CN104169091B - 利用阻抗测量确定在喷墨喷嘴中的问题 - Google Patents

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Abstract

一种用于利用阻抗测量确定在喷墨喷嘴中的问题的方法(800)，包括利用阻抗传感器进行(801)第一阻抗测量来检测驱动气泡；以及在所述第一阻抗测量之后利用阻抗传感器进行(802)第二阻抗测量来检测所述驱动气泡。

Description

利用阻抗测量确定在喷墨喷嘴中的问题
背景技术
在喷墨打印中，将墨滴从在打印头中的喷嘴阵列释放到诸如纸张的打印介质上。墨水结合到打印介质的表面且形成图形、文本或其他图像。精确地释放墨滴来确保准确地形成图像。一般地，在介质在打印头下方传送的同时选择性地释放小滴。将介质的传送速度作为因素计入小滴释放定时中。
某些喷墨打印机包括打印头，所述打印头在打印工作期间跨打印介质的幅面(swath)或宽度(width)横向滑动。在这样的打印机中，当打印头沿着介质的幅面行进并且释放预定小滴时，介质的传送暂时地停止。其他喷墨打印机包括贯穿打印工作保持固定的打印头。在这些打印机中，喷嘴的阵列一般跨越打印介质的完整幅面。
打印头通常包括也被称为燃烧腔(firing chamber)的多个墨水腔。每个墨水腔与在阵列中的喷嘴中的一个流体通信(fluid communication)，并提供将由该各个打印头喷嘴存储(deposit)的墨水。在小滴释放之前，由于作用于喷嘴通道内的墨水上的毛细力和/或背压，在墨水腔中的墨水被抑制而不脱离(exit)喷嘴。作为将腔中的液体墨水与位于喷嘴下方的大气分离的墨水的表面的弯液面由于腔的内部压力、重力和毛细力的平衡而处在适当位置。喷嘴通道的大小是对毛细力的强度起作用的因素。在墨水腔内的内部压力一般不足以超过毛细力的强度，并且因此，在没有主动增加腔内的压力的情况下，防止墨水通过喷嘴通道脱离墨水腔。
在小滴释放期间，通过主动增加在腔内的压力将墨水腔中的墨水压出喷嘴。某些打印头使用定位在腔内的电阻加热器来蒸发液体墨水的小量的至少一个成分。在许多情况下，该液体墨水的主要成分是水，并且电阻加热器蒸发水。一个或多个蒸发的墨水成分膨胀以形成在墨水腔内的气态驱动气泡(drive bubble)。该膨胀超过毛细力而足以将单个小滴从喷嘴排出。一般地，在单个小滴的释放之后，在墨水腔中的压力下降到毛细力的强度之下并且墨水的剩余部分被保持在腔内。同时，驱动气泡破裂，并且来自储蓄器的墨水流到墨水腔中，补充由于小滴释放而失去的墨水量。每当打印头被指示来发射时，重复该过程。
附图说明
附图图示了本文描述的原理的各种示例，并且是说明书的一部分。图示的示例仅仅是示例，并且不限制权利要求书的范围。
图1是根据本文描述的原理的打印机的说明性部件的图。
图2是根据本文描述的原理的说明性墨水腔的横截面图。
图3是根据本文描述的原理的说明性墨水腔的横截面图。
图4是根据本文描述的原理的说明性墨水腔的横截面图。
图5是根据本文描述的原理的说明性墨水腔的横截面图。
图6是根据本文描述的原理的说明性墨水腔的横截面图。
图7是示出了根据本文描述的原理的驱动气泡寿命的说明性图表的图。
图8是根据本文描述的原理的、用于确定在喷墨喷嘴中的问题的说明性方法的图。
图9是根据本文描述的原理的说明性墨水腔的图。
图10是示出了根据本文描述的原理的、典型的驱动气泡寿命的总和的说明性图表的图。
图11是根据本文描述的原理的用于确定问题的说明性电路的图。
图12是示出了根据本文描述的原理的问题确定的说明性图表的图。
图13是根据本文描述的原理的说明性处理器的图。
图14是描述了根据本文描述的原理的、用于确定问题的方法的说明性流程图的图。
具体实施方式
如本文使用的那样，驱动气泡是从墨水腔内形成的气泡以分配墨滴作为打印工作或维护事件的一部分。驱动气泡可以由被气泡壁从液体墨水中分离的蒸发的墨水组成。驱动气泡形成的定时可以取决于将在打印介质上形成的图像。
本说明书描述的原理包括，例如，用于利用墨水腔的多个测量来确定在喷墨喷嘴中的问题的方法。所述问题可以包括喷嘴的堵塞、在墨水腔中的杂散(stray)气泡的存在、到墨水腔中的入口(inlet)的堵塞、弱的驱动气泡形成、其他问题或者它们的组合。这样的方法的示例包括利用阻抗传感器进行墨水腔的第一阻抗测量和在第一阻抗测量之后利用阻抗传感器进行墨水腔的第二阻抗测量。该测量可被用于确定问题是否存在并且也确定问题的类型。
在以下描述中，出于解释的目的，记载了许多具体细节以便提供对本系统和方法的彻底理解。然而，本领域技术人员将清楚，可以在没有这些具体细节的情况下实现本装置、系统和方法。在说明书中对“示例”或类似语言的引用意味着描述的特定的特征、结构或特性被包括在至少该一个示例中，但未必被包括在在其他示例中。
图1是根据本文描述的原理的打印机(100)的说明性部件的图。在该示例中，打印机(100)包括定位在打印介质(102)之上的行进通过打印机(100)的打印头(101)。打印机(100)进一步包括与打印头(101)通信的处理器(1101)，基于例如来自打印头(101)的喷嘴的阻抗测量来确定打印头(101)正在经历什么问题，如下文将进一步详细描述的那样。
通过辊(103，104)的使用，从介质堆单独地拉打印介质(102)。在其他示例中，打印介质是连续的片或卷筒纸(web)。打印介质可以是但不限于纸、卡片材料(cardstock)、广告板、乙烯基、半透明图形介质、其他打印介质或它们的组合。
打印头(101)可以具有在其下侧(105)中形成的多个喷嘴。每个喷嘴可以与处理器电通信，所述处理器通过激活在与每个喷嘴相关联的墨水腔内的加热器来指示喷嘴在具体时间处发射。加热器可以是加热元件、电阻加热器、薄膜电阻器，或者可以在墨水腔产生的气泡的其他机构。在其他示例中，压电元件可以在墨水腔中产生压力来归档(file)期望的喷嘴。
图2是根据本文描述的原理的说明性墨水腔(200)的横截面图。在该示例中，墨水腔(200)通过入口(202)连接到墨水储蓄器(201)。加热器(203)被定位在喷嘴(204)之上。阻抗传感器(205)被定位在加热器(203)附近。毛细力使得墨水形成在喷嘴(204)的通道(208)内的弯液面(207)。弯液面是在腔(200)中的液体墨水(206)和位于在喷嘴(204)之下的大气之间的屏障。在墨水腔(200)内的内部压力不超过该毛细力，除非主动地增加腔的内部压力。
阻抗传感器(205)可以具有由诸如金属的预定电阻的材料制成的板。在某些示例中，金属板由钽、铜、镍、钛、或它们的组合制成。在某些示例中，金属能够经受归因于金属与液体墨水(206)接触的腐蚀。接地元件(209)也可位于在墨水腔(200)或墨水储蓄器(201)内的任何地方。在图2的示例中，接地元件(209)被描绘在墨水储蓄器(201)中。在某些实施例中，接地元件是具有暴露的、接地的导电材料的壁的蚀刻的部分。在其他示例中，接地元件(209)可以是接地的电垫(electrical pad)。在存在液体墨水(206)的情况下，当将电压施加于阻抗传感器(205)时，电流可以从阻抗传感器(205)传递到接地元件(209)。
液体墨水(206)可以比在驱动气泡中的空气或其他气体更具传导性。在液体墨水包含某些部分水的载色剂移动离子(aqueous vehicle mobile ion)并且当电流脉冲或电压脉冲被施加到传感器(205)时传感器的表面面积的部分与液体墨水(206)接触的示例中，所述传感器的阻抗低于在没有墨水接触的情况下将否则是的阻抗。另一方面，当越来越大量的传感器表面面积与驱动气泡的气体接触并且相同强度电压或电流被施加到传感器(205)时，传感器的阻抗增加。传感器(205)可以用于进行阻抗的某些分量的测量，诸如在由向传感器供应电压或电流的电压源的类型确定的频率范围处的电阻(实)分量。在某些示例中，沿着在阻抗传感器(205)和接地元件(209)之间的电路径的驱动气泡或杂散气泡的横截面的几何形状也可影响阻抗值。
图3-6描绘了在墨滴释放期间具有健康条件的说明性喷墨喷嘴。健康的喷墨喷嘴是与墨水腔、加热器和无将引起喷嘴不适当地发射的问题的其他部件相关联的喷嘴。不适当发射的喷嘴包括完全未能发射、发射过早、发射过迟、释放太多墨水、释放太少墨水或它们的组合的喷嘴。
图3-6描绘了驱动气泡从其形成到其破裂的阶段。这些描述仅是说明性的。气泡大小和几何形状是由诸如加热器生成的热量、墨水腔的内部压力、在墨水储蓄器中的墨水的量、液体墨水的粘度、墨水的离子浓度、墨水腔几何形状、墨水腔的容积、喷嘴通道的直径大小、加热器的位置、其他因素或它们组合的因素确定的。
图3是根据本文描述的原理的说明性墨水腔(300)的横截面图。在图3中，在墨水腔(300)中的加热器(301)正在发起驱动气泡形成。电压被施加到加热器(301)，并且加热器的材料抵抗由电压驱动的相关联的电流，从而导致焦耳加热。这将加热器的材料加热至足以蒸发与加热器(301)接触的液体墨水的温度。当墨水蒸发时，气态形式的墨水膨胀形成驱动气泡(303)。气泡壁(304)将气泡气体(305)从液体墨水(306)分开。在图3中，驱动气泡(303)已经膨胀到这样的体积，使得加热器(301)和传感器(307)仅与气泡的气体(305)进行物理接触。由于传感器与气泡的气体(305)接触，传感器(307)测量指示驱动气泡(303)与传感器(307)接触的阻抗值。
驱动气泡(303)的膨胀增加了墨水腔(300)的内部压力。在图3中描绘的阶段期间，腔的内部压力移置(displace)足够的墨水来将在喷嘴的通道(309)内的弯液面(308)压到向外弯曲。然而，在该阶段，毛细力将所有的液体墨水(306)继续保持在一起。
图4是根据本文描述的原理的说明性墨水腔(400)的横截面图。在该图中，从驱动气泡的发起已经经过了更多的时间，并且驱动气泡的体积继续增加。在该阶段，驱动气泡壁(401)通过腔入口(402)延伸到储蓄器(403)中。在腔的另一侧，气泡壁(401)和腔的远壁(404)进行接触。气泡壁(401)的另一部分进入到喷嘴通道(405)中。
驱动气泡(406)可以将在喷嘴通道(405)中的液体墨水(407)从墨水腔(400)的其余部分基本上隔离。当驱动气泡(406)继续膨胀到喷嘴通道(405)中时，在喷嘴通道(405)中的压力增加到这样的程度，使得在通道(405)中的液体墨水(407)将弯液面(408)推出喷嘴通道(405)，从而增加弯液面的表面面积。当弯液面(408)大小增加时，形成从通道(405)脱离的小滴(409)。
在该阶段，驱动气泡(406)继续覆盖传感器(410)的全部表面面积。因此，传感器(410)可通过测量如果传感器(410)与液体墨水(401)接触则传感器(410)否则将测量的较高的电阻或阻抗来测量驱动气泡的存在。
图5是根据本文描述的原理的说明性墨水腔(500)的横截面图。在该示例中，墨滴(501)正从喷嘴通道(502)摆脱。
在该阶段，驱动气泡(505)的气体(504)在没有来自加热器(503)热的情况下冷却。当气体(504)冷却时，驱动气泡(505)收缩，这使得墨水腔(500)减压。减压将液体墨水(506)从墨水储蓄器(507)通过腔入口(508)拉到腔(500)中以补充小滴释放损失的墨水量。而且，由于减压，弯液面(509)被拉回到喷嘴通道(502)中。因为驱动气泡(505)继续将传感器(510)从液体墨水(506)隔离，所以所述传感器(510)继续测量相对高的阻抗值。
图6是根据本文描述的原理的说明性墨水腔(600)的横截面图。在该图中，驱动气泡与弯液面融合。当由于来自储蓄器(603)的墨水流墨水腔(600)的内部压力增加时，气泡壁(604)被朝向喷嘴通道(605)压回。在该气泡壁回缩期间，储蓄器侧气泡壁(604)从传感器(606)脱离。当传感器(606)重新建立与液体墨水(607)的接触时，由于液体墨水(607)的较高的导电性，所以传感器测量较低的阻抗值。
在健康操作条件下的该阶段，由于来自墨水储蓄器(603)的墨水流重新建立在墨水腔(600)中的压力平衡，所以储蓄器侧气泡壁(604)比远气泡壁(609)抵抗更大量的压力。墨水流补充损失的墨水量，并且弯液面移动到喷嘴通道(605)的端部(608)。
再次地，图3-6描绘了在墨滴释放期间具有健康条件的说明性喷墨喷嘴的示例。然而，许多条件可以不利地影响小滴释放。例如，喷嘴通道的堵塞可以防止墨滴的形成。当喷嘴被这样堵塞时，测量结果可以示出驱动气泡正常地形成，但是驱动气泡比预期更慢地破裂。
在其他示例中，墨水腔入口的堵塞可阻止墨水从墨水储蓄器流动以重新建立在墨水腔内的压力平衡。在这样的情况下，液体墨水可能无法恢复与传感器接触。在其他情况下，在灌注(priming)过程期间墨水从未进入腔。
由于墨水中的颗粒或墨水的凝固部分，可以发生在入口或喷嘴通道中的堵塞。该墨水可以由于暴露于在喷嘴通道中的空气或者由于来自加热器的热而凝固。一般地，墨水腔具有皮升(picoliter)尺度的体积，因此，非常小的颗粒可以部分地或完全地形成在墨水腔内的堵塞。
在某些情况下，液体墨水可以在加热器上干燥并且凝固，并且编程抑制蒸发液体墨水的加热器的能力的热屏障。所述热屏障可以完全阻碍加热器的形成驱动气泡的能力，或者限制加热器来形成比预期的更小、更弱的驱动气泡。
而且，杂散气泡的存在可以影响墨滴释放。因为小滴释放的定时影响在打印介质上形成的图像的准确性，所以从发起驱动气泡形成到实际的小滴释放的延迟需要是可预测的。有时由于空气或其他气体从墨水脱气(out-gas)，在墨水储蓄器中的墨水的主体中或者在腔本身中形成空气气泡。在某些情况下，这使得产生在喷墨腔中的或者朝向喷墨腔迁移的气体半永久性杂散气泡。这样的杂散气泡可以驻留在墨水腔中。在墨水腔内的这些杂散气泡的存在可以影响墨水的总体压缩条件。例如，杂散气泡的机械顺从性可以吸收意图将墨水移置出喷嘴通道并且延迟小滴释放的内部压力中的某些。进一步地，杂散气泡的壁可以使驱动气泡以以下这样的方式偏转离开喷嘴通道，小滴无法形成或者更慢地形成。
在某些示例中，来自储蓄器的墨水流可能未能在腔的远壁附近建立压力平衡，并且在驱动气泡否则将破裂之后允许驱动气泡的残留部分留在墨水腔中。在其他示例中，墨水可以变得起泡，导致在液体墨水中的多个的微型空气气泡的形成。由于泄漏到腔中的空气、在墨水中的污染物、将来自喷嘴通道的空气与在腔中的墨水混合的非预期的机械搅动、另一机构或者它们的组合，泡沫可以形成。泡沫也可以由于有害的灌注形成，所述有害的灌注是允许空气泄漏到腔中作为汽泡的失败的灌注过程。
由于杂散气泡可以具有的对喷嘴的健康的各种影响，传感器可进行不一致测量。例如，由于与小的空气气泡的某些接触，起泡的墨水可以测量为在与液体墨水接触时具有较高的阻抗。在较大的杂散气泡存在的情况下，液体墨水可能未能重新润湿传感器的板。
如将在下文更详细地解释的那样，这些各种问题将具有如由在墨水腔中的传感器(例如在图2中的205)测量的区别特性。例如，如由传感器测量的驱动气泡的寿命可以指示如果存在这些各种问题的话这些各种问题中的哪个正在发生。因此，来自该传感器的输出可以用于确定在打印头的特定喷嘴中正在发生描述的各种问题中的哪个。
图7是示出了根据本文描述的原理的、每个喷嘴健康问题的类型的典型驱动气泡寿命的说明性图表(700)。在该示例中，x轴(701)说明性地表示以微秒为单位的时间。零微秒可以对应于驱动气泡形成的发起。y轴(702)可以示意性地表示传感器板的表面面积的驱动气泡的覆盖范围，其对应于阻抗测量的实部分。
在y-轴(702)上描述的驱动气泡的覆盖范围可以对应于由在墨水腔中的传感器随时间进行的阻抗测量。例如，最小阻抗测量可以指示传感器的全部表面面积与墨水接触，并且可对应于在y-轴(702)上的百分之零的表面面积覆盖范围。另一方面，最大阻抗测量可以指示传感器的全部表面面积与驱动气泡接触，并且可以对应于在y-轴(702)上的百分之百的表面面积覆盖范围。最小值和最大值之间的阻抗测量可以指示传感器表面面积的一部分覆盖有液体墨水，并且另一部分由驱动气泡覆盖。在某些示例中，较高的阻抗测量指示表面面积的较大部分由驱动气泡覆盖。另一方面，较低的阻抗测量可以指示表面面积的大部分由液体墨水覆盖。
图例(703)指示线(704、705、706、707)与诸如健康条件、弱气泡、堵塞的喷嘴通道和杂散起泡的存在的具体喷嘴条件相关联。可以在打印工作之前实验性地确定在图7的示例中的图(700)的值，并且在图7的示例中的图(700)的值对于具有类似几何形状、大小等等的墨水腔是特定的。
在某些示例中，传感器在打印工作期间进行第一测量和第二测量来确定该传感器与液体墨水还是与驱动气泡接触。在这样的示例中，每次发射可以进行多个测量来确定喷嘴的健康条件。例如，如果传感器被指示在七微秒(708)处进行第一测量并且传感器测量最小阻抗值，则这可以指示喷嘴未能形成驱动气泡或者形成了大约百分之五十强度或更少的弱气泡。另一方面，如果第一测量记录了最大阻抗值，则处理器可能不能肯定地确定该喷嘴是否具有健康条件，因为健康驱动气泡、堵塞的喷嘴驱动气泡和杂散起泡的驱动气泡寿命将在七微秒处都测量最大值。
如果根据第一测量值确定不存在形成的驱动气泡或者仅形成了弱驱动气泡，则可以仅进行第一测量。
然而，如果因为阻抗值被记录在最大值处，所以所述第一测量值是非决定性的，则处理器可以指示进行第二测量值。在某些示例中，处理器指示在自激活驱动气泡形成机构以来的十一微秒处进行第二测量(709)。如果第二测量记录最小阻抗值，其指示传感器与驱动气泡不接触，则这可以指示该喷嘴具有健康条件。可以基于传感器在七秒处与驱动气泡接触和在十一秒处第二驱动气泡不与驱动气泡接触的第一阻抗测量读数的组合确定喷墨喷嘴是健康的。
如果第二测量记录了最大阻抗值，则这可以指示该喷嘴具有不健康的条件，因为在健康的操作条件下，驱动气泡将已经破裂。然而，因为杂散气泡和堵塞的喷嘴孔两者可以记录最大阻抗值，所以处理器可能不能肯定地确定问题的类型。
为了在杂散气泡和堵塞的喷嘴之间进行区分，处理器可以指示在以堵塞的喷嘴形成的驱动气泡已经形成之后进行第三测量。在图7中，如果这样测量产生最小阻抗值，则其指示问题是堵塞的孔。否则，问题将是杂散气泡。
通过在激活驱动气泡形成机构之后进行多个测量，喷嘴健康条件的类型可以以较高的准确性彼此区别。
在某些示例中，墨水腔的几何形状、传感器或加热器的放置或其他墨水腔参数可以针对健康驱动气泡、堵塞孔驱动气泡、杂散气泡或不同于在图7的示例中示出的在百分之五十强度处的驱动气泡产生不同但是可预测的结果。在这样的示例中，第一和第二测量的定时可以不同于在图7的示例中的定时。
在存在不健康的喷嘴条件的指示时，处理器可以确定来做出补救动作。例如，处理器可确定来增加施加于加热器的能量以补偿弱气泡形成。而且，处理器可以确定以解激活喷嘴、发送问题通知、通过指示另一喷嘴来执行不健康的喷嘴的工作来补偿喷嘴的条件、发起其他补救动作或者它们的组合。
在某些示例中，电路将测量转换成二进制数据。例如，“1”可以表示高阻抗测量，所述高阻抗测量在图7中如线(710)示意地表示的预定阈值之上。另一方面，“0”可以表示低阻抗测量，其可以低于预定的阈值。以这样的方式，可以简化测量用于与逻辑一起使用并简化处理电路。
根据本文描述的原理的阻抗传感器可以在两微秒的误差容限或更小内进行测量。因此，进行的测量准确到足以测量在健康和不健康的喷嘴条件之间区分所需要的狭窄的时间帧内的阻抗值。
图8是根据本文描述的原理的、用于确定在喷墨喷嘴中的问题的说明性方法(800)的图。在该示例中，方法(800)包括以阻抗传感器进行(801)墨水腔的第一阻抗测量，以及在进行第一阻抗测量之后以阻抗传感器进行(802)墨水腔的第二测量。
在某些示例中，第一和第二测量的组合用于确定是否存在问题。在某些示例中，第一测量、第二测量或者它们的组合也可以用于确定问题的类型。
在某些示例中，如果进行了第一测量，则处理器自动进行第二测量。然而，在替代示例中，处理器在指示进行第二测量之前评估第一测量。在这样的示例中，当处理器有把握其已经准确地将正确问题与其他可能性进行了区分时，处理器可以中断进行测量。在某些示例中，可以在第一阻抗测量之后的二到七微秒进行第二阻抗测量。
可以在实际打印工作上采用所述方法。以这样的方式，如果在打印工作期间问题发展，则可以实时地检测问题并且避免浪费时间和资源。而且，所述方法可以仅花费几微秒来执行并且可以在不干扰打印过程的情况下经常地重复。进一步地，在打印工作期间可以诊断多个喷嘴。附加地，所述方法对用户可以是看起来透明的。
进一步地，也可以在维护时间期间采用所述方法。维护事件可以在打印工作的期间、之前或之后发生。为了防止液体墨水在喷嘴通道中和周围干燥，所述喷嘴可以被射击到服务站中。在打印头跨打印介质的幅面扫描的示例中，服务站可以被定位于该幅面的侧面。打印头可以根据需要在打印工作期间入坞(dock)在打印站处和/或当打印头不在使用中时，所述打印头可以入坞在服务站处。在入坞时，打印头可以每次使单个喷嘴发射以确定该喷嘴的健康问题。通过每次发射单个喷嘴，可以减少同时评估来自其他喷嘴的误读。在某些示例中，可以以特定顺序发射某些或全部的喷嘴来控制间隔和减少对其他喷嘴的诊断的干扰。在打印头关于打印介质的幅面保持固定的示例中，服务站可以根据需要移动到打印头用于维护。
本方法在打印工作期间可以对固定喷嘴阵列或对横跨打印介质宽度的打印头来执行。
驱动气泡形成机构可以是加热器或者其他能够在墨水腔内产生驱动气泡的机构。可以以能够测量电阻、阻抗或它们的组合的阻抗传感器进行测量。可以在激活驱动气泡形成机构之后的五到三十五微秒内进行测量。而且，传感器可以被放置在预期存在墨水气泡的墨水腔的区域内。
所述方法可以进一步包括基于测量确定问题是否存在。所述方法可以确定的问题可以是喷嘴的堵塞、弱气泡的形成、杂散气泡的存在、腔入口的堵塞或者它们的组合。
所述方法也可以包括响应于问题利用处理器发起补救电子。补救响应可以包括使用第二喷墨喷嘴来补偿所述问题。在某些示例中，不止一个附加喷嘴可以用于补偿所述问题。在打印头跨打印介质的幅面滑动的示例中，一个或多个补偿喷嘴可以被定位在打印头的任何部分上。在喷嘴的阵列关于打印介质的幅面固定的示例中，补偿喷嘴可以被定位在沿着由打印介质行进的路径的喷嘴的之前或之后。在某些示例中，补偿喷嘴是意图在喷嘴具有问题时使用的后备喷嘴。在替代示例中，补偿喷嘴已经在操作并且在已经被分配到补偿喷嘴的任务之外获得针对不健康的喷嘴的附加任务。
另一补救动作可以包括发送与问题有关的通知。所述通知可以被发送到打印机操作者、维护服务提供商、数据库、远程位置或者它们的组合。喷嘴可以被禁用，直到喷嘴接收需要的注意为止。在某些示例中，尽管具有问题，但是处理器确定喷嘴是否仍可以暂时运转。所述处理器可以确定不采取动作或者等待以做出补救动作。
在某些示例中，打印机已经具有内置的机构和/或程序来处理堵塞的喷嘴、杂散气泡、弱气泡弱形成、堵塞的入口、其他问题或者它们的组合。可以在没有打印机用户或修理人员的协助的情况下由打印机或打印头自动地执行这些内置机构。
图9是根据本文描述的原理的说明性墨水腔(900)的图。在该示例中，传感器(901)具有第一区域(902)和第二区域(903)，其共同增加传感器(901)的表面面积超过图2的示例。这样的较大的表面面积可以允许传感器(901)以具有较高的分辨率进行墨水腔(900)的测量。
在某些示例中，第一和第二区域(902、903)两者在共同的金属板上。在其他示例中，第一区域和第二区域(902、903)是彼此并行电连接的独立的金属板。
第一和第二区域(902、903)可被布置成来获得单独的阻抗读数，其可以被总计在一起以形成单个输出。以这样的方式，处理器可以使用基本上同时获得的多个读数来译解墨水腔(900)的健康条件。当驱动气泡膨胀时，驱动气泡可以在接触第二区域(903)之前接触第一区域(902)。进一步地，当驱动气泡回缩时，驱动气泡可以在从第一区域(902)后退之前从第二区域(903)后退。因此，在某些条件下的具体时间处，驱动气泡可以与第一区域(902)接触，但是不接触第二区域(903)。
在第一和第二区域(902、903)并行连接的示例中，第一测量包括在第一基本相同时间获得的读数的第一集合。在所述集合中的第一读数可以包括与第一区域(902)相关联的阻抗值并且第二读数可以与第二区域(903)相关联。在第一和第二区域(902、903)两者与驱动气泡接触或者两者与液体墨水接触的情况下，两个读数可以是基本相同的。然而，在第一区域(902)与驱动气泡接触并且第二区域(903)与液体墨水接触的情况下，读数可以显著地不同。
而且，在某些示例中，第二测量包括在第二基本相同时间处从第一和第二区域(902、903)获得读数的第二集合。在某些示例中，传感器(901)具有能够进行可以被总计在一起的分离的阻抗测量的三个或更多区域。
图10是示出了根据本文描述的原理的、从在基本上相同的时间获得的每个区域的读数导出的驱动气泡寿命的总和的说明性图表(1000)的图。在图10的示例中，图例(1001)详述哪些线(1002、1003、1004、1005)对应于哪些喷嘴健康条件。y轴(1006)将驱动气泡覆盖范围示意地表示为传感器板的百分比，而x轴(1007)示意地表示自从激活驱动气泡形成机构以来的以微秒为单位的时间。在该示例中，由y轴(1007)测量的传感器板覆盖范围包括传感器的第一和第二区域两者。
在该示例中，线(1008)示意地表示第一阈值电平，所述第一阈值电平是被用于第一测量(1012)以在在二进制代码中的“1”和“0”之间进行区分的电平。例如，如果第一测量(1012)在线(1008)之上，则所述测量可以被转换成在二进制代码中的“1”。另一方面，如果第一测量(1012)产生在线(1008)之下的值，则二进制信号将是“0”。在该示例中，线(1013)示意地表示第二阈值电平，当将信号转换成二进制格式时可以由第二测量(1011)使用所述第二阈值电平。
在图10的示例中，可以从阻抗测量实验性地导出在图表(1000)中气泡寿命。在该示例中，测量值被总计在一起，这导致线(1002，1003，1004，1005)下降斜率平直(flatteniing out)。
在图10的示例中，因为沿着阈值线(1008)，在线(1002)和线(1003)之间的距离(1009)大于在图7示例中示出的距离，所以平坦部分可以是有利的。因此，总和提供了进行测量同时仍然能够有把握地确定是否存在弱气泡形成的机会的较大的时间窗。在某些示例中，系统能够在二微秒或更少的时间内进行测量。然而，将第一测量的机会的窗口增加到四微秒之上允许所述系统使用更少的定时精度，同时仍然准确地确定墨水腔的条件。
而且，沿着阈值线(1013)的在线(1003)和线(1004)之间的距离(1010)也可以大于在图7的示例中的距离。如上文解释的那样，增加的距离表示进行第二测量的机会的较大的窗口。
进一步地，线(1002、1003、1004、1005)的下降斜率的平直虑及诸如第一阈值电平(1008)和第二阈值电平(1013)的多个阈值电平的使用。多个电平的使用虑及喷嘴的更对准目标的(targeted)采样来在喷嘴健康条件之间区分。与图7相比，其中当大约百分之五十的传感器板与气泡接触时，使用单个阈值电平，在大约十二微秒处进行的第二测量将不能在健康条件和堵塞的喷嘴条件之间区分。然而，通过使用在图10的示例中的较低阈值电平(1013)，第二测量可以有把握地在条件之间区分。
图11是根据本文描述的原理的进行测量的说明性电路(1100)的图。处理器(1101)可控制用于使喷嘴发射和进行在墨水腔内的测量的两者的定时。在图11示例中，处理器(1101)与发射解复用器(1102)通信，其将发射命令从处理器(1101)引导到预定喷嘴(1103)。当预定喷嘴(1103)接收发射命令时，诸如加热器的驱动气泡形成机构发起在墨水腔中的驱动气泡的形成。处理器(1101)也可以在发送发射命令之后将测量命令发送到预定喷嘴(1103)以在墨水腔中利用传感器(1106)进行测量。在某些示例中，在发送发射命令之后的五到三十五秒之间发送测量命令。
在某些示例中，放大器被包括在电路中以放大测量信号。而且，数模转换器可以将命令转换成模拟信号用于进行测量，并且模数转换器可以将测量的信号转换回数字信号用于处理。
响应于测量命令进行的测量可以被发送到感测复用器(1105)，所述感测复用器将测量信息路由到感测单元(1104)来解释信息。感测单元(1104)可以与时间储存库(1107、1108)通信，所述时间储存库包含关于在发射事件之后的具体时间处每个喷嘴将具有什么阻抗值的信息。例如，第一时间结果储存库(1107)可以包括对应于在发射事件之后的九微秒处进行的测量的阻抗值。在这样的示例中，第一时间结果储存库(1107)包括查找表，如果驱动气泡具有百分之五十强度，则查找表指示在九微秒处阻抗值将具有百分之零的覆盖范围。而且，如果预定喷嘴(1103)具有健康条件，则第一时间结果储存库(1107)也可以指示在九微秒处传感器板覆盖范围将是大约百分之三十五到百分之六十。进一步地，如果在九微秒处存在堵塞的喷嘴或杂散气泡条件，则第一时间结果储存库(1107)可以指示百分之一百的覆盖范围。
第二时间结果储存库(1108)可以具有类似的查找表，所述查找表指示与在进行第二测量的时间处的传感器板覆盖范围相对应的阻抗值。
来自第一和第二时间储存库(1107、1108)的信息可以被进一步发送到打印数据资格证明(qualify)单元(1109)，其与指示喷嘴发射的处理器(1101)通信。打印数据资格证明单元(1109)可以确认喷嘴发射。在某些示例中，处理器(1101)可以在没有在先的发射命令的情况下发送测量命令来测试喷嘴的条件。在这样的情况下，打印数据资格证明单元(1109)将指示发射命令的不存在。
打印数据资格证明单元(1109)可以与喷嘴健康储存库(1110、1111、1112)通信，其可以考虑来自时间储存库(1107、1108)和打印数据资格证明单元(1109)的信息，作出关于预定喷嘴(1103)的具体条件的最终确定。
图12是根据本文描述原理的，示出了问题确定的说明性图表(1200)的图。在该示例中，图表(1200)包括第一列(1201)和第二列(1202)，第一列(1201)和第二列(1202)包括在不预期驱动气泡时以及预期驱动气泡时的不同时间处的测量输入(1205)。进一步地，图表(1200)包括第三列(1203)和第四列(1204)，第三列(1203)和第四列(1204)包含取决于喷嘴是否已经被命令发射的输入(1205)的解释(1206)。
在图12的示例中，图表(1200)指示当在第一和第二列(1201，1202)中的输入(1205)两者是高阻抗值并且不存在用于使喷嘴发射的命令时，那么喷嘴可以具有解灌注(deprime)条件，所述解灌注条件是墨水腔未能完全地填充有液体墨水或腔根本未能填充的条件。如果墨水腔入口被堵塞，则解灌注条件可以发生。在图12的示例中，图表(1200)指示，如果第一和第二输入两者是高阻抗值并且喷嘴被命令发射，则在第四列(1204)中的解释是喷嘴具有堵塞的喷嘴或解灌注条件。
进一步地，图表(1200)也指示，如果在不存在命令来使喷嘴发射的情况下第一和第二列(1201、1202)两者的两个输入都是低阻抗值，则解释是喷嘴具有健康条件。进一步地，如果当喷嘴被命令发射时输入是低阻抗值，则解释是驱动气泡弱或喷嘴未能发射。
当存在或不存在发射命令时，第三和第四列(1203、1204)两者包括解释(1206)，其指示输入的特定集合是非预期的。例如，在不存在发射命令的情况下，当预期驱动气泡时，输入是高阻抗值将是非预期的，并且当预期墨水时，其他输入将是低阻抗值。这样的情况可能不解释(account for)健康喷嘴条件或者不健康的喷嘴条件的预测的类型。因此，如果记录这样的输入，则解释是存在感测电路的问题。因此，可以通过当不存在发射命令时进行第一和第二测量来验证感测电路的可靠性。
图13是根据本文描述原理的说明性处理器(1300)的图。在该示例中，处理器(1300)具有由定时控制器(1302)控制的中央处理单元(CPU)(1301)。CPU(1301)与输入/输出(1309)通信来发送命令和接收数据。CPU(1301)可以与发射命令(1303)通信来通过激活驱动气泡形成机构指示喷嘴发射。在发送发射命令之后，CPU(1301)可以与测量命令(1304)通信来将指示发送到定位于适当喷嘴的墨水腔内的传感器。
测量命令可包括来在具体时间处进行第一和第二测量的指示。在某些示例中，测量之间的时间间隔可以变化。而且，测量命令可以在每个测量期间从多个传感器或者共同传感器的多个区域收集的多个读数。在某些示例中，测量命令指示进行多于两个的测量。
在接收响应于测量指令进行的测量时，CPU(1301)可以将接收的测量发送到问题确定器(1305)。问题确定器(1305)可以参考问题储存库(1306)，其可以具有针对在发送发射命令之后的具体时间持续时间的测量的表格。针对具体时间的测量值中的每个可以与问题的具体类型相关联。问题确定器(1305)可以确定问题存在或者问题不存在。在问题确定器(1305)确定问题存在的情况下，确定器可以将问题传送到CPU(1301)。在某些示例中，问题确定器(1305)将问题的类别或者确定的问题的具体类型传送到CPU(1301)。
CPU(1301)可以将关于确定的问题的信息发送到补救动作确定器(1307)，所述补救动作确定器可以响应于确定的问题确定将采取的动作。如果问题小、如果问题对打印工作具有最小的影响或者如果问题如果尚未影响打印工作，则补救动作确定器(1307)可以确定不采取动作。补救动作确定器(1307)可以等待来做出决定并且指示CPU(1301)来请求补救动作确定器(1307)随后考虑情况或者在发送另一发射命令之后请求再次测量喷嘴。
补救动作确定器(1307)也可以确定来发送通知。当确定这样的动作时，补救动作确定器(1307)可以将确定的动作发送到CPU(1301)。在接收来自补救动作确定器(1307)的用于发送通知的消息时，CPU(1301)可以与通知生成器(1308)通信。可以结合由补救动作确定器(1307)确定的另一补救动作发送通知。
在某些示例中，补救动作确定器(1307)也确定不健康喷嘴是否适合于完成打印工作并且可以指示CPU(1301)中断将发射命令发送到喷嘴。补救动作确定器(1307)可以指示CPU(1301)来以具有健康条件的至少一个其他的喷嘴补偿不健康喷嘴。
在某些示例中，CPU(1301)在每个发射命令之后发送测量命令。在某些示例中，CPU(1301)在预定数量的发射命令之后发送发射命令。在某些示例中，在发射命令之后，CPU(1301)在某个时段内或者在每喷嘴预定数量的发射命令之后向在打印头上的每个喷嘴发送测量命令。在某些示例中，随机发送测量命令。
在某些示例中，在发送发射命令之后的预定时间处发送测量命令。在某些示例中，CPU(1301)在发射命令之后在不同时间处发送测量命令。在某些示例中，CPU(1301)在发射命令之后随机地选择时间向喷嘴发送测量命令。
图14是根据本文描述原理的用于确定在喷墨喷嘴中的问题的说明性流程图(1400)的图。在该示例中，方法包括使(1401)喷嘴发射，之后以与喷嘴相关联的墨水腔中的传感器进行(1402)第一测量以及以传感器进行(1403)第二测量。所述方法(1400)也可以包括确定(1404)测量是否指示喷嘴存在问题。如果测量指示不存在问题(1405)，则可以继续使用所述喷嘴(1406)。
如果测量确定(1407)问题存在，则可以基于第一和第二测量的组合确定(1408)所述问题。一旦确定问题(1408)，所述方法可以包括发起(1409)适合用于确定的问题的补救动作。
虽然已经以具体数量的测量描述了本文的原理，但可以采取任何数量的测量来确定喷嘴的健康条件。而且，虽然已经以具体数量的区域描述了本文的传感器板，但是可以使用任何数量的区域。
虽然已经以具体的墨水腔几何形状、驱动气泡形成机构的放置和传感器的放置描述了本文的原理，但是在墨水腔内的部件的任何放置和墨水腔任何几何形状被包括在本文描述的原理的范围内。
仅为了说明和描述描述的原理的示例提出在先的描述。该描述不意图是穷尽的或者来将这些原理限制到公开的任何精确形式。根据上述教导，许多修改和变型是可能的。

Claims (15)

1.一种用于利用阻抗测量确定在喷墨喷嘴中的问题的方法（800），包括：
利用阻抗传感器进行（801）第一阻抗测量来检测驱动气泡；以及
在所述第一阻抗测量之后利用所述阻抗传感器进行（802）第二阻抗测量来检测所述驱动气泡。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第一阻抗测量之后利用所述阻抗传感器进行第二阻抗测量来检测驱动气泡包括在所述第一阻抗测量之后二到七微秒进行所述第二阻抗测量。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述第一和第二所述阻抗测量的组合确定所述问题存在。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括基于所述第一阻抗测量、第二阻抗测量或者它们的组合确定所述问题的类型。
5.如权利要求3所述的方法，进一步包括响应于所述问题利用与所述阻抗传感器通信的处理器发起补救动作。
6.如权利要求1所述的方法，其中，利用阻抗传感器进行第一阻抗测量来检测驱动气泡包括在激活驱动气泡形成机构之后进行所述第一阻抗测量。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括将所述第一和第二阻抗测量与到墨水腔的发射命令比较。
8.如权利要求1所述的方法，其中，利用阻抗传感器进行第一阻抗测量来检测驱动气泡包括在第一基本相同的时间处获得多个阻抗读数，并且利用所述阻抗传感器进行第二阻抗测量来检测所述驱动气泡包括在第二基本相同的时间处获得所述多个阻抗读数。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
当所述第一阻抗测量高于第一阈值阻抗值时，确定所述驱动气泡的存在；以及
当所述第二阻抗测量高于不同于所述第一阈值阻抗值的第二阈值阻抗值时，确定所述驱动气泡的所述存在。
10.如权利要求1的方法，其中，在所述第一阻抗测量之后利用所述阻抗传感器进行第二阻抗测量来检测驱动气泡包括在打印工作期间、在维护事件期间或者在它们的组合期间进行第一和第二测量。
11.一种喷墨打印头，包括：
墨水腔（200），其包括驱动气泡形成机构和被定位来检测驱动气泡的存在的阻抗传感器（205）；
所述阻抗传感器与处理器通信，所述处理器被编程来：
在发起驱动气泡形成机构之后在所述墨水腔内进行第一阻抗测量；以及
在进行所述第一阻抗测量之后在所述墨水腔内进行第二阻抗测量。
12.如权利要求11的打印头，其中所述处理器进一步被编程来在进行所述第一阻抗测量之前将发射命令发送到在所述墨水腔中的驱动气泡形成机构。
13.一种打印机，包括：
与墨水腔流体通信的喷嘴（1103），所述墨水腔包括阻抗传感器（1106）;以及
所述阻抗传感器与处理器（1101）通信，所述处理器被编程来：
向所述阻抗传感器发送第一测量命令;
在所述第一测量命令之后向所述阻抗传感器发送第二测量命令；以及
基于响应于所述第一和第二测量命令进行的测量确定在所述墨水腔内的问题。
14.如权利要求13所述的打印机，其中所述处理器被进一步编程来在发送所述第一测量命令之前向在所述墨水腔中的驱动气泡形成机构发送发射命令。
15.如权利要求13所述的打印机，其中所述处理器被进一步编程来在来自由弱气泡形成、堵塞的腔出口和杂散气泡组成的组的问题之间进行区分。
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