CN101024334A - 控制喷墨头喷墨特性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制具有多个喷嘴的喷墨头的喷墨特性的方法,包括:测量所有喷嘴的初始喷墨特性;对所有喷嘴,比较测量结果与预设目标点并计算测量值到目标点的梯度;基于计算得到的梯度调节各喷嘴的驱动脉冲波形;将调节后的驱动脉冲施加到所有喷嘴上并测量所有喷嘴的喷墨特性;以及确定所有喷嘴的测量结果是否都在目标点范围内,当所有喷嘴的测量结果都在目标点范围内,该方法结束,或者当所有喷嘴的测量结果不全在目标点范围内,该方法返回到比较步骤。该控制方法同时调节多个喷嘴的喷墨特性并对每个喷嘴调节喷墨速度和喷墨体积两者,以最小化使所有喷嘴喷墨特性一致所需的时间。

Description

控制喷墨头喷墨特性的方法
技术领域
本发明涉及一种控制喷墨头喷墨特性的方法,更具体地,涉及一种控制经过喷墨头的多个喷嘴喷出的墨滴的喷射特性的方法。
背景技术
喷墨头是将打印墨的微小墨滴喷射到打印介质的预期位置上,从而形成预定颜色的图像。这种喷墨头可使用不同的喷墨装置,例如,使用通过压电变形而喷射墨的压电致动器。这种喷墨头被称之为压电喷墨头。
在压电喷墨头中,当具有预定驱动电压的驱动脉冲被施加到压电致动器上时,压电致动器变形,这导致振动板弯曲,从而增加压力室上的压力,由此墨滴经过与压力室连接的喷嘴被喷射到外部。
图1是施加在常规喷墨头的压电致动器上的驱动脉冲的一个实例的曲线图。
参考图1,常规驱动脉冲具有梯形的波形,以及持续时间为电压保持时间TD的预定驱动电压Vp。经过喷墨头的喷嘴喷出的墨滴的喷射特性(速度和体积)根据驱动脉冲的波形而改变。通常,墨滴经过喷墨头的喷嘴喷出的速度很大程度上受驱动电压Vp影响,而墨滴的喷出体积则很大程度上受电压持续时间TD影响。即,当驱动电压Vp增加时,墨滴的速度增加,并且当电压持续时间TD延长时,墨滴的喷出体积增加。然而,喷出墨滴的速度和体积并不是完全相互独立的。
在现有技术中,两个变量中的一个(例如,驱动电压Vp)首先被改变,从而调节墨滴的喷射速度,然后另一变量(电压持续时间TD)被改变,从而调节墨滴的喷出体积。具体地,在现有技术中,当在初始测量点P0测得一个喷嘴的初始喷墨特性(速度和体积)之后,第一个变量(例如,驱动电压Vp)被改变,以调节测量点P11,P12,P13和P14处的墨滴的喷射速度,如图3所示。然后,第二变量(例如,电压持续时间TD)被改变,从而调节位于测量点P15处的墨滴的喷出体积,然后第一变量(例如,驱动电压Vp)被改变,用于调节测量点P16处的墨滴的喷射速度。通过重复这个过程,喷墨特性(喷射速度和体积)可最终到达目标点。
然而,这种常规的顺序并且重复地执行速度和体积的喷墨调节的方法需要大量的时间来达到目标点。
另外,由于喷墨头具有多个喷嘴(几十个到几百个喷嘴,例如),墨滴的喷射特性(喷射速度和体积)必须在全部的喷嘴中一致。
在现有技术中,对每个喷嘴来进行上述变量的调节,从而达到喷墨特性的目标点。然而,在具有多个喷嘴的喷墨头中,会发生相互干扰的现象(相邻喷嘴的喷墨特性影响另一个的喷墨特性)。因而,即使在调节一个喷嘴的喷墨特性后,若再调节了下一个喷嘴的喷墨特性,则会相互干扰,使第一喷嘴的已经过调节的喷墨特性移到目标点区域之外。在此情况下,在调节所有喷嘴的喷墨特性之后,当所有的喷嘴工作并测量它们的喷墨特性时,会发现一些喷墨具有目标点区域之外的喷墨特性。因而,在现有技术中,需要再单独调节喷墨特性偏离目标点区域的喷嘴。为了使得所有喷嘴的喷墨特性一致,上述的过程需要重复很多次。
如上所述,在现有技术中,为了使得所有喷嘴的喷墨特性一致,需要多次重复对多个喷嘴中每一个喷嘴的喷墨特性的调节和对所有喷嘴的喷墨特性的测量。然而,在现有技术方法中,必须重复多个喷嘴中每一个喷嘴的喷墨特性的调节过程,消耗了时间,从而减少了该方法的效率。
发明内容
本发明提供一种控制喷墨头喷墨特性的方法,该方法使得调节具有多个供墨滴喷出的喷嘴的喷墨头的喷墨特性的时间最小化。
根据本发明的一个方面,提供了一种控制具有多个喷嘴的喷墨头的喷墨特性的方法,墨滴通过所述喷嘴喷出,该方法包括:测量所有喷嘴的初始喷墨特性;对所有喷嘴,比较测量结果与预设目标点,并计算测量值到目标点的梯度;基于计算得到的梯度调节各喷嘴的驱动脉冲的波形;将调节后的驱动脉冲施加到所有喷嘴上,并测量所有喷嘴的喷墨特性;和确定所有喷嘴的测量结果是否都在目标点的范围内,其中当所有喷嘴的测量结果都在目标点的范围内时,该方法结束,或者当所有喷嘴的测量结果不全在目标点的范围内时,该方法返回到比较步骤。
初始喷墨特性的测量和喷墨特性的测量可在所有喷嘴同时工作时执行。
喷墨特性可包括喷墨速度和喷墨体积,并且可同时调节喷墨速度和喷墨体积。
梯度的计算可基于每个喷嘴的测量结果和目标点之间的最短路径来执行。
可执行波形的调节,使得同时调节每个喷嘴的驱动电压(Vp)和电压持续时间(TD)。
喷墨特性可包括喷墨速度和喷墨体积,并且可调节喷墨速度和喷墨体积中之一。
根据本发明的另一方面,提供一种方法,其控制喷墨头喷墨特性,从而对喷墨头上的多个喷嘴中的每一个,同时调节喷墨速度和喷墨体积,该方法包括:测量喷嘴的喷墨速度和喷墨体积;比较测量结果与预设目标点,并计算从测量结果到目标点的梯度;基于计算得到的梯度同时调节喷嘴驱动脉冲的驱动电压(Vp)和电压持续时间(TD);将调节后的驱动脉冲施加到喷嘴上,并测量喷嘴的喷墨速度和喷墨体积;确定喷嘴的测量结果是否在目标点的范围内,其中当喷嘴的测量结果在目标点的范围内时,该方法结束,或者当喷嘴的测量结果不在目标点的范围内时,该方法返回到比较步骤。
梯度的计算可基于测量结果和目标点之间的最短路径来执行。
本发明同时地调节多个喷嘴的喷墨特性,并且对每个喷嘴调节墨滴的喷出速度和体积两者,从而最小化使所有喷嘴喷墨特性一致所需的时间。
附图说明
本发明的上述以及其它特性和优点通过结合以下附图对典型实施例的详细描述而将会变得更加清楚,其中附图包括:图1是描述施加在常规喷墨头的压电致动器上的驱动脉冲的一个实例的曲线图;图2是描述根据本发明一实施例的控制喷墨特性的方法的流程图;和图3是比较图2中的步骤S2和S3与常规控制方法的曲线图。
具体实施方式
本发明将参考附图更全面的描述,附图中展示了本发明的典型实施例。
图2是描述根据本发明一实施例的控制喷墨特性的方法的流程图。
参考图2,根据本发明一实施例的控制喷墨特性的方法的主要步骤就是同时调节喷墨头上多个喷嘴的喷墨特性。
更具体地,在步骤S1中,喷墨头的所有喷嘴同时工作并测量每个喷嘴的初始喷墨特性(即,喷墨的速度和体积)。这里,具有预定驱动电压Vp和电压持续时间TD的驱动脉冲被施加到所有喷嘴上,以同时驱动它们。因此,可以测量受到相互干扰现象(即相邻的喷嘴影响另一个喷嘴)影响的喷嘴的喷墨特性。
其次,在步骤S2中,比较所有喷嘴的测量结果与预设的目标点,并且确定每个喷嘴的测量结果与目标点之间的梯度。
然后,在步骤S3中,基于步骤S2中得到的梯度,调节每个喷嘴的驱动脉冲波形。
稍后将参考图3对步骤S2和S3给出详细描述。
之后,在步骤S4中,经过步骤S3调节的驱动脉冲被施加到所有喷嘴上并同时驱动所有的喷嘴,从而测量所有喷嘴的喷墨特性。这里,由于所有喷嘴被同时驱动,因此可以获得反应相邻喷嘴间的相互干扰现象的测量结果。
接下来,在步骤S5中,确定所有喷嘴的测量结果是否都在目标点的范围内。如果所有喷嘴的测量结果都在目标点的范围内,那么喷墨特性的调节结束。如果所有或部分喷嘴的测量结果在目标点的范围外,那么对结果在目标点范围外的喷嘴再次执行步骤S2到S5。当该处理过程重复一定次数后,可将所有喷嘴的喷墨特性调整到目标点范围内。
如上述,根据本发明,在上述控制喷墨特性的方法中,同时调节多个喷嘴的喷墨特性,从而确定处理过程中相邻喷嘴之间的相互干扰现象。因而,不同于现有的依次调节每个喷嘴的喷墨特性并再次调节由相互干扰现象造成的差异的方法,本发明中,同时使所有喷嘴的喷墨特性一致,从而使该方法的执行时间最小化。
图3是比较图2中的步骤S2和S3与常规控制方法的曲线图。
参考图3,在步骤S2中,所有喷嘴的测量结果将分别与目标点比较,然后计算出从每个测量结果到目标点的梯度。这里,每个喷嘴的梯度为从喷嘴测量结果到目标点之间的最短路径。
在步骤S3中,基于步骤S2中获得的梯度调节每个喷嘴的驱动脉冲的波形图。这里,对每个喷嘴驱动脉冲调节驱动电压Vp和电压持续时间TD两者,从而整体调节了喷墨特性(喷射速度和体积)。
通过调节,在步骤S4中测量的结果可能位于路径G1上的测量点P21(最优情况),或该测量结果位于路径G1之外的测量点P31和P41上。在前一种情况下,通过重复步骤S2和S3沿着相同的路径G1同时调节驱动电压Vp和电压持续时间TD。在后一种情况下,将重新计算从测量点P31和P41到目标点的最短路径G2和G3,并且将基于重新计算的最短路径G2和G3一起调节驱动电压Vp和电压持续时间TD。在重复执行几次上述操作之后,每个喷嘴的喷墨特性(喷射速度和体积)到达目标点。
如上述,在本实施例中,同时调节每个喷嘴的墨滴喷射速度和体积,消除现有技术中分别调节速度和体积的情况,从而比现有技术更快地达到喷墨特性的目标点。
本发明的控制喷墨特性的方法可应用于仅调节喷墨速度和体积中的一个。在此情况下,在步骤S2和S3中,不同于同时调节喷射速度和体积,仅调节喷射速度和体积中的一个。
同样,步骤S2和S3中描述的同时控制喷射速度和体积的方法不仅可应用于同时调节所有喷嘴的喷墨特性,而且可应用于依次调节每个喷嘴的喷墨特性。
如上所述,根据本发明,在同时控制多个喷嘴的喷墨特性的方法中,可弥补相邻喷嘴之间的相互干扰的影响。因而,使所有喷嘴喷墨特性一致所需的时间被最小化。
此外,根据本发明,同时控制每个喷嘴喷墨特性的方法允许在较短的时间内使得喷墨特性到达目标点。
虽然参考这里的典型实施例具体的描述本发明,但本领域的技术人员应理解,在不偏离权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以做出形式和细节上的各种修改。

Claims (8)

1.一种控制具有多个喷嘴的喷墨头的喷墨特性的方法,墨滴通过所述喷嘴喷出,该方法包括:测量所有喷嘴的初始喷墨特性;对所有喷嘴,比较测量结果与预设目标点,并计算测量值到目标点的梯度;基于计算得到的梯度调节各喷嘴的驱动脉冲的波形;将调节后的驱动脉冲施加到所有喷嘴上,并测量所有喷嘴的喷墨特性;和确定所有喷嘴的测量结果是否都在目标点的范围内,其中当所有喷嘴的测量结果都在目标点的范围内时,该方法结束,或者当所有喷嘴的测量结果不全在目标点的范围内时,该方法返回到比较步骤。
2.权利要求1中的方法,其中,在所有喷嘴同时工作时,执行初始喷墨特性的测量和喷墨特性的测量。
3.权利要求1中的方法,其中,喷墨特性包括喷墨速度和喷墨体积,并且同时调节喷墨速度和喷墨体积。
4.权利要求3中的方法,其中,梯度的计算是基于每个喷嘴的测量结果和目标点之间的最短路径执行的。
5.权利要求3中的方法,其中,执行波形的调节,从而对每个喷嘴同时调节驱动电压和电压持续时间。
6.权利要求1中的方法,其中,喷墨特性包括喷墨速度和喷墨体积,并且调节喷墨速度和喷墨体积中之一。
7.一种控制喷墨头的喷墨特性以对喷墨头上的多个喷嘴中的每一个喷嘴同时调节喷墨速度和喷墨体积的方法,该方法包括:测量喷嘴的喷墨速度和喷墨体积;比较测量结果与预设目标点,并计算从测量结果到目标点的梯度;基于计算得到的梯度同时调节喷嘴的驱动脉冲的驱动电压和电压持续时间;将调节后的驱动脉冲施加到喷嘴上,然后测量喷嘴的喷墨速度和喷墨体积;确定喷嘴的测量结果是否在目标点的范围内,其中当喷嘴的测量结果在目标点的范围内时,该方法结束,或者当喷嘴的测量结果不在目标点的范围内时,该方法返回到比较步骤。
8.权利要求7中的方法,其中梯度的计算是基于测量结果和目标点之间的最短路径来执行的。
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