(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するように基板上に形成された液滴吐出要素と、
前記液滴から光を散乱するように光ビームを投射するための光源と
前記液滴から散乱された光を検出するように前記基板上に形成された光検出器とを含み、
前記光検出器が、前記液滴吐出要素と前記光源との間に配置される、液滴検出器アセンブリ。
【請求項２】
検出された光に関連した信号を提供するように前記基板上に形成された検出器回路を更に含み、前記信号が吐出された液滴の状態を示す、請求項１に記載の液滴検出器アセンブリ。
【請求項３】
前記液滴吐出要素を制御し、前記吐出された液滴の状態を前記信号に基づいて判定し、前記状態を前記液滴吐出要素に相関させるコントローラを更に含む、請求項２に記載の液滴検出器アセンブリ。
【請求項４】
前記信号が電流であり、前記検出器回路が前記電流を積分して前記電流を電圧へ変換するように構成され、前記液滴検出器アセンブリが、
検出器回路の積分時間、及びアナログバスを介した前記電圧のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）への伝達を制御するためのタイミング発生器と、
前記電圧をデジタル信号へ変換する前記ＡＤＣとを更に含む、請求項２又は３に記載の液滴検出器アセンブリ。
【請求項５】
流体吐出装置において液滴の吐出を検出する方法であって、
光源から光ビームを投射し、
透明ノズルプレートに形成されたノズルから、前記光ビームの中を通るように液滴を吐出し、
前記液滴が前記光ビームを通り抜ける際に、前記透明ノズルプレートを介して、前記液滴から反射された後方散乱光を検出することを含む、方法。
【請求項６】
前記液滴の状態を示す液滴インジケータ信号を生成することを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
液滴が吐出されていない時に光を検出し、
液滴が吐出されていない時に検出された光に基づいて暗さ評価信号を生成し、
前記液滴インジケータ信号と前記暗さ評価信号の差分を求め、
前記差分に基づいて前記ノズルが適切に機能しているか否かを判定することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記後方散乱光を検出することが、前記透明ノズルプレートの下にある基板上に配置され、前記ノズルと前記光源との間の光検出器を用いることを含む、請求項５から７の何れかに記載の方法。
【請求項９】
前記液滴を吐出することが、前記透明ノズルプレートの下にある基板上に配置された吐出要素を付勢することを含む、請求項５から８の何れかに記載の方法。
【請求項１０】
前記光検出器からの電流を電圧に変換することを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記検出することが、
前記液滴を吐出する前に検出器回路をリセットし、
前記後方散乱光から前記光検出器により生成される電流を積分し、
前記電流を電圧へ変換し、
アナログデジタル変換器を介して前記電圧を液滴インジケータ信号に変換し、
前記液滴インジケータ信号をプリンタコントローラに伝達することを含む、請求項５に直接的に従属する請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
ダイ基板上に集積化された液滴吐出要素を有する液滴吐出アセンブリと、
光ビームを投射するための光源と、
前記ダイ基板上に集積化され、前記液滴吐出要素と前記光源との間に配置されている光検出器と、
液滴を吐出するように前記液滴吐出要素を制御し且つ前記液滴が前記光ビームを通り抜ける際に前記液滴から散乱された光を検出するように前記光検出器を制御するための電子的コントローラとを含む、液滴検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
インクジェットプリンタは、１枚の用紙のような印刷媒体上へイメージを印字するためにプリントヘッドノズルを介して液滴のドロップオンデマンドの吐出を行う流体吐出装置である。インクジェットノズルは、詰まって正確に動作しなくなる可能性があり、当該ノズルがインクを適切に吐出することを期待された時にインクを適切に吐出しないノズルは、視認可能な印字欠陥を生じる可能性がある。係る印字欠陥は一般に、欠落ノズルの印字欠陥と呼ばれる。
【０００２】
マルチパスの印字モードにおいて、欠落ノズルの印字欠陥は、１つ又は複数の欠落ノズルの影響を最小限にするために、１ページの一区画にわたってインクジェットプリントヘッドを何度も通過させて、１ページの同じ部分上へインクを噴射するための機会を幾つかのノズルに提供することにより対処されてきた。係る欠陥に対処する別の方法は推測的なノズル保守であり、この場合、ノズルが印字欠陥をもたらすか否かに関わらず、プリンタがサービスステーションへとインクを吐出してノズルを働かせ、今後の機能性を確実にする。単一パスの印字モードにおいて、欠落ノズルの印字欠陥は、ページの、欠落ノズルと同じ領域をマーキングすることができるプリントヘッドの冗長なノズルの使用を通じて、又は完全な機能性を回復するように欠落ノズルを保守することにより対処されてきた。しかしながら、特に単一パスの印字モードにおいて、これら解決策の成功は、欠落ノズルのタイムリーな識別に依存する。
【０００３】
ここで、本実施形態が、一例として添付図面に関連して説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】一実施形態による、本明細書で説明されるような液滴検出器アセンブリを組み込むのに適した例示的な流体吐出装置の底面図である。
【図２】一実施形態による、部分的な液滴検出器アセンブリの側断面図である。
【図３】一実施形態による、図２の表示に対して部分的な液滴検出器アセンブリのオフセットした断面図である。
【図４】一実施形態による、ダイ基板上の光検出器を示す図である。
【図５】一実施形態による、液滴検出器アセンブリの一般的なブロック図である。
【図６】一実施形態による、基本的な流体吐出装置のブロック図である。
【図７】一実施形態による、流体吐出装置において液滴の吐出を検出する例示的な方法の流れ図である。
【０００５】
詳細な説明
課題および解決策の概要
上述したように、インクジェットプリンタにおける欠落ノズルの印字欠陥に対する様々な解決策の成功は、欠落ノズルのタイムリーな識別に依存する。これは、ページ幅アレイの印字装置においてのような単一パスの印字モードに特に当てはまり、この場合、１ページの一区画にわたってインクジェットプリントヘッドを何度も通過させるというオプションは一般に存在しない。
【０００６】
新たなインクジェット印字市場（例えば、高速の大判印刷）は、印字品質の低下の無いより高いページ処理能力を必要とする。この性能は、極めて大きなプリントヘッドの使用およびページ幅アレイのプリンタによる単一パスの印字を通じて達成可能である。しかしながら、単一パスのページ幅アレイの印字手法の結果として、欠落ノズルの印字欠陥に対する従来のマルチパス印字の解決策は利用できない。
【０００７】
単一パスのページ幅アレイの印字において、使用されている印字ノズルの数の大幅な増加、及びノズルを健全に保つために必要とされる時間とインク量の対応する増加がある。単一パスの印字モードにおける欠落ノズルの印字欠陥に対する解決策には、ページの、欠落ノズルと同じ領域をマーキングすることができるプリントヘッドの追加ノズルである冗長なノズルを使用すること、及び欠落ノズルをその完全な機能性まで回復するために欠落ノズルを保守することが含まれる。
【０００８】
欠落ノズルの印字欠陥に対する係る解決策が単一パスの印字モードにおいて有効となるためには、欠落ノズルはタイムリーに識別されなければならない。欠落ノズルを識別するために使用される１つの技術は、光散乱液滴検出（light scatter drop detect：ＬＳＤＤ）方法である。一般に、ＬＳＤＤ技術は、ノズルから吐出される液滴から反射される光を監視することにより、ノズルの機能性の評価を可能にする。ＬＳＤＤ技術は、欠落ノズルを識別し、欠落ノズルが印字欠陥をもたらす前にプリンタが欠落ノズルを修正することを可能にする拡張性のあるコスト効率の良い液滴検出の解決策である。ＬＳＤＤ技術は、単一パスの印字およびページ幅アレイのプリントヘッドを利用する新たな高速印字市場において必要とされる高いページ処理能力および印字品質の性能を可能にする。
【０００９】
本開示の実施形態は、プリントヘッドのシリコンダイ上に光検出器を集積化（一体化）することにより、従来の光散乱液滴検出（ＬＳＤＤ）技術を改良する。集積化された光検出器は、インクジェットノズルを出る液滴の有無に対応する光信号（即ち、散乱光）のキャプチャ（捕捉）を可能にするように配列される。集積化された光検出器は、リアルタイムの液滴／ノズルの健全状態検出を可能にし、ページ幅アレイのプリントヘッドを利用する単一パスプリンタの改善されたイメージ印字品質を可能にする。同様に、一体化されたＬＳＤＤは、マルチパスプリンタのイメージ印字品質の改善にも使用され得る。
【００１０】
一実施形態において、例えば、液滴検出器アセンブリは、液滴を吐出するためにダイ基板上に形成された吐出要素を含む。また、基板上に形成された光検出器は、液滴から反射される光を検出するように構成される。基板上に形成された検出器回路は、吐出された液滴の状態を示す、検出された光に関連した信号を提供するように構成される。別の例示的な実施形態において、流体吐出装置において液滴の吐出を検出する方法は、透明ノズルプレートに形成されたノズルから液滴を吐出し、液滴から散乱された光を、透明ノズルプレートを介して検出することを含む。また、方法は、液滴インジケータ信号と暗さ評価信号の双方を生成し、ノズルが適切に機能しているか否かを判定するためにそれらの差分を求めることも含む。別の例示的な実施形態において、液滴検出システムは、ダイ基板上に集積化された液滴吐出要素およびダイ基板上に集積化された光検出器を有する流体吐出アセンブリを含む。電子的コントローラが、液滴を吐出するように吐出要素を制御し、且つ液滴が光ビームを通り抜ける際に液滴から散乱される光を検出するように光検出器を制御するように構成される。
【００１１】
例示的な実施形態
図１は、一実施形態による、本明細書で説明されるような液滴検出器アセンブリ１０２を組み込むのに適した例示的な流体吐出装置１００の底面図を示す。この実施形態において、例えば、流体吐出装置１００は、サーマル式または圧電式インクジェットプリンタのようなインクジェットプリンタである。インクジェットプリンタ１００は、印字ノズルのアレイを保持するプリントヘッドバー１０４を含む。プリントヘッドバー１０４は、２つの互い違いに配置された行に配列された複数のダイ１０６を含み、各ダイは複数の個別の印字ノズル１０８を含む。プリントヘッドバー１０４及び印字ノズルのアレイは、印字区域１１２の幅１１０にわたって延在し、例えば、印刷媒体２２２（例えば、１枚の用紙、図２を参照）が印字区域１１２の幅１１０に対して垂直な方向１１４にノズルのアレイを通過することができる。各印字ノズル１０８は、印刷媒体２２２が静止したプリントヘッドバー１０４に対して垂直な方向１１４に移動する際に、文字、記号、及び／又は他のグラフィックス又はイメージを印刷媒体２２２上に印字するために順序付けられた方法でインクを吐出するように構成される。従って、この実施形態において、流体吐出装置（インクジェットプリンタ）１００は、固定された又は静止したプリントヘッドバー１０４及び印字ノズルのアレイを有するページ幅アレイのプリンタと呼ばれ得る。しかしながら、インクジェットプリンタ１００は一般に、本明細書においてページ幅アレイのプリンタであるものとして説明されるが、それはページ幅アレイのプリンタであることに制限されず、他の実施形態において、それは、例えば走査型インクジェット印字装置として構成され得る。
【００１２】
また、流体吐出装置１００は、コリメート光源のような光源１１６も含む。光源１１６は例えば、発光ダイオード１１８又はレーザとすることができ、それはレンズ又は曲面鏡のような光学部品類またはコリメータ１２０を含むことができる。光源１１６は、ノズルと印刷媒体２２２との間の空間に、プリントヘッドバー１０４の印字ノズル１０８のアレイを横切って光ビーム１２２を投射するように構成される。任意の形状の光ビーム１２２が使用され得るが、説明される実施形態において、長方形の断面形状の光ビーム１２２が例示のために示される（例えば、図２を参照）。光源１１６は一般に、後述されるように、吐出された液滴から光検出器へと反射される光を提供するために、液滴検出器アセンブリ１０２と協働して及び／又は液滴検出器アセンブリ１０２の一部として機能する。単一の光源１１６のみが示されて説明されるが、様々な実施形態は、例えば光源の電力、及びノズル１０８から吐出された液滴からの光の適切な反射を提供するのに必要な光の強度などに依存して追加の光源を含むことができる。
【００１３】
図２は、本開示の一実施形態による、部分的な液滴検出器アセンブリ１０２の側断面図を示す。液滴検出器アセンブリ１０２は一般に、液滴検出器アセンブリ１０２を共に構成する追加の液滴検出要素を有する流体吐出アセンブリを含む。従って、液滴検出器アセンブリ１０２は、内部に形成された流体スロット２０２を有するダイ基板２００を含む。流体スロット２０２は、図２の平面内へ延在する細長いスロットであり、流体リザーバのような流体供給部（図示せず）と流体連絡する。基板２００は、当業者によく知られた標準的な微細加工プロセス（例えば、電鋳、レーザアブレーション、異方性エッチング、スパッタリング、ドライエッチング、フォトリソグラフィ、鋳造、成形、型打ち、及び機械加工）でＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）ウェハーから形成され得るシリコンダイ基板である。従って、基板２００は、流体スロット２０２のような特徴要素の製造中に正確なエッチング深さを達成するためのメカニズムを提供する二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の層（図示せず）を含むことができる。
【００１４】
基板２００上に配置されたチャンバ層２０４は、液滴２０８の吐出前に流体スロット２０２からの吐出流体（例えば、インク）を収容するための、内部に形成されたチャンバ２０６を含む。ノズルプレート２１０がチャンバ層２０４の上に配置されてチャンバ２０６の上面を形成する。ノズルプレート２１０は、液滴が吐出されるノズル１０８を含む。チャンバ層２０４とノズルプレート２１０の双方は、半導体デバイスの製造のためにフォトレジストマスクとして一般に使用される透明なＳＵ８材料から形成される。チャンバ２０６の底部側において基板２００上に形成された吐出要素２１２が付勢されて、チャンバ２０６からノズル１０８を介して液滴２０８が吐出される。吐出要素２１２は、対応するノズル１０８を介して液滴２０８を吐出するように動作することができる任意のデバイス（例えば、熱抵抗器または圧電アクチュエータ）とすることができる。例示された実施形態において、吐出要素２１２は、基板２００の上面に製造された薄膜積層体から形成された熱抵抗器である。薄膜積層体は一般に、酸化物層、吐出要素２１２を画定する金属層、導電トレース、及びパッシベーション層を含む（個々に示されていない）。
【００１５】
また、液滴検出器アセンブリ１０２は、ダイ基板２００上に製造された光検出器２１４も含む。光検出器２１４は、透明ノズルプレート２１０と透明チャンバ層２０４の双方の下に配置される。様々な実施形態において、光検出器２１４は、例えば光センサ、電荷結合素子（ＣＣＤ）又は他の類似した光検知デバイスとすることができる。光検出器２１４は一般に、液滴２０８から反射する散乱光を受け取り、当該散乱光を表す電気信号を生成するように構成される。光検出器２１４の一実施形態は、図４に関連してより詳細に後述される。
【００１６】
検出器回路２１６が各光検出器２１４に関連付けられ、各光検出器２１４をサポートするために基板２００上にも形成される。光源１１６は、光ビーム１２２をビューアの方へ及び図２の平面の外へ投射する。上述されたように、例示された光ビーム１２２は、長方形の断面形状を有する。光ビーム１２２は、ノズル１０８と印刷媒体２２２（印刷媒体２２２は光ビーム１２２及びプリントヘッドバー１０４に対して垂直な方向１１４に進む（図１））との間の空間において印字ノズル１０８のアレイを横切ってプリントヘッドバー１０４の全長を進む。吐出された液滴２０８が光ビーム１２２を通過する際、光は液滴２０８から反射され、光源１１６の方へ戻る方向に散乱する。後方散乱光の一部（一般に波線矢印２１８により示される）は透明なノズルプレート２１０及びチャンバ層２０４を貫通して、光検出器２１４により吸収またはキャプチャ（捕捉）される。また、液滴検出器アセンブリ１０２は、図５に関連してより詳細に後述されるように、検出器回路２１６による後方散乱光のキャプチャのタイミング、及び検出器回路２１６からのデータの読み出しのタイミングを容易にする、基板２００上に形成されたタイミング及びバス回路２２０も含む。
【００１７】
明らかなように、液滴２０８からの後方散乱光を吸収またはキャプチャするために、光検出器２１４は、光源１１６と液滴２０８を吐出するノズル１０８との間のどこかに、基板２００上に配置されるべきである。従って、図２の光検出器２１４がノズル１０８と同じ平面内にある位置において基板２００上にあるように見えるが、当該光検出器２１４は実際には、ノズル１０８より光源１１６に近い位置においてノズル１０８の後ろのどこかにある（即ち、図２の平面の中へ配置される）。光源１１６，検出器２１４、及びノズル１０８の相対位置は、図３でより明確に見られ、後述される。
【００１８】
また、図２に示された実施形態は、各ノズル１０８を監視するために基板２００上に配置された別個の光検出器２１４を示すように見える（即ち各ノズル１０８に１つの光検出器２１４）。係る構成が可能であるが、そのような多数の光検出器２１４は必要ではなく、一般に望ましくない。その理由は、各検出器２１４及びその関連する検出器回路２１６の製造の増加コスト、及び各検出器２１４及びその関連する検出器回路２１６を収容するために必要とされる空間量の増加である。かくして、図２は、各ノズル１０８が別個の関連する光検出器２１４を有することを必然的に示すのではなくて、本説明を容易にするために示される。従って、更なる具現化形態は例えば、ノズル１０８のプリミティブグループ５００（図５を参照）のような複数のノズル１０８を監視するために基板２００上に配置された単一の光検出器２１４を有することを含むことができる。ノズル１０８のプリミティブグループ５００は例えば、８個から１６個のノズルを含むことができ、それにより単一の光検出器を配置して、ノズルのプリミティブグループにおける全てのノズル１０８が監視され得る。
【００１９】
図３は、本開示の一実施形態による、図２の線Ａ−Ａの方へ中を見るように取られた部分的な液滴検出器アセンブリ１０２のオフセットした断面図を示す。この図は、液滴検出器１０２の構成要素（即ち、光検出器２１４、検出器回路２１６、タイミング及びバス回路２２０、流体チャンバ２０６、吐出要素２１２）を示すために透視図であることが意図され、それは一般に、図２に示された検出器アセンブリ１０２の図に対して直交する。留意すべきは、図３に示された構成要素（即ち、光検出器２１４、検出器回路２１６、タイミング及びバス回路２２０、流体チャンバ２０６、吐出要素２１２）の全ては同じ平面内にない。一般に、光検出器２１４は、複数のダイ１０６（図１）の間でプリントヘッドバー１０４の長さに沿って配列され、光検出器２１４は、インクジェットノズル１０８を出る液滴２０８の有無に対応する光信号（即ち、散乱光）の最大限のキャプチャを行うようになっている。しかしながら、図３の液滴検出器アセンブリ１０２の断面直交図は、アセンブリ１０２の光源１１６、検出器２１４、及びノズル１０８の相対位置をより良く示す。この図において、図３の左側にある光源１１６は、プリントヘッドバー１０４（図１）の一方の端部にある。留意すべきは、印刷媒体２２２は、光ビーム１２２及びプリントヘッドバー１０４（図１）に対して、垂直な方向１１４に（即ち、図３の平面の中へ又は外へ）移動する。液滴２０８から反射された後方散乱光２１８を検出する検出器２１４は、ノズル１０８と光源１１６との間に位置する。図３のノズル１０８の右側に更に離れた部分は、当該検出器２１４が同様に監視することができる更なるノズル１０８とすることができる。しかしながら、問題は、特定の検出器２１４により監視されているノズル１０８に関して、検出器２１４が光源１１６とノズル１０８との間で基板２００上に配置されるべきであることである。その理由は、これらノズル１０８からの液滴２０８から反射された光が光源１１６の方へ戻るように（即ち、図３の左側へ）反射され、光源から離れない（図３の右側に行かない）からである。
【００２０】
図４は、本開示の一実施形態による、ダイ基板２００上の光検出器２１４を示す。上述されたように、光検出器２１４は、基板２００上に製造され、ひいては透明ノズルプレート２１０及び透明チャンバ層２０４の双方の下に配置される。検出器２１４は標準的なＣＭＯＳプロセス工程を用いて実現され、一実施形態（例えば、図４）において、当該プロセスは、コストを低減するために低抵抗基板上のＥＰＩの代わりに高抵抗基板を使用する。長い耐用年数および係る基板における長い拡散距離により、この実施形態の検出器は、Ｎウェル対Ｐプラスのダイオードを使用する。次いで、Ｎウェルは、Ｎウェルが基板に対して逆バイアスされるようにバイアスされる。これにより、基板の他の所で生成されたキャリアが、＋５Ｖの電源接続（図４において「＋５Ｖ」で示される）に引き出される光電流としてキャプチャされることが可能になる。検出器要素は、「出力」端子とＮウェルとの間の接合部である。「出力」端子は、例えば０Ｖから２．５Ｖにバイアスされる。このバイアスレベルは、バイアスに比例する接合部のキャパシタンスを低減するための十分なバックバイアスを保証する。Ｎウェルで生成されたキャリアは検出器接合部によりキャプチャされて、検出器２１４の「出力」端子において検知光電流として利用可能である。
【００２１】
図５は、本開示の一実施形態による、液滴検出器アセンブリ１０２の一般的なブロック図を示す。アセンブリ１０２の各ノズルプリミティブグループ５００に関して、プリントヘッドダイ基板２００上に全て形成された、対応する光検出器２１４及び検出器回路２１６が存在する。また、タイミング及びバス回路２２０もダイ基板２００上に形成される。各プリミティブ５００は例えば、８個のノズル１０８のグループ、及び当該ノズルの液滴吐出機能を制御するための関連回路を表す。タイミング発生器５０２は、光検出器２１４が液滴から反射された後方散乱光２１８をキャプチャ又は吸収する際に、各検出器回路２１６が対応する光検出器２１４からの光電流を積分するのは何時か及びその時間はどれぐらいかを制御するためのタイミング信号を提供する。タイミング発生器５０２は、どのプリミティブ５００のどのノズル１０８が定められた時に液滴２０８を吐出するかをタイミング発生器５０２に知らせるプリンタコントローラ６００（図６）からの印字データ６０８（図６）に基づいて光電流の積分時間を制御する。積分期間の間、検出器回路２１６は、光電流を積分してそれを電圧に変換する。次いで、タイミング発生器５０２は、検出器回路２１６からの電圧をアナログバス上へ読み出す。かくして、特定のプリミティブ５００のノズル１０８が液滴２０８を吐出する適切な時に、タイミング発生器５０２は、適切な検出器回路２１６をリセットし、検出器回路２１６の積分期間を開始して終了し、検出器回路２１６からの電圧をアナログバス上へ読み出す。
【００２２】
また、タイミング発生器５０２は、各検出器回路２１６からの出力電圧のアナログバス上への配置のタイミングをとって制御する。アナログバス上に配置された各電圧は、アナログデジタル変換器５０４（ＡＤＣ）によりデジタル値に変換される。各検出器回路２１６からのデジタル値は、レジスタ５０６に配置され、シリアルリンク５０８を介してプリンタコントローラ６００に伝達される。液滴２０８の吐出が予想される（即ち、プリンタコントローラ６００からの印字データとの相関を通じて）時に対応する適切な時期に、後方散乱光２１８又はその欠落を集めて監視することにより、ノズル１０８が液滴２０８を吐出しているか否かに関する判定がなされ得る。かくして、例えば、ノズルが詰まっているか否かに関する判定がなされ得る。更に、後方散乱光２１８から集められた情報は、ノズルの健全状態のレベルを示すことができる、液滴２０８のサイズと品質に関する判定も可能にすることができる。例えば、この情報は、ノズルが部分的に詰まっているか否かを示すことができる。次いで、プリンタコントローラ６００又はプリンタ書き込みシステムは例えば、印字欠陥隠蔽アルゴリズム等を用いることにより、劣化した又は正常に機能しない印字ノズルを隠すように是正処置を取ることができる。
【００２３】
図６は、本開示の一実施形態による、基本的な流体吐出装置１００のブロック図を示す。流体吐出装置１００は、液滴検出器アセンブリ１０２及び電子的プリンタコントローラ６００を含む。液滴検出器アセンブリ１０２は一般に、液滴検出器アセンブリ１０２を共に構成する追加の液滴検出要素を有する流体吐出アセンブリを含む。プリンタコントローラ６００は一般に、正確に液滴を吐出して当該液滴の吐出を検出するために液滴検出器アセンブリ１０２と通信する及び当該液滴検出器アセンブリ１０２を制御するための、プロセッサ、ファームウェア、及び他の電子回路を含む。
【００２４】
一実施形態において、流体吐出装置１００は、インクジェット印字装置である。従って、流体吐出装置１００は、液滴検出器アセンブリ１０２に流体を供給するための流体／インク供給およびアセンブリ６０２、吐出された液滴のパターンを受け取るための媒体を供給するための媒体供給アセンブリ６０４、及び電源６０６も含むことができる。一般に、プリンタコントローラ６００は、コンピュータのようなホストシステムから印字データ６０８を受け取る。印字データ６０８は例えば、印字されるべきドキュメント及び／又はファイルを表し、それは、１つ又は複数の印刷ジョブコマンド及び／又はコマンドパラメータを含む印刷ジョブを形成する。印字データ６０８から、プリンタコントローラ６００は、文字、記号、及び／又は他のグラフィックス又はイメージを形成する、吐出するための液滴のパターンを画定する。
【００２５】
図７は、本開示の一実施形態による、流体吐出装置において液滴の吐出を検出する例示的な方法７００の流れ図を示す。方法７００は、図２から図６の例図に関連して上述された液滴検出器アセンブリ１０２の実施形態に関連する。方法７００は、特定の順序で列挙されたステップを含むが、これは、当該ステップをこの又は任意の他の特定の順序で実行されることに制限しないことは理解されるべきである。
【００２６】
方法７００は、透明ノズルプレートに形成されたノズルから液滴を吐出するブロック７０２から開始する。液滴を吐出するノズルは透明ノズルプレートに形成され、他のノズルと共にプリミティブへとグループ化される。液滴は、透明ノズルプレートの下にあるプリントヘッドダイ基板上に配置された吐出要素を付勢することにより吐出される。液滴を吐出することは、光ビームの中を通るように液滴を吐出して、液滴からの散乱光を生じさせることである。
【００２７】
方法７００は、液滴から反射された散乱光を、透明ノズルプレートを介して検出するブロック７０４に続く。散乱光の検出は、透明ノズルプレートの下のダイ基板上に配置または集積化された光検出器を用いて行われる。かくして、散乱光は、透明ノズルプレートを通り抜けて進み、検出器に到達する。また、散乱光は、透明チャンバ層も通り抜けて進み、検出器に到達する。一般に、検出は、ダイ基板上に集積化されてプリントヘッドバーに沿って配置された光検出器の列を監視することを含む。各集積化された光検出器は、それが監視する関連するプリミティブのノズルを有し、各集積化された光検出器は、透明ノズルプレートを介して（及び透明チャンバ層を介して）、液滴から反射する後方散乱光をキャプチャするように構成される。
【００２８】
また、散乱光を検出するプロセスは、液滴の吐出前に検出器回路をリセットし、散乱光から光検出器により生成された光電流を、検出器回路を用いて積分することを含む。プリンタコントローラからの印字データは、特定のプリミティブの特定のノズルが何時に液滴を吐出する予定であるかを、ダイ基板上に集積化されたタイミング発生器に知らせる。タイミング発生器は、液滴吐出に備えて適切な光検出器に関連した検出器回路をリセットし、次いで検出器回路を介して光電流の積分を開始することにより、吐出された液滴からの後方散乱光の監視を適切な時期に開始する。検出器回路は光検出器からの光電流を積分して、それを電圧に変換する。タイミング発生器は、積分期間を終わらせて、検出器回路からの電圧をアナログバス上へ読み出す。
【００２９】
方法７００は、アナログバス上の検出器回路電圧出力から液滴インジケータ信号を生成するブロック７０６に続く。電圧は、アナログデジタル変換器によりデジタルの液滴インジケータ信号へ変換される。液滴インジケータ信号は、液滴の状態を表す。液滴インジケータ信号は、レジスタに配置されて、シリアルリンクを介してプリンタコントローラに伝達される。
【００３０】
方法７００は、液滴が吐出されていない時に光を検出するブロック７０８に続く。液滴が吐出されていない時に光を検出することは、吐出された液滴からの散乱光を検出することに関して説明されたのと同じ一般的なプロセスに従う。ブロック７１０において、暗さ評価信号は、液滴が吐出されていない時に検出された光からの検出器回路電圧に基づいて、ＡＤＣを通じて生成される。一般に、タイミング発生器は、暗さ評価信号の生成を制御し、暗さ評価信号は、液滴インジケータ信号との比較のためにプリンタコントローラに伝達される。暗さ評価信号は、光ビームを通り抜けて進む液滴が存在しない時に存在する背景光の尺度である。
【００３１】
方法７００のブロック７１２において、液滴インジケータ信号と暗さ評価信号が比較される、及び／又は減算されてそれらの差分が求められる。ブロック７１４において、プリンタコントローラ又は書き込みシステムは、その差分に基づいてノズルが適切に機能しているか否かを判定する。一般に、ノズルの健全状態を判定するためのこのプロセスは、各ノズルの一般的な健全状態を判定するために各プリミティブの各ノズルについて繰り返されることができ、印字欠陥隠蔽アルゴリズムを実行するような是正処置が実施されて、劣化した又は正常に機能しない印字ノズルを隠すことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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