喷墨装置以及校正方法制造方法及图纸

一种喷墨装置包括压电式喷墨头、多个驱动单元、检测单元以及控制单元。压电式喷墨头具有多个喷孔，分别用以根据驱动电压而输出墨滴。驱动单元根据控制信号以产生驱动电压。检测单元检测对应于喷孔的墨滴的状态以产生检测信号。控制单元根据检测信号而产生控制信号以控制驱动电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于喷墨装置，特别是有关于喷墨装置的校正方法。技术背景图1是显示传统压电式喷墨头10的示意图。在图1中，压电式喷墨头 10包含多个喷孔(nozzle),例如256个喷孔，其中各喷孔的等效电路是以 电容a所表示，即电容Cu是表示喷孔l，而电容"256是表示喷孔"6。传统 上，可通过使用相同的驱动信号来驱动压电式喷墨头内的各喷孔。然而，由 于压电薄膜制程的误差或是喷孔的老化不一致，使得各喷孔具有不相同的阻 抗。因此，若对单一喷墨头的各喷孔输入相同的驱动信号，将会造成部分喷 孔无法喷出墨滴，使得喷墨头的使用效能会随着时间而降低。此外，使用相不同喷孔之间，墨滴的体积或是飞行速度不一致，其将导致需要牺牲某些异常喷孔，使得喷孔的使用率降低而降低打印的速度与品质。美国专利第5,037,217号揭露一种控制压电式喷墨头的打印系统，其检测材质厚度以及环境温度而分别决定动态电压以及静态电压。因此，当执行 打印时，压电式喷墨头会操作在动态电压以及静态电压之间。再者，美国专 利第6,286,922号揭露一种控制系统，用以控制应用于喷墨头的压电元件的 驱动脉冲。对驱动脉沖而言，其电压波形的上升与下降的斜率是由控制信号 以及脉冲产生器所决定。因此，控制系统测量驱动脉冲的最高电压值并调整 控制信号，使得驱动脉冲的最高电压值可达到既定电压值。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种喷墨装置，包括压电式喷墨头，具有多个 喷孔，分别用以根据驱动电压而输出墨滴；多个驱动单元，用以根据控制信 号而产生上述驱动电压；；险测单元，用以-险测对应于上述喷孔的上述墨滴的 状态而产生检测信号；以及控制单元，用以根据上述检测信号而产生上述控 制信号以控制上述驱动电压。再者，本专利技术提供一种喷墨装置的校正方法，适用于具有多个喷孔的压电式喷墨头。校正方法包括执行初始化设定，用以设定参考电压；执行自 我校正程序，用以测量上述喷孔的驱动电压，并根据上述参考电压以及控制 信号以调整上述驱动电压的电压电平，其中上述驱动电压是对应于上述控制 信号；执行使用者校正程序，用以检测上述喷孔的输出墨滴，并根据上述输 出墨滴的状态而调整对应于上述喷孔的上述控制信号以控制上述驱动电压的 电压电平以及工作周期的至少一者；以及储存对应于上述控制信号的参数至 存储器内。附图说明图1是显示传统压电式喷墨头的示意图； 图2是显示根据本专利技术一实施例所述的喷墨装置； 图3是显示根据本专利技术一实施例所述的喷墨装置的校正方法； 图4A是显示根据本专利技术一实施例所述的自我校正程序； 图4B是显示执行自我校正程序时所测量到的驱动电压的时序图； 图5A是显示根据本专利技术一实施例所述的使用者校正程序；以及 图5B以及图5C分别是显示执行使用者校正程序时所测量到的驱动电压 的时序图。 10、 210-压电式喷墨头 200 ~喷墨装置 220 ~驱动单元 230 ~控制单元 240 检测单元 245 ~图像撷取单元 250 ~反馈单元 252 ~压降单元 254 ~选择器 256 模拟对数字转换器 300 -校正方法 400 ~自我校正程序 500 -使用者校正程序CL1-CL2 56 ~喷孔S302-S316、 S402-S416、 S502-S518 步骤S。「S^ 控制信号Sd*t ~检测信号SFB ~反馈信号 L hold 保持时间Vd、Vdl-V仍6 驱动电压vt ~参考电压 wl-w6 ~波形具体实施方式为让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举 出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下 实施例图2是显示根据本专利技术一实施例所述的喷墨装置200。喷墨装置200包 括压电式喷墨头210、驱动单元220、控制单元230、检测单元240以及反馈 单元250,其中压电式喷墨头210具有多个喷孔，而各喷孔的等效电路是以 电容"所表示。由于各喷孔的阻抗不一致，因此各喷孔皆具有对应的驱动单 元220以提供不同的驱动电压Vd,使得各喷孔所喷出的墨滴具有一致性。各 驱动单元220具有对应的控制信号S。。举例来说，驱动单元220可根据控制 信号S。，而产生驱动电压Vd,以驱动喷孔Cu喷出墨滴。反馈单元250包括压降 单元(voltage down cel 1) 252 、选择器254以及模拟对数字转换器(A/D converter) 256。压降单元252接收各喷孔的驱动电压Vd并降压至模拟对数字 转换器256可接受的电压范围内。选择器254可根据控制单元230选择已被 降压的驱动电压V"例如驱动电压VJ并传送至模拟对数字转换器256以产 生反馈信号SFB。接着，控制单元230可通过反馈信号SpB得知驱动电压Vd,的 实际电压值，并根据反馈信号Sfb調整控制信号S^以重新驱动喷孔Cu直到驱 动电压V(h的电压值相近于目标值。在完成喷孔Cu的校准之后，将对应于控 制信号S^的参数储存至存储器(未显示)中，以供压电式喷墨头210执行打印时使用。在一实施例中，选择器254为模拟开关(analog switch)。在一实施 例中，除了驱动电压Vd之外，反馈单元250更可根据温度、湿度或是气压等 环境参数而产生反馈信号SFB。此外，检测单元240包括图像撷取单元245。图像撷取单元245可撷取 墨滴的图像，并检测墨滴的飞行速度、体积、分裂长度、喷墨方向或是卫星 点(satellite drop)等信息以产生检测信号S^et。接着，控制单元230可根 据检测信号S^。t调整控制信号S。并重新驱动喷孔以检测墨滴。通过检测单元 240,控制单元230可控制各喷孔所喷出的墨滴之间具有最小的差异。在一实 施例中，控制单元23Q包括可储存对应于控制信号S。的参数的存储单元。在 一实施例中，控制单元230包括比例-积分-微分(proportional integral differential, PID)控制器、模糊(Fuzzy)控制器或是倒传递(back propaga t ion)控制器。图3是显示根据本专利技术一实施例所述的喷墨装置的校正方法300。校正 方法300适用于将喷墨头置入打印系统、打印系统刚启动或是喷墨头已使用 一段时间的情况。在步骤S302中，判断是否需亦执行校准程序。当上述情况 发生时，执行校准程序。首先，在步骤S304中，执行初始化设定，用以设定 参考电压Vt的电压电平以及波形。接着，执行自我校正程序(步骤S306)，自 我校正程序的详细步骤将描述于后。接着，在步骤S308中，判断是否执行使 用者校正程序。若是，则执行使用者校正程序(步骤S310),使用者校正程序 的详细步骤将描述于后。在完成使用者校正程序之后或是完成自我校正程序 且不执行使用者校正程序时，可将对应于各喷头的驱动电压Vd的参数储存至 存储器内(步骤S312)以便执行打印操作(步骤S316)。此外，若判断为不需要 执行校准程序(步骤S302)，则在执行喷头驱动运作(步骤S316)之前，会先从 存储器加载对应于各喷头的驱动电压Vd的参数(步骤S314),其中上述参数系 由前一次执行自我校正程序或是使用者校正程序所储存。图4A系显示根据本专利技术一实施例所述的自我校正程序400。首先，在步 骤S402中，驱动需要校正的喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨装置，包括：　压电式喷墨头，具有多个喷孔，分别用以根据驱动电压而输出墨滴；　多个驱动单元，用以根据控制信号而产生上述驱动电压；　检测单元，用以检测对应于上述喷孔的上述墨滴的状态而产生检测信号；以及　控制单元，用以根据上述检测信号而产生上述控制信号以控制上述驱动电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祖闵，李政翰，黄介一，张家铭，郑兆凯，李裕正，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]