CN213947864U - 一种控制充电电压波形的喷码机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种控制充电电压波形的喷码机，包括：控制装置和喷头，其中，所述控制装置包括电压波形控制器，所述喷头包括充电槽和回收管；所述电压波形控制器用于控制每一个需要充电的墨滴的充电电压的波形从阈值电位开始朝着对应的目标充电电位上升，其中，所述阈值电位为施加在墨滴上却并不能使其偏离所述回收管的回收区域的电位，所述阈值电位低于墨滴对应的目标充电电位；所述充电槽与所述电压波形控制器连接，在所述电压波形控制器的控制下提供所述充电电压对穿过所述充电槽的所述每一个需要充电的墨滴进行充电。本实用新型实施例提出的喷码机，能够极大地改善了喷码机的打印效果。

Description

一种控制充电电压波形的喷码机

技术领域

本实用新型属于工业喷码及喷墨打印技术领域，具体涉及一种控制充电电压波形的喷码机。

背景技术

喷码机是一种通过计算机控制，使用非接触方式在产品上进行标识的喷墨打印设备，其基本结构可以参考图1，图1所示的喷码机包括喷头，喷头包括喷嘴1、充电槽2、偏转电极和回收管6，偏转电极包括一块负偏转电极板4和一块正偏转电极板5。喷嘴1以一定压力喷出连续且均匀的墨滴3，负偏转电极板4与正偏转电极板5之间的区域内形成偏转电场。喷码机进行喷印工作时，在计算机的控制下，喷嘴1以一定的压力喷出连续且均匀的墨滴3，墨滴3以一定的速度飞行穿过充电槽2时被充电或不被充电；墨滴3穿过充电槽2后继续飞行，穿过偏转电场，其中，被充电的墨滴3在飞行穿过偏转电场时，飞行轨迹会发生偏转，落在喷头下方以一定的移动速度经过的承印物7的表面上，形成特定的图案，例如图2所示的大写字母I；不被充电的墨滴3在飞行穿过偏转电场时，飞行轨迹不会发生偏转，依然沿直线飞行，不被充电的墨滴3会落在设置在喷嘴1正下方且位于承印物7上方的回收管6中，被回收管6回收，重新进入墨水系统，而不会落在承印物7的承印面上。

例如，打印如图2所示的一个纵向点阵数是5而总宽为3列的“I”字时，利用了喷嘴产生的连续的15个墨滴：其中有9个墨滴被充电而发生了偏转，落在承印物上形成了目标图案“I”；而有6个墨滴没有被充电，不发生偏转而落入回收管，重新进入墨水系统；其中，打印第一列的2个墨滴，中间间隔了3个墨滴；打印第二列的5个墨滴，是连续的5个墨滴；打印第三列的2个墨滴，中间间隔了3个墨滴。按照图2所示的示例，喷码机的打印顺序是第1列第1行、第5行，第2列第1行、第2行、第3行、第4行、第5行，第3列第1行、第5行。

喷码机工作在极限速度时，会出现喷嘴产生的墨滴连续被充电用于打印目标图案的情况，最极端的情况是喷印一个满点纵向列(例如图2所示的第2列)。以喷印一个满点纵向列为例，此时喷码机喷嘴所产生的连续墨滴中，对应于纵向点数(本例为5个)的墨滴都会被充电以发生偏转从而打印出所述满点纵向列。这些墨滴是连续相邻的墨滴，其间并没有不被充电从而落入回收管的墨滴(如果有不被充电而落入回收管的墨滴，则喷码机的工作速度就会变慢，这不属于极限速度的情况)。

仍然以图2为例，打印“I”字的充电电压的理想波形如图3所示：第1行墨滴的充电电压为V1，第2行墨滴的充电电压为V2，第3行墨滴的充电电压为V3，第4行墨滴的充电电压为V4，第5行墨滴的充电电压为V5。

但实际上，由于喷码机的工作速度极高，喷嘴产生墨滴的频率通常高达70KHz，相应地充电电压波形的频率也高达70KHz。在这么高的频率下，充电电压波形的上升沿和下降沿的陡度对充电电压波形的影响就会很大。具体而言，一个充电电压波形顶部的宽度，会受到它的前一个波形幅值的影响，如图4所示：第2列第5行墨滴的充电电压从V4开始上升，所以会较快达到幅值V5，此时充电电压波形的顶部比较宽；而第1列第5行和第3列第5行墨滴的充电电压都从零电压开始上升，所以会较慢达到幅值V5，因此充电电压波形的顶部比较窄。

在打印如图2所示的“I”字时，如果充电相位角在如图5所示的位置A，那么第1列第5行、第2列第5行以及第3列第5行墨滴的充电值都等于V5，这时打印效果正常，如图2所示。如果充电相位角在如图6所示的位置B，那么，第2列(即满点纵向列)第5行墨滴的充电值为V5，而第1列第5行和第3列第5行墨滴的充电值正上升到V4与V5之间而未达到顶部就充电完毕，这时打印效果不理想，如图7所示，第1列和第3列的最高点会低于第2列的最高点，即打印图案的第5行出现变形。可见，喷码机就工作在极限速度时，如果充电相位角变化较大，喷码机的打印效果可能会不理想。

因此，有必要研究出用来解决在极限速度下，充电相位角变化较大时，喷码机打印效果不佳的问题的技术方案。

实用新型内容

为了解决上述在极限速度下，充电相位角变化较大时，喷码机打印效果不佳的技术问题，本实用新型实施例提出了一种控制充电电压波形的喷码机，通过控制使每一个需要充电的墨滴的充电电压波形都从阈值电位开始上升到对应的目标电位，使得喷码机工作在极限速度下时，能极大地改善打印质量，而不受充电相位角变化的影响。

在本实用新型实施例的一方面，本实用新型实施例提出了一种控制充电电压波形的喷码机，包括：控制装置和喷头，其中，所述控制装置包括电压波形控制器，所述喷头包括充电槽和回收管；

所述电压波形控制器用于控制每一个需要充电的墨滴的充电电压的波形从阈值电位开始朝着对应的目标充电电位上升，其中，所述阈值电位为施加在墨滴上却并不能使其偏离所述回收管的回收区域的电位，所述阈值电位低于墨滴对应的目标充电电位；

所述充电槽与所述电压波形控制器连接，在所述电压波形控制器的控制下提供所述充电电压对穿过所述充电槽的所述每一个需要充电的墨滴进行充电。

在某些实施例中，所述电压波形控制器包括倍频充电控制器和电位控制器；

所述倍频充电控制器用于以N倍于墨滴发生频率的频率对充电电压进行倍频，获得倍频充电电压，其中，N为大于2的正整数；

所述电位控制器用于控制所述倍频充电电压的波形从阈值电位开始朝着对应的目标充电电位上升，以获得倍频拉低充电电压；

所述充电槽在所述电压波形控制器的控制下提供所述倍频拉低充电电压对穿过所述充电槽的所述每一个需要充电的墨滴进行充电。

在某些实施例中，所述阈值电位具有设定占宽比。

在某些实施例中，所述阈值电位为零电位。

在某些实施例中，所述电压波形控制器控制每一个需要充电的墨滴的充电电压的波形前部被拉低到所述阈值电位，或者每一个需要充电的墨滴的充电电压的波形后部被拉低到所述阈值电位。

在某些实施例中，所述阈值电位具有设定占宽比，所述设定占宽比为1/N、2/N或3/N。

在某些实施例中，所述N为2的倍数。

在某些实施例中，所述N为16。

在某些实施例中，所述阈值电位具有设定占宽比，所述设定占宽比为2/N或3/N。

在某些实施例中，所述喷头还包括喷嘴，所述控制装置还包括用于控制所述喷嘴以墨滴发生频率喷出连续且均匀的墨滴的喷嘴控制器。

本实用新型的有益效果：本实用新型实施例提出的控制充电电压波形的喷码机，通过控制使每一个需要充电的墨滴的充电电压的波形都从阈值电位开始朝着对应的目标充电电位上升，从而使得在极限速度下打印时，相同高度行的充电电压波形有着完全相同的形状，此时，即使充电相位角变化较大，相同高度行的墨滴都可以充到相同的电量，因此不会受到前一个充电电压波形的幅值影响，从而极大地改善了喷码机的打印效果。

附图说明

图1示出现有喷码机的结构示意图；

图2示出现有喷码机喷印大写字母I的喷印行和列的示意图；

图3示出现有喷码机打印出目标图形所用到的充电电压波形的理想形状，以及对应于每个位置上的墨滴的充电电压幅值的示意图；

图4示出针对图3所示的理想波形，在考虑了上升沿和下降沿后的实际形状的示意图；

图5示出当充电相位角为A时，第2列第5行墨滴的充电电压幅值与第1列第5行和第3列第5行墨滴的充电电压幅值相等的示意图；

图6示出当充电相位角为B时，第2列第5行墨滴的充电电压幅值等于V5，而第1列第5行和第3列第5行墨滴的充电电压幅值等于介于V4与V5之间的某一值的示意图；

图7示出当充电相位角为B时，打印效果变形的情况(其中第1列第5行和第3列第5行墨滴的位置低于第2列第5行墨滴的位置)的示意图；

图8示出本实用新型实施例提出的喷码机在应用倍频技术后的充电电压波形(其中每一个墨滴的充电电压波形，都是从阈值电压开始上升的，不受前一个墨滴的充电电压幅值的影响)的示意图；

图9示出本实用新型实施例提出的控制充电电压波形的喷码机的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。

如本文中所述，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“一个实施例”及其类似表述可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”及其类似表述可以被理解为“至少一个其它实施例”。

如前所述，如果喷码机工作在极限速度，而且充电相位角变化较大，可能会导致打印的图案出现变形，打印效果不理想，打印质量不佳。

基于此，本实用新型实施例提出了一种控制充电电压波形的喷码机，使每一个需要充电的墨滴的充电电压波形都从阈值电位开始上升到对应的目标电位，因此不会受到前一个充电电压波形的幅值影响，如图8所示。因此，本实用新型实施例提出的一种控制充电电压波形的喷码机，即使在极限速度下打印，相同高度行的充电电压波形都有着完全相同的形状。这时，即使充电相位角变化较大，相同高度行的墨滴都可以充到相同的电量，从而极大地改善喷码机的打印效果。

本实用新型实施例提出的一种控制充电电压波形的喷码机，如图9所示，包括：控制装置(未图示)和喷头，其中，控制装置包括喷嘴控制器和电压波形控制器，喷头包括喷嘴11、充电槽12、偏转电极和回收管16。

所述喷嘴控制器用于控制喷嘴11以墨滴发生频率喷出连续且均匀的墨滴13。

所述电压波形控制器用于控制每一个需要充电的墨滴的充电电压的波形从阈值电位开始朝着对应的目标充电电位上升，其中，所述阈值电位为施加在墨滴上却并不能使其偏离所述回收管16的回收区域的电位，所述阈值电位低于墨滴对应的目标充电电位。在一可选实施例中，所述阈值电位具有设定占宽比，所述设定占宽比的选择，以“能达到相同高度行的充电电压波形有着完全相同形状的前提下，占宽比尽可能小”为准。在一优选实施例中，可以选用最佳设定占宽比作为所述设定占宽比，所述最佳设定占宽比可以经测试获得，在此不再赘述。可以理解，由于充电电路设计的不同以及元器件性能上的差异，充电电压波形上升沿和下降沿的陡度有所不同，所需拉低到阈值电压的最佳设定占宽比亦有所不同。

在一个实施例中，所述充电电压的波形从阈值电位开始，可以由每一个需要充电的墨滴自身的充电电压波形提供，即在每一个墨滴的充电周期前端将充电电压波形前部拉低到所述阈值电位；也可以是有其前一个墨滴的充电电压波形提供，即在所述前一个墨滴的充电周期末端将充电电压波形后部拉低到所述阈值电位。

喷嘴11与所述喷嘴控制器连接，在所述喷嘴控制器的控制下以墨滴发生频率喷出连续且均匀的墨滴13。

充电槽12与所述电压波形控制器连接，在所述电压波形控制器的控制下提供所述充电电压对穿过所述充电槽12的需要充电的墨滴进行充电。

偏转电极包括一块负偏转电极板14和一块正偏转电极板15，负偏转电极板14与正偏转电极板15之间的区域内形成偏转电场，所述偏转电场能够促使飞行穿过的被充电墨滴的飞行轨迹发生偏转。

所述回收管16设置在喷嘴11下方以回收未被充电的墨滴。

工作时，偏转电场促使飞行穿过的被充电墨滴的飞行轨迹发生偏转，以落在喷头下方经过的承印物17的表面上形成图案，未被充电的墨滴在飞行穿过偏转电场时飞行轨迹不会发生偏转，从而被回收管16回收，重新进入墨水系统，而不会落在承印物17的承印面上。

在本实用新型实施例中，通过控制每一个需要充电的墨滴的充电电压的波形从都阈值电位开始朝着对应的目标充电电位上升，可以使得对不同的需要充电的墨滴而言，只要是属于同一行的墨滴(例如图2中的第1列第5行、第2列第5行和第3列第5行)，其充电电压波形都是从阈值电位开始朝着对应的目标充电电位上升，因此在极限速度下打印时，相同高度行的充电电压波形有着完全相同的形状，这时，即使充电相位角变化较大，相同高度行的墨滴都可以充到相同的电量，因此不会受到前一个充电电压波形的幅值所影响，打印图案的第5行不会出现变形的情形。

本实用新型实施例提出的控制充电电压波形的喷码机在连续不间断使用墨滴喷印的场景中技术效果尤为突出。

在一个实施例中，所述电压波形控制器包括倍频充电控制器和电位控制器。

所述倍频充电控制器用于以N倍于墨滴发生频率的频率对充电电压进行倍频，获得倍频充电电压，其中，N为大于2的正整数。

所述电位控制器用于控制所述倍频充电电压的波形从阈值电位开始朝着需要充电的墨滴对应的目标充电电位上升，以获得倍频拉低充电电压。在一个实施例中，所述倍频充电电压的波形从阈值电位开始朝着需要充电的墨滴对应的目标充电电位上升，可以是将每一个需要充电的墨滴的倍频充电电压的波形后部拉低到所述阈值电位，即通过在当前墨滴的充电周期的末端将充电电压拉低到阈值电位，以使其下一个墨滴的充电电压波形从所述阈值电位开始上升；也可以是将每一个需要充电的墨滴的倍频充电电压的波形前部拉低到所述阈值电位，即通过在当前墨滴的充电周期的前端将充电电压拉低到阈值电位，从而使当前墨滴的充电电压波形是从所述阈值电位开始上升。

所述充电槽12在所述电压波形控制器的控制下提供所述倍频拉低充电电压对穿过所述充电槽12的需要充电的墨滴进行充电。

在本实用新型实施例中，采用N倍于墨滴发生频率的倍频充电电压来控制墨滴的充电，并使得对需要充电的墨滴进行充电的电压波形从阈值电位开始朝着目标充电电位上升，从而使得在极限速度下打印时，相同高度行的充电电压波形有着完全相同的形状。此时，即使充电相位角变化较大，相同高度行的墨滴都可以充到相同的电量，因此不会受到前一个充电电压波形的幅值所影响。

本实用新型实施例提出的控制充电电压波形的喷码机采用N(N为大于2的正整数)个充电电压波形去控制一个墨滴的充电，相比用一个充电电压波形去控制一个墨滴的充电的方式来说，可以便于对N个充电电压波形进行单独控制，从而可以在每一个墨滴的N个充电电压波形的后部(或者其下一个墨滴的充电波形的前部)有一定比例数量的波形被控制在阈值电位(例如零电位或不足以让墨滴偏离回收管口的低电位)。

在一个实施例中，所述阈值电位可以是零电位或不足以让被充电墨滴偏离回收管的回收区域的低电位。

在一个实施例中，所述电位控制器将所述倍频充电电压的波形的前部或者后部在所述设定占宽比内拉低到阈值电位，获得所述倍频拉低充电电压。在一可选实施例中，设定占宽比为1/N、2/N或3/N等。

在一个实施例中，所述N为2的倍数，例如N为4、8、16、32等。

下面以两个具体测试示例说明本实用新型实施例的技术效果。在一个测试示例中，墨滴发生频率为64KHz，倍频充电控制器采用16倍于墨滴发生频率(即16X64＝1024KHz)的倍频充电电压，电位控制器将每一个充电波形后部(或者其下一个充电波形的前部)的3/16波宽拉低到零电位，而用剩下的13/16波宽对墨滴充电，经测试，喷码机工作在极限速度下仍能取得良好的喷印效果，未出现列末端变形的情况。在另一个测试示例中，墨滴发生频率为62.5KHz，倍频充电控制器采用16倍于墨滴发生频率(即16X62.5＝1000KHz)的倍频充电电压，电位控制器将每一个充电波形后部(或者其下一个充电波形的前部)的2/16(即1/8)波宽拉低到零电位,而用剩下的14/16(即7/8)波宽对墨滴充电，经测试，喷码机工作在极限速度下仍能取得良好的喷印效果，未出现列末端变形的情况。上述测试示例中以N为16为例进行了说明，可以理解，N还可以采用其他大于2的值。另外，上述测试示例中，设定占宽比为2/N，或者3/N，可以理解，设定占宽比还可以采用其他值，只要达到相同高度行的充电电压波形有着完全相同的形状即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制充电电压波形的喷码机，其特征在于，包括：控制装置和喷头，其中，所述控制装置包括电压波形控制器，所述喷头包括充电槽和回收管；

所述电压波形控制器用于控制每一个需要充电的墨滴的充电电压的波形从阈值电位开始朝着对应的目标充电电位上升，其中，所述阈值电位为施加在墨滴上却并不能使其偏离所述回收管的回收区域的电位，所述阈值电位低于墨滴对应的目标充电电位；

所述充电槽与所述电压波形控制器连接，在所述电压波形控制器的控制下提供所述充电电压对穿过所述充电槽的所述每一个需要充电的墨滴进行充电。

2.根据权利要求1所述的控制充电电压波形的喷码机，其特征在于，所述电压波形控制器包括倍频充电控制器和电位控制器；

所述倍频充电控制器用于以N倍于墨滴发生频率的频率对充电电压进行倍频，获得倍频充电电压，其中，N为大于2的正整数；

所述电位控制器用于控制所述倍频充电电压的波形从阈值电位开始朝着对应的目标充电电位上升，以获得倍频拉低充电电压；

所述充电槽在所述电压波形控制器的控制下提供所述倍频拉低充电电压对穿过所述充电槽的所述每一个需要充电的墨滴进行充电。

3.根据权利要求1或2所述的控制充电电压波形的喷码机，其特征在于，所述阈值电位具有设定占宽比。

4.根据权利要求1或2所述的控制充电电压波形的喷码机，其特征在于，所述阈值电位为零电位。

5.根据权利要求1或2所述的控制充电电压波形的喷码机，其特征在于，所述电压波形控制器控制每一个需要充电的墨滴的充电电压的波形前部被拉低到所述阈值电位，或者每一个需要充电的墨滴的充电电压的波形后部被拉低到所述阈值电位。

6.根据权利要求2所述的控制充电电压波形的喷码机，其特征在于，所述阈值电位具有设定占宽比，所述设定占宽比为1/N、2/N或3/N。

7.根据权利要求2所述的控制充电电压波形的喷码机，其特征在于，所述N为2的倍数。

8.根据权利要求2或7所述的控制充电电压波形的喷码机，其特征在于，所述N为16。

9.根据权利要求8所述的控制充电电压波形的喷码机，其特征在于，所述阈值电位具有设定占宽比，所述设定占宽比为2/N或3/N。

10.根据权利要求1或2所述的控制充电电压波形的喷码机，其特征在于，所述喷头还包括喷嘴，所述控制装置还包括用于控制所述喷嘴以墨滴发生频率喷出连续且均匀的墨滴的喷嘴控制器。

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