CN109311331A - 用于在一系列对象上打印的打印机 - Google Patents

Abstract

非接触式打印机控制设置在打印头(5)上游的传感器(31)的灵敏度，以检测要在上面打印的对象(11)的接近。在用于在打印操作之前设定传感器的灵敏度水平的校准操作中，打印机显示指示以引导操作者并调节传感器灵敏度以找到针对背景(对象不存在)条件和当对象存在时的检测阈值水平。校准结果可以与识别在校准操作中使用的传送器(13)和对象类型的数据相关联地存储。如果在稍后的打印操作中再次使用相同的传送器和/或对象类型，则可以利用所存储的校准结果来设定传感器的灵敏度水平，使得不需要进一步的校准操作。

Description

用于在一系列对象上打印的打印机

本发明涉及一种打印机，该打印机可用于在传送器上运送经过打印机的一系列对象上打印。通常，对象是诸如制成的制品或包装食品的产品，并且打印机用于打印产品和批次信息、“使用”期限等。打印机可以是非冲击式打印机，例如喷墨打印机或激光标记器(即，通过将激光束引导到要打印的对象上来打印的激光器，以便通过改变对象的表面特征来标记对象)。打印机可以是连续喷墨打印机，例如静电偏转连续喷墨打印机。

为了将印字正确地定位在每个对象上，已知利用打印机上游的传感器来检测正在接近的对象并触发打印。为了正确定位印字，系统还需要在检测到正在接近的对象之后，将打印的开始延迟对象从其被检测到时的位置行进到开始打印的位置所花费的时间。已知由要行进的距离(已知的)和线速度(即由传送器运送对象经过打印机的速度)来计算该延迟。线速度还可以用于调节打印操作以确保在对象的移动方向上印字的正确间隔并且调节控制打印质量的其他因素。可以利用轴编码器来检测线速度，或者可替选地可以使用在对象的行进方向上与第一传感器间隔开的第二传感器，并且可以根据对象从一个传感器行进到另一个传感器所花费的时间来计算线速度。一个或更多个传感器通常包括光电池。例如，每个传感器可以被构造为紧邻定位在一起的光源和光电检测器，使得光电检测器检测源自光源并且当对象存在时被对象反射的光。

为了使传感器可靠地检测对象的存在，它们必须能够区分存在对象时接收的信号和不存在任何对象时接收的信号。对于传感器通常被布置成使其面向传送器表面，结果是在不存在任何对象的情况下检测到的信号取决于传送器所反射的光的量。这可以根据传送器的设计有很大差异。另外，在常规的带式传送器的情况下，通常存在这样的位置：其中带的端部连接在一起以形成连续的带，并且连接处的材料可以比带的其余部分的表面更具反射性。

已知提供具有可调灵敏度的传感器，并且传感器可具有“学习”按钮，供操作者使用以控制传感器调节其灵敏度的操作。通过以特定方式按下“学习”按钮，操作者可以使传感器读取由光电检测器接收的信号，并使用它来设定表示当仅存在视觉背景时接收的信号的基准水平。通过以不同的方式按下“学习”按钮，操作者可以使传感器读取光电检测器接收的信号，并使用它来设定表示当需要检测信号时接收的信号的检测水平。然后，传感器将其灵敏度设定为基准水平和检测水平之间的水平。前提条件是操作者正确使用此按钮，将视觉背景呈现给传感器用于基准水平读数，并将样品对象呈现给传感器用于检测水平读数，传感器可以设定为可靠地区分背景和对象。

本发明的各方面使用打印机在操作期间控制传感器以调节其灵敏度，使得操作者不需要使用传感器上的“学习”按钮。

在本发明的典型实施方式中，打印机可用于在包装品、填充品或其他产品传送线上运送的对象上打印。通常，对象由打印机外部的传送器运送经过打印头。虽然传送器上的对象可能是平面纸，但打印机不限于在平面纸上打印。在这些方面，打印机与例如用于将从计算机输出的文本和图像打印到纸张或类似材料上的常规的纸张打印机不同。传感器通常是反射型传感器，其中从传感器发射辐射并且通过检测由对象反射的辐射来感测对象的存在。这可以与光束中断型传感器形成对比，在光束中断型传感器中，从传感器发射辐射并且当对象在发射器和检测器之间通过时通过中断辐射的检测来感测对象的存在。

本发明的一个方面提供了一种打印机，其具有可用于沿传送方向在经过打印头的打印位置移动的对象上打印的打印头，该打印机包括在打印位置的上游(参考传送方向)的用于检测接近打印位置的对象的至少一个传感器，以及该打印机具有传感器校准模式的操作，其中该打印机改变传感器的灵敏度以进行如下操作：检测背景阈值灵敏度，所述背景阈值灵敏度在操作者已确认传感器处于不应检测到对象的状态下之后传感器检测信号的能力的极限；以及检测对象阈值灵敏度，所述对象阈值灵敏度是在操作者确认传感器面向待检测的对象后传感器检测信号的能力的极限；以及在后续打印操作期间将针对传感器的灵敏度水平设定为在背景阈值灵敏度水平与对象阈值灵敏度水平之间的水平。优选地，存储打印灵敏度水平和/或存储背景阈值灵敏度和对象阈值灵敏度。所存储的一个或多个灵敏度水平可以在打印机的存储器中与用于运送对象经过打印机的传送器的标识和/或对象的类型的标识相关联。

打印机可以是非冲击式打印机。其可以是喷墨打印机或激光标记器。

由于用于校准传感器的操作是由打印机控制的，因此打印机可以被设定为在显示屏上向操作者提供指示和信息，该显示屏已经存在于打印机中使其能够在打印机设定的其他部分期间以及在打印期间与操作者通信。如果使传感器进入“学习”模式并在该模式下使用传感器的操作不直观明显且传感器的指导手册已被放错地方，则与通过将传感器设定为“学习”模式来尝试校准传感器相比，这是有用的。此外，如果打印机具有不止一个传感器(例如，为了测量传送速度在传送方向上间隔开的两个传感器)，则打印机可以同时控制待校准的多个传感器，因为通常可以直接同时为多个传感器设定背景环境。这使得对于操作者来讲，与必须单独校准每个传感器相比，校准操作更快且更容易。

此外，正常地是，正在上面打印的对象类型会不时地发生变化。例如，如果对象是产品项，则可能存在一种产品的包装和打印运行，然后是不同产品的包装和打印运行。不同的产品可能具有不同的外观，特别是可能具有不同的反射率，因此当对象的类型改变时，重新校准传感器可能是必要的，或者至少是有利的。此外，不同的制成品可能具有不同的打印需求，因此，根据所传送的产品，商业传送线可能不需要打印机、需要一台打印机或两台打印机。结果，为了充分利用可用的打印机，可以将单个打印机从一条线移动到另一条线。甚至名义上相同的不同传送器可能具有不同的反射特性，因此校准传感器所需的背景水平将从传送器到传送器改变，因此当打印机从一条线移动到另一条线时需要重新校准。

然而，特定产品的光学特性通常不会随时间改变，并且特定传送器的光学特性通常不会随时间改变。因此，通过将传感器校准数据存储在打印机的存储器中，当传送经过打印机的对象的类型改变或者如果打印机被移动到新的传送器时，并不总是需要重复校准操作。如果已经发生该类型的对象或传送器的校准并且数据被存储在打印机存储器中，则仅仅识别到打印机的产品和/或传送器就足够了，并且打印机可以基于从其存储器检索的数据将传感器设定为合适的灵敏度，而无需重复校准操作。这可以显着减少在新产品上打印时设置打印机或在从一条传送线移动到另一条传送线后设置打印机所需的时间和精力。

在本发明的一个方面，非接触式打印机控制设置在打印头上游的传感器的灵敏度，以检测要在上面打印的对象的接近。在用于在打印操作之前设定传感器的灵敏度水平的校准操作中，打印机显示指示以指导操作者并调节传感器灵敏度以找到背景(对象不存在)条件和当对象存在时的检测阈值水平。校准结果可以与识别在校准操作中使用的传送器和对象类型的数据相关联地存储。如果在稍后的打印操作中再次使用相同的传送器和/或对象类型，则可以利用所存储的校准结果来设定传感器的灵敏度水平，使得不需要进一步的校准操作。

本发明的另一方面提供了一种非接触式打印机，所述非接触式打印机包括：打印头，用于在由传送器运送经过打印头的一系列对象上打印；至少一个传感器，用于检测要在上面打印的对象的接近；控制装置以及用户界面，所述打印机具有传感器校准模式，其中，(i)其经由用户界面指示操作者将背景条件呈现给传感器，并且在来自操作者的已经将背景条件呈现给传感器的输入之后，控制传感器以确定传感器的背景阈值灵敏度水平，传感器的背景阈值灵敏度水平是传感器如下的灵敏度水平：使得在较高灵敏度下，当背景条件被呈现给传感器时传感器提供检测输出，并且在较低灵敏度下，当背景条件被呈现给传感器时传感器不能提供检测输出，以及(ii)其经由用户界面指示操作者将样品对象呈现给传感器用于检测，并且在来自操作者的已经将样品对象呈现给传感器的输入之后，控制传感器以确定传感器的对象阈值灵敏度水平，传感器的对象阈值灵敏度水平是传感器如下的灵敏度水平：使得在较高灵敏度下，当样品对象被呈现给传感器时传感器提供检测输出，并且在较低灵敏度下，当样品对象被呈现给传感器时传感器不能提供检测输出，打印机被布置成控制传感器，以使得在传感器校准模式下的操作之后的打印操作期间，传感器具有在背景阈值灵敏度水平和对象阈值灵敏度水平之间的打印灵敏度水平。

本发明的另一方面提供了一种操作非接触式打印机的方法，所述非接触式打印机具有：打印头，用于在由传送器运送经过打印头的一系列对象上打印；至少一个传感器，用于检测要在上面打印的对象的接近；以及用户界面，所述方法包括：(i)经由用户界面指示操作者将背景条件呈现给传感器，并且在来自操作者的已经将背景条件呈现给传感器的输入之后，控制传感器以确定传感器的背景阈值灵敏度水平，传感器的背景阈值灵敏度水平是传感器如下的灵敏度水平：使得在较高灵敏度下，当背景条件被呈现给传感器时传感器提供检测输出，并且在较低灵敏度下，当背景条件被呈现给传感器时传感器不能提供检测输出，(ii)经由用户界面指示操作者将样品对象呈现给传感器用于检测，并且在来自操作者的已经将样品对象呈现给传感器的输入之后，控制传感器以确定传感器的对象阈值灵敏度水平，传感器的对象阈值灵敏度水平是传感器如下的灵敏度水平：使得在较高灵敏度下，当样品对象被呈现给传感器时传感器提供检测输出，并且在较低灵敏度下，当样品对象被呈现给传感器时传感器不能提供检测输出，以及(iii)随后在打印操作期间控制传感器，使得传感器具有在背景阈值灵敏度水平和对象阈值灵敏度水平之间的打印灵敏度水平。

在所附权利要求中阐述了本发明的其他方面和可选特征。

打印机可以是喷墨打印机。它可以包括用于使飞行中的墨滴偏转的装置，使得不同的墨滴可以行进到不同的目的地。通常，墨在润湿时是导电的，并且打印机包括电极装置以在墨滴上捕获电荷并产生静电场以使带电液滴偏转。

通常，喷墨打印机具有与主打印机本体隔开并且通过柔性连接器连接至主打印机本体的打印头，该柔性连接器有时被称为导管或脐管(umbilical)，其承载打印头和主打印机本体之间的流体和电连接。打印头包括：墨枪，其接收加压墨并允许其通过孔口排出以形成喷墨；充电电极，用于在墨滴上捕获电荷；偏转电极，用于产生静电场以偏转带电墨滴；用于收集不用于打印的墨滴的槽。脐管将包括：流体管线，例如用于向墨枪提供加压墨并将吸力施加到槽并将墨从槽输送回主打印机本体；以及电线，例如用于向压电晶体等提供驱动信号，用于在喷墨上施加压力振动，向充电电极和偏转电极提供电连接，以及向可包括在打印头中的任何阀提供驱动电流。

将参考以下附图对通过非限制性示例给出的根据本发明的实施方式进行描述。

图1示出了体现本发明的喷墨打印机。

图2是图1的打印机的打印头的示意性顶视图。

图3是图1的打印机的打印头的示意性侧视图。

图4是示出定位成在传送器上的对象上打印的打印头的示意性平面图。

图5是图4的一部分的放大视图，示出了与打印头相关联的传感器。

图6示出了其中传感器附接至打印头的可替选构造。

图7示出了其中传感器并入打印头中的另一可替选构造。

图8是关于传感器校准例程的流程图。

图9是利用所存储的数据设定传感器的流程图。

图10示出了在打印机的主要本体中的一些主要部件。

图11是在打印机的屏幕上显示的进入传感器设定的视图。

图12是在打印机的屏幕上显示的用于传感器的背景校准的视图。

图13是在打印机的屏幕上显示的用于传感器的产品校准的视图。

图14是在打印机的屏幕上显示的用于当传感器的校准完成时将传感器数据存储在存储器中的视图。

图15是在打印机的屏幕上显示的用于根据存储在存储器中的数据设定传感器的视图。

图16是在打印机的屏幕上显示的用于在根据存储器设定传感器的同时改变传送器线数目的视图。

图17是在打印机的屏幕上显示的用于在根据存储器设定传感器的同时改变产品ID的视图。

图18是在打印机的屏幕上显示的用于检查传感器的校准的视图。

所示的本发明的实施方式使用喷墨打印机。喷墨打印机可以是连续喷墨打印机，例如静电偏转连续喷墨打印机。

图1示出了静电偏转型连续喷墨打印机。打印机形成连续的墨喷射并且具有用于给墨滴充电并静电偏转墨滴以打印所需的图案的电极布置。主要流体和电气部件容纳在主打印机本体1内。操作者经由触摸屏显示器3与打印机通信。在打印头5内形成有喷墨，打印头5还包括用于对墨滴充电和偏转的电极装置，并且打印头5通过已知为导管或脐管的柔性连接7连接至主打印机本体1。根据需要偏转以产生所需图案的墨滴从打印头5行进并撞击在传送器13上传送经过打印头5的对象11的表面9，以便在对象的表面9上打印所需图案。

对象11可以是制成品项，例如瓶装或罐装饮料、罐装果酱、即食食品或者包含多个单个项的纸箱。期望的图案可以包括产品信息，例如批号或“使用期限”。打印机可以从侧面打印到对象11上使得喷墨沿大致跨传送器的方向行进，或者从上方打印到对象11上使得喷墨沿大致朝向传送器的方向行进。例如，通常从侧面打印到瓶子上，而通常从上方打印到即食食品上。在图1中，打印机被设定为从上方打印。

图2是示意性顶视图，并且图3是打印头5的主要部件的示意性侧视图。术语“顶视图”和“侧视图”表示观看打印头的常规方向并且不一定与使用时打印头的方向相对应。

从主打印机本体1通过脐管7递送的加压墨经由墨馈送线15提供给墨枪17。加压墨通过小喷射形成孔口离开墨枪17以形成喷墨19。前提条件是加压墨通过墨枪17接收并且墨枪17中的任何阀都处于适当的状态，则连续形成喷墨19。因此，这种类型的喷墨打印机已知为连续喷墨打印机，与按需喷墨打印机相反，在按需喷墨打印机中仅在要打印点时喷射墨滴。

尽管喷墨19作为连续不间断的墨流离开墨枪17，但它迅速地分成单独的液滴。喷墨的路径穿过充电电极21中的狭槽，该充电电极21被定位成使得喷墨19在通过充电电极21的狭槽中时分离成液滴。墨是导电的并且墨枪17保持恒定电压(通常为接地电压)。因此，施加到充电电极21的任何电压都会将电荷引导至喷墨19的在充电电极21的狭槽中的部分中。当喷墨19分离成液滴时，任何这样的电荷都被捕获在液滴上。因此，可以通过改变充电电极21上的电压来控制捕获在每个液滴上的电荷量。

然后，喷墨19在两个偏转电极23、25之间通过。在这些电极23、25之间施加大的电位差(通常为几千伏)，以在它们之间提供强电场。因此，墨滴被电场偏转，并且偏转量取决于每个墨滴上捕获的电荷量。以这种方式，每个墨滴可以被转向到选定的路径中。如图2所示，通过电场而不偏转的不带电的墨滴行进到槽27，在槽27中将他们捕获。通过抽吸管线29向槽27的内部施加吸力，因此由槽27接收的墨被吸走并通过脐管7返回到主打印机本体1，以便重复使用。

由偏转电极23、25之间的场偏转以便错过槽27的墨滴离开打印头5并在对象11的表面9上形成打印点。

图4是示出定位成在多个产品项或其他对象11的表面9上打印的打印头5的示意性平面图，所述多个产品项或其他对象11通过运送项11的传送器13沿箭头所示的方向被运送经过打印头1。传送器通常是工业传送线的一部分，例如产品填充线或产品包装线。打印头5与紧邻其上游安装的传感器块31相关联。传感器块31承载面向传送器13的传感器，以便在其到达打印头5之前检测每个对象11。

图5提供了根据传感器块31的打印头5的放大视图。在传感器块31的上游端，存在由光源33a和光电检测器33b组成的第一传感器33。第一传感器33检测对象11的存在，因为对象11将来自光源33a的光反射回光电检测器33b。在传感器块31的下游端，存在第二传感器35，其以与第一传感器33类似的方式包括光源35a和光电检测器35b。传感器33、35安装在传感器块31上以已知距离隔开，并且传感器块31安装在打印头5上游的已知距离处。当从传感器33、35之一接收到指示已检测到对象11的存在的信号时，向打印机通知接近对象距打印头5特定已知距离。这用于在打印机开始在对象11上打印之前触发延迟(根据已知距离的大小和传送器13的移动速度来设定)，从而确保打印机输出正确地定位在每个对象11上。传感器33、35中的任何一个都可用于在打印之前触发延迟。

为了正确设定延迟，并且为了在对象11上正确地形成打印图案，打印机需要知道对象11正在移动的速度(即，传送器13的线速度)。尽管打印机可以从轴编码器或其他类似装置获得该速度信息，但是本实施方式的传感器块31使打印机能够直接从传感器输出确定线速度。因为传感器块31具有两个间隔已知距离的传感器33、35，所以来自第一传感器33的检测输出和来自第二传感器35的检测输出之间的时间延迟使得能够直接测量所检测对象11的移动的速度。

在图4和图5中，传感器块31与打印头5物理隔开，并且打印机必须知道传感器块31与打印头5之间的距离。通常，一旦打印头5和传感器块31已经安装就位，就将测量该距离，并且该距离作为设定操作的一部分被输入打印机。然而，通过将传感器块31附接至打印头5或将它们组合成单个集成单元，可以避免该步骤，并简化设定操作，如图6所示。因为传感器块31附接至打印头5或与打印头5集成在一起，所以每个传感器33、35相对于打印头5的位置是固定的，并且可以预先存储在打印机中。因此，操作者仅有一个项在传送器13上方固定定位，并且不需要测量传感器块31与打印头5之间的距离并且不需要将测量的距离输入打印机。

通过消除传感器块31并将传感器33、35安置在打印头5的每一侧上，可以获得较整洁的构造，如图7所示。在这种情况下，第二传感器35位于打印头5的打印位置的下游(参考对象11的移动方向)，因此第二传感器35没有检测到对象11的存在直到对象11的前缘(至少)已经穿过打印位置。因此，在这种情况下，第一传感器33应该用于触发打印延迟。另外，直到对象11的前缘到达第二传感器35才能计算线速度，使得根据检测特定对象11而计算出的线速度可能对于用于设定在该对象上打印的打印延迟的长度无法及时可用。然而，由于传送器11的速度通常仅逐渐变化，因此对于打印机使用通过检测先前对象11计算的线速度就足够了，并且图7中所示的传感器的布置足以检测线速度随着时间推移的逐渐变化。

为了使传感器33、35可靠地检测对象11，它们必须足够灵敏，使得当对象11通过传感器33、35时从光电检测器33b、35b提供输出，但传感器不应该灵敏到当没有对象11存在时它们提供输出。不同类型的对象11可以具有不同的反射率。传送器13的表面也将在一定程度上反射光，并且不同的传送器11可以不同地反射光。因此，经常需要执行校准传感器33、35的操作，使得它们不响应传送器13而是响应于对象11。

对于每个传感器33、35可以向打印机发送连续信号(通常以模拟形式)，并且对于打印机可以将信号与触发阈值水平进行比较，使得传感器被视为每当所接收到的传感器信号从低于触发阈值水平变为高于触发阈值水平时提供检测输出。在校准操作中，触发阈值水平被设定为适当的值以确保当没有对象11存在并且传感器仅看到传送器13时接收到的信号总是低于触发阈值水平并且当对象11穿过传感器下面时提供的信号总是高于触发阈值水平。

然而，实际上，通常对于每个传感器33、35包括限定触发阈值水平的电路并且对于传感器能够响应于所接收到的灵敏度控制输入而改变该水平。在这种情况下，在传感器33、35本身中执行光电检测器33b、35b的输出与触发阈值水平之间的比较操作，并且传感器具有简单的两个水平输出，其中每当没有对象11存在时提供一个水平并且当检测到对象11时(连续地或作为短暂脉冲)提供另一个水平。

在本实施方式中，利用打印机执行校准传感器33、35的操作，并且连接传感器33、35，使得每个传感器接收来自打印机的灵敏度控制输入。图8是关于传感器校准例程的流程图。

在步骤801中，操作者启动传感器校准例程并设定传感器以检测必须不足以触发传感器检测输出的检测光的背景水平。由于传送器13(特别是如果传送器13是带)中的振动可能产生反射光水平的波动，并且可能导致某些时刻比从固定带获得的光反射更高，所以操作者可以在上面没有任何对象的情况下设定传送器13。可替选地，如果传送器13具有一个比其余部分具有更高反射率的特定部分(例如，连续带中的端部联结周围的区域)，则操作者可以将传送器13布置成相对于直接位于传感器33、35下方的特定部分固定。也可能是如下情况：产品本身具有显着不同的反射率的部分，并且打印机需要忽略每个产品项11的初始部分并在随后的部分上打印。例如，对于即食食品通常用薄透明膜密封并且然后具有通过仅围绕整个包装的一部分穿过的纸板套，并且打印机需要设定成忽略每个对象的初始部分，在初始部分中通过透明膜可以看到容器或食物，并且仅在纸板套上打印。在这种情况下，操作者可以将传感器33、35设定成使得它们面向对象11的初始部分(需要被忽略)。

一旦操作者为传感器33、35设定了所需要的任何背景环境，他就会通知打印机。然后，在步骤802中，打印机将一个或更多个传感器33、35设定为最大灵敏度，并且在步骤803中，打印机确定是否从传感器接收到检测信号。如果接收到信号，则该例程进入到步骤804，在步骤804中，打印机降低传感器的灵敏度，然后返回到步骤803。例程围绕由步骤803和804形成的循环继续，稳定地降低传感器灵敏度直到从传感器接收不到信号。然后例程进入步骤805，在步骤805中，打印机存储针对已经导致接收不到信号的传感器的灵敏度设定。这表示“背景阈值”或“高”灵敏度水平，其是对于仍然使得传感器在背景环境中不提供检测输出的传感器的可能的最大灵敏度水平。

在存在不止一个传感器的情况下，如图5至图7中所示的布置，打印机可以同时但单独对每个传感器执行步骤803至805，并且可以在步骤805中存储不同的值作为不同传感器的高水平或“背景阈值”水平，以便考虑不同传感器之间的固有灵敏度的微小差异或两个传感器的位置之间的亮度的微小差异。

在步骤805中打印机已经存储了“背景阈值”灵敏度水平之后，它通知操作者完成了背景水平检测。然后在步骤806中，操作者将样品对象11放置在待由传感器33、35检测的位置，并在样品对象就位时通知打印机。然后在步骤807中，打印机将传感器灵敏度设定为其最低值，并且在步骤808中，打印机检查是否从传感器接收到任何检测信号。如果没有接收到信号，则例程进入步骤809，并且打印机增加传感器的灵敏度。然后例程返回到步骤808，并且打印机再次检查是否已经从传感器接收到任何检测信号。例程围绕由步骤808和809形成的循环继续，稳定地增加传感器的灵敏度直到接收到检测信号。

当接收到检测信号时，例程进入到步骤810。在该步骤中，打印机将传感器的当前灵敏度水平存储为“对象阈值”或“低”水平。这是针对使得能够检测到对象11的传感器的最低灵敏度设定。

为了使一个或更多个传感器33、35能够可靠地响应对象11的存在而在不存在任何对象11的情况下不提供输出，打印机将一个或更多个传感器33、35设定在所存储的高“背景阈值”水平和所存储的低“对象阈值”灵敏度水平之间的操作灵敏度水平。操作灵敏度水平可以是所存储的水平之间的一半，但是其他设定也是可以的。例如，如果两个所存储的水平之间存在较大差异，则可能优选将正常操作水平设定为与高“背景阈值”灵敏度水平相比稍微接近低“对象阈值”灵敏度水平，以确保在打印操作期间更可靠地拒绝光学噪声。

优选地，传感器本身包含确定其灵敏度的电路，并且该电路响应由打印机的控制系统37发送的控制信号。然而，传感器33、35可以将模拟信号发送到打印机的主要本体1，并且该模拟信号与主要本体1中的触发水平进行比较，使得如果来自传感器的模拟信号的水平超过触发水平，则提供检测信号。在这种情况下，通过改变触发水平来改变传感器的灵敏度。尽管触发水平的变化发生在打印机的主要本体1内部，但这仍然被认为是打印机的控制系统37控制传感器来调节其灵敏度水平的情况，以及其中模拟水平与触发水平进行比较的电路和改变触发水平的电路被认为是恰好位于主打印机本体1内部的传感器的部分。

在为了在特定类型的对象(例如特定产品的项)上打印而设定打印机的操作期间，操作者还可以将对象类型或产品的ID代码输入打印机，使得打印机将从其存储器中检索应使用哪些信息和打印布局来创建要打印到对象上的图案。在这种情况下，打印机还可以存储与产品ID相关联的一个传感器或多个传感器中的每一个传感器的操作灵敏度水平，或者可替选地可以存储“对象阈值”水平以及可能还有与产品ID相关联的“背景阈值”灵敏度水平。另外，通常情况是在具有多个传送器13的环境中使用打印机，并且操作者可以输入关于打印机所在的特定传送器的ID代码，并且还可以将传送器线ID与传感器的操作灵敏度或“背景阈值”灵敏度水平并且还可以与针对传感器的“对象阈值”灵敏度水平相关联地存储。

在具有一个或更多个传送器13的行业的正常操作中，通常沿着传送器13经过的产品不时地改变，因此必须将打印机设定成在新产品上打印。另外，在特定传送器13处的打印需求可以根据由传送器13运送的对象11的性质而变化，因此打印机可以从一个传送器13移动到另一个传送器13。因为不同的产品和不同的传送器可能具有不同的反射率，所以传感器33、35的最佳操作灵敏度水平可以随着产品的变化或传送器的变化而变化。然而，特定产品或特定传送器的反射率可能保持基本恒定。因此，如果先前已经将打印机设定为在特定传送器上运送的特定产品上打印，并且如上所述，针对该产品和传送器的组合的传感器灵敏度水平已经存储在打印机中，则如果打印机再次被设定为在同一传送器上的相同产品上打印，则可能没有必要执行图8的传感器校准操作。相反，可以简单地从存储器中检索必要的设定并将其应用于传感器33、35。例如，操作者可以执行如图9的流程图中所示的操作。

当操作者得到在打印机设定操作期间设定传感器33、35的灵敏度的点时，操作者在步骤901中通知打印机其中打印机被设定为在其处打印的传送器13的标识。如果没有移动打印机，则该信息可能已经存储在打印机中，并且可以省略该步骤。在步骤902中，操作者将信息输入打印机以识别要在上面打印的产品(或对象的类型)。在步骤903中，打印机利用关于产品和传送器的信息从其存储器中检索预先存储的关于传感器33、35的灵敏度设定的信息，并根据检索到的信息设定打印操作期间针对传感器的操作灵敏度。以这种方式，传感器33、35可以设定为具有正确的灵敏度水平，而不需要执行另一校准操作，这为操作者制造了更快和更简单地设定打印机的操作。

图10示出了打印机的主要本体1中的主要部件中的一些主要部件。控制系统37控制打印机，并且打印系统39在控制系统37的控制下执行打印操作。打印系统39包括流体处理部件，例如泵、阀、墨和溶剂罐以及相关联的流体管线，并且还包括用于操作流体处理部件中的一些并向其它部件如充电电极21和偏转电极23、25提供电信号的电子部件。流体管线41和电线43从打印系统39通过脐管7延伸到打印头5。在实践中，打印系统39还包括打印头5中的一些部件，例如墨枪17，充电电极21，偏转电极23、25，槽27以及可能的其他部件例如阀。

输入/输出端口45使得控制系统37能够与外界通信。如果传感器33、35与打印头5分开，则传感器33、35可以经由I/O端口45连接至打印机。如果传感器33、35被集成到打印头5中，则它们可能更方便经由脐管7中的布线连接至主打印机本体。控制系统37还连接至触摸屏显示器3以使得其能够与操作者通信。包括用于产生在打印机操作期间要打印的图案的数据的数据存储在存储器47中。在图8的校准操作期间获得的传感器33、35的灵敏度水平也存储在存储器47中。

在打印运行之前执行打印机设定操作，在打印运行中图案被打印到沿着传送器13传送的一系列对象11上，在打印机设定操作期间，操作者将经由触摸屏显示器3输入信息以使控制系统37能够设定打印机使其正常运行。作为该设定操作的一部分，操作者可以通过执行根据图8的校准操作来设定传感器33、35的灵敏度水平。可替选地，控制系统37可能能够从存储器47恢复预先存储的灵敏度水平信息。为了能够从存储器中检索预先存储的灵敏度信息，操作者可以输入打印机所位于的传送器的标识，并指示打印机需要在上面打印的产品。可以将打印机设定为假设它仍然处于与先前相同的传送器13上，使得如果打印机已经移动，则操作者仅需要输入传送器标识。然后，控制系统27利用产品信息和传送器信息从存储器47中检索相关的灵敏度信息，并相应地设定每个传感器33、35的灵敏度。

在打印机设定操作期间，操作者还将必须设定打印机以在对象11上打印正确的图案。如果关于打印的图案的信息与关于要在上面打印的对象的信息相关联地存储在存储器47中，则操作者可以提供指示打印机将需要在哪个产品上打印的输入，作为设定控制系统37以产生正确的打印图案的例程的一部分。在这种情况下，如果操作者在打印机设定操作中稍后设定传感器33、35的灵敏度水平，则控制系统已经被告知将在哪个产品上打印，因此操作者可能不需要在设定传感器的灵敏度水平时输入该信息。

打印机被布置成使得它通过在触摸屏显示器3上显示信息和指示并通过触摸屏显示器3提供数据输入选项来引导操作者完成打印机设定操作。由于打印机能够控制传感器33、35的灵敏度并且控制传感器33、35的校准，打印机还可以引导操作者完成传感器校准操作，给操作者在每个阶段提供适当的信息和选择。与如果传感器必须经由各个传感器上的“学习”按钮进行校准而不与打印机进行任何交互相比，这可以使操作者更容易进行传感器校准操作。将参照图11至图14描述打印机如何引导操作者完成该操作的示例。

作为示例，图11示出了当打印机设定操作到达传感器33、35的灵敏度水平要设定的点时在触摸屏显示器3上显示的部分视图的示例。打印机显示标题“设定-线传感器水平”，以通知操作者已到达此阶段，并通过触摸标记为“校准传感器”的区域49来校准传感器，或者通过触摸标记为“根据存储器设定传感器”的区域51来设定传感器。

假设操作者选择校准传感器，则触摸屏显示器3移动到图12所示的布局。显示器现在显示标题“校准传感器”以向操作者确认发生了什么，并且指示窗格53告知操作者如何设定传送器13以进行传感器33、35的背景校准。一旦操作者设定了传送器13使得传感器33、35面向期望的背景环境，则操作者可以触摸标记为“下一步”的区域55。这完成了来自图8的流程图的步骤801。然后，打印机将执行图8的步骤802、803、804和805。严格地说，不必通知操作者已将哪些灵敏度水平识别为针对各个传感器的“背景阈值”水平。然而，为了使操作者知情并使其对操作有信心，打印机在传感器信息窗格55、57中显示这些水平。可选地，打印机可以显示各个传感器的当前灵敏度水平，同时围绕由步骤803和804限定的循环行进，使得操作者可以看到正在降低的灵敏度水平直到达到背景阈值。

在步骤805结束时，打印机将在触摸屏显示器3上显示的视图改变为图13中所示的布局。指示窗格53现在通知操作者操作已经到达样品对象11存在时的校准传感器的阶段。它指示操作者将样品放置在传感器下面。打印机可以通过利用传感器33、35来帮助操作者正确地定位样品以检测样品对象11并且当相应的传感器33、35检测到样品对象11存在时对相应的传感器信息窗格55、57进行视觉改变。例如，当传感器检测到对象时，相应的传感器信息窗格55、57可以改变其颜色或亮度水平。一旦操作者确信样品对象11被正确定位，其就通过触摸在触摸屏显示器3上的“下一步”区域59来通知打印机。这完成了图8中的步骤806。

在一些情况下，例如当打印机用于在瓶盖的顶表面上打印时，样品对象11可能太小而不能同时安置在两个传感器33、35下面。在这种情况下，操作者应该将样品对象11设定在第一传感器33下面，并且可以仅利用该传感器执行检测“对象阈值”灵敏度的步骤。打印机可以被布置成使得如果当操作者触摸图13中的“下一步”区域59时，仅在一个传感器下检测到对象的存在则仅利用一个传感器执行这些步骤。可替选地，打印机可以被设定成要求操作者明确地确认对象11仅安置在一个传感器下面。如图13所示，这可以通过在“指示窗格”53中提供适当的指示并通过提供另外的触摸区域61以供操作者触摸以便明确地确认该对象仅安置在一个传感器下面而完成。这使得打印机能够区分其中对象11太小而不能同时安置在两个传感器33、35下的情况与其中操作者意外错误地定位大对象11使得当其可以安置在两个传感器下面时实际上仅在传感器中的一个传感器下面的情况。

在操作者触摸图13中的“下一步”区域59之后，打印机执行图8中的步骤807至809，以检测针对每个传感器33、35的“对象阈值”灵敏度水平，即针对每个传感器的在该灵敏度水平下只能检测被操作者放置在传感器下面的样品对象11的存在的灵敏度水平。与图12中的显示和用于确定“背景阈值”灵敏度水平的步骤802至804一样，打印机可以在传感器信息窗格55、57中显示灵敏度水平。假设样品对象11安置在两个传感器下面，针对每个传感器的“对象阈值”灵敏度水平是独立确定的。然而，如果样品对象11仅安置在传感器中的一个传感器下面，则只能针对该传感器确定“对象阈值”，并且打印机假定两个传感器将具有相同的“对象阈值”水平。

一旦已经确定了针对每个传感器33、35的“对象阈值”灵敏度水平，打印机通过在图8的步骤810中将每个传感器33、35设定为“背景阈值”灵敏度水平与“对象阈值”灵敏度水平之间的灵敏度水平来完成传感器的校准，并且在触摸屏显示器3上显示结果，例如如图14所示。该传感器设定将特定于具体的传送线13和具体类型的对象11，并且如上所讨论的那样打印机可以将该校准信息与线和/或对象类型相关联地存储。通常，传送器线13的标识和正在上面打印的产品的标识(即，对象的类型)将根据在设定过程的前一阶段期间输入的信息而已经为打印机所知，并且因此在图14中打印机显示每个传感器已被设定的灵敏度水平以及正在为打印机设定的线号和产品ID。操作者可以选择在发生错误时更改存储的线号或产品。否则，操作者可以触摸“完成”以确认线号和产品ID是正确的并退出传感器校准例程。

如前面参照图9和图11所述，如果在打印机的存储器47中已经存在相关信息，也可以利用所存储的信息针对传感器33、35的灵敏度水平进行设定，从而避免执行传感器校准例程的需要。因此，如果操作者触摸图11中的“根据存储器设定传感器”区域51，则打印机在触摸屏显示器3上提供视图，如图15所示。打印机已经知道将要在上面打印的产品，因为此信息是在设定程序的早期阶段输入的，除非已将新的传送器信息输入打印机，否则假定与之前一样处于同一传送器13。因此，在图15中，打印机显示当前的传送器线号和当前的产品ID。假设这些是正确的，操作者只需触摸“完成”区域63，并且打印机利用存储在存储器47中的相关信息设定第一传感器33和第二传感器35的灵敏度。在图15中的显示的传送器线号或者产品信息不正确的情况下，操作者有机会通过触摸“更改线”区域65或“更改产品”区域67来改变这些信息。

图16示出了触摸屏显示器3上的如果在图15中触摸“更改线”区域65则使得操作者能够输入新的线号的视图。这提供了用于输入新线号的键盘区域69和用于示出已输入的新号码的显示区域71。当操作者已经输入新的线号时，可以通过触摸“下一步”区域73来确认该信息。然后打印机再次显示图15中所示的视图，但是用新的线号代替了先前的线号。

作为图16中键盘区域69的替代，打印机可以在触摸屏显示器3上示出传送器线的列表，并使得操作者能够例如通过触摸显示列表中的相关条目选择新的线。

图17示出了显示器上的如果操作者触摸图15中的“更改产品”区域67的视图。如图16所示，该视图具有用于输入新产品ID代码的键盘触摸区域69、用于向操作者确认已输入的代码并且还显示相应产品的简要描述的显示区域71、以及使得操作者能够确认该信息的“下一步”触摸区域73。这些区域在图17中的布局略有不同，因为操作者在图17中的区域69中需要完整的字母数字小键盘，而图16中仅需要数字小键盘。

原则上，图17中的键盘区域也可以用可能的产品列表代替，使得操作者可以选择正确的产品。然而，由于可能存在大量可能的产品，因此显示列表可能是不实际的，因此通常优选使用键盘来输入产品代码。

在可替选的布置中，一旦在打印机设定操作期间输入或确认了线号和产品ID，则打印机就给操作者提供根据存储器47中存储的数据设定尽可能多的打印机方面的选项，并且如果可用的话，打印机将包括根据存储的数据设定传感器33、35的灵敏度，而不要求操作者重新确认线号和产品ID。在这种情况下，如果传感器33、35的灵敏度不能根据存储器设定，则打印机将仅在其显示器上显示图11的视图，因此不存在“根据存储器设定传感器”触摸区域51。也可能根本不使用图11的视图，但是打印机可以简单地通知操作者存储器不包括所存储的传感器校准信息，然后直接行进至图12的视图并指示操作者开始校准传感器。由于如果数据在存储器47中可用，则将根据存储器自动设定传感器灵敏度而无需与操作者进一步交互，因此不需要图15、图16和图17中所示的视图。

在进一步的修改中，操作者可以被提供有在图12至图14的校准操作或图15至图17的根据存储器操作的设定之后检查传感器是否令人满意地操作的选项。操作者通过触摸图14或图15中的“检查传感器”触摸区域75来选择该选项。然后打印机在触摸屏显示器上提供如图18所示的视图。

在图18中，打印机显示标题“检查传感器校准”以通知操作者该检查操作正在进行，并且指示窗格53指示操作者设定传送器连同上面的产品，以便测试传感器。显示传感器信息窗格55、57，并且每个传感器信息窗格改变颜色或亮度，并且如果相应的传感器检测到对象，则还显示文字“已触发”。假设两个传感器33、35都检测到对象，则打印机计算传送器线速度并将其显示在线速度信息窗格77中。如果传送器在传感器检查模式下运送多个对象11经过传感器33、35，则打印机可以被设定成检测每一个对象并重复计算线速度。可替选地，打印机可以在检测到第一对象11之后停止传感器检查，并且操作者可以通过触摸触摸屏显示器3上的“重复”区域79来选择重复传感器检查。一旦传感器检查完成，操作者可以触摸“完成”区域59以退出传感器设定操作。

各种其他修改方案和可替选方案都是可以的。例如，在图8的校准操作中，步骤803和804的循环以及步骤808和809的循环中的打印机灵敏度的连续逐步变化不是识别阈值灵敏度水平的最有效方式。这些步骤可以由可替选的搜索算法代替，例如基于二进制搜索算法的搜索算法，优选地偏向用于替代步骤803和804的算法的在最大灵敏度附近的初始搜索以及用于替代步骤808和809的算法的在最小灵敏度附近的初始搜索。

另外，在步骤810中，如果“背景阈值”灵敏度水平和“对象阈值”灵敏度水平比预先存储的限制更接近(或者甚至可能阈值始终是围绕错误的方式，使得背景比对象更容易被检测)，打印机可以用触摸屏显示器3上的替代视图替换图14中所示的视图，该视图警告操作者传感器33、35不能可靠地区分样品对象11与视觉背景，因此打印机将无法检测对象以便在对象上进行打印。

在图8以及图12和图13中，针对传感器33、35的“背景阈值”灵敏度水平在“对象阈值”灵敏度水平之前确定。然而，这不是必需的，并且可以以相反的顺序确定这些阈值水平。

由于传感器33、35由打印机控制，所以打印机能够通过在指示窗格53中显示指示并通过向操作者提供便于操作者与打印机交互的触摸区域来引导操作者完成传感器校准操作。与在传感器中使用“学习”模式相比，这使得操作者更容易校准传感器，尤其是在需要校准不止一个传感器的情况下。此外，操作者不必记住如何进行校准操作，因为来自打印机的指示引导其完成校准操作。通过将校准信息与产品和/或传送器线信息相关联地存储，打印机能够在某些情况下根据存储器设定传感器，从而避免执行传感器校准操作的需要。这可以使打印机设定程序对操作者来说更快更简单。

以上讨论的实施方式不是限制性的，并且进一步的可替选布置是可以的。

Claims (16)

1.一种非接触式打印机，包括：打印头，用于在由传送器运送经过所述打印头的一系列对象上打印；至少一个传感器，用于检测要在上面打印的对象的接近；控制装置以及用户界面，

所述打印机具有传感器校准模式，其中，

(i)所述打印机经由所述用户界面指示操作者将背景条件呈现给所述传感器，并且在来自所述操作者的已经将背景条件呈现给所述传感器的输入之后，控制所述传感器以确定所述传感器的背景阈值灵敏度水平，所述传感器的所述背景阈值灵敏度水平是所述传感器的如下的灵敏度水平：使得在较高灵敏度下，当所述背景条件被呈现给所述传感器时所述传感器提供检测输出，并且在较低灵敏度下，当所述背景条件被呈现给所述传感器时所述传感器不能提供检测输出，以及

(ii)所述打印机经由所述用户界面指示所述操作者将样品对象呈现给所述传感器用于检测，并且在来自所述操作者的已经将样品对象呈现给所述传感器的输入之后，控制所述传感器以确定所述传感器的对象阈值灵敏度水平，所述传感器的所述对象阈值灵敏度水平是所述传感器的如下的灵敏度水平：使得在较高灵敏度下，当所述样品对象被呈现给所述传感器时所述传感器提供检测输出，并且在较低灵敏度下，当所述样品对象被呈现给所述传感器时所述传感器不能提供检测输出，

所述打印机被布置成控制所述传感器，以使得在所述传感器校准模式下的操作之后的打印操作期间，所述传感器具有在所述背景阈值灵敏度水平和所述对象阈值灵敏度水平之间的操作灵敏度水平。

2.根据权利要求1所述的非接触式打印机，其被布置成与识别以下中至少之一的数据相关联地存储所述背景阈值灵敏度水平、所述对象阈值灵敏度水平和所述操作灵敏度水平中至少之一：(a)在以所述传感器校准模式操作期间使用的所述传送器的标识和(b)在以所述传感器校准模式的操作中用作所述样品对象的对象的类型。

3.根据权利要求2所述的非接触式打印机，其具有打印机设定模式，其中所述打印机通过检索与识别要在其上执行后续打印操作的所述传送器的数据和/或识别要在打印操作期间在其上打印的对象的类型的数据相关联地存储的所述背景阈值灵敏度水平、所述对象阈值灵敏度水平和所述操作灵敏度水平中至少之一，来响应于识别所述传送器的数据和/或识别所述对象的类型的数据，并且利用所检索的灵敏度水平来设定在所述后续打印操作中使用的所述传感器的所述操作灵敏度水平。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的非接触式打印机，其中，所述至少一个传感器包括第一传感器和第二传感器，并且所述打印机被布置成使得在所述传感器校准模式的操作(i)中所述打印机确定所述第一传感器的所述背景阈值灵敏度水平和所述第二传感器的所述背景阈值灵敏度水平两者，并且在所述传感器校准模式的操作(ii)中只要所述样品对象已经被呈现给所述第一传感器和所述第二传感器两者，则所述打印机确定所述第一传感器的所述对象阈值灵敏度水平和所述第二传感器的所述对象阈值灵敏度水平两者。

5.根据前述权利要求中任一项所述的非接触式打印机，其中，所述至少一个传感器包括光学传感器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的非接触式打印机，其被布置成在执行所述传感器校准模式的操作(ii)之前执行所述传感器校准模式的操作(i)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的非接触式打印机，其被布置成在执行所述传感器校准模式的操作(i)之前执行所述传感器校准模式的操作(ii)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的非接触式打印机，其中，所述至少一个传感器附接至或安装在所述打印头上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的非接触式打印机，所述非接触式打印机是喷墨打印机。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的非接触式打印机，所述非接触式打印机是激光标记打印机。

11.一种操作非接触式打印机的方法，所述非接触式打印机具有：打印头，用于在由传送器运送经过所述打印头的一系列对象上打印；至少一个传感器，用于检测要在上面打印的对象的接近；以及用户界面，所述方法包括：

(i)经由所述用户界面指示操作者将背景条件呈现给所述传感器，并且在来自所述操作者的已经将背景条件呈现给所述传感器的输入之后，控制所述传感器以确定所述传感器的背景阈值灵敏度水平，所述传感器的所述背景阈值灵敏度水平是所述传感器的如下的灵敏度水平：使得在较高灵敏度下，当所述背景条件被呈现给所述传感器时所述传感器提供检测输出，并且在较低灵敏度下，当所述背景条件被呈现给所述传感器时所述传感器不能提供检测输出，

(ii)经由所述用户界面指示所述操作者将样品对象呈现给所述传感器用于检测，并且在来自所述操作者的已经将样品对象呈现给所述传感器的输入之后，控制所述传感器以确定所述传感器的对象阈值灵敏度水平，所述传感器的所述对象阈值灵敏度水平是所述传感器的如下的灵敏度水平：使得在较高灵敏度下，当所述样品对象被呈现给所述传感器时所述传感器提供检测输出，并且在较低灵敏度下，当所述样品对象被呈现给所述传感器时所述传感器不能提供检测输出，以及

(iii)随后在打印操作期间控制所述传感器，使得所述传感器具有在所述背景阈值灵敏度水平和所述对象阈值灵敏度水平之间的操作灵敏度水平。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，与识别以下中至少之一的数据相关联地存储所述背景阈值灵敏度水平、所述对象阈值灵敏度水平和所述操作灵敏度水平中至少之一：(a)在步骤(i)中使用的所述传送器的标识和(b)在步骤(ii)中用作所述样品对象的对象的类型。

13.根据权利要求12所述的方法，包括：通过检索与识别要在其上执行打印操作的所述传送器的数据和/或识别要在打印操作期间在其上打印的对象的类型的数据相关联地存储的所述背景阈值灵敏度水平、所述对象阈值灵敏度水平和所述操作灵敏度水平中至少之一，来响应于识别所述传送器的数据和/或识别所述对象的类型的数据，并且利用所检索的灵敏度水平来设定在所述打印操作中使用的所述传感器的所述操作灵敏度水平。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，所述至少一个传感器包括第一传感器和第二传感器，并且其中，

步骤(i)包括确定所述第一传感器的所述背景阈值灵敏度水平和所述第二传感器的所述背景阈值灵敏度水平两者，以及

步骤(ii)包括只要所述样品对象已经被呈现给所述第一传感器和所述第二传感器两者，则确定所述第一传感器的所述对象阈值灵敏度水平和所述第二传感器的所述对象阈值灵敏度水平两者。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，在步骤(ii)之前执行步骤(i)。

16.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，在步骤(i)之前执行步骤(ii)。