专利名称：喷墨打印机的打印方法及适于应用该方法的喷墨打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨打印机的打印方法，此喷墨打印机包含一个充有油墨的室，墨室带一个喷嘴并在操作上与一个压电致动器相连接，此方法包括对致动器通电使之变形，由于变形而在室内形成压力波，利用压力波使墨滴从喷嘴喷射和使致动器变形，对由于该致动器变形而产生的电信号进行分析。本发明还涉及一种适于应用这种方法的打印机。
背景技术：
欧洲专利申请EP 1013453中谈到这类方法中的一种。此申请书中的压电型喷墨打印机有一个打印头，它包含一些墨室(也叫做“墨管”或简称“管”)，每个室在操作上与一个压电致动器相连接。在一个实施例中，墨室有一个柔软的壁，它在与之相连的致动器通电时能变形。壁的变形在室内产生压力波并给出足够的强度，结果使墨滴从该室的喷嘴喷出。而且压力波反过来使壁变形，并传至压电致动器。在这种变形的作用下致动器产生一个电信号。
从该申请可知，分析这个信号可以获得有关相应于该致动器的墨室的状态。因而可以根据此信号推断室内是否有气泡或别的不规则性，喷嘴是否清洁，墨室内有没有什么机械缺陷，等等。原则上，影响到压力波本身的任何不规则性可以通过对该信号的分析来跟踪。
上面方法的一个缺陷是，作为对管道内压力波引起的变形的反应而由压电致动器产生的信号往往很复杂，而且还可能存在随机干扰(噪声)。曾经发现，管道内的压力波不是简单的正弦波或别的简单波形。这必定会产生一个比较复杂的信号。显然压力波不光是由墨滴刚喷射前致动器的变形而产生的，还有大量其它的产生压力波的偶发事件。这种复杂压力波的结果是，致动器由于压力波而产生的信号也很复杂。这样一来复杂信号的分析需要复杂的测量电路和/或比较长的处理时间。这尤其对于具有很多墨室的喷墨打印机是个缺陷，如果打印机的每个室在每次通电后都需进行不规则性检验的话。首先，要把每个室的测量电路集装到该喷墨打印机内将是一件昂贵的事情，另外在下一个墨滴必须从该室喷射之前的时段内(通常为10-4秒)要完成分析往往是困难的。应当明白，特别是对于需要高打印质量的应用(例如打印彩色照片及制作广告牌)，需要在每次通电后检验每一个墨室。
发明内容
本发明的目的是产生一种消除上述缺陷的方法。为此发明了一种方法，这时在分析之前对信号进行调整，办法是从该信号中剔除非随机的影响(contribution)，它来源于由这次致动器通电中不同的偶发事件。本发明利用了这样一个认知，即不同于本次致动器通电的事件至少是部分已知的事件。例如，室中可能有前一些压电致动器通电的残余波。来源于不同墨室的压电致动器通电的喷墨头的机械变形(例如打印过程中打印头某处产生的周期性变形)等也可能影响压力波。打印过程必然发生但不引起打印头(因而也就引起充墨的室)的直接变形的其它事件，也可能对室中压力波有很大的影响。因此，当压电致动器因压力波而变形所产生的电信号也受到这些事件很大的影响。这将使要分析的真实信号变坏，后者是指倘若室中的压力波纯粹是由导致墨滴喷射的压电致动器通电而产生的信号。本发明现在利用这样一个事实对压力波的影响往往是由这些事件中的一个或几个决定的，因而它们对电信号的影响也可以予先确定。例如，可以在打印机生产之前或之后，或者在维修期间确定这种影响。一旦确定就意味着这类影响可以采用适当的滤波器等从信号中剔除。这样就可获得“干净”得多的信号，从该信号跟踪墨室内的不规则性也容易得多。
在一个实施例中，从同一个致动器更早的一次或几次通电中产生的信号已被剔除。曾经发现，由压电致动器通电产生的压力波需要比较长的时间才能完全衰减。在一个典型的压电喷墨头中，致动器的最大通电频率为104HZ。这意味着在必须以最小的间隔时间从同一墨室喷射两滴油墨的情况下，两次致动之间的时间仅为1×10-4秒。在如此短的时间内，压力波往往不会完全衰减。因此，在一次新的致动时，如果紧接它之前还有一次致动，则这个室内先前的压力波将留下很大的残余压力波，此残余压力波也将对压电致动器的变形有影响，因而也对因这个压电致动器变形产生的电信号有影响。根据室内的声学条件可能出现这样的情况在新一次通电之前两个或多个1×10-4秒周期发生的致动仍留下很大的残余压力波。由于这类残余压力波是明确界定并可以预先确定的，故它对被分析信号的影响也可以确定。把这个影响剔除可以使被分析信号变得更简单。应当指出，两喷射脉冲之间的时间可能与上述周期的几倍稍存差异，这是因为打印头的运动不是完全均匀等造成的。当然，本发明可以考虑这种偏差。
在另一个实施例中，打印机包含一个或多个附加的喷射墨滴的室，由这些室通电所产生的对被分析信号的影响被从该信号中剔除。曾经发现，相邻室的压电致动器通电可能在考虑中的室内产生压力波。由这类邻近致动器的通电还使该致动器周围产生变形。如果考虑中的室处在变形很显著的区域内，则这种变形可能在该室内产生压力波。由于这种变形显然可以预先确定，它对被考虑中的室的信号分析的最终影响也可以预先确定。利用本发明可以将这种影响从信号中剔除。
本发明还涉及一种打印机，它包含充有油墨的室，此室设有喷嘴并在操作上与一个压电致动器相连接，给致动器通电可在室内产生压力波，致动器与一个测量电路相连接，以测量由于压力波引起致动器变形而产生的电信号，这个测量电路带一个滤波器，以将不是由致动器该次通电产生的对信号的非随机影响从该信号中剔除。
现在将参照以下例子对本发明进行描述。
图1是一个喷墨打印机的示意图。
图2示意地显示喷墨打印头的一个元件。
图3表示适于本发明方法的一个电路示意图。
图4示意地表示由压电致动器变形所产生的一些信号。
具体实施例方式
图1图1示意地表示一个喷墨打印机。在此实施例中，打印机包括一个辊子10，它支撑着接收介质12并沿着4个打印头16引导接收介质。辊子10可围绕其轴线旋转，如箭头A所示。托架14装着4个打印头16，一个打印头为一种颜色(蓝绿、深红、黄、黑)，托架可如双箭头B所示在平行于辊子10的方向往复运动。这样打印头16就可以扫描接收介质12。托架14被在导杆18和20上被引导，并由适当的装置(未示)驱动。
在图中所示的实施例中，每个打印头16包含8个墨室，每个有它自己的出口22，它们形成一个垂直于辊子10的轴线的假想线。在现实的打印装置中，每个打印头16的墨室数目要多许多倍。每个墨室装有一个压电致动器(未示)和相应的致动及测量电路(未示)，如图2和3所示。每个打印头还包括一个控制部件，用来调整致动脉冲。这样一来，墨室、致动器、致动电路、测量电路和控制部件构成一个系统，用以在辊子10的方向喷射墨滴。偶尔或许不一定要把控制部件和/或致动和测量电路的所有元件等在实际上包含在实际打印头16内。也可以把这些部件等置于托架14甚至离打印头更远的元件之内，而与打印头16本身内的元件相连接。但是这样一来就形成打印头的一个功能元件而在实际上不装在打印头内。如果致动器是按图像方式通电，则在接收介质12上形成一个由单独墨滴组成的图像。
图2在图2中的墨室5装有一个机电致动器2，在此例中为压电致动器。墨室5是由基板1内的槽形成的，其顶部主要由压电致动器2限定。在末端，墨室5汇合成一个由喷嘴板形成的出口22，在该喷嘴板中在管道位置做了一个凹坑。当脉冲发生器4的脉冲通过致动电路加到致动器2上时，致动器在管道方向偏转。结果管道内的压力突然增加，使得墨滴从出口22中喷出。墨滴喷射刚完结时管道内还存在一个压力波，而且随着时间而衰减。这个波使致动器2产生变形，从而产生一个电信号。此信号与所有影响压力波形成及其阻尼的参数有关。因而通过测量该信号可以得到有关参数的信息。利用这个信息可以控制打印过程。
图3图3是在一个优选实施例中压电致动器2、致动电路(元件3、8、15、2和4)、测量电路(元件2、15、8、7、9、11、30和31)及控制部件31的示意图。致动电路(带脉冲发生器4)和测量电路(带放大器9)通过公共线5与致动器2相连接。这些电路用转换开关8开合。当脉冲发生器4的脉冲加到致动器2上之后，元件2即因墨室内产生的压力波而变形。此变形由致动器2转换为电信号。致动器的实际致动一完成，开关就打到使电路打开、测量电路闭合的位置。由致动器产生的电信号经过线7被放大器接收。在此实施例中，伴随产生的电压通过线11送给滤波器30，后者除了存在一些噪声以外，将不是由加到致动器2的脉冲直接产生的对该电压的非随机影响除掉。这类影响可以贮存在一个存储器(未示)内并简单地从实际信号中消除掉。为校正而对非随机影响进行调整也是本发明范围的一部分。为此部件30可通过一个处理器(未示)接收有关打印过程的信息。
经过修正的信号被送到分析部件31。在那儿对信号进行实际分析，这从本说明书前面提到的以前的技术中已经清楚。需要的话，可通过单元32将控制信号传给脉冲发生器4。举例来说，如果分析表明在室中有起伏的气泡或扰动，使墨滴的喷射受到干扰，则通过单元32中断脉冲的产生。部件31通过导线33与打印机的中央处理器(未示)连接。这样，就可以与打印机的其它部分和/或外界交换信息。
图4图4分为图4A、4B和4C，表示由于压电致动器变形可能产生的一些电信号。
图4A是当墨室内因存在压力波而变形时由致动器产生的一种信号例。这是一个阻尼正弦波信号，可以由在操作上与不存在干扰(如气泡、沉淀、机械缺陷等)的墨室相连的压电致动器产生，其中除了由压电致动器通电产生的原始压力波外没有其它对压力波的影响。这样形成的是一个衰减缓慢的简单压力波，它反过来由压力波引起变形的压电致动器产生一个正弦形电信号。
图4B是这类电信号的一个例子，它可以由在实际情况下(也即在打印机实际用来制作图像的过程中)的压电致动器产生。这个信号比较复杂，由致动器变形形成的压力波不仅是压电致动器本身通电的结果，而且还有在压电致动器通电时未完全衰减的残余压力波的影响，以及从邻近墨室压电致动器通电带来的影响(交叉干扰)。这就是通过导线11传给单元32的信号(见图3)。对这类信号的分析需要复杂的元件和计算方法。
图4C表示和图4B同样的信号，但已对残余压力波和交叉干扰的影响经过校正。为此目的，部件30(见图3)将这些影响从信号中滤去。经调整过的信号被送到单元31。在这种情况下，显然可见在基准信号上有高频干扰。这表明在相关的墨室内存在机械缺陷。
权利要求
1.一种用于喷墨打印机的方法，此打印机包括设有喷嘴的充有油墨的室，所述室在操作上与压电致动器相连，该方法包括---给致动器通电使它变形；---由于这种变形而在室内形成压力波，通过此压力波使墨滴从喷嘴喷射出，并使致动器变形，这种变形使该致动器产生电信号；---对所述信号进行分析；其特征在于在分析前对信号进行调整，将不是由所述致动器通电而产生的对该信号的非随机影响从信号中除掉。
2.如权利要求1的方法，其特征在于由同一致动器以前的一次或多次通电而产生的对信号的影响被去除。
3.如上述任一项权利要求所述的方法，其中打印机包括一个或多个用来喷射墨滴的另外的墨室，其特征在于由这些另外的室中一个或多个通电而产生的对信号的影响被从该信号中去除。
4.一种打印机，包括充有油墨的室，所述室设有喷嘴并在操作上与压电致动器相连，该致动器通电后在室内产生压力波而且与该致动器与测量电路连接，以测量由于压力波使它变形而产生的电信号，其特征在于测量电路设有滤波器，用来从信号中去除不是由所述致动器的通电产生的对该信号的非随机影响。
全文摘要
本发明涉及一种用于喷墨打印机的方法，此打印机包括充有油墨的室，该室设有喷嘴并在操作上与一个压电致动器相连接，这种方法包括对致动器通电使之变形，由于这种变形而在室内形成压力波，借助压力波从喷嘴中喷射滴墨，且致动器产生变形，并因变形而产生一个电信号，对该信号进行分析，在分析前对信号进行调整，从该信号中消除不是致动器该次通电而产生的对该信号的非随机影响。本发明还涉及一种适用于实施此方法的喷墨打印机。
文档编号B41J2/125GK1680100SQ200510063848
公开日2005年10月12日 申请日期2005年4月7日 优先权日2004年4月7日
发明者H·M·J·M·博伊斯坦 申请人:奥西-技术有限公司