CN104487253B - 液滴检测 - Google Patents

Abstract

一种用于由打印设备喷射的流体滴的液滴检测的系统包括：液滴检测器，其包括辐射源和辐射传感器，用于照射其中液滴被打印杆喷射的区域以及检测来自所述辐射源的辐射，所述辐射通过从所述液滴后向散射被反射到所述辐射传感器；和控制器，用于控制所述液滴检测器和所述打印杆，其中所述控制器使用由所述液滴检测器输出的信号来确定所述打印杆的喷嘴是否正确工作。

Description

液滴检测

背景技术

喷墨打印设备是一种提供通过打印头喷嘴按需滴定（drop-on-demand）喷射流体滴以便将图像打印到打印介质（例如纸张）上的流体喷射设备。有时期望检测由喷墨打印设备喷射的墨滴的特性。墨滴的特性可以用于评定打印设备的正确操作。例如，检测墨滴在它们应当存在的情况下而不存在以及检测墨滴的数量、大小、形状和/或颜色可以帮助确定喷射墨滴所通过的喷嘴是部分堵塞还是完全堵塞。

附图说明

附图示出这里描述的原理的多种实例并且是说明书的一部分。实例并不限制权利要求的范围。

图1A是示出根据这里描述的原理的一个实例的喷墨打印设备的一个实例的框图。

图1B是示出根据这里描述的原理的液滴检测器的一个实例的框图。

图2是根据这里描述的原理的一个实例的用于页宽阵列的液滴检测扫描过程的方法的流程图。

图3是示出根据这里描述的原理的一个实例的用于加速颜料墨水载具分离的方法的流程图。

图4是示出根据这里描述的原理的一个实例的用于相对于扫描传感器校准笔高度定位公差的方法的流程图。

图5是示出根据这里描述的原理的一个实例的用于相对于扫描传感器的滑架编码器校准喷嘴定位的方法的流程图。

图6是示出根据这里描述的原理的一个实例的用于校准液滴的照明的方法的流程图。

图7是示出根据这里描述的原理的一个实例的用于降低后向散射噪声和电噪声的效应的方法的流程图。

图8是根据这里描述的原理的一个实例的用于校准液滴检测器滑架和打印杆的喷嘴的相对定位的方法的流程图。

贯穿各图，相同的参考数字标示类似的、但不一定相同的元素。

具体实施方式

如上面所提到的，检测在它们应当存在的情况下而不存在的墨滴以及检测墨滴的数量、大小、形状和/或颜色可以帮助确定喷射墨滴所通过的喷嘴是正确操作、部分堵塞还是完全堵塞。确定喷嘴是否正确操作在单次打印模式下可能特别有用，例如在页宽阵列（PWA）打印设备中，其中使喷墨打印头在一部分页面上多次通过的选项通常不存在。在PWA中，打印元件跨越打印介质的宽度并由此同时打印图像的整条线。因此，在单次或PWA打印中，存在所用的打印喷嘴数目的明显增加和保持喷嘴正常（healthy）所需的时间和墨水量的相应增加。

用于确定喷嘴问题的一种技术是后向散射液滴检测技术。该技术通过监测由从打印设备的喷嘴喷射的流体滴反射的光来评定喷嘴功能性。由检测被流体滴或墨滴后向散射的光的光学检测器输出的数据然后可以用于确定喷嘴究竟是否喷射液滴并且这些液滴是否具有适当的大小、形状、频率等。因此，本说明书描述了一种用于液滴检测例程的方法，所述液滴检测例程包括设置和错误恢复例程以及背景噪声缓解。

如本说明书中和所附权利要求中所用的，术语“笔（pen）”旨在被广泛理解为打印设备杆、页宽阵列、打印头或其任何组合，其使用喷射墨水所通过的喷嘴将墨水注射到打印介质上。

如本说明书中和所附权利要求中所用的，术语“例程”旨在被广泛理解为由处理器使用被写入以提供期望的部件功能的源代码来执行的过程。例程可以在设置和恢复过程期间或者在由另一事件或例程触发时以规定的时间间隔运行。

另外，如本说明书中和所附权利要求中所用的，术语“多个”或类似语言旨在被广泛理解为包括1到无穷大的任何正数；零不是数，而是没有数。

本说明书的各方面可以被具体实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本说明书的各方面可以采取硬件或硬件与软件的组合的形式。此外，本说明书的各方面可以采取以多种计算机可读介质具体实施的计算机程序产品形式，所述计算机可读介质具有在其上具体实施的计算机可读程序代码。可以利用（多种）计算机可读介质的任何组合。计算机可读存储介质是可以包含或存储供任何指令执行系统、设备或器件（例如，诸如处理器）使用或与其结合使用的程序的物理器件。计算机可读存储介质是非临时性的，意味着它是物理器件并且不仅仅是信号本身。为了本说明书的目的，存储器的易失性形式被认为是非临时性的。

在下面的描述中，为了解释的目的，很多具体细节被阐述以便提供对本系统和方法的透彻理解。然而，对本领域技术人员来说明显的是，本设备、系统和方法可以在没有这些具体细节的情况下被实施。说明书中对“实例”或类似语言的引用意味着结合该实例描述的特定特征、结构或特性如所描述的那样被包括，但可能不被包括在其他实例中。

在一个实例中，本说明书公开了一种用于由打印设备喷射的流体滴的液滴检测的系统。该系统包括具有辐射源和辐射传感器的液滴检测器。辐射源照射其中液滴被打印杆喷射的区域，而辐射传感器检测来自所述辐射源的辐射，所述辐射通过从所述液滴后向散射被反射到所述辐射传感器。控制器控制该液滴检测器和打印杆。控制器使用由液滴检测器输出的信号来确定打印杆的喷嘴是否正确操作。

在一些实例中，控制器操作打印杆以便将黑色颜料与喷嘴中的载体流体分离，使得载体流体的液滴在由液滴检测器进行的液滴检测期间被喷射。在一些实例中，液滴检测器包括用于在液滴检测期间沿打印杆的长度移动液滴检测器的滑架。在这种实例中，在液滴检测之前，控制器将喷嘴的位置校准为滑架的定位。

现在参考各图，图1A是示出包括跨越打印介质（40）的宽度的打印杆（38）的喷墨打印设备（36）的一个实例的框图。打印设备（36）还包括介质传输机构（42）、液滴检测器（22）、墨水供给（44）和电子打印设备控制器（46）。控制器（46）通常代表编程、（多个）处理器和相关联的存储器，以及控制打印设备（36）的操作元件所需的电子电路和部件。打印杆（38）通常代表打印头模块的阵列和相关联的机械和电气部件，每个打印头模块承载一个或多个打印头管芯，所述相关联的机械和电气部件用于将墨滴分配到纸张或纸幅或其他打印介质（40）上。打印杆（38）可以代表多个打印杆，其一起跨越打印介质（40）。

典型的热喷墨打印头管芯，例如，包括排列有喷墨孔的孔板和形成在位于墨水喷射孔后面的集成电路芯片上的点火电阻器（firingresistor）。每个模块中的（多个）打印头管芯电连接到打印设备控制器（46）并流体连接到墨水供给（44）。在操作中，打印设备控制器（46）以适当的顺序选择性地给一个打印头管芯或一组打印头管芯中的点火电阻器通电以将墨水以对应于期望的打印图像的图案喷射到介质（40）上。

液滴检测器（22）用于检测从打印杆（38）喷射的液滴的存在或不存在或者用于检测液滴的特性。如上面所提到的，液滴检测器（22）是光学检测器，其将光投射到打印杆（38）下面的喷射流体滴的区域中并且监测被液滴反射回的光。在一些实例中，液滴检测器（22）使用红外发光二极管（LED）来发出红外光束，其被从打印杆（38）喷射的流体滴后向散射回到检测器（22）。这被称作后向散射液滴检测技术并使得能够评定喷嘴功能性。液滴检测器（22）还可以包括滑架，其相对于打印杆移动液滴检测器的光学传感器和光源。以这种方式，液滴检测器可以沿着打印杆的整个长度检查打印杆的喷嘴的正确操作。

液滴检测器（22）被控制器（46）驱动并将关于从打印杆（38）喷射的液滴的数据返回到控制器（46）。利用该数据，控制器（46）可以关于其如何驱动打印杆（38）做出调整，包括用打印杆（38）的工作喷嘴代替液滴检测器（22）指示无功能或出故障的喷嘴。下面的图将示出用于操作控制器（46）的技术，因为该控制器转而操作液滴检测器（22）和打印杆（38）。

根据这里描述的原理，可以在首先启动打印设备时和/或在打印设备的操作期间以规则的间隔进行液滴检测分析以确保打印设备持续正确操作。另外，一些错误状态的检测也可以触发液滴检测分析。

图1B示出图1A的液滴检测器（22）的进一步细节。如图1B中所示，液滴检测器（22）可以包括辐射源（51），利用该辐射源来照射由打印杆（图1A，38）喷射液滴的区域。该辐射源（51）可以是例如红外（IR）发光二极管（LED）。液滴检测器（22）还包括辐射传感器（52），其检测由辐射源（51）输出的辐射的后向散射。

液滴检测器（22）还可以包括用于相对于打印杆（图1A，38）移动液滴检测器（22）的滑架（53）。编码器（54）输出表示移动并因此表示液滴检测器（22）的定位的信号。

图2是根据这里描述的原理的一个实例的用于页宽阵列的液滴检测过程的方法的流程图。图2的元件提供这里公开的原理的整体列表。这些元件可以出现在打印设备的运行寿命中的不同点处。另外，并不是每当实施液滴检测例程时都执行图2中示出的所有动作。例如，所列动作中的一些仅当制造和初始校准打印设备时才被执行。如果打印设备正启动或者正从错误恢复则执行所列动作中的一些，如果液滴检测过程正在打印设备的正在进行的操作或正常操作期间被实施则不执行所述所列动作中的一些。

在打印设备的制造和初始校准期间执行动作（201）或者可以在设备启动或错误恢复时执行所述动作（201）。在该动作中，用于液滴检测的笔高度被建立（201）。这可以使用图4和本说明书的后面部分中提供的对应文本中详述的例程来完成。确定笔高度提高了随后液滴检测结果的准确度。

在液滴检测过程中，风扇（图1B，55）可以例如通过被设置（203）到预先确定的速度来操作。风扇（55）的操作防止气溶胶云形成在打印杆周围。这种云可以由从打印杆蒸发和喷射的没有被传递到其目标（例如打印介质）的墨水形成。这种气溶胶云通过引起光的不需要的后向散射自然将干扰液滴检测器（图1，22）的操作，所述光的不需要的后向散射在检测器（22）的输出中产生噪声。

接着，在打印杆不发射（firing）任何液滴的情况下液滴检测器（22）扫描（205）打印杆的全长。这允许控制器（图1，46）确定本底噪声和当液滴检测开始时将被考虑的任何盲区。该主题在图7和本说明书的后面部分中提供的对应文本中被进一步详述。

如果打印设备在启动时或者一旦错误恢复就被校准，则在没有喷射的液滴情况下的这种扫描随后是以每一管芯为基础设置喷嘴以在与任何滑架移动对准时发射（fire）。该校准包括以特定于所用的每种颜色的墨水的延迟建立（207）时序延迟表。所述过程的该部分在图5和本说明书的后面部分中提供的对应文本中被详述。

通常，液滴检测过程可以被重复执行，一次针对打印设备使用的一种颜色的墨水。如果在打印设备中使用黑色墨水，则液滴检测过程的一个迭代可以被执行用于检测分配黑色墨水的喷嘴的正常状态（health）。如果情况是这样，该过程可以包括选择（209）黑色墨水来分析。

对于黑色墨水，液滴检测过程可以包括将黑色颜料与其载体流体分离（211）。在黑色墨水被喷射用于由液滴检测器（图1，22）检测的情况下，黑色液滴对于检测器检测更具反射性的颜色的液滴来说可能更难。因此，在称为颜料墨水载具分离（PIVS）的过程中，墨水的黑色颜料与墨水的载体流体分离。然后载体流体（其可能是透明的并且更具反射性得多）被喷射在可能更容易被液滴检测器（图1，22）检测到的液滴中以评定黑色墨水喷嘴的正常状态。用于颜料分离的过程在图3和本说明书的后面部分中提供的对应文本中被进一步详述。除了颜料以外

另外，对于喷射黑色墨水的喷嘴执行照明校准的过程。该校准过程在本说明书的包括图6和对应文本的后面部分中被详述。

在这种准备之后，执行实际的液滴检测（213）。在黑色墨水情况下所选墨水颜色或载体流体的液滴被打印杆（图1A，38）的喷嘴喷射。液滴检测器（图1，22）照射并由此检测从被喷射的液滴的辐射的后向散射。这可以包括应用跳转图案和双向扫描以分离重叠的喷嘴，使得可以确定每个喷嘴的正常状态。针对笔的开盖喷吐维护（decapspitservice）也可以以针对需要该维护的颜色规定的扫描间隔被执行。

如所指示的，可以针对每种颜色重复该液滴检测过程。由此，对是否已经评估用于每种颜色的墨水的喷嘴做出确定（215）。如果没有，则选择（217）下一个颜色。在一些实例中，打印机可以使用黑色（K）、青色（C）、品红色（M）和黄色（Y）墨水。由此，在已经测试用于黑色墨水的喷嘴之后，选择CMY中的另一种颜色等等直到已经评估用于所有墨水颜色的喷嘴为止。在针对喷嘴评估选择任何特定颜色之后，通过执行（219）针对该颜色的喷吐和照明校准使用于该颜色的喷嘴达到工作温度。照明校准过程在本说明书的包括图6和对应文本的后面部分中被详述。

在评估所有喷嘴之后，对打印杆的笔和盖进行维护（221）。另外，由液滴检测器（图1，22）提供的数据被控制器（图1，46）处理（223）。该处理确定哪些喷嘴可能出故障或是无功能的以及哪些区域可能是液滴检测过程的盲点。控制器（图1，46）然后可以用重叠喷嘴或其他喷嘴代替那些不正常的喷嘴以改善打印的质量。

如上面所提到的，图3示出为液滴检测过程准备笔或打印杆以及特别是处理黑色墨水检测的细节。为了这些目的，图3也是示出根据这里描述的原理的一个实例的用于加速颜料墨水载具分离（PIVS）的方法的流程图。

如上面所提到的，液滴检测器（图1，22）用于检测从打印杆喷射的液滴的存在或不存在或者用于检测液滴的特性。液滴检测器（图1，22）是光学检测器，其将光投射在打印杆处并监测被从打印杆的喷嘴喷射的流体滴反射的光。然而，使用液滴检测器（图1，22）检测黑色墨滴，即使在理想照明下，也是有挑战性的。这是因为黑色墨滴将吸收被投射的光而没有任何光被反射回液滴检测器，其可以用于确定喷嘴的正常状态。因此，液滴检测器（图1，22）不能确定黑色墨滴是否已经从喷嘴发射或者喷嘴是否被堵塞。

可替换地，通过如下所述将黑色颜料和墨水分离，可以从喷嘴发射透明液滴用于液滴检测和测试目的，所述喷嘴原本分配黑色墨水或其他标记流体。因此，透明液滴将被投射的光反射回液滴检测器（图1，22）以允许检测液滴的存在或不存在或检测液滴的特性。与黑色液滴相比，透明液滴将后向散射检测提高至20次，由此产生更期望的信噪比（SNR）。因此，液滴检测器（图1，22）能够确定每个喷嘴的正常状态。

将笔加热到其工作温度并且给笔加盖允许分离黑色墨水和颜料以便产生将从打印杆（图1，38）发射并将被液滴检测器（图1，22）检测的透明液滴。根据特定说明性实例，该方法对于黑色墨水的液滴检测包括两种启动模式，即打印设备“在使用中”（301）和打印设备空闲（303）。

在打印设备“在使用中”（301）例程中，笔大概已经被加热到其工作温度。由此，打印设备（302）在打印任何当前颜色面之后给PWA（图1，38）加盖并且等待（306）大约2分钟。在该等待周期期间，黑色墨水的载体流体和载体流体中的黑色颜料分离。如上面所提到的，该分离是期望的以便产生用于将所反射的光反射回液滴检测器（图1，22）的透明液滴，其大多仅是载体流体。

可替换地，如果打印设备空闲（303），特别是如果打印设备已经空闲一段时间，则笔被加温到其工作温度。在这种情况下，例程给PWA（图1，38）打开盖（304）并且喷吐以使笔变热。然后打印设备给PWA加盖（305）并且等待（306）大约2分钟。如上面所提到的，在该等待周期期间，黑色墨水和颜料分离。

在2分钟的等待周期对于任一模式（301,303）结束之后，例程继续给PWA打开盖（307）。该方法继续选择（308）最后四个喷嘴组扫描以校准透明液滴的LED照明。通过选择（308）最后四个喷嘴组扫描以校准LED照明，如结合图6描述的，控制器（图1，46）检查例程是否处于PIVS支配下。在图3中，LED如结合图6描述的那样被校准，指示例程处于PIVS支配下。

如上面所提到的，液滴检测器（图1，22）被控制器（图1，46）驱动并且将关于从打印杆（图1，38）喷射的液滴的数据返回给控制器（图1，46）。利用该数据，控制器（图1，46）可以关于其如何驱动打印杆（图1，38）做出调整，包括用打印杆（图1，38）的工作喷嘴代替液滴检测器（图1，22）指示无功能或出故障的喷嘴。

如所指示的，多个透明墨滴从每个喷嘴被发射。如结合图6描述的，LED照射每个透明液滴。被投射到透明液滴的光被反射回液滴检测器（图1，22），其使用该后向散射的光来检测从打印杆喷射的液滴的存在或不存在或者检测液滴的特性。

在已经扫描了所有喷嘴之后，对笔和盖进行维护。此时，透明流体滴不再是进一步操作所需的。由此，在该维护例程期间，黑色颜料和墨水被标准化，意味着黑色颜料不再与载体流体分离。由此，这些喷嘴将返回在进一步操作中分配黑色墨水。

如将清楚的是，仅需针对喷射黑色墨水或标记流体的喷嘴进行该过程。对于喷射较浅色液滴的喷嘴，可以在不分离颜料和透明液体载具的情况下发生后向散射和检测，如这里描述的。然而，可以针对任何颜色的墨水执行喷吐、加盖和维护的要素。类似地，可以针对任何颜色的墨水执行选择四喷嘴组来校准LED照明（308）并进行从喷嘴零到最后一个喷嘴的扫描（309）。

转到图4，图4是示出根据这里描述的原理的一个实例的用于相对于扫描传感器校准笔高度定位公差的方法（400）的流程图。由于制造公差，并不总是获得打印部分的精确度。笔（图1，38）的高度可以因打印设备不同而变化。因此，可以期望通过液滴检测器（图1，22）针对最佳感测条件调节笔（图1，38）高度。

在一个实例中，如果笔（图1，38）高度太低，则笔（图1，38）将阻塞液滴检测器（22）的传感器。因此，液滴检测器（图1，22）不能检测正从喷嘴发射的墨滴（图1，10）。可替换地，如果笔（图1，38）高度太高，则正从喷嘴发射的墨滴（图1，10）易于减速并且单个墨滴可能在被检测器（图1，22）检测到之前分裂成多个更小的墨滴。结果，更小的墨滴可能没有将足够的光散射回液滴检测器（图1，22），导致检测墨滴时产生错误。结果，图4的所描述的方法为笔的高度进行确定并且可以做调整。

图4所示的该例程作为设置或错误恢复例程被执行。例如，该例程可以在打印设备的生产期间在工厂被执行或者在错误检查确定大量喷嘴故障时被执行。

如上面所提到的，液滴检测器（图1，22）用于检测从打印杆喷射的液滴的存在或不存在或者检测液滴的特性。然而，如果笔高度太低或太高，则液滴检测器（图1，22）可能不能检测到来自墨滴的足以确定是否用不同喷嘴代替没有被检测为在发射时产生液滴的任何喷嘴的反射。

结果，通过降低笔阻塞液滴检测器（图1，22）传感器来发现（401）PWA上的零垂直位置。由此，通过将笔降低到零位置，可以从该参考点进行相对计算。在到达零垂直位置之后，该过程继续将笔从零垂直位置升高了（402）预先确定的增量。然后在不发射液滴并检查笔是否阻塞检测器的情况下沿着PWA的全长执行扫描（403）。

如果例程确定（404）存在阻塞，则该方法继续将笔升高预先确定的增量并且针对阻塞重复扫描（403）。该过程重复任何次数直到没有发现任何阻塞为止。

当笔已经被升高为使得检测器不再被阻塞（404）时，于是将笔高度的当前值记录并存储（405）作为用于液滴检测的笔最小高度。由此，笔的最小高度被确定，其中液滴检测器（图1，22）能够检测被喷射的墨滴。

已经确定了用于液滴检测的最小高度并且已经将笔升高到其阻塞检测器（图1，22）的点之上，于是该过程继续进一步将笔升高（406）预先确定的增量并且扫描（407）PWA的全长。在该扫描期间，检测器（图1，22）寻找来自光挡的反射。针对反射检查（408）所得到的信号。

如果例程不确定反射表示检测到光挡，则将笔升高（406）预先确定的增量并且在不发射液滴和搜索来自光挡的反射的情况下再次执行PWA的全扫描（407）。该过程重复多次直到发现表示检测到光挡的反射为止。

当光挡可由检测器（图1，22）检测时，笔被认为是处于用于液滴检测的最大高度。因此，笔的当前高度被记录并存储（409）作为用于液滴检测的最大笔高度。然后笔被维护（410）并被加盖。

在已经获取所有这种数据之后，进行数据的处理（411）和检查利用该机构的错误。因此，在笔上，专用于所喷射的黑色墨水的喷嘴可以与喷射彩色墨水（例如青色、品红和黄色（CMY））的喷嘴分离并且相对于所述喷射彩色墨水的喷嘴在笔上具有不同的高度。实际上，每个颜色通道对于最佳液滴检测可能需要独特的笔高度。结果，这些高度差异可以被记录并在笔高度值中被计及（412），在所述笔高度值内可以校准和执行液滴检测。

转向图5，图5是示出用于相对于液滴检测器的移动校准喷嘴发射的方法的流程图。如上面所提到的，液滴检测器（图1，22）包括可移动的滑架，其允许液滴检测器沿着打印杆（图1，38）的长度在不同位置处检查正确的喷嘴操作。编码器（图1，54）确定液滴检测器相对于打印杆的位置，使得控制器（图1，46）可以在液滴检测过程期间定位和重新定位液滴检测器。结果，如果打印设备在启动时或一旦错误恢复就被校准，则图5所示的该例程在每一管芯基础上设置喷嘴，以在与任何滑架移动对准时发射。

控制器（图1，46）可以响应液滴检测器的滑架编码器（图1，54）以确定当检测墨滴时液滴检测器相对于打印杆的喷嘴被正确对准。根据特定说明性实例，该对准过程包括建立（501）从每个管芯发射的喷嘴的图案，同时液滴检测器位于全局扫描滑架位置处。在各种实例中，该发射（501）利用对称图案来进行，由此允许例程识别缺失的喷嘴。

接着，设置（502）喷嘴发射延迟表。该延迟表包括在沿杆的不同喷嘴的发射之间的不同延迟范围。然后从该表中选择延迟因子中的任何一个用于当液滴检测器的滑架相对于打印杆移动时校准与液滴检测器对准发射的喷嘴。

利用所选的延迟，液滴检测器沿打印杆的全长移动。沿打印杆的喷嘴组使用发射之间的所选延迟以所选的对称图案依次发射。液滴检测器在其沿打印杆的长度移动时检测（503）被喷射的液滴。

在液滴检测器已经结束其沿打印杆的长度扫描之后，对在延迟表中是否存在任何其他延迟因子进行确定（504）。如果存在，则选择（509）表中的下一延迟因子并且液滴检测器再次沿打印杆的长度扫描，同时沿打印杆的喷嘴组利用在发射之间使用的新延迟因子根据所选的对称图案依次发射。这持续进行直到在液滴检测器沿打印杆的长度的扫描期间已经使用了延迟表中的所有延迟因子为止。

接着，确定（505）每个喷嘴或每个喷嘴管芯的位置。依据来自滑架的编码器信号确定该位置。如通过液滴检测器登记的用于每个喷嘴或管芯的最大信号强度对比来自喷嘴发射延迟表的延迟因子被记录（506）。该最大信号强度用于确定（505）喷嘴或管芯的位置。

然后该过程处理（507）该数据并检查这些机构中的任何错误。在该处理之后，喷嘴或管芯位置和对应的延迟因子被存储（508）用于液滴检测器的随后扫描中以评定喷嘴正常状态。

转向图6，图6是示出根据这里描述的原理的一个实例的用于校准液滴的LED照明的方法的流程图。如上面所提到的，液滴检测器（图1，22）用于检测从打印杆喷射的液滴的存在或不存在或者检测液滴的特性。如上面所提到的，液滴检测器（图1，22）是将光投射到打印杆处并且监测被从喷嘴喷射的流体滴反射的光的光学检测器。在一些实例中，液滴检测器（图1，22）使用红外发光二极管（LED）来发出红外光束，其被从打印杆喷射的流体滴后向散射回检测器。

如果照明没有被正确校准，则液滴可能被模糊照射或过饱和。这可能导致不期望有的信噪比（SNR），其中墨滴（图1，10）的特性可能没有被正确确定。在一些情况下，如果墨滴（图1，10）没有被正确照射，则液滴检测器（图1，22）可能不能区分液滴与背景噪声。

由此，为了液滴检测器（图1，22）正确检测墨滴（图1，10），墨滴（图1，10）将需要被正确照射。结果，图6的方法通过适当控制LED操作的照明参数来提供被喷射的液滴的正确照明。例如，可以调整用于驱动LED的脉宽调制（PMW）参数。另外，或者可替换地，可以评估和校准LED功率或亮度。

该方法开始于选择（601）待测试的颜色。在多色打印设备中，针对每种颜色单独执行液滴检测例程，其中不同的喷嘴组将用于喷射不同颜色的墨滴。如上面所提到的，如果黑色墨水被选择，则在校准过程中（包括在如下所述的LED校准过程中）使用透明墨滴。可替换地，可以使用其他颜色，例如青色、品红色和黄色。每种不同颜色可能导致用于液滴检测器（图1，22）的因颜色不同而变化的LED校准。

在一些实例中，特别是在透明液滴用于检测用于黑色墨水的喷嘴的正常状态的情况下，还选择待测试的最后4个喷嘴扫描。另外，用于校准LED照明的前4个扫描随后用于后向散射液滴检测器扫描的其余部分。

接着，设置（602）照明参数表。该表列出与LED或液滴检测器的其他光源相关联的照明参数的不同值，并且可以基于来自对应打印设备范围的经验数据。如上面所提到的，该参数可以是不同的PWM值或不同LED亮度值的一些其他表达。在一些实例中，使用PWM来改变液滴检测器（图1，22）的LED亮度以便最佳拟合针对每种颜色的来自液滴的理想信号响应。该表中的每个参数设定被测试以便确定针对每种颜色的理想照明。

最初，从该表中选择（602）照明参数值。当扫描PWA的长度时该参数值与液滴检测器的光源一起使用（603），同时以所选图案发射喷嘴以从液滴检测器获得后向散射信号。针对表中的每个参数值重复这种沿打印杆的长度扫描的过程。由此，在每次扫描之后，对表中的所有参数值是否已经被测试进行确定（604）。如果没有，则选择下一参数值（609）并且结束打印杆的另一对应扫描。

当表中的所有参数值都已经被使用时（确定604），该过程确定哪些LED参数值提供对理想后向散射信号的最佳拟合。也就是，得自每个不同参数值的后向散射信号与理想的后向散射信号相比较。这可以包括检查（606）液滴的最大照明（如由后向散射信号的最大值指示的）和信噪比错误状态。然后针对每种墨水颜色的最佳参数值被存储（607）和应用于随后的液滴检测喷嘴扫描。

使用SNR的错误检查确定随时间的颜料变化和LED的退化。在各种实例中，LED可以具有一定工作寿命。检测器还可以经历墨云在LED和/或传感器上的积累。如果SNR是不合乎需要的，可能需要另外的动作来减少在LED和/或液滴检测器传感器上的墨云积累或者在多年使用之后可能需要替换零件。检查SNR，每个打印设备补偿在工作寿命跨度内的退化以及LED变化、镜头变化和颜料变化。

图7是示出根据这里描述的原理的一个实例的用于降低后向散射噪声和电噪声的效应的方法的流程图。可以每当触发液滴检测过程时执行该例程。首先，在打印杆不发射任何液滴的情况下液滴检测器（图1，22）扫描打印杆的全长，如这里所描述的。这允许控制器（图1，46）确定本底噪声和当扫描开始时将被考虑的任何盲区。

噪声干扰，例如纸尘污染物、电噪声和背景噪声，可能会埋没（overwhelm）液滴检测器（图1，22）传感器或者使液滴检测器（图1，22）传感器饱和。在这种情况下，液滴检测器（图1，22）传感器不能正确地调整参数，例如设置笔高度，将滑架编码器（图1，54）与每个喷嘴对准，以及针对最佳液滴检测条件校准液滴检测器上的LED。

由此，所示方法包括在不发射液滴的情况下扫描（701）PWA的全长以分析所捕获的波形。通过不发射液滴，系统可以分析环境背景噪声，所述环境背景噪声可能阻碍随后的液滴检测和喷嘴正常状态确定。黑色杆可以以这样的方式放置在液滴检测器的传感器后面，即黑色杆将吸收所有LED的红外（IR）光使得没有光反射到液滴检测器的传感器。由此，由液滴检测器的传感器产生的任何信号代表背景噪声。如果背景噪声大于从LED的光的反射获得的信号，则液滴检测器的输出信号将被背景噪声埋没。结果，液滴检测器（图1，22）不能确定喷嘴的状态。

还可以针对表示死区（702）或量值问题（703）的签名（signature）分析在该检查背景噪声期间捕获的波形。死区可能是由被纸尘污染的区域引起的，所述纸尘可能使液滴检测器的传感器饱和。如果液滴检测器的传感器通过纸尘被饱和，则液滴检测传感器可以看到背景噪声的增加或一起变得无反应。量值检查（703）可以将来自液滴检测器的数据平均化以查看高信号阈值是否交叉。这将表示不可接受的信噪比。

如果标识了任何死区或者其中信号量值与高信号阈值交叉的任何区域，则该区域被标识为盲区（704），在此液滴检测器不能提供有用的读数，例如在此液滴检测器被背景噪声埋没。任何这种盲区的数据库被创建并被存储用于正确地解释在随后操作期间液滴检测器的输出的过程中。

前面的描述被呈现来说明和描述所描述原理的实例。该描述并不旨在是穷举性的或者将这些原理局限于所公开的任何精确形式。根据上面的教导，多种修改和变型是可能的。

Claims (15)

1.一种用于由打印设备喷射的流体滴的液滴检测的系统，所述系统包括：

液滴检测器，其包括辐射源和辐射传感器，用于照射其中液滴被打印杆喷射的区域以及检测来自所述辐射源的辐射，所述辐射通过从所述液滴后向散射被反射到所述辐射传感器；和

控制器，用于控制所述液滴检测器和所述打印杆，其中所述控制器使用由所述液滴检测器输出的信号来确定所述打印杆的喷嘴是否正确工作；

其中所述液滴检测器包括用于在液滴检测期间沿所述打印杆的长度移动所述液滴检测器的滑架；以及

其中，在液滴检测之前，所述控制器将所述喷嘴的位置校准到所述滑架的定位。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器操作所述打印杆以便将黑色颜料与所述喷嘴中的载体流体分离，使得所述载体流体的液滴在液滴检测期间被喷射。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括具有所述滑架的编码器，用于输出所述滑架的位置的指示。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器包括发射延迟表，所述控制器通过根据来自所述发射延迟表的不同延迟因子以图案化的顺序从所述打印杆的喷嘴发射液滴来将所述喷嘴的位置校准到所述滑架的定位。

5.根据权利要求1所述的系统，还包括用于从所述区域去除气溶胶云的风扇。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述打印杆相对于所述液滴检测器具有高度，使得所述打印杆不阻塞所述液滴检测器在所述区域中检测液滴。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述打印杆包括页宽阵列。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器包括盲点的数据库，所述盲点包括沿所述打印杆的多个位置，在所述多个位置处已经发现背景噪声将所述液滴检测器的信噪比降低到阈值以下。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器通过以多个不同照明参数操作所述液滴检测器并且将该操作的结果与对所述液滴检测器的理想信号响应相比较来确定用于所述液滴检测器的最佳照明参数。

10.一种用于由打印设备喷射的流体滴的液滴检测的系统，所述系统包括：

液滴检测器，其包括辐射源和辐射传感器，用于照射其中液滴被打印杆喷射的区域以及检测来自所述辐射源的辐射，所述辐射通过从所述液滴后向散射被反射到所述辐射传感器；和

控制器，用于控制所述液滴检测器和所述打印杆，其中所述控制器使用由所述液滴检测器输出的信号来确定所述打印杆的喷嘴是否正确工作；

其中所述控制器操作所述打印杆以便将黑色颜料与所述喷嘴中的载体流体分离，使得所述载体流体的液滴在液滴检测期间被喷射。

11.根据权利要求10所述的系统，其中：

所述液滴检测器包括用于在液滴检测期间沿所述打印杆的长度移动所述液滴检测器的滑架；

在液滴检测之前，所述控制器将所述喷嘴的位置校准到所述滑架的定位；以及，

所述控制器包括发射延迟表，所述控制器通过根据来自所述发射延迟表的不同延迟因子以图案化的顺序从所述打印杆的喷嘴发射液滴来将所述喷嘴的位置校准到所述滑架的定位。

12.一种用于由打印设备喷射的流体滴的液滴检测的方法，所述方法包括：

利用包括辐射源和辐射传感器的液滴检测器，照射其中液滴被打印杆喷射的区域以及检测来自所述辐射源的辐射，所述辐射通过从所述液滴后向散射被反射到所述辐射传感器；

利用控制所述液滴检测器和所述打印杆的控制器，使用由所述液滴检测器输出的信号来确定所述打印杆的喷嘴是否正确工作；以及

利用还控制用于在液滴检测期间沿所述打印杆的长度移动所述液滴检测器的滑架的所述控制器，将所述喷嘴的位置校准到所述滑架的定位。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括，利用所述控制器，操作所述打印杆以便将黑色颜料与所述喷嘴中的载体流体分离，使得所述载体流体的液滴在液滴检测期间被喷射。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括设置所述打印杆相对于所述液滴检测器的高度，使得所述打印杆不阻塞所述液滴检测器在所述区域中检测液滴。

15.根据权利要求12所述的方法，还包括通过以多个不同照明参数操作所述液滴检测器并且将该操作的结果与对所述液滴检测器的理想信号响应相比较来确定用于所述液滴检测器的最佳照明参数。