專利名稱：噴墨打印機的打印方法及適于應用該方法的噴墨打印機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種噴墨打印機的打印方法，此噴墨打印機包含一個充有油墨的室，墨室帶一個噴嘴并在操作上與一個壓電致動器相連接，此方法包括對致動器通電使之變形，由于變形而在室內形成壓力波，利用壓力波使墨滴從噴嘴噴射和使致動器變形，對由于該致動器變形而產生的電信號進行分析。本發明還涉及一種適于應用這種方法的打印機。
背景技術：
歐洲專利申請EP 1013453中談到這類方法中的一種。此申請書中的壓電型噴墨打印機有一個打印頭，它包含一些墨室(也叫做“墨管”或簡稱“管”)，每個室在操作上與一個壓電致動器相連接。在一個實施例中，墨室有一個柔軟的壁，它在與之相連的致動器通電時能變形。壁的變形在室內產生壓力波并給出足夠的強度，結果使墨滴從該室的噴嘴噴出。而且壓力波反過來使壁變形，并傳至壓電致動器。在這種變形的作用下致動器產生一個電信號。
從該申請可知，分析這個信號可以獲得有關相應于該致動器的墨室的狀態。因而可以根據此信號推斷室內是否有氣泡或別的不規則性，噴嘴是否清潔，墨室內有沒有什么機械缺陷，等等。原則上，影響到壓力波本身的任何不規則性可以通過對該信號的分析來跟蹤。
上面方法的一個缺陷是，作為對管道內壓力波引起的變形的反應而由壓電致動器產生的信號往往很復雜，而且還可能存在隨機干擾(噪聲)。曾經發現，管道內的壓力波不是簡單的正弦波或別的簡單波形。這必定會產生一個比較復雜的信號。顯然壓力波不光是由墨滴剛噴射前致動器的變形而產生的，還有大量其它的產生壓力波的偶發事件。這種復雜壓力波的結果是，致動器由于壓力波而產生的信號也很復雜。這樣一來復雜信號的分析需要復雜的測量電路和/或比較長的處理時間。這尤其對于具有很多墨室的噴墨打印機是個缺陷，如果打印機的每個室在每次通電后都需進行不規則性檢驗的話。首先，要把每個室的測量電路集裝到該噴墨打印機內將是一件昂貴的事情，另外在下一個墨滴必須從該室噴射之前的時段內(通常為10-4秒)要完成分析往往是困難的。應當明白，特別是對于需要高打印質量的應用(例如打印彩色照片及制作廣告牌)，需要在每次通電后檢驗每一個墨室。
發明內容
本發明的目的是產生一種消除上述缺陷的方法。為此發明了一種方法，這時在分析之前對信號進行調整，辦法是從該信號中剔除非隨機的影響(contribution)，它來源于由這次致動器通電中不同的偶發事件。本發明利用了這樣一個認知，即不同于本次致動器通電的事件至少是部分已知的事件。例如，室中可能有前一些壓電致動器通電的殘余波。來源于不同墨室的壓電致動器通電的噴墨頭的機械變形(例如打印過程中打印頭某處產生的周期性變形)等也可能影響壓力波。打印過程必然發生但不引起打印頭(因而也就引起充墨的室)的直接變形的其它事件，也可能對室中壓力波有很大的影響。因此，當壓電致動器因壓力波而變形所產生的電信號也受到這些事件很大的影響。這將使要分析的真實信號變壞，后者是指倘若室中的壓力波純粹是由導致墨滴噴射的壓電致動器通電而產生的信號。本發明現在利用這樣一個事實對壓力波的影響往往是由這些事件中的一個或幾個決定的，因而它們對電信號的影響也可以予先確定。例如，可以在打印機生產之前或之后，或者在維修期間確定這種影響。一旦確定就意味著這類影響可以采用適當的濾波器等從信號中剔除。這樣就可獲得“干凈”得多的信號，從該信號跟蹤墨室內的不規則性也容易得多。
在一個實施例中，從同一個致動器更早的一次或幾次通電中產生的信號已被剔除。曾經發現，由壓電致動器通電產生的壓力波需要比較長的時間才能完全衰減。在一個典型的壓電噴墨頭中，致動器的最大通電頻率為104HZ。這意味著在必須以最小的間隔時間從同一墨室噴射兩滴油墨的情況下，兩次致動之間的時間僅為1×10-4秒。在如此短的時間內，壓力波往往不會完全衰減。因此，在一次新的致動時，如果緊接它之前還有一次致動，則這個室內先前的壓力波將留下很大的殘余壓力波，此殘余壓力波也將對壓電致動器的變形有影響，因而也對因這個壓電致動器變形產生的電信號有影響。根據室內的聲學條件可能出現這樣的情況在新一次通電之前兩個或多個1×10-4秒周期發生的致動仍留下很大的殘余壓力波。由于這類殘余壓力波是明確界定并可以預先確定的，故它對被分析信號的影響也可以確定。把這個影響剔除可以使被分析信號變得更簡單。應當指出，兩噴射脈沖之間的時間可能與上述周期的幾倍稍存差異，這是因為打印頭的運動不是完全均勻等造成的。當然，本發明可以考慮這種偏差。
在另一個實施例中，打印機包含一個或多個附加的噴射墨滴的室，由這些室通電所產生的對被分析信號的影響被從該信號中剔除。曾經發現，相鄰室的壓電致動器通電可能在考慮中的室內產生壓力波。由這類鄰近致動器的通電還使該致動器周圍產生變形。如果考慮中的室處在變形很顯著的區域內，則這種變形可能在該室內產生壓力波。由于這種變形顯然可以預先確定，它對被考慮中的室的信號分析的最終影響也可以預先確定。利用本發明可以將這種影響從信號中剔除。
本發明還涉及一種打印機，它包含充有油墨的室，此室設有噴嘴并在操作上與一個壓電致動器相連接，給致動器通電可在室內產生壓力波，致動器與一個測量電路相連接，以測量由于壓力波引起致動器變形而產生的電信號，這個測量電路帶一個濾波器，以將不是由致動器該次通電產生的對信號的非隨機影響從該信號中剔除。
現在將參照以下例子對本發明進行描述。
圖1是一個噴墨打印機的示意圖。
圖2示意地顯示噴墨打印頭的一個元件。
圖3表示適于本發明方法的一個電路示意圖。
圖4示意地表示由壓電致動器變形所產生的一些信號。
具體實施例方式
圖1圖1示意地表示一個噴墨打印機。在此實施例中，打印機包括一個輥子10，它支撐著接收介質12并沿著4個打印頭16引導接收介質。輥子10可圍繞其軸線旋轉，如箭頭A所示。托架14裝著4個打印頭16，一個打印頭為一種顏色(藍綠、深紅、黃、黑)，托架可如雙箭頭B所示在平行于輥子10的方向往復運動。這樣打印頭16就可以掃描接收介質12。托架14被在導桿18和20上被引導，并由適當的裝置(未示)驅動。
在圖中所示的實施例中，每個打印頭16包含8個墨室，每個有它自己的出口22，它們形成一個垂直于輥子10的軸線的假想線。在現實的打印裝置中，每個打印頭16的墨室數目要多許多倍。每個墨室裝有一個壓電致動器(未示)和相應的致動及測量電路(未示)，如圖2和3所示。每個打印頭還包括一個控制部件，用來調整致動脈沖。這樣一來，墨室、致動器、致動電路、測量電路和控制部件構成一個系統，用以在輥子10的方向噴射墨滴。偶爾或許不一定要把控制部件和/或致動和測量電路的所有元件等在實際上包含在實際打印頭16內。也可以把這些部件等置于托架14甚至離打印頭更遠的元件之內，而與打印頭16本身內的元件相連接。但是這樣一來就形成打印頭的一個功能元件而在實際上不裝在打印頭內。如果致動器是按圖像方式通電，則在接收介質12上形成一個由單獨墨滴組成的圖像。
圖2在圖2中的墨室5裝有一個機電致動器2，在此例中為壓電致動器。墨室5是由基板1內的槽形成的，其頂部主要由壓電致動器2限定。在末端，墨室5匯合成一個由噴嘴板形成的出口22，在該噴嘴板中在管道位置做了一個凹坑。當脈沖發生器4的脈沖通過致動電路加到致動器2上時，致動器在管道方向偏轉。結果管道內的壓力突然增加，使得墨滴從出口22中噴出。墨滴噴射剛完結時管道內還存在一個壓力波，而且隨著時間而衰減。這個波使致動器2產生變形，從而產生一個電信號。此信號與所有影響壓力波形成及其阻尼的參數有關。因而通過測量該信號可以得到有關參數的信息。利用這個信息可以控制打印過程。
圖3圖3是在一個優選實施例中壓電致動器2、致動電路(元件3、8、15、2和4)、測量電路(元件2、15、8、7、9、11、30和31)及控制部件31的示意圖。致動電路(帶脈沖發生器4)和測量電路(帶放大器9)通過公共線5與致動器2相連接。這些電路用轉換開關8開合。當脈沖發生器4的脈沖加到致動器2上之后，元件2即因墨室內產生的壓力波而變形。此變形由致動器2轉換為電信號。致動器的實際致動一完成，開關就打到使電路打開、測量電路閉合的位置。由致動器產生的電信號經過線7被放大器接收。在此實施例中，伴隨產生的電壓通過線11送給濾波器30，后者除了存在一些噪聲以外，將不是由加到致動器2的脈沖直接產生的對該電壓的非隨機影響除掉。這類影響可以貯存在一個存儲器(未示)內并簡單地從實際信號中消除掉。為校正而對非隨機影響進行調整也是本發明范圍的一部分。為此部件30可通過一個處理器(未示)接收有關打印過程的信息。
經過修正的信號被送到分析部件31。在那兒對信號進行實際分析，這從本說明書前面提到的以前的技術中已經清楚。需要的話，可通過單元32將控制信號傳給脈沖發生器4。舉例來說，如果分析表明在室中有起伏的氣泡或擾動，使墨滴的噴射受到干擾，則通過單元32中斷脈沖的產生。部件31通過導線33與打印機的中央處理器(未示)連接。這樣，就可以與打印機的其它部分和/或外界交換信息。
圖4圖4分為圖4A、4B和4C，表示由于壓電致動器變形可能產生的一些電信號。
圖4A是當墨室內因存在壓力波而變形時由致動器產生的一種信號例。這是一個阻尼正弦波信號，可以由在操作上與不存在干擾(如氣泡、沉淀、機械缺陷等)的墨室相連的壓電致動器產生，其中除了由壓電致動器通電產生的原始壓力波外沒有其它對壓力波的影響。這樣形成的是一個衰減緩慢的簡單壓力波，它反過來由壓力波引起變形的壓電致動器產生一個正弦形電信號。
圖4B是這類電信號的一個例子，它可以由在實際情況下(也即在打印機實際用來制作圖像的過程中)的壓電致動器產生。這個信號比較復雜，由致動器變形形成的壓力波不僅是壓電致動器本身通電的結果，而且還有在壓電致動器通電時未完全衰減的殘余壓力波的影響，以及從鄰近墨室壓電致動器通電帶來的影響(交叉干擾)。這就是通過導線11傳給單元32的信號(見圖3)。對這類信號的分析需要復雜的元件和計算方法。
圖4C表示和圖4B同樣的信號，但已對殘余壓力波和交叉干擾的影響經過校正。為此目的，部件30(見圖3)將這些影響從信號中濾去。經調整過的信號被送到單元31。在這種情況下，顯然可見在基準信號上有高頻干擾。這表明在相關的墨室內存在機械缺陷。
權利要求
1.一種用于噴墨打印機的方法，此打印機包括設有噴嘴的充有油墨的室，所述室在操作上與壓電致動器相連，該方法包括---給致動器通電使它變形；---由于這種變形而在室內形成壓力波，通過此壓力波使墨滴從噴嘴噴射出，并使致動器變形，這種變形使該致動器產生電信號；---對所述信號進行分析；其特征在于在分析前對信號進行調整，將不是由所述致動器通電而產生的對該信號的非隨機影響從信號中除掉。
2.如權利要求1的方法，其特征在于由同一致動器以前的一次或多次通電而產生的對信號的影響被去除。
3.如上述任一項權利要求所述的方法，其中打印機包括一個或多個用來噴射墨滴的另外的墨室，其特征在于由這些另外的室中一個或多個通電而產生的對信號的影響被從該信號中去除。
4.一種打印機，包括充有油墨的室，所述室設有噴嘴并在操作上與壓電致動器相連，該致動器通電后在室內產生壓力波而且與該致動器與測量電路連接，以測量由于壓力波使它變形而產生的電信號，其特征在于測量電路設有濾波器，用來從信號中去除不是由所述致動器的通電產生的對該信號的非隨機影響。
全文摘要
本發明涉及一種用于噴墨打印機的方法，此打印機包括充有油墨的室，該室設有噴嘴并在操作上與一個壓電致動器相連接，這種方法包括對致動器通電使之變形，由于這種變形而在室內形成壓力波，借助壓力波從噴嘴中噴射滴墨，且致動器產生變形，并因變形而產生一個電信號，對該信號進行分析，在分析前對信號進行調整，從該信號中消除不是致動器該次通電而產生的對該信號的非隨機影響。本發明還涉及一種適用于實施此方法的噴墨打印機。
文檔編號B41J2/125GK1680100SQ200510063848
公開日2005年10月12日 申請日期2005年4月7日 優先權日2004年4月7日
發明者H·M·J·M·博伊斯坦 申請人:奧西-技術有限公司