[發明專利]用于檢測噴墨打印頭流體室操作狀態的方法

有效

• 申請號: 200980133648.3
• 申請日: 2009-08-18
• 公開（公告）號: CN102131644A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: R·H·希珀斯
• 申請（專利權）人: 奧西-技術有限公司
• 主分類號: B41J2/045
• 分類號: B41J2/045
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰

技術領域

本發明涉及一種用于檢測噴墨打印頭流體室操作狀態的方法，其中會對所產生的壓力波進行檢測和分析。

背景技術

在已知的具有噴墨打印頭的噴墨打印設備中，噴墨打印頭包括噴墨流體室。在流體室中保持有噴墨流體。流體室包括至少一個開口(通常亦稱為噴嘴或噴口)，可通過該開口噴射液滴。可通過多種已知技術之一來產生噴射。例如，噴墨流體的局部加熱可用于產生氣泡，由于該氣泡，使得在流體室內引起了壓力，從而導致液滴通過噴嘴噴射。在另一種已知打印頭中，諸如壓電元件之類的機電換能器用于在流體室中產生壓力變化，以便噴射液滴。

為了保證打印質量，噴墨液滴的噴射可能是關鍵的。特別地，液滴可能以錯誤的角度和/或以錯誤的速度噴射，或者可能由于灰塵、空氣或流體室中的任何其他擾動而完全不能噴射。此外，如果噴墨打印設備在某些場合下使用時，錯誤的噴射可導致不可用的結果。因此，確定流體室是否處于良好操作狀態是有利的，并且如果已確定流體室未處于良好操作狀態，則例如使用另一個流體室在預期位置噴射液滴。

為了確定流體室是否處于合適的操作狀態，即，確定流體室中是否不存在任何障礙或擾動，可對流體室的聲學性質進行檢測。任何室都具有預定的聲學表現。如果在流體室中引入壓力波(例如聲波)，則壓力波將隨時間在流體室中反射和衰減。對所產生的壓力波的響應進行檢測允許檢查出流體室中是否存在諸如灰塵或氣泡之類的對象。這種方法和相應裝置在現有技術中是已知的。

在現有技術中，將所檢測的、得到的壓力波與從無擾動流體室中獲得的參考壓力波進行比較。如果在比較中確定出具有明顯差異，則流體室可被認為受到擾動，因此流體室可被認為處于無效狀態。然而，這種確定方法對于噪聲和其他測量缺陷敏感。此外，快速比較會導致錯誤的決定，即，錯誤地確定流體室處于無效狀態或者錯誤地確定流體室處于有效狀態(operative?state)。可通過合適的信號處理來減少許多錯誤決定，而信號處理不可避免地導致相對長的處理時間。然而，人們期望的是在后續使用同一流體室前確定該流體室的操作狀態。

發明內容

本發明的一個目的是要提供一種用于可靠地確定流體室操作狀態的方法。

上述目的在根據權利要求1的方法中得以實現。在本發明進一步的方面中，如權利要求8所述的，本發明提供了一種用于執行根據本發明方法的打印設備。

在根據本發明的方法中，在流體室中產生壓力波。該壓力波可以是用于噴射液滴的壓力波，或者該壓力波可以是一種構造成用于操作狀態檢測的壓力波，即不是為了用于噴射液滴。此外，噴墨打印頭可構造成通過產生這種壓力波來噴射噴墨液滴，但是噴墨打印頭也可構造成通過任何其他技術來噴射液滴并且可構造成僅產生這種用于操作狀態檢測的壓力波。

可通過任何合適裝置產生壓力波。這種裝置包括諸如壓電致動器之類的機電換能器。其他合適裝置對于本領域技術人員是已知的。例如，可采用通過加熱來產生氣泡。請注意，優選的是，在每次產生壓力波時，壓力波的形狀基本相同，這使得能夠將所得到的壓力波與參考壓力波進行比較。

然后，對所得到的壓力波進行檢測。可通過任何合適的裝置來執行檢測。例如，可使用機電換能器。而且，如現有技術中已知的，如果機電換能器被用于產生壓力，則可用同一機電換能器進行檢測。

基于所檢測的壓力波，產生了對應于所檢測壓力波的檢測信號。通常，檢測裝置輸出對應于所檢測壓力波的電信號。

從檢測信號確定狀態標識。此外，使用了小波窗口。小波窗口可用于確定檢測信號的小波變換，由此獲得小波變換檢測信號。在一個實施例中，可采用參考信號。這種參考信號可以是處于有效狀態的流體室的小波變換壓力波。然后，可將小波變換檢測信號和參考信號進行比較。然而，如后文將詳細描述的，在一個實施例中，對所有信號均不執行完整的小波變換，盡管這樣的實施例以小波理論為基礎。

在一個實施例中，小波窗口包括正弦波。使用正弦波允許對檢測信號中的基本單頻成分進行檢測。特別地，這種頻率基本等于流體室的諧振頻率。響應于所產生的壓力波，除了在流體室中諧振的任何頻率外，壓力波中的大多數頻率相對快速地衰減。結果，諧振頻率不被結構衰減，而是僅由于流體動力學而衰減。因此，在一段短的時間后，流體室的諧振頻率得以保持，而其他頻率消失。由于流體室中任何對象和/或擾動改變了流體室的諧振頻率，對諧振頻率(頻率、幅度、相位)的檢測提供了關于流體室成分的信息。選擇小波窗口，使其具有對應于流體室的(主)諧振頻率的單成分，允許驗證流體室是否以有效狀態的流體室起作用。