CN1372512A - 先进的喷墨打印媒体确定系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对进入喷墨或其他打印机器的输入媒体的类型进行分类的系统,不需要任何特殊的制造商标记就能对媒体进行识别。用一种蓝紫色光(520)对输入媒体(170)的前沿进行光学扫描以获得漫反射比(200)和镜面反射比(200’)值。用这些反射比值进行傅利叶变换以产生一种用于输入媒体的空间频率信号。将这一空间频率和不同媒体类型的已知值相比较,按照诸如幻灯片,有光泽照相媒体,高级纸,普通纸等主类别以及这些类别中诸如无光泽照相高级媒体和很光泽的照相媒体等具体媒体类型对输入媒体分类。按照确定的媒体类型来选择最佳打印模式,无需用户介入就能产生杰出的图像。还提供了一种用来实施这一方法的打印机器。

Description

先进的喷墨打印媒体确定系统

相关申请

本申请是同属于本发明人的1999年10月29日提交的共同未决美国专利申请09/430,489号的后续申请，1998年10月10日提交的美国专利申请09/183,086号的后续申请，也是2000年3月14日授权的美国专利US6,036,298号的后续申请。

发明领域

本发明一般涉及喷墨打印机器，具体涉及到用来确定进入打印区的打印媒体类型(例如有幻灯片，普通纸张，高级纸张，照相纸等等)的有关信息的一种光学检测系统，让打印机器能够自动适应打印模式，在特定类型的输入媒体上产生最佳的图像，不需要麻烦用户来介入。

发明背景

喷墨打印机器使用通常被称为“笔”的墨盒向页面上喷射本文中统称为“墨”的液体着色剂液滴。每支笔有一个打印头，打印头上设有很小的喷嘴，通过喷嘴发射墨滴。为了打印一个图像，需要在页面上往复推进打印头，在移动中按照所需的图形喷射墨滴。据本领域的普通技术人员所知，打印头内部的具体喷墨机构可以采取各种不同的形式，例如有采用压电或热打印头的技术。例如在同属于本受让人Hewlett-Packard Company的美国专利US5,278,584和4,683,481中就描述了两种早期的热喷墨机构。在一种热喷墨系统中，包含墨水管道和汽化室的一个屏障层被设在一个喷嘴开孔板和一个衬底层之间，这一衬底层上通常包含诸如电阻等加热元件的线性阵列，激励加热元件来加热汽化室内的墨水。被加热的墨滴从受激励的电阻所对应的一个喷嘴中射出。随着打印头在页面上的移动有选择地激励这些电阻，在打印媒体上按照图形喷射墨水，形成所需的图像(例如是图画，图表或文本)。

为了清洁和保护打印头，在打印机机箱内通常都装有一个“服务站”机构，可以将打印头移动到服务站上面进行维护。在储存或是不打印时，服务站往往还包括一个外罩系统，严密地密封打印头喷嘴，防止污染和受潮。有些罩还被设计成连接到在打印头上抽真空的一个泵装置上以便于装填。在操作中按照一种被称为“喷吐”的程序利用收集在服务站的一个“痰盂”容器部位中的废墨通过每个喷嘴发射许多墨滴，周期性地清除打印头中的阻塞物。在喷吐期间，打开外罩之后或者是偶尔在打印过程中，大多数服务站都有一个用来擦洗打印头表面的弹性刮片，用来除去残留墨水，纸上的灰尘，或者是聚集在打印头上的其他碎屑。

为了打印一个图像，打印头要在纸面的打印区上面往复扫描，在移动的同时用笔喷射墨滴。随着打印头在纸面上的移动有选择地激励这些电阻，在打印媒体上按照图形喷射墨水，形成所需的图像(例如是图画，图表或文本)。喷嘴通常是在打印头上一个挨一个地布置成线性阵列，彼此间相互平行，并且与扫描方向垂直，由喷嘴阵列的长度来限定打印足迹或是带。也就是说，如果一列中的所有喷嘴随着打印头完整地通过打印区一次而连续喷射，在纸上就会出现一条墨带或是足迹。这条带的宽度被称为笔的“足迹宽度”，也就是一次通过时能够沉积的最大墨水图案。媒体通常是每次以一个足迹宽度移入打印区，尽管某些打印方案可能是为了加重最终图像的版面而在打印头每通过一次时将媒体依次移动二分之一或四分之一足迹宽度以获得叠加的墨滴。

为家用市场设计的喷墨打印机往往具有各种相互矛盾的设计要求。例如，家用市场对喷墨打印机的设计要求是大批量制造并且以尽可能低的价格交货，同时要比平均的打印质量好，还要尽最大可能方便使用。随着打印机性能的不断提高，在这些自相矛盾的设计标准之间寻求平衡的问题也随之越来越多。例如，打印机性能已经进步到了在设计中考虑采用四个独立的单色打印头的水平，这样就会有总共1200个喷嘴，产生的墨滴象薄雾一样细小。

这样的高分辨率打印要求在这些新的笔上有严格的制造公差；然而，要在尝试着满足这种新笔的产量要求的同时维持这样严格的公差往往是困难的。实际上，提高笔的性能自然会要求更加严格的加工控制，遗憾地是，这样会由于不能满足高质量标准的废品数量增加而降低笔的产量。为了补偿这种高废品率，最终销售的笔的成本就会增加。因而就希望能找到一种经济的控制方式，减少笔的偏差使其不影响打印质量，实现笔的高产量(低废品率)，并且降低市场价格。

另外，按照这种新打印机设计的大多数笔及其墨滴的微小尺寸会造成不切实际地指望消费者能够将任何类型的笔对准。过去，早期的打印机用比较大的墨滴为消费者打印用于观察的测试图案，以便选择最佳的笔排列图案。遗憾的是，新笔的单独的小墨滴不容易观察，而打印头喷嘴的细微间距也就是打印过程中每英寸上沉积的大量墨点(“dpi”等级)进一步增加了这种工作的难度。在这种困境下，随着打印质量的提高，从闭环喷墨打印的原理来说，让消费者将笔对准几乎是不可能的。

按照闭环喷墨打印技术是用传感器来确定所关心的具体特征，而打印机用传感器信号作为输入来调节这一具体特征。为了将笔对准，可以用传感器测量每个打印头所产生的墨滴的位置。然后，打印机用这一信息来调节激发电阻的激励定时，将所得的墨滴对准。按照这种闭环系统，不需要用户介入就能获得最佳效果。

闭环喷墨打印还能够增加笔的产量，让打印机能够补偿单个笔之间的偏差，否则这些笔就会因无法满足严格的质量控制标准而成为废品。墨滴量就是这种折衷方案的一个很好的例子。以往，为了维持色调控制，对墨滴量的规定有比较严格的公差。在闭环系统中可以监视实际的彩色平衡，然后用打印机激发控制系统来加以补偿。这样就能放松对墨滴量的设计公差，让更多的笔能够通过质量控制以提高笔的产量。提高笔的产量有利于通过大批量生产来降低消费者承受的笔的成本，从而给消费者带来益处。

以往的闭环喷墨打印系统尽管经过证明对高端产品是可行的，但对于家用打印机市场仍然是过于昂贵了。例如，在同为PaloAlto，California的Hewlett-Packard Company生产的DesignJet755喷墨绘图仪和HP Color Copier 210机器中，笔是用光学传感器来对准的。DesignJet755绘图仪使用的光学传感器是从PaloAlto，California的Hewlett-Packard Company采购的，部件号为C3195-60002，在本文中称为“HP‘002”传感器。HP Color Copier 210机器使用的光学传感器是从Hewlett-Packard Company采购的，部件号为C5302-60014，在本文中称为“HP’014”传感器。HP’014传感器的功能与HP’002传感器类似，但是HP’014传感器使用一个额外的绿色发光二极管(LED)和进一步特制的产品包装来更好地配合HP ColorCopier 210机器的设计。这些高端机器的产量都比较小，但是其较高的市场价格证明增加这些比较昂贵的传感器是合理的。

图12的示意图表示了HP’002传感器的光学结构，HP’014传感器与HP’002传感器的区别主要在于信号处理。HP’014传感器采用两个绿色LED来增强信号电平，因而不需要额外的放大器。另外，在HP’014系统中纳入了一个可变的DC(直流)偏移，可用来补偿信号漂移。HP’002传感器有一个发出蓝光B1的蓝色LED B和一个发出绿光G1的绿色LED G，而HP’014传感器(未示出)采用两个绿色LED。蓝光通量B1和绿光通量G1在打印媒体M上沿着位置D发生冲突，然后被媒体反射成光线B2和G2通过一个透镜L，透镜将光聚焦成光线B3和G3，由一个光电二极管P接收。

一旦接收到聚焦的光线B3和G3，光电二极管P就产生一个传感器信号S，将信号S提供给打印机控制器C。响应这一光电二极管传感器信号S和从一个装在打印头托架或是媒体推进滚筒(未示出)上的编码器E接收到的位置数据S1，由打印机控制器C来调节发送给邻近喷嘴N的打印头电阻的激发信号F，从而调节墨滴输出。由于彩色墨水的光谱反射比，蓝色LED B被用来检测媒体M上黄色墨水的存在，而绿色LED G被用来检测青色和品红色墨水的存在，用随意的一个二极管检测黑色墨水。这样打印机控制器C就能根据来自光电二极管P的输入信号S结合着来自编码器E的编码器位置信号S1来确定是否有一个或是一组墨点落在了打印在媒体M上的测试图案中的指定位置。

蓝色LED发出的光比较弱。DesignJet755绘图仪的设计者实际上采用了大大延长的信号处理策略来补偿蓝色亮度的不足。HPColor Copier 210机器的设计者面临同样的问题，并且决定事先直接检测黄色墨水来代替使用两个绿色LED来完成彩色混合的黄色检测。尽管以往已经有了明亮的蓝色LED，但是，即使是用于产量低的高端产品仍然是很贵。例如，HP’002传感器中使用的蓝色LED的亮度是15mcd(“毫烛光”)。为了增强来自这一暗淡的蓝色光源的传感器信号，需要用一个100X放大器将这一信号增强100倍。然而，因为放大器对于HP’002传感器的光电二极管部分是额外的部件，这种放大器构造容易传播噪声。另外，由这一100X放大器施加的偏移会使信号处理进一步复杂化，因为它需要AC(交流)耦合的信号。此外还需要有一个10位A/D(模-数)信号变换器才能用这一仍然比较低的信号获得足够的分辨率。

HP Color Copier 210机器中使用的HP’014传感器包括的光学系统和DesignJet755绘图仪中使用的HP’002传感器相同，然而，HP’014传感器更加紧凑，便于装配，其尺寸大约只有HP’002传感器的40％。HP’002和’014传感器都是非脉冲式DC(直流)传感器，也就是说，LED在传感器横跨媒体的整个扫描过程中都是维持导通的。由编码器条的状态变化在空间上触发信号采样，为打印机控制器提供关于扫描过程中的托架位置的反馈，数据采样所需的时间与每次编码器状态变化之间的总时间相比是很短的。在扫描过程中为了防止LED过热，要限制通过LED的DC正向电流。因为亮度是随着正向电流的增大而增大的，为防止过热的这一电流限制将LED的亮度限制在小于最大可能性的一个值上。

HP’014传感器的设计者是采用一种新的方法用绿色LED来检测黄色墨水，从而避免了蓝色LED的问题。具体地说，就是在执行笔对准程序时通过在黄色墨水条的顶上放置品红色墨滴来检测黄色墨水。品红色墨水通过黄色墨水迁移到黄色条的边沿，从而改变黄色条的光谱反射比，，在用绿色LED照射时就能检测到条的边沿。遗憾地是，这种黄色墨水检测方案的结果是随着媒体而改变的。也就是说，两种墨水(品红色和黄色)的混合会受到媒体表面特性的极大影响。在家用打印机市场上使用的媒体范围从专用照相质量光面相纸一直到棕色餐巾纸，织物或是其他东西都有。在光面相纸媒体上形成的墨水迁移量最小，而通过餐巾纸或织物的迁移量则可能很高。这样，用墨水混合方法来确定墨滴位置在家用打印机中就可能有很大的风险，因为这些早期的打印机无法得知在笔对准程序中使用的是哪一种媒体。

为了解决这一媒体识别问题，在通过打印机的媒体路径近旁设置了一个媒体检测传感器，例如是装在媒体拾取传动机构或是媒体输入托架上。用媒体检测传感器读取预先印在媒体上的一种隐形墨水代码。这种代码使打印机能够将打印模式调节到最佳打印质量，补偿媒体的排列，尺寸和类型，从而补偿媒体供应中的这些变化，而完全不需要消费者干预。墨滴检测和媒体检测传感器都使用光-电压(LVC)变换器和一或多个发光二极管(LED)，每个传感器取决于用来排列光学元件并且为LVC遮挡环境光的外壳。为了给消费者提供能产生高质量图像的经济型喷墨打印机器，对实施这两种传感器的有关成本进行了分析。令人惊讶地是，两种传感器成本的主要部分并不是检测装置本身的成本，反而是由与传感器到打印机控制器的互连有关的成本所决定的，并且大大超出想象。

实际上，在当今市场上的主流喷墨打印机中并没有媒体类型检测功能。大多数打印机采用开环处理方式，依赖操作人员通过计算机的软件驱动器来选择媒体类型。无法保证装在输入托架上的媒体的类型能够对应着为一种具体打印需求所选择的类型，令人遗憾地是，用错误选择的媒体进行打印往往会产生低劣的图像质量。造成这一复杂问题的原因是大多数用户根本不会改变媒体类型设置，并且即使存在这些设置往往也不会受到注意。因此，典型的用户总是用普通纸正常模式的缺省设置来执行打印。这样做是不合适的原因在于，如果用户在打印机中插入昂贵的照相媒体，而又选择了正常模式而不是照相模式，就会得到不合规格的图像，使用户无谓地浪费了昂贵的照相媒体。除了照相媒体之外，在普通纸正常模式下打印的幻灯片也会形成低劣的图像质量。

在Hewlett-Packard Company的DeskJet 2000C ProfessionalSeries Color Inkjet Printer中解决了区别幻灯片和纸的问题，它用一个红外线反射传感器来确定幻灯片的存在。这一系统利用了光线能通过幻灯片的事实来识别幻灯片与照相媒体和普通纸的区别。尽管这种识别系统即简单又比较便宜，它能够为用户提供对不同类型媒体的有限的识别。

目前有一种系统可能是对媒体类型识别的最终解决方案。在这一系统中，在每一页媒体上可由打印机线路板上的传感器读取的一个位置上印有一种隐形墨水代码。这一代码为打印机驱动器提供关于媒体类型，制造商，排列及其特性等丰富信息。传感器的成本很低，并且该系统对于完全解脱用户通过驱动器来选择媒体的工作是非常可靠的，能够准确地识别装载的媒体。遗憾地是，这种打印前的隐形墨水代码在打印过后就变成可见的代码了。为了避免这一问题，将代码设置在媒体的页边空白处，但是市场需求是将喷墨打印机推向照片生成器领域。这样，页边空白对于整幅打印也就是打印到纸的边沿的照片就变成了不应有的人造物件。因此，在按照整幅打印模式打中时，即使将这种代码用在页边空白处也会产生严重的打印缺陷。

另一种用于媒体类型识别的传感器系统采用了组合式透射/反射传感器。传感器的反射部分按照相对于媒体表面的不同角度有两个接收器。从透射检测器上看，按照透过幻灯片的光就能检测出幻灯片。两个反射传感器分别被用来测量媒体的镜面反射和媒体的漫反射。通过分析这两种反射值的比例就能识别出具体的媒体类型。为了实现这种系统，需要有一个数据库，它包括与各种类型的媒体相对应的反射比的查询表。遗憾地是它往往会错误地识别新的非特征的媒体，从而导致打印质量恶化。最后，这种系统的一个最严重的缺点是，即使多种不同类型的媒体具有完全不同的打印模式分类，也可能会产生相同的反射比。

因而就需要有一种光学检测系统来确定关于进入打印机器的媒体类型的信息，以便打印机器能够通过自动调节而打印出最佳图像，而不需要用户的干预。

发明概述

按照本发明的一方面提供了一种为进入打印机器的输入媒体分类的方法。该方法包括以下步骤，光学扫描输入媒体的一部分以产生漫反射数据和镜面反射数据。在一个确定步骤中确定漫反射数据和镜面反射数据的空间频率。在一个分析步骤中通过与不同类型媒体的已知值相比较来分析漫反射数据和镜面反射数据及其空间频率，将输入媒体归类到上述不同类型中的一种。

按照本发明的另一方面提供了为进入打印机器的输入媒体分类的另一种方法。该方法包括以下步骤，光学扫描输入媒体的一部分，在扫描步骤中收集原始数据，并且进一步处理原始数据。在两个确定步骤中，首先确定对应着输入媒体的一个主类别，然后在第二确定步骤中确定对应着输入媒体的主类别以内的具体媒体类型。在一个校验步骤中校验具体的媒体类型是否与输入媒体相对应。在一个选择步骤中响应这一校验步骤来选择一种打印模式。最后，在打印步骤中用选择的打印模式在输入媒体上打印图像。

按照本发明的再一方面提供了另一种为进入打印机器的输入媒体分类的方法。该方法包括以下步骤，光学扫描输入媒体的一部分以产生漫反射数据和镜面反射数据，并且确定漫反射数据和镜面反射数据的空间频率。在一个分类步骤中将输入媒体分入多个主媒体类别组之一。最后在一个匹配步骤中用输入媒体匹配上述多个主媒体类别组之一以内的一种具体媒体类型或是一种缺省媒体类型。

按照本发明的另外一方面提供了一种喷墨打印机器，它包括沿着一条横跨打印区的扫描轴线往复移动喷墨打印头的一个托架，响应为了在进入打印区的输入媒体上打印一个选定图像而产生的打印信号在媒体上有选择地沉积墨滴。这种打印机器还包括由横跨打印区进行扫描的托架支撑着的一个媒体传感器。媒体传感器包括(1)用来照射输入媒体的单个发光元件，(2)漫射传感器，它接收由照亮的媒体反射的漫射光并产生一个漫射信号，信号的幅值与媒体的漫反射比成正比，以及(3)镜面传感器，它接收由照亮的媒体反射的单向光并产生一个镜面信号，信号的幅值与媒体的镜面反射比成正比。打印机器还具有一个控制器，用来将漫射信号与镜面信号相比较，设置一个参考值，从而产生一个打印信号，其选定的打印模式与进入打印区的媒体类型相匹配。

按照本发明的另外一方面提供了一种在输入媒体上进行打印的喷墨打印机器，这种打印机器包括用来弯曲输入媒体的一个弯折件以及横跨输入媒体移动的一个托架。用托架支撑着一个媒体传感器横跨着弯折件对面的输入媒体进行扫描。媒体传感器包括一个用来照射输入媒体的发光元件，还有一个传感器用来接收被照亮的媒体反射的光，并且响应这一反射光而产生一个反射比信号。一个控制器将这一反射比信号和已知的参考值相比较，选择一种对应着输入媒体的打印模式。

按照本发明的再一方面还提供了一种为进入打印机器的输入媒体分类的方法。该方法包括以下步骤，让输入媒体发生弯曲，并且光学扫描输入媒体的弯曲部分以产生反射比数据。在一个分析步骤中分析反射比数据，将其与不同类型媒体的已知值相比较，将输入媒体归类为上述不同类型之一。

本发明总的目的是为喷墨打印机器提供一种光学检测系统，连同一种光学识别媒体类型的方法，因而可以由打印机器来调节墨滴，无需用户介入就能在所使用的特定类型媒体上产生高质量图像。

本发明进一步的目的是提供一种便于使用的喷墨打印机器，它能够补偿媒体类型，为消费者产生优质的图像。

本发明的再一个目的是提供一种用于识别媒体的主要类型的光学检测系统，例如是普通纸，高级纸，照相媒体和幻灯片，在媒体上不需要有任何可能产生不应有的打印人造物体的特殊标记，并且不需要用户的介入或重新校准。

本发明的另一个目的是为喷墨打印机器提供一种轻便、紧凑并且用最少的部件制造的光学检测系统，为消费者提供更加经济的喷墨打印产品。

附图描述

图1是一种喷墨打印机器的分解透视图，它是一种喷墨打印机，包括了本发明的一种光学检测系统，用来采集进入打印机器的打印区部分的输入媒体片的有关信息。

图2是图1的检测系统中安装在打印头托架上一个部位的一个单色光学传感器放大后的分解透视图。

图3是图2的单色光学传感器内部的透视图。

图4是图2的单色光学传感器中一种形式的镜头装置的顶视图。

图5是图4所示镜头装置的底视图。

图6是图4所示镜头装置的侧剖面图。

图7的侧剖面示意图表示图2的单色光学传感器的工作方式。

图8是用来表示图4所示镜头装置的工作方式的一个局部放大剖面图。

图9是图2所示单色光学检测系统的一种工作方式的流程图。

图10是一个信号定时图，表示在图2的单色光学检测系统中使用的各种信号的定时及相对幅值。

图11的示意图表示对白色媒体和青色，黄色，品红色及黑色墨水的相对镜面反射比和镜面吸收比与照射波长的关系，以及由图2的单色光学检测系统在监视打印在媒体上的图像时获得的有关信号量值。

图12的示意图表示在上文的背景技术部分中讨论的采用HP’002光学传感器的现有技术的监视系统。

图13表示一种方法的流程图，可以用图1-10的单色光学传感器来区别没有纸带(tape)的幻灯片媒体，GOSSIMER照相媒体，具有纸带头的幻灯片媒体，以及普通纸。

图14是适合所有普通纸的高级漫反射比与媒体类型的关系图表，这其中包括幻灯片(“TRAN”)的入口，没有标注“TAPE”的纸带头的入口，以及标注有“GOSSIMER#1”和“GOSSIMER#2”的GOSSIMER照相纸的入口。

图15是Fourier光谱成份的图表，一直达到GOSSIMER照相媒体的成份30。

图16是Fourier光谱成份的图表，一直达到代表MoDo Datacopy所提供的在图14中标注有“MODO”的普通纸的成份30。

图17是图14中所示所有媒体的Fourier光谱成份的总图表。

图18是Fourier光谱成份的图表，一直达到图14中用“TAPE”表示的具有纸带头的幻灯片的成份30。

图19是一个总图表，除了用“TRAN”表示的横跨幻灯片的TAPE头的Fourier光谱成份之外还包括了图14中所示用于普通纸的第三，第十六，第十七和第十八Fourier光谱成份。

图20是用来确定进入图1的打印机的打印区的诸如普通纸，高级纸，照相媒体或幻灯片等媒体的主类别的一种方法的流程图，并且可用来确定主类别中的具体媒体类型，例如是区分一般高级纸，无光泽照相高级纸，以及开头看到的生胶卡片。

图21是结合图20的方法使用的一种高级媒体类型确定光学传感器的示意性侧剖面图。

图22是图21的媒体光学传感器的一种镜头装置的顶视平面图。

图23是图21的镜头装置的底视平面图。

图24是图21的镜头装置的侧剖面图。

图25是图20的方法中“收集原始数据”部分的流程图。

图26是图20的方法中“进一步处理数据”部分的流程图。

图27是图20的方法中“校验”和“选择打印模式”部分的流程图。

图28是图20的方法的“校验”和“选择打印模式”部分中使用的数据加权和排列程序的流程图。

图29-32共同组成的一个流程图表示图20的方法中的“主类别确定”和“具体类型确定”部分，具体地说：

图29表示幻灯片确定；

图30表示有光泽相纸确定；

图31表示无光泽相纸确定；以及

图32表示普通纸和高级纸确定。

图33的曲线表示图2-8中采用蓝色发光二极管(“LED”)的单色光学传感器的光谱光输出。

图34的曲线表示图21中使用蓝紫色LED的媒体类型确定传感器的镜面光输出。

图35是图21的媒体类型光学传感器的一个放大的示意性侧剖面图，用来表示监视进入图1所示打印机的打印区内的一张普通纸或幻灯片媒体的方法。

图36是图21中的媒体类型光学传感器沿着其36-36线提取的一个底视平面图。

图37是图21的媒体类型传感器的一个放大的示意性侧剖面图，用来表示监视进入图1所示打印机的打印区内的一张高级媒体的方法。

图38是图21的媒体类型传感器的一个放大的示意性侧剖面图，用来表示监视进入图1所示打印机的打印区内的一张照相媒体的方法。

图39-44是在图20的方法的“收集原始数据”部分中采集的原始数据的曲线，具体地说：

图39表示很光泽的照相媒体的数据；

图40表示有光泽照相媒体的数据；

图41表示无光泽照相媒体的数据；

图42表示普通纸例如是GilbertBond的数据；

图43表示高级纸的数据；

图44表示具有纸带头的HP幻灯片媒体的数据；以及

图45表示没有纸带头的幻灯片媒体的数据。

图46-51是高达成份100的Fourier光谱成份的曲线图，具体地说：

图46表示无光泽照相媒体的漫反射；

图47表示无光泽照相媒体的镜面反射；

图48表示很光泽的照相媒体的漫反射；

图49表示很光泽的照相媒体的镜面反射；

图50表示普通纸媒体的漫反射；

图51表示普通纸媒体的镜面反射。

图52是包括普通纸媒体，高级纸媒体，无光泽照相媒体，有光泽照相媒体和幻灯片等几种一般媒体的漫射空间频率的曲线图。

图53是包括普通纸媒体，高级纸媒体，无光泽照相媒体，有光泽照相媒体和幻灯片等几种一般媒体的镜面空间频率的曲线图。

图54是包括普通纸媒体，高级纸媒体，无光泽照相媒体，有光泽照相媒体和幻灯片等几种特殊媒体的漫射空间频率的曲线图。

图55是包括普通纸媒体，高级纸媒体，无光泽照相媒体，有光泽照相媒体和幻灯片等几种特殊媒体的镜面空间频率的曲线图。

优选实施例详述

图1表示按照本发明构成的一种喷墨打印机器的一个实施例，它是一种喷墨打印机20，可以在工业，办公室，家庭或其他环境中用来打印商务报告，信件，桌面出版物，艺术品等等。市场上提供了各种各样的喷墨打印机。例如，能够体现本发明的一些喷墨打印机器包括绘图仪，便携式打印装置，复印机，照相机，图像打印机，传真机等等。从一般的概念来说，本发明是在特别适合家庭环境的喷墨打印机20的环境下来说明的。

尽管打印机部件的型号有各种各样，典型的喷墨打印机20都包括被一个外壳或是壳体23包围的底盘22，为了能清楚地看到内部部件而去掉了外壳的主体。打印媒体操作系统24将一张张打印媒体送入一个打印区25。打印媒体可以是合适的任何类型的薄片材料，诸如纸张，卡片，信封，织物，幻灯片，聚酯薄膜等等，但是为了方便在所示的实施例中是以纸张作为打印媒体的例子。打印媒体操作系统24有一个媒体输入口，例如是一个输送托盘26，用来在打印之前装入并且储存所供应的媒体。由可以用来将打印媒体从输送托盘26送入打印区25进行打印的一台电机和齿轮组27来驱动一系列常规的媒体推进或驱动滚筒(未示出)。在打印之后，媒体薄片会落在一对用来接收打印薄片的延伸的可伸缩输出干燥翼片28上。翼片28在缩回到侧面让新打印的薄片落入输出托盘30之前暂时将新打印的薄片保持在输出托盘部分30中的仍在干燥的原先打印的薄片上方。媒体操作系统24可以包括一系列调节机构，用来接纳包括信函，法律文书，A-4，信封等等不同尺寸的打印媒体。为了保证矩形媒体薄片在长度方向上对齐媒体长度，操作系统24可以包括一个滑动长度调节杆32，并且用一个滑动宽度调节杆34来保证媒体薄片在宽度方向上与媒体宽度对齐。

打印机20还有一个示意性地用微处理器35表示的打印机控制器，它可以从诸如个人计算机(未示出)等主机设备计算机接收指令。打印机控制器的许多功能实际上都可以由主计算机，打印机电路板上的电子电路或是计算机与打印机之间的交互式动作来执行。本文中使用的术语“打印机控制器35”囊括了无论是由主计算机，打印机，二者间的中间设备或者是这些设备的相互组合所执行的这些功能。连接到主计算机上的一台监视器可以用来为操作人员显示可视信息，例如是打印机状态或是在主计算机上运行的特定程序。个人计算机及其键盘和/或鼠标等输入设备以及监视器都是本领域技术人员所公知的。

底盘22支撑着一个导向棒36，它限定了一条扫描轴线38并且滑动地支撑着一个喷墨打印头托架40沿着扫描轴线横跨打印区25做往复运动。用一个托架推进系统来驱动托架40，图中的推进系统包括连接到托架驱动DC电机44上的一条环形皮带42。托架推进系统还有一个位置反馈系统，例如是一种惯用的光学编码器系统，可以将托架位置信号提供给控制器35。可以在托架40上安装一个光学编码阅读器用来读取沿着托架运行路径延伸的一个编码器条带45。托架驱动电机44响应从打印机控制器35接收的控制信号而工作。如下文所述，可以用一种惯用的柔软多导体条带46从控制器35向打印头托架40传送允许或是激发指令控制信号来完成打印。

沿着导向棒36将托架40推进到装有一个服务站机构(未示出)的服务区48，它可以提供各种常规的打印头服务功能，例如在背景技术一段中描述的。可以选择各种不同的机构让打印头盖，刮片和起动器(如果使用)接触到打印头，例如是由电机驱动或者是通过与托架40的啮合来操作的平移或旋转装置。例如，在同为转让给本申请受让人Hewlett-Packard Company的美国专利US4,853,717和5,155,497中提供了合适的平移或浮动滑板式服务站操作机构。在DeskJet850C，855C，820C，870C和895C型彩色喷墨打印机中普遍采用了旋转式服务机构(同样可参见转让给Hewlett-Packard Company的美国专利US5,614,930)，而在Hewlett-Packard Company销售的DeskJet690C，693C，720C和722C型彩色喷墨打印机中普遍采用了其他类型的平移服务机构。

在打印区25中，媒体从用一个闭锁机构58固定在托架40上的喷墨墨盒接收墨水，例如有一个黑色墨盒50和三个单色墨盒52，54和56，如图1所示。按照现有技术中的习惯将墨盒50-56统称为“笔”。用笔50-56分配的墨水可以是颜料型墨水，染料型墨水或者是二者的组合，以及石蜡型墨水，同时具有颜料和染料特性的混合或复合型墨水。

图示的笔50-56各自包括用来储存墨水的容器。用于各支笔50-56的容器可以包含打印机线路板上每一种颜色的全部墨水储备，它通常是一种可更换的墨盒，或者是象“离轴的”墨水输送系统那样仅仅储存少量墨水。当笔在打印区25上沿着扫描轴线38往复移动时，可更换墨盒系统携带有全部墨水储备。因此，可更换墨盒系统可以被视为一种“同轴”系统，而将在远离打印区扫描轴线的一个静止位置储存主墨水储备的系统称为“离轴”系统。在离轴系统中，每一种颜色的主墨水储备被储备在打印机中的一个静止位置，例如有四个可装填或可更换主容器60，62，64和66，它们被接收在由底盘22支撑着的一个静止墨水储备容器68中。笔50，52，54和56各自具有打印头70，72，74和76，它们通过一个导管系统78从静止容器60-66向邻近打印头70-76的板上容器输送墨水。

打印头70-76各自具有一个喷孔板，在板内按照本领域技术人员公知的方式形成许多喷嘴。按照惯例，每个打印头70-76的喷嘴至少有一个，但往往是沿着喷孔板有两个线性阵列。因此，本文中使用的术语“线性”可以解释为“准线性”或者是大致成线性，并且可能包括彼此稍微偏移地布置的喷嘴，例如是采用z字形布置。各个线性阵列通常是在垂直于扫描轴线38的纵向上对齐，各个阵列的长度确定了打印头一次通过的最大图像扫描带。图示的打印头70-76是热喷墨打印头，当然也可以采用其他类型的打印头，例如是压电打印头。典型的热打印头70-76包括和喷嘴相联系的许多电阻。当一个选定的电阻受到激励时，就形成一个气泡，从喷嘴中喷射出墨滴并且落在喷嘴下面的打印区25中的纸张上。响应通过多导体条带46从控制器35接收的激发指令控制信号有选择地激励这些打印头电阻。

单色光学检测系统

图2和3表示按照本发明构成的一种单色光学传感器100。传感器100包括一个由打印头托架40支撑着的外壳或基座单元102，例如是采用螺丝附件，，滑动和搭扣配合，用粘合剂粘合，或者是采用整体结构，或者是用本领域技术人员公知的各种其他等效的方法。在外壳102上用一对搭扣指连着一个盖104，例如是图2中所示的指106。外壳102和盖104最好都是用注模的硬塑料制成，尽管也可能适合采用其他材料。一个弯曲电路部件108覆盖在盖104上面，可以用来为传感器供电，并且将传感器信号送回打印机控制器35。弯曲电路108可以将传感器100连接到托架40的电子电路部分(未示出)，让传感器信号从托架40上通过多导体条带46，由条带在控制器35和托架40之间传送用来激发打印头70-76的信号。有一个镜头装置110被夹在外壳102的下部和盖104之间，以下要参照图4-6具体说明具体装置100。由外壳102的后部和/或侧部来确定用来接收镜头110的一或多个缝隙(未示出)，然后用盖104将镜头110固定在这些缝隙中。或者是将镜头装置110粘合在外壳102上，也可以采用本领域技术人员所熟知的各种其他方式固定在外壳上。

图3表示拆掉了盖104暴露出外壳102内部的单色传感器100，以及传感器内部的部件。外壳102限定了一个LED(发光二极管)接收舱112和用来将舱112的内部连通到镜头装置110的一个LED输出孔114。外壳102还限定了两对定位件116和一个用来配合接收蓝色LED120的定位支架或者是凹槽限定件118。蓝色LED120的背面法兰部分122应该落在每个定位件116的底下一侧，让支架118的凹槽部分的构形能接收靠近一个输出镜头125的LED120的前部124。两条输入引线126和128从LED背面法兰122上伸出，引线用电路连接到弯曲电路108的导体，可以采用焊接，压接或者是本领域中公知的其他电连接技术。从日本京都的Panasonic(Matsushita Electronics)可以获得一种合适的蓝色LED120，部件型号为LNG992CF9，它是一种T-

GaN LED。

光学传感器100还包括一个光电二极管130，它包括用电路连接到光电二极管130的放大器部分134上的一个光敏光电池。光电二极管130还包括向光敏光电池132发射光的输入镜头135。装配光电池132的封装中最好能包括用来将入射光汇聚到光电池132上的曲面镜135。光电二极管130还有三条输出引线136，137和138，用来将放大器134的输出连接到弯曲电路108上的导体，通过托架40上的电子电路和多导体弯曲条带46将光电二极管传感器信号提供给控制器35。最好将光电二极管接收在外壳102所限定的一个二极管安装舱140内。尽管可以采用各种不同的二极管，首选的二极管是从Dallas，Texas的Texas Instruments(德克萨斯仪器公司)获得的一种光一电压转换器，型号为TSL255。

外壳102上最好设有向下延伸进入舱140的弹簧接头142。弹簧接头142接触到外壳外面的光电二极管放大器134，将光电二极管130推向一对定位壁144，由定位壁限定了一个通道145。通道145连通二极管接收舱140和一个聚焦舱146。外壳102的下部限定了一个光电二极管输入孔148，舱146通过这个孔连通到镜头装置110的一部分。这样，来自镜头装置110的光就能通过孔148，舱146，通道145的入站路径进入光电二极管镜头135，落在光电池132上。外壳102的结构最好能让LED舱112在光学上与光电二极管舱140，146隔离，以防蓝色LED120发出的光直接传到光电池132。这样就能将LED120的出站光路径与光电二极管130的入站光路径隔离。

如图2所示，为了将LED引线126，128和光电二极管引线136-137连接到弯曲电路108的导体上，盖104最好能限定一个供LED引线128-126通过的缝隙150和另一个供光电二极管引线136-138通过的缝隙152。为了将光电二极管引线136，137和138彼此分开，在盖104上最好能限定一个用来接收引线137的凹槽154，凹槽的两边有两个凹口，一个凹口156分开引线136和137，另一个凹口158分开引线137和138。显然，如果需要将引线126与引线128分开，LED引线缝隙150也可以采用类似的凹口和凹槽结构。LED引线缝隙150和光电二极管引线缝隙152的尺寸和位置及其与弯曲电路108的导体的连接有助于LED120和光电二极管130的精确定位，以便于光学部件特别是LED输出镜头125和光电二极管输入镜头135的精确定位和排列。

图4-6表示镜头装置110的结构，它是用光学塑料制成的，在内部形成注模的镜头元件。图4表示沿着镜头110的顶面162形成的一个衍射镜头元件160。衍射镜头160的位置处在延伸通过外壳102的LED输出孔114的正下方。图4表示镜头装置110的底视图，镜头装置的底面164朝下面对着打印媒体。在衍射镜头160的对面，底面164上有一个Fresnel镜头元件165。图6表示从底面164向外突出的一个光电二极管镜头元件166。镜头166最好是一个非球面聚光凸透镜。图4表示直接面对着输入部分166的光电二极管镜头的上部或者是输出镜头元件168。尽管输出元件168在某些实施例中可以在镜头110的顶面162上平面伸展，为了改善光电二极管镜头135的光学输入也可能要求顶面168有一定的构形。光电二极管输出元件168还应该是一个衍射镜头，其结构如上文中所述的二极管镜头元件160，用来为初级输入镜头元件166的色差提供校正。

图7表示蓝色LED120和光电二极管130在照射一个选定区域172上的一页媒体170时的工作方式。图7还表示了蓝色LED120的内部部件。LED120包括一个用电路连接到导体126的负引线框架174。LED120还有一个安装在反射器杯176内部并且被负引线框架174支撑着的冲模175。冲模175被用来产生由受激励的LED发射的蓝色波长的光。正引线框架178用电路连接到导体128，用来在蓝色LED120导通时传导电流。最好将负引线框架174，冲模175，杯176和正引线框架178都封装在一个透明环氧树脂体内，它适合限定一个成合成圆头透镜的输出镜头125，将来自冲模175的光汇聚成射线形成一个照射光束180。

镜头装置110中包括元件160和165的LED部分用来偏转，聚焦和漫射LED输出光束180，并且将改变的LED光束182引向媒体170上被照亮的区域172。为了完成这一动作，沿着底面164的Fresnel镜头165是一个离轴元件，它的光轴184与光电二极管130的中心轴线185吻合，在照亮的区域172中形成轴线184和185之间的这种吻合。另外，Fresnel镜头165的焦距大约等于Fresnel镜头165和媒体170的打印平面之间距离的一半。衍射镜头元件160漫射LED输出光束180，而Fresnel镜头165使漫射光束转向形成一个改变的光束182。具体地说，Fresnel镜头165通过棱镜作用横向偏转入射光束180，这样就能在靠近光电二极管130处安装LED灯120，为单色光学传感器100提供紧凑的封装。进而，Fresnel镜头165棱镜作用还能将改变的光束182部分聚焦在选定的一个很小的区域172内，而衍射透镜160以可控的方式漫射光束180，为区域172提供所需的照明。

衍射透镜160有许多各自具有密集间隔的脊，用来提供干扰效果，使通过的光有效地转向一个选定的方向。如果按照不同的量使入射光束180的不同部分转向，这种转向对改变的光束182就具有聚焦作用。如果在衍射透镜160中随意或是选定的区域采取稍有角度的偏移，聚焦的图像可能会稍有混乱，但不会损失漫射输出光束182的效率。图8中具体表示了衍射透镜160和Fresnel镜头165的配合。

图8表示LED输出光束180的大致平行的四个入射光束186，187，188和189，穿过镜头装置110的光束是186’，187’，188’和189’，而射出装置110的光束分别是186”，187”，188”和189”。分段表示的光束是从Fresnel镜头元件165出来的多个顶部120(参见图5)之一上选择截取的。每个顶部120有一个向下的弧度面122，它终止于与入射光束段186-189大致平行的垂直壁124。

图示的衍射透镜160包括一组衍射单元126，127，128和129，各自用来将一个入射光束186-189转向成通过镜头110主体的光束186’-189’。在图4的顶视平面图中表示了成曲面布置的各单元126-128，用这些单元的曲线使光束开始朝着媒体170上(图7)受注意的位置172转向，也就是转向图8中的左侧。除了这一转向功能之外，衍射透镜元件160还会使光束漫射，以掩盖镜头元件中的任何缺陷。

每个单元126-129最好是包括一组精密规格的沟槽，各自具有稍稍不同的间距和排列。通过改变沟槽的间距和排列，每个单元126-128按照选定的偏转角分离光线186-189，使镜头发出的光线186”-189”受到扰乱。在图8中稍稍夸大地表示了扰乱或是漫射的光线，大致平行的入射光束186-189在通过镜头变成光束186’-189’时不再是相互平行了。尽管在随意方向上将偏移角度控制在大约0.5°就能达到可接受的漫射效果，但最好还是对各个单元126-129仔细地“编程”，使某些光线186’-189’的转向大于其他光线。这种编程的漫射效果能够消除LED120的发光图形中的不均匀性。

在通过Fresnel镜头元件165时，每个顶部120的弧度部分122用来根据光束交叉的弧度部分122按不同的角度偏转光束186’-189’。例如图中所示，出射光束186”-189”的偏转角度分别是θ1，θ2，θ3，θ4，其中的θ1是最小偏转，逐渐加大到θ2，θ3直至最大偏转θ4。在图5的底视平面图中表示的Fresnel镜头165的顶部120还用来进一步汇聚和朝着图7和8的左侧转向入射的LED光束180。

参见图7，改变的光束182碰到受注意的区域172，然后被媒体170反射成漫反射光束200。漫反射光束200具有按照Lambertian分布形式的火焰状散射光线。另一部分入射光束182被照亮的区域172反射成镜面反射光束204。按照公知的光学原理：“入射角等于反射角”，镜面光束204离开纸面的角度和入射光束碰到纸面170的角度是相同的。

漫反射光束200进入镜头110的光电二极管部分的凸透镜166。选用图示的非球面聚光凸透镜166是用来使来自区域172的基本上所有漫反射光200都聚焦到光电二极管130上，在图示的实施例中用大约5mm(毫米)的焦距就可以完成。当然，在传感器100具有不同的封装和位置的其他实施例中也可以选择其他焦距来达到这一目的。最好是为光电二极管顶上的输出透镜168模制一个衍射面，这样能有益地校正初级输入凸透镜166的色差。这样，漫反射光波200就被镜头装置110的光电二极管部分的凸面和衍射部分166，168变成了提供给光电二极管透镜135的改变的输入光束202，然后对这一输入光束202聚焦供光电池132接收。

蓝色LED120发射的光最好具有430-500nm(毫微米)的峰值波长。在图示的实施例中，连接着盖104的外壳102共同构成一个单色光学传感器模块，它的外部尺寸是大约23mm高，10mm厚和14mm宽。在图示的实施例中，镜头110的底面与媒体170上面的打印面相距大约10mm，因此，受注意的选定面积172的直径大约是1mm。尽管光电二极管130可以看见选定区域172的整个面积，被LED120照亮的面积要稍大一些，其直径大约是2mm，以保证来自LED120的蓝色光能够照亮选定区域172的整个面积。

图9表示按照本发明构成的单色光学检测系统210的一种工作方式的流程图，它包括安装在打印机20中的单色传感器100。在操作者响应控制器35的打印机驱动器部分的提示而开始起动测试程序步骤212之后，一个起动测试信号214被发送给系统210的打印测试图形部分216。测试图形部分216就激发喷嘴从一或多个打印头70-74喷射墨水，在媒体170上打印测试图形。例如，打印机控制器35向笔50-56发出激发信号，让这些笔打印每种颜色的平行条的两个图形，一组平行条与扫描轴线38平行，另一组平行条与扫描轴线38垂直。完成了测试图形的打印，测试图形部分216就发向系统210的用传感器扫描测试图形部分220发出一个完成信号218。在打印完测试图形之后，托架40再次横跨打印区25移动，并且操作媒体推进电机27将媒体页170送过打印区，让单色传感器100越过每个图形。

在这一测试图形扫描过程中，打印机控制器35使用分别来自打印头托架位置编码器225和媒体推进编码器226的输入信号222和224。开始扫描时，扫描测试图形部分220向系统210的扫描过程中脉冲驱动蓝色LED部分230发送一个许可脉冲信号228。如下文中参照图10所述，编码器信号222和224被用来确定LED脉冲的定时。当然也可以用其他定时机构向LED120发脉冲，例如是在移动托架或媒体的过程中发出1000赫兹频率的短暂脉冲，而不使用托架和/或媒体编码器信号222和224。脉冲部分230被用来为系统210的脉冲过程中收集数据部分234产生一个数据采集信号232，然后将扫描的数据信号235传送到比较数据和参考值部分236。在扫描每个图形时，传感器100向控制器35发送包括信号235的可变电压信号，用来指示在视野范围例如图7中的区域172内有打印的墨水。

打印机控制器35跟踪测试标记的位置，并且用236部分将存储在一个参考查询表或计算部分240中的指定位置或参数信号238与数据信号235所代表的传感器100监视的实际位置或参数相比较。控制器35利用输入传感器数据的信号235计算每个测试图形相对于理想指定位置的实际位置，在必要时控制器35可以对此后打印操作中的喷嘴激发顺序执行补偿校正。将比较部分236产生的一个结果信号传送给数据接受部分244。如果数据可以接受，接受部分244就向连续打印工作部分246发送一个YES信号245，采用现有的喷嘴激发参数开始打印。

如果发现媒体172上的测试标记不在指定的位置，或者是参数超出了指定的限制，接受部分244就向打印机控制器35的调节笔喷嘴激发参数部分250传送一个NO信号248，然后确定是否需要笔定位或校正喷嘴激发顺序。在执行完250部分的校正之后，可以向连续打印工作部分246发送一个连续信号252。在完成喷嘴激发调节之后，250部分可以向监视系统210的选择重复测试程序部分256发送一个重复信号254。一旦接收到信号254，重复测试部分256就产生一个新的起动信号258，提供给起动测试程序部分212重新初始化监视系统210。

这一扫描程序中包含启动蓝色LED120发射光束180，由衍射镜头元件160分段或是扰乱也就是漫射，然后通过Fresnel镜头元件165分段和聚焦。按照不同量发生衍射，改变的光线182主要落在受注意的选定区域172。进入选定区域172的光发生镜面反射，如图7中的光束204所示，由于装置110的LED镜头元件160，165的离轴位置，反射会脱离非球面元件166的光轴。用光电二极管镜头166捕捉来自选定区域172的高度调制的漫反射，与选择的衍射部分168配合，将反射光束200汇聚成提供给光电二极管130的一个输入光束202。如上所述，光电二极管130包括一个放大器部分134，将光电池132的输出放大，然后通过导体136-138将放大的输出信号传送给控制器35用于分析。

如图10所示，控制器35在通过按脉冲序列激励蓝色LED120而形成的一个数据窗口中收集各个数据点。在图10中，曲线260和262表示通道A(“CHAL A”)和通道B(“CHAL B”)，代表托架40上的定位编码器的过渡过程，可以通过按惯用方式监视编码器条带45来检测位置变化。由通道A和B的方波260和262构成图9流程图中的输入信号222。如果是在扫描媒体进度，通道A和B的方波260和262就代表在按照媒体驱动电机27的操作推进媒体通过打印区25时关于媒体驱动滚筒的旋转位置编码器的过渡过程。或者是，如果电机27是一个步进式电机，可以由电机27的步进输出来提供这一输入。最好是用旋转位置编码器来确定媒体驱动部件的旋转角度，用旋转编码器阅读器来提供如通道A和B的方波260和262所示的输入，共同构成图9中的信号224。当托架或媒体推进编码器之一改变状态时，这些过渡过程也就是曲线260和262的垂直部分可以组合产生一个编码器脉冲或中断信号，如图10中的曲线264所示。曲线264上零和一之间的每个过渡过程都可以作为初始信号来启动对传感器100的数据采集顺序。

在图10中用曲线265表示蓝色LED120的发光定时，数字0表示LED的关断状态，而数字1表示导通状态。为了方便而绘制的曲线260-265表示在LED120上用50％占空周期发光，也就是说蓝色LED120有一半时间导通而剩下的一半关断。当然也可以根据对托架40的扫描和媒体页170通过打印区25的推进而采用其他占空周期例如是10-50％。与上文在背景技术中所述的采用一直导通的HP’002和’014LED的情况相比，用50％占空周期脉冲驱动蓝色LED120可以有益地获得接近两倍的发光亮度。

在图10中，曲线266表示光电二极管130在照明区域172没有印上墨水时的输出，因此，曲线266可以代表聚焦在普通白纸上的传感器100。信号266在图中的最大幅值是100％，它可以向控制器35提供在测试程序中使用的特殊类型媒体170的空白媒体的反射亮度参考。例如，褐色纸的亮度要比白纸低，到达光电二极管130的光的幅值也就低，控制器35还可以将曲线266当作100％无墨水的参考。在照明区域172上出现青色墨滴时，曲线268表示青色墨水的反射比。如果将图中幅值比较低的曲线268与无墨水媒体曲线266相比，青色墨水的反射比大约是普通白纸的60％。

在图10中靠近底部表示了控制器35收集数据的监视周期。控制器35用来监视来自传感器100的输入的数据采集窗口270从一个上升时间272之后开始。这一上升时间272从LED120的脉冲初始化开始，并且在从使用的具体光电二极管的厂商说明书中获得的光电二极管130的已知上升时间之后结束。如曲线265所示，LED120在指定脉冲宽度期间维持照明脉冲274(所处的值是“1”)，然后，LED就会关断(数值是“0”)。上升时间272结束到蓝色LED120关断之间的时间就是数据采集窗口270。在数据采集窗口270结束时，监视周期还没有完成，因为在LED120关断之后光电二极管130还需要有一个稳定下降时间276。这样，传感器100的总周期时间278就是从开始向LED120提供脉冲起，并且到光电二极管下降时间276结束为止，也就是说，这一总周期时间等于数据采集窗口270的持续时间加上供光电二极管130响应的上升和下降时间272，276。在这一监视周期278完成时，传感器100维持休眠状态直至下一个编码器状态变化，如曲线264所示。在数据采集窗口270期间，允许并起动控制器35内部的一个A/D转换器采集通过导体136-138提供的光电二极管130的输出信号。

如图10中的曲线265所示，蓝色LED120的占空周期是由指定的正向电流也就是发光电平以及扫描托架40的速度来确定的，或者是在横跨打印区25扫描托架的同时推进媒体170的速度。由媒体推进速度和托架来规定给定所需正向电流的允许的脉冲宽度间隔。脉冲宽度和二极管电流之间的关系取决于所用的具体二极管的热特性，这是由LED制造商规定的。为了维持蓝色LED120的空间采样和热控制限额，最好是按照托架40或媒体驱动电机27的恒定的规定速度执行所有扫描，尽管在扫描时也可以用可变或加速度的其他监视措施。

也可以用单色光学传感器100监视其他打印参数，并且用图9所示的方法210由控制器35来调节。例如，采用相同的采样方法，单色光学传感器100还能够确定彩色平衡，并且用来优化每个打印头70-76的导通能量。例如，为了调节彩色平衡，可以打印每一种原色墨水的区域，或者是打印合成的重叠墨滴。采用所有三种墨水的灰色打印区域也可以用做这种彩色平衡测试图形。如果采用存储在图9的查询表240中的打印颜色提供的预期反射比的LED波长，并且在比较部分236将这一预期反射比与测得的反射比相比较，就能确定打印的一种具体颜色的亮度，并且在图9的步骤250中由控制器35调节到所需电平。

为了测量打印头70-76的喷嘴的导通能量，在图9的步骤260中可以用提供给每个打印头70-76的激发电阻的不同能量形成打印测试图形的条带。当激发能量下降到一个特定门限以下时，有些打印头喷嘴就会停止工作，不会在媒体上留下图像。通过监视用来打印墨滴的能量，以及媒体70上不再出现墨滴的位置，控制器35在步骤250中用限制在这一门限以上的量来调节每个喷嘴的导通能量，因此，仅有打印所需的最小能量被提供给每个电阻。只要不用过多的功率过度驱动这些电阻，就能延长电阻寿命，对打印质量不会有任何影响。

单色光学传感器100的实施目前对价格更有竞争力的家用喷墨打印机市场是可行的。正如上文在背景技术一段中所述，传统的蓝色LED是一种微弱的发光体，尽管可以采用更亮的蓝色LED，它们的高昂价格会妨碍其用在为家用而设计的喷墨打印机中。近来，这一价格因素发生了变化，已经有多家厂商能提供明亮的蓝色LED。随着实用性的提高，在市场定位上的竞争已经促使这些更亮的蓝色LED的价格迅速下降，在两个月的时间周期内价格下降了50％。这样，采用更亮的蓝色LED就不仅限于采用早期的HP’002和HP’014传感器的小批量高端产品的范围之内了。单色光学传感器100可以省掉HP’002传感器的绿色LED，在家用喷墨打印机中采用光学传感器现在已变得容易了。另外，如果按图10所示采用脉冲操作的蓝色LED，这种驱动单个蓝色LED的独特方法还能进一步增加传感器100的光输出，可以达到采用早期的HP’002和HP’014传感器并且在扫描过程中让LED一直维持导通时的二到三倍。

图11是黑色，青色，品红色及黄色墨水的各种原色以及白纸媒体170的波长产生的光谱反射比和吸收比的曲线。在图11中用白色媒体曲线280，青色曲线282，品红色曲线284，黄色曲线286和黑色曲线288表示了这些反射比和吸收比的轨迹。过去，绿色LED发射的光波长大约是565nm(毫微米)，如图11中的线289所示。蓝色LED120发光的峰值波长大约是470nm，如图11中的垂直线290所示。如果在表示470nm的位置上测量，就可以得到墨水轨迹282-288以及媒体轨迹280两两之间的间隔。实际上，监视430nm到500nm峰值波长之间的任何位置都能提供很合适的曲线间隔，以便于用单色传感器100进行监视。

在深入讨论图11之前有几个有助于理解的定义：

“Radiance辐射率”是用W/sr-cm2(每立体弧度-平方厘米瓦特)表示的有限尺寸的光源所发射的功率值。

“Transmission透射”是按照透镜图像的辐射率与原始物体的辐射率之比用百分数表示的通过一个透镜的功率值。

“Transmittance透射性”是光谱加权的透射，此处是穿过透镜的光束182的透射光谱反射比和入射光束180的光谱反射比(图7)的比例。

“Specular reflection镜面反射”是入射光当中以一个和光撞击媒体的角度也就是入射角相等的角度被媒体反射的那一部分。

“Reflectance反射比”是用百分数表示的镜面反射与入射光之比。

“Absorbance吸光率”是反射比的倒数，也就是没有被反射而是被物体吸收的量，用百分数表示为入射光减去镜面反射的差相对于入射光的比例。

“Diffuse reflection漫反射”是入射光当中相对于视角以大致相等的亮度从媒体170的表面上散开的那一部分，它与仅仅在反射角度上具有最大亮度的镜面反射比是相对的。

“Refraction折射”是指让光波通过不同的材料从而调制光波的速度所获得的传播光波的偏转。

“Index of Refraction折射率”光在空气中的速度与光在一种特定媒体例如是玻璃，石英，水等等中的速度之比。

“Dispersion色散”是指折射率随着光的波长变化而发生的变化。

采用单色光学传感器100开发这种检测系统210的一个重要实践是一种减原色系统，青色墨水在打印的纸上不会形成光谱反射。用青色，黄色和品红色的颜色打印被认为是一种“减”原色系统，与此相反，红色，绿色和蓝色的组合被认为是一种“加”原色系统，例如是用来产生电视和计算机屏幕上的彩色图像。如图11所示，黄色曲线286刚好在线289的右侧逼近媒体曲线280的反射比，而品红色曲线284在650nm波长交叉点附近逼近媒体曲线280。青色曲线282的峰值在460nm附近，高度大约是60％反射比，它在这一点上远远小于媒体曲线280的反射比。青色墨水不能达到媒体170的光谱反射比有两个原因。

首先，大多数纸上涂有紫外线荧光化合物，它吸收紫外线(uV)环境光，使纸看起来更白，并且以稍长的蓝色波长从纸上反射荧光。因为纸暴露在环境或室内光的蓝色光谱下不发荧光，即使对透射性最强的青色墨水，墨水的反射比也不会达到100％。如下文所述，由于纸媒体170的荧光特性带来的这一差别构成了控制器35使用的检测信号。

其次，青色染料的峰值透射性要比带黄色或品红色染料的墨水低，这一透射性决不会超过80％，参见图11中的曲线282。可供使用的容易吸收较长波长的光的染料化合物属于这一理想光谱的绿色范围，能够连续吸收甚至在这一蓝色透射范围内的光。因此，调节染料化合物以增加蓝色透射会导致长波长吸收的相应减少，例如在图11中青色曲线282在560-750nm段的情况。因此，化学染料在空白媒体反射比和青色墨水反射比之间必然存在一定的差别。单色光学传感器100就是利用了反射比的这一差别。

过去，使用按565nm波长发光的绿色LED能够以最小反射比检测青色和品红色(图11的左刻度，如图11的右刻度所示，这也是它们的最大吸光率)。遗憾地是，用565nm波长检测黄色会带来一个问题，因为黄色反射比在这一绿色LED波长上接近白纸的反射比。这一问题是通过在前面打印的黄色测试带上面打印品红色墨水来解决的，正如上文中背景技术一段中所述，根据使用的媒体类型会有不同的结果。

通过在蓝色LED120的470nm峰值波长的照射下监视媒体和墨滴就可以避免这一黄色墨水检测问题，因为控制器35使用的信号是这些墨水相对于媒体170的吸光率的吸光率。实际上，在430nm到500nm峰值波长之间容易检测到黄色墨水。如图11所示，在蓝色LED120的470nm波长上，墨水曲线282-288在量值上各自是分开的。尽管图中所示蓝色LED发射的波长是470nm，所讨论的这一值仅仅是为了说明，显然也可以通过其他波长的单色照明来利用曲线上能够使墨水曲线282-288适当分开的任何其他点，以便检测和区分不同的颜色，包括紫外线或红外线波长。在图示的实施例中，青色墨水的吸光率产生青色信号292，在470nm波长的照射下，青色墨水和媒体的吸光率之间有差别。同样，在蓝色LED120的470nm的照射下分别按照这些墨水各自的吸光率与媒体170的吸光率之间的差别产生品红色信号292，黄色信号296和黑色信号298。这样得到的青色信号292的差别大约是30％，品红色信号294大约是70％，黄色信号296大约是80％，而黑色墨水信号大约是90％。

另一个优点是，在用来产生发送给控制器35的信号的位置172(图7)上的照明亮度和噪声源之间存在相互的关系。如果其他所有因素都相同，光电二极管130产生的噪声仅仅是蓝色LED脉冲频率的函数，它随着相互频率的平方根而增大。然而，亮度增大不会使噪声增大。因此，脉冲的LED120对于增加光束180的亮度和信噪比是一种有效的途径。尽管噪声会随着脉冲频率的增大而增大，但信号电平增加的速度更快。在适中的脉冲频率下，例如是在一到四千赫兹左右，放大信号的益处远远超过了噪声增大的缺点。因此，用LED120照射媒体的脉冲驱动方案以及上文中参照图9和10所述的数据采样程序既有效又经济，无需用户介入就能由打印机20自动监视媒体上的墨滴位置。

省掉在早期的HP’002和HP’014传感器(参见图12)中所需的绿色LED可以有益地将单色光学传感器100每单位传感器的直接材料成本降低46-65％。另外，省掉了绿色LED，还可以使传感器封装尺寸比HP’002传感器有益地缩小大约30％。缩小单色传感器100的尺寸和重量可以有益地减轻托架40在扫描和打印过程中承受的负荷。进而，省掉在早期的BP’002和HP’014传感器中使用的绿色LED可以节省在控制器35和传感器100之间使用的电统。还有，通过脉冲驱动蓝色LED而不是在整个扫描过程中使其一直导通，可以有益地为光电二极管130提供更高的输入信号电平，这样就能简化信号处理，比HP’002和HP’014传感器具有更大的设计余量。最后，单色光学传感器100的组装比HP’002和HP’014传感器要简单，因为需要的零件少，并且省掉绿色LED同时也消除了可能的装配误差，否则可能因疏忽将蓝色和绿色LED安装在传感器封装内的错误位置。

由于脉冲驱动蓝色LED提高了亮度，用蓝色LED120可以获得高达3600mcd的亮度，而与此相比HP’002传感器中使用的早期蓝色LED产生的亮度只有15mcd。由于单色光学传感器100的亮度增强，使用单色传感器100可以完全省去增强的HP’002和HP’014传感器中使用的信号增强技术，诸如100×放大器，输出信号的AC耦合以及10位A/D转换器。实际上，传感器100可以直接耦合到A/D转换器，A/D转换器只占用打印机控制器35内部提供的专用集成电路(ASIC)的一部分。进而，如果在传感器100和控制器35之间采用多路信号传送技术，还能进一步降低A/D转换器和ASIC的成本。

在镜头装置110的结构元件160和元件168中采用衍射透镜技术能够有益地缩小传感器100的光学封装的整体尺寸。省掉绿色LED还能缩小外壳102和盖104的封装尺寸，与背景技术一段中所述的HP’022传感器(参见图12)和HP’014传感器相比，单色传感器100的尺寸大约是前者的30％，是后者的70％。

另外，使用单色光学传感器100能避免象背景技术一段中所述的采用HP’014传感器时那样使用混合墨水来确定一些墨滴的位置。对墨点位置的检测不再取决于使用的媒体类型，因为单色传感器100能精确地记录墨滴位置，无论是高级照相纸还是棕色餐巾纸或是其他任何媒体。这是因为单色光学传感器100能检测出每一种原色黑色，青色，品红色和黄色的基本光谱特性。

另外，在占空周期内脉冲驱动LED100，可以在图10的导通时间274中用高电流电平驱动蓝色LED，而在曲线266的脉冲之间的其余时间内冷却。这样，整个周期时间内的平均电流和DC值一样，但是导通段274期间的峰值电流在脉冲驱动LED120时能获得更高的峰值亮度。因此，脉冲驱动的蓝色LED120可以用更加经济的LED获得更高的亮度，从而节省能源和材料费用但不会损害打印质量，而所有这些都对消费者有利。

基本媒体类型确定系统

图13用流程图表示了按照本发明构成的一种最佳的基本媒体类型确定系统400，它可以和图2-9的任何一种单色光学传感器100配合使用。这一媒体类型确定方法400的第一步包括起动媒体拾取程序402，用媒体搬运系统24从输入托架26上拾取新的一页媒体。然后在步404将这一页新的媒体送入打印区。在媒体拾取程序完成之后点亮光学传感器100的蓝色LED120，并且在步405中调节亮度，使得从媒体的未打印部分接收的信号达到模-数(A/D)转换器的接近饱和电平，大约是5伏的量级。

如上所述，这一A/D转换器设在控制器35内，并且在数据采集窗口270(图10)中允许和起动这一A/D转换器采集光电二极管130的输出信号。在扫描步骤406中调节完LED120的亮度之后，用托架40使光学传感器100扫过媒体以采集反射比数据点并且最好是利于光学编码器条带45(图14)获得的定位信息沿着这一路径在每个定位编码器转变处记录这些数据点。这样，在扫描和采集步骤406中产生的数据就构成了定位数据和对应的反射比数据的反射比和位置计数。例如，12位或是2¹²的反射比相当于4096个计数，它们均等地分布在A/D转换器的0-5伏范围内。因此，每个计数相当于5/4096或是1.2mV(毫伏)。光(被LVC(光-电压转换器)俘获的来自媒体的反射比)被作为一个模拟电压输出由模-数转换器转换成用计数代表的数字信号。在媒体(例如是纸)上的位置在编码器的具体实施例中也是用每英寸600正交过渡获得的计数来表示的，尽管本领域的技术人员都知道也可以采用每英寸或者是其他线性单位例如是厘米其他过渡数的计数。这样就能从扫描开始将本实施例中的1200个位置计数转换成纸或其他媒体上位置的1200/600位置计数，或者是2.0英寸(5.08厘米)。最好对媒体进行多次扫描，然后在步408取所有点的平均数据。典型的1-3次横跨媒体的扫描就足以产生一组可靠的平均数据点。在扫描和采集步骤406中，将光学传感器100的视野置于媒体上方，让媒体处在形成位置的顶部。在形成位置的顶部，以Hewlett-Packard Company提供的横跨幻灯片的顶部设有纸带头的幻灯片为例，也就是用传感器100扫描这一纸带头。

因为在扫描和采集步骤406中使用的A-D转换是由编码器条带45的每次状态过渡来触发的，采样速度具有空间特性，按照图示的打印机例如是每英寸产生600个采样。在扫描过程中，托架速度最好在每秒2到30英寸之间。然后将步406中采集的数据存储在打印机控制器35中，典型的范围是0-5伏输入，9位分辨率。在扫描结束时，数据采集硬件电路通知控制器35数据采集已经完成并且可以执行平均数据点的步骤408。

然后由媒体类型确定系统400执行空间频率媒体识别程序410，以区分被扫描的媒体页是没有纸带头的幻灯片，照相质量媒体，有纸带头的幻灯片，还是普通纸。空间频率媒体识别程序410的第一步是步412，对所有数据执行傅利叶变换以确定步406中记录的数据的每个离散空间频率分量的幅值和相位。对于本实施例的打印机20，数据记录以4000个采样构成，因此，傅利叶变换的范围是0-4000，第一类分量的幅值是数据的直流(DC)电平。

如果被测的媒体是没有纸带头的幻灯片，数据的DC电平就会是低。图14是经过研究的一组普通纸的反射比的DC电平图表414，在以下的表1中用缩写关键词来表示。图14的图表414中还用条416表示了标有“TAPE”的带纸带头的幻灯片的反射比的DC电平，并且用条418表示了标有“TRAN”的没有纸带头的幻灯片的反射比的DC电平。

             表1：图表缩写

        标志1       媒体类型档案

        GOSSIMER    Gossimer(HP Photo Glossy)

        GBND        Gilbert Bond

        GPMS        Georgia-Pacific Multi-System

        ARRM        Aussedat-Rey-Reymat

        CDCY        Champion DataCopy

        EGKL        Enso-Gutzeit Berga Laser

        HFDP        Hammermill Fore DP

        HNYR        Honshu New Yamayuri

        HOKM        Hokuestsu kin-Mari

        KCLX        KymCopy Lux

        MODO        MoDo DataCopy

        NCLD        Neenah Classic Laid

        OJIS        Oji Sunace PPC

        PMCY        Stora Papyrus MultiCopy

        SFIP        SFI-PPC

        STZW        Steinbeis/Zweckform

        TAPE        HP transparency(Scotty)WITH paper tape

        TRAN        HP transparency(Scotty)NO Tape

        UCGW        Union Camp Great White

        WFCH        Weyerhauser First Choice

        WTCQ        Wiggens Teape Conqueror

图14的DC电平反射比图表中还包括标有“GOSSIMER#1”和“GOSSIMER#2”的两类Gossimer照相纸，在图表414中分别用条420和422表示。图表414中其余的条代表各种类型的普通纸，如表1中所示，条424被用于标有“MODO”的MoDo DataCopy普通纸媒体。从图14中可以看出，透过条414的没有纸带头的幻灯片的光的低电平容易区别于其他类型媒体的反射比值，这是因为光不是被反射回光学传感器130而是透过了幻灯片。这样，在步426中，就根据反射比数据的DC电平来确定，如果处在反射比的200计数以下，就产生一个YES信号428将没有纸带头的幻灯片信号430提供给控制器35，随之按照幻灯片来调节打印程序。反之，如果采集数据的DC电平大于200计数，就产生一个NO信号432并且进一步探查以确定出现在大于区中的是哪一种类型的媒体。比较反射比数据的步426也可以在傅利叶变换步骤412之前执行，因为不需要用傅利叶光谱值来确定媒体是不是一种标准的没有头的幻灯片。

因此，如果媒体不是没有纸带头的幻灯片，就要确定媒体是不是一种照相质量媒体。为此需要使用图15所示的傅利叶光谱分量图表434，配合着图16所示的用于普通纸的傅利叶光谱分量图表436，这里采用的是MoDo DataCopy牌普通纸。在深入解释这一分析过程之前，按顺序解释沿着这些图表(同样适用于图18的图表)的水平轴标出的空间频率的单位。这种空间频率分量是在图13的媒体扫描步骤406中采集的扫描数据内包含的循环数量。对于图示的例子，数据采样的长度被选择为4000个采样。如上所述，在图示的实施例中，数据采样是按照传感器100每移动一英寸600个采样。因此，扫描数据的这一长度之内的总共30个循环的空间频率按照以下公式应该具有一个等效的空间频率：

在图示的实施例中，4000采样的数据扫描相当于横跨6.6英寸媒体幅度的扫描距离，按照公式就是：

比较图表434和436可见，普通纸光谱的图表436在计数n上面的光谱分量的幅值等于八(n＝8)，远远大于照相媒体的图表434。在步438中将8-30的光谱分量相加并且在比较步骤448中确定这些分量8-30的和是否小于一个值25，如果是，就产生一个YES信号450。响应这一YES信号，在步452产生一个提供给控制器35的信号，调节打印程序以适应照相媒体。在图15和16中，有几个计数小于八(n＜8)的分量的频率幅值比图表434和436中所示的最大值要高，但是在这一特定场合下不受注意，因此，其精确值在本文中没有实质意义。

可以为研究范围内的所有不同类型的媒体构成象434和436那样的傅利叶变换分量图表。图17表示各种不同类型的普通纸和照相媒体的分量8-30的幅值之和的一个图表440。GOSSIMER#1和GOSSIMER#2照相媒体的相加分量用条442和444表示。可以看出，照相媒体相加分量442和444的幅值远远低于其他任何普通纸媒体的幅值，包括MoDo DataCopy媒体的条446。再看图13的流程图，响应相加分量步骤438在比较步骤448中比较分量8-30之和的幅值，如果小于25就产生一个YES信号450。

然而，如果打印区25中的媒体不是照相媒体，决定步448就产生一个NO信号454，确定这一媒体不是没有纸带头的幻灯片也不是照相媒体，剩下就需要确定媒体是带纸带头的幻灯片还是普通纸。图18是带纸带头的幻灯片的傅利叶光谱分量的图表455，纸带头456被表示在图表下面，并且还标出了起始和结束点464和466。在扫描过程中遇到了三个HP标志458，并且大致在第十七个方向箭头460处，它指示用户应该怎样将媒体插入打印机。这些标记和箭头在光谱中产生一种通过分析图表455可以看到的媒体特征。从图表455中可见，第三分量468和第十七分量470比图16在图表436中对应的第三和第十七分量472和474大得多(注意图18中图表455上的垂直刻度是分段的，而第三分量468的幅值是大于800的值)。由于扫描开头的定位误差是在步408中得到补偿的，在这一步对数据点取平均值，图表455的第十六和第十八分量476和478比普通纸图表436中的第十六和第十八分量480和482大得多。因此，第十六和第十八分量也被包含在这一唯一频率特征中。

参见图13的流程图400，在步484将第三，第十六第十七和第十八光谱相加，在图19的图表485中表示了所得的和。用条486表示纸带的和，可以清楚地看到，它的幅值远远大于各种普通纸的幅值，例如是MoDo DataCopy普通纸的条488。这样就能在步490中作出决定，以确定步484所得的频率副分量3，16，17和18的和是否大于1300，如果是，就提供一个YES信号，指示该媒体是一种带纸带头的幻灯片，然后在步494将这一信息发送给打印机控制器35执行后续处理并调节打印程序。然而，如果在步490中确定这一和小于1300，就产生一个NO信号496发送给决定框498，指示打印机中是普通纸，控制器35也可以采用缺省的普通纸打印模式。

先进的媒体确定系统

图20用流程图表示按照本发明构成的一种先进的媒体类型确定系统500。在描述这一先进的媒体类型确定系统500时，首先要参照图20说明系统工作的概况，接着参照图21-24说明可以安装在打印机20中的一种光学媒体类型检测传感器。然后要参照图25-28来解释确定系统500中的各个更通用的部分，随后要参照图29-32具体说明这一确定方法的核心。在解释完这一方法之后，图33-38被用来解释在图29-32的确定程序中如何使用图21的媒体传感器，然后参照图39-51用曲线来研究几种不同类型的媒体。最后在图52到55中研究媒体类型确定系统所采集的光的空间频率，用来表示系统500是如何确定进入打印机20的打印区25的媒体类型的。

1.系统概况

参见图20，先进的媒体确定系统500首先是收集原始数据步502。在收集完原始数据后执行数据精处理程序504，将步502中数据的数据按照适当格式放置以便进一步分析。在数据精处理步之后进入主分类确定步506和具体类型确定步508。参照图29-32可以看出，主和具体确定步506和508是交错执行的。例如，一旦确定了主分类，例如是高级纸媒体，就要进一步确定所使用的是哪一种具体类型的高级媒体。然而，为了达到对高级媒体的主确定步，程序首先必须放弃媒体可能是幻灯片，有光泽照相纸，无光泽照相纸或普通纸媒体的可能性。在方法执行到具体类型确定步508之后，执行一个验证步骤510以保证这一具体确定是准确的。在验证步508之后，确定系统500有一个选择打印模式步512，使打印模式与进入打印区25的具体媒体类型相关联。响应打印模式步502的选择，系统在打印步514结束，将打印指令发送给打印头70-76，按照在步512选择的打印模式打印出一个图像。

2.媒体传感器结构

图21表示按照本发明构成的一种光学媒体类型确定传感器或者是“媒体传感器”515。媒体传感器515的许多部件都可以按照上述图7中所示的单色光学传感器100的方式来构成，因而采用了相同的数字来表示。媒体传感器515与单色光学传感器100之间的一个主要区别是增加了用来接收镜面反射光束200’的第二光电二极管130’。正如上文中参照图7的用于单色传感器100的镜面反射光束204，按照公知的光学原理“入射角等于反射角”，镜面光束200’及光束204都是以入射光束182撞击媒体的相同角度被媒体170反射的。在图示的实施例中，入射角和反射角被选在55°左右。为了适应这一入射镜面反射光束185’所采用了一种修改的镜头装置110’。参见图22-24，这一修改的调节装置110’有三个镜头元件，包括一个入射Fresnel镜头165’和一个出射衍射镜头元件160’，它们的结构分别如上述的镜头元件165和160所述(图8)。本领域的技术人员显然也能用其他类型的镜头装置来完成装置110’和装置110的同样的工作。例如，装置110’的三个镜头元件可以是一个非球面折射入射镜和一个出射非球面折射镜或者是出射显微Fresnel镜。

除了单色光学传感器100的部件之外，媒体传感器515还分别在衍射镜头元件160’和168上面增加了两个滤光元件516和518。这些滤光片516和518可以由单个元件构成，尽管在图示的实施例中是用两个分开的滤光片表示的。滤光片516和518具有蓝色通过区，让波长为360-510nm的短波长蓝-紫色LED光可以自由通过滤光片516和518，但是来自其他光源的其他波长的光被阻断。最好是采用本领域技术人员公知的薄膜淀积技术用1mm(1毫米)厚度的二氧化硅(玻璃)片构成滤光元件516和518。

传感器100和515之间的另一个主要区别是媒体传感器515具有一个蓝-紫色LED520，它发射的蓝光比单色光学传感器的蓝色LED120有更多的紫色色彩。蓝-紫色LED520的峰值波长在470毫微米左右，主波长是464毫微米，比峰值波长为470毫微米左右的蓝色LED120有更多的紫色输出。在具体说明部分的结尾讨论交错系统500的具体结构时会解释改变媒体传感器515的这种照明部件的几个理由。

媒体传感器515比单色光学传感器100还增加了额外的两个视场控制元件，例如是视场光阑522和524。视场光阑522和524及滤光片516和518由传感器515的基座部分102’的各个部位保持定位，最好将视场光阑522和524与基座102’的一部分模制成一个整体。视场光阑522和524最好是分别位于与光电二极管130’，130的输入透镜135’，135的顶点大致正切的位置。在图示的实施例中，视场光阑522和524分别限定了视场开口或窗口526和528。视场光阑窗口526和528的具体尺寸和排列参照下文中的图36所述。

3.收集原始数据程序

上面说明了媒体传感器515的结构，以下要参照图25具体说明收集原始数据的程序502。在程序502的第一步530中，导通蓝-紫色LED520并且调节LED520的亮度。接着步530在扫描步532中，打印头托架40与扫描轴线38平行地横跨打印区25移动媒体传感器515。在扫描步532中对媒体表面进行空间采样，并且每当托架光学编码器读数标记沿着编码器条带45发生状态过渡时收集漫反射光分量200和镜面反射光分量200’。用模-数(A/D)计数存储这些漫射和镜面反射值，沿着媒体在每个编码器位置产生一组反射比的值。在某些应用中需要多次扫描一个媒体，并且产生和平均一组数据，但是往往只需要对媒体扫描一次就能产生良好的结果。

在扫描步532中，将媒体页170置于媒体传感器515“正”下方的位置。对于带纸带头的HP幻灯片媒体，如图18所示，即使在这一点上纸带的位置是沿着媒体的下表面，纸带456仍处在视场内。实际上，即使纸带头456是背对着传感器515的，和基本媒体类型确定方法400(图13)中的传感器100的情况一样，传感器100和515都能看见纸带头456上的标记458，460，并且可以按照上述方法400用这种标记来识别媒体。

在原始数据收集程序502的最终核对步534中执行高级核对以确定在步532中收集的所有数据都是媒体表面上的真实数据。例如，如果使用的媒体页比为打印机20设计的标准信纸尺寸窄(例如是A-4号媒体或者常规尺寸的生胶卡片媒体)，在扫描步532中收集的某些数据点就可能是作为媒体操作系统24中一部分的媒体支撑件或者是称为滚筒或“枢轴”所反射的光。这样就要在步534中将对应枢轴的数据与对应媒体页的数据分开，然后将媒体数据作为收集的原始数据信号536发送给数据精处理程序504。

在扫描步532的模一数转换部分中，在监视光学编码器条带45的托架位置编码器的每个状态过渡点上触发A-D转换。这样就能按空间参照收集数据，也就是以“间隔”作为空间，在托架40横跨打印区25移动传感器515时让数据对应着间隔中的具体位置。对于图示的打印机20，典型的采样速率是每英寸600个采样(每厘米1524个采样)。在扫描步532中，托架40的最佳速度是每秒二到三英寸(每秒5.08到76.2厘米)。最佳的模一数转换范围是0-5伏，9位分辨率。

4.数据精处理程序

图26表示数据精处理程序504的细节，它产生一组四个信号作为输出并且发送给主分类确定程序506。分两步找出输入数据的平均值。具体地说，在“找出镜面平均值”步540和“找出漫射平均值”步544中分别找出所有输入的镜面原始数据和漫射原始数据的平均值。镜面平均步540产生镜面平均值信号542，在图26中也用字母“A”表示，将其作为一个输入提供给主分类确定程序506。漫射平均步544产生镜面平均值信号545，在图26中也用字母“B”表示，将其作为一个输入提供给主分类确定程序506。

由数据精处理程序504执行的其他主要操作是在“产生镜面反射比图表”步546和“产生漫反射比图表”步548中执行的。在步548中，参照相对于枢轴或滚筒的同一空间位置按漫射和镜面反射值来整理收集的原始数据。

产生镜面和漫反射图表的步骤546，548各自产生一个输出信号550和551，分别由两个转换步552和554接收。在步552中，让排列的数据通过一个Hanning或Welch的四次方窗口函数。在这一运算之后对窗口中的数据执行离散快速傅利叶变换，为进入打印区的媒体页产生频率分量。在各步546和548中产生幅值对(“vs”)位置关系的图表，例如下文中要讨论的图39-45中所示的图表。用频率对幅值2(幅值的平方)的条形图表表示并且标有字母“S”的镜面空间频率作为一个输出信号556被提供给主分类确定程序506。在步554中，将输入数据551转换成用频率对幅值2的条形图表表示的漫射空间频率，产生一个标有字母“D”的输出信号558提供给主分类确定程序506。由转换步骤552和554提供的图表数据的例子如图46-51所示，参见下文。

在数据精处理程序504中对收集的原始数据执行傅利叶变换，以确定每个通道也就是镜面和漫射光电二极管130’，130的通道中的每个离散空间频率分量的幅值和相位。典型的数据由1000-4000个采样记录构成。受到光电二极管130，130’的响应所限定的有用的傅利叶分量通常小于每英寸100个循环。一阶分量的幅值是数据的DC(直流)电平。然后用这一DC电平将数据归一化成预定的值，被用来描述经过研究的已知媒体的特征。一种已知媒体特征是预先存储的用幅值表示的傅利叶光谱，包括一种给定的喷墨打印机器例如打印机20所支持的每一种媒体类型的镜面和漫射通道中的幅值。

5.确认和选择打印模式程序

图27表示媒体确定系统500的确认和选择打印模式步骤510，512的细节。确认步510从具体类型确定步508接收输入数据。首先由一个“作出假设”步560接收这一输入数据，这一假设涉及到具体媒体类型。步560提供一假设的具体类型信号562，由一个“确定品质符合”步564接收。用确定品质符合步564来测试在步560中作出的假设的准确性。在查询步565中参考每一种具体类型媒体的各种类型特征的一个查询表，将对应着假设媒体类型的信号562的数据提供给品质符合步564作为参考数据信号566。品质符合步564处理这一参考值566和假设的媒体类型信号562并且为选择打印模式程序512提供一个输出信号568。

用一个比较步570接收来自确认步510的输出信号568，确定假设数据562是否与参考数据566匹配。如果这一数据确实匹配，比较步570就向“选择打印模式”步572发出一个YES信号571。然后由步572为具体类型的媒体选择正确的打印模式并且向打印步514发出一个具体打印模式信号574。然而，如果比较步570确定步560假设的媒体类型不具备与参考数据566匹配的特征，就发出一个NO信号575。NO信号575被发送给一个“选择缺省打印模式”步576。然后由缺省打印模式选择步576对应着初步确定的主要媒体类型发出一个缺省打印模式信号578，在步514按照这一缺省的确定来打印输入的媒体页。

6.媒体类型

从这一点来说，有必要说明用系统500所能确定的各种主要类型的媒体，同时给出属于主体类型分类范围内的具体媒体的例子。需要指出的是仅仅研究了少数几种最常用的媒体，并且将这些媒体的识别方法纳入确定系统500的规格中。实际上，这对于打印来说是一种全新的领域，为了用光学方法来区分某一种类型媒体的研究工作仍在继续。本专利申请就体现了所开发的这种程序的显著进步，本文中所描述的这种更加先进的程序500比母申请中描述的基本媒体确定程序400又有了进步。实际上，有待研究的其他媒体和进一步的后续专利申请预期要覆盖迄今为止尚未开发的这些确定方法。

表2表示按媒体类型分配的打印模式：

            表2：按媒体类型的打印模式

打印模式	PM＝0白纸	PM＝2高级纸	PM＝3相纸	PM＝4幻灯片
					缺省	缺省(0，0)	缺省(2，0)	缺省(3，0)	缺省(4，0)
方式A	Plain A(0，1)	Matte Photo(2，1)	Gossimer(3，0)	HP(Tape)(4，1)
					方式B		Clay Coated(2，2)	Combined(3，1)
方式C		Slight Gloss(2，3)	Very Glossy(3，2)
					方式D		Greeting Card(2，4)

在普通纸的第一主分类中，上文已经参照表1列出了各种不同的普通纸，用图表42，49和50表示的这种具体类型的普通纸是GilbertBond媒体，它可以代表普通纸的这些各种类型。

几种不同类型的媒体属于这一高级类别，这些高级纸中有几种在底下的衬底层上面设有涂层。涂层施加在高级媒体上面，幻灯片媒体以及有光泽照相媒体上，这种涂层是可膨胀或者是多孔的，在本领域中被称为墨水保持层(“IRL”)。这种高级涂层往往具有多孔性，允许液体墨水蓄在这些孔内直至墨水中的水或其他挥发成份蒸发，留下颜料或染料粘在各个孔内。具有这种多孔性的一组高级纸是通过为重普通纸涂上一个精细的粘土层而制成的。用“2，2”打印模式打印具有这种粘土涂层的高级纸。

另一种类型的高级纸稍微有一些光泽，它是通过为普通纸涂上一种可膨胀聚合物层而制成的。在接收墨水时，涂层就会膨胀。当墨水合成物中的水或其他挥发成份蒸发之后，涂层就会收缩回原始形态，保持作为墨水合成物中的着色部分的墨水染料和颜料。用“2，3”打印模式打印具有这种可膨胀类型的媒体。属于这一高级类别的另外一种类型的媒体是先期录音的生胶卡片，它是一种没有涂层的重平滑纸。然而，生胶卡片媒体的重特性使其能在生胶卡片开始折皱之前比普通纸保持更多的墨水(参照纸质纤维被浸透时变弯曲的现象，如果媒体弯曲到足以接触到打印头，就可能会损伤打印头)。因此，可以用比普通纸更饱满的墨水来打印生胶卡片，使图像获得更浓的色彩。为生胶卡片选择的打印模式被指定为“2，4”。

确定系统500采用的第三种主类别是照相媒体。目前为止所研究的各种照相媒体上往往具有吸水性聚合物涂层，也就是说，涂层对水具有一种亲和力。这些吸水性涂层吸收墨水中的水，吸收墨水的涂层会膨胀和保持水直至其蒸发，就象稍有光泽的高级媒体一样。选择的打印模式为“3，0”的Gossimer纸是一种有光泽的媒体，它具有施加在就象是一个厚速率底的聚合物照相衬底上面的可膨胀聚合物涂层。另一种常见形式的照相媒体是一种复合媒体，它的打印模式是“3，1”。这种复合媒体和Gossimer纸一样具有可膨胀聚合物涂层，但是复合媒体的涂层施加在照相纸上面而不是用于Gossimer纸的聚合物衬底上面。这种照相媒体具有一个光亮的聚合物侧面，可以当作照相型媒体来打印，还有一个普通或无光泽侧面，应该按照高级打印模式来打印才能获得最佳图像。

按照打印模式“3，2”打印的变光泽照相媒体与Gossimer媒体相似。变光泽媒体采用类似于Gossimer塑料底层或衬底，但是在衬底上施加两层可膨胀聚合物，然后经表面抛光就会比Gossimer媒体更有光泽。

最后研究的主要媒体类型是幻灯片，它不属于所述的基本媒体确定系统400的两种主类别的研究范围，具体地说就是HP幻灯片和非HP幻灯片。还可以进一步研究其他幻灯片以确定它们的特性，但是区别这些幻灯片的方法还有待进一步研究。

在讨论确定方法500之前应该注意到由这种系统选择的各种打印模式不会影响可以由用户选择的正常质量设置例如有Best，Normal，Draft。这些Best/Normal/Draft质量选择会影响打印机的操作速度，但不会影响打印模式或用来在媒体上布置墨滴的彩色地图。Best/Normal/Draft选择是打印质量和速度之间的一种平衡，低质量的草稿模式可以获得比较高的速度，而高质量的Best模式可以获得比较低的速度。实际上，本发明人之一提出宁愿将原型打印机设置保持在草稿模式以获得高速度，并且允许媒体确定系统500在工作中为所使用的媒体选择最佳打印模式。

例如，在准备讲演前最后整理用于空中投影的幻灯片，用于印刷品的高级或照相媒体以及主持人在讲话时用作笔记的普通纸时，能够以高质量快速产生各种媒体上的所有这些图像，不需要用户中断打印顺序并且为使用每一种不同类型媒体进行调节。实际上，最后的结论是假设用户可能要运用技巧进入软件驱动器程序屏幕并且人工选择已经放在打印机的输送托盘26中的媒体类型。遗憾地是，大多数用户不具备这种技能，而典型的打印是对所有类型的媒体采用缺省普通纸打印模式，有些图像是可以接受的，而有一些并不是打印机能够获得的最佳打印质量，如果打印机能够获得需要打印的媒体类型信息输入的话。因此，为了让所有用户获得与所使用的具体类型的媒体相匹配的最佳打印质量，可以采纳这种先进的媒体确定系统500，至少到目前为止它能够区分主要类型的媒体和最常用的具体类型。

7.加权和排队程序

在深入钻研主要和具体媒体类型确定系统程序506，508之前要参照图28来解释一种加权和排队程序580。这一加权和排队程序580是在确认程序510的品质符合步564中执行的。首先由发现误差步582接收假设的具体类型信号562。发现误差步582参考类型特性表565的一个附表584。附表584包含已经研究过的每一种具体媒体类型的每一种空间频率的平均或参考值。然后由发现误差步582将测得的空间频率值与空间频率值的参考值相比较，每个参考值对应着在表584中为每一种媒体类型存储的频率，并且在比较过程中产生一个误差值，也就是测得的频率值与每一种媒体类型的对应频率值之间的差。将所得的误差信号提供给一个加权分配步585。

加权分配步585参考查询表565的另一个附表586。附表586中存储在研究过程中发现的每一种类型媒体的每一种空间频率的标准偏差。分配步585对步582产生的每一个误差采用表586中存储的对应的标准偏差。然后在排队步588中将步585产生的所有加权误差排队。在步588安排好排队之后，在求和步590中对每一种媒体类型的排队求和。当然，在第一次执行这一程序时，步590中没有以前累计的值。

在求和步590之后进入计数步592，或是将被研究的特定频率X与最终频率值n相比较。如果被研究的特定频率X尚未达到最终频率值n，计数步592就发出一个NO信号594。由一个增值步595接收这一NO信号594，将被研究的频率X加一(“X＝X+1”)。在步595之后重复步582到592，直至空间反射和漫反射各自的频率在步582中和每一种媒体类型比较完为止，然后在步585按照每一种频率和媒体类型的标准偏差分配一个加权系数，用步588排队，然后在步590中对排队求和。

在达到最终空间频率N时，计数步592找到已经达到(X＝N)的最后一个频率N并且发出一个YES信号596。接收到这一YES信号596，选择步598就选择来自排队求和步590的最大数，从而选出具体的媒体类型。然后从确认框510输出这一具体类型的信号568。显然，这一加权和排队程序580可以和确定方法500的各部分配合使用，对进入打印区25的媒体类型给出更加精确的建议。

在加权和排队程序580中，对于标准的信纸页面媒体要对给定的一页媒体分析镜面和漫射读数，对每一种媒体类型的镜面和漫射波形总共要比较84项。尽管进入打印区的具体媒体是通过频率递增与每一种媒体类型来比较的，也可以用其他方法产生这种数据，例如是单独查询每一种媒体类型，然后对每一种类型的媒体比较排队结果，而不是通过每一种类型的媒体的频率增值来比较。然而上述方法是最佳的，因为这种方法本身更容易随着对媒体特性的进一步的研究和整理而增加新的媒体类型。

预先为每一种媒体类型存储的傅利叶光谱的各个分量与媒体研究过程中确定的偏差有联系。通过分析所研究的每种具体类型的数百页媒体进行数据扫描所获得的数百个频谱最好能达到存储在图28的查询表586中的标准偏差。在图28的发现误差步582中计算进入打印区25的新的一页媒体的各个分量与存储的特征的各个分量之间的差。然后确定误差与标准偏差的比值(“x”)。如果发现这一比值小于二(x＜2)，这一误差的加权系数就是一(1)。如果发现这一比值处在二和三之间(2＜x＜3)，这一误差的加权系数就是二(2)。如果发现这一比值大于三(x＞3)，这一误差的加权系数就是四(4)。步585的“加权”还要考虑到所研究的每一种特征的媒体类型的统计集。在图示的实施例中，为具有最低加权误差的媒体类型分配的排队是三(3)点。为第二最低误差的媒体类型分配的排队是二(2)点，而为第三最低误差的媒体类型指定的排队是一(1)点，如图28所示。

然后选择所有镜面和漫射频率分量的排队点具有最大和数的媒体类型作为与进入打印区25的新的一页媒体的最佳匹配特征。然后由选择打印模式程序512选择最佳打印模式，将其提供给打印程序514去执行相应的动作和彩色构图，在所使用的特定类型媒体上产生最佳质量的图像。

8.主分类及具体类型媒体类型确定程序

解决了初步的问题之后，以下的讨论将转向主分类确定和具体类型确定程序506和508。以下的讨论涉及到如何用程序506和508混杂着为多个确认和选择打印模式步提供信息，最终按照程序500选定的打印模式在输入的一页媒体上打印出一个图像，运用已知的有效信息在纸上产生最佳的图像。图29-32合起来描述了主分类确定和具体类型确定程序506和508。

首先参见图29，精处理数据程序504首先将镜面和漫射空间频率数据556和558提供给匹配特征步600。步600从主分类查询表604接收一个输入信号602。表604包含一般有光泽抛光媒体和一般暗淡抛光媒体的镜面和漫射空间频率信息。所谓“一般”的意思是平均或一般类别的信息，基本上对应着粗略分类程序。匹配特征步600将输入的镜面及漫反射556和558的精处理数据与来自表604的参考值602相比较，然后产生一个匹配信号605。在比较步606中询问输入的匹配数据605是否对应着具有暗淡抛光的媒体。如果是，就向一个普通纸，高级纸或无光泽照相纸分支程序610发出一个YES信号608。照相纸分支程序610发出一个输出信号612，在下文所述的图31中进一步处理。然而，如果暗淡的确定步606确定这一匹配特征输出信号不是暗淡，就向照相纸或幻灯片决定分支615发出一个NO信号614。

照相纸或幻灯片分支615将载有精处理的镜面和漫射空间频率数据556和558的一个数据信号616传送给另一个匹配特征步618。第二主分类查询表620为第二匹配特征步618提供一个输入622。由表620提供的数据是两种类型媒体的镜面和漫射空间频率信息，具体地说就是一般照相抛光媒体和一般幻灯片媒体。然后由匹配特征步618按照一种粗略分类程序确定输入数据616是否更接近一般照相抛光数据或一般幻灯片数据。匹配特征步618的输出624被提供给一个比较步626，询问匹配特征输出信号624是否对应着幻灯片。如果不是，就向有光泽照相纸或无光泽照相纸分支630发出一个NO信号628。

然而，如果匹配特征输出624对应着幻灯片，比较步626就发出一个YES信号632。一个比值产生步634接收这一幻灯片信号632。响应接收到的YES信号632，比值产生步634从精处理数据程序504接收平均镜面(A)信号542和平均漫射(B)信号545。根据这些输入信号542和545，比值产生步634产生漫射平均值与镜面平均值的比值(B/A)再乘以100将这一比值变换成百分数提供一个比值输出信号635。在比较步636中比较比值信号635的值，以确定百分数比值B/A是否小于80％的值(在图29中为了简短省掉了％符号)。如果不是，比较步636就向有光泽照相纸或无光泽照相纸分支630发出一个NO信号638。

平均镜面和漫射数据被用于核查以确定幻灯片确定是否正确。如果在步636确定漫射平均值与镜面平均值的比值小于80，就向检验步642提供一个YES信号640。可以按参照图27所述来执行检验步642。在这一确认程序中，按照步560提出的假设是打印区中的媒体是幻灯片，如果确认程序642确定它确实是幻灯片，就发出YES信号644。一个选择幻灯片模式步646接收这一YES信号644，并发出一个幻灯片打印信号648启动幻灯片步650。由步646选择的打印模式对应着“4，0”打印模式，此处是为幻灯片选择缺省值。

如果识别到一种Hewlett-Packard幻灯片，如图18所示，对特定的HP幻灯片媒体可以采用习惯打印模式，参见上述基本媒体确定系统400的方式采用“4，1”打印模式。如果确认步642确定打印区中的媒体不是幻灯片，就发出一个NO信号652。如果接收到NO信号652，选择缺省步654就选择缺省高级打印模式并发出一个打印信号656。一旦接收到信号656，打印步658就按照通用高级媒体打印模式“2，0”在媒体上打印。

图30从来自图29的有光泽照相纸或无光泽照相纸分支630开始，它发出一个输出信号660，信号中携带精处理后的镜面和漫射空间频率数据(S和D)信号556和558。由一个确定步662接收这一输入信号660，确定输入数据660对应着哪一种具体类型的有光泽媒体或具体类型的无光泽照相媒体。为此要由一个具体媒体查询表664向确定步662提供一个输入信号665。表664中包含对应着镜面和漫射空间频率的参考数据，频率又对应着各种类型的有光泽照相媒体和无光泽照相媒体，在表664中表示成“有光泽A”，“有光泽B”等等直到“无光泽A”，“无光泽B”等等。上文中参照表2描述了多种类型的有光泽照相媒体和无光泽照相媒体。

如果确定步662从存储在表664的值中找到一种合适的匹配，就向比较步668发出一个输出信号667。比较步668询问输入信号667是不是针对一种无光泽照相媒体。如果是，就发出一个YES信号670。然后将YES信号670提供给图29和31所示的普通纸/高级纸/无光泽照相纸分支610。如果比较步668发现确定步662的输出并不对应着无光泽照相纸，就发出一个NO信号672。NO信号672将镜面和漫射空间频率数据提供给另一个确定步674。步674利用通过信号675从一个有光泽照相媒体查询表676接收到的数据来确定进入打印区25的是哪一种具体类型的有光泽照相媒体。尽管表664和676在图中是用两个独立的表来表示的，确定步674显然也能用查询表664来获得每一种具体类型的有光泽照相纸数据。

在步674确定了打印区25中是哪一种具体类型的有光泽照相媒体之后，向确认程序680发出一个信号678，执行该程序以检验图27和28中作出的假设。如果确认程序680发现确定步674是正确的，就向一个选择有光泽照相纸打印模式步684发出一个YES信号682。选择步684产生一个打印模式信号686启动一个打印步688。打印步688用对应着选定媒体的打印模式在有光泽照相媒体页面上打印，具体说就是按照Gossimer媒体的“3，0”打印模式，组合媒体的“3，1”打印模式，以及用于高级有光泽照相媒体的“3，2”打印模式。

如果确认程序680发现确定步674关于有光泽照相纸具体类型的选择有错误，就发出一个NO信号690。响应接收到的NO信号690，一个选择缺省步692就选择一种通用有光泽照相纸打印模式并且向一个打印步696发出信号694。打印步696按照通用打印模式在媒体上打印，此处选择的是“3，0”打印模式，。

参见图31，普通纸/高级纸/无光泽照相纸分支610从图29接收一个输入信号608，从图30接收另外一个输入信号670。信号608和670中携带有进入打印区25的媒体的镜面和漫射空间频率数据。响应接收到的某一信号608或670，分支610向一个匹配标记程序700发出一个携带空间频率数据的输出信号612。匹配标记程序700回顾从存储着用于一般暗淡抛光媒体和一般无光泽照相抛光媒体的数据的查询表704中接收的参考数据702。当匹配步700参照存储在表704中的数据702分析完输入数据612时，就发出一个输出信号705。

比较步706回顾输出信号705，确定匹配步700是否已找到与输入媒体相匹配的无光泽媒体。如果不是，比较步706就发出NO信号708提供给普通纸/高级纸分支710。响应接收到的NO信号708，分支710发出一个输出信号712，转移到图32所示的主要和具体类型确定程序506，508的最后一部分。在离开图31之前还要讨论图中剩下的步骤。

如果比较步706确定匹配步700认为输入媒体是无光泽抛光的，就发出一个YES信号714。确定步715接收这一YES信号714，然后确定进入打印区25的无光泽照相媒体的具体类型。确定步715从用来存储各种不同无光泽照相媒体的数据的一个无光泽照相纸查询表718接收一个参考数据信号716。尽管表718被表示成一个单独的表，确定步715也可以参考图30的具体媒体查询表664来获得这一数据。为了便于说明，表664和718中的数据是用于“无光泽A”和“无光泽B”媒体，目前的特征仅有已经能识别的一种无光泽照相媒体，还有待进一步研究为其他类型的无光泽照相媒体产生可供识别的参考数据。

在完成确定步715之后，向一个确认程序722发出输出信号720。如果确认程序722确定识别到的无光泽照相媒体类型是正确的，就发出一个YES信号724。响应这一YES信号724，由选择步726来选择使用哪一种具体无光泽照相纸打印模式，然后向打印步730发出一个信号728。打印步730在输入媒体上打印时采用“2，1”打印模式。如果确认程序722发现确定步715有错误，就发出一个NO信号732。一个选择步734响应输入的NO信号732选择一种缺省无光泽照相纸打印模式。在选择完之后，步734向打印步738发出输出信号736。在打印步738中用缺省打印模式在媒体上打印，在图示的实施例中采用与用于高级纸的缺省打印模式相对应的“2，0”打印模式。

参见图32，所示的普通纸/高级纸分支710输出的输出信号712包括用于进入打印区25的媒体的镜面和漫射空间频率二者的数据。响应接收到的信号712，匹配步740将输入数据与通过信号724接收到的来自查询表744的数据相比较。查询表744存储的数据对应着一种一般普通抛光媒体和一种一般高级抛光媒体。然后由匹配步740决定输入数据712是否更接近对应的一种普通纸媒体或是一种高级纸媒体，并且发出一个输出信号745。在比较步746中询问匹配步740的输出是否对应一种高级纸。如果不是，就向确定步750发出一个NO信号748。

确定步750使用通过信号752从一个普通纸查询表754接收到的参考数据。查询表754可以存储对应着以前研究过的不同类型普通纸媒体的数据。一旦确定步750决定了进入打印区的普通纸的类型，就发出一个输出信号755。确认程序756接收这一输出信号755然后检验进入打印区25的一页媒体是否确实对应着在确定步750中选定的普通纸的类型。如果确认步756认为选择是正确的，就向一个选择步760发出YES信号758。在选择步760中对应着识别到的普通纸媒体的具体类型选择一种打印模式，并且向打印步764发出一个输出信号762。打印步764就按照“0，1”打印模式在输入媒体页面上打印。

如果确认步756发现确定步750有错误，就向选择步766发出一个NO信号765。在选择步766中选择一种缺省普通纸打印模式，并且向打印步770发出一个输出信号768。打印步770就按照普通纸的“0”缺省打印模式在输入媒体页面上打印。

回到高级比较步746，如果发现在匹配标记步740中识别的媒体是一种高级纸，就发出一个YES信号772。然后由确定步774确定打印区25中的高级媒体是哪一种具体类型。为此，确定步774需要参考通过信号775从高级查询表776中接收的参考数据。一旦确定了进入打印区25中的高级媒体是哪一种具体类型，确定步774就发出一个输出信号778。确认步780只要接收到信号778就能确定步774中作出的选择的准确性。如果确认步780确定步774作出的确定确实是正确的，就向选择步784发出YES信号782。选择步784就对应着步774中识别到的高级媒体的具体类型来选择具体的高级打印模式。在作出选择之后向打印步788发出一个输出信号785。打印步788按照步784建立的具体高级打印模式在输入媒体页面上打印，在图示的实施例中，这一打印模式可以是对应着具有粘土涂层的高级媒体的“2，2”打印模式，对应着具有可膨胀聚合物层的普通纸的“2，3”打印模式，或者是对应着一种重生胶卡片的“2，4”打印模式，

如果确认步780发现确定步774有错误，就向选择步792发出一个NO信号790。在选择步792中选择一种缺省高级打印模式并且向另一个打印步796发出一个输出信号794。在打印步796中按照“2，0”缺省打印模式在输入媒体页面上打印。

9.媒体传感器的操作

接下来的这一部分开始讨论媒体传感器515的一种最佳结构(图21)以及先进的媒体类型确定系统500与早期的基本媒体类型确定系统400之间的差异。

基本媒体类型确定系统400仅仅使用图7所示的漫反射信息。基本系统400是通过对漫射数据执行傅利叶变换来提取关于媒体的唯一反射特性的更多信息。由这一基本方法400产生的空间频率分量是以媒体为特征，足够充分地将媒体按照一般类别(1)幻灯片媒体，(2)照相媒体和(3)普通纸来分组。基本方法400的一个主要优点是可以使用市场上已经能够为打印机的墨滴检测提供的现有传感器。图33表示基本媒体确定系统400中使用的单色光学传感器LED120的输出幅值曲线797。如上文所述，蓝色LED120的峰值波长是470毫微米，光电二极管130测量反射比用的波长是470到500毫微米，处在蓝色光谱范围之内。

还需要有一种更加先进的媒体类型确定技术，仅仅使用传感器100的漫反射比的空间频率还不足以唯一地识别幻灯片，照相媒体和普通纸等大类中具体类型的媒体。基本确定系统400根本无法识别无光泽照相媒体以及象Gossimer等有光泽照相媒体这样的特殊媒体之间的区别。为了能识别具体类型，还需要测量更多的特性，特别是关于媒体表面涂层的特性。为收集关于这些附加特性而选择的方法是收集镜面反射光200’和漫反射光200。

在先进的媒体传感器515中，蓝色LED120被一个蓝-紫色LED520所替代，它的输出如图34中的曲线798所示。从曲线798可以看到蓝-紫色LED520的峰值幅值输出是428毫微米。输出还向下延伸到接近340毫微米，进入超出大约400毫微米的可视范围的紫外线范围。比较蓝色LED输出曲线797和蓝-紫色LED输出曲线798可以看出蓝-紫色LED520覆盖的光谱比蓝色LED120更宽。实际上朝着大波长方向的附加偏移是因为蓝-紫色LED520的主波长是464毫微米，它会使LED520比蓝色LED120有更多的紫色色调。尽管图中所示的峰值波长是428毫微米，采用峰值波长为400-430毫微米的LED相信也能获得满意的结果。

蓝-紫色LED520的短波长在收集原始数据程序502中有两个重要作用。首先，蓝-紫色LED520能为包括青色墨水在内的所有颜色的墨水产生一个足够的信号，让传感器515能够用来检测墨水，就象参照图11的情况代替单色光学传感器100。这样，由传感器515的LED130测量的漫反射就仍然可以象传感器100那样用于执行笔对准。蓝-紫色LED520的第二个作用在于相对于700-1100毫微米红外线LED的短波长对于检测媒体编码中的微妙特征具有优越性，可参见上文所述的表2。

图35表示从进入打印区25的一页媒体170上方两毫米处扫描的媒体传感器515。入射光束800会产生一个镜面反射光束802，它穿过视场光阑窗口526被镜面光电二极管130’接收。在图35中还可以看到一个第二照明光束804及其镜面反射光束806。如上所述，回忆起镜面光束相对于媒体被照射点处正切面上的反射角等于照明光束的入射角。图35中所示的媒体页170被一对从滚筒或枢轴814的台面部分向上凸起的皱褶肋810和812支撑着。皱褶肋810，812将媒体支撑在打印区25中，并且为浸透墨水的打印媒体提供一个在肋之间向下而不是向上膨胀的间隙，以免浸透的媒体意外接触并且损伤打印头。

从图35，37和38可见，相对于媒体传感器515的布局结构上采用了一些具有美感的设计。皱褶肋810和812被准确地排列成与扫描轴线38垂直；然而，LED520和传感器130，130’在图示实施例的打印机20中的排列是与皱褶肋的排列相垂直的。图36表示媒体传感器120在打印机20中相对于XYZ坐标轴系统的理想排列方式。

当输入媒体页170落在肋810，812上时，落在肋上面的媒体会形成如高峰815所示的高峰，而在肋与肋之间会形成如低谷816所示的低谷。入射到低谷816处的光束800有一个入射角818，而镜面反射光束802有一个反射角820，角818和820相等。同样，入射光束804有一个入射角822，其镜面反射光束806有一个反射角824，角822和824相等。因此，当托架40在扫描轴线38的方向上跨越媒体移动媒体传感器515时，入射光束800，804也会随之从媒体上扫过，光束800，804扫过高峰并通过低谷，相对于镜面光电二极管130’调制镜面反射光束802和806。这样，媒体170和媒体支撑滚筒814上的皱褶肋810，812的相互作用就会产生一组调制信息，这种信息可供先进的确定方法500获取关于进入打印区25的媒体页170的更多信息。

图36表示视场光阑窗口526和528相对于扫描轴线38的排列方式。在图示的实施例中，视场光阑窗口526和528是矩形的，镜面窗口526的主轴826大致与扫描轴线平行，而漫射视场光阑窗口528的主轴828大致与扫描轴线38垂直。视场光阑窗口526和528的这种排列方式允许漫射光电二极管130收集数据，跨越通过镜面光电二极管130’收集的数据来进一步识别。

10.能量信息

用来识别输入媒体页的信息可以通过LED520提供的已知能量值和镜面及漫射光电二极管130’，130接收的能量值来收集。例如可以假定图35中的媒体170是一种幻灯片。在这种情况下，来自光束800的一些入射光会形成透过幻灯片170的透射光束825。这样，被二极管130和130’接收的剩下的能量就会比普通纸的情况下少。有光泽照相媒体的反射比介于普通纸和幻灯片纸之间，它具有比较光泽的表面，会产生更多的镜面能量被二极管130’接收，比光电二极管130接收的漫射能量要多。

在以下的表3中给出了这些能量上的差别，并且提供了一种能够将媒体粗略分成三个主类别的途径。

    表3：传感器130和130’接收的能量

媒体类别	漫射传感器130	镜面传感器130’
			普通&高级纸	1/2	1/2
有光泽照相纸	1/3	2/3
			幻灯片(w/o纸带头)	1/5	4/5

进而，如果知道蓝-紫色LED520提供的输入能量及镜面和漫射传感器130’和130接收的输出能量，就能确定媒体的透射特性值，也就是穿过媒体页170(参见图35)的光束825包含的能量值。透射性的幅值等于入射光束800的输入能量减去镜面反射光束802和漫反射光束例如图21中的光200的能量。在装配打印机20之后在工厂中初步校准的过程中，将一页普通纸送入打印区25，并且测量来自LED520的输入光的能量，以及镜面和漫射传感器130’和130接收的能量电平。根据对普通纸的这些已知值，就可以根据需要确定照相纸和幻灯片媒体的透射性。然而，本发明的方法并不是计算照相纸和幻灯片的透射性，而是用表3中给出的信息来实现普通纸或高级纸，照相纸和幻灯片媒体之间的区别。

对于幻灯片来说，主要的漫射能量直接穿过幻灯片，用覆盖在幻灯片上的墨水保持层向光电二极管130反射少量的漫射光。幻灯片的光泽表面对光是一种良好的反射器，因此，光电二极管130’接收到的镜面能量远远大于漫射光电二极管130接收到的能量。表3中所示的这些广泛类别的媒体所留下的能量特征可以在确定系统500的步骤552和554中使用。这种能量比值能有效地指示出频率分量的幅值。对于给定的漫射和镜面频率，通过比较其相对幅值就能达到能量平衡。

11.关于媒体支撑件相互作用的信息

如上文参照图35所述，媒体和打印机的媒体支撑结构也就是枢轴的相互作用可以用来收集关于输入媒体页的信息。在其他实施例中，可以用其他打印机器部件来支撑媒体传感器515，并且用具有使媒体发生一定程度弯曲的已知不规则表面的一个部件来支撑传感器对面的媒体，或者是改变媒体的透射性，以便从其他位置上收集媒体信息。例如，在使用由一个连续滚筒供应媒体的绘图仪中，在打印工作之后用一个刀具从供应滚筒的剩余部分上横向切断打印好的页面。传感器515可以安装在横跨媒体的刀具托架上，尽管这种系统可能需要输入媒体页的前沿在扫描之后向后移动进入打印头下面的顶部形成位置。实际上，在其他实施例中还可以要求媒体传感器515的位置远离打印区25，例如是靠近媒体供应托架，或者是沿着供应托架和打印区25之间的媒体路径，只要媒体能位于传感器和媒体传感器515对面的具有已知不规则表面的背板或支撑件之间。

在图示的打印机20中，皱褶肋810和812在传感器515越过媒体页170上的高峰815和低谷816时产生一种调制信号。媒体页170在皱褶肋810和812上的弯曲程度是弹性模数(Yonug氏模数)及媒体厚度的函数。因此，媒体页170的弯曲程度可以被用来收集关于进入打印区25的媒体页的附加信息。

例如，有些高级媒体和普通纸具有相同的表面特性，例如是生胶卡片媒体和粘合剂背板标签媒体。然而，标签媒体和生胶卡片媒体比常用的普通纸媒体要厚，因此，这些高级媒体的弯曲特征与普通纸的弯曲特征是不同的。特别是空间频率特征在空间频谱图的下端是不同的，具体说是在每英寸1.4到1个循环的范围。在空间频谱图的这一下部，高级媒体越厚，幅值就越低，有光泽照相媒体和无光泽照相媒体也是一样。因此，由皱褶肋810，812产生的特征可以在确定系统500的步骤710中被用来区别高级媒体和普通纸。显而易见，在打印区25中采用与皱褶肋810，812不同的媒体支撑手段的其他打印机器或者是其他媒体支撑件的构造也能靠自身产生一组唯一的可供分析的特性，在一个给定位置(S)产生媒体的曲线，然后用这一已知信息来研究代表不同媒体类型的弯曲程度。

12.关于表面涂层的信息

皱褶肋810，812的作用在每英寸10个循环以下的低空间频率段中是明显的，而通过分析每英寸10-40个循环范围内的高空间频率段可以看出表面涂层的作用。图37表示一种涂层的媒体页830，它具有背板或是衬底832和一个涂层834，例如是一种可膨胀材料或是多孔材料的墨水保持层，上文已经参照表2提供了几个例子。在图37中可以看到一个入射光束835穿过涂层834和衬底832，作为镜面反射光束836被肋810反射回来。来自蓝-紫色LED520的另一个入射光束838会产生三种不同类型的反射光束：(1)被漫射传感器130接收的一组漫射光束840，(2)被镜面传感器130’接收的一个上表面反射镜面光束842，以及(3)在一部分入射光束838通过涂层834并且被衬底832和涂层834之间的边界845反射回来的边界层镜面反射光束844。边界845还可以被认为是衬底层832的上表面。

由边界反射光束844提供的特征可以被用来查找关于覆盖在衬底层832上面的涂层834类型的信息。例如，上文中参照表2所述的有光泽照相媒体和稍有光泽的高级媒体上所使用的可膨胀涂层通常是透明的弹性聚合物层，能够看到收集在墨水保持层834内部的墨滴。不同类型的透光的固体和液体具有不同的折射率，这是光学的基本原理。诸如玻璃，水，石英等等特定材料的折射率是通过光在空气中的速度与光在特定媒体中的速度的比值来确定的。也就是说，光在通过玻璃时的运动速度比通过空气时要慢。光束在进入固体或液体时会随着光束在光束进入媒体的边界上的弯曲而明显减慢，在光束从光学媒体上出射的边界上再次减慢。从入射光束838的一部分846可以看到这种变化。不是象输入光束838的轨迹那样连续一致，光束846在通过涂层834时会减缓，并且指向边界层845的推进角度比入射光束838遇到涂层834外表面时的角度更加陡峭。入射光束846的入射角度会等于反射光束848相对于边界层845的反射角度。当反射光束848从涂层834出射时，其推进速度加快到在环境空气中的速度，角度是反射光束844的余角。

折射率的定义是光在空气中的速度与光在特定媒体中的速度的比值，这一信息可以用来揭示涂层834的特性。如上所述，“色散”是指折射率随着光的波长变化而发生的变化。在诸如有光泽照相媒体和一些高级媒体中使用的聚合物涂层等塑性材料中，这种色散在紫外线光范围内会增大。因此，使用蓝-紫色LED520代替蓝色LED120能够有益地加强这种色散作用。这样，这种色散作用就能引入另一种层次的调制，可以用来区别各种类型的有光泽照相媒体，因为短波紫外线光(图34)会加强出射光束844的角度变化，这一信息就能被用来区别具体的有光泽照相媒体。在媒体确定系统500的步骤574中可以利用这种色散的调制。

在图35中画出的透射光束825有些人为的夸张，实际上忽略了入射角，图中的透射光束825是笔直地穿过页面170，尽管容易理解的更准确的情况是通过媒体页面时的路径比通过环境空气时应该更陡峭一些。在转移之前还应该注意到媒体传感器515收集的信息中有关肋810，812作用的另外一点。图35表示透射光束825从肋810和812之间穿过媒体170的页面，而图37表示入射光束835成为镜面反射光束836被肋810反射回来。尽管图37中所示的媒体覆有衬底，即使是普通纸，肋810的反射光也会形成光束836。这样，当传感器515从一个肋810，812上越过时，就会有更多的光到达镜面传感器130’，比传感器151通过肋与肋之间的低谷816时接收的光要多。在通过低谷816时接收的能量低是因为事实上并不是所有入射光束800的能量都会成为反射光束802反射到传感器130’，因为有些入射能量是以透射光束825的形式穿过了媒体170。因此，被镜面传感器130’接收到的能量电平的变化会随着肋810，812的存在与否而改变。图38表示确定系统500可以用来对各种类型的媒体分类的两种其他方法。在图38中有一种多层的媒体850，它具有一个背板或衬底层852和一个透明的可膨胀涂层854。衬底层852有一个粗糙表面，构成了涂层854与衬底852之间的粗糙边界855。取决于入射光束856在哪一点上撞击边界层855，横越粗糙边界层855或是被托架40与扫描轴线38平行地移动的这一光束产生的反射镜面光束858受到高度调制。图38中的媒体850具有一个粗糙的背板层，而图37中所示的媒体830的背板层具有平滑的内部边界845。如上文中参照表2所述，Gossimer媒体有一个施加在聚合物照相纸衬底上面的可膨胀聚合物涂层，衬底具有一个更类似于图37的媒体830的平滑表面。在一个塑性背板衬底上面有两层聚合物涂层的那种高级有光泽媒体也有一个图37所示的平滑边界层845。然而，组合的照相媒体具有和Gossimer媒体一样的聚合物涂层，但是这一涂层是施加在一层照相纸上，它会有一个更类似于图38中的边界层855那样的更加粗糙的边界。因此，关于边界层855的这一信息就能在确定系统500的步骤674(图30)中被用来区分照相媒体的具体类型。

可以参照图38来研究的其他现象还有涂层854的上表面反射的镜面光束。在图38中，入射光束860受到涂层854的一个上表面的反射而产生一个镜面反射光束864。如上所述，由涂层854这样的涂层形成的墨水保持层是透明的层，它往往是用滚筒在衬底852上面散布的一种涂料854。从目前所研究的媒体中发现，不同的制造商使用不同类型的滚筒来施加这些涂层854。每个制造商的滚筒的唯一性就能反映出涂层854上表面862的独特特征。也就是在施加涂层工序中滚筒在表面862上形成的波纹，如图38所示。沿着涂层上表面862的这些波纹具有低幅值，高频率特征，可以用来区分各种有光泽照相媒体类型。

或者是不用查看镜面空间频率曲线中的具体调制特征，在上表面862中形成的波纹还能反映出墨水保持层854的厚度变化。在入射光束856和反射光束858跨越厚度变化的墨水保持层854时，涂层854中的这种厚度变化会使边界反射光束858发生变化。值得注意的是，在诸如Gossimer媒体，组合媒体和高级有光泽照相媒体等照相媒体上的可膨胀涂层沿着涂层的上表面862形成这种波纹效果。与此相反，在诸如无光泽照相媒体或粘土涂层媒体等高级媒体上使用的多孔涂层是很均匀的涂层，沿着其上表面基本上没有波纹，如图37中的媒体页面830所示。这样，涂层的表面特性就可以被用来区分具有波纹或粗糙上表面的可膨胀涂层和具有很平滑表面特性的多孔高级涂层。表2的高级类别中的一个例外是稍有光泽的媒体，它具有象图38中的涂层854那样的可膨胀墨水保持层，但却是施加在一层普通纸上面。具有施加在普通纸上面的一个可膨胀墨水保持层(IRL)的这种稍有光泽的媒体与照相纸上面具有一层可膨胀IRL的媒体的区别可以通过将普通纸的粗糙性质与图38中边界层855处的照相纸的平滑表面相比较而获得。或者是可以用肋810，812形成的高峰815和低谷816来作出这种判断，已知照相纸衬底比较硬，在通过打印区25时的弯曲比普通纸衬底要小，这样就会产生不同的反射特征。

采用蓝-紫色LED520的另一个优点是通过聚合物涂层834，854的折射会随着入射光束波长的降低而增大。因此，用短波的紫外线LED520(图34)能够增加折射。随着涂层854的厚度变厚或者是折射率的变化，例如是由于涂层中的合成物有缺陷，短波长紫外线光会通过一个足够的角折射，进入到镜面传感器130’的视场。如图34，35和37-38所示，镜面视场光阑522的窗口526和沿着传感器515的中心轴线对齐的一条辅助轴线866对准。这样，镜面视场光阑552就会在图35，37和38中表示的与页面平行的照明轴线上提供一个很小的视场。这样，当镜面反射光束802，858和864移入和移出视场光阑窗口526时，镜面传感器130’就能更加精确地检测到这些光束的调制信息。

13.原始数据分析

从这一节可以更好地理解先进的媒体确定系统500如何使用媒体传感器515收集的数据，以下要参照图39-45来说明为各种媒体类型收集的原始数据的几个例子。下一段要讨论在数据精处理程序504中根据这种原始数据产生的傅利叶光谱分量。

图39表示程序502为高级有光泽照相媒体收集的原始数据。图40表示为一种有光泽照相媒体特别是Gossimer收集的原始数据，用曲线874表示镜面数据，用曲线876表示漫射数据。图41表示用于无光泽照相媒体的原始数据，用曲线878表示镜面数据，用曲线880表示漫射数据。图42表示用于普通纸媒体特别是Gi1bertbond的原始数据，用曲线882表示镜面数据，用曲线884表示漫射数据。图43表示用于高级纸的原始数据，用曲线886表示镜面数据，用曲线887表示漫射数据。图44表示用于HP幻灯片媒体的原始数据，用曲线888表示镜面数据，用曲线889表示漫射数据。图45表示用于一般幻灯片媒体的原始数据，用曲线890表示镜面数据，用曲线892表示漫射数据。

如上文中参照表2所述，高级有光泽照相媒体有两层施加在塑性背板衬底层上面的可膨胀聚合物层，类似于图38中的媒体850。高级有光泽照相媒体的镜面曲线870(图39)的幅值摆动比图40中用于有光泽(Gossmier)照相媒体的镜面曲线874大得多，这是因为在高级有光泽媒体上有双层聚合物涂层。因此，镜面曲线870和874可以用来区分高级有光泽照相媒体和有光泽照相媒体，而漫射曲线872和876的幅值和形状大致相同，尽管高级有光泽照相媒体曲线872的幅值稍稍大于有光泽照相媒体的漫射曲线876。

如果将图39和40的曲线与图41的无光泽照相媒体曲线相比较就可以看出，这种照相媒体的镜面反射曲线878只剩下比照相媒体镜面曲线870和878低得多的幅值。另外，无光泽照相媒体镜面曲线878内部的变动或幅值变化正如预料的那样很小，这是因为无光泽照相纸衬底上的多孔涂层的表面要比上文中参照图37和38所述的施加在有光泽和高级有光泽照相媒体上面的可膨胀涂层平滑得多。无光泽照相媒体的漫射曲线880的形状类似于高级有光泽和有光泽照相媒体的漫射曲线872和876，尽管无光泽照相纸漫射曲线880的幅值更接近高级有光泽漫射曲线872的幅值。

图42中的曲线882和884与图39-41所示的曲线截然不同。图42的曲线与图39-41的曲线之间的一个主要区别在于镜面曲线882的幅值比漫射曲线884要低，这种情况与图39-41中镜面曲线870，874和878的幅值分别大于漫射曲线872，876和880的排列情况恰恰相反。实际上，在上文中参照表3已经解释了图39-42的镜面和漫射曲线的相对幅值的作用。普通纸曲线882-884的另一个明显不同在于镜面和漫射曲线882，884的波形形状是相似的。在图39-41中，镜面曲线870，874和878的形状与漫射曲线872，876和880的形状是截然不同的。

图43表示一种高级媒体的反射比。尽管这种高级媒体镜面和漫射曲线886和887与图42中的普通纸曲线882和884最接近，在图32的匹配标记步骤740中仍然是可以相互区别的。密切注意镜面曲线882和886就可以看出高级媒体镜面曲线886比普通纸镜面曲线882要平滑得多。这种更平滑的曲线886是预料之中的，因为在高级媒体上涂有较平滑的IRL面，而没有涂层的普通纸比较粗糙。

此处应该注意到，通过修改媒体传感器515可以在一定范围内调节镜面和漫射曲线的相对幅值。例如，如果改变视场光阑窗口526和528的尺寸，就能使到达光电二极管传感器130’和130的光或多或少，由此产生的反射比曲线的幅值就会在反射比图表39-45上上、下偏移，尽管曲线的相对形状会保持基本不变。通过其他手段也能实现幅值偏移，例如是调节放大器电路的增益。实际上可以将曲线的幅值调节到镜面和漫射曲线在图表中实际换位的那一点上。例如在图43中如果缩小镜面视场光阑窗口526，镜面曲线886的幅值就会从图示的475-计数范围下降到接近225-计数范围的位置。视场光阑尺寸或放大器增益的这种变化当然也会影响到图39-42和44-45中的其他反射比曲线。

图44和45分别表示有纸带头456的一种HP幻灯片媒体的反射比和没有纸带头的一种幻灯片媒体的反射比。图44表示一条镜面曲线888和一条漫射曲线889。图45表示一条镜面曲线890和一条漫射曲线892。在图44和45中，镜面曲线888和890都处在漫射曲线889和892之上。然而，在图44中，被有反射纸带的幻灯片接收到的信号的幅值要远远大于图45中没有反射纸带的幻灯片的幅值，这也是预料之中的，因为存在通过没有纸带的幻灯片的透射损失，与普通幻灯片相比，被传感器130和130’接收到的剩下的光就少了。

比较图44和45的曲线之间的相对幅值就能看出，漫射波形889和892有很大的区别，尽管镜面波形具有大致相同的形状，在图44和45中还用波形尖峰894表示了肋810，812的位置。关于漫射波形889和892，带纸带头的HP幻灯片媒体具有相对平坦的曲线889，因为纸带的底面能将入射光束反射回到漫射传感器130。图45的漫射波形更有意思，因为图35中的入射光束800经历了透射损失，损失的能量形式是透射光束825，损失剩下的能量从媒体表面被反射到漫射传感器130上。实际上，在图45中的点895处表示了肋810和812之间的低谷816的位置，在点896处表示肋的位置。

打印机20的媒体支撑结构中的另一个有意思的特征在于纸操作系统24包括一或多个辅助件。这些辅助件被用来将排出的媒体页推到媒体干燥翼片28上。为了让这些辅助件与媒体啮合并且将排出的媒体推出打印区，在滚筒814上设有辅助件槽，例如图35中所示的槽897。当光学传感器515越过槽897时，光束825造成的透射损失会增大，留给漫射传感器130接收的光就更少了，导致漫射波形892在位置898上出现一个很大的深谷。

比较图39-45的曲线可见，仅仅分析传感器515收集的原始数据就能很容易获得区分各种主要类别的各种区别特征。

14.空间频率分析

为了找到关于媒体的更多信息，数据精处理程序504在步552和554中使用图39-45的原始数据产生诸如图46-51所示的傅利叶光谱分量。在步546和548中，数据精处理程序504产生图39-45所示的曲线。图46和47分别表示一种高级媒体在此处也就是无光泽照相媒体的漫反射和镜面反射的傅利叶光谱分量。图48和49分别表示一种高级媒体在此处也就是高级有光泽照相媒体的漫反射和镜面反射的傅利叶光谱分量。图50和51分别表示一种高级媒体在此处也就是普通纸媒体特别是Gilbertbond的漫反射和镜面反射的傅利叶光谱分量。

与图46-51的图表相比，就能回忆漫反射值与其他漫反射曲线(图46，48和50)的比较以及镜面反射值与其他镜面反射曲线(图47，49和51)的比较。例如，为了在无光泽照相媒体和高级有光泽照相媒体之间加以区别，可以比较图47和49的镜面曲线中的每英寸10个循环的频率。在图47中，无光泽照相纸的频率幅值大约是10个计数，如图47中的编号888所示。与此相比，在高级有光泽照相媒体的图49中，按照每英寸10个循环的空间频率的频率幅值是大约42个计数的幅值，如图49中的编号889所示。

用图52和53的曲线可以更好地表示五种基本媒体类型的傅利叶光谱分量。在图52和53的曲线中所示的各个数据点对应着从用于傅利叶光谱分量的图46-51中表示的那些一般条形曲线上提取的选定的频率幅值尖峰。因此，图52和53的曲线中表示的点就能代表与多达每英寸40个循环的选定空间频率相对应的最大频率幅值，这其中包括先进的确定系统500所需的有用数据。在图52和53中表示了五种一般类型媒体的选定的光谱分量，它们是：普通纸媒体，高级媒体，无光泽照相媒体，有光泽照相媒体和幻灯片媒体，它们在图52和53中各自的曲线中左半部对应着低空间频率值，右半部对应着高频空间值，每个曲线中低频和高频部分之间的边界出现在每英寸10或20个循环附近。

上文中已经参照图20和25-32概述了媒体确定方法500的路标，并且参照图33-51说明了从媒体上提取信息的方法的复杂性，以下要解释这种路标和复杂性之间的关系。实际上，为了用路标模拟来描绘，在图29-32的主类别确定和具体类型确定中的各个分支可以被视为大路的分支或岔路，而用来作出决定的各种方案是旅程路途中有用的点。

以下的表4列出了一些有用的点并且可以作为结束旅程的终点，最终是要选出一种具体类型的媒体。

                                  表4：媒体确定

#	媒体比较	图号-步骤号	结果
				1	Transparency(Tape or Not)	13-426，430	No Tape Transp.
2	Photo vs.Transparency	29-626，636	Tape Transparency
				3	Glossy Photo vs.Matte Photo	30-668	Glossy Photo
4	Plain vs.Premium vs.Matte	31-706	Matte Photo
				5	Plain vs.Premium	32-746，772	Premium Paper
6	Plain vs.Premium	32-746，748	Plain Paper
				7	Matte Swellable vs.Matte Porous	31-715	Swellable IRL Matte
8	Matte Swellable vs.Matte Porous	31-715	Porous IRL Matte
				9	Very Glossy vs.Glossy Photo	30-674	Very Glossy Photo
10	Very Glossy vs.Glossy Photo	30-674	Glossy Photo

图51-54的曲线已经被平均分成了四份，图52和54的一般漫射空间频率曲线中具有：(1)低频率和高幅值的第一象限900，(2)高频率和高幅值的第二象限902，(3)低频率和低幅值的第三象限904，和高频率和低幅值的第四象限906。图52-55的曲线已经被平均分成了四份，图53和55的一般镜面空间频率曲线中具有：(1)低频率和低幅值的第一象限910，(2)高频率和高幅值的第二象限912，(3)低频率和高幅值的第三象限914，和高频率和低幅值的第四象限916。

通过比较图52-55的曲线中所示的各种类型媒体的数据，就可以确定在表4的操作#3-10中作出的决定。如上文所述，按照表4中的操作#1和#2，其他更基本的数据被用来确定输入媒体页是不是带纸带头或是不带纸带头的幻灯片(Δ)。以下的表5表示如何用象限曲线来确定表4中的操作#3-10的媒体类型。

表5：按空间频率曲线(图52-55)的区域为媒体分类的步骤

图形曲线	低频高幅值	高频高幅值
			漫射	(Region #900)5	(Region #902)-
漫射	低幅值(Region #904)6(maybe3)	低幅值(Region #906)7 and 8
			镜面	高幅值(Region #910)3，9 and 10	高幅值(Region #912)-
镜面	低幅值(Region #914)4	低幅值(Region #916)-

在表4的第三操作(#3)中，检查图52中的象限904或是图53中的象限910和914就能获得有光泽照相媒体和无光泽照相媒体之间的差别。在图52中，无光泽照相纸空间频率(X)的幅值大于有光泽照相纸空间频率(◇)的幅值。用于镜面空间频率的图53显示出的差别可能比图52更好，可以看出无光泽照相纸空间频率(X)的幅值落在象限914之内，而有光泽照相纸空间频率(◇)落在象限910之内。因此，尽管如图52所示漫射传感器130提供的信息可以用来确定有光泽和无光泽照相纸，用图53所示的镜面传感器130’收集的数据可以作出更清楚的区别。

在表4的#4操作中，该方法要在普通纸，高级纸和无光泽照相纸之间加以区别。这种区别同样可以用图53中的象限914中的数据来完成。在象限914当中可以看出无光泽照相纸空间频率(X)的幅值远远大于普通纸空间频率(□)和高级纸空间频率(0)。这样就很容易在操作#4中选择无光泽媒体。

在表4的#5和#6操作中比较普通纸和高级纸的特性。参照图52的漫射空间频率曲线，高级纸空间频率(0)出现在象限904中，而普通纸空间频率(□)出现在象限900中。

在表4的操作#6之后，已经按照进入打印区25的媒体页的主要类别完成了分类：幻灯片(有或没有纸带头)，有光泽照相媒体，无光泽照相媒体，高级纸，或是普通纸。在上述的原始表2中已经讨论了将无光泽照相纸作为高级媒体的副分类，但是无光泽照相媒体的各种特性在主分类和具体类型确定程序506和508中更容易被用来单独分析，具体细节可参见图29-32。

在确定了这些主类别之后，为了从最终打印在媒体页面上的图像的意义上提供更好的结果，还需要作出至少两种具体类型的决定。到目前为止，尽管在实践中能够获得媒体的具体类型之间的其他区别，例如在具体类型的媒体之间的区别(图32，表754)，仍然没有找到一种特别的优势能够有助于普通纸媒体的基础研究，以便对不同类型的普通纸媒体采用不同的打印程序，因此，到目前为止仍是在打印时按照普通纸缺省打印模式(“0，0”)为所有媒体提供兼容的结果，如图32的步770所示。然而，如果在未来有了针对不同类型普通纸量体裁衣的打印程序，方法500的设计已经能够满足这种选择，因为它包括了可用于特制的普通纸打印模式的步骤760和764(图32)。两种主类别也就是无光泽照相纸和有光泽照相纸本身就提供了良好的具体类型媒体确定功能，可以用于不同的打印模式。

具体类型确定是按照图54和55中所示的数据来完成的。就是说，表4中的操作#7和#8被用来区别具有可膨胀涂层的无光泽照相媒体和具有多孔涂层的媒体。来自图52和53的无光泽照相纸(X)数据已经被转移到图54和55中。在图52-55中用X’表示的无光泽照相纸数据是用于一种可膨胀涂层或者是墨水保持层(“IRL”)。在图54和55中用▲表示带有多孔涂层或IRL的一种无光泽照相媒体的镜面频率。图55的镜面数据可用来区别无光泽照相纸可膨胀涂层(X)和多孔涂层(▲)，在象限906中表示的漫射数据本身就能提供一种便利的区别。在象限906中可以看出可膨胀涂层的无光泽照相纸(X)空间频率所具有的幅值比无光泽多孔涂层媒体(◆)要大。因此，象限906中的信息本身就能供表4中的操作#7和#8作出决定。

其他必要的具体类型媒体的区别是有光泽照相媒体(Gossimer)和高级有光泽照相媒体(双层聚合物IRL涂层)之间的区别。尽管图54中的漫射数据可以被用来确定高级有光泽照相媒体(●)和有光泽Gossimer媒体(*)之间的区别，参照图55所示的镜面数据则更容易加以区别。如象限910中所示，高级有光泽(●)镜面频率的幅值比有光泽Gossimer(*)空间频率的幅值要大。因此，象限910中的数据能够在表4的第九和第十操作#9和#10中作出区别。

结论

用图20和25-32的先进的媒体确定系统500可以获得各种优点，用图13的更加简化的基本确定方法400也可以获得同样的优点。实际上，在先进的检测系统500中采纳了图13的基本方法中的最佳部分，特别是对没有纸带头的幻灯片的识别。尽管基本媒体确定系统400能够区分照相媒体和普通纸，并且能够区分有和没有纸带头的幻灯片，还需要有一种更加先进的媒体确定系统来区分各种类型的高级纸和各种类型的照相媒体。这就要求能根据需要来识别各种类型的高级和带刺的照相媒体，为用户提供照相质量的图像。尽管目前的打印机驱动器能应付用户进入程序并选择一种具体类型的媒体，但是有许多用户缺乏进入这种程序并作出这些确定的技巧。往往认为缺乏技巧并不重要，但是用户也可能没有时间来作出选择，或者是甚至不知道他们手中用来打印的是哪一种类型的照相媒体或高级媒体。无论是出于什么原因，为了便于使用，都需要有一种自动媒体确定系统为进入打印区的某一种类型的媒体选择最佳的打印模式，而先进的确定系统500就能实现这些目标。

另外，使用媒体传感器515在益处在于其经济轻便的小巧结构，并且容易集成在现有的打印机构造中。先进的媒体确定系统500以及使用媒体传感器515的另一个优点是该系统不需要在媒体页面上做任何专用标记。早期的系统需要媒体供应商在媒体上制作专用标记供一个传感器来解读，但遗憾地是这种标记往往会落在打印的图像中，造成不应有的人造打印缺陷。

此外，媒体传感器515还可以用来检测打印的墨滴，对上文中参照单色传感器100所述的笔对齐程序起到辅助作用。另外，先进的确定系统500在工厂中都经过了绝对校准，因为传感器515的测量是相对测量，而按照上文所述在工厂中的校准是循环使用普通纸。这样，先进的媒体确定系统500就能配合着所述的媒体传感器550实现各种优点，为消费者提供一种经济适用的打印装置，无需用户介入就能提供杰出的打印质量输出。

Claims (133)

1.一种为进入打印机器的输入媒体分类的方法，包括以下步骤：

光学扫描输入媒体的一部分以产生漫反射数据和镜面反射数据；

确定漫反射数据和镜面反射数据的空间频率；并且

通过与不同类型媒体的已知值相比较来分析漫反射数据和镜面反射数据及其空间频率，将输入媒体归类到上述不同类型中的一种。

2.按照权利要求1的方法，其特征是确定步骤中包括对漫反射数据和镜面反射数据执行傅利叶变换的步骤，以确定其频率幅值，并且用上述频率幅值产生上述空间频率。

3.按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

计算漫反射数据的平均值；并且

计算镜面反射数据的平均值。

4.按照权利要求3的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

产生漫反射数据的平均值与镜面反射数据的平均值的比值；并且

将上述比值和一个已知值相比较，以确定输入媒体是第一类媒体或第二类媒体，并且不是第三类媒体或第四类媒体。

5.按照权利要求4的方法，其特征是：

第一类媒体包括一种幻灯片媒体；

第二类媒体包括一种高级媒体；

第三类媒体包括一种有光泽照相媒体；并且

第四类媒体包括一种无光泽照相媒体。

6.按照权利要求1的方法，其特征是分析步骤还包括以下步骤：

将漫反射数据和镜面反射数据和具有光泽抛光的媒体和具有暗淡抛光的媒体的已知值相比较；并且

响应上述比较步骤，将输入媒体归类到暗淡媒体组或是光泽媒体组。

7.按照权利要求6的方法，其特征是在归类步骤中：

光泽媒体组包括幻灯片媒体和有光泽照相媒体；而

暗淡媒体组包括普通纸，高级纸和无光泽照相媒体。

8.按照权利要求6的方法，其特征是在归类步骤中将输入媒体归类到有光泽媒体组之后，分析步骤还包括将漫反射数据和镜面反射数据和具有光泽抛光的照相媒体和包括幻灯片的媒体的已知值相比较的步骤，并且由此确定输入媒体是不是幻灯片媒体。

9.按照权利要求8的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

计算漫反射数据的平均值；

计算镜面反射数据的平均值；

产生漫反射数据的平均值与镜面反射数据的平均值的比值；并且

将上述比值和一个已知值相比较，以确定输入媒体是不是一种幻灯片媒体。

10.按照权利要求9的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

用一种加权和排队程序检查输入媒体是不是一种幻灯片媒体；

如果检查步骤确定输入媒体是幻灯片媒体，就选择幻灯片媒体打印模式并且用幻灯片媒体打印模式在输入媒体上打印图像；并且

如果检查步骤确定输入媒体不是幻灯片媒体，就选择缺省打印模式并且用缺省打印模式在输入媒体上打印图像。

11.按照权利要求10的方法，其特征是上述缺省打印模式包括一种高级媒体打印模式。

12.按照权利要求1的方法，其特征是分析步骤中包括决定输入媒体是有光泽照相媒体或无光泽照相媒体的步骤。

13.按照权利要求12的方法，其特征是决定步骤中包括将漫反射数据和镜面反射数据和具有光泽抛光的照相媒体和具有无光泽抛光的照相媒体的已知值相比较的步骤。

14.按照权利要求12的方法，其特征是，如果决定步骤决定输入媒体是有光泽照相媒体，该方法进一步包括识别与输入媒体对应的一种具体类型的有光泽照相媒体的步骤。

15.按照权利要求14的方法，其特征是在识别步骤中包括将镜面反射数据的空间频率和多种具体类型的有光泽照相媒体的已知值相比较的步骤，并且将输入媒体和一种具体类型的有光泽照相媒体相匹配。

16.按照权利要求15的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

用一种加权和排队程序检查输入媒体是不是上述一种具体类型的有光泽照相媒体。

17.按照权利要求16的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

如果检查步骤确定输入媒体是上述一种具体类型的有光泽照相媒体，就选择对应着上述一种具体类型的一种具体打印模式，并且用上述具体打印模式在输入媒体上打印图像；并且

如果检查步骤确定输入媒体不是上述一种具体类型的有光泽照相媒体，就选择缺省打印模式并且用缺省打印模式在输入媒体上打印图像。

18.按照权利要求1的方法，其特征是分析步骤中包括决定输入媒体是普通纸媒体，高级媒体还是无光泽照相媒体的步骤。

19.按照权利要求18的方法，其特征是决定步骤中包括将漫反射数据和镜面反射数据和具有暗淡抛光的媒体和具有无光泽抛光的照相媒体的已知值相比较的步骤。

20.按照权利要求19的方法，其特征是，如果决定步骤决定输入媒体是无光泽照相媒体，该方法进一步包括识别与输入媒体对应的一种具体类型的无光泽照相媒体的步骤。

21.按照权利要求20的方法，其特征是在识别步骤中包括将漫反射数据的空间频率和多种具体类型的无光泽照相媒体的已知值相比较的步骤，并且将输入媒体和一种具体类型的无光泽照相媒体相匹配。

22.按照权利要求21的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

用一种加权和排队程序检查输入媒体是不是上述一种具体类型的无光泽照相媒体。

23.按照权利要求22的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

如果检查步骤确定输入媒体是上述一种具体类型的无光泽照相媒体，就选择对应着上述一种具体类型的一种具体打印模式，并且用上述具体打印模式在输入媒体上打印图像；并且

如果检查步骤确定输入媒体不是上述一种具体类型的无光泽照相媒体，就选择缺省打印模式并且用缺省打印模式在输入媒体上打印图像。

24.按照权利要求1的方法，其特征是分析步骤中包括决定输入媒体是普通纸媒体还是高级媒体的步骤。

25.按照权利要求24的方法，其特征是决定步骤中包括将漫反射数据和镜面反射数据和具有普通纸抛光的媒体和具有高级媒体抛光的媒体的已知值相比较的步骤。

26.按照权利要求24的方法，其特征是，如果决定步骤决定输入媒体是高级媒体，该方法进一步包括识别与输入媒体对应的一种具体类型的高级媒体的步骤。

27.按照权利要求26的方法，其特征是在识别步骤中包括将漫反射数据和镜面反射数据的空间频率和多种具体类型的高级媒体的已知值相比较的步骤，并且将输入媒体和一种具体类型的高级媒体相匹配。

28.按照权利要求27的方法，其特征是进一步包括以下步骤：用一种加权和排队程序检查输入媒体是不是上述一种具体类型的高级媒体。

29.按照权利要求28的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

如果检查步骤确定输入媒体是上述一种具体类型的高级媒体，就选择对应着上述一种具体类型的一种具体打印模式，并且用上述具体打印模式在输入媒体上打印图像；并且

如果检查步骤确定输入媒体不是上述一种具体类型的高级媒体，就选择缺省打印模式并且用缺省打印模式在输入媒体上打印图像。

30.按照权利要求24的方法，其特征是，如果决定步骤决定输入媒体是普通纸媒体，该方法进一步包括识别与输入媒体对应的一种具体类型的普通纸媒体的步骤。

31.按照权利要求30的方法，其特征是识别步骤中包括将漫反射数据和镜面反射数据的空间频率和多种具体类型的普通纸媒体的已知值相比较的步骤，并且将输入媒体和一种具体类型的普通纸媒体相匹配。

32.按照权利要求31的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

用一种加权和排队程序检查输入媒体是不是上述一种具体类型的普通纸媒体；

如果检查步骤确定输入媒体是上述一种具体类型的普通纸媒体，就选择对应着上述一种具体类型的一种具体打印模式，并且用上述具体打印模式在输入媒体上打印图像；并且

如果检查步骤确定输入媒体不是上述一种具体类型的普通纸媒体，就选择缺省打印模式并且用缺省打印模式在输入媒体上打印图像。

33.按照权利要求1的方法，其特征是扫描步骤包括以下步骤：

用一个光源照射；

调节发光光源的亮度；

然后横跨输入媒体移动上述光源；并且

在移动步骤中对漫反射值和镜面反射值进行空间采样。

34.按照权利要求33的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

将采样的漫反射值和镜面反射值作为存储值来存储；并且

从上述存储值中放弃错误的漫反射值和镜面反射值。

35.按照权利要求1的方法，其特征是确定步骤包括以下步骤：

由漫反射数据产生一个漫反射图表；并且

由镜面反射数据产生一个镜面反射图表。

36.按照权利要求35的方法，其特征是确定步骤包括以下步骤：

由漫反射图表产生漫反射数据的空间频率；并且

由镜面反射图表产生镜面反射数据的空间频率。

37.按照权利要求35的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

计算漫反射数据的平均值；并且

计算镜面反射数据的平均值。

38.按照权利要求1的方法，其特征是分析步骤中包括以下步骤：

假设输入媒体是一种具体的媒体类型；并且

检验这一假设的准确性。

39.按照权利要求38的方法，其特征是检验步骤中包括以下步骤：

查询对应这一具体媒体类型的特征；并且

将输入媒体的特征与查询到的对应这一具体媒体类型的特征相比较。

40.按照权利要求39的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

如果比较步骤确定输入媒体是上述具体媒体类型，就选择对应上述具体媒体类型的打印模式，并且用选择的打印模式在输入媒体上打印图像；并且

如果比较步骤确定输入媒体不是上述具体媒体类型，就选择一种缺省打印模式，并且用缺省打印模式在输入媒体上打印图像。

41.按照权利要求38的方法，其特征是检验步骤进一步包括以下步骤：

将上述假设和多种具体媒体类型的已知值相比较；

响应对多种具体媒体类型逐个比较的上述步骤对上述假设加权；并且

按每一种具体媒体类型为每一个加权的假设排队。

42.按照权利要求41的方法，其特征是检验步骤进一步包括以下步骤：

对每一种具体媒体类型的排队求和；并且

选择求和步骤中最大的和数，以便从上述多种具体媒体类型中选出一种适配的具体媒体类型。

43.按照权利要求38的方法，其特征是检验步骤进一步包括以下步骤：

首次查询对应多种具体媒体类型的参考空间频率；

找出输入媒体的空间频率与首次查询步中对应的参考空间频率之间的误差；

二次查询关于每一种上述多种具体媒体类型的每一个空间频率的一个标准偏差；

按照二次查询步所得的一种对应的标准偏差对误差加权；

将每一种具体媒体类型的每一个加权误差排队；

按每一种具体媒体类型对排队的加权误差求和；并且

选择求和步骤中找到的最大值，以便从上述多种具体媒体类型中选出一种适配的具体媒体类型。

44.按照权利要求43的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

如果假设与适配的具体媒体类型匹配，就选择对应上述具体媒体类型的一种打印模式，并且用选择的打印模式在输入媒体上打印图像；并且

如果假设与适配的具体媒体类型不匹配，就选择一种缺省打印模式，并且用这一缺省打印模式在输入媒体上打印图像。

45.按照权利要求1的方法，其特征是：

打印机器有一个打印区，在通过打印区的输入媒体上形成图像；以及

在图像形成之前在打印区中执行光学扫描步骤。

46.按照权利要求1的方法，其特征是分析步骤中包括将输入媒体归入多个主要媒体类别组中的一类。

47.按照权利要求46的方法，其特征是分析步骤中包括将输入媒体与多个主要媒体类别组中上述一类之内的一种具体媒体类型相匹配的步骤，或者是将输入媒体与多个主要媒体类别组中上述一类中的一种缺省媒体类型相匹配。

48.按照权利要求46的方法，其特征是归类步骤包括一个决定步骤，决定输入媒体是属于第一主要类别组还是第二主要类别组。

49.按照权利要求48的方法，其特征是：

第一主要类别组包括照相媒体和幻灯片媒体；而

第二主要类别组包括普通纸媒体，高级媒体和无光泽照相媒体。

50.按照权利要求49的方法，其特征是：

归类步骤进一步包括确定输入媒体是一种幻灯片媒体的步骤；并且

该方法进一步包括选择幻灯片媒体打印模式的步骤，并且用幻灯片媒体打印模式在输入媒体上打印图像。

51.按照权利要求49的方法，其特征是：

归类步骤进一步包括确定输入媒体是一种有光泽照相媒体的步骤；

分析步骤进一步包括将输入媒体和有光泽照相媒体的一种具体媒体类型相匹配的步骤；并且

该方法进一步包括选择有光泽照相媒体打印模式的步骤，并且用有光泽照相媒体打印模式在输入媒体上打印图像。

52.按照权利要求49的方法，其特征是：

归类步骤进一步包括确定输入媒体是一种无光泽照相媒体的步骤；

分析步骤进一步包括将输入媒体和无光泽照相媒体的一种具体媒体类型相匹配的步骤；并且

该方法进一步包括选择无光泽照相媒体打印模式的步骤，并且用无光泽照相媒体打印模式在输入媒体上打印图像。

53.按照权利要求52的方法，其特征是：

归类步骤进一步包括确定输入媒体是一种高级媒体的步骤；

分析步骤进一步包括将输入媒体和高级媒体的一种具体媒体类型相匹配的步骤；并且

该方法进一步包括选择高级媒体打印模式的步骤，并且用高级媒体打印模式在输入媒体上打印图像。

54.按照权利要求49的方法，其特征是：

归类步骤进一步包括确定输入媒体是一种普通纸媒体的步骤；

分析步骤进一步包括将输入媒体和普通纸媒体的一种具体媒体类型相匹配的步骤；并且

该方法进一步包括选择普通纸媒体打印模式的步骤，并且用普通纸媒体打印模式在输入媒体上打印图像。

55.一种为进入打印机器的输入媒体分类的方法，包括以下步骤：

光学扫描输入媒体的一部分；

在扫描步骤中收集原始数据；

对原始数据进行精处理；

确定对应着输入媒体的一个主类别；

确定对应着输入媒体的主类别以内的一种具体媒体类型；

校验具体的媒体类型是否与输入媒体相对应；

响应这一校验步骤选择一种打印模式；并且

用选择的打印模式在输入媒体上打印图像。

56.按照权利要求55的方法，其特征是：

打印机器有一个打印区，在通过打印区的输入媒体上形成图像；以及

在图像形成之前在打印区中执行光学扫描步骤。

57.按照权利要求55的方法，其特征是收集原始数据步骤中包括以下步骤：

用一个光源照射；

调节发光光源的亮度；

然后横跨输入媒体移动上述光源；

在移动步骤中对漫反射值和镜面反射值进行空间采样；

将采样的漫反射值和镜面反射值作为存储值来存储；并且

从上述存储值中放弃错误的漫反射值和镜面反射值。

58.按照权利要求55的方法，其特征是精处理步骤中包括以下步骤：

由漫反射数据产生一个漫反射图表；

由镜面反射数据产生一个镜面反射图表；

由漫反射图表产生漫反射数据的空间频率；并且

由镜面反射图表产生镜面反射数据的空间频率。

59.按照权利要求58的方法，其特征是精处理包括以下步骤：

计算漫反射数据的平均值；并且

计算镜面反射数据的平均值。

60.按照权利要求55的方法，其特征是确定主类别的步骤中包括以下步骤，将输入媒体归入多个主要媒体类别组之一。

61.按照权利要求60的方法，其特征是多个主要媒体类别组包括照相媒体，幻灯片媒体，普通纸媒体，高级媒体和无光泽照相媒体。

62.按照权利要求55的方法，其特征是确定具体媒体类型的步骤中包括以下步骤：

查询对应着具体媒体类型的特征；以及

将输入媒体的特征和查询到的对应的具体媒体类型的特征相比较。

63.按照权利要求62的方法，其特征是选择步骤中包括以下步骤：

如果比较步骤中确定输入媒体是上述具体媒体类型，就选择对应上述具体媒体类型的打印模式；并且

如果比较步中确定输入媒体不是上述具体媒体类型，就选择一种缺省打印模式。

64.按照权利要求62的方法，其特征是检验步骤中包括以下步骤：

首次查询对应多种具体媒体类型的参考空间频率；

找出输入媒体的空间频率与首次查询步中对应的参考空间频率之间的误差；

二次查询关于每一种上述多种具体媒体类型的每一个空间频率的一个标准偏差；

按照二次查询步所得的一种对应的标准偏差对误差加权；

将每一种具体媒体类型的每一个加权误差排队；

按每一种具体媒体类型对排队的加权误差求和；并且

选择求和步骤中找到的最大值，以便从上述多种具体媒体类型中选出一种适配的具体媒体类型。

65.按照权利要求64的方法，其特征是选择步骤中包括以下步骤：

如果假设与适配的具体媒体类型匹配，就选择对应上述具体媒体类型的一种打印模式；并且

如果假设与适配的具体媒体类型不匹配，就选择一种缺省打印模式。

66.按照权利要求55的方法，其特征是光学扫描步骤包括用发射波长在340-500毫微米之间的一种蓝紫色光照射输入媒体。

67.按照权利要求55的方法，其特征是光学扫描步骤包括用一种蓝紫色光照射输入媒体，其峰值波长是428毫微米，主波长是464毫微米。

68.按照权利要求55的方法，其特征是光学扫描步骤包括用一个发光元件照射输入媒体的步骤；并且

收集步骤中包括用一个漫射传感器从输入媒体接收漫反射光，并且用一个镜面传感器从输入媒体接收镜面反射光。

69.按照权利要求68的方法，其特征是进一步包括一个限制步骤，将漫射传感器和镜面传感器接收的光限制在发光元件发射的波长。

70.一种为进入打印机器的输入媒体分类的方法，包括以下步骤：

光学扫描输入媒体的一部分以产生漫反射数据和镜面反射数据；

确定漫反射数据和镜面反射数据的空间频率；

将输入媒体归入多个主要媒体类别组之一；并且

用输入媒体匹配同属于上述多个主要媒体类别组之一内的一种具体媒体类型或是一种缺省媒体类型。

71.按照权利要求70的方法，其特征是多个主要媒体类别组包括照相媒体，幻灯片媒体，普通纸媒体，高级媒体和无光泽照相媒体。

72.按照权利要求70的方法，其特征是进一步包括以下步骤：

如果在匹配步骤中匹配，就选择对应上述具体媒体类型的一种具体打印模式，或者是，如果在匹配步骤中匹配，就选择对应上述缺省媒体类型的一种缺省打印模式；并且

用选择的打印模式在输入媒体上打印图像。

73.按照权利要求70的方法，其特征是进一步包括将漫射传感器和镜面传感器接收的光过滤到发光元件发射的波长上的步骤。

74.按照权利要求70的方法，其特征是匹配步骤进一步包括以下步骤：

假设输入媒体是一种具体媒体类型；

按以下步骤检验这一假设的准确性：

查询对应这一具体媒体类型的特征；

将输入媒体的特征和查询的对应具体媒体类型的特征相比较；

响应对多种具体媒体类型逐个比较的步骤对上述假设加权；

按每一种具体媒体类型为每一个加权的假设排队；

按每一种具体媒体类型对排队求和；以及

通过选择求和步骤中的最大和数从上述多种具体媒体类型中选择一种适配的具体媒体类型；

如果在匹配步骤中匹配，就选择对应上述具体媒体类型的一种具体打印模式，或者是，如果在匹配步骤中匹配，就选择对应上述缺省媒体类型的一种缺省打印模式；并且

用选择的打印模式在输入媒体上打印图像。

75.按照权利要求70的方法，其特征是光学扫描步骤包括用发射波长在340-500毫微米之间的一种蓝紫色光照射输入媒体的步骤。

76.按照权利要求70的方法，其特征是光学扫描步骤包括用一种蓝紫色光照射输入媒体的步骤，其峰值波长是428毫微米，主波长是464毫微米。

77.一种用于有一个打印区的喷墨打印机器的光学检测系统，其特征是包括：

用来照射进入打印区的输入媒体的一个发光元件；

一个漫射传感器，它接收被照射的媒体反射的漫射光并产生一个漫射信号，其幅值与媒体的漫反射比成正比；以及

一个镜面传感器，它接收被照射媒体反射的镜面光并产生一个镜面信号信号，其幅值与媒体的镜面反射比成正比。

78.按照权利要求77的光学检测系统，其特征是发光元件包括一个发光二极管，而漫射传感器和镜面传感器各自包括一个光电二极管。

79.按照权利要求77的光学检测系统，其特征是发光元件发射一种蓝紫色光，其峰值波长选自400-430毫微米的范围。

80.按照权利要求77的光学检测系统，其特征是发光元件发射一种蓝紫色光，其主波长是464毫微米。

81.按照权利要求77的光学检测系统，其特征是发光元件发射一种波长在340-500毫微米之间的蓝紫色光。

82.按照权利要求81的光学检测系统，其特征是发光元件发射一种蓝紫色光，其峰值波长是428毫微米，而主波长是464毫微米。

83.按照权利要求77的光学检测系统，其特征是进一步包括：

一个漫射视场光阑，用来限制漫射传感器接收的光；以及

一个镜面视场光阑，用来限制镜面传感器接收的光。

84.按照权利要求83的光学检测系统，其特征是：

系统进一步包括一个托架，它沿着一条扫描轴线横跨媒体扫描发光元件，漫射传感器以及镜面传感器；

漫射视场光阑包括一个矩形窗口，其主轴线的排列与扫描轴线基本平行；以及

镜面视场光阑包括一个矩形窗口，其主轴线的排列与扫描轴线基本垂直。

85.按照权利要求77的光学检测系统，其特征是进一步包括：

一个漫射滤光片，用来限制漫射传感器接收的光；以及

一个镜面滤光片，用来限制镜面传感器接收的光。

86.按照权利要求85的光学检测系统，其特征是漫射滤光片和镜面滤光片将镜面传感器接收的光限制在一定的波长范围，该范围包含发光元件发射的波长。

87.按照权利要求86的光学检测系统，其特征是漫射滤光片和镜面滤光片将通过的光限制在360-510毫微米的波长。

88.按照权利要求85的光学检测系统，其特征是漫射滤光片和镜面滤光片各自是用常规的薄膜淀积技术制成的。

89.按照权利要求85的光学检测系统，其特征是进一步包括：

一个漫射视场光阑，用来限制漫射传感器接收的滤色光；以及

一个镜面视场光阑，用来限制镜面传感器接收的滤色光。

90.按照权利要求77的光学检测系统，其特征是进一步包括：

一个托架，它横跨着输入媒体扫描发光元件，漫射传感器以及镜面传感器；

一个托架位置检测器，它响应托架在扫描过程中的位置产生一个托架位置信号；以及

一个控制器，它响应托架位置信号用脉冲驱动发光元件。

91.按照权利要求90的光学检测系统，其特征是控制器接收和处理漫射信号和镜面信号，并且响应这些信号产生一个打印信号，该信号所选择的打印模式与进入打印区的媒体类型相匹配。

92.一种喷墨打印机器，其特征是包括：

沿着一条横跨打印区的扫描轴线往复移动喷墨打印头的一个托架，响应为了在进入打印区的输入媒体上打印一个选定图像而产生的打印信号在媒体上有选择地沉积墨滴；

由横跨打印区进行扫描的托架支撑着的一个媒体传感器，媒体传感器包括(1)用来照射输入媒体的单个发光元件，(2)漫射传感器，它接收被照亮的媒体反射的漫射光并产生一个漫射信号，信号的幅值与媒体的漫反射比成正比，以及(3)镜面传感器，它接收被照亮的媒体反射的镜面光并产生一个镜面信号，信号的幅值与媒体的镜面反射比成正比；以及

一个控制器，用来将漫射信号与镜面信号相比较，设置一个参考值，从而产生一个打印信号，其选定的打印模式与进入打印区的媒体类型相匹配。

93.按照权利要求92的喷墨打印机器，其特征是发光元件包括一个发光二极管，而漫射传感器和镜面传感器各自包括一个光电二极管。

94.按照权利要求92的喷墨打印机器，其特征是发光元件发射一种波长在340-500毫微米之间的蓝紫色光。

95.按照权利要求94的喷墨打印机器，其特征是发光元件发射一种蓝紫色光，其峰值波长是428毫微米，而主波长是464毫微米。

96.按照权利要求92的喷墨打印机器，其特征是进一步包括：

一个漫射视场光阑，用来限制漫射传感器接收的光；以及

一个镜面视场光阑，用来限制镜面传感器接收的光。

97.按照权利要求96的喷墨打印机器，其特征是：

漫射视场光阑包括一个矩形窗口，其主轴线的排列与扫描轴线基本平行；以及

镜面视场光阑包括一个矩形窗口，其主轴线的排列与扫描轴线基本垂直。

98.按照权利要求92的喷墨打印机器，其特征是进一步包括：

一个漫射滤光片，用来限制漫射传感器接收的光；以及

一个镜面滤光片，用来限制镜面传感器接收的光。

99.按照权利要求98的喷墨打印机器，其特征是漫射滤光片和镜面滤光片将镜面传感器接收的光限制在一定的波长范围，该范围包含发光元件发射的波长。

100.按照权利要求99的喷墨打印机器，其特征是漫射滤光片和镜面滤光片将通过的光限制在360-510毫微米的波长。

101.按照权利要求98的喷墨打印机器，其特征是进一步包括一个漫射视场光阑，用来限制漫射传感器接收的光；以及一个镜面视场光阑，用来限制镜面传感器接收的光。

102.一种在输入媒体上进行打印的喷墨打印机器，其特征是包括：

用来弯曲输入媒体的一个弯折件；

横跨输入媒体移动的一个托架；

用托架支撑着的一个媒体传感器，横跨着弯折件对面的输入媒体进行扫描，媒体传感器包括一个用来照射输入媒体的发光元件，还有一个传感器用来接收被照亮的媒体反射的光，并且响应这一反射光而产生一个反射比信号；以及

一个控制器，将这一反射比信号和已知的参考值相比较，选择一种对应着输入媒体的打印模式。

103.按照权利要求102的喷墨打印机器，其特征是托架横跨打印区往复移动喷墨打印头，响应选定的打印模式在输入媒体上有选择地沉积墨滴。

104.按照权利要求102的喷墨打印机器，其特征是弯折件包括一个具有可以使输入媒体弯曲的不规则表面的背板件。

105.按照权利要求104的喷墨打印机器，其特征是表面不规则通过改变透过输入媒体的光来影响反射光。

106.按照权利要求104的喷墨打印机器，其特征是：

打印机器限定了一个打印区；

托架横跨打印区往复移动喷墨打印头，响应选定的打印模式在输入媒体上有选择地沉积墨滴；并且

背板件包括一个媒体支撑件，用来支撑打印区内的媒体。

107.按照权利要求106的喷墨打印机器，其特征是表面不规则包括一种从媒体支撑件向上突出的肋部件。

108.按照权利要求107的喷墨打印机器，其特征是进一步包括许多肋部件，在打印之后使浸透墨水的打印媒体悬浮在肋与肋之间。

109.按照权利要求106的喷墨打印机器，其特征是：

媒体支撑件有一个表面；并且

表面不规则包括向下延伸进入该表面的一种凹陷。

110.按照权利要求106的喷墨打印机器，其特征是上述凹陷包括一种缝隙。

111.按照权利要求102的喷墨打印机器，其特征是发光元件包括一个发光二极管，而漫射传感器和镜面传感器各自包括一个光电二极管。

112.按照权利要求102的喷墨打印机器，其特征是发光元件发射一种波长在340-500毫微米之间的蓝紫色光。

113.按照权利要求102的喷墨打印机器，其特征是发光元件发射一种蓝紫色光，其峰值波长是428毫微米，而主波长是464毫微米。

114.按照权利要求102的喷墨打印机器，其特征是：

上述传感器包括一个漫射传感器，它接收被照射媒体反射的漫射光；

媒体传感器进一步包括由一个镜面传感器构成的第二传感器，它接收被照射媒体反射的镜面光；并且

反射比信号包括一个漫射传感器产生的漫射信号，其幅值与媒体的漫反射比成正比，以及一个镜面传感器产生的镜面信号，其幅值与媒体的镜面反射比成正比。

115.按照权利要求114的喷墨打印机器，其特征是进一步包括：

一个漫射视场光阑，用来限制漫射传感器接收的光；以及

一个镜面视场光阑，用来限制镜面传感器接收的光。

116.按照权利要求115的喷墨打印机器，其特征是：

漫射视场光阑包括一个矩形窗口，其主轴线的排列与扫描轴线基本平行；以及

镜面视场光阑包括一个矩形窗口，其主轴线的排列与扫描轴线基本垂直。

117.按照权利要求114的喷墨打印机器，其特征是进一步包括：

一个漫射滤光片，用来限制漫射传感器接收的光；以及

一个镜面滤光片，用来限制镜面传感器接收的光。

118.按照权利要求117的喷墨打印机器，其特征是漫射滤光片和镜面滤光片将镜面传感器接收的光限制在一定的波长范围，该范围包含发光元件发射的波长。

119.按照权利要求117的喷墨打印机器，其特征是漫射滤光片和镜面滤光片将通过的光限制在340-500毫微米的波长。

120.按照权利要求117的喷墨打印机器，其特征是进一步包括一个漫射视场光阑，用来限制漫射传感器接收的光；以及一个镜面视场光阑，用来限制镜面传感器接收的光。

121.一种为进入打印机器的输入媒体分类的方法，包括以下步骤：

让输入媒体发生弯曲；

光学扫描输入媒体的弯曲部分以产生反射比数据；并且

分析反射比数据，将其与不同类型媒体的已知值相比较，将输入媒体归类为上述不同类型之一。

122.按照权利要求121的方法，其特征是：

该方法进一步包括将输入媒体送入打印机器的一个打印区的步骤；并且

在输入媒体进入打印区的过程中执行弯曲步骤。

123.按照权利要求122的方法，其特征是：

打印区有一个媒体支撑件；并且

弯曲步骤中包括透过与媒体支撑件相接触来弯折媒体的步骤。

124.按照权利要求123的方法，其特征是：

媒体支撑件有许多肋；并且

弯折步骤包括让媒体悬浮在两个上述类之间。

125.按照权利要求123的方法，其特征是：

在媒体支撑件内限定了一种凹陷；并且

弯折步骤包括将媒体架在上述凹陷上。

126.按照权利要求121的方法，其特征是：

光学扫描步骤包括用一个发光元件照射输入媒体的步骤；并且

收集步骤包括用漫射传感器从输入媒体接收漫反射光、并且用镜面传感器从输入媒体接收镜面反射光的步骤。

127.按照权利要求126的方法，其特征是光学扫描步骤包括用一种蓝紫色光照射输入媒体的步骤，其波长在340-500毫微米。

128.按照权利要求126的方法，其特征是光学扫描步骤包括用一种蓝紫色光照射输入媒体的步骤，其峰值波长约428毫微米，而主波长约为464毫微米。

129.按照权利要求126的方法，其特征是进一步包括按照发光元件发射的波长对漫射传感器和镜面传感器接收的光滤光的步骤。

130.按照权利要求121的方法，其特征是分析步骤中包括一个用来确定输入媒体在弯曲步骤中经受的弯曲程度的步骤，并且将上述程度和上述不同类型媒体的已知弯曲程度相比较。

131.按照权利要求121的方法，其特征是：

弯曲步骤中包括让输入媒体悬浮在一个空隙上面的步骤；

光学扫描步骤中包括扫描悬浮在空隙上的输入媒体的步骤；并且

分析步骤包括在光学扫描步骤中确定输入媒体的透明度的步骤，并且将上述透明度和上述不同类型媒体的已知透明度相比较。

132.按照权利要求1的方法，其特征是光学扫描步骤包括用一种发射波长在340-500毫微米之间的蓝紫色光照射输入媒体的步骤。

133.按照权利要求1的方法，其特征是光学扫描步骤包括用一种蓝紫色光照射输入媒体的步骤，其峰值波长约为428毫微米，而主波长约为464毫微米。

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