專利名稱：噴墨打印機及控制這種噴墨打印機的墨質量的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種噴墨打印機和控制這種打印機的墨質量的方法。
在使用偏移連續(xù)噴射原理的噴墨打印機中，不用于打印的墨是循環(huán)使用的。然而，回收的墨與噴射期間噴出的墨的性質不一樣，這主要是因為溶劑的蒸發(fā)。
在說明書末尾的兩篇參考文獻[1]和[2]介紹了控制墨質量偏移的方法。的確，必須通過添加確切量的蒸發(fā)掉的溶劑來補償溶劑的蒸發(fā)才能保持墨質量的不變。為了確保溶劑添加的反饋控制沒有偏差(波動)，必須考慮到蒸發(fā)速度。
在現(xiàn)有技術中，通過改變涉及下述內容的重量配給，各種類型的反饋控制(比例，比例—積分，比例—積分—微分)均設計了溶劑添加判定—當前狀態(tài)，或者期望值和當前操作壓力之間的瞬時差(比例項)；—過去狀態(tài)，例如考慮到已記錄的最近幾小時操作的差別(積分項)—將來狀態(tài)，或者更確切地是當前狀態(tài)的趨勢(微分項)上述各種反饋控制完全適用于控制墨質量。特別地，各項的相對重量的合理選擇可以改善墨的速度和穩(wěn)定性并避免偏差(波動)。這種反饋控制的控制原理對本領域技術人員是公知的。
參考文獻[1]注意到對噴射完標準體積的墨所用的時間的測量。溫度傳感器會考慮到溫度對墨質量的必然影響。的確，溫度對墨的粘度和密度有影響。機器提供的反饋控制利用了作為溫度的函數(shù)的墨消耗曲線。在各種設想的應用中，在機器啟動引起偏移時設定了一個標準點。然而，這僅是一種粗略的方法。實際上，文獻[1]中進行的理論分析假定墨的粘度和密度參數(shù)是獨立的，這是不正確的事實上，80％的打印機的操作壓力與墨密度有關，因此，相對于由粘度引起的壓力項的變化，即使很小的密度變化也不可以忽視。另外，為了保持墨質量恒定，文獻[1]假設了恒定的操作壓力。但是，這種恒定的壓力不能確保在一寬操作范圍內的噴射速度的恒定。因此，該方法嚴格限定了溫度變化的范圍在標準點附近。實際操作中，一個浮標放在用于噴射的已加壓的容器(墨池)內。根據(jù)浮標的變化(塞住，頂住，振蕩，…)測量消耗時間。這種測量的精度和可重復性不好。而且，測量的效率非常低(約每小時10次)，這使得用這種傳感器建立的反饋控制既不精確也不快速。
在參考文獻[2]中，所使用的機器提供了一種可探測出機器的墨粘度的特殊裝置(球粘度計(ball viscometer))。用粘度/溫度曲線換算出期望的操作值。然而，該文獻沒有考慮到墨密度的變化。該方法與噴墨無關，并且不需要操作壓力。該機器在常壓下運行，不能確保打印質量在寬溫度范圍時不變。而且，這樣一種設備非常昂貴，因為它使用了電磁閥，標準管，標準球，檢測器，管道等。
參考文獻[3]介紹了另一種方法。通過假定恒定的噴射速度，該方法基于作為墨溫度函數(shù)的操作壓力的變化。該方法不僅能確保墨質量的反饋控制，而且由于恒定的噴射速度，還能保持墨質量與溫度無關。該方法也要進行噴射速度的測量。期望的墨質量值的特征曲線同時考慮到墨粘度和密度。然而，這種方法的實現(xiàn)需要打印頭和機器之間的高度差是已知的。未經過機器檢查的這方面的任何誤差會導致墨質量的偏差和打印質量的惡化。另外，該方法需要操作者在參考機器的操作溫度改變前設定參考壓力。
本發(fā)明的目的是通過提供一種控制噴墨打印機的墨質量的方法，彌補已有技術的各種缺陷，該方法由機器本身設定期望的操作值而不需任何操作者的行為。
本發(fā)明描述了一種控制噴墨打印機的墨質量的方法，其中關于墨的壓力P、溫度T和噴射速度V的信息以及作為溫度T和速度V的函數(shù)的期望的壓力值曲線是可以得到的，其形式為Pconsigne＝a×ρn(T)×V2+b×μn(T)×V+ρn(T)×g×HH是打印頭和壓力傳感器之間的高度差，ρn(T)和μn(T)是標準墨的特征曲線，a和b是墨路的參數(shù)，g是重力加速度，其特征在于當機器啟動時，噴射速度在其標準值附近變化，測量由此產生的壓力P(T)＝a×ρ(T)×V2+b×μ(T)×V+ρ(T)×g×H，以確定系數(shù)a，b，ρ(T)，μ(T)和H，考慮到墨的質量，在趨于溫度T時，采取適當?shù)牟僮魇功?，μ和P接近ρn，μn和Pconsigne。
在第一操作模式中，利用Pfonct＝aρV2+bμV+ΔP，用五對單獨的值(Pfonct，V)確定五個參數(shù)a，b，ΔP，ρ和μ，ΔP表示被看作常數(shù)的高度差項。
在第二操作模式中，利用噴射速度V1和V2，采用線性回歸法，繪制作為(V1+V2)的函數(shù)的(Pfonct(V1)-Pfonct(V2))/(V1-V2)的直線，從而獲得系數(shù)(a×ρ)和(b×μ)。然后，計算與測量數(shù)組相關的ΔP的平均值ΔPstat=l/n×Σln(Pfonct(Vi)-a×ρ×Vi2-b×μ×Vi).]]>更好地，通過在一樣機上的測量預先得知一給定機器的具有足夠精度的系數(shù)a和b，并將其貯存在所生產的每個機器的貯存器中。
更好地，有關墨的信息，被貯存在固定的貯存器中，例如按下列關系式貯存，用于在恒定濃度下操作★ρn(T)＝ρn(T0)★(1+α×(T-T0))★μn(T)/μn(T0)＝1/(1+β×(T-T0))其中T操作溫度T0在操作范圍內的任意溫度α反映液體膨脹的系數(shù)β反映液體粘度變化的系數(shù)最好，將從實驗室試驗得到的關于ρn(T)，μn(T)的值列成表。
在第三操作模式的第一替換形式中，墨路參數(shù)a和b是已知的，測量出參量Pfonct，V和T，且對于各種操作速度計算ΔPi＝Pfonct(i)-a×ρ(Td)×Vi2-b×μ(Td)×Vi，得到ΔPcalacule=l/n×ΣlnΔPi]]>和Pconsigne(T)＝ΔPcalcule+a×ρ(T)×V2+b×μ(T)×V。
在第三操作模式的第二替換形式中，得到ΔPcalcule＝(ρref(Td)×g×H)+(a×V2×(Δρ))+b×V×(Δμ))其中ρref(T)標準墨密度μref(T)標準墨粘度ρencre(T)所用墨密度μencre(T)所用墨粘度ρencre(T)ρref(T)+Δρμencre(T)μref(T)+Δμ有關所用墨性能的信息放在與墨盒相連的電子卡片中，然后計算Δρ和Δμ的值，使得可以精確地計算高度H差值(ΔPcalcule方程式中唯一未知的值)。這些值(Δρ，Δμ)反映了標準墨和機器實際使用的墨之間的差別。當打印機首次啟動和隨后的重新啟動時所計算出的相關的(Δρ，Δμ)值集中反映了墨不穩(wěn)定問題，然后，打印機適時地通知用戶存在的問題。
在第三操作模式的第三替換形式中，高度差是已知的(Hconnu)，期望壓力值的確定是不重要的。Pconsigne＝a×ρn(T)×V2+b×μn(T)×V+ρn(T)×g×Hconnu。已知高度差的特例是零高度差。這種情況有利于確定機器的液壓性能。在后種情況下，通過噴射速度掃描儀測量墨溫度T0和幾組(Pfonct，V)，噴射的墨流被回收利用，并且測量該墨的(ρ(T0)，μ(T0))，然后作出作為V的函數(shù)的(Pfonct)/V的曲線，在(Pfonct/V-V)圖中選擇反映了幾對(Pronct/V，V)的分布的最好的直線，用測量的墨的粘度μ(T0)除直線的起點的縱坐標-y得到系數(shù)b，用測量的墨的密度ρ(T0)除直線的斜率得到系數(shù)a。
使用相同的壓力轉換器確定期望值和測量操作壓力，并使用設置在打印機頭內的一溫度傳感器。
使用改變冷凝器電源周期的程序設計效率冷凝器。
在每次機器重新啟動時使用相同的操作模式，監(jiān)測墨質量的變化，用戶被告知墨質量任何不正常的變化。
本發(fā)明還涉及一種噴墨打印機，該打印機包括一回收墨池，由一控制件通過電磁閥驅動的溶劑和墨添加裝置，在打印頭的輸出部分與所述控制件相連的壓力、溫度和噴射速度傳感器，由控制件驅動的一電控調壓器和一電控冷凝器，以及冷凝器電源調制裝置。
因此，本發(fā)明的方法利用了操作壓力和墨質量之間的關系。為了在機器的整個操作溫度范圍內(一般為0～50℃)獲得基本不變的打印質量，在恒定噴射速度下進行操作。獲得該噴射速度所需的壓力與標準壓力進行比較。當前操作壓力和標準壓力的差值反映了墨質量的變化。本發(fā)明的方法可以按照固定貯存器中的信啟和噴射速度掃描儀中的啟動程序設定標準壓力，并測量各種相關的壓力。這樣，可由機器獨立設定標準壓力，其具有如下優(yōu)點·與現(xiàn)有技術設備一樣，不用通過改變標準機器的操作溫度來設定標準壓力，因為用于這樣一種操作的設備相當巨大和昂貴，另外，消除了每臺機器的打印頭損失以及所用傳感器中的測量誤差源。
·由于用相同的傳感器進行測量得到操作壓力和標準壓力，與傳感器有關的非重復性誤差被消除了。
·可以在任意操作溫度下獲得表示機器用液壓的參數(shù)和用于設定標準壓力的信息，因為這些參數(shù)均與溫度無關。
·從實驗室測量可得到由墨組成規(guī)定的表示墨特征和用于設定標準壓力的信息。
·本方法的部分使用使機器能獨立運行，能計算確定在墨路部分和打印頭之間的高度差。
·本方法特別適合于液壓噴嘴的再現(xiàn)性性能有所保證的墨路，例如，使用通過電沉積，放電加工或激光鉆孔得到的噴嘴。然后，機器由墨池(墨盒)中的墨產生規(guī)定組成的墨。從工業(yè)生產的角度看，這非常有意義，因為墨生產的限度變寬了。因此，工業(yè)上可更容易地進行墨的生產而不損失機器。而且，可由機器軟件控制用戶信息和機器標準值的一致性。因此可以避免打印頭/墨路的高度差造成明顯質量偏差的主要風險。
·在墨種類(顏色，類型)改變的情況下，所有必須做的就是用新墨的參數(shù)代替舊墨的參數(shù)，以繼續(xù)運行。


圖1示出了本發(fā)明的噴墨打印機的簡圖；圖2示出了圖1中所示的打印機中的墨質量反饋控制的簡圖；圖3示出了本發(fā)明方法的各種實施例；圖4示出了在本發(fā)明方法中用于溶劑回收的冷凝器；圖5示出了圖4的冷凝器的一個示范調節(jié)。
在噴墨打印機中，聯(lián)系操作壓力和墨質量的關系式是下列四項之和動能項aρV2，粘滯摩擦項bμV，勢能項ρgh，和與液體表面張力有關的項。與其它幾項相比，后面的表面張力項可忽略不計它小于操作壓力的2％且?guī)缀醪浑S溫度變化。
因此，操作壓力可寫作Pfonct＝a×ρ×V2+b×μ×V+ρ×g×H，其中a液動循環(huán)管路打印頭異常損失系數(shù)b液動循環(huán)管路打印頭正常損失系數(shù)ρ墨密度μ動態(tài)墨粘度V噴墨速度g重力加速度(約10m/s2)H墨路和打印頭之間的高度差最重要的項是動能項a×ρ×V2(常溫下約占70-80％)。由于噴墨速度被認為是常數(shù)，且a與溫度T無關的，該動能項隨著作為溫度函數(shù)的密度ρ的變化而變化。
粘度摩擦項bμV在室溫下占操作壓力Pfonct的15-20％，但它隨溫度T顯著變化。與這個變化直接相關的是隨溫度變化的墨粘度，V和b不隨溫度變化。
勢能項ρgh在整個操作范圍內最多占壓力的10％。它幾乎不隨溫度T變化，由于它占壓力的百分數(shù)較低，可以看作常數(shù)。由此產生的誤差最多為幾mBar，因此可忽略不計。
因此可以寫出Pfonct＝a×ρ×V2+b×μ×V+ΔP，ΔP表示被認為是常數(shù)且必須已知的高度差項。有兩種可能—墨路和打印頭之間的高度差由操作者設定；—通過機器計算該項。
在本發(fā)明的方法中，測定操作壓力Pfonct、噴射速度V和溫度T以獲得所用機器的作為操作溫度的函數(shù)的期望的壓力值Pfonct＝Pfonct(T)。
圖1示出了一本發(fā)明的噴墨打印機的簡圖。它包括裝有一定容積11的墨和剩余容積12被空氣填充的墨池10，將墨池10連接到打印頭14的管線13，由控制件18通過電磁閥26和27驅動的溶劑和墨添加裝置16和17，連接到所述控制件18的打印頭14的壓力、溫度和噴墨速度25的傳感器20，21，和22，由控制件18驅動的電控壓力調節(jié)器23和電控冷凝器24。
圖2示出了在本發(fā)明的這種打印機中墨質量反饋控制的簡圖。比較器30在利用溫度傳感器21輸出信號獲得的期望壓力和在壓力轉換器的輸出部分獲得的實際操作壓力之間產生一差值?？刂萍?8的軟件通過適當?shù)男袨椋T如添加溶劑、添加墨、冷凝器控制調節(jié)處理該壓力差值，使壓力差值在一定限度內。
可以在墨路中進行墨溫度的測量。然而，由于打印頭損失的大部分(超過期望壓力值的90％)與噴嘴有關，在打印頭(噴嘴夾持器)測量墨溫度可以獲得更精確的信息。
在本發(fā)明的方法中，當機器首次啟動時，噴射速度在標準速度附近變化，記錄下值Pfonct，V和T。啟動階段僅僅用幾秒鐘，致使在該短周期內墨溫度實際上保持為常數(shù)并記為Tdémanage(或Td)。本發(fā)明的方法允許修正墨路和所用墨的全部參數(shù)a，b，ΔP，ρ和μ。
本發(fā)明方法包括圖3中示出的幾個實施例，下面將對此進行描述。
第一實施例(1)在第一實施例(1)中，用五對單獨的值(Pfonct，V)確定所述五個參數(shù)a，b，ΔP，ρ，μ。對應聚集在標準速度值左右的噴射速度V的五個值進行操作壓力Pfonct的五次測量。然后，解一個五元方程組，最終得到值a，b，ΔP，ρ，μ。然而，這一實施例高度依賴Pfonct和V的測量精度。
第二實施例(11)在第二實施例(11)中采用統(tǒng)計計算方法。利用兩個噴射速度V1和V2。兩個可變量(Pfonct(V1)-Pfonct(V2))/(V1-V2)和(V1+V2)的關系是(Pfonct(V1)-Pfonct(V2))/(V1-V2)＝a×ρ×(V1+V2)+b×μ。然后，利用線性回歸(最小二乘方原理)，繪制作為(V1+V2)的函數(shù)的(Pfonct(V1)-Pfonct(V2))/(V1-V2)的曲線。從而獲得直線的系數(shù)，即(a×ρ)和(b×μ)。然后，通過求與測量數(shù)組相關的ΔP的平均數(shù)進行ΔP的計算。用(Pfonct(Vi)，(Vi))表示測量的數(shù)組，其中i＝1～n，用下面的公式計算ΔPΔPstat=l/n×Σln(Pfonct(Vi)-a×ρ×Vi2-b×μ×Vi).]]>機器的標準墨的參數(shù)是已知的，完全可以用計算得到的ΔPstat設定期望壓力。通過使用統(tǒng)計法，本實施例允許在測量噴射速度V時限制所需的精度并可降低測量誤差產生的偏移作用。
通過電鍍或放電加工提供的打印頭噴嘴可以得到相當好的液壓重復性能。而墨路打印頭損失的90％來自于噴嘴；因此，對于所有的機器，兩個打印頭損失系數(shù)a和b具有很低的偏差。因此，能夠在樣機上測量這些與溫度T無關的系數(shù)，并將它們的平均值貯存在每個機器的貯存器內。
有關在恒定濃度下操作的標準墨的信息按下列關系式也貯存在機器的貯存器中，★ρn(T)＝ρn(T0)★(1+α×(T-T0))★μn(T)/μn(T0)＝1/(1+β×(T-T0))其中T操作溫度T0在操作范圍內的任意溫度(通常為關系式確定的實驗室的溫度)α反映液體膨脹的系數(shù)β反映液體粘度變化的系數(shù)也可將從實驗室試驗得到的關于(ρn(T)，μn(T))的值列成表。
對于特定的墨，低的溫度范圍(一般低于10℃)與高液體粘度有關。這樣一個粘度產生了非打印墨的回收問題，并且局部質量的變化可能導致打印性能的變化。為了補償這些缺陷，可以采用(ρ(T)，μ(T))原理，例如，通過選定μ(T)＝μ(10)，T＜10℃。這樣，在T＜10℃的范圍內，期望的恒定濃度的墨變成恒定粘度的墨。然后，可以用下面的關系式確定期望的壓力值Pconsigne(T)＝ΔPstat+a×ρn(T)×V2+b×μn(T)×V第二實施例的主要的優(yōu)點是全部確定了所有的參數(shù)。
第三實施例(III)當部分參數(shù)，例如a和b已知時，第三實施例(III)是可行的。然后測出參數(shù)Pfonct，V和T＝Tdémanage＝Td。已知a和b及ρ(T)和μ(T)的關系，可以計算ΔP＝Pfonct-a×ρ(Td)×V2-b×μ(Td)×V該計算用于不同的操作速度。對于在標準速度兩側的速度值Vi，測量出Pfonct(i)并計算ΔPi＝Pfonct(i)-a×ρ(Td)×Vi2-b×μ(Td)×Vi當機器首次啟動后，噴射速度在標準速度附近變化，然后，計算出和成對的值(Pfonct，V)一樣多的ΔP。通過求(測出的)ΔP的平均數(shù)得到的ΔP平均值可以減小特別是在測量速度V方面產生的誤差。
在第三實施例的第一種替換形式(IIIa)中，然后通過求平均數(shù)公式得到ΔPΔPcalacule=l/n×ΣlnΔPi]]>例如，對于20m/s的標準速度，在速度Vi＝19m/s，19.5m/s，20m/s，20.5m/s和21m/s(n＝5)時測出操作速度。
當計算出ΔPcalcule后，應用下面的關系式，僅通過計算就能容易的獲得特征曲線Pconsigne(T)＝ΔPcalcule+a×ρref(T)×V2+b×μref(T)×V。
為了控制墨質量，需要測出操作壓力Pfonct，溫度T和噴射速度V。然后立即計算Pconsigne(T)，反饋控制直接利用差值(Pfonct-Pconsigne(T))，反饋控制可以是任何類型。
然后，假定第一啟動墨與標準墨相同，機器本身建立它自己的期望壓力值。藉助于公式和在實驗室測量出的參數(shù)求出的關于標準墨的信息(ρref(T)，μref(T))，從上述關系式可以得到ΔPcalcule。當然，采用工業(yè)上批量生產的墨用于打印機時，它們具有根本不同的參數(shù)。
值ΔPcalcule主要表示與高度差有關的壓力項，但它也反映了標準墨和機器所用墨的參數(shù)的差別。假定機器所用墨與標準墨相同，ΔPcalcule直接反映了高度差。
在第三實施例的第二替換形式(IIIb)中，參數(shù)差別被修正了。為此目的，標記ρref(T)標準墨密度μref(T)標準墨粘度ρencre(T)(工業(yè)上)所用墨密度μencre(T)(工業(yè)上)所用墨粘度標準墨和所用墨的組成是相當接近的，它們各自的反映作為溫度的函數(shù)的性能的變化的系數(shù)α和B實際上是相同的。
使用標準墨的機器的操作值是Prefconsigne＝a×ρref(T)×V2+b×μref(T)×V+ρref(T)×g×H。
與所用預先確定的墨配合的機器的壓力值是Pconsigne＝a×ρref(T)×V2+ b×μref(T)×V+ΔPcalcule。
當機器首次啟動時，值ΔPcalcule是設定的。然后墨溫度Tdémanage＝Td，且對于每個噴射速度Vi，可以得到Pfonct＝a×ρencre(Td)×Vi2+b×μencre(Td)×Vi+ρencre(Td)×g×H。
同理可以得到ΔPi＝ρencre(Td)×g×H+a×Vi2×(ρencre(Td)-ρref(Td))+b×Vi×(μencre(Td)-μref(Td))Vi的值接近標準速度V并以其為中心，通過求ΔPi的平均數(shù)得到的值ΔPcalcule可由下式近似ΔPcalcule＝ρencre(Td)×g×H+a×V2×(ρenere(Td)-ρref(Td))+b×V×(μencre(Td)-μref(Td))。
標準墨和使用的墨的性能是接近的，能夠寫出ρencre(Ta)＝ρref(Td)+ΔP且μencre(Td)＝μref(Td)+Δμ。
如果將ρencre(Td)和ρref(Td)合并，H(高度差)項的誤差很低。從而可以寫出ΔPcalcule＝(ρref(Td)×g×H)+(a×V2×(Δρ)+b×V×(Δμ))。因此，值ΔPcalcule同時反映了打印頭和墨路之間的高度差和墨性能的差別?？梢詫懗靓calcule＝ΔPH+ΔPencre。
ΔPH反映高度差的項ΔPencre反映所用墨和標準墨性能差別的項有關所用墨性能的數(shù)據(jù)可放在與墨盒相連的電子卡片中，所述數(shù)據(jù)直接從墨生產線上測量得到，如在參考文獻[4]中提到的。該電子卡片還包括其它關于墨的相關數(shù)據(jù)(使用日期，墨盒的液體數(shù)量，墨零件數(shù)，…)。機器能自動讀取參數(shù)(ρref(T)，μref(T))和(ρencre(T)，μencre(T))。當機器知道標準墨參數(shù)后，可容易地計算出ΔPencre，ΔPcalcule的計算值保持不變。差值(ΔPcalcule-ΔPencre)直接產生ΔPH。然后，給出所期望的壓力值Pcosigne＝a×ρref(T)×V2+b×μref(T)×V+ΔPH。
反饋控制采用的期望值允許刪除值ΔPencre。然后機器把完全不同的墨作為標準墨。
在第三實施例的第三替換形式(IIIc)中，高度差是已知的，操作者能立即通知機器打印頭相對于開始工作的機器的確切位置，然后，不需任何計算就能知道期望值。得到Pconsigne＝a×ρref(T)×V2+b×μref(T)×V+ρref(T)×g×H。
這樣，由于，能計算出ΔPcalcule和ΔPH，改進了文獻[3]中的方法。然后，能計算出ΔPencre項ΔPencre＝ΔPcalcule-ΔPH。通過反饋控制該項能減小到0，從而使機器將相似的(不一樣)墨作為標準墨。而且，當機器在高度差不變的條件下(機器的設置沒有變化)重新啟動時，可以計算該項ΔPencre，并且，如果該項值超過給定的限度則會通知用戶。
在特別的情況中，會在零高度差(ΔP＝0)的情況下進行操作，從而簡化給出的操作壓力的關系式。操作壓力除以噴射速度的關系式作為噴射速度的函數(shù)是線性的。
因為ΔP＝0Pfonct(T)＝a×ρ(T)×V2+b×μ(T)×V，從而可以得到Pfonct(T)/V＝a×ρ(T)×V+b×μ(T)。
做出作為V的函數(shù)的Pfonct(T)/V的曲線，并進行線性調整(例如，使用最小二乘方法)，在起點的縱坐標表示(b×μ)，直線的斜率是(a×ρ)。該替換形式易于實際執(zhí)行，尤其適用于實驗室確定機器的液體參數(shù)(a，b)。對于給定的機器，所有需要做的是令高度差為零，并測量墨溫度T0和通過噴射速度掃描儀測量幾組(Pfonct，V)。然后作出作為V的函數(shù)的(Pfonct)/V的曲線，選擇反映出在(Pfonct/V-V)圖中幾對(Pfonct/V，V)的分布的最好的直線(例如，用最小二乘方法)。由于該原理在實驗室中得到應用，噴射的墨流被回收利用，并且已經測出墨的(ρ(T0)，μ(T0))。用測量的墨的粘度μ(T0)除直線的起點的縱坐標很容易得到系數(shù)b。用測量的墨的密度ρ(T0)除直線的斜率很容易得到系數(shù)a。
已知這種替換形式可應用到幾種機器·系數(shù)a和b低偏差·可能在幾分鐘內修正已有機器的特征曲線，然而在現(xiàn)有技術中，是將機器放入恒溫箱中建立已有機器的特征曲線，在恒溫箱中建立這種曲線需要許多小時的工作。
在各種操作模式中，本發(fā)明方法的優(yōu)點是可以獲得最大的自主性，可以計算機器和打印頭之間的實際高度差，可以使所用的墨的性能變成標準墨的性能。該方法可以精確地補償工業(yè)產墨的1％的密度差和10％的粘度差。本發(fā)明的方法可以設定墨質量反饋控制的期望值，減小期望壓力和操作壓力之間的差值。
在傳統(tǒng)的墨路中，反饋控制有效地用于正確地控制溶劑添加，其中由自然蒸發(fā)使墨路中的溶劑濃度降低。反饋控制具有有限的墨添加能力以降低溶劑濃度，但蒸發(fā)的溶劑的量保持不變，僅僅降低了濃度差。并且，墨路的內部容積是有限的，僅能在一定限度內添加有限量的墨以避免墨池溢出。此外，與墨數(shù)量適合的墨質量反饋控制的反應時間不足，添加的墨沒有進入正確的方向。
為了解決這個問題，可使用一種程序設計效率冷凝器24，它可以回收蒸發(fā)的溶劑的大部分并再注入到墨路中。調節(jié)冷凝器的電源可改變溶劑的回收量。圖4說明了具有Peltier效應冷凝器24的溶劑回收，冷凝器24具有一個Peltier效應室35，一個冷表面36，一個熱表面37(散熱器)，出氣口38，回收溶劑輸出管路39，泵供料管路40，回收墨返回管路41，和冷凝器24的電源42。
在圖5中，顯示了通過相對于周期Tcycle改變周期Talin的冷凝器24的電源調節(jié)。在此，所述調節(jié)與電源的工作循環(huán)有關。也可以通過改變冷凝器24的電源電壓進行調節(jié)。
冷凝器24效率的這種調節(jié)可以減少反饋控制反應時間。因此，為了平衡超出的溶劑濃度，可降低(甚至消除)冷凝器的效率。從而，墨質量反饋控制的性能得到提高。當在瞬時相位中仍然存在熱因素時，這種效率調節(jié)特別適用于初始階段。對于存在短期的熱循環(huán)的情形，冷凝器效率的調節(jié)也是很有好處的。
本發(fā)明方法的各種實施例可以設定期望的操作壓力值。當機器首次啟動時設定該期望值。當機器重新啟動時，重復使用相同的操作模式具有多方面的好處。特別地，當機器重新啟動時，可以檢查墨的性能，并通知打印機用戶墨質量的偏移。
基本上已知兩類墨質量偏移?？梢酝瑫r產生兩個參數(shù)一粘度和密度的變化。例如，粘度和密度同時增加。第一類的變化如果在可接受的限度內，不會反映墨問題，但會反映一種自然偏移，該偏移與例如根據(jù)技術要求在無限定條件下貯存的墨相關。因此，機器可接受這種變化，能夠補償自然差別。墨的另一種可能性涉及到密度和粘度的相反的變化。后種類型的變化是不正常的，通常反映墨的穩(wěn)定性問題(凝聚，沉積，…)。這種性能的好處是會盡可能快地告知用戶，使他排空機器并用合適的墨重新啟動。因此，墨問題不會給機器造成巨大損失，并且不會永久性的干擾用戶的生產連續(xù)性。用戶會確信墨的優(yōu)良質量。
參考文獻[1]EP-0 333 325[2]EP-0 142 265[3]FR-2 636 884[4]FR-2 744 39權利要求
1.一種控制噴墨打印機的墨質量的方法，其中可以得到關于墨的壓力P、溫度T和噴射速度V的數(shù)據(jù)以及作為溫度T和速度V的函數(shù)的期望的壓力值曲線Pconsigne，其形式為Pconsigne＝a×ρn(T)×V2+b×μn(T)×V+ρn(T)×g×HH是打印頭和壓力傳感器之間的高度差，ρn(T)和μn(T)是標準墨的特征曲線，a和b是墨路的性能參數(shù)，g是重力加速度，其特征在于當機器啟動時，噴射速度在其標準值附近變化，測量由此產生的壓力P(T)＝a×ρ(T)×V2+b×μ(T)×V+ρ(T)×g×H，以確定系數(shù)a，b，ρ(T)，μ(T)和H，考慮到墨的質量，在趨于溫度T時，采取適當?shù)牟僮魇功?，μ和P接近ρn，μn和Pconsigne。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于利用Pfonct＝aρV2+bμV+ΔP，用五對單獨的值(Pfonct，V)確定五個參數(shù)a，b，ΔP，ρ和μ，ΔP表示被看作常數(shù)的高度差項。
3.按照權利要求1的方法，其特征在于利用噴射速度V1和V2，采用線性回歸法，繪制作為(V1+V2)的函數(shù)的(Pfonct(V1)-Pfonct(V2))/(V1-V2)的直線，從而獲得系數(shù)(a×ρ)和(b×μ)，然后，計算與測量數(shù)組相關的ΔP的平均值ΔPstat=l/n×Σln(Pfonct(Vi)-a×ρ×Vi2-b×μ×Vi).]]>
4.按照權利要求1的方法，其特征在于通過在一樣機上的測量預先得知一給定機器的具有足夠精度的系數(shù)a和b，并將其貯存在所生產的每個機器的貯存器中。
5.按照權利要求1-4的方法，其特征在于有關標準墨的數(shù)據(jù)貯存在固定的貯存器中。
6.按照權利要求5的方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)按下列關系式貯存，用于在恒定濃度下操作★ρn(T)＝ρn(T0)★(1+α×(T-T0))★μn(T)/μn(T0)＝1/(1+β×(T-T0))其中T操作溫度T0在操作范圍內的任意溫度α反映液體膨脹的系數(shù)β反映液體粘度變化的系數(shù)
7.按照權利要求5的方法，其特征在于將從實驗室試驗得到的關于ρn(T)，μn(T)的值列成表。
8.按照權利要求1的方法，其特征在于在實驗室中，假設高度差為零，利用噴射速度掃描儀測量墨溫度T0和幾組(Pfonct，V)，噴射的墨流被回收利用，并且測量該墨的(ρ(T0)，μ(T0))，然后作出作為V的函數(shù)的(Pfonct)/V的曲線，在(Pfonct/V-V)圖中選擇反映了幾對(Pfonct/V，V)的分布的最好的直線，用測量的墨的粘度μ(T0)除直線的起點的縱坐標得到系數(shù)b，用測量的墨的密度ρ(T0)除直線的斜率得到系數(shù)a。
9.按照權利要求1的方法，其特征在于墨路參數(shù)a和b是已知的，測量出參量Pfonct，V和T，計算出ρ(Td)，μ(Td)和H；然后由此導出期望的壓力值Pconsigne＝a×ρn(T)×V2+b×μn(T)×V+ρn(T)×g×H。
10.按照權利要求1的方法，其特征在于墨路參數(shù)a和b是已知的，認為機器用墨與標準墨相同，測量出參量Pfonct，V和T，對于各種操作速度計算出ΔPi＝Pfonct(i)-a×ρn(Td)×Vi2-b×μn(Td)×Vi，得到ΔPcalcule=l/n×ΣlnΔPi]]>和Pconsigne(T)＝ΔPcalcule+a×ρn(T)×V2+b×μn(T)×V。
11.按照權利要求1的方法，其特征在于得到ΔPcalcule＝(ρref(Td)×g×H)+(a×V2×(Δρ)+b×V×(Δμ))其中ρref(T)標準墨密度μref(T)標準墨粘度ρencre(T)所用墨密度μencre(T)所用墨粘度ρencre(T)ρref(T)+Δρμencre(T)μref(T)+Δμ
12.按照權利要求11的方法，其特征在于墨路參數(shù)(a，b)是已知的，由用戶提供高度差，由此導出期望的壓力值，測量出參量Pfonct，V和T，計算出所用墨和標準墨之間的差值(Δρ，Δμ)。
13.按照權利要求1-12任何之一的方法，其特征在于有關所用墨性能的數(shù)據(jù)放在與墨盒相連的電子卡片中。
14.按照權利要求1-13任何之一的方法，其特征在于使用相同的壓力轉換器確定期望值和測量操作壓力。
15.按照權利要求1-13任何之一的方法，其特征在于使用設置在打印頭內的一溫度傳感器。
16.按照權利要求1-14任何之一的方法，其特征在于使用一程序設計效率冷凝器。
17.按照權利要求16的方法，其特征在于改變冷凝器的電源周期。
18.按照權利要求1-17任何之一的方法，其特征在于在每次機器重新啟動時使用相同的操作模式。
19.按照權利要求18的方法，其特征在于監(jiān)測墨質量的變化，用戶被告知墨質量任何不正常的變化。
20.按照權利要求18的方法，其特征在于監(jiān)測高度差的變化，用戶能迅速地確定存在的變化。
21.一種噴墨打印機，包括一墨池(10)，由一控制件(18)通過電磁閥(26和27)驅動的溶劑和墨添加裝置(16和17)，在打印頭(14)的輸出部分與所述控制件(18)相連的壓力、溫度和噴射速度傳感器(20，21和22)，由控制件(18)驅動的一電控調壓器(23)和一電控冷凝器(24)。
22.按照權利要求21的打印機，還包括冷凝器電源調制裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種噴墨打印機和控制這種打印機的墨質量的方法,其中可以得到關于墨的壓力P、溫度T和噴射速度V的數(shù)據(jù)以及標準墨參數(shù)(ρ
文檔編號B41J2/07GK1273912SQ001188
公開日2000年11月22日 申請日期2000年4月28日 優(yōu)先權日1999年4月28日
發(fā)明者A·帕農, L·法洛蒂 申請人:伊馬治公司