CN107139588B - 一种喷墨打印系统以及减轻喷墨头中串扰的影响的方法 - Google Patents

一种喷墨打印系统以及减轻喷墨头中串扰的影响的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107139588B
CN107139588B CN201710102843.6A CN201710102843A CN107139588B CN 107139588 B CN107139588 B CN 107139588B CN 201710102843 A CN201710102843 A CN 201710102843A CN 107139588 B CN107139588 B CN 107139588B
Authority
CN
China
Prior art keywords
crosstalk
oil ink
drop
ink passage
injection pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201710102843.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107139588A (zh
Inventor
西村浩
信森省吾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Publication of CN107139588A publication Critical patent/CN107139588A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107139588B publication Critical patent/CN107139588B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04581—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on piezoelectric elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04525—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits reducing occurrence of cross talk
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04541—Specific driving circuit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04586—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads of a type not covered by groups B41J2/04575 - B41J2/04585, or of an undefined type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04588—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits using a specific waveform
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/0459—Height of the driving signal being adjusted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04596—Non-ejecting pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14403—Structure thereof only for on-demand ink jet heads including a filter

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

减轻喷墨头中的串扰的影响的系统和方法。喷墨头具有利用压电驱动器喷射液态材料的液滴的油墨通道。提供给压电驱动器的驱动波形包括使压电驱动器激活以从油墨通道喷射液滴的喷射脉冲。当压电驱动器导致的喷墨头的油墨通道之间出现串扰时，喷射脉冲的幅度被修改以减轻油墨通道之间的串扰。

Description

一种喷墨打印系统以及减轻喷墨头中串扰的影响的方法
技术领域
以下公开涉及打印领域，尤其涉及在打印中使用的喷墨头。
背景技术
喷墨式打印是一种驱使油墨滴(也称为液滴)到例如纸张、3D打印基片等的介质上的打印类型。喷墨式打印机的核心包括一个或多个打印头(此处被称为喷墨头)，一个或多个打印头具有多个平行布置以便排出油墨液滴的油墨通道。典型的油墨通道包括喷嘴、腔和用于将油墨从腔喷出并穿过喷嘴的机构，该机构通常是连接到隔片(diaphragm)的压电驱动器。为了从油墨通道排出液滴，驱动电路为该油墨通道的压电驱动器提供包含喷射脉冲的驱动波形。响应喷射脉冲，压电驱动器在油墨通道内部生成压力振荡，以将液滴推出喷嘴。提供给各个压电驱动器的驱动波形控制液滴如何从每个油墨通道被喷出。
在缩小喷墨头的尺寸的尝试中，喷墨头内的油墨通道被更紧密地移动到一起。同样，按需喷墨(DoD)打印向着更高生产力和品质前进，其需要在高喷射频率下喷出的小液滴尺寸。喷墨头传递的打印品质取决于喷出或喷射特性，例如液滴速度、液滴质量(或体积/直径)、喷射方向等。喷墨头的性能可能受到喷墨头内的剩余振动和串扰的阻碍。串扰是一个油墨通道中的液滴的喷射造成对其他油墨通道中不希望的影响的现象。油墨通道之间的串扰可能造成油墨通道的喷射特性的变化。例如，串扰可能导致液滴质量或液滴速度与正常的情形(即，没有串扰的情形)相比降低。因此，希望减轻喷墨头中的串扰的影响以实现高品质打印。
发明内容
此处描述的实施例通过修改提供给油墨通道的驱动波形来减轻喷墨头中的串扰的影响。该驱动波形是脉冲波形，其中压电驱动器将会在脉冲上驱动或“点燃”，以从它相应的喷嘴喷射油墨的液滴。例如，在消极串扰的情形中，驱动波形可以被修改，以便过冲脉冲上的目标点燃幅度。应用于压电驱动器的带有更高幅度的脉冲增加液滴速度和重量，以便减轻消极串扰的影响。在积极串扰的情形中，驱动波形可以被修改以便比脉冲上的目标点燃幅度低。应用于压电驱动器的带有更低幅度的脉冲降低液滴速度和重量，以便减轻积极串扰的影响。这种方式的波形的修改用于减轻喷墨头中的串扰的影响。
在一个实施例中，系统包括喷墨头，喷墨头包含使用压电驱动器将液态材料的液滴喷射到介质上的多个油墨通道。系统同样包括为压电驱动器提供驱动波形的喷射脉冲生成器，其中该驱动波形包括使压电驱动器激活以从油墨通道喷射液滴的喷射脉冲。系统同样包括补偿控制器，该补偿控制器响应压电驱动器导致的喷墨头中的油墨通道之间的串扰，修改提供给压电驱动器的喷射脉冲的幅度，以减轻油墨通道之间的串扰。
在其他实施例中，该补偿控制器响应油墨通道之间的消极串扰，增大喷射脉冲的幅度。
在其他实施例中，该补偿控制器将喷射脉冲的上升沿调整为超过目标喷射电压。
在其他实施例中，该补偿控制器响应油墨通道之间的积极串扰，降低喷射脉冲的幅度。
在其他实施例中，该补偿控制器将喷射脉冲的上升沿调整为低于目标喷射电压。
在其他实施例中，系统包括识别喷墨头中的油墨通道之间的串扰的液滴分析器。喷射脉冲生成器为相邻的油墨通道中的压电驱动器提供驱动波形，液滴分析器测量从相邻的油墨通道喷射的液滴的喷射特性，以及将液滴的喷射特性与目标特性对比，以识别串扰。
在其他实施例中，喷射特性包括液滴的速度。
在其他实施例中，喷射特性包括液滴的质量。
其他实施例包括减轻喷墨头中的串扰的方法。所述方法包括为带有喷射脉冲生成器的压电驱动器提供驱动波形，其中该驱动波形包括使压电驱动器激活以从油墨通道喷射液滴的喷射脉冲。响应压电驱动器导致的喷墨头中的油墨通道之间的串扰，方法包括修改提供给压电驱动器的喷射脉冲的幅度以便减轻油墨通道之间的串扰。
其他实施例包括驱动电路，该驱动电路连接到喷墨头，喷墨头具有使用压电驱动器将液态材料的液滴喷射到介质上的多个油墨通道。驱动电路为压电驱动器提供驱动波形，其中驱动波形包括使压电驱动器激活以从油墨通道喷射液滴的喷射脉冲。响应压电驱动器导致的喷墨头中的油墨通道之间的串扰的存在，驱动电路修改驱动波形的喷射脉冲以增大或减小喷射脉冲的幅度，以减轻串扰的影响。
上述内容提供说明书的一些方面的基本知识。该内容不是说明书的广泛概述。它既不意欲识别说明书的关键或紧要元件，也不意欲刻画说明书的任何范围特定的实施例或权利要求的任何范围。它的唯一目的是作为稍后呈现的更详细的说明前奏，以简化形式呈现说明书的一些构思。
附图说明
现在，仅仅通过实例，并参考附图，描述本公开文本的一些实施例。在所有附图上，相同的参考数字代表相同元件或相同类型的元件。
图1示出喷墨头。
图2示出喷墨头的分解的透视图。
图3是喷墨头内部的一组油墨通道的横截面视图。
图4是单独的油墨通道的横截面视图。
图5示出用于喷墨头的标准喷射脉冲。
图6示出示范性实施例中的喷墨系统。
图7是示出示范性实施例中的减轻喷墨头中的串扰的影响的方法的流程图。
图8示出示范性实施例中的表明消极串扰的喷墨头的喷射特性。
图9示出另一个示范性实施例中的表明积极串扰的喷墨头的喷射特性。
图10示出示范性实施例中的用于喷墨头的修改后的驱动波形。
图11示出示范性实施例中的用于喷墨头的修改后的驱动波形。
具体实施方式
图和以下描述阐明特定的示范性实施例。这样理解，尽管此处没有明确地描述或展示，本领域技术人员也能够设计体现实施例的原理以及包含在实施例范畴内的各种配置。此外，此处描述的任何实例是想要帮助理解实施例的原理，并且应当被解释为不局限于这种具体列举的实例和条件。由此，发明构思不局限于下述特定的实施例或实例，而是由权利要求及其等效来限定。
图1示出喷墨头100。尽管图1中不可见，喷墨头100包括喷嘴面板表面102上的喷射或喷出诸如油墨(例如，水、溶剂、油或UV固化)的液态材料的液滴的一排或多排喷嘴。喷墨头100可以包含单色、双色或四色头。喷墨头100包括经由布线106连接到数据源的集成电子设备104。
图2示出喷墨头100的分解的透视图。喷墨头100形成多个油墨通道，每个油墨通道都能够分散油墨。尽管此处使用术语“油墨”，但是喷墨头100能够分散用于打印的不同类型的液态材料。每个油墨通道包括喷嘴、腔和用于从腔喷出油墨并穿过喷嘴的机构，典型地，该机构是隔片和压电驱动器。
在该实例中，喷墨头100包括外壳202、一系列平板203-206和压电装置208。外壳202是刚性构件，平板203-206附着在外壳202上形成喷墨头100。外壳202包括用于使压电装置208穿过并与隔板203交界的开口210。外壳202进一步包括面对平板203-206的表面上的一个或多个凹槽212，用于给油墨通道供应油墨。凹槽212包括一个或多个与油墨容器液体流通的孔213。
喷墨头100的平板203-206被彼此固定或结合以形成叠层板结构，该叠层板结构粘贴到外壳202。叠层板结构包括以下平板：孔板206、一个或多个腔板205、限流板204和隔板203。孔板206包括形成为一行或多行的多个喷嘴220。腔板205形成有对应于孔板206的喷嘴220的多个腔221。每个腔221能够保存要被喷出到相应的喷嘴220外的油墨。限流板204形成多个限流器222。限流器222将腔221流动地连接到油墨源，并控制进入腔221的油墨的流量。隔板203形成有隔片223和过滤部224。每个隔片223包含响应压电装置208的驱动而振动的一片半柔性材料。过滤部224从输入到油墨通道的油墨中去除杂质。
压电装置208包括多个压电驱动器230；每个油墨通道一个。压电驱动器230的末端接触隔板203中的隔片223。外部驱动电路(例如，电子设备104)能够选择性地对压电驱动器230应用驱动波形，其针对各自的油墨腔来振动隔片223。隔片223的振动使得油墨被从其相应的喷嘴220被喷射或喷出。喷墨头100可以因此通过有选择性地“激活”油墨通道而将油墨排出它们各自的喷嘴，从而打印期望的图案。
图3是喷墨头100内部的一组油墨通道302的横截面视图。喷墨头100包括多个平行的油墨通道302，部分油墨通道302在图3中示出。每个油墨通道302包括压电驱动器230、腔310和喷嘴220。压电驱动器230被配置为接收驱动波形，并响应驱动波形上的喷射脉冲来驱动或“点燃”。油墨通道302中的压电驱动器230的点燃在油墨通道302内创建压力波，使得液滴从喷嘴220喷射。
图4是单独的油墨通道302的横截面视图。图4中示出的板结构意指油墨通道302的基本结构的实例。可能有额外的平板被用于不同于图4所示的板结构，并且图4没必要按比例绘制。隔板203显示为连接到外壳202。隔板203的过滤部228与凹槽212形成的供应歧管402对齐。限流板204被夹在隔板203和腔板205中间。限流板204包括控制从供应歧管402到腔310的油墨的流量的限流器222。腔板205形成用于油墨通道302的腔310。孔板206具有用于油墨通道302的喷嘴220。
压电驱动器230是油墨通道302的驱动装置，以便喷射液滴。压电驱动器230直接将电能转换为线性运动。为了从油墨通道302喷射，具有一个或多个喷射脉冲的驱动波形被提供给压电驱动器230。喷射脉冲引起压电驱动器230的变形、物理位移或撞击，接着使腔310的壁变形。腔壁的形变在油墨通道302内部产生(当满足特定条件时)能够从油墨通道302喷射液滴的压力波。因此，当油墨通道302空闲时，标准喷射脉冲能够使得具有期望特性的液滴从油墨通道302喷射。图5示出用于喷墨头的标准喷射脉冲500。喷射脉冲500可以通过以下参数被表征：上升时间、下降时间、脉宽和幅度。喷射脉冲500从基线电压转变到目标喷射电压。基线和目标喷射电压之间的电位差代表喷射脉冲500的幅度。喷射脉冲500的这些参数可以影响来自喷墨头的液滴的喷射特性(例如，液滴速度和质量)。例如，喷射脉冲500的目标幅度提供要从油墨通道喷射的期望的速度和质量的液滴。可以为不同类型的喷墨头选择标准喷射脉冲500，来产生具有期望的形状(例如，球形)、尺寸、速度等的液滴。
下面提供利用喷射脉冲500从油墨通道喷射液滴的实例，例如从图4中的油墨通道302喷射。喷射脉冲500的上升沿502(即，第一斜边)使得压电驱动器在第一方向上位移，增大油墨通道并在油墨通道内产生负压力波。如同正压力波一样，负压力波在油墨通道内传播，并通过油墨通道中的结构变化被反射。喷射脉冲500的下降沿504(即，第二斜边)使得压电驱动器在相反的方向上位移，将油墨通道缩小到它的原始大小并产生另一个正压力波。当喷射脉冲500的下降沿504的时间合适时，由压电驱动器位移以缩小油墨通道尺寸而产生的正压力波将会与反射的正压力波结合，以形成使液滴从油墨通道的喷嘴被喷射的足够大的合成波。因此，由喷射脉冲500的下降沿产生的正压力波用于增强由于喷射脉冲500的上升沿502而在油墨通道内反射的正压力波。油墨通道的几何形状和驱动波形被设计为在喷嘴处生成大的正压力峰，其驱使油墨穿过喷嘴。
当油墨通道302如图3中所示的被密集地制作时，油墨通道302之间的串扰可能成为问题。例如，油墨通道302可能只有100微米的间距。如果一个油墨通道302中的压电驱动器230点燃(即，位移或撞击)以从它相应的喷嘴220喷射油墨，那么压电驱动器230的点燃可能造成相邻油墨通道302中的剩余振动(机械的和流体的两者)。油墨通道302之间的串扰可能造成油墨通道302的喷射特性的变化。例如，串扰可能使得液滴质量或液滴速度与正常的情形相比降低。下文描述的实施例通过变更提供给压电驱动器230的驱动波形来减轻喷墨头中的串扰的影响。
图6示出示范性实施例中的喷墨系统600。喷墨系统600包括用于为例如喷墨头620的喷墨头的压电驱动器提供波形的驱动电路601。喷墨头620被示出为包括多个油墨通道622，每个油墨通道622包括压电驱动器630、腔632和喷嘴634。喷墨头620的展现只是实例，因为驱动电路601可以连接到不同类型的喷墨头。喷墨头620可以具有如图1-4所示的喷墨头100所示的类似的结构。
驱动电路601包括存储器602、喷射脉冲生成器604和补偿控制器606。存储器602包括存储数据的任何设备。喷射脉冲生成器604包括为喷墨头620的压电驱动器630生成驱动波形的电路、固件或部件，其中驱动波形包含喷射脉冲。“喷射脉冲”被定义为使液滴以期望的特性从油墨通道622被喷射的脉冲。喷射脉冲生成器604被配置为有选择性地为油墨通道622提供喷射脉冲，以将油墨排出到介质上。此处描述的介质包括任何类型的材料，油墨或其他液体通过喷墨头被施加到介质上，用于打印，例如纸张、3D打印基片、布料等。
补偿控制器606包括调整、修改或改变用于喷墨头的压电驱动器的驱动波形的电路、固件或部件，以补偿或减轻喷墨头中的油墨通道之间的串扰。补偿控制器606能够修改通过喷射脉冲生成器604输出的驱动波形。例如，补偿控制器606可以包括被添加喷射脉冲生成器604的电路到或从喷射脉冲生成器604的电路移除的一个或多个电阻，以修改喷射脉冲生成器604输出的驱动波形。补偿控制器606能够改变驱动波形的形状，以减轻喷墨头中的串扰。
喷墨系统600同样可以包括液滴分析器610。液滴分析器610包括能够基于来自喷墨头的液滴的喷射特性来识别喷墨头中的串扰的系统。液滴分析器610在不同的实施例中可以具有不同的结构。在一个实施例中，液滴分析器610可以包括使用可视化技术分析喷墨头实际的液滴喷射/喷出的系统。例如，频闪可视化技术可以被使用，其使用高分辨率相机、多普勒激光测速(LDV)系统和分析从喷墨头的喷嘴喷射的液滴的频闪观测仪。这样的可视化技术可以被用于测量从油墨通道的喷嘴被喷射的液滴的速度和质量/体积。在另一个实例中，建模技术(例如，集总元件建模(LEM))可以被用于模拟喷墨头的液滴喷射/喷出。液滴分析器610能够评估喷墨头的实际性能或模拟喷墨头的性能，以识别头内存在或可能存在的串扰。
图7是示出示范性实施例中的减轻喷墨头中的串扰的影响的方法700的流程图。方法700的步骤将针对图6中的喷墨系统600来描述，尽管本领域技术人员会理解此处描述的方法可以通过其他未示出的装置或系统进行。此处描述的方法的步骤不是全部，并且可以包含其他未示出的步骤。
开始，补偿控制器606识别喷墨头620中的串扰(步骤702)。“识别”喷墨头中的串扰的步骤可以用各种方法进行。在一个实施例中，串扰值可以被预先提供在存储器602中，串扰值表明出现在喷墨头620中的串扰的类型(例如，消极的或积极的)。当连接到喷墨头620时，补偿控制器606可以访问存储器602，以识别出现在喷墨头620内的串扰的类型。
在另一个实施例中，补偿控制器606可以利用液滴分析器610，主动识别出现在喷墨头620内的串扰的类型。为了这样做，液滴分析器610可以响应驱动波形测量来自喷墨头620的液滴的喷射特性。驱动电路601为相邻的油墨通道622中的压电驱动器630提供驱动波形(步骤710)，测量从相邻的油墨通道622喷射的液滴的喷射特性(步骤712)，以及将液滴的喷射特性与目标特性进行对比，以便识别喷墨头620的串扰(步骤714)。作为例子，假定喷墨头620具有192个平行的油墨通道。驱动电路601可以发送驱动波形来点燃油墨通道1中的压电驱动器630。液滴分析器610测量从油墨通道1排出的液滴的喷射特性，并且将液滴的喷射特性与目标特性(例如，没有串扰的喷射特性或来自喷墨头的期望的喷射特性)进行对比。驱动电路601可以随后发送驱动波形来点燃油墨通道1-2中的压电驱动器630。液滴分析器610测量从油墨通道1-2排出的液滴的喷射特性，并将液滴的喷射特性与目标特性进行对比。驱动电路601可以随后发送驱动波形来点燃油墨通道1-3中的压电驱动器630。液滴分析器610测量从油墨通道1-3排出的液滴的喷射特性，并将液滴的喷射特性与目标特性进行对比。该处理可以继续直到足够数量的相邻油墨通道被点燃以识别串扰(例如，所有192个通道同时点燃)。液滴分析器610可以在相邻的油墨通道622点燃期间测量喷墨头620的喷射特性，并将喷射特性绘制为目标特性的百分比。
图8示出示范性实施例中的表明消极串扰的喷墨头的喷射特性。图8中的纵轴代表从喷墨头620测量的液滴的速度作为目标速度的百分比，图8中的横轴代表喷墨头620中的油墨通道622。线802代表，当压电驱动器630点燃以从油墨通道622喷射液滴时的液滴速度百分比。例如，在图8的左手边，当只有一个油墨通道喷射时，液滴速度大约是目标速度的100％。当10个相邻的油墨通道622喷射时(点804)，液滴速度下降到约91％。当25个相邻的油墨通道622喷射时(点806)，液滴速度下降到约81％。如从图8中的图表明显可见的，当由于压电驱动器630的点燃，更多相邻的油墨通道622在喷墨头620中喷射时，液滴速度下降。液滴速度下降的一个原因是油墨通道622之间的串扰(机械的和流体的)。图8的区域810所示的液滴速度的急剧下降表明喷墨头620中的串扰。由于液滴速度随着相邻的油墨通道622喷射而下落，喷墨头620会被表征为具有“消极串扰”。消极串扰是降低油墨通道的喷射特性(例如，速度、质量等)的串扰类型。
喷墨头同样可以具有“积极串扰”。积极串扰是增大油墨通道的喷射特性的串扰类型。图9示出另一个示范性实施例中的表明积极串扰的喷墨头的喷射特性。线902再次代表当压电驱动器630点燃以从油墨通道622喷射液滴时的液滴速度。在图9的左手边，当只有一个油墨通道622喷射时，液滴速度大约是目标速度的100％。当10个相邻的油墨通道喷射时(点904)，液滴速度提高到约105％。当25个相邻的油墨通道喷射时(点906)，液滴速度提高到约113％。如从图9中的图表明显所示的，当由于压电驱动器630的点燃，更多相邻的油墨通道在喷墨头620中喷射时，液滴速度提高。液滴速度提高的一个原因是油墨通道622之间的串扰。图9的区域910所示的液滴速度的急剧上升表明喷墨头620中的积极串扰。
当补偿控制器606识别喷墨头620中的串扰时(图7的步骤702)，记录可以被存储在存储器602中。例如，记录可以包括用于喷墨头620的标识符，以及表明对于喷墨头620识别的串扰类型的串扰值。其他模块可以访问存储器602以识别出现在喷墨头620内的串扰的类型。
为了减轻喷墨头620中的串扰的影响，补偿控制器606修改、改变或变更提供给油墨通道622的喷射脉冲的幅度(步骤704)。如果喷墨头620在油墨通道622之间具有消极串扰，那么补偿控制器606增大喷射脉冲的幅度(步骤716)。图10示出示范性实施例中的用于喷墨头的修改后的驱动波形1000。图10中的目标喷射电压代表在正常工作状态下提供期望的喷射特性的电压。当喷墨头620中存在消极串扰时，补偿控制器606将通过调整脉冲的喷射电压而增大喷射脉冲的幅度。为了增大图10中的喷射脉冲的幅度，补偿控制器606可以驱动喷射脉冲的上升沿1002到调整过的超过目标喷射电压的喷射电压。在基线电压和上升沿1002上的调整过的喷射电压之间的过渡大于基线电压和目标喷射电压之间的过渡，以增大喷射脉冲的幅度。例如，如果目标喷射电压是14V，那么喷射脉冲在上升沿1002上可以被驱动到调整过的喷射电压15V。喷射脉冲作为在上升沿1002上“过冲”目标喷射电压在图10中示出，其意味着它暂时地或对于喷射脉冲的整个脉宽超过目标喷射电压。
如果喷射脉冲停在如图10所示的目标喷射电压上(在暂时地过冲目标喷射电压之后)，那么补偿控制器606可以驱动喷射脉冲的下降沿1006低于基线电压。例如，如果基线电压是0V，那么喷射脉冲可以在下降沿1006上被驱动至-1V。在被驱动低于基线电压之后，喷射脉冲可以停在基线电压上的稳定状态。如图10中的修改后的喷射脉冲将具有比正常的喷射脉冲更高的总幅度，其为压电驱动器提供更多能量。接着使压电驱动器以更高速度点燃液滴。通过一个或多个压电驱动器的液滴的更快速喷射帮助减轻消极串扰的影响。
在图7中，如果喷墨头620具有油墨通道622之间的积极串扰，那么补偿控制器606降低喷射脉冲的幅度(图7中的步骤718)。图11示出示范性实施例中的用于喷墨头的修改后的驱动波形1100。图11中的目标喷射电压代表在正常工作状态下提供期望的喷射特性的电压。当喷墨头620中存在积极串扰时，补偿控制器606将通过调整脉冲的喷射电压来减小喷射脉冲的幅度。为了减小图11中的喷射脉冲的幅度，补偿控制器606可以驱动喷射脉冲的上升沿1102到调整过的低于目标喷射电压的喷射电压。在基线电压和上升沿1102上的调整过的喷射电压之间的过渡小于基线电压和目标喷射电压之间的过渡，以减小喷射脉冲的幅度。例如，如果目标喷射电压是14V，那么喷射脉冲在上升沿1102上可以被驱动到调整过的喷射电压13V。喷射脉冲作为在上升沿1102上“下冲(undershooting)”目标喷射电压在图11中示出，其意味着它暂时地或对于喷射脉冲的整个脉宽没有到达目标喷射电压。
如果喷射脉冲停在如图11所示的目标喷射电压(在暂时地下冲目标喷射电压之后)，那么补偿控制器606可以驱动喷射脉冲的下降沿1106不达到基线电压。例如，如果基线电压是0V，那么喷射脉冲可以在下降沿1106上被驱动至1V。在初始被驱动高于基线电压驱动之后，喷射脉冲可以停在基线电压上的稳定状态。如图11中的修改后的喷射脉冲将具有比正常的喷射脉冲更低的总幅度，其为压电驱动器提供更少能量。接着使压电驱动器以更低的速度点燃液滴。通过一个或多个压电驱动器的液滴的缓慢喷射帮助减轻积极串扰的影响。
图10-11所示的波形可以基于喷墨头的结构被反转。上述思想同样适用于反转的波形。
图中所示的或此处描述的各种部件中的任何一个可以作为硬件、软件、固件或这些的一些组合实现。例如，部件可以作为专用硬件实现。专用硬件可以被称为“处理器”、“控制器”或一些类似的专业词汇。当通过处理器提供时，功能可以通过单个专用处理器，通过单个共享处理器或通过多个单独的其中一些可以共享的处理器提供。另外，术语“处理器”或“控制器”的明确的使用不应当被解释排除其他能够执行软件的硬件，其可以隐含地包括而不限于，数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)或其他电路、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器、逻辑电路或其它一些物理硬件部件或模块。
同样，部件可以作为通过处理器或计算机执行的指令实现，以完成该部件的功能。一些指令的实例有软件、程序代码和固件。当通过处理器执行指令时，指令是可操作的，以便引导处理器完成元件的功能。指令可以存储在处理器可读的存储设备上。存储设备的一些实例有数字或固态存储器、例如磁盘和磁带之类的磁存储媒介、硬盘驱动器或光可读数字数据存储媒介。
尽管此处描述了具体的实施例，本发明的范围并不局限于的那些具体的实施例。本发明的范围由下面的权利要求及其任意等效定义。
本申请基于并要求2016年3月1日提交的美国专利申请No.15/058,085的优先权利益，其整个内容通过引用合并于此。

Claims (13)

1.一种喷墨打印系统，其特征在于，包括：
喷墨头，所述喷墨头包括多个油墨通道，所述多个油墨通道使用压电驱动器，将液态材料的液滴喷射到介质上；
喷射脉冲生成器，所述喷射脉冲生成器为所述压电驱动器提供驱动波形，其中所述驱动波形包括使所述压电驱动器激活以从所述油墨通道喷射所述液滴的喷射脉冲；
液滴分析器，所述液滴分析器识别所述喷墨头中的所述油墨通道之间的串扰；以及
补偿控制器，所述补偿控制器响应于所述油墨通道之间的消极串扰，增大所述喷射脉冲的幅度；或响应于所述油墨通道之间的积极串扰，减小所述喷射脉冲的所述幅度，其中，所述积极串扰指的是增大油墨通道的喷射特性的串扰类型，所述消极串扰指的是降低油墨通道的喷射特性的串扰类型。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述补偿控制器响应于所述油墨通道之间的消极串扰，增大所述喷射脉冲的所述幅度时，所述补偿控制器将所述喷射脉冲的上升沿调整为超过目标喷射电压。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述补偿控制器响应于所述油墨通道之间的积极串扰，减小所述喷射脉冲的所述幅度时，所述补偿控制器将所述喷射脉冲的上升沿调整为低于目标喷射电压。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
所述喷射脉冲生成器为相邻的油墨通道中的所述压电驱动器提供所述驱动波形；以及
所述液滴分析器测量从所述相邻的油墨通道喷射的所述液滴的喷射特性，并将所述液滴的所述喷射特性与目标特性进行对比，以识别所述串扰。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：
所述喷射特性包括所述液滴的速度。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于：
所述喷射特性包括所述液滴的质量。
7.一种减轻喷墨头中的串扰的方法，其特征在于：所述喷墨头包括使用压电驱动器将液态材料的液滴喷射到介质上的多个油墨通道，所述方法包括：
为带有喷射脉冲生成器的所述压电驱动器提供驱动波形，其中所述驱动波形包括使所述压电驱动器激活以从所述油墨通道喷射所述液滴的喷射脉冲；
识别所述喷墨头中的所述油墨通道之间的串扰；以及
响应于所述油墨通道之间的消极串扰，增大所述喷射脉冲的幅度，或响应于所述油墨通道之间的积极串扰，减小所述喷射脉冲的所述幅度，其中，所述积极串扰指的是增大油墨通道的喷射特性的串扰类型，所述消极串扰指的是降低油墨通道的喷射特性的串扰类型。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，增大所述喷射脉冲的所述幅度包括：
响应于所述油墨通道之间的消极串扰，增大所述喷射脉冲的所述幅度时，将所述喷射脉冲的上升沿调整为超过目标喷射电压。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，减小所述喷射脉冲的所述幅度包括：
响应于所述油墨通道之间的积极串扰，减小所述喷射脉冲的所述幅度时，将所述喷射脉冲的上升沿调整为低于目标喷射电压。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：
通过以下步骤识别所述喷墨头中的所述油墨通道之间的所述串扰：
为相邻的油墨通道中的所述压电驱动器提供所述驱动波形；
测量从所述相邻的油墨通道喷射的所述液滴的喷射特性；以及
将所述液滴的所述喷射特性与目标特性进行对比，以识别所述串扰。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述喷射特性包括所述液滴的速度。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述喷射特性包括所述液滴的质量。
13.一种喷墨打印驱动系统，其特征在于，包括：
驱动电路，所述驱动电路连接到喷墨头，所述喷墨头具有使用压电驱动器将液态材料的液滴喷射到介质上的多个油墨通道；
所述驱动电路为所述压电驱动器提供驱动波形，其中所述驱动波形包括使所述压电驱动器激活以从所述油墨通道喷射液滴的喷射脉冲；以及
所述驱动电路，响应于通过液滴分析器识别的所述压电驱动器导致的所述喷墨头中的所述油墨通道之间消极串扰的出现，增大所述喷射脉冲的幅度，或响应于所述油墨通道之间的积极串扰的出现，减小所述喷射脉冲的所述幅度，其中，所述积极串扰指的是增大油墨通道的喷射特性的串扰类型，所述消极串扰指的是降低油墨通道的喷射特性的串扰类型。
CN201710102843.6A 2016-03-01 2017-02-24 一种喷墨打印系统以及减轻喷墨头中串扰的影响的方法 Expired - Fee Related CN107139588B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/058,085 US9751302B1 (en) 2016-03-01 2016-03-01 Mitigating effects of crosstalk in an inkjet head
US15/058,085 2016-03-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107139588A CN107139588A (zh) 2017-09-08
CN107139588B true CN107139588B (zh) 2019-08-30

Family

ID=57960362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710102843.6A Expired - Fee Related CN107139588B (zh) 2016-03-01 2017-02-24 一种喷墨打印系统以及减轻喷墨头中串扰的影响的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9751302B1 (zh)
EP (1) EP3213919B1 (zh)
CN (1) CN107139588B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3653385B1 (en) 2018-11-19 2021-10-27 Canon Production Printing Holding B.V. A circuit and method for measuring voltage amplitude waveforms in a printer
JP7251211B2 (ja) * 2019-02-27 2023-04-04 セイコーエプソン株式会社 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置
CN109980084B (zh) * 2019-04-09 2020-12-01 京东方科技集团股份有限公司 喷墨打印头和喷墨打印设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6328397B1 (en) * 1998-09-07 2001-12-11 Hitachi Koki Co., Ltd. Drive voltage adjusting method for an on-demand multi-nozzle ink jet head
US6719390B1 (en) * 2003-03-31 2004-04-13 Hitachi Printing Solutions America, Inc. Short delay phased firing to reduce crosstalk in an inkjet printing device
CN102781673A (zh) * 2010-01-29 2012-11-14 惠普发展公司，有限责任合伙企业 压电打印头中的串扰减少
CN104589795A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 株式会社东芝 喷墨头及其控制方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101257291B (zh) 2008-03-31 2010-12-08 北大方正集团有限公司 一种梯形激励脉冲发生方法及装置
JP4866457B2 (ja) * 2009-09-15 2012-02-01 東芝テック株式会社 インクジェット記録装置、クロストーク低減方法
US9669627B2 (en) * 2014-01-10 2017-06-06 Fujifilm Dimatix, Inc. Methods, systems, and apparatuses for improving drop velocity uniformity, drop mass uniformity, and drop formation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6328397B1 (en) * 1998-09-07 2001-12-11 Hitachi Koki Co., Ltd. Drive voltage adjusting method for an on-demand multi-nozzle ink jet head
US6719390B1 (en) * 2003-03-31 2004-04-13 Hitachi Printing Solutions America, Inc. Short delay phased firing to reduce crosstalk in an inkjet printing device
CN102781673A (zh) * 2010-01-29 2012-11-14 惠普发展公司，有限责任合伙企业 压电打印头中的串扰减少
CN104589795A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 株式会社东芝 喷墨头及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3213919A1 (en) 2017-09-06
EP3213919B1 (en) 2019-10-23
US20170253028A1 (en) 2017-09-07
CN107139588A (zh) 2017-09-08
US9751302B1 (en) 2017-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4765491B2 (ja) インクジェット式記録ヘッドの駆動方法及びインクジェット式記録ヘッド並びに画像記録装置
US7988247B2 (en) Ejection of drops having variable drop size from an ink jet printer
JP5024589B2 (ja) 液滴吐出装置、液滴吐出特性補正方法及びインクジェット記録装置
CN107139588B (zh) 一种喷墨打印系统以及减轻喷墨头中串扰的影响的方法
JP2022145697A (ja) 落下速度均一性、落下質量均一性及び落下編成を改善するための方法、システム及び装置
US20120274689A1 (en) Liquid ejecting apparatus and method of controlling liquid ejecting apparatus
KR20080109089A (ko) 유체 액적 분사 장치 및 방법
KR20110021708A (ko) 임배디드 파형으로 가변적인 드롭 크기 분사를 제공하는 장치 및 프로세스
JP2019059131A (ja) 液体吐出装置
JP2019055545A (ja) 波形生成装置及びインクジェット記録装置
US9186891B2 (en) Inkjet head, driving device of inkjet head and driving method thereof
CN107139589B (zh) 喷墨打印系统及操作喷墨头的方法
US9944070B1 (en) Determination of a maximum jetting frequency for an inkjet head
US8567914B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
JP7043206B2 (ja) 波形生成装置及びインクジェット記録装置
JP5411830B2 (ja) インクジェット記録装置のインクジェットヘッドの駆動方法および駆動装置
JP5315540B2 (ja) インクジェット記録装置
JP7054880B2 (ja) 印刷装置および印刷方法
US20210229434A1 (en) Liquid discharge method, non-transitory computer-readable storage medium storing drive pulse determination program, and liquid discharge apparatus
JP5223256B2 (ja) 圧電素子の製造方法、及び、アクチュエータユニットの製造方法
JP2018190811A (ja) 圧電振動素子、液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置
Printheads et al. Thermal versus Piezoelectric Inkjet Printing
JPS6052351A (ja) インクジェット記録装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190830

Termination date: 20210224

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee