流体打印头和流体打印系统技术方案

流体打印头(10)包括至少一个流体喷射元件(100)。该流体喷射元件(100)包括流体腔室(102)，通过其将流体提供给流体腔室(102)的喉部；以及设置在所述流体腔室(102)内的加热器元件(104)。流体打印头(10)还包括打印头状况检测系统(120)。该打印头状况检测系统(120)包括：第一电极(106)，其至少一部分设置在所述流体腔室(102)内，所述第一电极(106)配置成接收阶跃电压；设置在所述喉部内的第二电极(110)；以及电连接到第二电极(110)的感测电路(112)，该感测电路基于向所述第一电极(106)施加阶跃电压来产生输出，作为打印头状况的指示。所述第一电极是围绕所述加热器元件施加的空泡保护层。

Fluid Printing Head and Fluid Printing System

【技术实现步骤摘要】
流体打印头和流体打印系统本申请是申请号为201680016989.2、申请日为2016年3月30日、专利技术名称为“流体打印头和流体打印系统”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及喷墨打印头，尤其涉及检测喷墨打印头喷嘴状况的系统和方法。
技术介绍
检测喷墨喷嘴的健康状况是该领域长期存在的问题。使用扫描打印头，可以执行多次通过，以最大程度地减少喷嘴缺失或不恰当执行喷嘴的影响。随着喷墨技术推进到激光打印机性能的空间，喷嘴跨越整个页面宽度的打印头变得越来越普遍。使用这种打印方法可以提高打印速度，但不再允许多次-通过打印。因此，需要一种验证喷嘴正在正确地喷射的方法。一种这样的方法是通过光学检测，如美国专利US8,177,318，US8,376,506和US8,449,068等所公开的那样。该方法需要外部光源和传感器，这会增加打印设备的成本和复杂性。为了消除对外部设备的需要，已经公开了将阻抗传感器放置在喷射器芯片本身上的其它方法。在美国专利US8,870,322和US8,899,709以及美国专利申请公开号2014/0333694中描述了该方法的一种可能的实施方式。这些专利和申请教导了使用随时间推移的差分或单端阻抗测量来检测热蒸气泡的形成和塌陷。进一步教导了可以通过对从传感器收集的数据的外部处理来确定不同类型的喷嘴条件，例如堵塞的喷嘴或喷力弱的喷嘴。如美国专利US8,870,322所示，可能需要校准方法来提供系统的足够的性能。检测打印头条件的这些常规技术需要分析每个墨室处的每个传感器输出，以确定对应于该室的喷嘴是否正在正确地激发。这没有考虑到实际和有效的检测方法。引用列表专利文献[PTL1]美国专利号8,177,318[PTL2]美国专利号8,376,506[PTL3]美国专利号8,449,068[PTL4]美国专利号8,870,322[PTL5]美国专利号8,899,709[PTL6]美国专利申请公开号2014/0333694
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种刺激喷墨打印头并感测响应以确定打印头喷嘴状况的实际方法。本专利技术的另一个目的是提供一种可以感测单个总线上的多个喷嘴的状态的流体感测电路。本专利技术的另一个目的是提供一种能够使用单个公共输入来刺激打印头状况检测单元的系统。本专利技术的另一个目的是提供一种在状况检测单元中使用空泡(cavitation)保护层作为电极的打印头状况检测系统。技术方案根据本专利技术示例性实施例的流体打印头包括：至少一个流体喷射元件，该流体喷射元件包括：流体腔室；喉部，通过该喉部将流体提供给流体腔室；以及设置在所述流体腔室内的加热器元件；以及打印头状况检测系统，该打印头状况检测系统包括：第一电极，其至少一部分设置在所述流体腔室内，所述第一电极配置成接收阶跃电压(stepvoltage)；设置在所述喉部内的第二电极；以及电连接到第二电极的感测电路，该感测电路基于向所述第一电极施加阶跃电压来产生输出，作为打印头状况的指示。在示例性实施例中，所述至少一个流体喷射元件包括多个流体喷射元件，每个流体喷射元件包括对应的流体腔室、喉部和加热器元件，并且打印头状况检测系统包括由多个流体腔室共用的公共第一电极，设置在每个对应的流体喷射元件的所述喉部内的多个第二电极，以及多个感测电路，每个感测电路电连接到对应的第二电极。在示例性实施例中，流体打印头还包括配置成接收阶跃电压将所述阶跃电压递送到所述公共第一电极的刺激节点。在示例性实施例中，流体打印头还包括接收来自所述多个感测电路的输出的感测总线。在示例性实施例中，感测电路的输出是根据流体腔室中存在流体的状况的数字高输出。在示例性实施例中，感测电路的输出是根据流体腔室中不存在流体的状况的数字低输出。根据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种流体打印头，包括：至少一个流体喷射元件，该流体喷射元件包括：流体腔室；喉部，流体通过该喉部被提供给流体腔室；以及加热器元件，设置在所述流体腔室内；以及打印头状况检测系统，该打印头状况检测系统包括：第一电极，至少一部分第一电极设置在所述流体腔室内，所述第一电极配置成接收阶跃电压；第二电极，设置在所述喉部内；以及感测电路，电连接到所述第二电极，该感测电路基于向所述第一电极施加阶跃电压来产生输出，作为打印头状况的指示；其中所述打印头状况检测系统包括由多个流体腔室共用的公共第一电极，设置在每个对应的流体喷射元件的所述喉部内的多个第二电极，以及多个感测电路，每个感测电路电连接到对应的第二电极；以及其中所述第一电极是围绕所述加热器元件施加的空泡保护层。根据本专利技术的再一示例性实施例，提供一种流体打印系统，包括：外壳；以及一个或多个打印头组件，可移动地连接到所述外壳，使得在所述一个或多个打印头根据控制机构相对于所述外壳移动时，所述一个或多个打印头组件喷射流体到打印介质上，其中所述一个或多个打印头组件中的至少一个包括：流体打印头，该流体打印头包括：至少一个流体喷射元件，该流体喷射元件包括：流体腔室；喉部，通过该喉部将流体提供给流体腔室；以及加热器元件，设置在所述流体腔室内；以及打印头状况检测系统，该打印头状况检测系统包括：第一电极，至少一部分第一电极设置在所述流体腔室内，所述第一电极配置成接收阶跃电压；第二电极，设置在所述喉部内；以及感测电路，电连接到所述第二电极，该感测电路基于向所述第一电极施加阶跃电压来产生输出，作为打印头状况的指示；其中所述打印头状况检测系统包括由多个流体腔室共用的公共第一电极，设置在每个对应的流体喷射元件的所述喉部内的多个第二电极，以及多个感测电路，每个感测电路电连接到对应的第二电极；以及其中所述第一电极是围绕所述加热器元件施加的空泡保护层。从以下详细描述、附图和所附权利要求中，本专利技术的实施例的其它特征和优点将变得显而易见。专利技术的有益效果根据本专利技术的流体打印头可以提供刺激喷墨打印头并感测响应以确定打印头喷嘴状况的实际方法。附图说明本专利技术示例性实施例的特征和优点将通过参考下面结合附图的详细描述而得到更全面的理解，附图中：图1是根据本专利技术示例性实施例的喷墨打印头的透视图；图2是根据本专利技术示例性实施例的喷墨打印机的透视图；图3是根据本专利技术示例性实施例的打印头状况检测单元的平面图；图4是处于稳定状态的根据本专利技术示例性实施例的打印头状况检测单元的平面图；图5是表示图4的打印头状况检测单元的元件之间的电化学相互作用的电路图；图6示出了根据本专利技术示例性实施例的针对具有墨的状况检测单元的5V输入的测量响应；图7示出了根据本专利技术示例性实施例的对于没有墨的状况检测单元的5V输入的测量响应；图8示出了基于根据本专利技术示例性实施例的状况检测单元的响应可以如何计算等效串联电阻和双层电容；图9是根据本专利技术示例性实施例的感测电路的电路图；图10是根据本专利技术示例性实施例的打印头状况检测系统的框图；图11是示出根据本专利技术示例性实施例的墨感测电路和感测总线之间的电连接的电路图；图12是示出根据本专利技术示例性实施例的墨感测电路和感测总线之间的电连接的电路图；图13是根据本专利技术示例性实施例的打印头状况检测单元的平面图，其中有开始形成的蒸气泡；以及图14是根据本专利技术示例性实施例的打印头状况检测单元的平面图，其中有完全形成的蒸气泡。具体实施方式这里使用的标题仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体打印头，包括：至少一个流体喷射元件，该流体喷射元件包括：流体腔室；喉部，流体通过该喉部被提供给流体腔室；以及加热器元件，设置在所述流体腔室内；以及打印头状况检测系统，该打印头状况检测系统包括：第一电极，至少一部分第一电极设置在所述流体腔室内，所述第一电极配置成接收阶跃电压；第二电极，设置在所述喉部内；以及感测电路，电连接到所述第二电极，该感测电路基于向所述第一电极施加阶跃电压来产生输出，作为打印头状况的指示；其中所述打印头状况检测系统包括由多个流体腔室共用的公共第一电极，设置在每个对应的流体喷射元件的所述喉部内的多个第二电极，以及多个感测电路，每个感测电路电连接到对应的第二电极；以及其中所述第一电极是围绕所述加热器元件施加的空泡保护层。

【技术特征摘要】
2015.04.10 US 14/683,6991.一种流体打印头，包括：至少一个流体喷射元件，该流体喷射元件包括：流体腔室；喉部，流体通过该喉部被提供给流体腔室；以及加热器元件，设置在所述流体腔室内；以及打印头状况检测系统，该打印头状况检测系统包括：第一电极，至少一部分第一电极设置在所述流体腔室内，所述第一电极配置成接收阶跃电压；第二电极，设置在所述喉部内；以及感测电路，电连接到所述第二电极，该感测电路基于向所述第一电极施加阶跃电压来产生输出，作为打印头状况的指示；其中所述打印头状况检测系统包括由多个流体腔室共用的公共第一电极，设置在每个对应的流体喷射元件的所述喉部内的多个第二电极，以及多个感测电路，每个感测电路电连接到对应的第二电极；以及其中所述第一电极是围绕所述加热器元件施加的空泡保护层。2.如权利要求1所述的流体打印头，还包括配置成接收阶跃电压将所述阶跃电压递送到所述公共第一电极的刺激节点。3.如权利要求1所述的流体打印头，还包括接收来自所述多个感测电路的输出的感测总线。4.如权利要求1所述的流体打印头，其中所述感测电路的所述输出是根据流体腔室中存在流体的状况的数字高输出。5.如权利要求1所述的流体打印头，其中所述感测电路的所述输出是根据流体腔室中不存在流体的状况的数字低输出。6.如权利要求1至5中任一项所述的流体打印头，其中所述至少一个流体喷射元件包括多个流体喷射元件，每个流体喷射元件包括对应的流体腔室、喉部和加热器元件。7.如权利要求1至5中任一项所述的流体打印头，其中所述空泡保护层由钽制成。8.如权利要求1至5中任一项所述的流体打印头，其中当所述流体喷射元件充满液体时，所述第一电极和第二电极处于流体连接中，流体与所述第一电极和第二电极之间的关系由一RC串联电路表示。9.如权利要求1至5中任一项所述的流体打印头，其中所述感测电路包括闩锁器。10.一种流体打印系统，包括：外壳；以及一个或多个打印头组件，可移动地连接到所述外壳，使得在所述一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·艾德伦，S·贝格施特德，
申请(专利权)人：船井电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP