液滴检测装置和液滴检测方法制造方法及图纸

描述了用于检测液滴的装置和用于检测液滴的方法。该装置包括光发射器和光检测器。该光发射器沿光轴发射光，光具有其中波峰与光轴不重合的空间强度分布曲线。光检测器相对于光发射器放置，使得在使用中，空间强度分布曲线的波峰入射到光检测器上。

Liquid drop detection

A device for detecting droplets and a method for detecting droplets are described. The device consists of light emitters and light detectors. The light emitter emits light along the optical axis, and the light has a spatial intensity distribution curve in which the wave peak does not coincide with the optical axis. The photodetector is placed relative to the light emitter so that the peak of the spatial intensity distribution curve is incident on the photodetector in use.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液滴检测
技术介绍
喷墨式打印将打印液体的液滴推进到介质上，以在2D打印设备内的基底上创建图像，或在3D打印设备内的构建材料中创建一层物体。例如，喷墨式打印机可以包括包含一个墨滴发生器或多个墨滴发生器的打印头，墨滴发生器推进打印液体通过孔或喷嘴，以将打印液体的液滴喷射到介质上。可靠的打印操作部分地需要喷嘴的可靠操作。假如喷嘴故障，则打印液体可能无法适当地喷射，这可能对打印的图像或物体的质量产生负面影响。喷嘴的故障机制可能包括电阻元件的故障、墨水供给线的阻塞、发射腔中的阻塞和/或孔的阻塞。附图说明根据下面结合附图进行的具体描述，本公开的各种特征将显而易见，附图通过举例一起图示了本公开的特征，且其中：图1为墨滴发生器的示意图；图2a为示出墨滴发生器的截面图的示意图；图2b为示出墨滴发生器的截面图的示意图；图2c为示出墨滴发生器的截面图的示意图；图3为示例的光发射器的空间强度分布曲线(spatialintensitydistributionprofile)的示意性图示；图4a为示出根据示例的液滴检测装置的示意图；图4b为示出根据示例的液滴检测装置的示意图；图5为示出根据示例的检测液滴的方法的流程图；以及图6为示出根据示例的液滴检测装置的示意图。具体实施方式在下面的描述中，出于解释目的，阐述了某些示例的若干具体细节。在说明书中引用“一个示例”或类似语言意指结合该示例描述的特定特征、结构或特性包含在至少那一个示例中、但不一定包含在其它示例中。图1示意性图示了可以在2D打印机或3D打印机中的打印头中使用的墨滴发生器100的组件。墨滴发生器100包括一个喷嘴102或多个喷嘴102。下面参考图2a至图2c来描述该墨滴发生器的操作。在图1所示的示例中，墨滴发生器100包括4行104a-104d喷嘴102。2行104a、104b位于墨滴发生器100的前缘106a附近，另外2行104c、104d位于墨滴发生器100的后缘106b附近。行104a-104d中的每一行可以具有自己的打印液体供给，本文称作墨水。喷嘴102中的每一个可以将墨水喷射到介质层上，以在2D打印设备内的基底上创建图像，或在3D打印设备内的构建材料中创建一层物体(本文将两者都称作图像)。本文将该介质层称作基底。将该图像以数字形式传递给打印机。该图像可以包括文本、图形及图像的任意组合。在某些实施方式中，各打印头或各墨滴发生器100可以具有从图像处理单元(未示出)接收数据的控制器。该控制器接收的数据用于控制如何从喷嘴102喷射墨水以打印图像。可以使用任意适当形式的基底，除其它外，还包括单张介质板和/或连续卷。基底104可以由诸如普通纸、光面纸、涂布纸、透明片、聚合物、金属箔等之类的任意适当材料形成。在3D打印中，该基底可以是构建材料，诸如一层粉状材料之类。图2a、图2b和图2c图示了用于通过打印头中的喷嘴102来喷射墨水的墨滴发生器200的示例的组件及操作。图2a至图2c所示的示例性墨滴发生器200为热喷墨(TIJ)墨滴发生器；然而，要理解在其它示例中，可以使用不同的机制来喷射墨水。例如，墨滴发生器可以是压电墨滴发生器。如图2a所示，墨滴发生器100包括发射腔108和喷嘴102。操作期间，发射腔108充满墨水，使得墨水在喷嘴102处形成弯液面110。墨水可以从墨水储存器(未示出)流入发射腔108中。电阻元件112位于发射腔108内。图2a示出了电阻元件112未通电时的墨滴发生器100。图2b示出了电阻元件112通电时的墨滴发生器100。通电时，电阻元件112的温度升高。随着电阻元件112的温度升高，热被传送给发射腔108中的、电阻元件112附近的墨水。这可以使得气泡114形成在发射腔108中、电阻元件112的位置处或其附近。随着气泡114膨胀，墨水可以被挤压通过喷嘴102，使得弯液面110扩大。如图3c所示，当弯液面110的表面张力不再足以平衡气泡114施加的力时，从喷嘴102喷射液滴116。液滴116可以是一个液滴或诸如主液滴后有另一液滴的多个液滴，如图2c所示。一旦液滴116被喷射，并且流经电阻元件112的电流减小，气泡114就溃灭。气泡114的溃灭使得弯液面110能够返回如图2a所示的相同状态，并可以使得将更多墨水引入发射腔108中。打印机的可靠操作部分地需要墨滴发生器100的可靠操作。假如墨滴发生器100故障，那么应该从喷嘴102喷射到基底上的墨水不被喷射，这可能对打印的图像的质量有负面影响。墨滴发生器100的故障机制可包括电阻元件112的故障、从储存器引出的墨水供给线的墨水阻塞、发射腔108中的阻塞和/或喷嘴102中的阻塞。为了确定墨滴发生器100是否正确操作，期望确定电阻元件112通电时是否从喷嘴102喷射液滴。本文描述了用于打印设备的液滴检测装置的示例。在一个示例中，液滴检测装置包括：沿光轴发射光的光发射器，光具有波峰与光轴不重合的空间强度分布曲线；以及光检测器，相对于光发射器定位，使得在使用中，空间强度分布曲线的波峰入射到光检测器上。在另一示例中，液滴检测装置包括：光检测器，包括具有中心轴的检测孔；以及沿传播轴发射光束的光发射器，使得在使用中，该光束的至少一部分入射到检测孔上，其中该光束的传播轴不与检测孔的中心轴重合。在打印设备的许多示例中，打印设备包括横跨相对长距离的相对大量的喷嘴102。例如，在页宽阵列打印机中，该打印机可以包括位于打印杆中的数万喷嘴102。该打印杆可以横跨数十厘米，或在一些示例中，横跨多于一米。在此类打印设备中，确定在打印杆的整个范围上喷嘴102是否适当地喷射墨水可以利用液滴检测装置的复制。这可能在排列光发射器及光检测器方面提出了挑战，且还可能提出光挑战。例如，在相对小的空间提供相对大量的光发射器－光检测器对，可能导致光发射器-光检测器对之间的干扰或所谓的“串扰”。本文描述的示例有助于减少此类挑战。发射相对窄发散光束的发光二极管(LED)使得能够实现一个光发射器-光检测器对与邻近的光发射器-光检测器对的较紧密放置。然而，当此类LED发射的光束的发散变窄时，该光束的远场属性可能不同于相对较宽的发散光束的属性。图3图示了一个示例的光发射器300的光强度分布。在图3所示的示例中，光发射器300为LED，其中发射的光相对高地集中于窄发散光束302。在一个示例中，发射的光束302可以具有小于20°的发散角。在另一示例中，发射的光束302可以具有小于15°的发散角。在另一示例中，发射的光束302可以具有小于10°的发散角。在另一示例中，发射的光束302可以具有约6°的发散角。例如，图3所示的示例可以表示光发射器300所发射的光束302、在距光发射器300的距离为20毫米处的截面上的空间强度分布曲线。然而，图3所示的示例同样可以表示光发射器300所发射的光束302、在距离大于或小于20毫米处的截面上的强度曲线。与光发射器300发射的光束302的传播轴304基本上对应的中央位置在图3中示为点划线。图3所示的曲线为沿与光束302的传播轴302垂直的一个轴的截面，但光束302可以在与光束302的传播轴304垂直的平面中展现基本为环形的截面强度曲线。如可从图3看出的，在此类光发射器300中，在空间强度分布曲线中有明显的最小值306，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于打印设备的液滴检测装置，所述液滴检测装置包括：沿光轴发射光的光发射器，所述光具有其中波峰与所述光轴不重合的空间强度分布曲线；以及光检测器，相对于所述光发射器放置，使得在使用中，所述空间强度分布曲线的所述波峰入射到所述光检测器上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于打印设备的液滴检测装置，所述液滴检测装置包括：沿光轴发射光的光发射器，所述光具有其中波峰与所述光轴不重合的空间强度分布曲线；以及光检测器，相对于所述光发射器放置，使得在使用中，所述空间强度分布曲线的所述波峰入射到所述光检测器上。2.根据权利要求1所述的液滴检测装置，其中所述光轴与所述光检测器的中心轴不平行。3.根据权利要求1所述的液滴检测装置，其中所述光轴与所述光检测器的中心轴平行。4.根据权利要求1所述的液滴检测装置，其中所述光发射器为发光二极管。5.根据权利要求4所述的液滴检测装置，其中所述发光二极管发射圆锥形光束。6.根据权利要求1所述的液滴检测信号，其中所述光发射器发射连续光束。7.根据权利要求1所述的液滴检测装置，包括处理器，所述处理器基于所述光检测器产生的信号来确定液滴的存在。8.根据权利要求7所述的液滴检测装置，其中所述处理器基于所述光检测器产生的信号的减小来确定液滴的存在。9.根据权利要求7所述的液滴检测器装置，其中所述处理器确定液滴的检测频率。10.根据权利要求1所述的液滴检测装置，包括多个光发射器和多个光检测器。11.根据权利要求10所述的液滴检测装置，其中所述多个光发射器包括第一光发射器和邻近所述第一光发射器的第二光发射器，并且所述多个光...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯科·戈麦斯，约瑟·弗朗西斯科·布拉沃·德·韦加，若尔迪·巴斯，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US