专利名称：确定喷墨打印机中的故障喷嘴的方法
技术领域：
本发明涉及一种检测喷墨打印机中的故障喷嘴的方法，更具体地说，涉及一种通过使用光学传感器检测测试图案来检测喷墨打印机打印头中的不喷墨喷嘴的方法。
背景技术：
一般说来，彩色喷墨打印机带有多个墨盒，在多个墨盒的下面布置有打印头，在打印头中有几百个喷嘴。打印头中的一些喷嘴可能会堵塞，或者由于与其连接的加热器或致动器(actuator)的故障而不正常工作，或者由于给该加热器或致动器供应电源的电路的故障而不正常工作。由于一些原因而不喷墨的喷嘴称为故障喷嘴。
这样的故障喷嘴在打印介质上留下空白并且降低打印质量。因此，有必要不使用故障喷嘴打印文件或者在修复故障喷嘴后再打印文件。
美国专利No.6215557公开了一种识别喷墨打印机中故障喷嘴的方法和装置。所公开的该方法和装置通过自分别与测试图像相对应的喷嘴喷出墨滴而在矩形栅格内打印包括多个测试图像的测试图案，并且通过使用一种成像设备检查已打印的测试图案并通过使用一种定点设备在矩形栅格上点击空白区域即没有喷上墨的区域，来识别故障喷嘴并在所识别的故障喷嘴上打印信息。
然而，此公开的方法和装置需要成像设备，并且消耗相当数量的墨以在打印介质上打印多个测试图像。此外，为了检测带有多个墨盒的喷墨打印机内的故障喷嘴，应对每个墨盒都执行所公开的识别喷墨打印机中的故障喷嘴的方法，而这需花费大量的时间。
图1表示一种在美国专利No.6517183中公开的用以检测故障喷嘴的装置。参考图1，此装置包括发光二极管(LED)1，吸收发射自LED1的光的光电二极管2，将由光电二极管2传送的信号放大的放大器3，将放大器3输出的电流电平数字化的模拟/数字转换器4，以及通过参考模拟/数字转换器4输出的数据来检测墨滴的检测单元5。
当LED1发射激光束10而光电二极管2接收来自LED1的激光束时，如果预定喷嘴在LED1和光电二极管2之间滴墨，则接收到的来自LED1的激光束的密度将降低。通过检测从LED1接收的激光束的密度的降低，就可确定该预定喷嘴是否工作正常。如果从LED1接收的激光束的密度没有这样的降低，则确定该预定喷嘴被堵塞。
虽然这种检测故障喷嘴的方法能在很短时间内检测细小位置的故障喷嘴，但因为它依赖非常昂贵的高精度设备，所以也被认为是很不方便的。
发明内容
本发明提供一种通过使用自喷墨打印机打印头的喷嘴中喷出的一序列墨滴打印测试图案以及使用自动对准光学传感器扫描测试图案来检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法。
本发明也提供一种修复故障喷嘴的方法。
按照本发明的一方面，提供一种通过使用光学传感器确定喷墨打印机中打印头的故障喷嘴的方法，光学传感器被安装一托架上，该托架在沿主扫描方向移动安装于其上的一墨盒。方法包括(a)将打印头的喷嘴按照副扫描方向的次序分成n1组并在打印纸上打印n1个矩形测试图案，当移动托架时，每一个测试图案通过同时使用对应的组的喷嘴而被打印；(b)通过使用光学传感器扫描n1个测试图案并确定是否有对应于其中一个测试图案的光学输出大于预定阈值，和(c)如果有对应于其中一个测试图案的光学输出大于预定阈值，在一组喷嘴中确定打印对应于大于预定阈值的光学输出的测试图案的喷嘴为故障喷嘴。
按照一方面，在副扫描方向每一组喷嘴的总长度大于光学传感器的分辨率的长度。
按照一方面，所述(a)包括(a1)当沿主扫描方向移动托架达第一预定长度时，通过同时使用第一组喷嘴打印平行线；和(a2)使用沿副扫描方向的后面的喷嘴重复执行所述的(a1)，其中，沿主扫描方向在托架的一行(swath)内执行所述(a1)和(a2)。
按照一方面，所述(b)包括(b1)扫描第一测试图案；(b2)沿副扫描方向换行进打印纸达第二预定长度；和(b3)通过对剩余测试图案重复执行所述(b1)和(b2)来检测包括故障喷嘴在内的测试图案。
按照一方面，所述(c)包括(c1)通过依顺序使用打印了对应于大于预定阈值的光学输出的测试图案的组中的喷嘴，包括故障喷嘴，沿主扫描方向在打印纸上打印平行线达第三预定长度；(c2)在将打印纸换行进纸达第一距离后执行所述(c1)；(c3)重复所述(c2)以形成矩形测试图案，每一个图案包括n2道平行线；(c4)通过使用光学传感器扫描矩形测试图案，如果矩形测试图案的光学输出值大于预定阈值，确定对应于矩形测试图案的喷嘴为故障喷嘴；(c5)换行进打印纸达第一距离；和(c6)对剩余矩形测试图案重复执行所述(c4)和(c5)。
按照一方面，方法还包括(d)对在所述(c)中确定的故障喷嘴进行喷墨处理。
按照一方面，方法进一步包括擦拭在所述(c)中确定的故障喷嘴。
按照本发明的另一方面，提供一种通过使用光学传感器确定喷墨打印机中打印头的故障喷嘴的方法，光学传感器被安装在托架上，该托架沿主扫描方向移动安装于其上的墨盒。方法包括(a)通过依顺序使用喷嘴，在打印纸上沿主扫描方向打印具有预定长度的平行线，每一道平行线对应一个喷嘴；(b)在副扫描方向将打印纸进纸达预定距离后，执行所述(a)；(c)重复所述(b)以形成矩形测试图案，每一个测试图案对应一个喷嘴；和(d)通过使用光学传感器扫描每一个矩形测试图案，如果由扫描矩形测试图案产生的光学输出值大于预定阈值，确定对应于给定矩形测试图案的喷嘴为故障喷嘴。
按照一方面，矩形测试图案在打印纸上被打印成相互连接。
按照一方面，在副扫描方向矩形测试图案的长度大于光学传感器的分辨率的长度。
按照一方面，所述(d)包括(d1)扫描第一矩形测试图案；和(d2)在副扫描方向将打印纸进纸达预定距离后，扫描下一个矩形测试图案，直到所有的矩形测试图案被扫描。
按照一方面，所述(d)还包括(d3)确定是否由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值大于第一阈值；(d4)如果由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值不大于第一阈值，确定对应于该矩形测试图案的喷嘴为正常工作；(d5)如果由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值大于第一阈值，确定是否由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值大于第二阈值；(d6)如果由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值小于第二阈值，确定对应于给定矩形测试图案的喷嘴为部分堵塞；和(d7)如果由扫描第一矩形测试图案产生的光学输出值大于第二阈值，确定对应给定矩形测试图案的喷嘴为完全堵塞。
按照一方面，所述(a)包括(a1)将打印头的喷嘴分成按照副扫描方向的次序布置的多个连续组；和(a2)通过依顺序使用所选择组的喷嘴并且按照副扫描方向次序选择组，在主扫描方向打印具有预定长度的平行线。
按照一方面，在副扫描方向每一个矩形测试图案的长度大于光学传感器的分辨率的长度加上每一组第一个喷嘴和最后一个喷嘴之间的距离之和。
按照一方面，所述(d)包括(d1)扫描矩形测试图案；和(d2)根据由扫描给定矩形测试图案的输出产生的光学值，确定是否有上升沿。
按照一方面，所述(d)还包括(d3)根据由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值，确定是否有下降沿；和(d4)确定上升沿和下降沿之间的距离，并且确定上升沿和下降沿之间的喷嘴为堵塞。
按照一方面，所述(d3)中，如果没有检测到下降沿，从对应于上升沿的喷嘴到所选择组的最后一个喷嘴都被确定为故障喷嘴。
按照一方面，所述(d4)中，上升沿和随后的下降沿之间的距离基于托架的移动速度进行计算。
按照一方面，在所述(d4)中，上升沿和随后的下降沿之间的距离，通过使用安装在托架上的线性编码传感器，读取在线性编码带上写入的标记而被测量。
所述(d)还包括(d5)确定是否由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值大于第一阈值；(d6)如果由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值小于第一阈值，确定对应于给定矩形测试图案的喷嘴为正常工作；(d7)如果由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值大于第一阈值，确定它是否大于第二阈值；(d8)如果由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值小于第二阈值并大于第一阈值，确定对应于给定矩形测试图案的喷嘴为部分堵塞；和(d9)如果由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值大于第二阈值，确定对应于给定矩形测试图案的喷嘴为完全堵塞。
按照一方面，方法还包括(e)对故障喷嘴进行喷墨处理。
按照一方面，所述(e)还包括擦拭故障喷嘴。
按照一方面，所述(e)还包括(e1)对故障喷嘴重复执行所述(a)到(d)预定次数；和(e2)在执行所述(e1)之后报告被确定为故障喷嘴的故障喷嘴。
本发明的其它方面和/或优点，部分在随后的说明中阐明，部分根据说明书是明显的，或可以通过发明的实现而了解。
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和/或其它特征和优点会变得更加明显。
图1是在美国专利No.6517183中公开的一种用以检测故障喷嘴的装置的示意图；图2是一种喷墨打印机的示意图，在其中应用按照本发明第一实施例的检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法；图3是图2中光学传感器的示意图；图4是说明一个测试图案的例子的图，此测试图案用在依照本发明第一实施例用以检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法中；图5是打印头的喷嘴的示意图；图6是说明使用相应于图4中第三测试图案T3的喷嘴N21到N30打印的测试图案的图；图7是按照本发明第一实施例的检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法的流程图；图8是图7中步骤210的详细流程图；图9是说明一种测试图案的图，此测试图案用在依照本发明第二实施例的检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法中；图10是图9的测试图案的放大图；图11是说明墨喷出检测信号的电平依据每个矩形测试图案的形状而变化的图；图12是按照本发明第二实施例的检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法的流程图；图13是图12中步骤320的详细流程图；图14是按照本发明第三实施例检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法的流程图；
图15是按照本发明一个实施例确定喷嘴堵塞程度的方法的流程图；图16是按照本发明一个实施例修复喷墨打印机中故障喷嘴的方法的流程图。
具体实施例方式
现在详细参考附图中表示的本发明实施例，其中自始至终相同的参考序号指示相同的元件。以下通过参考附图对实施例进行描述以解释本发明。
图2是说明喷墨打印机的示意图，在其中应用按照本发明的一种检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法。参考图2，喷墨打印机包括托架110，其在一压纸卷筒(未示出)的上方沿垂直于X方向的Y方向移动，即，X方向是压纸卷筒上打印纸P的前进方向。至少一个墨盒120被安装在托架110上。打印头(未示出)布置在墨盒120的底部，在打印头中有多个喷嘴(未示出)。托架110的一端固定地连接到输送带130上，托架110的另一端连接到导轨131，于是托架110能够沿导轨131滑动。通过采用马达133驱动输送带130，驱动托架110沿Y方向前后移动。安装在托架110上的线性编码传感器112读取编码带116上的标记114。当线性编码传感器112在编码带116上经过时，线性编码传感器112就产生脉冲。控制器140通过计算由线性编码传感器112产生的脉冲而精确控制托架110的移动。
光学传感器160被安装在托架110上，并且检测放置在压纸卷筒上的打印纸P上打印的图像，按照一个实施例，光学传感器160是自动对准传感器。当光学传感器160检测图像时，控制器140使用线性编码传感器112计算图像在Y方向上的位置。
利用进纸辊150沿X方向即副扫描方向移动打印纸P进纸辊。通过进纸辊驱动马达151来滚动该进纸辊150。编码盘轮152沿着进纸辊150的外圆周布置在该进纸辊150的一端。一形成在喷墨打印机主体内的旋转编码传感器153通过在其遇到狭缝152a时产生脉冲来测量编码盘轮152的旋转角度，该狭缝152a以规则间隔形成在编码盘轮152内。控制器140通过计数由旋转编码传感器153产生的脉冲来控制进纸辊150的旋转距离，即，打印纸P在X方向的送进距离(在下文中称为进纸距离)。
图3是图2中光学传感器160的示意图。参考图3，光学传感器160包括发光二极管(LED)161，校准由LED161发射的光线的校准透镜162和163，和接收从打印纸P反射的光线的光电二极管164。由光电二极管164检测的光电平被输入控制器140(图2中)，使得控制器140确定墨是否从喷嘴中喷出。
能够在普通喷墨打印机上经济使用的光学传感器160具有大约1/30英寸的分辨率，旋转编码传感器153具有大约1/1200到1/2400英寸的分辨率，高于光学传感器160的分辨率。因此，采用光学传感器160难以检测由打印分辨率为300到600dpi(点每英寸)的喷墨打印机的仅一个喷嘴所喷出墨滴打印的打印纸P的一部分。
图4是说明第一测试图案T1到T10的图，此测试图案在按照本发明第一实施例的检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法中使用；图5是喷墨打印机的打印头的喷嘴N1到N100的示意图。
参考图5，喷嘴N1到N100排列为两列。更具体地说，50个奇数编号喷嘴N1，N3，...N99排列在第一列，50个偶数编号喷嘴N2，N4，...N100排列在第二列。在图5中，第1个喷嘴N1和第100个喷嘴N100之间的距离d1大约为1/2英寸，每个相邻喷嘴之间的距离d2大约为1/200英寸。
参考图4，每个第一测试图案T1到T10都是矩形的。正如图4中第一测试图案的测试图案T3的放大视图所示的，每个第一测试图案T1到T10都包含10道平行线。每个第一测试图案的10道平行线分别由打印头的每10个连续喷嘴喷出的墨滴打印。按照一个实施例，测试图案T1到T10都是由沿主扫描方向移动的打印头在一行内打印的。这里，基于光学传感器160具有大约1/30英寸分辨率的假定，将打印每个第一测试图案所需要的喷嘴数量设定为10。换句话说，十个连续喷嘴阵列的长度对应于光学传感器160的分辨率的长度，即1/30英寸。
当扫描每个第一测试图案T1到T10时，如果从光电二极管164输出的信号的电平高于预定阈值，则确定被扫描图案的至少一条平行线缺失，以及墨没有从与缺失平行线相应的喷嘴喷出。按照一个实施例，无论何时光学传感器160完成第一测试图案T1到T10中一个的扫描时，打印纸P进纸1/30英寸，使在同样的条件下扫描每一个测试图案得以进行。
为了识别打印头的一套十个连续喷嘴中的故障喷嘴，采用光学传感器160扫描第二测试图案，第二测试图案是按照图6所示方式采用每十个连续喷嘴打印的。
更具体地说，参考图6，利用例如用以打印图4中第一测试图案的测试图案T3的喷嘴N21到N30分别打印十个第二测试图案，其中每个第二测试图案都是呈矩形的十道平行线的阵列。利用从分配给每个第二测试图案的一个喷嘴中喷出的墨滴打印该每个第二测试图案。因此，每个第二测试图案以这样一种方式打印，打印一道平行线后，打印纸P进纸达预定长度，然后打印另一道平行线。按照一个实施例，打印纸P进纸的预定长度对应于每两个相邻喷嘴之间的距离，即图5中的d2。基于光学传感器160的分辨率，确定对应于一个第二测试图案的平行线的数量。通过采用光学传感器160扫描第二测试图案和检测从光电二极管164输出的信号，可检测哪个喷嘴没有喷墨。
现在参考图7介绍按照第一实施例的检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法。
图7是按照第一实施例的检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法的流程图。参考图7，第一计数值i count在步骤201中设定为1。
在步骤202中，将类似于图4中的T1到T10的第一测试图案全部打印在打印纸P的一行内。每个第一测试图案都是分别由多个喷嘴打印的一个平行线阵列。依据光学传感器160的分辨率和设置在打印头上的相邻喷嘴之间的距离，确定打印每个第一测试图案所需要的喷嘴数量。每个第一测试图案在副扫描方向即X方向的长度最好大于光学传感器160的分辨率的长度。该第一测试图案通过托架110沿主扫描方向移动的一个行程(stroke)进行打印。利用线性编码传感器112测量每个第一测试图案在主扫描方向的位置。
在步骤203中，在打印纸P上打印的第一测试图案使用光学传感器160扫描。光学传感器160基于扫描的结果给控制器140输出预定的电流电平。
在步骤204中，第一计数值i count增加1。在步骤205中，确定是否第一计数值i count大于n1，此处n1代表在打印纸P上打印的第一测试图案的数量。
在步骤206中，如果第一计数值i count在步骤205中确定没有大于n1，打印纸P在副扫描方向送进第一测试图案的长度，方法返回到步骤203。
在步骤207中，如果第一计数值i count在步骤205中确定不小于n1，控制器140确定基于在步骤203中的测量而输出的至少一个电流电平是否大于预先确定的阈值。
在步骤208中，如果在步骤207中基于在步骤203中的测量而输出的电流电平中没有一个被确定超过预先确定的阈值，则确定打印头没有故障喷嘴，此方法结束。
如果在步骤207中确定在步骤203中测量的至少一个电流电平超过预先确定的阈值，执行步骤210确定故障喷嘴。
图8是图7中步骤210的详细流程图。参考图8，第二计数值j count在步骤211中设定为1。在步骤212中，第二测试图案按照图6中所示的方式打印。更具体地说，第二测试图案通过在第一方向移动打印头和从打印头的一组喷嘴(例如图6中喷嘴N21到N30)中喷出墨滴来进行打印。利用线性编码传感器112测量在步骤212中打印的每个第二测试图案的位置。
在步骤213中，第二计数值j count增加1。在步骤214中，确定是否第二计数值j count大于n2，此处n2代表在步骤211中打印的每个第二测试图案的平行线的数量，例如10。
如果在步骤214中确定第二计数值j count没有大于n2，在步骤215中打印纸P进纸达预定距离，例如图6中的d2，并且方法返回到步骤212。
如果在步骤214中确定第二计数值j count大于n2，在步骤216中第三计数值k count设定为1。
在步骤217中，利用光学传感器160扫描第二测试图案的第一个，该第一个是由打印头的十个连续喷嘴中的第一个喷嘴(如图6中的N21)打印的。光学传感器160基于扫描结果输出预定的电流电平。如果预定的电流电平高于预定的阈值，控制器140确定墨没有从打印头的十个连续喷嘴的第一个喷嘴(如图6中的N21)中喷出。否则，控制器140确定第一个喷嘴(如N21)工作正常。
在步骤218中，第三计数值k count增加1。在步骤219中，确定是否第三计数值k count大于n3，此处n3代表在步骤212中用来打印第二测试图案的喷嘴的数量。
如果在步骤219中确定第三计数值k count不大于n3，打印纸P在步骤220中进纸1/200英寸，方法返回到步骤217。
在步骤221中，如果在步骤219中确定第三计数值k count大于n3，则确定是否有从中检测到故障喷嘴的其它第一测试图案。
如果在步骤221中确定有从中检测到故障喷嘴的其它第一测试图案，方法返回到步骤211。
如果在步骤221中确定没有从中检测到故障喷嘴的其它第一测试图案，方法结束。
图9是在按照本发明第二实施例的检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法中应用的测试图案T，图10是图9中测试图案T的放大视图。
参考图9，测试图案T包括在主扫描方向相互连接的相同矩形R1到R100的阵列。矩形R1到R100分别由图5中的喷嘴N1到N100打印。
参考图10，从R1到R100的每个矩形都包括一个平行线阵列，这些平行线由副扫描方向的相应喷嘴在主扫描方向重复打印成具有预定的长度。由于喷嘴N1到N100在副扫描方向依顺序排列，在主扫描方向打印的矩形阵列R1到R100与主扫描方向形成一预定角度。因此，测试图案T以这样一种方式形成，利用沿主扫描方向移动的托架110的一次行程打印每个矩形R1到R100的第一道平行线，打印纸P在副扫描方向由进纸辊150进纸预定距离d3，利用沿主扫描方向移动的托架110的另一次行程打印每个矩形R1到R100的第二道平行线。按照一个实施例，基于光学传感器160的分辨率，该分辨率大约1/30英寸，将由每个矩形R1到R100组成的平行线的数量设定为16。换句话说，通过把进纸辊150增量移动的预定距离d3乘以组成每个矩形R1到R100的平行线的数量(即，16)，计算矩形R1到R100每个在副扫描方向的长度。于是，这样形成测试图案T，使每个矩形R1到R100的每条边都大于光学传感器160的分辨率的长度，该分辨率大约为1/30英寸。因此，光学传感器160能扫描矩形R1到R100中的每一个。
如果在使用光学传感器160扫描测试图案T期间，从光电二极管164输出的信号具有比预定阈值高的电平，则确定墨没有从对应于测试图案T的矩形的喷嘴喷出。按照一个实施例，为在同样的条件下扫描矩形R1到R100，设置光学传感器160检测和扫描第一个矩形R1，打印纸P进纸预定距离，然后再扫描第二个矩形R2。
图11是说明墨喷出检测信号的电平依据测试图案的每个矩形的形状而变化的图。参考图11，光学传感器160在主扫描方向扫描测试图案的每一个矩形。如果在打印纸P上正常打印出对应于喷嘴的测试图案的矩形，作为扫描矩形的结果的从光电二极管164输出的信号具有低电流电平。如果墨没有从预定喷嘴喷出，从光电二极管164输出的信号具有高电流电平。在预定喷嘴部分堵塞的情况下从光电二极管164输出的信号的电流电平高于在预定喷嘴没有堵塞的情况下从光电二极管164输出的信号的电流电平。
按照一个实施例，假设第一阈值Threshold 1设定为确定每一个喷嘴是否堵塞的标准。因为从第十个矩形R10的光电二极管164输出的信号具有比第一阈值Threshold 1高的电流电平，所以对应于第十个矩形R10的第十个喷嘴被确定是通畅的。然而，在设定第二阈值Threshold 2作为确定每个喷嘴是否堵塞的标准时，第十个喷嘴被确定为不正常工作，因为从光电二极管164输出的信号具有比第二阈值Threshold 2低的电流电平。因此，依据哪个阈值被设定为确定每个喷嘴是否堵塞的标准，难以确定是否墨从第十个喷嘴喷出。按照一个实施例，如果从光电二极管164输出的信号具有介于第一和第二阈值Threshold 1和Threshold 2之间的电流电平，则第十个喷嘴被确定为部分堵塞。在第十个喷嘴被确定为部分堵塞的情况下，将墨盒120移动到布置在喷墨打印机一侧的维修站，然后通过喷出相应的喷嘴使第十个喷嘴能够正常工作。
按照一个实施例，线性编码传感器112通过测量从光电二极管164输出的信号中上升沿RE和下降沿FE之间的距离DR来检测故障喷嘴的位置，如图11所示。按照一个实施例，基于托架的移动速度，计算该上升沿RE和下降沿FE之间的距离。此外，按照一个实施例，如果没有检测到最初下降沿(IFE)，则确定所有的喷嘴均是故障喷嘴。类似地，如果在检测到最初下降沿之后，没有检测到随后的上升沿，则确定没有故障喷嘴。另外，如果检测到的最初下降沿对应的喷嘴不是第一个喷嘴，那么从第一个喷嘴到对应该最初下降沿的喷嘴之间的所有喷嘴均确定是故障喷嘴。
图12是按照第二实施例的检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法流程图。参考图12，在步骤310中，第一计数值i count设定为1。在步骤320中，打印包括多个矩形的类似图9中的测试图案T的测试图案。
图13是图12中步骤320的详细流程图。参考图13，在步骤321中第二计数值j count设定为1。
在步骤322中，当采用托架110在主扫描方向移动墨盒120时，每个矩形的平行线通过从相应喷嘴喷出墨滴而被打印成具有预定长度。在主扫描方向移动墨盒120期间，每道平行线的位置通过使用线性编码传感器112控制。
在步骤323中，第二计数值j count增加1。在步骤324中，确定是否第二计数值j count大于n5，此处n5代表由一个喷嘴打印的每个矩形的平行线的数量。如在图10中所示，例如，在考虑光学传感器160的分辨率的情况下，n5可以设定为16。
在步骤324中，如果确定第二计数值j count没有大于n5，驱动进纸辊150移动图10中的d3(在步骤325中)，使打印纸P进纸，方法返回到步骤322。
在步骤324中，如果确定第二计数值j count大于n5，步骤320结束。
再次参考图12，在步骤330中利用光学传感器160扫描由打印头的第一个喷嘴打印的测试图案的第一个矩形。光学传感器160把作为扫描结果的从光电二极管164输出的电流电平发送给控制器140。
在步骤340中，第一计数值i count增加1。在步骤350中，确定是否第一计数值大于n4。按照第一个实施例，n4代表用来打印测试图案的喷嘴的数量。
在步骤350中，如果确定第一计数值i count不大于n4，则确定在步骤330中从光电二极管164输出的电流电平是否高于预定阈值(在步骤360)。
在步骤360中，如果确定电流电平输出不大于预定阈值，则驱动进纸辊150移动图10中的d3(在步骤370)，使打印纸进纸，方法返回到步骤330。
在步骤360中，如果确定电流电平输出大于预定阈值，则确定墨没有从打印头的相应喷嘴中喷出(步骤380)，然后执行步骤370。
在步骤350中，如果确定第一计数值i count大于n4，检测故障喷嘴的整个过程结束。
图14是按照本发明第三实施例的检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法的流程图。参考图14，在步骤410中第三计数值k count设定为1。
在步骤420中，打印包括多个矩形的类似图9中测试图案T的测试图案。布置在墨盒120处的打印头的喷嘴在副扫描方向被连续地分成多组，按照与图12的步骤320中采用的方式相同的方式，利用选定的喷嘴组分别打印测试图案的矩形。例如，图5中的喷嘴N1到N100可以被分成四组，分别是从第一喷嘴N1到第二十五喷嘴为一组，从第二十六喷嘴到第五十喷嘴为一组，从第五十一喷嘴到第七十五喷嘴为一组，从第七十六喷嘴到第一百喷嘴为一组。选定的组的每个喷嘴打印测试图案的一个矩形，如图9所示。确定每一组的喷嘴数n6，这样在副扫描方向上测试图案的矩形长度大于光学传感器160的分辨率的长度加上每组第一和最后一个喷嘴之间的距离之和。按照一个实施例，通过沿主扫描方向移动的光学传感器160的一次行程来扫描测试图案。步骤420非常类似于图13中步骤320，因此省略对其的详细说明。
在步骤430中，利用光学传感器160扫描在打印纸P上由第K个喷嘴Nk打印的测试图案的第K个矩形。光学传感器160将从光电二极管164输出的电流电平发送到控制器140。
在步骤440中，确定是否自电流电平输出中检测到上升沿。在步骤450中，如果在步骤440自电流电平输出中检测到上升沿，则确定是否自电流电平输出中检测到下降沿。
如果在步骤450中自电流电平输出中检测到下降沿，则在步骤460中，计算自电流电平输出中检测到的上升沿和下降沿之间的距离DR(即扫描持续时间)和落在两者之间的喷嘴数量。在步骤470中，确定墨没有从第k个喷嘴到第(k+DR-1)个喷嘴中喷出。
在步骤480中，第三计数值k count增加DR。
在步骤490中，确定第三计数值k count是否大于n6，n6按照一个实施例代表用来打印测试图案的矩形的喷嘴数量。
如果在步骤490中确定第三计数值k count没有大于n6，方法返回到步骤430。否则，检测故障喷嘴的整个过程结束。
如果在步骤450中没有自电流电平输出中检测到下降沿，确定墨没有从第k个到第n6个喷嘴中喷出(步骤451)。
如果在步骤440中没有自电流电平输出中检测到上升沿，第三计数值kcount增加1(步骤441)，执行步骤490。
图15是确定喷嘴堵塞程度的方法的流程图，按照本发明的一个实施例，它用在检测喷墨打印机中故障喷嘴的方法中。参考图15，在步骤510扫描由特定喷嘴打印的测试图案的预定矩形。
在步骤520中，确定作为扫描结果的从光电二极管164中输出的电流电平是否高于第一阈值(即图11的Threshold 1)。
如果在步骤520中确定电流电平输出高于第一阈值，则确定电流电平输出是否高于第二阈值(即图11的Threshold 2)(步骤530)。
如果在步骤530确定电流电平输出高于第二阈值，则确定对应于该预定矩形的喷嘴完全堵塞(步骤550)，方法结束。
如果在步骤530确定电流电平输出没有高于第二阈值，确定喷嘴部分堵塞(步骤560)，方法结束。
如果在步骤520中确定电流电平输出没有高于第一阈值，确定喷嘴工作正常(步骤540)，方法结束。按照一个实施例，对每一个喷嘴执行此方法。
图16是按照本发明的实施例修复喷墨打印机中故障喷嘴的方法的流程图。参考图16，利用打印头的喷嘴在打印纸P上分别打印测试图案的矩形(步骤610)。
在步骤620中，对在打印纸P上打印的矩形依顺序使用光学传感器160扫描。
如果确定在步骤620中从光电二极管164输出的作为扫描矩形的结果的电流电平高于预定阈值，则对应的喷嘴被指定为故障喷嘴，其顺序号被储存(步骤630)。
如果在步骤630中确定没有检测到故障喷嘴，则确定对应的喷嘴正常工作，完成对故障喷嘴的检测处理。
如果在步骤630中确定有故障喷嘴，则将托架110移动到布置在喷墨打印机一侧的维修站，对故障喷嘴执行喷墨处理(步骤640)，这样能喷出堵塞该故障喷嘴的墨或者杂质。
在步骤650中，托架110被移动到打印区，擦拭打印头的喷嘴板(步骤650)，这样能够除去堵塞该故障喷嘴的灰尘。
在步骤660中，使用其位置在步骤630中被储存的故障喷嘴打印测试图案，该测试图案具有与每个故障喷嘴相对应的离散区域，然后方法返回到步骤620。
即使在图16中说明了按照本发明本实施例的修复喷墨打印机中故障喷嘴的方法，似乎该方法需重复执行直到检测不到故障喷嘴，但也可在执行2至3次之后就结束该方法(以上已经描述的图16中步骤630至660需重复执行直到检测不到故障喷嘴，这些步骤可以只执行2至3次，从而结束修复故障喷嘴的整个过程)。按照一个实施例，修复故障喷嘴的方法还包括向用户通知检测到故障喷嘴的步骤。
检测故障喷嘴的方法可以应用到具有多个墨盒的彩色喷墨打印机以及具有单个墨盒的喷墨打印机。
如上所述，能够通过采用光学传感器自动检测打印头的故障喷嘴，其中，此光学传感器是具有低分辨率的自动对准传感器；通过喷墨和擦拭处理修复故障喷嘴；以及检查修复后的喷嘴是否正常工作。
虽然已经表示和说明了本发明的几个实施例，但应认识到的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，本领域技术人员可对此实施例作出改动，本发明范围限定在权利要求书及其等同物内。
有关申请的相互参照本申请要求分别于2003年6月27日、2003年10月25日和2003年10月10日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2003-42791、2003-74926和2003-70645的优先权，在此引入上述申请的公开内容作为参考。
权利要求
1.一种通过使用光学传感器确定喷墨打印机中打印头的故障喷嘴的方法，此光学传感器安装在托架上，所述托架沿主扫描方向移动安装于其上的墨盒，该方法包括(a)将所述打印头的喷嘴按照副扫描方向的次序分为n1组，并且在打印纸上打印n1个矩形测试图案，当移动所述托架时通过同时使用相应的组的喷嘴来打印每个测试图案；(b)使用所述光学传感器扫描所述的n1个测试图案，并确定是否存在与这些测试图案之一相对应的光学输出大于预定阈值；以及(c)如果存在与这些测试图案之一相对应的光学输出大于所述预定阈值，则确定在一组喷嘴中打印了与所述大于该预定阈值的光学输出相对应的测试图案的喷嘴为故障喷嘴。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述副扫描方向每一组喷嘴的总长度大于所述光学传感器的分辨率的长度。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述(a)包括(a1)当沿所述主扫描方向移动所述托架达第一预定长度时，通过同时使用第一组喷嘴来打印平行线；以及(a2)使用沿所述副扫描方向的随后的组的喷嘴重复执行所述的(a1)，其中，沿所述主扫描方向在所述托架的一行内执行所述(a1)和(a2)。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述(b)包括(b1)扫描第一测试图案；(b2)沿所述副扫描方向换行送进所述打印纸达第二预定长度；以及(b3)通过对剩余测试图案重复执行所述(b1)和(b2)来检测包括故障喷嘴在内的测试图案。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述(c)包括(c1)通过依顺序使用打印了对应于大于所述预定阈值的所述光学输出的所述测试图案的组中的喷嘴，包括故障喷嘴，来沿所述主扫描方向在打印纸上以第三预定长度打印平行线；(c2)在将打印纸进纸达第一距离后执行所述(c1)；(c3)重复所述(c2)以形成矩形测试图案，其每一个包括n2道平行线；(c4)通过使用所述光学传感器来扫描矩形测试图案，如果该矩形测试图案的光学输出值大于所述预定阈值，则确定对应于该矩形测试图案的喷嘴为故障喷嘴；(c5)换行进打印纸达所述第一距离；以及(c6)对剩余矩形测试图案重复执行所述(c4)和所述(c5)。
6.如权利要求1所述的方法，还包括(d)对在所述(c)中确定的故障喷嘴进行喷墨处理。
7.如权利要求6所述的方法，还包括擦拭在所述(c)中确定的故障喷嘴。
8.一种通过使用光学传感器来确定喷墨打印机中打印头的故障喷嘴的方法，此光学传感器安装在托架上，该托架沿主扫描方向移动安装于其上的墨盒，该方法包括(a)通过依顺序使用喷嘴，在打印纸上沿所述主扫描方向打印具有预定长度的平行线，每一道平行线对应一个喷嘴；(b)在副扫描方向将该打印纸进纸达预定距离后，执行所述(a)；(c)重复所述(b)以形成矩形测试图案，每一个测试图案对应一个喷嘴；以及(d)通过使用所述光学传感器来扫描每一个矩形测试图案，如果由扫描某给定矩形测试图案产生的光学输出值大于预定阈值，则确定对应于该矩形测试图案的喷嘴为故障喷嘴。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述矩形测试图案在打印纸上被打印成相互连接。
10.如权利要求8所述的方法，其中，在所述副扫描方向所述矩形测试图案的长度大于所述光学传感器的分辨率的长度。
11.如权利要求8所述的方法，其中，所述(d)包括(d1)扫描第一矩形测试图案；以及(d2)在所述副扫描方向将打印纸进纸达所述预定距离后，扫描下一个矩形测试图案，直到所有的矩形测试图案被扫描。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述(d)还包括(d3)确定是否由扫描该给定矩形测试图案产生的该光学输出值大于第一阈值；(d4)如果由扫描该给定矩形测试图案产生的该光学输出值不大于该第一阈值，则确定对应于该给定矩形测试图案的喷嘴为正常工作；(d5)如果由扫描该给定矩形测试图案产生的该光学输出值大于该第一阈值，则确定是否由扫描该给定矩形测试图案产生的该光学输出值大于第二阈值；(d6)如果由扫描该给定矩形测试图案产生的该光学输出值小于该第二阈值，则确定对应于该给定矩形测试图案的喷嘴为部分堵塞；以及(d7)如果由扫描该第一矩形测试图案产生的该光学输出值大于该第二阈值，则确定对应于该给定矩形测试图案的喷嘴为完全堵塞。
13.如权利要求8所述的方法，其中，所述(a)包括(a1)将所述打印头的喷嘴分成按照所述副扫描方向的次序布置的多个连续组；以及(a2)通过依顺序使用所选定组的喷嘴并且按照所述副扫描方向的次序选择组，在所述主扫描方向打印具有所述预定长度的平行线。
14.如权利要求13所述的方法，其中，在所述副扫描方向每一个矩形测试图案的长度大于所述光学传感器的分辨率的长度加上每一组第一个喷嘴和最后一个喷嘴之间的距离之和。
15.如权利要求8所述的方法，其中，所述(d)包括(d1)扫描所述矩形测试图案；以及(d2)根据由扫描该给定矩形测试图案产生的所述光学输出值，检测是否有最初下降沿，和是否在该最初下降沿之后有上升沿，其中，如果在该最初下降沿之后没有上升沿检测到，则确定没有故障喷嘴，以及如果没有检测到最初下降沿，则确定所有的喷嘴都是故障喷嘴。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述(d)还包括(d3)根据由扫描该给定矩形测试图案产生的所述光学输出值，检测是否在所述上升沿之后有下降沿；以及(d4)如果在所述上升沿之后有下降沿检测到，则确定该上升沿和随后的下降沿之间的距离，并且确定该上升沿和随后的下降沿之间的喷嘴为堵塞。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述(d3)中，如果在该上升沿的检测之后没有检测到下降沿，则从对应于该上升沿的喷嘴到所选定组中的最后一个喷嘴都被确定为故障喷嘴。
18.如权利要求16所述的方法，其中，所述(d4)中，该上升沿和随后的下降沿之间的距离基于所述托架的移动速度进行计算。
19.如权利要求16所述的方法，其中，在所述(d4)中，该上升沿和随后的下降沿之间的距离通过使用安装在所述托架上的线性编码传感器读取在线性编码带上写入的标记来测量。
20.如权利要求17所述的方法，其中，所述(d)还包括(d5)确定是否由扫描给定矩形测试图案产生的光学输出值大于第一阈值；(d6)如果由扫描该给定矩形测试图案产生的光学输出值小于该第一阈值，则确定对应于该给定矩形测试图案的喷嘴为正常工作；(d7)如果由扫描该给定矩形测试图案产生的光学输出值大于该第一阈值，则确定是否由扫描该给定矩形测试图案产生的光学输出值大于第二阈值；(d8)如果由扫描该给定矩形测试图案产生的光学输出值小于该第二阈值并大于所述第一阈值，则确定对应于该给定矩形测试图案的喷嘴为部分堵塞；以及(d9)如果由扫描该给定矩形测试图案产生的光学输出值大于该第二阈值，则确定对应于该给定矩形测试图案的喷嘴为完全堵塞。
21.如权利要求8所述的方法，还包括(e)对所述故障喷嘴进行喷墨处理。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述(e)还包括(e1)擦拭所述故障喷嘴。
23.如权利要求21所述的方法，其中，所述(e)还包括(e1)对所述故障喷嘴重复执行所述(a)到(d)达预定次数；以及(e2)在执行所述(e1)之后报告被确定为故障喷嘴的所述故障喷嘴。
全文摘要
一种确定喷墨打印机中故障喷嘴的方法，涉及通过使用打印头的每一组喷嘴或每一个喷嘴在打印纸上打印矩形测试图案，通过使用光学传感器在打印纸上扫描矩形测试图案，其中，光学传感器是自动对准传感器。
文档编号B41J2/01GK1597327SQ2004100899
公开日2005年3月23日 申请日期2004年6月28日 优先权日2003年6月27日
发明者任大赫, 郑晋旭, 全性男 申请人:三星电子株式会社