噴墨問題確定的制作方法
【專利摘要】確定噴墨噴嘴中的問題可包括激活（801）墨腔中的驅(qū)動氣泡形成機(jī)制以通過噴墨噴嘴噴出墨小滴，以及在激活驅(qū)動氣泡形成機(jī)制之后，測量（802）墨腔中的驅(qū)動氣泡。
【專利說明】噴墨問題確定

【背景技術(shù)】
[0001]噴墨打印中，墨小滴從打印頭中的噴嘴陣列釋放到打印介質(zhì)諸如紙上。墨接合到打印介質(zhì)的表面并形成圖形、文本或其他圖像。墨小滴的釋放具有這樣的精度以確保精確地形成圖像。通常，在打印頭下方傳送介質(zhì)的同時，選擇性地釋放小滴(droplet)。介質(zhì)的傳送速度被考慮到小滴釋放的時機(jī)中。
[0002]—些噴墨打印機(jī)包括打印作業(yè)期間橫向穿過打印介質(zhì)的幅面或?qū)挾然瑒拥拇蛴☆^。在這種打印機(jī)中，當(dāng)打印頭沿著介質(zhì)的幅面行進(jìn)并釋放預(yù)定小滴時，介質(zhì)的傳送短暫地停止。其他噴墨打印機(jī)包括整個打印作業(yè)期間保持靜止的打印頭。在這些打印機(jī)中，噴嘴陣列通?？缭酱蛴〗橘|(zhì)的整個幅面。
[0003]打印頭通常包括多個墨腔,也被稱為發(fā)動腔(firing chamber)。每個墨腔與陣列中的噴嘴之一流體連通，并提供由相應(yīng)打印頭噴嘴沉積的墨。在小滴釋放之前，抑制墨腔中的墨由于噴嘴通道內(nèi)作用于墨的毛細(xì)力和/或背壓而離開噴嘴。將腔中的液體墨與位于噴嘴下方的氣體分隔開的墨表面是為彎月面，由于腔、重力和毛細(xì)力的內(nèi)部壓力的平衡，其被保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。噴嘴通道的尺寸是毛?xì)力強(qiáng)度的一個影響因素。墨腔內(nèi)的內(nèi)部壓力通常不足以超過毛細(xì)力的強(qiáng)度，并且因此在沒有主動增加腔中壓力的情況下可以防止墨通過噴嘴通道離開墨腔。
[0004]在小滴釋放期間，可通過主動增加腔內(nèi)的壓力將墨腔內(nèi)的墨壓出噴嘴。一些打印頭采用位于腔內(nèi)的電阻加熱器來蒸發(fā)液體墨中的至少一種成分中的少量。在許多情況下，液體墨的主要成分是水，并且電阻加熱器蒸發(fā)水。蒸發(fā)的一種或多種墨成分膨脹以在墨腔內(nèi)形成氣狀驅(qū)動氣泡。該膨脹超出了抑制力足以將單個小滴排出到噴嘴之外。通常，單個小滴釋放后，墨腔中的壓力降至抑制力強(qiáng)度之下，并且剩余墨保留在腔內(nèi)。同時，驅(qū)動氣泡破裂(collapse),并且來自蓄墨器的墨流入墨腔,補(bǔ)充從小滴釋放丟失的墨量。每次指示打印頭發(fā)動時重復(fù)該過程。
[0005]

【專利附圖】

【附圖說明】
附圖圖示了本文所述原理的各個示例，并且作為說明書的一部分。圖示的示例僅僅是示例，并不限制權(quán)利要求的范圍。
[0006]圖1是根據(jù)本文所述原理的打印機(jī)的示例性組件的圖。
[0007]圖2是根據(jù)本文所述原理的示例性墨腔的橫截面圖。
[0008]圖3是根據(jù)本文所述原理的示例性墨腔的橫截面圖。
[0009]圖4是根據(jù)本文所述原理的示例性墨腔的橫截面圖。
[0010]圖5是根據(jù)本文所述原理的示例性墨腔的橫截面圖。
[0011]圖6是根據(jù)本文所述原理的示例性墨腔的橫截面圖。
[0012]圖7是根據(jù)本文所述原理的，示出了氣泡壽命的示例圖。
[0013]圖8是根據(jù)本文所述原理的，確定噴墨噴嘴中問題的示例性方法的圖。
[0014]圖9是根據(jù)本文所述原理的，噴墨噴嘴的示例性布置的圖。
[0015]圖10是根據(jù)本文所述原理的，用以激活傳感器的示例性電路的圖。
[0016]圖11是根據(jù)本文所述原理的，用以進(jìn)行測量的示例性電路的圖。
[0017]圖12是根據(jù)本文所述原理的示例性處理器的圖。
[0018]圖13是根據(jù)本文所述原理的，確定噴墨噴嘴中問題的示例性流程圖。

【具體實施方式】
[0019]如本文所采用的，驅(qū)動氣泡是從墨腔內(nèi)形成以分配(dispense)墨小滴作為打印作業(yè)或服務(wù)事件的一部分的氣泡。驅(qū)動氣泡可以由通過氣泡壁與液體墨分隔開的蒸發(fā)的墨形成。驅(qū)動氣泡形成的時機(jī)可取決于要在打印介質(zhì)上形成的圖像。
[0020]本說明書描述的原理包括例如，用于確定噴墨噴嘴中問題的方法。該問題可包括噴嘴的堵塞、墨腔中雜散氣泡的存在、進(jìn)入墨腔中的入口的堵塞、易碎(weak)驅(qū)動氣泡形成、其他問題，或它們的組合。這種方法的示例包括激活墨腔中的驅(qū)動氣泡形成機(jī)制，以通過噴墨噴嘴噴出墨小滴，以及在激活驅(qū)動氣泡形成機(jī)制之后，測量墨腔中的驅(qū)動氣泡。該測量結(jié)果可被用來確定問題是否存在，并且還能夠確定問題類型。
[0021]在下文的描述中，為了說明的目的，闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對本系統(tǒng)和方法的透徹理解。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下可實踐本裝置、系統(tǒng)和方法。本說明書中對“示例”或類似語言的引用意味著所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在至少那一個示例中，但不一定包含在其他示例中。
[0022]圖1是根據(jù)本文所述原理的打印機(jī)(100)的示例性組件的圖。在此示例中，打印機(jī)(100)包括打印頭(101 )，其定位在行進(jìn)通過打印機(jī)(100)的打印介質(zhì)(102)上方。打印機(jī)(100)進(jìn)一步包括處理器(1200)，其與打印頭(101)通信，并被編程以基于例如來自打印頭(101)噴嘴的阻抗測量確定打印頭(101)正面臨什么問題，這將在下文更詳細(xì)地描述。
[0023]通過使用棍子(roller) (103，104)從介質(zhì)堆疊中分別地拉出打印介質(zhì)(102)。在其他示例中，打印介質(zhì)是連續(xù)的片或網(wǎng)。打印介質(zhì)可以但不限于紙、卡片紙、海報用紙、乙烯基、半透明繪圖介質(zhì)、其他打印介質(zhì)或它們的組合。
[0024]打印頭(101)可具有形成在其下側(cè)(105)的多個噴嘴。每個噴嘴可與處理器進(jìn)行電通信，該處理器通過激活與每個噴嘴相關(guān)聯(lián)的墨腔內(nèi)的加熱器，指示噴嘴在特定的時間發(fā)動。該加熱器可以是加熱元件、電阻加熱器，薄膜電阻器或可以在墨腔內(nèi)產(chǎn)生氣泡的其他機(jī)制。在其他示例中，壓電元件可在墨腔中產(chǎn)生壓力來發(fā)動期望的噴嘴。
[0025]圖2是根據(jù)本文所述原理的示例性墨腔(200)的橫截面圖。在此示例中，墨腔(200)通過入口(202)連接到蓄墨器(201)。加熱器(203)被定位在噴嘴(204)上方。阻抗傳感器(205)被定位在加熱器(203)附近。毛細(xì)力使得墨在噴嘴(204)的通道(208)內(nèi)形成彎月面(207)。彎月面是腔(200)中液體墨(206)和位于噴嘴(204)下方的氣體之間的屏障。墨腔(200)內(nèi)的內(nèi)部壓力不足以將墨從腔(200)中排出，除非主動增大該腔的內(nèi)部壓力。
[0026]阻抗傳感器(205)可以具有由預(yù)定電阻材料諸如金屬制成的板。在一些示例中，金屬板由鉭、銅、鎳、鈦或其組合制成。在一些示例中，該金屬能夠承受由于金屬與液體墨(206)的接觸造成的腐蝕。接地元件(209)也可以位于墨腔(200)或蓄墨器(201)內(nèi)的任何地方。圖2的示例中，在蓄墨器(201)中描繪了接地元件(209)。在一些示例中，接地元件是接地導(dǎo)電材料露出的壁的蝕刻部分。在其他示例中，接地元件(209)可以是接地的電墊(electrical pad)。在液體墨(206)存在的情況下,將電壓施加到阻抗傳感器(205)時，電流可以從阻抗傳感器(205 )傳遞到接地元件(209 )。
[0027]液體墨(206)可能比驅(qū)動氣泡中的空氣或其他氣體更導(dǎo)電。在其中液體墨部分含有一些水載體(aqueous vehicle)移動離子，并且傳感器表面區(qū)域的一部分與液體墨(206)接觸的示例中，當(dāng)電流脈沖或電壓脈沖被施加到傳感器(205)時，傳感器的阻抗低于其以其他方式不與墨接觸的情況。另一方面，當(dāng)傳感器表面區(qū)域越來越大量地與驅(qū)動氣泡的氣體接觸，并且相同強(qiáng)度的電壓或電流被施加到該傳感器(205)時，傳感器的阻抗增加。傳感器(205)可被用來測量阻抗的一些分量，諸如在由向傳感器供應(yīng)電壓或電流的電壓源類型所確定的頻率范圍處的電阻(實)分量。在一些示例中，沿阻抗傳感器(205)和接地元件(209)之間電路徑的驅(qū)動氣泡或雜散氣泡的橫截面幾何形狀也可影響到阻抗值。
[0028]圖3-6采用墨小滴釋放過程中的健康狀況描繪了示例性的噴墨噴嘴。健康的噴墨噴嘴是與墨腔、加熱器、以及其他組件相關(guān)聯(lián)的噴嘴，這些其他組件不具有將導(dǎo)致噴嘴發(fā)動不當(dāng)?shù)膯栴}。發(fā)動不當(dāng)?shù)膰娮彀ǜ緹o法發(fā)動、提前發(fā)動、發(fā)動晚、釋放太多墨、釋放過少墨或其組合的噴嘴。
[0029]圖3-6描繪了驅(qū)動氣泡從其形成到其破裂的各階段。這些描述僅僅是示例性的。氣泡大小和幾何形狀是由多種因素確定的，諸如由加熱器產(chǎn)生的熱量、墨腔的內(nèi)部壓力、蓄墨器的墨量、液體墨的粘度、墨的尚子濃度、墨腔的幾何結(jié)構(gòu)、墨腔的容積、噴嘴通道的直徑大小、加熱器的位置、其他因素或者其組合。
[0030]圖3是根據(jù)本文所述原理的示例性墨腔(300)的橫截面圖。在圖3中，墨腔(300)中的加熱器(301)正在啟動驅(qū)動氣泡形成。電壓被施加到所述加熱器(301)，且加熱器的材料抵抗由電壓驅(qū)動的相關(guān)聯(lián)的電流流動，這導(dǎo)致了焦耳熱。這將加熱器的材料加熱至足以使與加熱器(301)接觸的液體墨蒸發(fā)的溫度。當(dāng)墨蒸發(fā)時，氣態(tài)形式的墨膨脹形成驅(qū)動氣泡(303)。氣泡壁(304)將氣泡的氣體(305)與液體墨(306)分隔開。在圖3中，驅(qū)動氣泡(303)已膨脹到這樣的體積使得加熱器(301)和傳感器(307)剛好與氣泡的氣體(305)物理接觸。由于傳感器與氣泡的氣體(305)接觸，傳感器(307)測量阻抗值，該值指示了驅(qū)動氣泡(303)與傳感器(307)相接觸。
[0031]驅(qū)動泡沫(303)的膨脹增加了墨腔(300)的內(nèi)部壓力。在圖3中所描繪的驅(qū)動氣泡尺寸下，腔的內(nèi)部壓力排出了足夠的墨，來迫使噴嘴通道(309)內(nèi)的彎月面(308)向外彎曲。然而，在這個階段，慣性繼續(xù)將所有液體墨(306)保持在一起。
[0032]圖4是根據(jù)本文所述原理的示例性墨腔(400)的橫截面圖。在該圖中，從驅(qū)動氣泡的啟動已經(jīng)過去了更多的時間，并且驅(qū)動氣泡的體積已持續(xù)增加。在這個階段，驅(qū)動氣泡壁(401)通過腔入口(402)延伸到蓄墨器(403)中。腔的另一側(cè)，氣泡壁(401)與腔的遠(yuǎn)端壁(404)接觸。氣泡壁(401)的另一部分進(jìn)入噴嘴通道(405)。
[0033]驅(qū)動氣泡(406)可以基本上將腔通道(405)中的液體墨(407)與墨腔(400)的其余部分分隔開。當(dāng)驅(qū)動氣泡(406)繼續(xù)膨脹到噴嘴通道(405)中時，噴嘴通道(405)中的壓力增大到這種程度使得通道(405)中的液體墨(407)將彎月面(408)推壓到噴嘴通道(405)外部，這增加了彎月面的表面區(qū)域。隨著彎月面(408)大小的增加，小滴(409)形成以拉離通道(405)。
[0034]在這個階段，驅(qū)動氣泡(406)繼續(xù)覆蓋傳感器(410)的整個表面區(qū)域。因此，通過測量更高的電阻或阻抗，傳感器(410)可以測量驅(qū)動氣泡的存在，如果傳感器(410)與液體墨(407)相接觸，該傳感器(410)將以其他方式測量。
[0035]圖5是根據(jù)本文所述原理的示例性墨腔(500)的橫截面圖。在這個示例中，墨小滴(501)從噴嘴通道(502 )中擺脫，且加熱器(503 )被去激活。
[0036]在這個階段，在沒有來自加熱器(503)的熱量的情況下，驅(qū)動氣泡(505)的氣體(504)冷卻。隨著氣體(504)的冷卻，驅(qū)動氣泡(505)收縮，這降低了墨腔(500)的壓力。壓力降低使得液體墨(506)通過腔入口(508)從蓄墨器(507)抽取到腔(500)中，以補(bǔ)充小滴釋放丟失的墨量。另外，由于壓力降低彎月面(509)被拉回噴嘴通道(502)中。由于驅(qū)動氣泡(505)繼續(xù)將傳感器(510)與液體墨(506)隔離，傳感器(510)繼續(xù)測量相對高的阻抗值。
[0037]圖6是根據(jù)本文所述原理的示例性墨腔(600)的橫截面圖。在該圖中，驅(qū)動氣泡與彎月面合并。隨著墨腔(600)的內(nèi)部壓力由于來自蓄墨器(603)的墨流而增加時，氣泡壁(604)被迫往回朝向噴嘴通道(605)。在氣泡壁回縮過程中，蓄墨器側(cè)氣泡壁(604)從傳感器(606 )拉離。當(dāng)傳感器(606 )重新建立與液體墨(607 )的接觸時，傳感器測量由于液體墨(607)的較高導(dǎo)電性導(dǎo)致的較低阻抗值。
[0038]在健康操作條件下的該階段，由于來自蓄墨器(603)的墨流，蓄墨器側(cè)氣泡壁(604)抵抗比遠(yuǎn)端壁氣泡壁(609)更大量的壓力，這在墨腔(600)中重新建立了壓力均衡。墨流補(bǔ)充丟失的墨量，并且彎月面移動到噴嘴通道(605)的端部(608)。
[0039]另外，圖3-6采用墨小滴釋放過程中的健康狀況描繪了示例性的噴墨噴嘴的示例。然而，許多狀況可能不利地影響小滴釋放。例如，噴嘴通道的堵塞可能阻止墨小滴的形成。當(dāng)噴嘴以這種方式被堵塞時，測量結(jié)果可能會顯示驅(qū)動氣泡形成正常，但驅(qū)動氣泡破裂較預(yù)期緩慢得多。
[0040]在其他示例中，墨腔入口的堵塞可防止墨從蓄墨器流出以在墨腔內(nèi)重新建立均衡。在這種情況下，液體墨可能無法回來與傳感器接觸。在其他情況下，灌注過程中墨從未進(jìn)入腔中。
[0041]入口或噴嘴通道任一中的堵塞可能由于墨中的顆?；蚰哪滩糠职l(fā)生。墨可能因暴露于噴嘴通道中的空氣或因加熱器加熱而凝固。通常，墨腔具有微微升標(biāo)度的容積，因此，非常小的顆?？稍谀粌?nèi)部分或完全地形成堵塞。
[0042]在一些情況中，液體墨可變干并凝固在加熱器上，并且成為抑制加熱器蒸發(fā)液體墨能力的熱障。熱障可以完全阻礙加熱器形成驅(qū)動氣泡或限制加熱器形成比預(yù)期更小更易碎的驅(qū)動氣泡的能力。
[0043]此外，雜散氣泡的存在可能會影響墨小滴的釋放。因為小滴釋放時機(jī)影響形成在打印介質(zhì)上的圖像的精確度，從啟動驅(qū)動氣泡形成到實際小滴釋放的延遲需要是可預(yù)測的。有時，由于空氣或者從墨中揮發(fā)的其他氣體，在蓄墨器中墨本身或腔自身中會形成氣泡。在一些情況下，這會導(dǎo)致氣體的半永久性雜散氣泡在噴墨腔中產(chǎn)生或朝向噴墨腔遷移。這種雜散氣泡可駐留在墨腔中。墨腔內(nèi)這些雜散氣泡的存在可能會影響墨的總體壓縮條件。例如，雜散氣泡的機(jī)械順從性可能會吸收意在將墨排出噴嘴通道的一些內(nèi)部壓力，并且延遲了小滴釋放。另外，雜散氣泡的壁可以使得小滴無法形成或更慢形成的方式偏轉(zhuǎn)驅(qū)動氣泡遠(yuǎn)離噴嘴通道。
[0044]在一些示例中，來自蓄墨器的墨流可能無法建立腔遠(yuǎn)端壁附近的壓力均衡，并且允許剩余的氣泡在驅(qū)動氣泡已經(jīng)破裂之后留在墨腔中。在其他示例中，墨可能會起泡沫，這導(dǎo)致液體墨中多個微型氣泡的形成。泡沫可能會由于空氣泄漏進(jìn)入蓄墨器、墨中的污染物、將來自噴嘴通道的空氣與腔中的墨混合的意外的機(jī)械攪拌、另一種機(jī)制或者它們的組合形成。泡沫也可以從失敗的灌注過程中形成，其允許空氣作為氣泡泄漏到腔內(nèi)。
[0045]由于雜散氣泡可能會對噴嘴健康的各種影響，傳感器可能做出不一致的測量結(jié)果。例如，在與液體墨接觸時，由于與小氣泡某種接觸，起泡的墨可以測量為具有較高的阻抗值。在較大雜散氣泡存在的情形下，液體墨可能無法再潤濕傳感器的板。
[0046]如下文將更詳細(xì)解釋的，當(dāng)通過墨腔中傳感器(例如圖2中205)測量時，這些各種問題將具有差異化的特性。例如，當(dāng)由傳感器測量時，驅(qū)動氣泡的壽命能夠指示這些各種問題中的哪些正在發(fā)生，如果有的話。因此，來自該傳感器的輸出可被用來確定打印頭的特定噴嘴中正發(fā)生所描述的各種問題中的哪些。
[0047]圖7是根據(jù)本文所述原理的，示出了氣泡壽命的示例性圖(700)。在該示例中，X軸(701)以微秒為單位示意性地表示時間。零微秒可對應(yīng)于驅(qū)動氣泡形成的起始。y軸(702)可以示意性地表示傳感器板的表面區(qū)域的驅(qū)動氣泡的覆蓋范圍，其對應(yīng)于阻抗測量的實部。
[0048]y軸(702)上描繪的驅(qū)動氣泡的覆蓋范圍可以對應(yīng)于墨腔中通過傳感器所進(jìn)行阻抗測量的分量。例如，最小阻抗測量可以指示傳感器的整個表面區(qū)域與墨接觸，并且可對應(yīng)于y軸(702)上百分之零的表面區(qū)域覆蓋范圍。另一方面，例如，最大阻抗測量可以指示傳感器的整個表面區(qū)域與驅(qū)動氣泡接觸，并且可對應(yīng)于y軸(702)上百分之百的表面區(qū)域覆蓋范圍。最小值和最大值之間的阻抗測量可以指示傳感器的表面區(qū)域的一部分覆蓋有液體墨，而另一部分被驅(qū)動氣泡覆蓋。在一些示例中，較高的阻抗測量指示較大部分的表面區(qū)域被驅(qū)動氣泡覆蓋。另一方面，較低的阻抗測量可指示，大部分的表面區(qū)域被液體墨覆蓋。
[0049]圖例(703)指示哪些線(704，705，706，707)與特定噴嘴狀況諸如健康狀況、易碎氣泡、阻塞的噴嘴通道以及雜散氣泡的存在相關(guān)聯(lián)。該圖(700)的值可在打印作業(yè)之前通過實驗方法確定，并且可以特定到類似幾何形狀、尺寸等的墨腔。
[0050]在打印作業(yè)期間，傳感器可以進(jìn)行測量以確定傳感器是否與液體墨或驅(qū)動氣泡接觸，以及接觸到什么程度。例如，如果傳感器被指示在9微秒(708)進(jìn)行測量，并且傳感器在最小值和最大值之間進(jìn)行阻抗測量，這將指示該噴嘴狀況是健康的。在圖7的示例中，9微秒處的阻抗測量可以對應(yīng)于最小值和最大值之間的大約半路上，這可指示大約有一半的傳感器板覆蓋有驅(qū)動氣泡，而另一半覆蓋有液體墨。
[0051]然而，如果傳感器在9微秒測量最小阻抗值，這可對應(yīng)于I軸(702)上為百分之零的表面區(qū)域覆蓋范圍，這可指示加熱器已形成了易碎驅(qū)動氣泡?？商鎿Q地，如果在9微秒(708)的阻抗測量處于對應(yīng)于7軸(702)上百分之百表面區(qū)域覆蓋范圍的最大值，這將指示該噴嘴具有阻塞的噴嘴或存在雜散氣泡的不健康狀況。
[0052]在指示有不健康的噴嘴狀況的情況下，處理器可確定以做出補(bǔ)救行動。例如，處理器可確定以增加施加于加熱器的能量以補(bǔ)償易碎氣泡形成。此外，該處理器可確定以使噴嘴不激活、發(fā)送問題通知，通過指示另一個噴嘴來進(jìn)行不健康噴嘴的工作來補(bǔ)償噴嘴的狀況、啟動其他補(bǔ)救行動或它們的組合。
[0053]一些示例中，電路將測量值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)。例如，“I”可表示高阻抗測量，而“O”可表示低阻抗測量。以這種方式，可簡化測量以供與邏輯一起使用，并且簡化處理電路。
[0054]根據(jù)本文描述的原理的阻抗傳感器可以在誤差的2微秒余量或更少之內(nèi)進(jìn)行測量。因此，所采取的測量足夠準(zhǔn)確來在區(qū)分健康和不健康的噴嘴狀況所需的窄時間幀內(nèi)測量阻抗值。
[0055]圖8是根據(jù)本文所述原理的，確定噴墨噴嘴中問題的示例性方法(800)的圖。在這個示例中，該方法(800)包括激活(801)墨腔中的驅(qū)動氣泡形成機(jī)制，以通過噴墨噴嘴噴出墨小滴，以及在激活驅(qū)動氣泡形成機(jī)制之后，測量(802)墨腔中的驅(qū)動氣泡。
[0056]可在實際打印作業(yè)上采用該方法。以這種方式，打印作業(yè)過程中如果問題產(chǎn)生，可實時檢測問題并且避免浪費時間和資源。此外，該方法可僅花費幾微秒來執(zhí)行，并且可以經(jīng)常重復(fù)，而不與打印過程相干擾。進(jìn)一步地，可在打印作業(yè)期間診斷多個噴嘴。另外，該方法可以看起來對用戶透明。
[0057]此外，也可以在服務(wù)事件過程中采用該方法。服務(wù)事件可在打印作業(yè)期間、之前或之后進(jìn)行。為了防止噴嘴通道中和周圍的液體墨變干，可以發(fā)動噴嘴進(jìn)入服務(wù)站中。在其中打印頭跨打印介質(zhì)幅面掃描的示例中，服務(wù)站可定位到幅面?zhèn)取４蛴☆^可以根據(jù)需要在打印作業(yè)期間?？吭诖蛴≌竞?或打印頭不使用時，打印頭可以?？吭诜?wù)站。?？繒r，打印頭可以每次發(fā)動單個噴嘴以確定關(guān)于該噴嘴的健康問題。通過每次發(fā)動單個噴嘴，可降低來自同一時間被評估的其他噴嘴的誤讀。在一些示例中，可以以特定的順序發(fā)動一些或所有的噴嘴來控制間隔，并減少與其他噴嘴診斷的干擾。在示例中，在其中打印頭相對于該打印介質(zhì)幅面保持靜止的情況下，服務(wù)站可移動到打印頭，用于在需要時進(jìn)行服務(wù)。
[0058]該方法可采用固定噴嘴陣列或采用打印作業(yè)過程中遍歷打印介質(zhì)的寬度的打印頭執(zhí)7TT。
[0059]驅(qū)動氣泡形成機(jī)制可以是加熱器或能夠在墨腔內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)動氣泡的其他機(jī)制。測量可采用阻抗傳感器進(jìn)行，該阻抗傳感器能夠測量電阻、阻抗或它們的組合。在激活驅(qū)動氣泡形成機(jī)制之后，可在0.01到35微秒內(nèi)進(jìn)行測量。此外，該傳感器可以被置于其中預(yù)期墨氣泡存在的墨腔的一個區(qū)域內(nèi)。
[0060]該方法可以進(jìn)一步包括:基于驅(qū)動氣泡上的測量確定問題是否存在。該方法可確定的問題可以是噴嘴的堵塞、易碎氣泡的形成、雜散氣泡的存在、腔入口的堵塞或它們的組口 ο
[0061]該方法還可包括采用處理器響應(yīng)問題來啟動補(bǔ)救行動。補(bǔ)救響應(yīng)可以包括使用第二噴墨噴嘴來補(bǔ)償該問題。在一些示例中，多于一個的附加噴嘴可以被用來補(bǔ)償該問題。在其中打印頭跨打印介質(zhì)幅面滑動的示例中，一個或多個補(bǔ)償噴嘴可定位在打印頭的任何部分上。在其中噴嘴陣列相對于該打印介質(zhì)幅面固定的示例中，補(bǔ)償噴嘴可沿著打印介質(zhì)行進(jìn)的通路位于噴嘴之前或之后。在一些示例中，補(bǔ)償噴嘴為備用噴嘴，其意在當(dāng)主噴嘴有問題時被使用。在替代示例中，補(bǔ)償噴嘴已在操作，除了已經(jīng)分配補(bǔ)償噴嘴的任務(wù)之外，還接起不良噴嘴的附加任務(wù)。
[0062]另一種補(bǔ)救行動可以包括發(fā)送有關(guān)問題的通知。該通知可被發(fā)送到打印機(jī)操作員、維護(hù)服務(wù)提供商、數(shù)據(jù)庫、遠(yuǎn)程位置或它們的組合。噴嘴可能被禁用直到噴嘴收到需要注意事項。在一些示例中，處理器確定盡管有問題噴嘴是否可能在一段時間仍然起作用。該處理器可確定不采取行動或等待做出補(bǔ)救行動。
[0063]在一些示例中，打印機(jī)已經(jīng)建立了機(jī)制和/或程序來處理噴嘴堵塞、雜散氣泡、易碎氣泡形成、入口阻塞、其他的問題或它們的組合。這些內(nèi)置機(jī)制可通過打印機(jī)或打印頭自動執(zhí)行，而無需打印機(jī)用戶或維修人員的協(xié)助。
[0064]圖9是根據(jù)本文所述原理的，位于打印頭下側(cè)上的噴墨噴嘴(901)的示例性布置(900 )的圖。此示例中，噴嘴(901)被置為兩列(902，903 )。在其他示例中，打印頭具有任何數(shù)量所需列的噴嘴。每個噴嘴可具有驅(qū)動氣泡形成機(jī)制，諸如加熱器或壓電元件和傳感器。驅(qū)動氣泡形成機(jī)制和傳感器二者均可采用類似的電路激活。
[0065]每列(902, 903 )中的噴嘴可歸合為基元(904，905，906，907 )。在一些示例中，每次基元(904，905，906，907)內(nèi)只有一個驅(qū)動氣泡形成機(jī)制或噴嘴被激活。在圖9的示例中，每個基元具有11個噴嘴。然而，在其他示例中，基元可具有任何數(shù)量的所需噴嘴。噴嘴到基元的歸類可以簡化用于發(fā)動噴嘴和進(jìn)行測量的電路。
[0066]圖10是根據(jù)本文所述原理的，用以激活傳感器(1001)的示例性電路(1000)的圖。在該示例中，傳感器(1001)中的每個都位于與噴嘴相關(guān)聯(lián)的墨腔內(nèi)。每個傳感器也可通過連接到行導(dǎo)體(1002)和基元導(dǎo)體(1003)來尋址。當(dāng)處理器將指令信號發(fā)送到傳感器(1001)來進(jìn)行測量時，通過將電壓施加到適當(dāng)?shù)男袑?dǎo)體(1002)與基元導(dǎo)體(1003)，可定位正確的傳感器。
[0067]在圖10的示例中，當(dāng)基元譯碼器(1004)將電壓施加到基元導(dǎo)體(1003)時，該電壓被施加到基元(1006)中的所有傳感器，因為所有的傳感器并聯(lián)連接到共同的基元導(dǎo)體(1003)。然而，所施加的電壓太低而不能充分地單獨激活傳感器(1001)。解碼的行(1005)還可將電壓施加到適當(dāng)?shù)男袑?dǎo)體(1002)以提供激活傳感器(1001)所需的剩余能量。
[0068]行導(dǎo)體電壓和基元導(dǎo)體電壓可能具有相反的極性來在同一方向上驅(qū)動通過傳感器(1001)的電流。電壓的組合可足以激活所需的傳感器(1001)。在信號行進(jìn)通過傳感器之后，信號可被路由到多路復(fù)用器，其將被引導(dǎo)到處理器或其他感測單元，用于讀取測量結(jié)果O
[0069]圖11是根據(jù)本文所述原理的，進(jìn)行測量的示例性電路(1100)的圖。處理器(1101)，可控制用于在墨腔內(nèi)發(fā)動噴嘴并且進(jìn)行測量的時機(jī)。圖11的示例中，處理器(1101)與將發(fā)動命令從處理器(1101)引導(dǎo)到預(yù)定噴嘴(1103)的發(fā)動多路分配器(1102)相通信。當(dāng)預(yù)定噴嘴(1103)收到發(fā)動命令時，驅(qū)動氣泡形成機(jī)制，諸如加熱器，在墨腔中啟動驅(qū)動氣泡的形成。處理器(1101)還可以發(fā)送測量命令到預(yù)定噴嘴(1103)以在發(fā)動命令被發(fā)送之后，采用墨腔中的傳感器(1106 )進(jìn)行測量。在一些示例中，在發(fā)動命令被發(fā)送之后，在介于0.01和35秒之間發(fā)送測量命令。
[0070]—些示例中，電路中包含放大器來放大測量信號。此外，數(shù)模轉(zhuǎn)換器可將命令轉(zhuǎn)換成模擬信號進(jìn)行測量，并且模數(shù)轉(zhuǎn)換器可將測量的信號轉(zhuǎn)換回數(shù)字信號用于處理。
[0071]響應(yīng)于測量命令所進(jìn)行的測量可以被發(fā)送到感測多路復(fù)用器(1105)，其將測量信息路由到感測單元(1104)以解析信息。處理器(1101)還可與感測單元(1104)進(jìn)行通信。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這樣的問題時，感測單元(1104)可以通知處理器1101問題存在。在一些示例中，處理器(I 101)通知感測單元(I 104)發(fā)動和測量命令，以便所述感測單元(I 104)可以更準(zhǔn)確地確定哪個噴嘴有問題。
[0072]在一些示例中，響應(yīng)于發(fā)現(xiàn)問題處理器(1101)啟動補(bǔ)救行動。在一些示例中，感測單元(1104)啟動補(bǔ)救行動。在一些示例中，處理器(1101)中止向噴嘴(1103)發(fā)送發(fā)動命令以有效禁用噴嘴(1103)直到問題得到解決為止。在一些示例中，補(bǔ)救行動包括使用第二噴嘴(1107)來執(zhí)行問題不存在情況下該噴嘴(1103)應(yīng)該以其他方式執(zhí)行的功能。第二噴嘴(1107)還可以具有位于第二墨腔(1109)內(nèi)與第二噴嘴(1107)流體連通的傳感器(1108)。在一些示例中，多于一個的附加噴嘴可以被用來補(bǔ)償不健康的噴嘴。
[0073]由于圖11示例中電路的緊湊性質(zhì)，可在小的處理電路小片(die)上形成該電路。在一些示例中，如所描述的電路(1100)，可安裝在具有小于50微米寬度和小于200微米高度的電路小片上。在一些示例中，電路(I 100)可安裝在25微米寬度和160微米高度的電路小片上。然而，可使用任意電路小片尺寸、電路小片面積或電路小片維度。
[0074]圖12是根據(jù)本文所述原理的示例性處理器(1200)的圖。在該示例中，處理器
(1200)具有由定時控制器(1202)控制的中央處理單元(CPU)(1201)。CPU (1201)與輸入/輸出(1209)通信以發(fā)送命令和接收數(shù)據(jù)。CPU (1201)可以與發(fā)動命令(1203)通信以通過激活驅(qū)動氣泡形成機(jī)制指示噴嘴發(fā)動。在發(fā)送發(fā)動命令之后，CPU (1201)可以與測量命令(1204)通信以發(fā)送指令到位于適當(dāng)噴嘴的墨腔內(nèi)的傳感器。
[0075]在接收到響應(yīng)于測量命令所進(jìn)行的測量時，CPU (1201)可以發(fā)送所接收的測量到問題確定器(1205)。在發(fā)動命令被發(fā)送之后，問題確定器(1205)可參考具有用于特定持續(xù)時間的測量值的表的問題資源庫(1206)。用于特定時間的每個測量值可以與問題的特定類型相關(guān)聯(lián)。例如，在發(fā)動命令被發(fā)送之后，該表可具有與9微秒相關(guān)聯(lián)的多個阻抗值。高測量值可指示存在噴嘴堵塞或存在不破裂的氣泡的問題。9微秒處的低測量值可能與易碎氣泡的形成相關(guān)聯(lián)。低和高阻抗測量之間的阻抗測量可指示該噴墨噴嘴正適當(dāng)?shù)貓?zhí)行。
[0076]問題確定器(1205)可確定問題存在或問題不存在。在問題確定器(1205)確實判定問題存在的情形下，確定器(1205)可將問題發(fā)送到CPU (1201)。一些示例中，問題確定器(1205)可向CPU (1201)發(fā)送所確定的問題種類或問題的特定類型。
[0077]CPU可以發(fā)送關(guān)于所確定問題的信息到補(bǔ)救行動確定器(1207)，其可確定響應(yīng)于所確定的問題所要采取的行動。如果問題微小，如果問題對打印作業(yè)有很小的影響或者如果問題尚不會影響打印作業(yè)，則補(bǔ)救行動確定器(1207)可確定不采取行動。補(bǔ)救行動確定器(1207)可等待來做出決定并且指示CPU (1201)請求補(bǔ)救行動確定器(1207)稍后考慮該情形或者在發(fā)送另一發(fā)動命令之后請求再次測量該噴嘴。
[0078]補(bǔ)救行動確定器(1207)也可確定來發(fā)送通知。當(dāng)確定了這樣的行動時，補(bǔ)救行動確定器(1207)可發(fā)送確定的行動到CPU (1201)。在接收到從補(bǔ)救行動確定器(1207)發(fā)送通知的消息時，CPU (1201)可與通知生成器(1208)通信。通知可連同由補(bǔ)救行動確定器(1207)所確定的另一補(bǔ)救行動一起被發(fā)送。
[0079]在一些示例中，補(bǔ)救行動確定器(1207)還確定不健康噴嘴是否適合完成打印作業(yè)，并可指示CPU (1201)停止向噴嘴發(fā)送發(fā)動命令。補(bǔ)救行動確定器(1207)可指示CPU
(1201)采用至少一個具有健康狀況的附加噴嘴補(bǔ)償該不健康噴嘴。
[0080]在一些示例中，CPU (1201)在每個發(fā)動命令之后發(fā)送測量命令。在一些示例中，CPU (1201)在預(yù)定數(shù)目的發(fā)動命令之后發(fā)送發(fā)動命令。在一些示例中，在特定時間周期內(nèi)或者在每個噴嘴預(yù)定數(shù)目的發(fā)動命令之后，CPU (1201)在發(fā)動命令之后發(fā)送測量命令到打印頭上的每個噴嘴。在一些示例中，隨機(jī)發(fā)送測量命令。
[0081]在一些示例中，在發(fā)動命令被發(fā)送之后的預(yù)定時間發(fā)送測量命令。在一些示例中，CPU (1201)在跟隨發(fā)動命令的不同時間發(fā)送測量命令。在一些示例中，CPU (1201)隨機(jī)選擇時間來在發(fā)動命令之后向噴嘴發(fā)送測量命令。
[0082]圖13是根據(jù)本文所述原理的，用于確定噴墨噴嘴中問題的示例性流程圖(1300)。在該示例中，該方法包括發(fā)動(1301)噴嘴，接著采用墨腔中與噴嘴相關(guān)聯(lián)的傳感器進(jìn)行(1302)測量。該方法還可以包括確定(1303)測量是否指示了噴嘴存在問題。如果測量確實指示了沒有問題(1304)，則可繼續(xù)使用噴嘴(1305)。
[0083]如果測量確實確定(1306 )存在問題，可基于測量值確定(1307 )問題的性質(zhì)。一旦該問題被確定(1307 ),該方法可包括啟動(1308)適合于所確定問題的補(bǔ)救行動。
[0084]雖然已經(jīng)采用特定墨腔幾何形狀、驅(qū)動氣泡形成機(jī)制布置和傳感器的布置描述了本文中的原理，但墨腔內(nèi)組件的任何布置和墨腔的任何幾何形狀均包括在本文所描述的原理的范圍之內(nèi)。
[0085]前面已經(jīng)進(jìn)行的描述僅用于說明和描述所描述原理的示例。該描述并不意在窮舉或者將這些原理限制為所公開的任何精確形式。鑒于上述教導(dǎo)，許多修改和變形是可能的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定噴墨噴嘴中問題的方法(800)，包括: 激活(801)墨腔中的驅(qū)動氣泡形成機(jī)制以通過所述噴墨噴嘴噴出墨小滴；以及 在所述驅(qū)動氣泡形成機(jī)制被激活之后測量(802)所述墨腔中的所述驅(qū)動氣泡。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述驅(qū)動氣泡形成機(jī)制被激活之后測量所述墨腔中的所述驅(qū)動氣泡包括在所述墨腔內(nèi)進(jìn)行阻抗測量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述驅(qū)動氣泡形成機(jī)制被激活之后測量所述墨腔中的所述驅(qū)動氣泡包括在所述墨腔中預(yù)期所述驅(qū)動氣泡存在的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行阻抗測量。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述阻抗測量確定所述問題存在。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括采用處理器響應(yīng)與所述問題啟動補(bǔ)救行動。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述補(bǔ)救行動包括使用至少一個附加噴墨噴嘴來補(bǔ)償所述問題。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述補(bǔ)救行動包括發(fā)送關(guān)于所述問題的通知。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述補(bǔ)救行動包括禁用所述噴墨噴嘴。
9.如權(quán)利要求1述的方法，其中所述問題為所述噴墨噴嘴的堵塞、易碎氣泡的形成、雜散氣泡的存在、腔入口的堵塞或它們的組合。
10.一種噴墨打印 頭，包括: 墨腔(200)，所述墨腔包括驅(qū)動氣泡形成機(jī)制(203)以及位于所述墨腔(200)內(nèi)用以檢測驅(qū)動氣泡存在的阻抗傳感器(205)； 所述阻抗傳感器從被編程以在所述墨腔內(nèi)啟動驅(qū)動氣泡形成的處理器接收命令； 在啟動驅(qū)動氣泡形成機(jī)制之后，所述處理器被編程以在所述墨腔內(nèi)進(jìn)行阻抗測量，以及基于所述阻抗測量確定所述墨腔中是否存在問題。
11.如權(quán)利要求10所述的噴墨打印頭，進(jìn)一步包括至少一個附加噴墨噴嘴，并且所述處理器被編程來采用所述至少一個附加噴墨噴嘴補(bǔ)償所述問題。
12.—種打印機(jī),包括: 第一噴嘴(1103),其與第一墨腔流體連通,所述第一墨腔包括第一阻抗傳感器； 所述第一阻抗傳感器(1106)與處理器(1101)通信； 所述處理器還與所述第一墨腔中的第一驅(qū)動氣泡形成機(jī)制相通信； 所述處理器編程為: 發(fā)送發(fā)動命令到所述第一驅(qū)動氣泡形成機(jī)制； 在所述發(fā)動命令之后發(fā)送測量命令到第一阻抗傳感器；以及 基于響應(yīng)于所述測量命令所進(jìn)行的測量，在所述第一墨腔內(nèi)確定驅(qū)動氣泡的存在。
13.權(quán)利要求12的打印機(jī)，進(jìn)一步包括: 第二噴嘴(1107)，其與第二墨腔(1109)流體連通，所述第二墨腔包括第二阻抗傳感器(1108)； 所述第二阻抗傳感器與所述處理器通信；以及 所述處理器還與所述第二墨腔中的第二驅(qū)動氣泡形成機(jī)制相通信。
14.如權(quán)利要求13所述的打印機(jī)，其中所述處理器被編程為: 基于所述測量確定所述第一墨腔中是否存在問題；以及 當(dāng)確定所述墨腔中存在所述問題時，指示所述第二驅(qū)動氣泡形成機(jī)制進(jìn)行補(bǔ)償。
15.權(quán)利要求13的打印機(jī)，進(jìn)一步包括:打印頭，其具有多個噴嘴，所述第一和第二噴嘴是所述多個噴嘴的一部分；所述多個噴嘴的每個噴嘴都包括阻抗傳感器；每個阻抗傳感器采用多個基元導(dǎo)電體(1003 )和多個行導(dǎo)電體(1102 )來尋址；其中，并且所述第一阻抗傳感器與第一行導(dǎo)電體和共同的基元導(dǎo)電體進(jìn)行通信；并且第二阻抗傳 感器與第二行導(dǎo)電體和所述共同的基元導(dǎo)電體進(jìn)行電通信。
【文檔編號】B41J2/045GK104080609SQ201280068695
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月19日
【發(fā)明者】A.L.范布羅克林, A.L.格霍澤爾, M.亨特, S.A.林恩 申請人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)