JPH0792086A - 光学的液滴検出回路 - Google Patents

光学的液滴検出回路

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JPH0792086A
JPH0792086A JP8165094A JP8165094A JPH0792086A JP H0792086 A JPH0792086 A JP H0792086A JP 8165094 A JP8165094 A JP 8165094A JP 8165094 A JP8165094 A JP 8165094A JP H0792086 A JPH0792086 A JP H0792086A
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optical
ink
drop
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ロウエル・スチュアート
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 サーマルインクジェットプリンタ用の光学的
液滴検出回路である。この光学的液滴検出回路は、イン
ク液滴の存在を示す電気的出力をもたらす光センサ(17)
と、この光センサの出力に応答する相互コンダクタンス
増幅器(21)と、相互コンダクタンス増幅器に応答する第
１及び第２の縦続接続帯域増幅器(23, 25)と、縦続接続
帯域増幅器の出力に応答し第１の最小インク液滴寸法の
光学的検出によって出力をもたらす第１の比較器回路(3
1, 41)と、縦続接続帯域増幅器の出力に応答し第２の最
小インク液滴寸法の光学的検出によって出力をもたらす
第２の比較器回路(32, 42)とからなる。 【効果】 比較的小さな寸法のインク液滴、及び寸法の
異なる比較的小さなインク液滴を確実に検出することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には光学的液滴
検出に関し、より詳しくは２つの異なる寸法の比較的小
さな液滴を検出することができる光学的液滴検出に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光学的液滴検出回路は、インクジェット
プリンタにおいて、プリントヘッドのインク液滴発射ノ
ズルの動作のテスト、及び多重プリントヘッドのノズル
アレイの相対的な位置の判定を含む、種々の目的に用い
られている。光学的液滴検出回路は典型的には、ＬＥＤ
のような光源から供給された光を検出するホトダイオー
ドのような光センサを含む。光センサと光源の間の光路
内に液滴が存在すると、そのインク液滴の存在によって
光センサにより検出される光の量が減少するため、光セ
ンサの出力は変化する。光センサの出力は典型的には、
光源と光センサの間の光路をインク液滴が通過したかど
うかを判定するために、増幅され、分析される。
【０００３】既知の光学的液滴検出回路での考慮事項
は、それらが比較的小さな寸法のインク液滴を確実に検
出することができず、また寸法の異なる複数の比較的小
さなインク液滴を確実に検出することができないという
ことである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、比較的小さな
寸法のインク液滴を確実に検出する光学的液滴検出回路
を提供することが有利である。
【０００５】寸法の異なる比較的小さなインク液滴を確
実に検出する光学的液滴検出回路を提供することが、さ
らに有利である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記の
及びその他の利点が、光検出要素の出力に応答する相互
コンダクタンス増幅器と、光検出要素の出力の帯域幅と
整合するよう同調される帯域増幅器回路と、帯域増幅器
回路の出力に応答し帯域出力が第１の所定閾値未満に低
下した場合を示す第１の比較器出力を供給する第１の比
較手段と、及び帯域出力が第２の所定閾値未満に低下し
た場合を示す第２の比較器出力を供給する第２の比較手
段とを有し、かくして少なくとも第１の最小液滴寸法の
大きさの寸法を有する液滴の検出が第１の比較器出力に
よって表示され、少なくとも第２の最小液滴寸法の大き
さの寸法を有する液滴の検出が第２の比較器出力によっ
て表示される、光学的液滴検出回路において提供され
る。
【０００７】
【実施例】本発明の利点及び特徴は、以下の詳細な説明
を添付図面と関連させて読んだ場合には、当業者には容
易に理解されるものである。
【０００８】以下の詳細な説明及び添付図面中の幾つか
の図において、同様な要素は同じ参照符号によって識別
されている。
【０００９】開示された発明は、インクジェットプリン
トヘッドによって発せられたインク液滴の検出に有用
な、光学的液滴検出回路に関するものである。この光学
的液滴検出回路は、インク液滴の存在を検出する光学的
要素を含み、図１から図３は、例示的な実施例により、
本発明の液滴検出回路の光学的要素が具現化された光学
的液滴センサを概略的に示している。特に、光学的要素
はＬＥＤ15及びホトダイオード17を含み、これらは図１
の光センサ内に収容されたダクト11の狭い側にある開口
13に隣接して、相互に向かい合って配置されている。ダ
クト11は、ダクトの中心軸線に対して垂直な矩形の横断
面を有し、ＬＥＤ15とホトダイオード17の間の領域を通
るインク液滴に備えている。ＬＥＤ15は、光出力を生成
するように制御可能に付勢されており、ホトダイオード
17はＬＥＤ15により発生された光出力の一部を検出す
る。かくして光学的検出領域が、ＬＥＤ15とホトダイオ
ードの間の領域に形成され、この光学的検出領域におけ
るインク液滴の存在は、ホトダイオード17の電気的出力
の減少を引き起こす。
【００１０】さて図３を参照すると、本発明による光学
的液滴検出回路の概略ブロック図が示されており、これ
はホトダイオード17の電気的出力を受け取る相互コンダ
クタンス増幅器21を有する。相互コンダクタンス増幅器
21の出力は、ホトダイオード17の出力を表す電圧であ
り、特に、ＬＥＤ15とホトダイオード17の間の光学的検
出領域にインク液滴が存在することによってホトダイオ
ードの出力が低下した場合に低下する。相互コンダクタ
ンス増幅器21の出力は、第１の反転帯域増幅器23に供給
され、この帯域増幅器の出力は第２の反転帯域増幅器25
に供給さる。この第２の反転帯域増幅器は、第１の帯域
増幅器と同じ利得及び通過域を有することができる。第
１及び第２の反転帯域増幅器23, 25によりもたらされる
二回の反転により、第２の帯域増幅器25の出力は、光学
的検出領域内にインク液滴が存在することによりホトダ
イオード17の出力が低下した場合に振幅を減少させる電
圧信号となる。
【００１１】第１及び第２の帯域増幅器の各々の通過域
は、検出されるインク液滴寸法の特定範囲、予想される
液滴速度範囲、及びホトダイオードによって検出される
光ビームの平均的な形について、ホトダイオード17の出
力の帯域幅又は周波数スペクトルと整合するよう選択さ
れるため、対象とする帯域幅の外側にある雑音及び信号
は除去される。第１及び第２の帯域増幅器は実際上、多
段帯域増幅器を構成し、ここでは利得の増大及びより敏
感な雑音除去が、複数段の使用によって達成される。
【００１２】第２の帯域増幅器の出力は、第１の基準回
路31及び第１のデジタル比較器41のマイナス入力端子に
供給され、この比較器は、少なくとも第１の最小液滴寸
法の大きさのインク液滴の光学的検出を示す、液滴検出
出力を供給する。第１の基準回路31の出力は、少なくと
も第１の最小液滴寸法の大きさの液滴の検出は可能にす
るが第１の最小液滴寸法より小さい液滴の検出は可能と
しない、第１の基準電圧V1である。この基準電圧は第１
のデジタル比較器のプラス入力端子に供給され、この比
較器の液滴検出出力は、第２の帯域増幅器25の出力が基
準電圧V1未満に低下した場合に論理１に変化する。
【００１３】第２の帯域増幅器25の出力は、さらに第２
の基準回路32及び第２のデジタル比較器42のマイナス入
力端子に供給され、この第２のデジタル比較器は、少な
くとも第２の最小インク液滴寸法の大きさのインク液滴
の光学的検出を示す液滴検出出力を供給する。第２の基
準回路32の出力は、少なくとも第２の最小液滴寸法の大
きさの液滴の検出は可能にするが第２の最小液滴寸法よ
り小さい液滴の検出は可能としない、第２の基準電圧V2
である。この基準電圧は第２のデジタル比較器42のプラ
ス入力端子に供給され、この比較器の液滴検出出力は、
第２の帯域増幅器25の出力が第２の基準電圧V2未満に低
下した場合に論理１に変化する。
【００１４】これらのデジタル比較器によって検出され
るそれぞれの最小液滴寸法は、同じ色の液滴のものであ
ることができ、また或いは、例えばカラーサーマルイン
クジェットプリンタの黒でない液滴よりも大きな黒液滴
などの寸法を含めて、異なる色であってもよい。
【００１５】例示的な実施例によれば、第１の基準電圧
V1は、第２の帯域フィルタの出力の定常状態平均の、10
0パーセントより小さい所定の割合であり、また第１の
基準回路は分圧器及び低域フィルタからなることがで
き、そこにおいてこの所定の割合は、分圧器によって設
定される。同様に、第２の基準電圧は、第２の帯域フィ
ルタの出力の定常状態平均の、100パーセントより小さ
い所定の割合であり、また基準回路は分圧器及び低域フ
ィルタからなることができる。第１及び第２の基準電圧
V1, V2について用いられる所定の割合は、第１及び第２
のデジタル比較器によって検出しようとするそれぞれの
最小液滴寸法に依存している。一般に、この割合は小さ
な液滴については大きくなるが、これは光検出器の出力
の低下量が、液滴寸法の低下と共に減少するためであ
る。もちろん、この割合を大きくすれば雑音余裕が減少
し、デジタル比較器の出力は、複数の一連のインク液滴
にわたって平均化して、プリントヘッドノズルがインク
液滴を発射しているかどうかを判定することができる。
例えば、１つのノズルを駆動して所定数のインク液滴を
発射させ、検出されたインク液滴の数を用いてノズルが
動作可能かどうかを判定することができる。所定の最小
液滴寸法が十分に大きい場合には、ノズルが動作可能か
どうかを確実に判定するためには、単一の液滴を検出す
れば十分であるが、これは雑音余裕が、より大きな最小
液滴寸法についての基準電圧と第２の帯域増幅器の出力
の定常状態平均との間の差が大きいと増大するからであ
る。
【００１６】かくして、最小液滴寸法の各々について個
別の基準回路及び比較器回路を設けることにより、より
大きな最小液滴寸法を単一の液滴によって確実に検出で
きるため、液滴検出をより効率的に行うことができる。
またそれぞれの基準電圧はそれが用いられる所定の最小
液滴寸法に対して細かく同調されるため、信頼性が高め
られる。
【００１７】以上においては基準電圧は第２の帯域増幅
器の出力の定常状態平均に基づいているが、一定の基準
電圧を用いることもできることが理解されねばならな
い。また、追加的な最小インク液滴寸法の検出のため
に、追加的な基準回路及び比較器回路を加えることがで
きることも理解されねばならない。
【００１８】動作に際しては、第１のデジタル比較器の
液滴検出出力、又は第２のデジタル比較器の液滴検出出
力が、出力が光学的に検出されているノズルのインク液
滴寸法に応じて、処理のために選択される。
【００１９】以上のことは本発明の特定の実施例の記述
及び例示であるが、当業者によれば、特許請求の範囲に
定義された本発明の範囲及び思想から逸脱することなし
に、これに対する種々の修正及び変更を行うことが可能
である。
【００２０】以下、本発明の種々の構成要件の組み合わ
せからなる実施態様を示す。 １．光センサにより検出される光ビーム中にインク液滴
が存在することを示す出力を提供する光センサと、前記
光センサの出力に応答して増幅出力を供給する増幅器手
段と、前記増幅出力に応答して帯域出力を供給する帯域
増幅器手段と、前記帯域出力に応答して、前記帯域出力
が第１の所定の閾値未満に低下した場合を示す第１の比
較器出力を供給する第１の比較器手段と、及び前記帯域
出力が第２の所定の閾値未満に低下した場合を示す第２
の比較器出力を供給する第２の比較器手段とからなる、
光学的液滴検出回路。
【００２１】２．前記帯域増幅器手段が、インク液滴寸
法の特定範囲、液滴速度範囲、及び前記光センサにより
検出されるビームの平均的な形について、前記光センサ
により供給される出力の周波数スペクトルに整合された
通帯域を有する、上記１の光学的検出回路。
【００２２】３．前記帯域増幅器手段が、第１及び第２
の帯域増幅器を含む、上記２の光学的検出回路。
【００２３】４．前記第１及び第２の帯域増幅器が同じ
通過域を有する、上記３の光学的検出回路。
【００２４】５．前記第１及び第２の閾値が異なる最小
液滴寸法に基づく、上記１の光学的検出回路。
【００２５】６．前記第１及び第２の閾値が、前記帯域
出力の定常状態の平均の第１及び第２の割合からなる、
上記１の光学的検出回路。
【００２６】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、比較的小さ
な寸法のインク液滴を確実に検出することができ、また
寸法の異なる比較的小さなインク液滴を確実に検出する
ことのできる光学的液滴検出回路が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学的液滴検出回路の光学的要素を具
現化できる光学的液滴センサの概略斜視図である。
【図２】図１の光学的液滴センサにおける光学的要素の
配置を示す概略断面図である。
【図３】本発明による光学的液滴検出回路を示す概略ブ
ロック図である。
【符号の説明】
17 ホトダイオード 21 相互コンダクタンス増幅器 23,25 帯域増幅器 31,32 基準回路 41,43 比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｖ 8/12

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光センサにより検出される光ビーム中に
    インク液滴が存在することを示す出力を提供する光セン
    サと、 前記光センサの出力に応答して増幅出力を供給する増幅
    器手段と、 前記増幅出力に応答して帯域出力を供給する帯域増幅器
    手段と、 前記帯域出力に応答して、前記帯域出力が第１の所定の
    閾値未満に低下した場合を示す第１の比較器出力を供給
    する第１の比較器手段と、及び前記帯域出力が第２の所
    定の閾値未満に低下した場合を示す第２の比較器出力を
    供給する第２の比較器手段とからなる、光学的液滴検出
    回路。
JP8165094A 1993-04-30 1994-04-20 光学的液滴検出回路 Pending JPH0792086A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/056,011 US5434430A (en) 1993-04-30 1993-04-30 Drop size detect circuit
US056011 1993-04-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0792086A true JPH0792086A (ja) 1995-04-07

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ID=22001588

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US (1) US5434430A (ja)
EP (1) EP0622195B1 (ja)
JP (1) JPH0792086A (ja)
DE (1) DE69410873T2 (ja)
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