本发明专利技术涉及用于对射流产生的且预先带电的液滴的轨迹的方向性进行检测。本发明专利技术定义了一种具有功能平面的静电传感器(750，850，950)，该静电传感器无差异地起作用，并且其几何形状和布置方式相对于液滴的标称轨迹是精确的。由于本发明专利技术，在平行于传感器平面的平面中和在垂直于传感器平面的平面中可同时遵循液滴的轨迹，因此，可检验其是否存在于或留在预定监测区域中。本发明专利技术应用于具有连续偏转射流的打印头中的液滴轨迹的控制，尤其是应用于监测回收槽对并非预期打印的液滴的有效回收。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于液体射流产生的液滴的轨迹的方向性检测装置。更特别地，本专利技术涉及连续喷墨打印头的功能控制。本专利技术检测未打印并从连续的油墨射流产生的液滴是否被有效地引导至这些液滴的回收槽。而且，确定液滴的电荷同步并允许知道从连续射流产生的液滴的速度。本专利技术还涉及相关的静电传感器、打印头和具有连续的油墨射流的打印机。
技术介绍
连续喷墨打印头包括本领域技术人员众所周知的功能装置。图1示出了根据现有技术的这种打印头。该打印头基本上包括以下功能装置，按照射流的前进方向顺序描述-包含导电油墨的液滴发生器1，由于油墨回路而保持处于一定压力下，并发射至少一个油墨射流11，-用于每个油墨射流的相应的充电电极4，-由两个放置在射流轨迹的任一侧上且位于充电电极4下游的偏转板2、3构成的组件，-用于收集未用于打印的喷墨以使其返回油墨回路并由此循环的回收槽20。下面描述这些不同装置的功能。包含在液滴发生器1中的油墨从至少一个校准喷嘴10发出，以形成至少一个油墨射流11。在放置于喷嘴上游的定期激励装置(未示出) 的作用下，该定期激励装置例如由放置在油墨中的压电陶瓷构成，在喷嘴下游的精确的射流点处，油墨射流以与激励信号的周期相对应的规则的时间间隔中断。油墨射流的这种被迫分裂(fragmentation)通常由于激励装置的定期振动在射流的所谓“断裂”点13处导致。在该断裂点的位置处，连续射流转变成均勻隔开的相同油墨液滴的空间顺序11。按照通过几何结构与理论上连接回收槽20的中心的射流的喷射轴线共线的轨迹引导这种液滴顺序。没有外力的作用，液滴的实际轨迹遵循所谓的“静态”方向，该“静态”方向可能与讨论中的理论方向稍微不同，一方面是由于产生固定方向误差的制造中的不精确性，而另一方面是由于操作期间的射流方向偏离，这是由于喷嘴改变射流的操作条件的原因。具体地， 这些改变可能由于油墨污垢的累积导致的喷嘴中及其周围的表面条件的变化。在长时间操作打印机之后，此问题变得特别敏感。位于射流的断裂点附近的充电电极4旨在选择性地对每个所形成的液滴以预定的电荷值充电。为此，通过将油墨在液滴发生器中保持在固定电位，对充电电极施加确定的电压，对于每个液滴周期是不同的。为了正确地对液滴充电，电压的瞬时施加必须稍微发生在射流的瞬时断裂之前，从而确保射流的电连续性并通过静电影响将给定量的电荷吸引至射流的顶端(tip)。因此，必须使电压的瞬时施加与射流的断裂过程完全同步。电驱动两个偏转板2、3至相对固定的高值电位，这产生基本上垂直于液滴的轨迹的电场Ed。该电场可使在板之间接合的带电液滴偏转一定幅值，该幅值随它们的电荷和这些液滴的速度而变。这些偏转轨迹12不被槽20收集，并碰撞待打印介质30。通过赋予射流液滴的各个偏转的组合来获得液滴在待打印于基质上的液滴碰撞矩阵上的位置，所述液滴在打印头和待打印介质之间具有相对位移。这两个偏转板2、3通常是平的。其中一个也可具有向内弯曲的轮廓或者可以一定角度布置。更精细的结构是在本申请人提交的申请FR 2 821 291中披露并在图2A和图2B中示出的结构，图2A和图2B分别是打印头的前视图和根据图2A的方向U的侧视图。在此结构中，两个板是弯曲的并基本上彼此平行。板2相对于液滴的中间轨迹15是凹入的，而板3相对于中间轨迹15是凸出的。凹板2保持在零电位并装配有狭槽16，以使未偏转或稍微偏转的液滴通过。板的这种布置对于偏转液滴来说非常有效，因为不管偏转角度如何，偏转电场都保持基本上垂直于轨迹。回收槽20在其入口处包括开口 21，其有效部分是其入口表面在与位于与槽接触的正上游的未偏转射流的标称(nominal)轴线垂直的平面上的投影。在本专利技术的上下文中，此平面将叫做槽的入口平面。在本专利技术的范围内，将未偏转射流的标称轴线理解为表示，当制造打印头的所有子组件并且一旦装配打印头便将这些子组件相对于彼此标称放置时的射流的理论轴线。在具有弯曲板的打印头中，例如在申请FR 2 821 291中所描述的， 由于狭槽16的存在，槽20可定位在比偏转板2、3的下端更上游的位置，如图2B所示。这种上游定位进一步减小了液滴在打印头中的飞行距离，并由此使液滴偏转的精确控制更简单。从而，通过液滴的更高的位移精度，改善了打印机的性能，特别是打印质量。已知的是连续喷射打印头的功能的控制进一步需要之前描述的功能装置，使用一定数量的互补装置，一方面允许控制液滴的偏转(其很大程度上由电荷和液滴的速度决定)，另一方面允许监测未打印液滴的回收的适当功能。关于控制液滴的偏转，已知的是执行专用装置，特别是，一方面确保液滴的电荷信号与射流的瞬时断裂的同步施加(叫做电荷的同步)，另一方面测量液滴的速度Vg，以将其伺服控制至预设值。为此，根据现有技术的打印头通常包括由液滴携带的电荷的代表性大小的测量装置。该测量装置布置在充电电极的下游。当执行这种电荷测量时，通常，当带有特定电荷的液滴在此装置的前面通过时，通常采用的以便选择相对于断裂而同步瞬时充电的方法包括以下步骤，执行用比液滴周期更短的持续时间的一系列电荷信号来改变液滴顺序的重复试验，但是在整个液滴周期中具有不同分布的不同电荷瞬时(也叫做“相位”)，并且，对于每个分配的相位，测量由液滴携带的电荷水平。电荷水平代表液滴的充电过程的效率，并由此代表电荷同步的适用性。一些相位产生普通的或者甚至非常差的电荷同步，但是通常，一定数量的相位允许最大电荷。从后者中选择打印时将使用的电荷相位。根据所采用的用来由于电荷同步而测量液滴电荷的解决方案，除了液滴电荷的这些测量结果以外， 通常可以推导出带电液滴的速度的有效测量结果。事实上，通过检测与在打印头的不同特征几何位置处识别的液滴存在相对应的某些特征瞬时，可以由此推导出液滴在这些已知位置之间的平均移动时间，并由此推导出液滴在这些位置之间的平均速度。在现有技术的所有装置中，通常使用静电传感器来完成该功能。例如，在授予Linx公司的专利US 6，357，860中描述了这样一种传感器，其由两个沿着液滴轨迹隔开的平电极组成，并形成其中一个偏转板的主要部分。当带电液滴经过每个电极前面时，这种双电极传感器提供信号信号的幅值代表每个液滴的嵌入(embedded)电荷的量，并且，由两个电极中的每个进行的检测之间的时间偏差给出飞行的持续时间。因此，可推导出射流液滴在分离距离已知的这两个点之间的速度。这种放置在偏转板位置处的传感器的解决方案具有的优点是，不增加打印头中的液滴在喷嘴和待打印介质之间的飞行距离。相反，这里的缺点是，将传感器暴露于相当大的静电干扰中，特别是由以下噪声产生的干扰由打印头的内部环境中的带电液滴的循环产生的噪声，以及由打印头的不同内部元件(它们受到可变或有干扰的电压)发出的噪声。这些条件由于传感器的干扰非常大的信号而不允许非常精确地测量。以本申请人名义的专利EP 0 362 101 Bl描述了一个放置在充电电极和偏转板之间的静电传感器以及相关信号的处理。由静电屏蔽保护这种传感器的灵敏芯部和该灵敏芯部前面的带电液滴的循环空间不受到静电干扰。由带电液滴对传感器的灵敏芯部的静电影响来检测特定带电液滴的存在。从在该传感器前面经过的这些液滴获得的信号的利用可对这些液滴的电荷水平进行非常精确的测量本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛伦斯·奥丁，
申请(专利权)人：马肯依玛士公司，
类型：发明
国别省市：
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