признаки стержня соответствующим образом ориентированы применительно к конкретному загрузчику чернил. Для простоты приведенного далее описания при указании любых возможных содержащих распознаваемые признаки сторон датчика "противоположных" загрузочному отверстию, означает, что содержащей распознаваемые признаки стороной является сторона чернильного стержня, не обращенная к загрузочному отверстию. За счет размещения источника 104 света и оптического датчика 108 сзади чернильного стержня 150 и над опорой 188 для чернильных стержней уменьшается загрязнение источника 104 света и оптического датчика 108 посторонними частицами и мусором. Кроме того, за счет размещения системы 100 идентификации чернильных стержней сзади загрузчика 184 чернил повышается компактность загрузчика 184 чернил и системы 100 идентификации. Тем не менее, в различных вариантах осуществления источник света и оптический датчик могут быть размещены в другом применимом положении вблизи чернильного стержня. Используемый термин "детектор" относится к конфигурации, в которой источник света и оптический датчик совместно обнаруживают распознаваемый признак на стороне чернильного стержня.
Исполнительный механизм 120 содержит привод 124 с ходовым винтом, оперативно связанный с оптическим датчиком 108. Исполнительный механизм 120 перемещает привод 124 с ходовым винтом, который перемещает оптический датчик 108 между множеством положений, например положений 108A, 108B и 108C. В проиллюстрированных вариантах осуществления исполнительный механизм 120 перемещает оптический датчик 108 по вертикали, хотя в других вариантах осуществления исполнительный механизм может перемещать оптический датчик по горизонтали, по диагонали, по дугообразной траектории или по траекториям, образованным любым сочетанием перечисленного. Исполнительный механизм 120 оперативно связан с контроллером 140, что позволяет контроллеру 140 приводить в действие исполнительный механизм 120 с целью перемещения оптического датчика 108 в ограниченных пределах, которые именуются в описании "множеством положений", при этом число таких положений в этих пределах необязательно ограничено. Хотя это не проиллюстрировано, исполнительный механизм может одновременно перемещать один или несколько детекторов (источник света и оптический датчик).
По мере перемещения оптического датчика 108 между множеством положений, оптический датчик 108 генерирует электрические сигналы, соответствующие количеству света, отраженному от твердого чернильного стержня 150 и воспринимаемому оптическим датчиком 108 в каждом положении. При генерировании света источником 104 света величина и траектория отраженного света остаются преимущественно постоянными. Соответственно, свет, воспринимаемый оптическим датчиком 108, изменяется относительно положения оптического датчика 108 и количества отраженного света, воспринимаемого в каждом положении. Оптический датчик 108 генерирует сигнал, соответствующий максимальному количеству воспринимаемого света в положении, в котором оптический датчик 108 воспринимает наиболее прямое отражение света от признака 158 чернильного стержня 150. Контроллер 140 идентифицирует признак 158 твердого чернильного стержня 150 на основании положения исполнительного механизма 120 и, соответственно, оптического датчика 108 при генерировании им сигнала, соответствующего максимальному воспринимаемому свету.
Лицевая сторона 154 чернильного стержня 150 содержит наклонную отличительную поверхность 158. В некоторых вариантах осуществления наклонная поверхность 158 расположена на внутреннем участке чернильного стержня 150, который проходит на протяжении лишь части лицевой стороны 154 чернильного стержня. В других вариантах осуществления наклонная поверхность 158 проходит по всей ширине поверхности чернильного стержня. Наклонная поверхность 158 сконфигурирована на отражение света, излучаемого источником 104 света, в направлении оптического датчика 108. Как показано на фиг. 1, наклонная поверхность чернильного стержня 150 может быть выполнена на лицевой стороне 154 чернильного стержня на множестве различных глубин, например 158A и 158B, в результате чего чернильные стержни с наклонной поверхностью в различных положениях отражают свет, излучаемый источником 108 света, главным образом в другое положение. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, поверхность 158 наклонена под углом приблизительно 15 градусов к вертикали. В других вариантах осуществления чернильный стержень может содержать поверхность с признаком, расположенную под отличающимся углом к вертикали, горизонтальную поверхность с признаком или криволинейную поверхностью с признаком при условии, что признаки чернильного стержня отражают свет в направлении части траектории оптического датчика.
Различные подсистемы, компоненты и функции загрузчика чернил действуют и управляются с помощью контроллера 140. Контроллер 140 может быть реализован с использованием универсальных или специализированных программируемых процессоров, выполняющих запрограммированные команды. Команды и данные, необходимые для выполнения запрограммированных функций, хранятся в памяти, связанной с процессорами. Процессоры, их память и схемы сопряжения конфигурируют контроллер 140 на выполнение описанных выше функций и описанных далее процессов при выполнении процессорами хранящихся в памяти запрограммированных команд и управлении электронными компонентами, соединенными с процессорами посредством схем сопряжения. Эти компоненты могут быть реализованы в виде печатной платы или специализированной интегральной микросхемы (ASIC). Каждая из схем может быть реализована в отдельном процессоре, или множество схем может быть реализовано в одном процессоре. В качестве альтернативы, схемы могут быть реализованы в виде дискретных компонентов или в виде СБИС. Кроме того, описанные схемы могут быть реализованы в сочетании процессоров, ASIC, дискретных компонентов или СБИС.
В процессе эксплуатации пользователь через загрузочное отверстие 192 вставляет в загрузчик 184 чернил твердый чернильный стержень 150 и устанавливает его на опору 188 для чернильных стержней. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, устанавливают оптический датчик 108 в положение 108A, в котором он соприкасается с источником 104 света и удерживает источник 104 света в положении 104A, противодействуя усилию пружины 106. В положении 104A источник 104 света излучает свет, который отражается от лицевой стороны 154 в направлении оптического датчика 108 в положении 108a. Когда в загрузчике 184 чернил находится чернильный стержень 150, свет, излучаемый источником 104 света в положении 104A, отражается в направлении оптического датчика 108 в положении 108A, и датчик 108 генерирует электронный сигнал, который поступает в контроллер 140, и указывает, что в загрузчике 184 чернил находится чернильный стержень 150. В других вариантах осуществления загрузчик чернил может содержать отдельный детектор, который сигнализирует контроллеру о нахождении чернильного стержня в загрузчике чернил. Поскольку для различения состояния загрузчика чернил до и сразу после помещения в него чернильного стержня не требуется сигнал большой мощности, как в случае прямого отражения в оптический детектор, в целях желательного сдерживания затрат предусмотрена упрощенная конфигурация "стационарного" оптического детектора, который не перемещается. На фиг. 1 проиллюстрирована и далее описана одна из альтернатив, рассчитанная на обеспечение высокой мощности сигнала обнаружения стержня. Источник светового излучения может колебаться или пульсировать при поднятой дверце или крышке загрузчика чернил, что позволяет обнаруживать момент, когда вставляется чернильный стержень, или в случае принтеров с множеством каналов подвода, в какой канал вставлен чернильный стержень.
После того, как чернильный стержень 150 размещен в загрузчике 184 чернил, контроллер 140 приводит в действие источник 104 света, который излучает свет на лицевую сторону 154 чернильного стержня 150. Когда источник 104 света излучает свет на лицевую сторону 154, контроллер 140 приводит в действие исполнительный механизм 120 с целью перемещения оптического датчика 108 между множеством положений 108A-108C. Как показано на фиг. 1, источник 104 света отклонен вниз пружиной 106, и при перемещении оптического датчика 108 вниз из положения 108A, источник 104 света перемещается и остается в положении, показанном на фиг. 1. Оптический датчик 108 продолжает перемещаться вниз в положение, показанное на фиг. 1, а затем в положения 108B и 108C по мере того, как датчик 108 генерирует электронные сигналы, соответствующие количеству отраженного света, воспринимаемого датчиком 108 в различных положениях. В одном из вариантов осуществления оптический датчик генерирует сигналы только в заданных положениях, а в других вариантах осуществления оптический датчик сконфигурирован на генерирование электронных сигналов преимущественно непрерывно по мере перемещения оптического датчика.
Как показано на фиг. 1, чернильный стержень 150 содержит отличительную поверхность 158, а свет, излучаемый источником 104 света, отражается в направлении оптического датчика 108, находящегося в положении, показанном на фиг. 1. Соответственно, оптический датчик 108 генерирует сигнал, отображающий максимальное количество воспринимаемого света, когда датчик 108 находится в положении, показанном на фиг. 1. Когда исполнительный механизм 120 перемещает оптический датчик 108 вниз в положения 108B и 108C, датчик 108 воспринимает меньше отраженного света, и сигналы, генерируемые датчиком 108, соответствующим образом ослабляются, отображая меньшие количества воспринимаемого света. Контроллер 140 идентифицирует максимальный сигнал, генерированный оптическим датчиком 108, и сопоставляет максимальный сигнал с положением оптического датчика 108 при генерировании им максимального сигнала. Затем на основании положения оптического датчика 108 при генерировании им максимального сигнала контроллер 140 определяет, что твердый чернильный стержень 150 содержит поверхность 158 с признаком. Исполнительным механизмом 120 может являться шаговый двигатель, что позволяет сопоставлять положение датчика с тактами двигателя. Определение положений в механизме перемещения является хорошо известным процессом, и может осуществляться различными хорошо известными способами, которые не описаны в изобретении.
Вместо поверхности 158 другие чернильные стержни могут содержать отличительные поверхности 158B или 158C, отображающие различные свойства твердых чернильных стержней. Чернильный стержень с отличительной поверхностью 158B отражает свет главным образом в положение 108B, в результате чего оптический датчик 108 генерирует сигнал, соответствующий максимальному количеству воспринимаемого света при нахождении в положении 108B. Аналогичным образом, чернильный стержень с отличительной поверхностью 158C отражает свет главным образом в положение 108C, а оптический датчик 108 генерирует сигнал, соответствующий максимальному количеству воспринимаемого света, при нахождении в положении 108C. Следовательно, конструкция, которая обеспечивает перемещение оптического датчика 108, позволяет системе 180 идентификации чернильных стержней идентифицировать в едином загрузочном отверстии чернильные стержни с различными отличительными признаками. Хотя в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, представлены три отличительные поверхности, следует учесть, что система идентификации чернильных стержней может использоваться в принтере, сконфигурированном на чернильные стержни с отличительными поверхностями в других положениях или при других ориентациях. Система идентификации чернильных стержней может быть сконфигурирована на перемещение оптического датчика в любое применимое число заданных положений и идентификацию поверхностей с признаками в других положениях или при других ориентациях. Кроме того, поскольку исполнительный механизм перемещает оптический датчик, система 100 идентификации чернильных стержней универсально применима в принтерах различных моделей для идентификации признаков чернильных стержней различных форм и размеров. Некоторые принтеры могут иметь множество систем идентификации, установленных в едином загрузчике чернил, что обеспечивает идентификацию большего числа признаков чернильного стержня.
Система 100 идентификации чернильных стержней обеспечивает усовершенствованную идентификацию твердых чернильных стержней 150. С течением времени из-за загрязнения посторонними частицами и нормального износа источник света может генерировать свет меньшей интенсивности, чем свет более нового источника света. Кроме того, загрязнение датчика и общее непостоянство его показаний могут влиять на величину сигнала, генерируемого оптическим датчиком. В некоторых системах, например, системах с множеством источников света или оптических датчиков чернильные стержни идентифицируются путем обнаружения сигнала датчика, имеющего большую амплитуду, чем пороговая величина. Тем не менее, из непостоянства источников света и датчиков датчик может быть неспособным генерировать сигнал, превышающий пороговую величину, и, соответственно, идентифицировать чернильный стержень. Система 180 идентификации твердых чернильных стержней сконфигурирована на идентификацию чернильного стержня на основании максимальной амплитуды сигнала, генерированного одним источником 104 света и парой оптических датчиков 108. Максимальный сигнал всегда генерируется оптическим датчиком 108 в положении наиболее прямого отражения света от чернильного стержня 150 в направлении датчика 108 независимо от загрязнения или непостоянства источника 104 света и оптического датчика 108 в системе 180.
Чернильные стержни, идентифицируемые системой, могут изготавливаться простым и экономичным способом. Поверхности 158, 158B и 158C с различными признаками могут формироваться у чернильных стержней просто путем перемещения в другое положение ползуна в пресс-форме для чернильных стержней в процессе их изготовления.
В некоторых принтерах предусмотрен отдельный загрузчик чернил для чернильных стержней каждого цвета, используемых в принтере. Такие принтеры могут иметь отдельную систему идентификации чернильных стержней для каждого загрузчика чернил. Другие принтеры имеют источник света и датчик для каждого загрузчика чернил, при этом оптические датчики оперативно связаны с единым исполнительным механизмом, который перемещает все оптические датчики, когда чернильный стержень вставлен в любой из загрузчиков чернил.
На фиг. 2 проиллюстрирована другая система 200 идентификации твердых чернильных стержней 200 для принтера 180 с использованием твердых чернил. Система 200 размещается в принтере 180 внутри загрузчика 184 чернил и вблизи чернильного стержня 150, которые в обоих случаях действуют в оптическом режиме аналогично загрузчику 184 чернил и чернильному стержню 150, которые описаны со ссылкой на фиг. 1, но при этом загрузочное отверстие расположено с другой стороны загрузчика, показанного на фиг. 2.
В систему 200 идентификации чернильных стержней 200 входит источник 204 света, оптический датчик 208, исполнительный механизм 220 и контроллер 240. Источник 204 света обращен к лицевой стороне 154 твердого чернильного стержня 150 и сконфигурирован на излучение света, направленного на отличительный признак, например поверхность 158 чернильного стержня 150.
Оптический датчик 208 обращен к лицевой стороне 154 твердого чернильного стержня 150 и сконфигурирован на восприятие света, отраженного от отличительных признаков твердого чернильного стержня 150. Оптический датчик 208 генерирует электронные сигналы, соответствующие количеству света, воспринимаемого датчиком 208. Датчик 208 также оперативно связан с контроллером 140, что позволяет оптическому датчику 208 доставлять контроллеру 140 генерируемые им электронные сигналы.
Исполнительный механизм 220 оперативно связан с источником 204 света и сконфигурирован на его перемещение. Как показано на фиг. 3, исполнительный механизм 220 содержит эксцентриковый привод 222, поворотный элемент 224, удлиненный элемент 228 и держатель 232. Эксцентриковый привод 222 перемещает компоненты исполнительного механизма 220 между показанным на фиг. 3 положением, которое соответствует положению 204B источника 204 света, и верхним положением, в котором компоненты исполнительного механизм 220 находятся в положениях 222A, 224A, 228A и 232A, а источник 204 света находится в положении, показанном на фиг. 2.
При перемещении источника 204 света между множеством положений оптический датчик 208 генерирует электрические сигналы, соответствующие количеству воспринимаемого света, отраженного от твердого чернильного стержня 150 в каждом положении. Интенсивность отраженного света остается преимущественно постоянной, а траектория отраженного света изменяется с перемещением источника 204 света. Соответственно, свет, воспринимаемый оптическим датчик 208, зависит от положения источника 204 света. Оптический датчик 208 генерирует сигнал, соответствующий максимальному количеству воспринимаемого света, когда источник 204 света находится в положении наиболее прямого отражения света от признака 158 чернильного стержня 150 в направлении оптического датчика 208. Контроллер 240 идентифицирует признак 158 твердого чернильного стержня 150 на основании положения исполнительного механизма 220 и, соответственно, источника 204 света при генерировании сигнала, соответствующего максимальному воспринимаемому свету.
Лицевая сторона 154 чернильного стержня 150 содержит наклонную отличительную поверхность 158, которая сконфигурирована на отражение света, излучаемого источником 204 света в направлении оптического датчика 208. Как показано на фиг. 2, наклонная поверхность чернильного стержня 150 может быть выполнена на лицевой стороне 154 чернильного стержня на множестве различных глубин, например 158A и 158B, в результате чего свет чернильные стержни с признаками на различных глубинах отражают свет главным образом в направлении оптического датчик 208 при различных положениях источника 204 света.
В процессе эксплуатации пользователь через загрузочное отверстие 192 вставляет в загрузчик 184 чернил твердый чернильный стержень 150 и устанавливает его на опору 188 для чернильных стержней. Контроллер 240 принимает сигнал от системы датчиков или другого механизма, которые обнаруживает чернильный стержень, указывая контроллеру 240, что в загрузчик 184 чернил вставлен чернильный стержень 150.
После того, как чернильный стержень 150 размещен в загрузчике 184 чернил, контроллер 240 приводит в действие источник 204 света, который излучает свет на лицевую сторону 154 чернильного стержня 150. Когда источник 204 света излучает свет на лицевую сторону 154, контроллер 240 приводит в действие эксцентриковый привод 222. В положении, показанном на фиг. 3, эксцентриковый привод 222 находится в крайнем левом положении, в результате чего поворотные элементы 224 расположены под углом к вертикали. Соответственно, удлиненный элемент 228 находится в более низком положении, и приданный держатель 232 также находится в более низком положении. Таким образом, источник 204 света (фиг. 2), который прикреплен к держателю 232 или подвижно соединен с ним, также находится в более низком положении 204B. При перемещении эксцентрикового привода 222 в направлении положения 222A поворотный элемент 224 перемещается в направлении вертикального положения 224A, принуждая удлиненный элемент 228 и держатель 232 перемещаться вверх в направлении положений 228A и 232A, соответственно. Исполнительный механизм 220 сконфигурирован на перемещение источника 204 света на общее расстояние по вертикали, обозначенное позицией 236, между множеством положений, показанных на фиг. 2. В современной продукции существенное значение придается недорогим механизмам. На фиг. 2 виден только один детектор, хотя непосредственно позади него или перед ним могут находиться дополнительные детекторы. Удлиненный элемент 228, показанный в примере механизма на фиг. 3, иллюстрирует одну возможную конфигурацию, позволяющую одновременно и эффективно перемещать множество детекторов через множество цветовых каналов загрузчика чернил (не показанных). В конструкции с множеством детекторов детекторы совмещены с цветовыми каналами и могут располагаться с равномерными или неравномерными интервалами по ширине элемента 228.
При перемещении источника 204 света оптический датчик 208 генерирует электронные сигналы, соответствующие количеству воспринимаемого датчиком 208 отраженного света при различных положениях источника 204 света. Как показано на фиг. 2, чернильный стержень 150 имеет отличительную поверхность 158, и при нахождении источника 204 света в положении, показанном на фиг. 2, излучаемый им свет отражается в наиболее прямом направлении оптического датчика 208. Соответственно, оптический датчик 208 генерирует сигнал, отображающий максимальное количество воспринимаемого света при нахождении источника 204 в положении, показанном на фиг. 2. При перемещении исполнительным механизмом 220 источника 204 света в положения 204B и 204C датчик 208 воспринимает меньше отраженный свет, а сигналы, генерируемые датчиком 208, отображают меньшие количества воспринимаемого света. Контроллер 240 идентифицирует максимальный сигнал, генерируемый оптическим датчиком 208, и сопоставляет максимальный сигнал с положением источника 204 света при генерировании максимального сигнала. Затем на основании положения источника 204 света при генерировании максимального сигнала контроллер 240 определяет, что твердый чернильный стержень 150 содержит поверхность 158 с признаком.
На фиг. 4 проиллюстрирован другой вариант осуществления системы 300 идентификации твердых чернильных стержней 300 для принтера с использованием твердых чернил. Система 300 размещается в принтере внутри загрузчика чернил и обращена к лицевой стороне 354 чернильного стержня 350 в загрузчике чернил. Лицевая сторона 354 содержит отличительный признак, например поверхность 358, на идентификацию которой сконфигурирована система 300 идентификации чернильных стержней.
В систему 300 идентификации чернильных стержней входит источник 304 света, оптический датчик 308, исполнительный механизм 320 и контроллер 340. Источник 304 света обращен к лицевой стороне 354 твердого чернильного стержня 350 и сконфигурирован на излучение света в направлении отличительного признака на поверхности 358 чернильного стержня 350.
Оптический датчик 308 обращен к лицевой стороне 354 твердого чернильного стержня 350 и сконфигурирован на восприятие света, отраженного от отличительных признаков твердого чернильного стержня 350. Оптический датчик 308 генерирует электронные сигналы, соответствующие количеству света, воспринимаемому датчиком 308. Датчик 308 также оперативно связан с контроллером 340, что позволяет оптическому датчику 308 доставлять контроллеру 340 генерируемые им электронные сигналы.
Исполнительный механизм 320 содержит шестерню 324, которая входит в зацепление с дуговидный реечной передачей 328, на которой установлен оптический датчик 308. Исполнительный механизм 320 реагирует на управляющий сигнал, генерированный контроллером 340, и поворачивает шестерню 324, которая перемещает реечную передачу 328 и оптический датчик 308 по дугообразной траектории между множеством положений, например положений 308A и 308B. Исполнительный механизм 320 оперативно связан с контроллером 340, что позволяет контроллеру 340 приводить в действие исполнительный механизм 320 с целью перемещения оптического датчика 308 между множеством положений.
При перемещении оптического датчика 308 между множеством положений оптический датчик 308 генерирует электрические сигналы, соответствующие количеству воспринимаемого света, отраженного от твердого чернильного стержня 350 в каждом положении. При генерировании света источником 304 света величина и траектория отраженного света остаются преимущественно постоянными. Соответственно, свет, воспринимаемый оптическим датчиком 308, изменяется только вследствие положения оптического датчика 308 относительно отраженного света. Оптический датчик 308 генерирует сигнал, соответствующий максимальному количеству воспринимаемого света в положении, в котором оптический датчик 308 воспринимает наиболее прямое отражение света от признака 358 чернильного стержня 350. Контроллер 340 идентифицирует признак 358 твердого чернильного стержня 350 на основании положения исполнительного механизма 320 и, соответственно, оптического датчика 308 при генерировании сигнала, соответствующего максимальному воспринимаемому свету. Лицевая сторона 354 чернильного стержня 350 имеет выступающую наклонную отличительную поверхность 358. Наклонная поверхность 358 сконфигурирована на отражение света, излучаемого источником 304 света в направлении оптического датчика 308. Как показано на фиг. 4, поскольку чернильный стержень 350 может быть сконфигурирован на различение наклонной поверхности под различными углами к вертикали, проиллюстрированной поверхностями 358A и 358B с чередующимися признаками, чернильные стержни, имеющие поверхность с признаками под различными углами, отражают свет, излучаемый источником 308 света, главным образом в другое положение. Признак наклонной поверхности может выдаваться наружу из общего контура чернильного стержня, как показано на фиг. 4, или врезаться в него, или представлять собой сочетание выступающих или врезанных признаков, что касается различных возможных углов.
В процессе эксплуатации пользователь вставляет твердый чернильный стержень 350 в загрузчик чернил. Система датчиков в загрузчике чернил сигнализирует контроллеру о том, что в загрузчик чернил вставлен чернильный стержень. После того, как чернильный стержень 350 помещают в загрузчик чернил, контроллер 340 приводит в действие источник 304 света с целью излучения света на лицевую сторону 354 чернильного стержня 350. При излучении света источником 304 света на лицевую сторону 354 контроллер 340 приводит в действие исполнительный механизм 320 с целью перемещения оптического датчика 308 между множеством положений 308A-308B. Оптический датчик 308 перемещается между положением 308A, положением, показанным на фиг. 4, и положением 308B по дугообразной траектории, заданной криволинейной реечной передачей 328, при генерировании датчиком 308 электронных сигналов, соответствующих количеству отраженного света, воспринимаемого датчиком 308 в указанных положениях.
Как показано на фиг. 4, чернильный стержень 350 имеет отличительную поверхность 358 для отражения света, излучаемого источником 304 света, в направлении оптического датчика 308 в положении, показанном на фиг. 4. Соответственно, оптический датчик 308 генерирует сигнал, отображающий максимальное количество воспринимаемого света при нахождении датчика 308 в положении, показанном на фиг. 4. При перемещении исполнительным механизмом 320 оптического датчика 308 между положениями 308A и 308B, датчик 308 воспринимает меньше отраженного света, и сигналы, генерируемые датчиком 308 в положениях 308A и 308B, отображают меньшие количества воспринимаемого света. Контроллер 340 идентифицирует максимальный сигнал, генерированный оптическим датчиком 308, и сопоставляет максимальный сигнал с положением оптического датчика 308 при генерировании максимального сигнала. Затем контроллер 340 на основании положения оптического датчика 308 при генерировании максимального сигнала определяет, что твердый чернильный стержень 350 содержит поверхность 358 с признаком.
Вместо поверхности 358 другие чернильные стержни, установленные на опоре для чернильных стержней, могут иметь отличительные поверхности 358A или 358B, отображающие различные свойства твердых чернильных стержней. Чернильный стержень с отличительной поверхностью 358A отражает свет главным образом в положение 308A, при этом оптический датчик 308 генерирует сигнал, соответствующий максимальному количеству света, воспринимаемого при нахождении в положении 308A. Аналогичным образом, чернильный стержень с отличительной поверхностью 358B отражает свет главным образом в направлении положения 308B, при этом оптический датчик 308 генерирует сигнал, соответствующий максимальному количеству света, воспринимаемого при нахождении в положении 308B.
На фиг. 5 проиллюстрирован способ 500 идентификации твердого чернильного стержня в принтере с использованием твердых чернил, оснащенном системой идентификации чернильных стержней, такой как описана со ссылкой на фиг. 1-4. Когда при описании способа говорится об осуществлении какой-либо функции или действия, это относится к выполнению контроллером запрограммированных команд с целью осуществления функции или действия или к генерированию контроллером сигналов с целью приведения в действие одного или нескольких электрических или электромеханических компонентов с целью осуществления функции или действия.
Осуществление способа начинается с приема контроллером сигнала, указывающего, что в загрузчике чернил принтера находится чернильный стержень (на шаге 510). Сигнал может генерироваться оптическим датчиком системы идентификации, в ответ на восприятие света, отраженного от чернильного стержня в загрузчике чернил, или сигнал может генерироваться другой системой датчиков или другим механизмом, сконфигурированным на обнаружение твердого чернильного стержня в загрузчике чернил.
После приема сигнала контроллер приводит в действие источник света с целью излучения света на лицевую сторону чернильного стержня в загрузчике чернил (на шаге 520). Исполнительный механизм сконфигурирован на перемещение одного оптического датчика и источника света между множеством положений. Когда источник света излучает свет на поверхность чернильного стержня в непрерывном, импульсном или распределенном по времени/положению режимах, контроллер приводит в действие исполнительный механизм с целью перемещения источника света или оптического датчика в заданное положение (на шаге 530). После перемещения источника света или оптического датчика в заданное положение оптический датчик генерирует электрический сигнал, соответствующий количеству света, отраженного твердым чернильным стержнем на оптический датчик (на шаге 540). В некоторых вариантах осуществления оптический датчик может быть сконфигурирован на непрерывное генерирование сигналов, когда исполнительный механизм осуществляет перемещение между положениями. Затем контроллер определяет, переместился ли датчик или источник света в дополнительные заданные положения (на шаге 550). Если имеются дополнительные заданные положения, осуществление способа продолжается на шаге 530.
После того, как источник света или оптический датчик переместились во все заданные положения, контроллер оценивает сигналы, принятые от оптического датчика при различных положениях источника света или датчика, чтобы обнаружить признак твердого чернильного стержня (на шаге 560). Контроллер идентифицирует генерированный датчиком сигнал, соответствующий максимальной величине отраженного света, воспринятого оптическим датчиком. Контроллер определяет положение источника света или датчика при приеме сигнала, соответствующего максимальному воспринятому отраженному свету, на основании положения источника света или датчика при генерировании им максимального сигнала, и обнаруживает признак твердого чернильного стержня с целью идентификации твердого чернильного стержня в загрузчике чернил. Описанные выше операции обнаружения могут выполняться применительно к одному или нескольким местоположениям загрузки или каналам подвода в зависимости от конкретного загрузчика чернил и загрузки чернильных стержней. Например, черный и желтый чернильные стержни могут одновременно загружаться в загрузчик с множеством загрузочных отверстий. При таком сценарии может осуществлять идентификация сначала одного, а затем другого чернильного стержня или одновременно обоих чернильных стержней.
1. Система идентификации чернильных стержней для формирователя изображения с использованием твердых чернил, содержащая:
источник света, рассчитанный на излучение света в направлении первой лицевой стороны твердого чернильного стержня, установленного в формирователе изображения,
оптический датчик, рассчитанный на восприятие света, отраженного от первой лицевой стороны твердого чернильного стержня, и на генерирование сигналов, соответствующих количеству воспринятого отраженного света,
исполнительный механизм, оперативно связанный с источником света или оптическим датчиком и сконфигурированный на перемещение источника света или оптического датчика между множеством заданных положений, и
контроллер, оперативно связанный с исполнительным механизмом и оптическим датчиком и сконфигурированный на идентификацию твердого чернильного стержня на основании сигналов, генерируемых оптическим датчиком.
2. Система идентификации чернильных стержней по п. 1, в которой:
исполнительный механизм оперативно связан с источником света и сконфигурирован на перемещение источника света между множеством заданных положений и
контроллер дополнительно сконфигурирован на обнаружение максимального сигнала, генерированного оптическим датчиком, и на идентификацию признака твердого чернильного стержня на основании соответствующего положения источника света в ответ на максимальный сигнал, генерируемый оптическим датчиком.
3. Система идентификации чернильных стержней по п. 1, в которой:
исполнительный механизм оперативно связан с источником света и сконфигурирован на перемещение оптического датчика между множеством заданных положений и
контроллер дополнительно сконфигурирован на обнаружение максимального сигнала, генерированного оптическим датчиком, и на идентификацию признака твердого чернильного стержня на основании соответствующего положения оптического датчика в ответ на максимальный сигнал, генерируемый оптическим датчиком.
4. Система идентификации чернильных стержней по п. 1, дополнительно содержащая загрузочное отверстие, через которое вводят чернильный стержень в формирователь изображения,
при этом источник света и оптический датчик обращены к стороне чернильного стержня, противоположной загрузочному отверстию, когда чернильный стержень установлен в формирователе изображения.
5. Система идентификации чернильных стержней по п. 1, дополнительно содержащая зубчатый привод, который оперативно соединяет исполнительный механизм с источником света или оптическим датчиком.
6. Система идентификации чернильных стержней по п. 1, дополнительно содержащая эксцентриковый привод, который оперативно соединяет исполнительный механизм с источником света или оптическим датчиком.
7. Система идентификации чернильных стержней по п. 1, дополнительно содержащая привод с ходовым винтом, который оперативно соединяет исполнительный механизм с источником света или оптическим датчиком.
8. Система идентификации чернильных стержней по п. 1, в которой источник света представляет собой светоизлучающий диод.
9. Система идентификации чернильных стержней по п. 1, в которой источник света представляет собой светодиодный лазер.
10. Система идентификации чернильных стержней по п. 1, в которой оптический датчик представляет собой фототранзистор.
11. Способ идентификации твердых чернильных стержней, включающий:
приведение в действие источника света для излучения света в направлении первой лицевой стороны твердого чернильного стержня, установленного в формирователе изображения,
приведение в действие исполнительного механизма для перемещения только одного источника света и оптического датчика между множеством заданных положений,
генерирование сигнала с применением оптического датчика, соответствующего количеству отраженного света, воспринятого оптическим датчиком, когда один источник света и оптический датчик находятся между множеством заданных положений; и
идентификацию признака твердого чернильного стержня на основании сигналов, генерируемых оптическим датчиком в каждом из множества заданных положений.
12. Способ по п. 11, в котором идентификация признака твердого чернильного стержня дополнительно включает:
идентификацию максимального сигнала, генерируемого оптическим датчиком; и
идентификацию признака твердого чернильного стержня на основании соответствующего положения одного из источника света и оптического датчика, когда генерируется максимальный сигнал.
13. Способ по п. 11, в котором приведение в действие исполнительного механизма дополнительно включает
приведение в действие исполнительного механизма для перемещения источника света между множеством заданных положений.
14. Способ по п. 11, в котором приведение в действие исполнительного механизма дополнительно включает
приведение в действие исполнительного механизма для перемещения оптического датчика между множеством заданных положений.
15. Способ по п. 11, в котором приведение в действие исполнительного механизма дополнительно включает
приведение в действие зубчатого привода для перемещения одного из источника света и оптического датчика между множеством заданных положений.
16. Способ по п. 11, в котором приведение в действие исполнительного механизма дополнительно включает
приведение в действие эксцентрикового привода для перемещения одного из источника света и оптического датчика между множеством заданных положений.
17. Способ по п. 11, в котором приведение в действие исполнительного механизма дополнительно включает
приведение в действие ходового винта для перемещения одного из источника света и оптического датчика между множеством заданных положений.
18. Способ по п. 11, в котором приведение в действие источника света дополнительно включает
приведение в действие светоизлучающего диода для излучения света в направлении первой лицевой стороны твердого чернильного стержня.
19. Способ по п. 11, в котором приведение в действие источника света дополнительно включает
приведение в действие светодиодного лазера для излучения света в направлении первой лицевой стороны твердого чернильного стержня.
20. Способ по п. 11, в котором генерирование сигнала дополнительно включает
генерирование сигнала с применением фототранзистора, соответствующего количеству отраженного света, воспринятого фототранзистором.
