一种喷墨打印状态检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种喷墨打印状态检测装置及方法，所述喷墨打印状态检测装置，包括光源，（聚焦）镜头，狭缝，光接收器，信号采集电路，信号处理电路；所述光接收器接收透过所述镜头和狭缝的光线；所述光源被光接收器接收的部分转化为电信号，所述电信号通过所述信号采集电路传递到信号处理电路。传递到信号处理电路。传递到信号处理电路。

【技术实现步骤摘要】
一种喷墨打印状态检测装置及方法


[0001]本专利技术属于墨滴检测


技术介绍

[0002]喷墨打印技术是一种功能性流体沉积技术。喷墨系统主要包括喷头组件、光源组件、控制组件、检测组件。为了改善喷墨打印的质量和均匀性，提升生产过程中的可靠性，需要通过检测组件对打印的状态进行检测，了解墨滴的状态，对喷墨系统进行实时调整。
[0003]现有技术中，喷墨系统的喷头组件的每个喷头通常具有若干个喷嘴。喷头可使喷嘴喷出红、绿、蓝三种颜色的墨滴，墨滴滴在透明基板上形成相应的着色层。每个喷嘴喷出墨滴的状态由墨滴的一些特征决定，这些特征包括墨滴的形状、频率、尺寸、瞬间存在性、方向性等。
[0004]现有技术中，喷墨系统的检测组件，存在检测效率低下、精度差、适用墨水类型狭窄（例如仅适用透明墨水）、兼容性差（例如仅适用于大墨滴）、高成本（需要使用相机设备），例如现有技术1
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CN110930400A，该方案需要先打印，再拍照，效率较低。并且无法测量墨滴的飞行速度，体积测量精度低，仅能用于粗略判断墨滴的有无。现有技术2
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CN110254051A，该方案未考虑光的衍射问题，不适用于正常尺寸的墨滴，理论上仅能用于测量直径0.3~1mm的墨滴。而绝大部分喷墨打印的墨滴直径在10~100um。
[0005]现有技术中，还存在墨滴尺寸远小于观测距离，会产生复杂的衍射条纹，同时墨滴遮挡造成的光强衰减远小于光源光强，会严重降低信噪比，因而检测墨滴有无就已经很困难了，不用说精确测量墨滴的速度、体积、角度、卫星点。
[0006]现有技术中，喷墨系统的光源组件有的采用频闪光源，有的采用激光光源。背景文献3
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CN109435473B，背景文献4
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CN111397539B，背景文献5
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CN112757796A，公开的现有技术均采用频闪光源，频闪光源方案受相机帧率限制，实际墨滴喷射频率为几十KHz，因此无法捕捉所有墨滴信号。若采用高速相机，则成本极高。背景文献6
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CN101148119B采用激光光源，该方案存在跳模现象，由于墨滴尺寸小，直径为几十个微米，跳模问题带来的噪声高于墨滴检测产生的信号，因此检测精度很低，甚至无法实现检测。且该方案无法兼顾墨滴图像观测的需求，只能获得墨滴的波形。

技术实现思路

[0007]本专利提供一种墨滴状态检测装置和方法，通过快速检测墨滴体积（理论上的大小，喷的大小可以检测）、速度（与设定理论上应该达的比较）、角度（理论上的角度）、卫星点，确定喷墨打印头中各喷孔的状态，根据喷孔状态调整喷墨打印过程参数。可以检测出异常喷嘴，从而进行替换。
[0008]提供一种墨滴状态检测装置，包括光源，聚焦镜头，狭缝，光接收器，信号采集电路，信号处理电路；所述光接收器包括光电传感器；其中，激光通过镜头照射到狭缝，观测激光的信号波动。当喷嘴喷墨，墨滴经过狭缝，阻挡激光。激光的信号产生波动。
①
激光波动的
信号强弱，持续时间，确定是有真实墨滴，还是只是卫星点或者没有墨滴。
②
墨滴之间的间隔时间，确认墨滴的速度。
[0009]可选择地，所述光源为激光光源，所述激光为点光源，发出平行光束，波长范围365~980nm，光斑直径<10mm。
[0010]可选择地，所述狭缝中，透光区域尺寸面积<10mm2，狭缝与光接收器的距离<2mm。
[0011]可选择地，所述狭缝上下边缘为接近墨滴形状的弧形。
[0012]可选择地，所述狭缝可以采用金属薄片加工，透光区域镂空。
[0013]可选择地，所述狭缝采用柔性电路板加工，透光区域不铺铜，遮光区域为金属层。
[0014]可选择地，为了增强墨滴观测效果，所述检测装置还包括第二光路，所述第二光路包括相机，所述相机，可实现同步对墨滴图像的观测；其中，在所述镜头与所述光接收器、所述相机之间增加1个分光镜，所述分光镜将通过镜头的光路分裂为两条子光路，即光接收器光路，和相机光路。所述两条子光路光程相等；所述光接收器和相机位置可以对换，所述第二光路与所述第一光路共用光源至分光镜的光路部分。
[0015]可选择地，所述激光光源采用vcsel激光器或异质结激光器。
[0016]可选择地，所述光源的电路采用射频电流注入方法的光源驱动电路。
[0017]可选择地，所述光源包括LED光源及透镜组。
[0018]还包括上位机，处理光接收器和/或相机传递的数据，上位机包括数据采集部分和墨滴运动控制部分。
[0019]提供一种喷墨打印状态检测装置，包括激光光源，狭缝，光接收器，信号采集电路，信号处理电路；其中，所述激光光源将激光照射到狭缝，以观测激光的信号波动；当喷嘴喷墨，墨滴经过狭缝，阻挡激光，所述激光的信号产生波动；其中，所述光接收器将接收的所述激光的波动的信号转化为电信号，所述电信号通过所述信号采集电路传递到所述信号处理电路；特别地，所述光源为激光光源，所述激光为点光源，发出平行光束，其波长范围365~980nm，光斑直径<10mm。
[0020]特别地，所述狭缝中，透光区域尺寸面积<10mm2，所述狭缝与所述光接收器的距离<2mm。
[0021]特别地，所述狭缝上下边缘为接近墨滴形状的弧形。
[0022]特别地，所述检测装置还包括LED光源，第二光路，所述第二光路包括相机，所述第二光路与所述第一光路共用光源至所述分光镜的光路部分，所述相机，可实现同步对墨滴图像的观测；其中，在所述镜头与所述光接收器、所述相机之间增加1个分光镜，所述分光镜将通过镜头的光路分裂为两条子光路，即光接收器光路，和相机光路。所述两条子光路的光程相等。所述光接收器和所述相机位置可以对换；激光光路和相机光路有互补的作用，从而使得对激光光路器件的调试方便、兼容性好，既可以用相机也可以用激光进行测试，其中相机光路的结果更为直观。
[0023]特别地，所述激光光源采用vcsel激光器或异质结激光器。
[0024]特别地，所述光源包括LED光源及透镜组。
[0025]提供喷墨打印状态检测装置的检测方法，包括，通过网络通信向狭缝发射的单次
所述激光的所述电信号，其发射的激光光源的字节频率定义为f0，采样时间定义为T0，其中，T0=1/f0；采样速度定义为v；获取墨滴点火频率f1及点火周期T1，T1=1/ f1；标定喷嘴到狭缝的高度h；定义单个墨滴的数据长度Length(data)=T1/T0；进一步地，将测算得到的数据与设定的经验数值比较，如所述数据小于所述经验数值，则定义为正常波动数据；如所述数值大于所述经验数值，则定义为干扰数据；当连续20个所述数据大于所述经验数值，则判断其为墨滴信号；当少于5个所述数据大于所述经验数值，则判断其为杂波；当连续的所述数据大于所述经验数值的数量介本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷墨打印状态检测装置，其特征在于，包括激光光源，镜头，狭缝，光接收器，信号采集电路，信号处理电路；其中，所述激光光源将激光通过镜头照射到狭缝，以观测激光的信号波动；当喷嘴喷墨，墨滴经过狭缝，阻挡激光，所述激光的信号产生波动；其中，所述光接收器将接收的所述激光的波动的信号转化为电信号，所述电信号通过所述信号采集电路传递到所述信号处理电路。2.根据权利要求1所述的喷墨打印状态检测装置，其特征在于，所述镜头为聚焦镜头；所述激光光源为点光源，发出平行光束，其波长范围365~980nm，光斑直径<10mm。3.根据权利要求1或2所述的喷墨打印状态检测装置，其特征在于，所述狭缝中，透光区域尺寸面积<10mm2，所述狭缝与所述光接收器的距离<2mm。4.根据权利要求1或2所述的喷墨打印状态检测装置，其特征在于，所述狭缝上下边缘为接近墨滴形状的弧形。5.根据权利要求1或2所述的喷墨打印状态检测装置，其特征在于，所述激光光源将激光通过所述镜头照射到所述狭缝并通过所述光接收器形成的光路为第一光路；所述检测装置还包括第二光路，所述第二光路起始端设置LED光源，所述第二光路末段设置相机，所述相机，可实现同步对墨滴图像的观测；其中，在所述镜头与所述光接收器、所述相机之间增加1个分光镜，所述分光镜将通过镜头的光路分裂为两条子光路，即光接收器光路，和相机光路；所述第二光路与所述第一光路共用光源至所述分光镜的光路部分。6.根据权利要求5所述的喷墨打印状态检测装置，其特征在于，所述两条子光路的光程相等。7.根据权利要求6所述的喷墨打印状态检测装置，其特征在于，所述光接收器和所述相机位置可以对换。8.根据权利要求1或2所述的喷墨打印状态检测装置，其特征在于，所述激光光源采用vcsel激光器或异质结激光器。9.根据权利要求1所述的喷墨打印状态检测装置，其特征在于，还包括上位机，处理所述光接收器传递的数据，所述上位机包括数据采集部分和墨滴运动控制部分。10.根据权利要求5所述的喷墨打印状态检测装置，其特征在于，所述光源包括LED光源及透镜组。11.根据权利要求1所述的喷墨打印状态检测装置的检测方法，其特征在于，通过网络通信向狭缝发射的单次所述激光的所述电信号，其发射的激光光源的字节频率定义为f0，采样时间定义为T0，其中，T0=1/f0；采样速度定义为v；获取墨滴点火频率f1及点火周期T1，T1=1/ f1；标定喷嘴到狭缝的高度h；定义单个墨滴的数据长度Length(data)=T1/T0。12.根据权利要求11所述的喷墨打印状态检测装置的检测方法，其特征在于，将测算得到的数据与设定的经验数值比较，如所述数据小于所述经验数值，则定义为正常波动数据；如所述数值大于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：苏州希盟科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：