喷码机粘度检测方法与流程

本发明涉及工业喷码机技术领域，特别涉及一种喷码机粘度检测方法。

背景技术：

喷码机是一种通过软件控制，使用非接触方式在产品上进行标识的设备，主要由喷墨编码系统和墨路系统构成，其中，电场偏转式连续喷墨喷码机是利用带电墨点在电场中的偏转来实现字符的还原，通常简称为CIJ喷码机。

如图1和2所示，CIJ喷码机的工作原理为，一种溶剂型快干墨水（油墨）在压力泵的压力作用下从喷嘴喷射出，油墨在经过喷嘴1时，受振晶2的作用断裂成一串连续的、间距相等且大小相同的墨滴，喷射墨流向下继续运动经过充电极3时特定墨点被充上特定的带电量，具体是在充电极3中墨点从墨线中分裂出来，充电极3为其加了一定的电压，当墨点从导电墨线分裂出来的瞬间带上与充电极所加电压成正比例的负电荷，这样墨点就能将电荷保存。通过改变充电极的电压大小，这样可给特定墨滴充上预定的负电荷，在压力的持续下，墨流继续向下运动，从两个分别带有正负电压的高压偏转板5中间通过，带电的墨滴经过高压偏转板5时会发生偏转，偏转程度取决于所带电荷的多少，不带电的墨滴不发生偏转，一直向下飞行，流入回收管6，最终经回收管道回到油墨箱中循环使用，带电并偏转的墨滴以一定的速度和角度落到从垂直喷头的前面经过的物体上，还原之前编辑好的图文信息，使用溶剂型快干墨水的喷码机可以使得打印出来的图文信息在极短的时间内干燥附着在产品上，为了对带点墨点的电量进行检测，在充电极2与高压偏转板5之间还会设置一相位监测器4，相位检测器4的作用是检测墨滴墨滴带电情况，并反馈至主控制器，相位监测器4采集的是脉冲信号，主控制器向充电极3发送控制信号控制对墨点进行充电的时间，向振晶2发送振晶信号控制晶振频率，晶振频率对应于墨点形成的周期，即在该周期内形成一个墨点，在墨点形成周期内有一个相对较短的时间范围可以让墨点带上足够的电量。

因为快干型墨水在使用过程中自身的溶剂也在快速的挥发，因此若墨水的粘度会不断上升，上升到一定程度，墨点从墨线中分离难度大，墨点不易形成，并且形成的墨点形状和大小也发生变化，导致墨点在充电槽中无法正确充电，若墨水粘度过低，同样会导致墨点断裂不良，大小不一，而且还导致墨点电导率下降，无法在最佳的充电时间范围内充特定的电量，进而直接影响到打印质量直至无法使用。

总之，在CIJ喷码机中墨点的充电准确性决定了喷码机的打印质量，而准确充电的前提是喷码机需要有一个好的断点质量（即墨点从墨线中分离），好的墨点质量又表现在断裂位置和墨点形状的一致，对于同一瓶墨水要想在使用过程中始终保持良好的断点质量就需要墨水在使用过程中始终保持参数的一致，而在使用过程中除了保质期会随着时间的变化而变化，最终过期无法使用外，就是墨水的粘度在随着时间和环境温度快速的发生变化，相较而言，墨水粘度的始终如一是保证打印质量的最重要的一环节，墨水粘度变化时墨点充电时间需要进行适应性调整。

现有一种控制墨水粘度的方式是：CIJ喷码机中需要增加粘度控制系统，用来保持墨水的粘度恒定，以保证长时间的高质量打印。具体是在喷码机中使用一个特定的粘度计进行间断性的粘度检测，根据粘度检测结果来调整墨点充电时间，这种方式实时性较弱，同时因为粘度检测计结构复杂，不容易制作，使用时易堵塞导致检测的粘度不准，并且生产和维护成本高。

还有一种通过检测和计算墨水速度来检测粘度的方法，其采用两个相位检测器，在两个相位检测器上分别检测到带点墨点的脉冲信号，计算脉冲信号的时间差，及两个相位检测器之间的距离即可计算出速度，该方式中，先预先设定一个墨水粘度良好的情况下的墨线运行速度，通过检测墨线速度的变化来判断墨水粘度的变化情况，目前来说在喷头中设置两个相位检测器导致喷头构件多，结构复杂，如图1所述，一般将两个相位检测器分别设置在高压偏转板两侧。

有鉴于此，本发明人对CIJ喷码机进行深入研究，设计了一种在不需要粘度计和只需一个相位检测器的情况下，使用现有喷码机的喷头硬件系统上即可进行粘自动控制的方法，本案由此产生。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种喷码机粘度检测方法，在不需要粘度计和只需一个相位检测器的情况下，即使用现有喷码机的喷头硬件系统便可通过检测墨线速度变化判断墨水粘度变化，根据墨水粘度变化自适应调整充电时机，实现充电时机的适应性调整，避免粘度变化的影响，保证了持续高质量的打印效果。

为了实现上述目的，本发明采用的解决方案是：

喷码机粘度检测方法，其步骤是：

一、设定一个初始晶振频率f，根据晶振频率得到墨点形成的周期T，将周期T分为N等分，以为一个时间梯度；

二、在一个周期T内，从一个周期的时间起始点开始，每递增的时间充电极就对若干个墨点进行充电，并记录每次充电的时间值t_n1，1≤n≤N；

三、在每个时间梯度内，相位检测器不断检测带点墨点，若检测到一个带点墨点就产生一个脉冲信号发送至主控制器，并记录该时间梯度内检测到有脉冲信号的时间值t_n2，若在该时间梯度内主控制器没检测到脉冲信号则充电脉冲时间延迟的时间；

四、重复步骤二和三直到在一个周期T至少采集一个时间梯度的t_n1和t_n2值；

五、选取一个周期T内采集到的一组t_n1和t_n2值，计算t_n1与t_n2之间的时间差=t_n2-t_n1，该时间差为墨点从充电槽运动至相位监测器所用的时间，最后根据时间差以及充电槽运动与相位监测器之间的固定距离S，计算墨线运行速度V，V=S/，根据运行速度V判断墨水粘度的变化情况。

所述晶振频率f、周期T、时间梯度以及t_n1和t_n2均记录于控制器中。

采用上述方案后，本发明的有益效果为：本发明利用现有的硬件设备，无需另曾粘度计和相位检测器，通过带有一个相位检测器的喷头实现，在一个墨点形成周期内，采集墨点充电时间点信息，以及该墨点的充电时间点所对应的脉冲信号采集时间点，获得墨点从充电槽运动至相位监测器所用的时间及速度，依此判断墨线粘度变化，根据粘度变化便可调整系统设定的充电时间点和充电频率，具体是根据墨水粘度变化和墨点断裂时机相应变化进行充电时间的适应性调整，保证了打印质量。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是现有带有两个相位检测器喷码机打印头的结构示意图；

图2是现有带有一个相位检测器喷码机打印头的结构示意图。

图3是打印头充电槽和压电晶体部分的放大图；

图4是本发明信号采集流程图。

具体实施方式

本发明揭示的喷码机粘度检测方法，其步骤是：

一、设定一个初始晶振频率f，根据晶振频率得到墨点形成的周期T，将周期T分为N等分，以为一个时间梯度；

二、在一个周期T内，从一个周期的时间起始点开始，每递增的时间充电极就对若干个墨点进行充电，并记录每次充电的时间值t_n1，1≤n≤N；

三、在每个时间梯度内，相位检测器不断检测带点墨点，若检测到一个带点墨点就产生一个脉冲信号发送至主控制器，并记录该时间梯度内检测到有脉冲信号的时间值t_n2，若在该时间梯度内主控制器没检测到脉冲信号则充电脉冲时间延迟的时间；

四、重复步骤二和三直到在一个周期T至少采集一个时间梯度的t_n1和t_n2值；

五、选取一个周期T内采集到的一组t_n1和t_n2值，计算t_n1与t_n2之间的时间差=t_n2-t_n1，该时间差为墨点从充电槽运动至相位监测器所用的时间，最后根据时间差以及充电槽运动与相位监测器之间的固定距离S，计算墨线运行速度V，V=S/，根据运行速度V便可判断墨水粘度的变化情况。

本发明的粘度变化判断规则，可以是如下：在墨水粘度较佳时，打印质量也为最佳，预设此时粘度为标准粘度，此时检测的墨线（墨点）运行速度作为标准速度，在墨水粘度变化时，墨线速度也随即变化，运行速度V加快表示墨水粘度降低，如果低于标准粘度系统不补充溶剂到墨水里，此时墨点从墨线中断裂分离过程加快；运行速度V降低表示墨水粘度升高，如果高于标准值系统会自动补充溶剂到墨水里，直至速度与标准值相同为止。并且检测到墨点的运行速度之后 同时也可以相应地调整充电时间，速度快时充电时间减少，速度慢时充电时间延长，即可保证所有墨点正确充电，从而保持打印的高质量。

所述晶振频率f、周期T、时间梯度以及t_n1和t_n2均记录于控制器中。

如2所示，的喷码机喷头结构，有喷嘴1、充电槽2、振晶3、相位检测器4、高压偏转板5和回收槽6组成，在该喷头结构中，实施粘度的检测方法，墨线从喷嘴1出来达到振晶3和充电槽2，充电槽2与相位检测器4之间的距离固定为S，以晶振频率62.5kHz为例，对应的墨点形成周期为16us，将墨点形成周期分为8等分，即N=8，一个时间梯度就是2us，在16us内，每递增2us充电机就对多个墨点充电，并记录该充电时间值，随后，相位监测器4将会检测到带点的墨点并产生脉冲信号发送给主控制器，分别记录8个时间梯度中有检测到脉冲信号时间值，一般来说8个时间梯度检测到3-4个有效脉冲信号，主控制器提取充电时间值与脉冲信号接收的时间值计算时间差，依此获得墨线运行速度V，根据速度V判断墨水粘度变化。

以上仅为本发明的具体实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。