用于喷墨打印的机电转换器的制作方法

专利名称：用于喷墨打印的机电转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及连续喷墨打印，尤其涉及用于对连续喷墨打印机的打印头的机电转换 器进行驱动的方法以及用于实施该方法的设备。
背景技术：
在喷墨打印系统中，打印物是由各个墨水液滴组成的，这些液滴产生于喷嘴处并 被朝向基底推动。存在两种主要的系统按需打印(drop ondemand)，其中，用于进行打印 的墨水液滴是随着需要而在需要时产生的；连续喷墨打印，其中，液滴被连续地产生，并且 只有所需的那些液滴被导向基底，而其他的液滴被再循环到墨水箱(ink supply) 0连续喷墨打印机向打印头液滴发生器提供加压的墨水，从喷嘴发出的连续的墨水 流在打印头液滴发生器处例如由振动压电元件分解成各个规则的液滴。这些液滴受到导向 而经过充电电极，它们在该电极处被选择性地分别赋予预定的电荷，然后经过一对偏转板 之间提供的横向电场。每个带电液滴在撞击到衬底之前被电场偏转一个取决于其电荷大小 的量，而不带电的液滴在不发生偏转的情况下前进，在沟槽(gutter)处受到收集并从该沟 槽再循环到墨水箱以便重新使用。带电液滴绕过沟槽，并在由液滴上的电荷和基底相对于 打印头的位置所决定的位置处撞击到该基底。通常，基底相对于打印头在一个方向上运动， 液滴在与该方向大致垂直的方向上受到偏转，不过偏转板也可以被定向在相对于该垂直情 形而倾斜的方向上，以补偿基底的速度(在各个液滴到达时刻之间，基底相对于打印头运 动，这意味着，如果不这样的话，液滴的线将不会恰好与基底运动方向垂直地延伸)。在连续喷墨打印中，一个字符是由根据矩阵打印的，该矩阵包含可能液滴位置的 规则阵列。每个矩阵包括多个列(笔画)，每个列由包括多个可能液滴位置(例如7个)的 线来划定，这些可能液滴位置是由向液滴施加的电荷决定的。因此，每个可用液滴根据其在 笔画中的所需位置而被充电。如果不会使用某个液滴，则该液滴不被充电，并被捕获在沟槽 处以便再循环。对于矩阵中的所有笔画重复这种周期，然后对于下一个字符矩阵再次开始。通过墨水供应系统，墨水在压力下发送到打印头，墨水供应系统通常容纳在机箱 的密封室内，该机箱包含用于控制电路的单独室以及用户接口面板。墨水可以与溶剂混合， 例如用以帮助对墨水一溶剂混合物的粘度进行控制。如上所述，连续的墨水流例如被振动压电元件分解成各个规则的液滴。每秒产生 的液滴数目与该压电元件的振动频率成比例。压电元件通常以其谐振频率或与之接近的频 率受到驱动。谐振频率受到控制(换言之，受到调谐)以确保其等于或接近预定的驱动频 率，而该预定的驱动频率被选择来确保每秒产生的具体液滴数目。压电元件的质量可以被 增大或减小以更改其谐振频率。通过改变压电元件的质量来控制其谐振频率是一项需要技能和时间的工作，通常 是由有经验的技师来进行的。因此，常常需要用具有经过正确调谐的压电元件的新打印头 来更换整个打印头，或者将整个打印头送走(例如送到打印头或压电元件的制造商处)以 安装新调谐的压电元件。这颇费成本，还可能造成打印机有一段时间不可用。考虑到例如环境条件的改变(例如由于打印机或打印头的位置挪动)，更换和/或重新安装可能需要周 期性地进行。连续的墨水流分解成各个规则液滴的位置(即分解点)离喷嘴的距离取决于许多 因素。对于分解点的位置有影响的一个因素是振动压电元件的振动大小。压电元件的振动 大小与对振动压电元件进行驱动的调制电压的大小成比例。通过增大或减小调制电压的大 小，可以使分解点相对于发出连续墨水流的喷嘴而运动。但是，调制电压与发生分解的位置 离喷嘴的距离(常称为分解长度)之间的关系并不总是正比关系。在许多情况下，增大调制电压的大小会造成分解长度减小至某个点，随后进一步 增大调制电压将造成分解长度的减小。分解长度停止减小(或增大)并开始增大(或减 小)的点常称为转折点。有利的是，对调制电压的大小进行选择，以确保连续流向各个液滴 的分解发生在该转折点附近。在该转折点附近的区域，会减小或消除卫星液滴(satellite drop)的形成。卫星液滴是与从连续流分解出的规则液滴相伴的、小得多但形状常常更不规 则的液滴。这些卫星液滴可能造成打印物的质量下降，因此希望减小或消除它们。经常优 选为选择下述调制电压该电压不会造成与转折点相符的分解长度。这是因为与转折点相 符的分解长度可能是不稳定的。因此，在此前的连续喷墨打印机中，已知首先识别转折点， 然后选择调制电压，该调制电压造成略微偏离该转折点的分解长度。转折点的实际位置取决于许多因素，例如所用的墨水和溶剂、墨水一溶剂混合物 的温度、以及墨水一溶剂混合物的粘度。在某些情况下，在振动压电元件的工作调制电压范 围内可能检测不到转折点。即使对于通常确实在工作调制电压的范围内表现出转折点的墨 水一溶剂混合物，也可能由于例如墨水一溶剂混合物的条件改变而检测不到转折点。如果 不能识别转折点，则识别转折点并选择造成略微偏离该转折点的分解长度的调制电压这种 已知方法不能工作。在现有技术中，对转折点进行识别，然后选择调制电压，该调制电压造成略微偏离 该转折点的分解长度。然后将这种所选择的调制电压施加到振动压电元件。在机器运行期 间，该调制电压将连续地施加到振动压电元件。换言之，该调制电压不会被改变。如果连续 墨水流的分解点移动(或者更一般而言，分解点一调制电压特性曲线发生了改变)，则所施 加的调制电压可能不能在得到可接受的打印质量。例如，如果分解点一调制电压特性曲线 例如由于温度改变而发生改变，则此前计算的调制电压可能与特性曲线上的某个点相符， 所述点离没有或几乎没有卫星液滴的转折点不够近。该特性曲线可能改变很大，使得在所 施加的调制电压下，连续墨水流的分解点不再处于带电电极的内部或附近。这可能意味着 从连续墨水流发出的液滴不能像所需的那样被充电，或者根本未被充电，从而又对打印质 量造成有害的效果。

发明内容
本发明的目的之一是提供一种对连续喷墨打印机的打印头的机电转换器进行驱 动的改进方法或替换方法，或者实施该方法的设备。根据本发明的第一方面，提供了一种对连续喷墨打印机的打印头的机电转换器进 行驱动的方法，所述机电转换器被布置成将连续墨水流分解成多个液滴，所述方法包括确 定对所述机电转换器进行驱动的调制电压，所述调制电压的至少一个属性受到控制以考虑到所述连续墨水流的分解点的运动，并确保在调制电压随至少表示所述连续墨水流的分解 点的属性而变化的特性曲线中，所述特性曲线具有预定梯度或与该预定梯度有关的梯度； 以所确定的调制电压对所述机电转换器进行驱动。对调制电压的确定和对机电转换器的驱动可以同时地执行(例如，可以使被用来 驱动机电转换器的调制电压变化，直到确定了调制电压为止)。只要对机电转换器的驱动考虑了预定梯度或与该预定梯度有关的梯度，预定梯度 或与该预定梯度有关的梯度就是预定的。例如，预定梯度或与该预定梯度有关的梯度可以 是在以要获得该预定梯度或与该预定梯度有关的梯度的调制电压对机电转换器进行驱动 之前几个月、几天、一小时左右或几分之一秒时确定的。相对于对机电转换器进行驱动以在 特性曲线中获得该梯度而言，预定梯度或与该预定梯度有关的梯度可以是最近才确定的， 以致在时间上与对机电转换器进行驱动以在特性曲线中获得该梯度而言几乎是同时。可以理解，在本发明的上下文中，术语“预定”与术语“预先选择”是同义的，这两 个术语可以以可互换的方式使用。例如，在实现选择了梯度的情况下，预定梯度就是预先选 择的梯度(例如对于墨水、墨水滴、分解长度等所需的属性而言所需的梯度)。这意味着该 方法将确保在调制电压随至少表示连续墨水流的分解点的属性而变化的特性曲线中，该 特性曲线具有预先选择的梯度或与该预先选择的梯度有关的梯度。术语“考虑到连续墨水流的分解点的运动”可以涵盖响应于分解点的运动而对驱 动机电转换器的调制电压的属性进行控制。该术语也可以更广义地解释，而不限于响应于 分解点的运动。例如，分解点的运动可以是可预见的(例如由于对不同情况和不同环境下 分解点的行为的已有知识)。这意味着调制电压的属性可以随着分解点的运动而被改变，甚 至在其运动之前就被改变。与分解点的运动有关的信息可以被储存在数据存储器(例如对 照表等)中。调制电压的属性可以是调制电压的大小。调制电压的属性可以是调制电压的频率。在不能使用足以确保该特性曲线具有该预定梯度的调制电压时，该方法可以包括 改变调制电压的频率，使得能够下述调制电压该调制电压在该特性曲线上造成与该预定 梯度相等的梯度。当足以确保该特性曲线具有该预定梯度的调制电压处于工作电压范围之 外时，该方法可以包括改变调制电压的频率，使得能够使用下述调制电压该调制电压处于 工作电压范围之内、并且在该特性曲线上造成与该预定梯度相等的梯度。工作电压范围可 以是机电转换器的工作电压范围。如果调制电压的属性不能被控制以确保在调制电压随至少表示连续墨水流的分 解点的属性而变化的特性曲线中，该特性曲线具有该预定梯度，则该方法可以包括控制调 制电压的属性，以确保在调制电压随至少表示连续墨水流的分解点的属性而变化的特性曲 线中，该特性曲线具有与该预定梯度有关的梯度。有关的梯度可以是与该预定梯度在大小 上最接近的梯度。例如，在某些情况下，调制电压由于要由驱动装置产生的幅度或频率太大 或太小，或者由于处于执行该方法的设备的部件的工作范围之外，而不能使用。该方法可以包括使用已经获得的特性曲线来确定调制电压的属性和/或调制电 压的属性的大小。该方法可以包括确定特性曲线的至少一部分，以确定调制电压的属性和/或调制电压的属性的大小。至少表示连续墨水流的分解点的属性可以是下列项之一分解点；分解长度；分 解时间；分解点与用来向墨水滴赋予电荷的信号之间的相位角。该方法可以包括确定(所确定的或所接受的)特性曲线在对机电转换器进行驱 动的调制电压处的梯度；将所确定的梯度的大小与预定梯度的大小进行比较，或与和预定 梯度有关的梯度的大小进行比较；控制调制电压的属性，以使所确定的梯度的大小更接近 预定梯度的大小，或更接近与预定梯度有关的梯度的大小。该过程可以被执行一次或多次， 并可以是迭代的。该方法可以由装置执行，所述装置包括驱动装置，驱动装置被构造成以所确定的 调制电压对机电转换器进行驱动。该方法可以包括向所述装置提供至少表示预定梯度的信息。该方法可以包括向所述装置提供至少表示所述特性曲线的信息。该方法可以包括由所述装置确定所述特性曲线的至少一部分。该方法可以被自动地执行。预定梯度或与该预定梯度有关的梯度可以至少表示形成连续墨水流的墨水的属 性。预定梯度或与该预定梯度有关的梯度可以是非零的。根据本发明的第二方面，提供了一种设备，该设备包括被配置成对连续喷墨打印 机的打印头的机电转换器进行驱动的装置，所述机电转换器被布置成将连续墨水流分解成 多个液滴，所述装置包括驱动装置，其被构造成以调制电压对所述机电转换器进行驱动，并被构造成对所 述调制电压的至少一个属性进行控制以考虑所述连续墨水流的分解点的运动，并确保在调 制电压随至少表示所述连续墨水流的分解点的属性而变化的特性曲线中，所述特性曲线具 有预定梯度或与该预定梯度有关的梯度。所述装置可以被构造成对所述调制电压的大小进行控制。所述装置可以被构造成对所述调制电压的频率进行控制。所述装置可以被构造成接收至少表示所述预定梯度的信息。所述装置可以被构造成接收至少表示所述特性曲线的信息。所述装置可以被构造成确定所述特性曲线的至少一部分。所述装置可以被构造成确定所述调制电压的所述属性和/或所述调制电压的所 述属性的大小。所述装置可以被构造成由所确定的特性曲线来确定所述调制电压的所述属 性和/或所述调制电压的所述属性的大小。所述装置可以被构造成由所接收的特性曲线来 确定所述调制电压的所述属性和/或所述调制电压的所述属性的大小。该设备可以包括数据储存介质，所述数据储存介质被配置成储存至少表示所述预 定梯度的信息、与所述预定梯度有关的所述梯度、或所述特性曲线。所述装置可以被构造成 从所述数据储存介质接收信息。 机电转换器可以是压电振荡器。 所 设备可以是连续喷墨打印机的打印头，也可以包括连续喷墨打印机的打印 头。
所述设备可以是连续喷墨打印机，也可以包括连续喷墨打印机。根据本发明的第三方面，提供了一种对连续喷墨打印机的打印头的机电转换器进 行驱动的方法，所述机电转换器被布置成将连续墨水流分解成多个液滴，所述方法包括确 定调制电压，所述调制电压在大小方面足以确保在调制电压随至少表示所述连续墨水流的 分解点的属性而变化的特性曲线中，所述特性曲线具有预定梯度或与该预定梯度有关的梯 度；以所确定的调制电压对所述机电转换器进行驱动。对调制电压的确定和对机电转换器的驱动可以同时地执行(例如，可以使被用来 驱动机电转换器的调制电压变化，直到确定了调制电压为止)。只要对机电转换器的驱动考虑了预定梯度或与该预定梯度有关的梯度，预定梯度 或与该预定梯度有关的梯度就是预定的。例如，预定梯度或与该预定梯度有关的梯度可以 是在以要获得该预定梯度或与该预定梯度有关的梯度的调制电压对机电转换器进行驱动 之前几个月、几天、一小时左右或几分之一秒时确定的。相对于对机电转换器进行驱动以在 特性曲线中获得该梯度而言，预定梯度或与该预定梯度有关的梯度可以是最近才确定的， 以致在时间上与对机电转换器进行驱动以在特性曲线中获得该梯度而言几乎是同时。该方法可以包括用已经获得的特性曲线来确定在大小方面足以在所述特性曲线 中获得所述预定梯度或所述有关的梯度的所述调制电压。该方法可以包括确定所述特性曲 线的至少一部分，以确定在大小方面足以在所述特性曲线中获得所述预定梯度或所述有关 的梯度的所述调制电压。该方法可以包括使所述调制电压变化并测量至少表示所述连续墨 水流的分解点的所述属性，以确定所述特性曲线的至少一部分。至少表示所述连续墨水流的分解点的所述属性可以是下列项之一分解点；分解 长度；分解时间；分解点与用来向墨水滴赋予电荷的信号之间的相位角。当不能使用足以确保所述特性曲线具有所述预定梯度的调制电压时，该方法可以 包括以下述调制电压对所述机电转换器进行驱动该调制电压在所述特性曲线中造成与所 述预定梯度有关的梯度。例如，在某些情况下，调制电压由于要由驱动装置产生的幅度或频 率太大或太小，或者由于处于执行该方法的设备的部件的工作范围之外，而不能使用。当在 大小方面足以在所述特性曲线中获得所述预定梯度或所述有关的梯度的调制电压处于工 作电压范围之外时，该方法可以包括以下述调制电压对所述机电转换器进行驱动该调制 电压在所述特性曲线上造成与所述预定梯度有关的梯度。工作电压范围可以是所述机电转 换器的工作电压范围。有关的梯度可以是在大小方面与所述预定梯度最接近的梯度。该方法可以由装置执行，所述装置包括驱动装置，驱动装置被构造成以下述调制 电压对所述机电转换器进行驱动该调制电压在大小方面足以在所述特性曲线中获得所述 预定梯度或所述有关的梯度。 该方法可以包括向所述装置提供至少表示所述预定梯度的信息。该方法可以包括 向所述装置提供至少表示所述特性曲线的信息。该方法可以包括由所述装置确定所述特性曲线的至少一部分。该方法可以被自动地执行。预定梯度或与该预定梯度有关的梯度可以至少表示形成所述连续墨水流的墨水 的属性。预定梯度或与该预定梯度有关的梯度可以是非零的。
根据本发明的第四方面，提供了一种设备，包括被配置成对连续喷墨打印机的打 印头的机电转换器进行驱动的装置，所述机电转换器被布置成将连续墨水流分解成多个液 滴，所述装置包括驱动装置，其被构造成以调制电压对所述机电转换器进行驱动，所述调 制电压在大小方面足以确保在调制电压随至少表示所述连续墨水流的分解点的属性而变 化的特性曲线中，所述特性曲线具有预定梯度或与该预定梯度有关的梯度。所述装置可以被构造成接收至少表示所述预定梯度的信息。所述装置可以被构造 成接收至少表示所述特性曲线的信息。所述装置可以被构造成确定所述特性曲线的至少一部分。所述装置可以被构造成 确定在大小上足以在所述特性曲线中获得所述预定梯度或所述有关的梯度的所述调制电 压。所述装置可以被构造成由所确定的特性曲线来确定在大小上足以在所述特性曲线中获 得所述预定梯度或所述有关的梯度的所述调制电压。所述装置可以被构造成由所接收的特 性曲线来确定在大小上足以在所述特性曲线中获得所述预定梯度或所述有关的梯度的所 述调制电压。所述装置可以包括数据储存介质，所述数据储存介质被配置成储存至少表示所述 预定梯度的信息、与所述预定梯度有关的所述梯度、或所述特性曲线。所述装置可以被构造 成从所述数据储存介质接收信息。所述机电转换器可以是压电振荡器。所述设备可以是连续喷墨打印机的打印头，也可以包括连续喷墨打印机的打印 头。所述设备可以是连续喷墨打印机，也可以包括连续喷墨打印机。根据本发明的另一个方面，提供了一种对连续喷墨打印机的打印头的机电转换器 进行驱动的方法，所述机电转换器被布置成将连续墨水流分解成多个液滴，所述方法包括 确定所述机电转换器的谐振频率；根据所确定的谐振频率从对所述机电转换器进行驱动的 多个频率中选择频率；以所选择的频率对所述机电转换器进行驱动。所选择的频率可以等于所述谐振频率或与所述谐振频率有关。所述方法可以被多于一次地执行。所述方法可以被周期性地执行。或者，所述方 法也可以在每次开启所述连续喷墨打印机时执行。所述方法可以被自动地执行。如果在执行所述方法时不能确定所述谐振频率，则该方法可以以预先确定的谐振 频率对所述机电转换器进行驱动。确定所述机电转换器的谐振频率的步骤可以包括向所述机电转换器施加具有第 一频率的调制电压并使施加所述调制电压的频率变化，以及通过观察所述机电转换器对所 施加的调制电压的频率变化的响应来确定所述谐振频率。谐振频率可以是通过观察所述机电转换器的阻抗(例如电阻抗或电阻、或机械阻 力)的增大而确定的。谐振频率可以是通过观察流经所述机电转换器的电流的减小而确定 的。谐振频率可以是通过观察所述机电转换器的运动幅度的增大而确定的。该方法可以由装置执行，所述装置包括确定装置，用于确定所述机电转换器的所 述谐振频率；驱动装置，其被构造成以等于所确定的谐振频率的频率或与所确定的谐振频 率有关的频率来驱动所述机电转换器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种设备，包括被配置成对连续喷墨打印机的 打印头的机电转换器进行驱动的装置，所述机电转换器被布置成将连续墨水流分解成多个 液滴，所述装置包括确定装置，用于确定所述机电转换器的谐振频率；驱动装置，其被构 造成以等于所确定的谐振频率的频率或与所确定的谐振频率有关的频率来驱动所述机电 转换器。现在将参考附图，对仅作为示例的实施例进行说明。


图1是连续喷墨打印机的示意图；图2a至图2c示意性地图示了对于压电振荡器执行的现有技术调谐过程；图3的曲线图示意性地图示了由图2a至图2c所示调谐过程造成的压电振荡器的 谐振频率改变；图4示意性地图示了未变更的压电振荡器；图5的曲线图示意性地图示了图4所示未变更的压电振荡器的谐振频率；图6A和图6B示意性地图示了从图1所示连续喷墨打印机的打印头的喷嘴发出的 连续墨水流的分解长度的改变；图7的曲线图示意性地图示了图6A和图6B所示连续墨水流的分解时间随调制电 压而变化的情况；图8A和图8B是其他分解时间一调制电压特性曲线的曲线图；图9A和图9B示意性地图示了使用不同的分解时间一调制电压特性曲线的实施例 的工作原理；图IOA至图IOC的曲线图示意性地图示了根据其他实施例可以使用的其他特性曲 线.
一入 ，图11是设有数据储存和传输装置的墨盒的正视图；图12的曲线图示意性地图示了分解长度一调制电压特性曲线随温度而变化的改 变；图13用曲线图示意性地图示了实施例的工作原理，该曲线图示意性地图示了分 解长度一调制电压特性曲线随温度而变化的偏移；图14的曲线图示意性地图示了与工作电压范围有关的情况下分解长度一调制电 压特性曲线随温度而变化的偏移；图15的曲线图示意性地图示了已显著偏移到工作电压范围外部的分解长度一调 制电压特性曲线以及如何可以使该特性曲线偏移回工作电压范围内。应当注意，附图不是按比例绘制的，在某些情况下是故意未按比例绘制，以更加清 楚地识别特定的特征。不同附图中出现的相同特征已被赋予相同的标号。
具体实施例方式现在参考附图中的图1，墨水一溶剂混合物在压力下从墨水供应系统1向打印头 2发送。墨水供应系统1位于通常安装在桌上的机箱3中，打印头2布置在机箱3的外部。 这里不需要对墨水供应系统1的工作进行详细说明，因为它与本发明的相关性不大。只需要知道，在工作中，墨水由系统泵5从混合物箱4中的墨水容器抽取。根据需要而从墨水和 溶剂盒6向箱4加满墨水和组分溶剂。从主箱4抽取的墨水经过至少一个过滤器7，然后被 发送到通往打印头2的墨水馈送管线8。在打印头1处，来自馈送管线8的墨水经过第一流控阀10而供应到液滴发生器9。 液滴发生器9包括喷嘴11和压电振荡器12，加压的墨水从该喷嘴11排放。压电振荡器12 以预定的频率和幅度在墨水流(即墨水体积)中产生压力扰动，从而将墨水流分解成规则 尺寸和间距的液滴13。分解点在喷嘴11的下游，并与带电电极14相符，预定的电荷在电 极14处被施加到所选择的液滴13a。该电荷决定了带电液滴13a在经过一对偏转板15时 的偏转程度，这对偏转板之间保持有大体恒定的电场。不带电的液滴13b基本上不发生偏 转地通往沟槽16，并从沟槽经过返回管线17而回收到位于机箱3中的墨水供应系统1 (例 如到混合物箱4)。带电(并因此发生了偏转的)液滴13a向着经过打印头2而运动的基底 18 (例如塑料片)投射。每个经偏转的液滴13a撞击在基底18上的位置是由液滴13a的偏 转量以及基底18的运动速度来决定的。例如，如果基底18垂直于液滴13a的偏转方向而 在水平方向运动，则液滴13a的偏转决定了它在字符矩阵的笔画中的垂直位置。在打印机从静止而启动的情况下，希望允许墨水通过喷嘴11渗出，而不是向着沟 槽16或基底18投射。无论墨水通向返回管线17由第二流控阀19来控制，不管该墨水是 渗出流还是由沟槽16捕获的回收未用墨水。返回的墨水由泵装置(例如系统泵5)抽回到 混合物箱4。为了确保液滴发生器9的有效工作，在进入打印头2的墨水到达第一流控阀10之 前，其温度可以由加热器20维持在所需水平。压电振荡器12由电连接件(例如电线)连接到装置21。装置21被构造成通过 向压电振荡器12提供指定频率和幅度的电信号来对其进行驱动。驱动频率使得压电振荡 器12以其谐振频率或接近的频率振荡。这使得能够更容易地获得大的振动量。在现有技 术的连续喷墨打印机中，驱动频率被预定以实现特定的每秒液滴数，压电振荡器12被调谐 成使其谐振频率等于或接近该预定频率。这种调谐处理将结合附图2a至图2c以及图3来 详细说明。图2a示意性地图示了压电振荡器12。压电振荡器12包括压电元件30和负载质 量31。负载质量31可以包括焊料或能够附装到压电元件30的任何其他材料。图2a所示 压电振荡器12的谐振频率能够通过在压电元件3两端施加电压而确定。例如，可以在压电 元件30的两端施加100V的电压。向压电元件30施加该电压(例如以方波的形式)的频 率可以扫过某个值域。在某个频率处，压电元件30的阻抗(即电阻)将增大。实际上，在 该频率处，压电元件30的振荡大小将增大。此时，压电元件30已在其谐振频率或该频率附 近受到驱动。图3示出了达到谐振频率时的情形，其中，阻抗急剧上升。在现有技术的连续喷墨打印机中，打印机被构造成以某个预定频率驱动压电元件 30。例如，可能希望以76. SkHz来驱动压电元件30。这确保了产生某个预定的液滴数目，在 该示例中是每秒76，800个液滴。如上所述，希望以压电元件30的谐振频率或接近的频率 来对其进行驱动。再参考图1，在首次对压电振荡器12进行安装(或更换等)时，尚不能得 知其在所要使用的环境中的实际谐振频率。因此，就需要对压电振荡器12进行调谐，使其 谐振频率处于该连续喷墨打印机的预定驱动频率或与该频率足够接近。
调谐过程包括增大或减小压电振荡器12的质量。再参考图2a至图2c，可以通过 改变负载质量31的质量，或者向负载质量31增加材料或从其除去材料，来实现质量的增大 或减小。例如可以看到，在图2b中，负载质量比图2a中更大。相反，可以看到，在图2c中， 负载质量31比图2a或图2b任一者中更小。这种质量改变将对压电振荡器12 (其包括压 电元件30和负载质量31)的谐振频率具有成比例的效果。谐振频率的相应改变反映在图3 所示的曲线图中，该图示意性地图示了对于图2a至图2c所示三种不同负载质量的三个不 同谐振频率FR1、FR2、FR3。为了给负载质量31增加质量，可以向负载质量31添加额外的焊料(或其他材 料)。相反，为了减小负载质量31的质量，可以从负载质量31除去焊料(或其他材料)。每 次向负载质量31添加了材料或从其除去了材料时，都必须确定所得的压电振荡器12的谐 振频率。负载质量31的质量将在阶梯方式的循环处理中连续地被更改，直到压电振荡器12 的谐振频率处于该连续喷墨打印机的预定驱动频率或与之足够接近。可以理解，执行该调谐过程需要大量的技能和时间。可能需要在许多时候实施该 调谐过程，例如第一次使用该连续喷墨打印机的时候；安装了更换的压电振荡器的时候； 当在不同的环境中使用该连续喷墨打印机的时候；或者仅仅是周期性地实施以使该连续喷 墨打印机维持有效的工作。因此，打印头经常需要被返回到打印头的制造商处，以将打印头 更换为具有经过适当调谐的压电谐振器的打印头，或者能够用经过适当调谐的压电振荡器 更换所返回的打印头的压电振荡器。打印头的返回和/或更换可能耗费金钱和/或耗费时 间。例如，无论在何时被返回，打印头和压电振荡器都是不能被使用的，这可能造成连续喷 墨打印机不能工作。显然，希望尽可能地避免成本增加，并减小该连续喷墨打印机不能工作 的时间长度。图4和图5示意性地图示了一种实施例的工作原理。图4示意性地图示了压电振 荡器12。如结合图2a至图2c所述的，压电振荡器12包括压电元件30，负载质量31附装 到该压电元件。图5表明图4的压电振荡器12如所期望的那样具有谐振频率FR。在一种实施例中，在使用时，图4的压电振荡器12在其未变更的谐振频率或该频 率附近受到驱动。即，装置21(见图1)被构造成通过给压电振荡器12提供电信号来对其 进行驱动，所述电信号具有与压电振荡器12的未变更的谐振频率相等或接近的频率。这意 味着，与现有技术相反，不对压电振荡器12实施调谐。在构造了压电振荡器12并将其提供给连续喷墨打印机(或打印头)的制造商时， 压电振荡器12的谐振频率可以在预定谐振频率的范围内。该预定谐振频率接近由连续喷 墨打印机的制造商或用户所指定的频率。在压电振荡器12在其所要使用的环境中受到测 试之前，该谐振频率的实际值都是未知的，从而将温度因素等考虑在内。在现有技术中，对 要向压电振荡器12施加的预定驱动频率进行选择。然后确定压电振荡器12的谐振频率并 将其调谐到这个所需的预定驱动频率。相反，本实施例采取了完全相反的措施。即，已经假 定所提供或制造的压电振荡器12的谐振频率对于连续喷墨打印机的可接受的工作而言一 般是足够的。因此，简单地以所制造或提供的压电振荡器12的未变更的(即，未调谐的) 谐振频率来对其进行驱动。这避免了在每次提供新的压电振荡器12时对其进行调谐这种 消耗时间和金钱的需求，或者不得不将打印头送回制造商以使压电振荡器得到适当调谐所 需的时间和成本。
未变更的(即，未调谐的)压电振荡器12的谐振频率很可能略低于或高于现有技 术中常常使用的预定驱动频率。如果压电振荡器12的谐振频率较高，则每秒能产生更多的 液滴，意味着不会有性能损失。另一方面，如果与现有技术中所用的所需预定频率相比，谐 振频率略低，则与不必返回或更换压电振荡器12所节省的时间和成本相比，产生液滴数目 的任何轻微损失(例如几个百分点)都是微不足道的。由于不需要对压电振荡器12进行调谐或重新调谐，所以除了上述时间和成本方 面的优点外还有各种优点。例如，可以周期性地就地(in-situ)确定压电振荡器12的谐振 频率，并相应地改变向其施加的驱动频率。这意味着能够对谐振频率的任何改变进行迅速 准确的补偿，而无需除去、更换压电振荡器12或者通过改变其质量来对其进行调谐或重新 调谐。对于压电振荡器12的谐振频率的确定可以在每次启动机器时实施，或者甚至在机器 运行过程中实施。对于压电振荡器12的谐振频率的确定以及对用来驱动压电振荡器12的 频率的相应改变可以周期性地实施(例如考虑到由于老化造成的谐振频率漂移)，或者在 更换压电振荡器12的时候，或者在该连续喷墨打印机或仅打印头被移动到新的位置的时 候。压电振荡器12的谐振频率可以容易地由装置21确定，例如通过被施加不同的驱 动频率时压电振荡器12的阻抗、流经压电振荡器12的电流、或者压电振荡器12的振荡幅 度进行测量来确定。这样的过程可以在非常短的时间长度(例如几秒或更少)内实施，然 后即可用装置21在几秒后再次变更向压电振荡器12施加的驱动频率。这与现有技术的方 法相反；现有技术的方法可能需要几天或者更多的时间来送走打印头以添加新调谐的压电 振荡器，或者对整个打印头进行更换。因此可以看到，通过采用一种不同的途径来选择向连续喷墨打印机的打印头的压 电振荡器施加的驱动频率，能够获得多种优点。总的来说，在现有技术中，对压电振荡器进 行调谐，使其谐振频率处于连续喷墨打印机的预定(即预先选择的)驱动频率或该频率附 近。相反，在本实施例中，对压电振荡器进行驱动的频率是从与所确定的、未变更的压电振 荡器谐振频率处或该频率附近的多个频率选择(例如扫过)的。前述说明与压电振荡器有关。可以理解，也可以使用能够造成振荡的其他装置。 即，能够将电信号转换成机械信号的任何装置都可以使用。换言之，任何机电转换器(换言 之，换能器)都适用。例如，可以使用活塞装置或旋转装置。在这里的说明中，负载质量被描述为附装到压电元件。这并非必要的。例如，可以 制造或提供不必附装有负载质量的压电振荡器，压电元件本身的质量就足以确保谐振频率 处于所需的值或其附近。如果出于任何原因而不能确定压电振荡器的谐振频率，则可以将驱动频率选择为 此前确定的谐振频率。在这里的说明中，已经描述了一种装置，其能够确定压电振荡器的谐振频率，然后 以例如等于该谐振频率的频率或与之有关的频率来驱动压电振荡器。换言之，该装置包括 确定装置，用于确定机电转换器(例如压电振荡器)的谐振频率；驱动装置，构造成以等于 所确定的谐振频率或偏离所确定的谐振频率的频率来驱动该机电转换器。该装置可以包括 任何合适的元件来确定机电转换器的谐振频率，并驱动该机电转换器。这样的元件可以包 括示波器、信号发生器、计算机、一个或多个经编程的芯片、嵌入式处理器。该装置可以是任何合适设备的一部分。例如，该设备可以是控制模块、打印头、或者可以更广泛地说是连 续喷墨打印机的一部分。例如，该装置可以位于图1的机箱3中。该装置可以形成机箱的 控制电路的一部分。确定机电转换器的谐振频率、然后以所确定的频率或与之相关的频率对机电转换 器进行驱动的这种方法可以自动地实施(例如，在每次开启打印机的时候，周期性，等等)。 作为替代或补充，该方法可以在用户请求实施其的时候被实施，例如在维护例程中或任何 其他时候。如上所述，墨水的液滴被定向为经过充电电极，它们在该电极处被选择性地分别 赋予预定的电荷，然后经过一对偏转板之间提供的横向电场。为了向液滴施加预定的电荷， 由充电电极给发出液滴的连续墨水流提供电荷，并且电荷被连续地一直提供到已从该连续 流分解出液滴之后。施加该电荷的实际时机是很重要的，因为该时机确保了某些液滴被赋 予某些电荷。被施加的电荷取决于由充电电极所提供的电荷，该充电电极是由时变(time varying)信号驱动的。该时变信号应当至少部分地对于液滴的产生具有已知的相位关系， 以确保向所需的液滴施加所需的电荷。为了能够成功地向特定的液滴施加这种特定的电荷，需要确定连续墨水流分解成 液滴的点的至少大致位置。该分解点需要在充电电极以内或附近(取决于充电电极的构造)。图6A示意性地图示了从打印头(图1所示的打印头)的喷嘴11发出的连续墨水 流100。可以看到，在喷嘴11下游的特定距离，连续墨水流100分解成液滴13。发生分解 的该点常常称为分解点，该分解点离喷嘴11的距离称为分解长度BL。可以看到，分解点位 于充电电极14附近，使得充电电极14能够向连续墨水流100以及从连续墨水流100发出 的液滴施加电荷。可以通过对驱动压电振荡器12的调制电压的大小进行更改，来更改分解长度BL。 例如，在图6B中，对压电振荡器12进行驱动的调制电压已被更改。可以看到，分解长度BL 也已更改。可以以多种方式对分解长度BL的绝对或相对情形(或分解长度BL的改变)进行 确定。如现有技术中所知，可以用位于充电电极14下游的相位检测器101来检测经过其的 带电液滴13。由于能够确定向液滴施加电荷的时间，所以能够容易地确定带电液滴13从充 电电极14经过并经过相位检测器101所花的时间。带电液滴13在从连续墨水流100分解 后经过相位检测器101所花的时间有时称为分解时间BT。从图6A和图6B中都可以看到， 随着分解时间BT的增大，分解长度BL减小。相反，随着分解长度BL的增大，分解时间BT减 小。因此可以理解，根据对分解时间BT的测量，可以至少相对地确定分解长度BL的改变。 如果已知充电电极14相对于喷嘴11的位置，以及充电电极14与相位检测器101之间的距 离，则能够容易地确定分解长度BL的绝对值。对压电振荡器12进行驱动的调制电压的大小与分解长度BL之间的关系不是直接 的正比例关系。图7是示意性地图示了分解时间(与分解长度BL成反比)随着向压电振 荡器施加的调制电压而变化的曲线图。可以看到，随着调制电压的增大，分解时间首先稳定 地增大。换言之，分解长度稳定地减小，分解点向喷嘴移动。但是在某个调制电压处，达到 转折点。在该转折点之后，随着调制电压的增大，分解时间开始减小。换言之，随着调制电压的增大，分解长度也增大。在转折点附近的区域，从连续墨水流发出的液滴规则地成形并规则地间隔，卫星 液滴很少(如果有的话)。卫星液滴是从连续流也能分解出的小得多但形状常常不规则的 液滴。但可能造成打印物的质量下降。因此希望以下述调制电压对压电振荡器进行驱动 该调制电压造成的分解时间(或分解长度)处于转折点的区域中。连续喷墨打印机的充电 电极经常会位于转折点或其附近。但是优选地避免使用造成与转折点相等的分解长度的调 制电压，因为已知这会造成液滴的不稳定发生。在现有技术的方法中，已知对分解时间(或长度)一调制电压特性曲线 (characteristic)进行确定，以确定转折点。然后，在使用时，用使分解时间或长度在所识 别的转折点任一侧的调制电压对压电振荡器进行驱动。这造成从连续墨水流产生规则间距 和规则形状的液滴。因此，现有技术的连续喷墨打印机会被设定成以这个预定调制电压对 压电振荡器进行驱动。对于不同的墨水一溶剂混合物，这个预定调制电压可以变化，但恒定 和预定的调制电压会被用来连续地驱动压电振荡器。现有技术的方法的一个问题是依赖于这样的情况在分解时间(或长度)一调制 电压特性曲线中存在转折点。这并不是总能满足的。图8A和图8B图示了两个不同的分解 时间一调制电压特性曲线，在这些特性曲线中，用来得出这些特性曲线的电压范围内没有 转折点。例如，可能由于墨水一溶剂混合物的固有结构而不存在转折点。在另一示例中，可 能由于转折点存在于用来得出该特性曲线的调制电压范围以下或以上而在该特性曲线中 不存在转折点。该范围可以是这样的范围在所述范围内(换言之，在该范围上)，压电振 荡器12是可驱动的或可工作的。在另一示例中，可能由于环境条件(例如温度和湿度的增 大等)而没有转折点(根本没有，或者在该电压范围中没有)，所述环境条件造成了墨水一 溶剂混合物的属性(property)改变。在不能识别到特征点的情况下，现有技术的方法因而 不能工作。根据另一种实施例，使用了分解时间(或长度)一调制电压特性曲线(或与连续墨 水流的分解点移动有关的任何其他特性曲线)的梯度来确定用于对压电振荡器进行驱动 的调制电压的大小。即，不需要识别或使用特性曲线中的转折点。图9A是示意性图示了分解时间一调制电压特性曲线的曲线图。图示了与该曲线 图有关的所需梯度M。可以看到，所需梯度M与该曲线的至少一部分相符，该部分接着对应 于至少一个调制电压。由于多种原因，梯度M可能是有利的。例如，该梯度可以与从连续墨水流均勻地产 生间距规则且形状规则的液滴(而不产生或几乎不产生卫星液滴)有关。所需梯度M可以 与其他属性有关，例如墨水一溶剂混合物的粘度等。梯度M可以根据墨水一溶剂混合物的 经验研究或者对墨水一溶剂混合物的理论建模来确定。对于梯度M的预先确定以及随后在分解时间一调制电压特性曲线中对其进行识 别不依赖于对特性曲线中的任何转折点进行识别。图9B图示了这种原理，该图示意性地图 示了一种分解时间一调制电压特性曲线，该特性曲线在用来得出该特性曲线的调制电压范 围内不具有转折点。可以看到，可以用下述调制电压来驱动压电振荡器其造成特性曲线上 的一点具有所需的预定梯度M。相反，对于这样的特性曲线，现有技术的方法不能工作，因为 该特性曲线没有表现出转折点。
如果由于任何原因而在特性曲线中不存在所需的预定梯度，则可以使用与该梯度 有关的梯度。例如，温度改变可能造成特性曲线在形状方面的改变，或者沿图9A或图9B中 的调制电压轴线的偏移。尽管该特性曲线中仍然可能存在所需的梯度，但是要实现所需的 梯度可能需要调制电压处于对压电振荡器进行控制的装置(或者压电振荡器本身)的工作 电压范围之外。在此情况下可以使用这样的梯度该梯度的大小与预定的所需梯度最为接 近，并且是考虑到调制电压而可获得的。图9A和图9B示意性地图示了分解时间一调制电压特性曲线。可以理解，并非只有 分解时间一调制电压特性曲线才能实现上述实施例的优点。可以采用表示连续墨水流的分 解点的运动的任何特性曲线。例如，图IOA示出了可以采用的分解长度一调制电压特性曲 线。该特性曲线的所需梯度可以用数学方式从针对分解时间一调制电压特性曲线而确定的 梯度而求得，反之亦然。在这一特定图形中，分解长度一调制电压特性曲线的梯度是分解时 间一调制电压特性曲线的倒数。在另一示例中，图IOB的曲线图示意性地图示了相位角一 调制电压特性曲线。相位角一调制电压特性曲线是表示分解长度一调制电压特性曲线的另 一种方式。但是，除了表示分解点的实体位移，也可以用分解点相对于向充电电极施加的充 电信号的相位改变来表示该位移。图IOC表明所用的或所确定的特性曲线可以是不连续的，而是离散的(例如，由离 散的直线、曲线、梯度等形成)。图IOC示出了已被转换成台阶形表示方式的相位角一调制 电压特性曲线。在此情况下，很可能希望对于调制电压的给定改变，相位角能仅改变特定的 量。但是可以理解，这仍然是该特性曲线的梯度的一种度量(换言之，相位角相对于调制电 压的改变速率)。为了确保所选择的调制电压造成所需的梯度，可能需要在例如测试阶段、维护阶 段或该连续喷墨打印机并非正在工作的时间段(或任何其他合适的时间)确定分解时间 (或分解长度、相位角改变等)一调制电压特性曲线。然后可以容易地计算该特性曲线的梯 度，并可以选择合适的调制电压来获得该预定梯度。一旦确定了合适的调制电压，驱动装置 就能够以该合适的调制电压来驱动压电振荡器。确定该特性曲线和/或以所需的调制电压 来驱动压电振荡器的过程可以由装置(例如确定和检测装置)自动地进行，所述装置可以 连接到该连续喷墨打印机、位于该喷墨打印机内部或位于打印头内部。例如，该装置可以是 图1所示的装置21或形成装置21的一部分。所需的梯度可以通过多种方式之一而输入到该装置中。例如，连续喷墨打印机的 用户可以简单地通过控制接口等而输入该梯度。或者，可以通过将控制电子器件与数据储 存介质进行接口，来将所需梯度提供给该控制电子器件，该数据储存介质包含至少表示了 该所需梯度的信息。例如，图1所示墨盒或溶剂盒6可以设有数据储存介质，可以使该介质 与连续喷墨打印机进行通信，以向其(具体而言，该装置)提供所需梯度并在需要的情况下 提供其他信息。图11示出了设有孔洞(可以是可密封的孔洞)200的墨盒6的正面，墨水可以经 过该孔洞而从盒6提供给连续喷墨打印机。盒6还设有数据储存介质201。数据储存介质 201除了包含其他内容外，还可以包含上述至少表示了一个或多个所需梯度的信息。可以 通过电触点202将该信息传送到喷墨打印机，电触点202可以与连续喷墨打印机的电触点 (未示出)接触。数据储存介质201上储存的信息可以与盒6所容纳的墨水相关联。数据储存介质201可以不是仅储存一个所需梯度。相反，数据储存介质201可以储存多个不同 的所需梯度。这些所需梯度可以各自与特定的因素组合(例如环境温度、墨水的粘度、与墨 水混合的溶剂量等)相关联。连续喷墨打印机可以被自动地配置成根据向打印机提供的信 息(例如温度信息、粘度信息、墨水一溶剂组分信息等)来选择正确的所需梯度。尽管图11图示了设有数据储存介质200的墨盒6，但是溶剂盒也可以设有类似的 或相同的数据储存介质201，该介质201可以被布置成储存一个或多个所需梯度。数据储存 装置201不一定要位于任一个盒上或形成其一部分。数据储存介质可以是任何器件或任何 器件的一部分，所述器件能够向打印机(具体而言，向打印机的控制电子器件，即上述的装 置)传送所需梯度。通信可以通过电线、电缆、电连接件等来进行，也可以无线地进行。该 器件可以是打印机或打印头的一部分，或者能够与打印机或打印头接合。可以理解，可以给该装置提供预定梯度或与该梯度有关的梯度。该装置可以被配 置成例如通过改变调制电压并测量表示了连续墨水流的分解点的属性(或接收表示该属 性的信息)来确定该特性曲线的至少一部分。该装置可以能够由所确定的特性曲线(或由 向该装置提供的特性曲线)确定足以实现该所需梯度的调制电压。该装置可以是驱动装置 或包括驱动装置。该装置可以包括确定装置，以确定该特性曲线和/或确定足以实现该预 定梯度或有关梯度的调制电压。这些元件可以包括示波器、信号发生器、计算机、一个或多 个经编程的芯片、嵌入式处理器。该装置可以是任何适当的设备的一部分。例如，该设备可 以是控制模块、打印头、或者更一般地说，可以是连续喷墨打印机的一部分。例如，该装置可 以位于图1的机箱3中。该装置可以形成机箱的控制电路的一部分。该装置(或任何其他 的设备或软件)可以布置成自动地执行所要求保护的方法。图12示意性地图示了两个分解长度一调制电压特性曲线。这两个特性曲线都是 用同一连续喷墨打印机中所用的相同墨水(或墨水一溶剂混合物)获得的。这些特性曲线 之间的唯一区别是它们的温度(换言之，确定该特性曲线时的温度)。可以看到，这些特性 曲线具有相同的大致形状，但是它们沿调制电压轴线的位置取决于温度。具体而言，可以看 到，与具有温度T = T2的特性曲线的情况相比，温度T = Tl时的特性曲线所具有的最小点 或转折点的调制电压更低。因此可以看到，随着温度从T = Tl改变到T = T2，墨水(或墨 水一溶剂混合物)的特性曲线已经移动，并在该图所示的曲线中向右偏移。在现有技术的方法和设备中，调制电压被选择为从在该特性曲线中造成转折点的 调制电压略微偏移。这个所选择的调制电压然后在打印机的工作过程中(例如在该连续喷 墨打印机正被用来向对象上进行打印的时候)被施加到压电振荡器。在现有技术中，向压 电振荡器施加的调制电压的大小在打印机的工作过程中是不改变的。从图12可以看到，如果向压电振荡器施加恒定的调制电压而不考虑到例如温度 改变(或者更一般地说，该特性曲线的形状、位置的任何改变)，则分解长度(或者分解时 间、分解点相位角等)将变化，并且可能显著地变化。这可能对于打印质量造成不利影响。 例如，由于温度变化以及相应的特性曲线发生运动，很可能造成调制电压不再能确保分解 长度处于转折点区域中，甚至不再能确保连续墨水流的转折点位于充电电极内或其附近。根据本发明的实施例，可以通过对用来驱动压电振荡器的调制电压的一项或多项 属性进行控制，以考虑到连续墨水流的转折点运动，从而克服现有技术中的问题。此外，调 制电压的属性还受到控制以确保在调制电压随至少表示连续墨水流的分解点的属性(例如分解点、分解长度、分解时间或相位角)而变化的特性曲线中，该特性曲线在对压电振荡 器进行驱动的调制电压处具有预定的梯度或与该预定梯度有关的梯度。即，调制电压的一 项或多项属性受到控制，以确保在任何可能的情况下，都会随着特性曲线的运动或改变形 状而追随上文结合图6-11所述的梯度。这确保了无论可能例如由温度改变而造成的特性 曲线中是否有变化，都能维持打印质量。该属性例如可以是调制电压的大小或调制电压的 频率。图13的曲线图示意性地图示了与图12的曲线图所示相同的特性曲线。示出了与 在T = Tl处确定的特性曲线有关的梯度M。在较晚时候，例如墨水的温度已经增大，表明特 性曲线已经偏移到由特性曲线T = T2所表示的情况。可以容易地看到，在T = T2处确定 的特性曲线上仍然存在梯度M。这意味着能够增大调制电压的大小来确保达到对于T = T2 的特性曲线上在梯度M等于预定的所需梯度M的情况下的点(如上文接合此前的那些附图 所讨论的一样)。尽管图13示出了该特性曲线从T = Tl到T = T2的一维偏移(即沿着调制电压 轴线)，但是显然，追随该梯度的原理对于其他更加复杂的特性曲线改变(或特性曲线的位 置偏移)也适用。例如，如果该特性曲线在两个维度上偏移，或者改变形状，也可以通过合 适地选择调制电压来达到该特性曲线上与该预定所需梯度具有相同梯度的点。取决于特性 曲线中的改变，调制电压可能需要被增大或减小。在某些情况下，调制电压可能不需要改变 来达到发生改变的特性曲线上的预定梯度。已经描述了如何能够通过调制电压的变化来达到特性曲线中的预定梯度。对该梯 度的追随可以通过同样的方式来实现。例如，如果该特性曲线改变了形状或位置，则可以改 变调制电压，直到在发生改变的特性曲线上确定了具有与预定所需梯度相同梯度的点。可 以如上所述提供能够使调制电压变化并对至少表示分解点运动的属性中的变化进行检测 的装置，以建立新的特性曲线并确定其梯度，在该点处调制电压足以实现该预定所需梯度。 或者，装置可以能用预定特性曲线(例如不同温度下的特性曲线、对于不同墨水的特性曲 线等)并查询所需的调制电压来达到该预定所需梯度。该装置还可以如上所述被配置成与 数据储存介质通信或从其接收信息。对调制电压的属性进行控制以考虑连续墨水流的分解点、并对预定梯度或有关梯 度进行追随的方法可以具有本申请中所述其他实施例(尤其是上文与特性曲线的梯度以 及如何选择调制电压来确保该梯度等于预定(或有关)梯度有关的那些实施例)的任何特 征。对调制电压的追随可以在向对象上打印字符或图像之间进行，也可以在已经打印 了一批图像或字符之后进行。或者，这种追随(或者说自动校准)可以在维护阶段进行，或 者在打印机的整个工作过程中周期性地进行。这种追随方法可以在每次开启打印机时进 行、将其从一个位置移动到另一个位置时进行、或者在例如认为温度已经改变的量可能对 打印质量造成影响的时候进行。图14示出了在第一温度T = Tl时取得的特性曲线以及在第二温度T = T2时确 定的特性曲线。可以看到，随着温度从T = Tl变化到T = T2，特性曲线已经发生了偏移。 类似地，可以看到，T = T2的特性曲线具有至少一个点与T = Tl时取得的特性曲线中存在 的梯度M相同(即预定的所需梯度)。但是，T = T2的特性曲线中存在的梯度M所对应的调制电压在工作电压范围OVR之外。该工作电压范围OVR可以是连续喷墨打印机的任何部 件的工作电压范围，例如打印头的元件，如压电振荡器。这意味着虽然在理论上能够使用可 以造成与预定所需梯度M相等的梯度的调制电压，但实际上可能不能达到该梯度。图15示 出了如何可以克服这个问题。图15中示出了第二温度T = T2处的特性曲线。该特性曲线是在第一调制频率F =Fl处确定的。通过将调制频率改变到F = F2，T = T2处的特性曲线可以偏移回工作电 压范围OVR中。然后能如上所述追随该预定所需梯度M。很可能该频率需要被增大或减小 以使该特性曲线偏移回工作电压范围中。在某些情况下，可能不需要将该特性曲线偏移，因 此可能不需要改变对压电振荡器进行驱动的调制频率。如果由于任何原因，特性曲线(即使在进行了偏移的情况下)中不存在该预定所 需梯度，则可以使用与该梯度有关的梯度。例如，温度改变可能造成特性曲线的形状改变， 或者沿图12至15中的调制电压轴线发生偏移。尽管特性曲线中可能仍然存在该所需梯 度，但为了实现该所需梯度可能需要的调制电压处于对压电振荡器进行控制的装置(或压 电振荡器本身，或连续喷墨打印机的其他部件)的工作电压范围之外。在此情况下，可以使 用与该预定所需梯度在大小上最接近、并且在调制电压方面是可获得的梯度。除了通过改 变调制频率来将特性曲线的所需梯度偏移到工作电压范围之内，也可以使用与该预定梯度 在大小上最接近的梯度。即，可以不必对特性曲线进行偏移(或这更一般地说，改变该特性 曲线的形状或位置)，而使用与预定梯度在大小上最接近的梯度。对调制电压的至少一项属性进行控制以考虑连续墨水流的分解点运动的方法可 以使用任何合适的设备来进行，例如使用上述的装置。该方法可以自动地进行。追随梯度的方法或者用于确保在特性曲线上获得预定梯度的方法可以至少部分 地通过迭代来进行。例如，该方法可以包括确定对机电转换器进行驱动的调制电压处(所 确定的或所接收的)特性曲线的梯度；将所确定的梯度的大小与预定梯度的大小进行比 较，或与和该预定梯度有关的梯度的大小进行比较；对该调制电压的属性进行控制，以使所 确定的梯度的大小更接近该预定梯度的大小或更接近和该预定梯度有关的梯度的大小。这 种过程可以执行一次或多次。如上所述，由于已知会造成液滴不稳定地发生，所以可以优选地避免使用这样的 调制电压该调制电压造成的分解长度等于转折点。因此可能希望确保在调制电压随至 少表示连续墨水流的分解点的属性而变化的特性曲线中，该特性曲线具有预定的(即预先 选择的)梯度，或者与该预定的(或预先选择的)梯度有关、并且不为零的梯度(即不与特 性曲线中的转折点相符)。所有上述方法都可以自动地进行。即，连续喷墨打印机可以被构造成以其自然频 率或未改变的谐振频率(或从其略微偏离)来驱动压电振荡器，所用的调制电压的大小被 选择为在分解时间(或分解长度、相位角等)一调制电压特性曲线中造成预定的梯度而不 需要来自用户的任何输入。这意味着向压电振荡器(或其他机电转换器)施加的调制电压 可以受到自动校准以考虑环境条件的改变或振荡器(或其他设备)的老化等。这意味着连 续喷墨打印机的用户不需要时间或几乎不需要时间来对压电振荡器或其驱动调制电压进 行校准。由于根据上述实施例的所有方法都能够自动地进行，所以能够降低成本和不可用 时间。
所述和所示的实施例应当认为是示例性而不是限制性的，应当理解，只图示并说 明了优选的实施例，由权利要求所限定的发明范围内产生的全部变更和修改形式都应当得 到保护。应当明白，尽管说明书中使用了诸如“可以”、“可以是”、“优选”、“优选为”或“更优 选”这样的用语来表示所描述的特征可能是期望的，但该特征不一定是必需的，缺少该特征 的实施方式也可以在由所附权利要求限定的发明范围内。对于权利要求书，应当认为在使 用“一”、“至少一个”或“至少一部分”这样的用语来对特征进行修饰时，并非意味着将权利 要求限制为仅一个这样的特征，除非权利要求中有相反的明确表述。在使用“至少一部分” 和/或“一部分”这样的用语时，该项目可以包括部分项目或者整个项目，除非另有相反的 表述。
权利要求
一种对连续喷墨打印机的打印头的机电转换器进行驱动的方法，所述机电转换器被布置成将连续墨水流分解成多个液滴，所述方法包括确定对所述机电转换器进行驱动的调制电压，所述调制电压的至少一个属性受到控制以考虑到所述连续墨水流的分解点的运动，并确保在调制电压随至少表示所述连续墨水流的分解点的属性而变化的特性曲线中，所述特性曲线具有预定梯度或与该预定梯度有关的梯度；以及以所确定的调制电压对所述机电转换器进行驱动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述调制电压的属性是所述调制电压的大小。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述调制电压的属性是所述调制电压的频率。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，当不能使用足以确保所述特性曲线具 有所述预定梯度的调制电压时，改变所述调制电压的频率，使得能够使用下述调制电压该 调制电压在所述特性曲线上造成与所述预定梯度相等的梯度。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，当足以确保所述特性曲线具有所述预 定梯度的调制电压处于工作电压范围之外时，改变所述调制电压的频率，使得能够使用下 述调制电压该调制电压处于所述工作电压范围之内、并且在所述特性曲线上造成与所述 预定梯度相等的梯度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述工作电压范围是所述机电转换器的工作电 压范围。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，如果所述调制电压的属性不能被控制 以确保在所述调制电压随至少表示所述连续墨水流的分解点的属性而变化的特性曲线中， 所述特性曲线具有所述预定梯度，则控制所述调制电压的所述属性，以确保在所述调制电 压随至少表示所述连续墨水流的分解点的属性而变化的特性曲线中，所述特性曲线具有与 所述预定梯度有关的梯度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述有关的梯度是与所述预定梯度在大小上最 接近的梯度。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括使用已经获得的特性曲线来确定所述 调制电压的所述属性和/或所述调制电压的所述属性的大小。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括确定所述特性曲线的至少一部分，以 确定所述调制电压的所述属性和/或所述调制电压的所述属性的大小。
11.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述至少表示所述连续墨水流的分解 点的属性是下列项之一分解点；分解长度；分解时间；分解点与用来向墨水滴赋予电荷的 信号之间的相位角。
12.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括确定所述特性曲线在对所述机电转换器进行驱动的调制电压处的梯度；将所确定的梯度的大小与所述预定梯度的大小进行比较，或与和所述预定梯度有关的 所述梯度的大小进行比较；以及控制所述调制电压的属性，以使所确定的梯度的大小更接近所述预定梯度的大小，或 更接近与所述预定梯度有关的所述梯度的大小。
13.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述方法由装置执行，所述装置包括驱动装置，其构造成以所确定的调制电压对所述机电转换器进行驱动。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括向所述装置提供至少表示所述预定梯度的信息ο
15.根据权利要求13或权利要求12所述的方法，还包括向所述装置提供至少表示所述 特性曲线的信息。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，所述装置确定所述特性曲线的 至少一部分。
17.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述方法被自动地执行。
18.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述预定梯度或与该预定梯度有关的 梯度至少表示形成所述连续墨水流的墨水的属性。
19.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述预定梯度或与该预定梯度有关的 梯度为非零。
20.一种设备，包括被配置成对连续喷墨打印机的打印头的机电转换器进行驱动的装 置，所述机电转换器被布置成将连续墨水流分解成多个液滴，所述装置包括驱动装置，其被构造成以调制电压对所述机电转换器进行驱动，并被构造成对所述调 制电压的至少一个属性进行控制以考虑所述连续墨水流的分解点的运动，并确保在调制电 压随至少表示所述连续墨水流的分解点的属性而变化的特性曲线中，所述特性曲线具有预 定梯度或与该预定梯度有关的梯度。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述装置被构造成对所述调制电压的大小进 行控制。
22.根据权利要求20所述的设备，其中，所述装置被构造成对所述调制电压的频率进 行控制。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的设备，其中，所述装置被构造成接收至少表 示所述预定梯度的信息。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的设备，其中，所述装置被构造成接收至少表 示所述特性曲线的信息。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的设备，其中，所述装置被构造成确定所述特 性曲线的至少一部分。
26.根据权利要求20至25中任一项所述的设备，其中，所述装置被构造成确定所述调 制电压的所述属性和/或所述调制电压的所述属性的大小。
27.根据权利要求26所述的设备，其中，所述装置被构造成由所确定的特性曲线来确 定所述调制电压的所述属性和/或所述调制电压的所述属性的大小。
28.根据权利要求26所述的设备，其中，所述装置被构造成由所接收的特性曲线来确 定所述调制电压的所述属性和/或所述调制电压的所述属性的大小。
29.根据权利要求20至28中任一项所述的设备，还包括数据储存介质，所述数据储存 介质被配置成储存至少表示所述预定梯度的信息、与所述预定梯度有关的所述梯度、或所 述特性曲线。
30.根据权利要求29所述的设备，其中，所述装置被构造成从所述数据储存介质接收信息。
31.根据权利要求20至30中任一项所述的设备，其中，所述机电转换器是压电振荡器。
32.根据权利要求20至31中任一项所述的设备，其中，所述设备是连续喷墨打印机的 打印头，或包括连续喷墨打印机的打印头。
33.根据权利要求20至32中任一项所述的设备，其中，所述设备是连续喷墨打印机，或 包括连续喷墨打印机。
34.一种对连续喷墨打印机的打印头的机电转换器进行驱动的方法，所述机电转换器 被布置成将连续墨水流分解成多个液滴，所述方法包括确定调制电压，所述调制电压在大小方面足以确保在调制电压随至少表示所述连续墨 水流的分解点的属性而变化的特性曲线中，所述特性曲线具有预定梯度或与该预定梯度有 关的梯度，以及以所确定的调制电压对所述机电转换器进行驱动。
35.根据权利要求34所述的方法，还包括用已经获得的特性曲线来确定在大小方面足 以在所述特性曲线中获得所述预定梯度或所述有关的梯度的所述调制电压。
36.根据权利要求34所述的方法，还包括确定所述特性曲线的至少一部分，以确定在 大小方面足以在所述特性曲线中获得所述预定梯度或所述有关的梯度的所述调制电压。
37.根据权利要求36所述的方法，还包括使所述调制电压变化并测量至少表示所述连 续墨水流的分解点的所述属性，以确定所述特性曲线的至少一部分。
38.根据权利要求34至37中任一项所述的方法，其中，至少表示所述连续墨水流的分 解点的所述属性是下列项之一分解点；分解长度；分解时间；分解点与用来向墨水滴赋予 电荷的信号之间的相位角。
39.根据权利要求34至38中任一项所述的方法，其中，当不能使用足以确保所述特性 曲线具有所述预定梯度的调制电压时，以下述调制电压对所述机电转换器进行驱动该调 制电压在所述特性曲线中造成与所述预定梯度有关的梯度。
40.根据权利要求34至39中任一项所述的方法，其中，当在大小方面足以在所述特性 曲线中获得所述预定梯度或所述有关的梯度的调制电压处于工作电压范围之外时，以下述 调制电压对所述机电转换器进行驱动该调制电压在所述特性曲线上造成与所述预定梯度 有关的梯度。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，所述工作电压范围是所述机电转换器的工作 电压范围。
42.根据权利要求39至41中任一项所述的方法，其中，所述有关的梯度是在大小方面 与所述预定梯度最接近的梯度。
43.根据权利要求34至42中任一项所述的方法，其中，所述方法由装置执行，所述装置 包括驱动装置，其构造成以下述调制电压对所述机电转换器进行驱动该调制电压在大小 方面足以在所述特性曲线中获得所述预定梯度或所述有关的梯度。
44.根据权利要求43所述的方法，还包括向所述装置提供至少表示所述预定梯度的信息。
45.根据权利要求43或权利要求44所述的方法，还包括向所述装置提供至少表示所述特性曲线的信息。
46.根据权利要求43至45中任一项所述的方法，其中，所述装置确定所述特性曲线的 至少一部分。
47.根据权利要求34至46中任一项所述的方法，其中，所述方法被自动地执行。
48.根据权利要求34至47中任一项所述的方法，其中，所述预定梯度或与该预定梯度 有关的梯度至少表示形成所述连续墨水流的墨水的属性。
49.根据权利要求34至48中任一项所述的方法，其中，所述预定梯度或与该预定梯度 有关的梯度为非零的。
50.一种设备，包括被配置成对连续喷墨打印机的打印头的机电转换器进行驱动的装 置，所述机电转换器被布置成将连续墨水流分解成多个液滴，所述装置包括驱动装置，其被构造成以调制电压对所述机电转换器进行驱动，所述调制电压在大小 方面足以确保在调制电压随至少表示所述连续墨水流的分解点的属性而变化的特性曲线 中，所述特性曲线具有预定梯度或与该预定梯度有关的梯度。
51.根据权利要求50所述的设备，其中，所述装置被构造成接收至少表示所述预定梯 度的信息。
52.根据权利要求50或权利要求51所述的设备，其中，所述装置被构造成接收至少表 示所述特性曲线的信息。
53.根据权利要求50至52中任一项所述的设备，其中，所述装置被构造成确定所述特 性曲线的至少一部分。
54.根据权利要求50至53中任一项所述的设备，其中，所述装置被构造成确定在大小 上足以在所述特性曲线中获得所述预定梯度或所述有关的梯度的所述调制电压。
55.根据权利要求54所述的设备，其中，所述装置被构造成由所确定的特性曲线来确 定在大小上足以在所述特性曲线中获得所述预定梯度或所述有关的梯度的所述调制电压。
56.根据权利要求54所述的设备，其中，所述装置被构造成由所接收的特性曲线来确 定在大小上足以在所述特性曲线中获得所述预定梯度或所述有关的梯度的所述调制电压。
57.根据权利要求50至56中任一项所述的设备，还包括数据储存介质，所述数据储存 介质被配置成储存至少表示所述预定梯度的信息、与所述预定梯度有关的所述梯度、或所 述特性曲线。
58.根据权利要求57所述的设备，其中，所述装置被构造成从所述数据储存介质接收fn息ο
59.根据权利要求50至58中任一项所述的设备，其中，所述机电转换器是压电振荡器。
60.根据权利要求50至59中任一项所述的设备，其中，所述设备是连续喷墨打印机的 打印头，或包括连续喷墨打印机的打印头。
61.根据权利要求50至59中任一项所述的设备，其中，所述设备是连续喷墨打印机，或 包括连续喷墨打印机。
62.一种对连续喷墨打印机的打印头的机电转换器进行驱动的方法，所述机电转换器 被布置成将连续墨水流分解成多个液滴，所述方法包括确定所述机电转换器的谐振频率；根据所确定的谐振频率从对所述机电转换器进行驱动的多个频率中选择频率；以及5以所选择的频率对所述机电转换器进行驱动。
63.根据权利要求62所述的方法，其中，所选择的频率等于所述谐振频率或与所述谐振频率有关。
64.根据权利要求62所述的方法，还包括多于一次地执行所述方法。
65.根据权利要求62所述的方法，还包括周期性地执行所述方法。
66.根据权利要求62所述的方法，还包括在每次开启所述连续喷墨打印机时执行所述方法。
67.根据权利要求62所述的方法，其中，所述方法被自动地执行。
68.根据权利要求62所述的方法，其中，如果在执行所述方法时不能确定所述谐振频 率，则以预先确定的谐振频率对所述机电转换器进行驱动。
69.根据权利要求62所述的方法，其中，确定所述机电转换器的谐振频率的步骤包括 向所述机电转换器施加具有第一频率的调制电压并使施加所述调制电压的频率变化，以及 通过观察所述机电转换器对所施加的调制电压的频率变化的响应来确定所述谐振频率。
70.根据权利要求69所述的方法，其中，所述谐振频率是通过观察所述机电转换器的 阻抗的增大而确定的。
71.根据权利要求69所述的方法，其中，所述谐振频率是通过观察流经所述机电转换 器的电流的减小而确定的。
72.根据权利要求69所述的方法，其中，所述谐振频率是通过观察所述机电转换器的 运动幅度的增大而确定的。
73.根据权利要求62所述的方法，其中，所述方法由装置执行，所述装置包括 确定装置，用于确定所述机电转换器的所述谐振频率；和驱动装置，其被构造成以等于所确定的谐振频率的频率或与所确定的谐振频率有关的 频率来驱动所述机电转换器。
74.一种设备，包括被配置成对连续喷墨打印机的打印头的机电转换器进行驱动的装 置，所述机电转换器被布置成将连续墨水流分解成多个液滴，所述装置包括确定装置，用于确定所述机电转换器的谐振频率；和驱动装置，其被构造成以等于所确定的谐振频率的频率或与所确定的谐振频率有关的 频率来驱动所述机电转换器。
全文摘要
本发明涉及用于喷墨打印的机电转换器，尤其是一种对连续喷墨打印机的打印头的机电转换器进行驱动的方法，其中机电转换器被布置成将连续墨水流分解成多个液滴。该方法包括确定对机电转换器进行驱动的调制电压，该调制电压的至少一个属性受到控制以考虑到连续墨水流的分解点的运动，并确保在调制电压随至少表示连续墨水流的分解点的属性而变化的特性曲线中，所述特性曲线具有预定梯度或与该预定梯度有关的梯度；以所确定的调制电压对机电转换器进行驱动。
文档编号B41J2/025GK101909892SQ200880124578
公开日2010年12月8日 申请日期2008年11月6日 优先权日2007年11月10日
发明者彼得·卡斯奈, 罗伯特·史密斯, 迈克尔·杰弗里·斯坦福, 阿马尔·莱什比, 马修·汤姆林 申请人:录象射流技术公司