專利名稱：用于液體射流產(chǎn)生的液滴的軌跡的方向性檢測裝置、相關(guān)靜電傳感器、打印頭和連續(xù)噴墨 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于液體射流產(chǎn)生的液滴的軌跡的方向性檢測裝置。更特別地，本發(fā)明涉及連續(xù)噴墨打印頭的功能控制。本發(fā)明檢測未打印并從連續(xù)的油墨射流產(chǎn)生的液滴是否被有效地引導(dǎo)至這些液滴的回收槽。而且，確定液滴的電荷同步并允許知道從連續(xù)射流產(chǎn)生的液滴的速度。本發(fā)明還涉及相關(guān)的靜電傳感器、打印頭和具有連續(xù)的油墨射流的打印機。
背景技術(shù)：
連續(xù)噴墨打印頭包括本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的功能裝置。圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的這種打印頭。該打印頭基本上包括以下功能裝置，按照射流的前進方向順序描述-包含導(dǎo)電油墨的液滴發(fā)生器1，由于油墨回路而保持處于一定壓力下，并發(fā)射至少一個油墨射流11，-用于每個油墨射流的相應(yīng)的充電電極4，-由兩個放置在射流軌跡的任一側(cè)上且位于充電電極4下游的偏轉(zhuǎn)板2、3構(gòu)成的組件，-用于收集未用于打印的噴墨以使其返回油墨回路并由此循環(huán)的回收槽20。下面描述這些不同裝置的功能。包含在液滴發(fā)生器1中的油墨從至少一個校準噴嘴10發(fā)出，以形成至少一個油墨射流11。在放置于噴嘴上游的定期激勵裝置(未示出) 的作用下，該定期激勵裝置例如由放置在油墨中的壓電陶瓷構(gòu)成，在噴嘴下游的精確的射流點處，油墨射流以與激勵信號的周期相對應(yīng)的規(guī)則的時間間隔中斷。油墨射流的這種被迫分裂(fragmentation)通常由于激勵裝置的定期振動在射流的所謂“斷裂”點13處導(dǎo)致。在該斷裂點的位置處，連續(xù)射流轉(zhuǎn)變成均勻隔開的相同油墨液滴的空間順序11。按照通過幾何結(jié)構(gòu)與理論上連接回收槽20的中心的射流的噴射軸線共線的軌跡引導(dǎo)這種液滴順序。沒有外力的作用，液滴的實際軌跡遵循所謂的“靜態(tài)”方向，該“靜態(tài)”方向可能與討論中的理論方向稍微不同，一方面是由于產(chǎn)生固定方向誤差的制造中的不精確性，而另一方面是由于操作期間的射流方向偏離，這是由于噴嘴改變射流的操作條件的原因。具體地， 這些改變可能由于油墨污垢的累積導(dǎo)致的噴嘴中及其周圍的表面條件的變化。在長時間操作打印機之后，此問題變得特別敏感。位于射流的斷裂點附近的充電電極4旨在選擇性地對每個所形成的液滴以預(yù)定的電荷值充電。為此，通過將油墨在液滴發(fā)生器中保持在固定電位，對充電電極施加確定的電壓，對于每個液滴周期是不同的。為了正確地對液滴充電，電壓的瞬時施加必須稍微發(fā)生在射流的瞬時斷裂之前，從而確保射流的電連續(xù)性并通過靜電影響將給定量的電荷吸引至射流的頂端(tip)。因此，必須使電壓的瞬時施加與射流的斷裂過程完全同步。電驅(qū)動兩個偏轉(zhuǎn)板2、3至相對固定的高值電位，這產(chǎn)生基本上垂直于液滴的軌跡的電場Ed。該電場可使在板之間接合的帶電液滴偏轉(zhuǎn)一定幅值，該幅值隨它們的電荷和這些液滴的速度而變。這些偏轉(zhuǎn)軌跡12不被槽20收集，并碰撞待打印介質(zhì)30。通過賦予射流液滴的各個偏轉(zhuǎn)的組合來獲得液滴在待打印于基質(zhì)上的液滴碰撞矩陣上的位置，所述液滴在打印頭和待打印介質(zhì)之間具有相對位移。這兩個偏轉(zhuǎn)板2、3通常是平的。其中一個也可具有向內(nèi)彎曲的輪廓或者可以一定角度布置。更精細的結(jié)構(gòu)是在本申請人提交的申請FR 2 821 291中披露并在圖2A和圖2B中示出的結(jié)構(gòu)，圖2A和圖2B分別是打印頭的前視圖和根據(jù)圖2A的方向U的側(cè)視圖。在此結(jié)構(gòu)中，兩個板是彎曲的并基本上彼此平行。板2相對于液滴的中間軌跡15是凹入的，而板3相對于中間軌跡15是凸出的。凹板2保持在零電位并裝配有狹槽16，以使未偏轉(zhuǎn)或稍微偏轉(zhuǎn)的液滴通過。板的這種布置對于偏轉(zhuǎn)液滴來說非常有效，因為不管偏轉(zhuǎn)角度如何，偏轉(zhuǎn)電場都保持基本上垂直于軌跡?；厥詹?0在其入口處包括開口 21，其有效部分是其入口表面在與位于與槽接觸的正上游的未偏轉(zhuǎn)射流的標稱(nominal)軸線垂直的平面上的投影。在本發(fā)明的上下文中，此平面將叫做槽的入口平面。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，將未偏轉(zhuǎn)射流的標稱軸線理解為表示，當制造打印頭的所有子組件并且一旦裝配打印頭便將這些子組件相對于彼此標稱放置時的射流的理論軸線。在具有彎曲板的打印頭中，例如在申請FR 2 821 291中所描述的， 由于狹槽16的存在，槽20可定位在比偏轉(zhuǎn)板2、3的下端更上游的位置，如圖2B所示。這種上游定位進一步減小了液滴在打印頭中的飛行距離，并由此使液滴偏轉(zhuǎn)的精確控制更簡單。從而，通過液滴的更高的位移精度，改善了打印機的性能，特別是打印質(zhì)量。已知的是連續(xù)噴射打印頭的功能的控制進一步需要之前描述的功能裝置，使用一定數(shù)量的互補裝置，一方面允許控制液滴的偏轉(zhuǎn)(其很大程度上由電荷和液滴的速度決定)，另一方面允許監(jiān)測未打印液滴的回收的適當功能。關(guān)于控制液滴的偏轉(zhuǎn)，已知的是執(zhí)行專用裝置，特別是，一方面確保液滴的電荷信號與射流的瞬時斷裂的同步施加(叫做電荷的同步)，另一方面測量液滴的速度Vg，以將其伺服控制至預(yù)設(shè)值。為此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的打印頭通常包括由液滴攜帶的電荷的代表性大小的測量裝置。該測量裝置布置在充電電極的下游。當執(zhí)行這種電荷測量時，通常，當帶有特定電荷的液滴在此裝置的前面通過時，通常采用的以便選擇相對于斷裂而同步瞬時充電的方法包括以下步驟，執(zhí)行用比液滴周期更短的持續(xù)時間的一系列電荷信號來改變液滴順序的重復(fù)試驗，但是在整個液滴周期中具有不同分布的不同電荷瞬時(也叫做“相位”)，并且，對于每個分配的相位，測量由液滴攜帶的電荷水平。電荷水平代表液滴的充電過程的效率，并由此代表電荷同步的適用性。一些相位產(chǎn)生普通的或者甚至非常差的電荷同步，但是通常，一定數(shù)量的相位允許最大電荷。從后者中選擇打印時將使用的電荷相位。根據(jù)所采用的用來由于電荷同步而測量液滴電荷的解決方案，除了液滴電荷的這些測量結(jié)果以外， 通?？梢酝茖?dǎo)出帶電液滴的速度的有效測量結(jié)果。事實上，通過檢測與在打印頭的不同特征幾何位置處識別的液滴存在相對應(yīng)的某些特征瞬時，可以由此推導(dǎo)出液滴在這些已知位置之間的平均移動時間，并由此推導(dǎo)出液滴在這些位置之間的平均速度。在現(xiàn)有技術(shù)的所有裝置中，通常使用靜電傳感器來完成該功能。例如，在授予Linx公司的專利US 6，357，860中描述了這樣一種傳感器，其由兩個沿著液滴軌跡隔開的平電極組成，并形成其中一個偏轉(zhuǎn)板的主要部分。當帶電液滴經(jīng)過每個電極前面時，這種雙電極傳感器提供信號信號的幅值代表每個液滴的嵌入(embedded)電荷的量，并且，由兩個電極中的每個進行的檢測之間的時間偏差給出飛行的持續(xù)時間。因此，可推導(dǎo)出射流液滴在分離距離已知的這兩個點之間的速度。這種放置在偏轉(zhuǎn)板位置處的傳感器的解決方案具有的優(yōu)點是，不增加打印頭中的液滴在噴嘴和待打印介質(zhì)之間的飛行距離。相反，這里的缺點是，將傳感器暴露于相當大的靜電干擾中，特別是由以下噪聲產(chǎn)生的干擾由打印頭的內(nèi)部環(huán)境中的帶電液滴的循環(huán)產(chǎn)生的噪聲，以及由打印頭的不同內(nèi)部元件(它們受到可變或有干擾的電壓)發(fā)出的噪聲。這些條件由于傳感器的干擾非常大的信號而不允許非常精確地測量。以本申請人名義的專利EP 0 362 101 Bl描述了一個放置在充電電極和偏轉(zhuǎn)板之間的靜電傳感器以及相關(guān)信號的處理。由靜電屏蔽保護這種傳感器的靈敏芯部和該靈敏芯部前面的帶電液滴的循環(huán)空間不受到靜電干擾。由帶電液滴對傳感器的靈敏芯部的靜電影響來檢測特定帶電液滴的存在。從在該傳感器前面經(jīng)過的這些液滴獲得的信號的利用可對這些液滴的電荷水平進行非常精確的測量，并定義它們進入和離開傳感器的瞬時，從而定義這些液滴在傳感器的檢測區(qū)域中的通過持續(xù)時間。如果被通過的區(qū)域的有效長度是已知的，那么可推導(dǎo)出在傳感器前面經(jīng)過的液滴的平均速度。關(guān)于監(jiān)測未打印液滴的收集，已知的是利用專用裝置來檢測未用于打印的油墨被適當?shù)鼗厥?。如果這種油墨離開槽，那么必須停止射流以避免打印頭及其環(huán)境的結(jié)垢，結(jié)垢對于打印機的用戶來說通常是不可接受的。這些問題可能由不能排出未打印液滴的油墨的回收裝置的缺陷或由異常的射流行為而產(chǎn)生。事實上，射流方向可能改變，例如在啟動時被設(shè)置為與標稱值不同的值，或者可能在操作過程中遠離標稱值。當預(yù)計不用于打印的液滴的軌跡到達槽的內(nèi)部時，不會出現(xiàn)功能問題。相反，當射流軌跡離開槽時或當液滴撞擊槽的邊緣時，出現(xiàn)功能障礙?？梢圆煌姆绞竭M行回收檢測，特別是通過對槽的入口正下游的油墨的返回回路的流體管路的電阻率的分析。不幸地，該系統(tǒng)是有缺點的，因為其在正確起作用的情況和當不適當?shù)囟ㄏ驎r撞擊槽的邊緣的情況之間通常不會形成差異。在這種情況中，部分油墨進入槽，以產(chǎn)生電阻率傳感器將表現(xiàn)為部分地由槽回收的射流的條件，也代表以正常打印為特征的情況。因此，在射流不適當?shù)囟ㄏ虻那闆r中，射流的所有或部分油墨污染槽邊緣的直接環(huán)境，或者在槽內(nèi)流動，這通常在其累積之后導(dǎo)致大的功能障礙。因此，對于現(xiàn)有技術(shù)的解決方案來說，油墨在槽內(nèi)的正確回收的檢測是不可靠的。這是為什么已經(jīng)提出了一定數(shù)量的利用傳感器來定位這種情況中的液滴的解決方案的原因。在使用噴墨打印機的工業(yè)條件下，通過壓力傳感器上的物理接觸或通過光學(xué)屏障對油墨液滴進行定位是不可靠的，特別是由于這些解決方案對油墨結(jié)垢的靈敏度的原因。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的其他解決方案包括利用靜電傳感器，就形成液滴的液體是導(dǎo)電的而言，液滴能夠被充電。一般原理利用這樣的特性，根據(jù)該特性，在電荷經(jīng)過的過程中，由靜電傳感器檢測的信號的水平取決于傳感器的有源表面和帶電液滴之間的距離。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的帶電液滴的定位原理包括利用兩個對稱地放置在液滴軌跡的任一側(cè)上的靜電傳感器，其相對于標稱軌跡的間隔待被評估。當帶電液滴在傳感器前面經(jīng)過時，所傳送的電流信號的幅值的差異表示液滴在某一方向上相對于傳感器的實際位置。授予IBM公司的專利US 3，886，564描述了幾種類型的成對靜電傳感器的布置，差分處理的傳送信號確定在傳感器前面經(jīng)過的液滴的相對位置。在對切割這些液滴的軌跡的平面進行定義的兩個方向上檢測帶電液滴的位置需要四個布置成兩對的靜電傳感器以及電子裝置和相關(guān)信號處理的執(zhí)行。授予劍橋咨詢公司的專利US 4，551，731和EP 0 036 789描述了這種類型的布置相對于在傳感器前面經(jīng)過的標稱軌跡而言在液滴的實際軌跡的兩個方向上，對于每個將被監(jiān)測以用于評估漂移的液滴的軌跡，確定地需要四個傳感器。在連續(xù)噴墨打印頭上使用此原理會導(dǎo)致復(fù)雜、笨重且昂貴的實現(xiàn)方式。此實現(xiàn)方式導(dǎo)致其他缺點-一方面，如果不在狹窄空間中部分地掩蓋限制于傳感器位置處的射流的可見性， 則無法使用放置在射流周圍的四個傳感器，難以維修打印頭，特別是難以清洗充電或偏轉(zhuǎn)元件；-另一方面，專用于測量射流的定向漂移的裝置必須沿著射流軌跡在噴嘴和回收槽之間插入。傳感器固有的笨重會產(chǎn)生物理集成的問題，并趨向于增加液滴在其電荷與其在待打印介質(zhì)上的撞擊位置之間的飛行距離。缺點是，液滴的長飛行距離會損害撞擊的位置精度并由此損害打印質(zhì)量?？偠灾?，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的來自液體射流的液滴的回收檢測解決方案的主要缺點如下所述-借助于對槽中的流體管路中流動的油墨進行分析的傳感器來檢測油墨在槽中的通過并不足以防止污染風(fēng)險，因為當射流撞擊槽的邊緣時不會將其檢測為缺陷情況；-通過使用幾對靜電傳感器的技術(shù)的解決方案，可以在垂直于射流的標稱軌跡且在槽的入口附近的平面位置處評估液滴的實際位置，但是以明顯的笨重性和成本限制為代價；-在射流周圍布置兩對靜電傳感器使得非常難以接近打印頭的不同功能裝置，以便進行維修，特別是進行清洗；-使用專門用來測量射流軌跡上的射流的定向偏移的傳感器使得打印頭中的液滴飛行路徑更長，從而損害打印質(zhì)量；-使用容易被來自打印頭的不同電信號和來自打印頭運動中的電荷的噪聲干擾的靜電傳感器會影響測量精度。通常必須或者以笨重的方式產(chǎn)生傳感器的靈敏零件的有效屏蔽，或者執(zhí)行所產(chǎn)生的信號的額外處理，這證明是昂貴的。因此，本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點。本發(fā)明的一個特定目的是提出一種可靠且便宜的用于檢測從打印頭中的連續(xù)射流產(chǎn)生的油墨液滴的軌跡的方向性的解決方案，其確保對操作缺陷的快速檢測和對這些可能缺陷的最佳管理，對裝配有打印頭的打印機的用戶而言，限制有害的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明涉及一種用于液體射流產(chǎn)生的液滴的軌跡的方向性檢測裝置，液滴是帶電的。根據(jù)本發(fā)明的裝置包括靜電傳感器，該靜電傳感器包括用于電荷檢測的部分，由導(dǎo)電材料制成，即靈敏區(qū)域；所述靈敏區(qū)域被由電絕緣材料制成的部分包圍，即絕緣區(qū)域； 所述絕緣區(qū)域本身被由導(dǎo)電材料制成并接地以產(chǎn)生電屏蔽的部分包圍，即屏蔽區(qū)域；傳感器的各區(qū)域界定至少一個連續(xù)平面，傳感器的靈敏區(qū)域包括至少四個邊緣，其包括由兩個側(cè)邊緣彼此連接的上游邊緣和下游邊緣，傳感器的布置使得·上游邊緣和下游邊緣基本上垂直于射流的標稱軌跡的方向，并分別被直線H切成兩個部段，直線H是標稱軌跡在垂直于后者的平面上的幾何投影；·對于由直線H界定的傳感器的每側(cè)，上游邊緣的部段和下游邊緣的部段具有不同的長度，較長部段的長度至少等于軌跡相對于標稱軌跡在所考慮直線H的一側(cè)偏移的最大容許幅值，并且，較短部段的長度最多等于軌跡相對于標稱軌跡在所考慮直線H的一側(cè)偏移的最大容許幅值。該裝置還包括用于處理由傳感器檢測的運動中的液滴的電荷所產(chǎn)生的電信號的信號處理裝置，所述裝置分別適于·評估從分別在傳感器的上游邊緣和下游邊緣位置處檢測到的運動中的電荷所得到的電流的代表信號的入口峰值Pe和出口峰值I3S的水平，并且·計算Pe和I^s的水平之間的差異的代表函數(shù)的值(例如在絕對值上是比值Pe/ Ps或差值Pe-Ps)， 將所述函數(shù)的值與至少一個第一預(yù)定恒定值或預(yù)定值的范圍進行第一次比較，·將最高入口峰值Pe或出口峰值I^s相對于彼此的水平與至少一個第二預(yù)定恒定值進行第二次比較，這些預(yù)定值是液滴的標稱軌跡的特征。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，第一次比較允許知道液滴的軌跡在平行于傳感器平面的平面中的實際位置，第二次比較允許知道液滴的相同軌跡在垂直于傳感器平面的平面中的實際位置。這里指出，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，必須參考從液體射流產(chǎn)生的液滴的飛行方向來理解術(shù)語“上游”和“下游”。因此，靈敏區(qū)域的上游邊緣是給定液滴首先在其前面通過的靈敏區(qū)域的一部分。類似地，通常參考從液體射流產(chǎn)生的液滴的飛行方向來理解術(shù)語“高度”:根據(jù)本發(fā)明的傳感器區(qū)域的高度是根據(jù)直線H的尺寸，直線H是標稱軌跡的投影。有利地，信號處理裝置包括用于評估入口峰值Pe和出口峰值I^s之間的時間間隔 T以從中推導(dǎo)出液滴在傳感器位置處的速度Vg的裝置。事實上，通過知道根據(jù)本發(fā)明的傳感器的有效長度Leff，可以用關(guān)系式Vg = Leff/T來推導(dǎo)出液滴的速度。如下面指出的，有效長度基本上定義為將絕緣區(qū)域的兩個條帶的中心隔開的距離，其中一個條帶位于靈敏區(qū)域的上游邊緣附近，另一個條帶位于靈敏區(qū)域的下游邊緣附近。根據(jù)一個實施方式，傳感器的布置使得其靈敏區(qū)域相對于直線H對稱，直線H是液滴的標稱軌跡的幾何投影。根據(jù)一個替代方式，傳感器的布置使得其靈敏區(qū)域相對于直線H不對稱，直線H是液滴的標稱軌跡的幾何投影。因此，可用相對于直線H并非必須對稱的靈敏區(qū)域來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的檢測。換句話說，根據(jù)本發(fā)明的靜電傳感器可具有不對稱的形狀，但布置成使得上游邊緣和下游邊緣基本上彼此平行，并且，位于直線H的相同側(cè)上的這些邊緣中的每個的部段具有不同的長度。根據(jù)一個特征，相對于直線H位于相同側(cè)上的上游邊緣的部段和下游邊緣的部段之間的長度之差的絕對值至少大于液滴直徑的一倍。
有利地，傳感器的布置使得其平面與液滴的標稱軌跡遠離一定距離，該距離在液滴直徑的兩倍與傳感器的靈敏區(qū)域的高度之間。標稱軌跡的液滴與傳感器的平面之間的距離是對在苛刻環(huán)境中起作用的同時進行可靠檢測而折中的結(jié)果。因此，在連續(xù)噴墨打印頭的內(nèi)部環(huán)境中，必須在兩個技術(shù)必要性之間找到平衡-一方面，未偏轉(zhuǎn)油墨射流必須離傳感器的平面足夠遠，以通過油墨本身最佳地限制此表面的結(jié)垢風(fēng)險。這些風(fēng)險與啟動時射流的可能不穩(wěn)定性相關(guān)，或者，如果射流的斷裂沒有非常好的質(zhì)量，那么可能與伴隨射流的微液滴的產(chǎn)生相關(guān)。隨著液滴發(fā)生器的噴嘴與根據(jù)本發(fā)明的靜電傳感器之間的固有距離的增加，這些風(fēng)險會更大；-另一方面，液滴必須盡可能緊密地接近傳感器的平面，以產(chǎn)生良好的信噪比并由此產(chǎn)生精確的測量結(jié)果。靈敏區(qū)域的高度有利地是射流中的連續(xù)液滴之間的距離的3至100倍。在上游邊緣和下游邊緣位置處包圍靈敏區(qū)域的絕緣區(qū)域的高度是液滴直徑的0. 5 至10倍。靈敏區(qū)域和絕緣區(qū)域的高度的選擇產(chǎn)生相當大的檢測分辨率。事實上，確定這些高度，以在信號上產(chǎn)生非常不同的入口峰值和出口峰值，即，沒有可能的重疊，對給定液滴特征具有最大幅值(液滴串的長度、速度和電荷)。而且，由靈敏區(qū)域界定的平面的尺寸有利地必須與液滴的靜電影響面積相關(guān)。此面積取決于液滴相對于根據(jù)本發(fā)明的傳感器的距離。事實上，在傳感器上產(chǎn)生的電荷的量必須足以產(chǎn)生可由信號處理裝置利用的電流。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，靈敏區(qū)域的寬度大于液滴直徑的兩倍。本發(fā)明還涉及一種靜電傳感器，其包括用于電荷檢測的部分，由導(dǎo)電材料制成，所謂靈敏區(qū)域，靈敏區(qū)域被由電絕緣材料制成的部分包圍，所謂絕緣區(qū)域；絕緣區(qū)域本身被由導(dǎo)電材料制成并接地以產(chǎn)生電屏蔽的部分包圍，所謂屏蔽區(qū)域；傳感器的各區(qū)域被至少一個連續(xù)平面界定，傳感器的靈敏區(qū)域在平面的前視圖中包括至少兩個基本上彼此平行的邊緣，垂直于這些邊緣并通過這些邊緣中的一個的中間的直線將另一邊緣切割成在任一側(cè)上界定不同長度的兩個部段。根據(jù)一個替代方式，本發(fā)明還涉及一種靜電傳感器，其包括用于電荷檢測的部分，由導(dǎo)電材料制成，所謂靈敏區(qū)域；靈敏區(qū)域被由電絕緣材料制成的部分包圍，所謂絕緣區(qū)域；絕緣區(qū)域本身被由導(dǎo)電材料制成并接地以產(chǎn)生電屏蔽的部分包圍，所謂屏蔽區(qū)域； 傳感器的各區(qū)域被至少一個連續(xù)平面界定，傳感器的靈敏區(qū)域在平面上的前視圖中包括至少兩個基本上彼此平行且具有不同長度的邊緣，垂直于這些邊緣并通過這些邊緣中的一個的中間的直線還通過這些邊緣中的另一個的中間。在平面的前視圖中，根據(jù)本發(fā)明的此實施方式，傳感器的靈敏區(qū)域具有梯形幾何形狀，包圍靈敏區(qū)域的絕緣區(qū)域定義一類似的梯形形狀。在平面的前視圖中，將彼此平行的兩個邊緣連接的靈敏區(qū)域的側(cè)邊緣可具有彎曲的直線狀或階梯狀輪廓?？筛鶕?jù)最佳地適應(yīng)檢測區(qū)域的規(guī)格來選擇輪廓。關(guān)于制造根據(jù)本發(fā)明的靜電傳感器，在預(yù)計將是靈敏表面的區(qū)域中的小絕緣板中優(yōu)選地制造導(dǎo)電通路。優(yōu)選地將組件在板的兩個面上和板的至少一個邊緣上金屬化，然后局部蝕刻，以去除代表功能平面的絕緣區(qū)域的圖案上的金屬并使導(dǎo)電通路終止于背面上的區(qū)域絕緣。因此，功能平面的屏蔽在大部分背面上延伸，確保靈敏區(qū)域的最佳電保護。導(dǎo)電
10通路將靈敏區(qū)域的電連續(xù)性傳遞至板的由適應(yīng)端子占據(jù)的背面。然后，優(yōu)選地，將板緊緊地且參考地固定在殼體上。當將根據(jù)本發(fā)明的靜電傳感器植入連續(xù)噴射打印頭中時，此殼體本身將參考地一方面相對于槽安裝，另一方面相對于未偏轉(zhuǎn)射流的標稱軌跡安裝(實際上，是打印頭的機械參考結(jié)構(gòu))。其中形成有導(dǎo)電通路的小絕緣板優(yōu)選地由99. 7%純度的Al2O3陶瓷制成。其還可由任何類型的可金屬化的絕緣材料制成。導(dǎo)電通路優(yōu)選地由粘住的金屬插入物組成，但是也可由金屬化管道組成。優(yōu)選地，通過沉積由金屬蒸汽沉積形成的薄層來執(zhí)行金屬化步驟。金屬化層優(yōu)選地包括由一層金覆蓋的鉻的子層?？墒褂脤?dǎo)致相同結(jié)果的其他金屬化技術(shù)。導(dǎo)電層的蝕刻步驟可有利地通過激光切除，但也可以是化學(xué)蝕刻或機加工。本領(lǐng)域技術(shù)人員將確保考慮此蝕刻步驟過程中的較高精度。端子優(yōu)選地由導(dǎo)電粘結(jié)劑連接的 “彎曲”類型的帶狀電纜組成(柔性kapton 上的印刷電路)。其還可由焊接電纜或通過導(dǎo)電彈簧觸點形成的電連接組成。其他技術(shù)對于制造根據(jù)本發(fā)明的傳感器也是可行的，例如-使用利用LTCC技術(shù)(低溫共燒陶瓷)的共燒多層陶瓷；-使用機械裝配和機加工的傳統(tǒng)制造。本發(fā)明還涉及一種連續(xù)噴墨打印頭，其包括裝配有從中產(chǎn)生連續(xù)射流的油墨噴嘴的液滴發(fā)生器、布置在噴嘴下游且用于對從射流產(chǎn)生的液滴充電的充電電極、一對彼此隔開且布置在充電電極下游的用于選擇性地使預(yù)期用于打印的帶電液滴偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)電極、 用于未偏轉(zhuǎn)液滴的回收槽、以及至少一個如之前所描述的靜電傳感器。每個偏轉(zhuǎn)電極優(yōu)選地具有向內(nèi)彎曲的有源表面，其中一個有源表面包括用于使未偏轉(zhuǎn)液滴通過的通路狹槽，靜電傳感器布置在所述狹槽與回收槽之間。在前言中引用的專利EP 0 362 101 Bl中公開的偏轉(zhuǎn)電極是特別指定的。優(yōu)選地，靜電傳感器布置在未偏轉(zhuǎn)液滴的回收槽的上游并靠近之。因此，對于 70 μ m至250 μ m之間的液滴直徑，靈敏區(qū)域的下游邊緣優(yōu)選地與槽的入口平面遠離0. 5mm 至5mm之間的最小距離。事實上，傳感器的下游邊緣必須盡可能地靠近槽的開口，以在檢測表面的評估中具有最大精度。這還有助于用幾個參數(shù)上的增益將靈敏區(qū)域放大至最大，所述參數(shù)例如信噪比，射流/傳感器距離，等等。相反，當液滴以高速在槽內(nèi)接觸時，存在結(jié)垢的風(fēng)險液滴會從槽中濺出并使傳感器結(jié)垢。因此，傳感器必須離槽足夠遠，以離開這些飛濺液滴到達的范圍。實際上，以上定義的距離的折中已經(jīng)證明對70 μ m至250 μ m之間的液滴直徑是最佳的，有效地與從打印機的連續(xù)油墨射流產(chǎn)生的液滴的類型相對應(yīng)。傳感器在打印頭中的第一種布置，使得其平面基本上垂直于液滴的偏轉(zhuǎn)面并與偏轉(zhuǎn)方向(被定義為是零偏轉(zhuǎn)軌跡與偏轉(zhuǎn)電極在打印過程中導(dǎo)致的多個偏轉(zhuǎn)軌跡之間的方向)相對。傳感器的另一種布置，使得其平面基本上平行于液滴的偏轉(zhuǎn)面并基本上平行于油墨射流的后部，參考打印頭的前面來定義油墨射流的前部。通過這兩種布置，用于打印頭維護的可接近性是最佳的。還具有使用兩個靜電傳感器的組合的可行性，每個靜電傳感器布置在兩個上述垂直位置中的一個中。并不強制地將兩個傳感器沿著射流軌跡定位在離槽相同的距離處。對于兩個傳感器，僅通過確定入口峰值Pe和出口峰值I^s的水平之間的差異的代表函數(shù)來使打印頭中的檢測區(qū)域擴展。事實上，當液滴遠離傳感器的面時，通過信號的衰減和信噪比的減小，限制液滴和單個傳感器之間的距離的評估因此，使用相對于第一靜電傳感器垂直布置的第二靜電傳感器使檢測區(qū)域擴展。本發(fā)明最后涉及一種連續(xù)噴墨打印機，其包括之前描述的打印頭和之前還描述的檢測裝置的信號處理裝置。由根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置檢測的液滴優(yōu)選地是叫做測試液滴的液滴，在打印機的正常操作的過程中，由充電電極對測試液滴充電，并將測試液滴插入由偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)的以打印為目的的一連串液滴內(nèi)。測試液滴可被充以與以打印為目的而偏轉(zhuǎn)的液滴的極性相反的極性。有利地，信號處理裝置可連接至警報器，如果至少一個比較導(dǎo)致確認已經(jīng)超過其中一個值或預(yù)定值的范圍，那么觸發(fā)警報器，警報器的觸發(fā)會發(fā)出所有未偏轉(zhuǎn)油墨液滴未被槽回收的危險的信號。根據(jù)本發(fā)明的打印機可有利地包括用于改變液滴的電荷相位的裝置。在電荷相位的改變過程中，信號處理裝置適于確定從在傳感器的相同邊緣位置處檢測的運動電荷得到的電流的代表信號的最高峰值，然后，在打印機的操作過程中，將充電電極設(shè)定在導(dǎo)致此最高峰值的電荷相位上。以上定義的本發(fā)明使得能夠檢測并監(jiān)測標稱軌跡周圍的液滴射流的雙向位移。事實上，從根據(jù)本發(fā)明的靜電傳感器產(chǎn)生的信號的處理同時允許對平行于傳感器的液滴相對于其標稱軌跡的側(cè)向位移的值進行評估，以及對這些液滴的軌跡與傳感器的平面之間的距離進行評估。這導(dǎo)致對在傳感器前面通過的位置處的液滴在標稱軌跡周圍的液滴的二維方向性進行評估。如以上說明的，本發(fā)明應(yīng)用于打印頭中，特別是應(yīng)用于監(jiān)測未打印液滴的軌跡，以檢驗液滴被很好地引導(dǎo)至槽的內(nèi)部。當射流的液滴具有過于靠近槽的邊緣的軌跡時，由傳感器對液滴軌跡的實際位置進行的檢測使得可以觸發(fā)警報器。另一方面，不會增加例如之前描述的打印頭的復(fù)雜性，S卩，通過使用單個靜電傳感器，來自傳感器的信號的處理還搜索電荷同步的最佳相位并測量射流中的液滴的速度。在連續(xù)噴墨打印頭的上下文中，發(fā)明人由此嘗試通過自動測量來確保在確定射流的實際方向時在槽入口處系統(tǒng)地弓I導(dǎo)射流。


參照附圖，閱讀以下對在連續(xù)噴墨打印頭中應(yīng)用的根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置并參考未打印液滴的回收的特定監(jiān)測的詳細描述后，本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征將更顯而易見，附圖中圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的利用偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴墨(CIJ)技術(shù)的打印頭的工作原理；圖2A和圖2B分別示出了在利用同樣根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴墨技術(shù)的打印頭中使用的U形改進的偏轉(zhuǎn)電極的前視圖和側(cè)視圖；圖3A至圖3E以示意性平面圖示出了利用偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴墨技術(shù)的打印頭的回收槽入口和根據(jù)本發(fā)明的在所述槽的入口處檢測的區(qū)域；圖4是根據(jù)本發(fā)明的利用偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴墨技術(shù)的打印頭的透視示意圖，在此情況中，示出了未打印液滴的軌跡的允許界線；圖5示意性地示出了在根據(jù)本發(fā)明的靜電傳感器位置處的水平面中待檢測的液滴的軌跡的投影；圖6A是根據(jù)本發(fā)明的靜電傳感器的縱向截面的視圖，示出了靠近傳感器的同一軌跡的帶電液滴的不同位置以及它們對傳感器的電影響模式；圖6B示出了電荷演化的信號以及當帶電液滴根據(jù)圖6A通過時由靜電傳感器產(chǎn)生的導(dǎo)出電流信號；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的具有優(yōu)選幾何形狀的檢測裝置和傳感器布置的優(yōu)選實施方式；圖8A至圖8C示出了由根據(jù)圖7的傳感器產(chǎn)生的信號隨平行于傳感器平面的液滴的軌跡相對于標稱軌跡的偏移而變的速率；圖8D示出了入口峰值Pe和出口峰值I3S之比PeA3S的絕對值隨平行于圖7的傳感器平面的液滴的軌跡相對于標稱軌跡的偏移而變的演化；圖9A和圖9B示出了確定的入口峰值Pe和出口峰值I3s的值的速率及其隨垂直于圖7的傳感器的平面的液滴的軌跡相對于標稱軌跡的偏移而變的Pe/I^s之比；圖IOA和圖IOB示出了靜電傳感器的幾何形狀的變型；傳感器的功能面的替代結(jié)構(gòu)的實例；圖IlA和圖IlB分別示出了根據(jù)本發(fā)明的利用偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴墨技術(shù)的包括彎曲偏轉(zhuǎn)電極的打印頭的前視圖和側(cè)視圖。
具體實施例方式在前言中已經(jīng)評論了與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的利用偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴墨技術(shù)的打印頭相關(guān)的圖1至圖2B，這里不再在不同裝置的功能方面進一步說明。發(fā)明人已經(jīng)面臨的問題如下理論上，由這些圖1至圖2B中的11表示的未偏轉(zhuǎn)液滴的軌跡是唯一的并經(jīng)過回收槽20的入口 21的中心。實際上，如在本申請的前言中所指出的，在打印過程中的任何瞬時會發(fā)生這樣的情況未偏轉(zhuǎn)液滴在該標稱軌跡周圍采取不同的軌跡。這可能是由于打印頭的不同功能裝置的制造和裝配公差的原因，或者是由于在打印啟動時設(shè)置射流的隨機條件的原因，或者還由于逐漸結(jié)垢的原因，例如噴嘴的逐漸結(jié)垢， 這導(dǎo)致射流方向的緩慢改變。因此，發(fā)明人決定使用可將油墨帶電液滴(所謂的測試液滴)的通過位置定位在基本上垂直于其軌跡且位于充電電極4與回收槽20之間的平面上。這里，在所示實施方式中，測試液滴310是在打印頭的正常操作過程中發(fā)射的液滴因此它們以預(yù)期用于打印的一連串偏轉(zhuǎn)液滴被插入。然而，在打印頭的正常操作過程中，對偏轉(zhuǎn)板2、3持續(xù)地供應(yīng)連續(xù)的高電壓，因此，板之間的偏轉(zhuǎn)場存在于測試液滴310的整個軌跡中。為了使測試液滴310經(jīng)歷最小偏轉(zhuǎn)并為了使它們以最接近可能的方式表現(xiàn)為待監(jiān)測的未偏轉(zhuǎn)液滴(必須返回至回收槽的那些液滴)，用充電電極4產(chǎn)生最小電荷水平。 在所示模式中，在測試液滴310上設(shè)置電荷水平，使得它們的軌跡相對于未偏轉(zhuǎn)液滴的軌跡不再比傳感器位置處的液滴直徑偏轉(zhuǎn)得更多，將監(jiān)測其方向性。發(fā)明人首先嘗試幾何地限定檢測區(qū)域?，F(xiàn)在將參考圖3A至圖3E說明在回收槽的位置處限定檢測區(qū)域的精確約束條件。這些圖示出了槽的入口平面411，槽的邊緣具有厚度e，按照射流的標稱理論軌跡的方向觀察該平面。這里指出，所示槽的入口 21的圓形形狀僅構(gòu)成一個實例，并且，其可采用任何形狀，例如橢圓形。為了清楚起見，在入口平面411中示出了兩條彼此垂直的軸線X、 Y 軸線Y是液滴的標稱偏轉(zhuǎn)軸線(即，從一個偏轉(zhuǎn)電極2到另一個偏轉(zhuǎn)電極3)，而軸線X是指向打印頭的前部的軸線。換句話說，軸線X平行于傳感器的平面并垂直于軸線Y。因此， 軸線Y和X示出了用于定義液滴軌跡相對于槽的中心并相對于傳感器的相對位置的軸線系統(tǒng)。在圖3A的標稱狀態(tài)中，直徑與液滴直徑相同的圓300代表這樣的位置，在該位置， 從未偏轉(zhuǎn)射流產(chǎn)生的標稱軌跡經(jīng)過回收槽20的入口平面411。圓300代表測試液滴的交叉位置，在所示情況中，以與打印液滴的極性相反的極性對測試液滴充電。偏轉(zhuǎn)最小的打印液滴的軌跡也應(yīng)考慮；其通過槽的外側(cè)上的入口平面，位于離槽的外邊緣為距離d處，即圓 320所表示的點處。點300、310和320的相對位置很大程度上與未偏轉(zhuǎn)射流的方向無關(guān)，且對于任何給定的應(yīng)用保持相同。圖3B、圖3C、圖3D示出了未偏轉(zhuǎn)射流且預(yù)期將由槽20回收的軌跡的偏移的三種允許的限制情況-在圖;3B中，未偏轉(zhuǎn)流射300沿著負軸線Y偏移稍微小于d的距離液滴300與槽的外邊緣不接觸；-在圖3C和圖3D中，未偏轉(zhuǎn)射流300分別沿著負和正軸線X偏移液滴300幾乎與槽的內(nèi)壁接觸。圖3E示出了未偏轉(zhuǎn)射流300偏移的所有允許的限制情況面向槽的內(nèi)壁的未偏轉(zhuǎn)液滴300的點的外部限定由其入口平面中的曲線330界定的表面。因此，該曲線330界定實際未偏轉(zhuǎn)射流可進入槽的表面。然而，按照定義，靜電傳感器僅可檢測帶電液滴檢測區(qū)域由此是由圖3E中的曲線340界定的表面。當未偏轉(zhuǎn)射流穿過所有允許的限制情況時，該曲線340連接通過入口平面的測試液滴310的軌跡點。而且，根據(jù)本發(fā)明的傳感器由于其固有尺寸而不能物理地位于槽的入口平面411 的位置處因此，其位于一中間平面的位置處，該中間平面位于充電電極4和槽20之間，優(yōu)選地靠近后者。在具體方面，如圖4中顯而易見的，本發(fā)明提出，在確定其實際軌跡是否在基本上圓錐形的空間400 (其原點401在噴嘴附近，其旋轉(zhuǎn)軸線402與未偏轉(zhuǎn)射流的標稱軌跡相對應(yīng)，并且，其位于槽20的入口位置處的橫向最大截面410 (垂直于軸線402)是由圖3E中的曲線330界定的表面)中時，執(zhí)行未偏轉(zhuǎn)射流的二維方向性監(jiān)測。在實際方面，這意味著檢測測試液滴310通過由圓錐形空間400(之前定義的)和垂直于射流的標稱軌跡402的平面421 (平行于入口平面411)的交叉面所界定的表面420。 該表面420是表面410在平面421上的圓錐形投影。因此，根據(jù)本發(fā)明的靜電傳感器布置在該平面421中。圖5表示槽20的由其壁部530 (虛線)界定的入口的平面421中的圓錐形投影和在限定檢測表面420的曲線510中投射的曲線340的投影。在此投影510中，陰影部分500 表示測試液滴310的通過必須觸發(fā)警報器的區(qū)域。該區(qū)域從基本上平行于曲線510的表面 420處的內(nèi)部界限至少延伸至槽的投影的外邊緣加上一安全值，超過此安全值，未打印液滴明顯地到達槽的一側(cè)，而不接觸槽。通過檢測區(qū)域的中心部分501(冠部500的內(nèi)部)的測試液滴310不會觸發(fā)警報器。因此，內(nèi)部區(qū)域501限定用于使未偏轉(zhuǎn)射流的軌跡偏移的安全或公差表面。如果測試液滴310通過冠部500的外部520，那么沒有液滴進入回收槽20。 然后，不被根據(jù)本發(fā)明的裝置檢測的這種軌跡偏移情況可由另一互補裝置檢測到。例如，該互補檢測裝置可以是用于對緊跟于回收槽入口后面的返回回路中循環(huán)的油墨管路的電阻率進行分析的裝置。根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置基于例如在圖6A的縱向截面圖中所示地組成和布置的單個靜電傳感器的原理。在其頂部，其由構(gòu)成靈敏區(qū)域612的導(dǎo)電材料的一部分組成，該靈敏區(qū)域與由導(dǎo)電材料制成并接地以產(chǎn)生電屏蔽的一部分隔開，所謂屏蔽區(qū)域610，被由電絕緣材料制成的一部分隔開，所謂絕緣區(qū)域611。這三個區(qū)域610、611、612界定了一連續(xù)平面。 傳感器的平面610、611、612布置成靠近平行于液滴600的軌跡601的平面并位于該平面中。靈敏區(qū)域612的相對于射流行進方向的上游邊緣701和下游邊緣702基本上垂直于未偏轉(zhuǎn)射流的標稱軌跡。隨著帶電液滴600在傳感器附近的通過，每個液滴600在其上導(dǎo)致每單位表面的電荷量發(fā)生變化。該電荷變化在曲線620上示出，隨帶電液滴在其位移方向上的相對位置而變(圖6B)。在傳感器和地面之間循環(huán)的電流(其是電荷曲線620的導(dǎo)數(shù))給出這樣的信號 其代表曲線630具有入口峰值631和出口峰值632，這兩個峰值的極性相反。信號的動態(tài)和水平取決于多個因素，其中包括液滴的電荷水平、液滴與傳感器之間的距離、液滴的速度、絕緣區(qū)域的寬度、存在于液滴的靜電影響面積中的靈敏區(qū)域的表面。圖6A所示的此靜電影響面積602代表液滴周圍的場的范圍，明顯地受此液滴的電荷影響。由于其他參數(shù)是固定的，所以入口或出口峰值的絕對值水平代表每個液滴嵌入的電荷量。對于與射流的瞬時斷裂正確同步的電荷相位，峰值的絕對值水平是最大的。然而， 它們的幅值取決于傳感器的使用條件和應(yīng)用特征(油墨、噴射速度、液滴頻率、測試液滴 310的順序，等等)。通過公式Vg = Leff/Tvol，通過確定在兩個入口和出口峰值的極值瞬時之間過去的時間Tvol，知道傳感器的靈敏區(qū)域612的有效長度Leff可以給出在傳感器前面的液滴的平均通過速度Vg。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，有效長度定義為基本上是兩個絕緣部分區(qū)域610的中間之間的長度，一個位于靈敏區(qū)域612的上游邊緣701附近，另一個位于下游邊緣702附近。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的靜電傳感器的一個優(yōu)選實施方式，具有優(yōu)選的幾何形狀和優(yōu)選的布置。傳感器的連續(xù)平面750設(shè)置在未打印液滴的前面且位于槽20的入口的上游。更精確地，表面750定位成與未偏轉(zhuǎn)射流的標稱軌跡402平行，監(jiān)測未偏轉(zhuǎn)射流的方向性。未偏轉(zhuǎn)射流的標稱軌跡以直線H垂直地投射在傳感器的表面平面750上。傳感器的連續(xù)平面750由三個不同區(qū)域組成被絕緣區(qū)域720與周圍的屏蔽區(qū)域710隔開的靈敏導(dǎo)電區(qū)域700。靈敏區(qū)域700由四個邊緣界定由兩個側(cè)邊緣703和704連接的上游邊緣701和下游邊緣702，它們在圖7中是直線。如圖7所示，靈敏區(qū)域具有梯形幾何形狀。靈敏區(qū)域 700連接至電流放大器(未示出)，電流放大器將由電荷循環(huán)產(chǎn)生的信號傳遞至信號處理鏈 (同樣未示出)。屏蔽區(qū)域710是導(dǎo)電的并接地。其在傳感器的整個面上延伸，除了包括被其整個外圍上的邊緣增大的靈敏表面700在內(nèi)的保留部分以外。絕緣區(qū)域720與上面定義的所述邊緣相對應(yīng)，與靈敏表面的每個邊緣面對面(vis a vis)的絕緣區(qū)域的部分的寬度可以不同，甚至可以沿著每個邊緣可變。傳感器的布置使得上游邊緣701和下游邊緣702基本上垂直于從未偏轉(zhuǎn)射流產(chǎn)生的液滴402的標稱軌跡。直線H(其是未偏轉(zhuǎn)射流的標稱軌跡402在垂直于后者的傳感器的平面750上的投影)在直線H的任一側(cè)上將上游邊緣分成兩個部段705、706，并將下游邊緣分成兩個部段 707、708。如所示出的，靜電傳感器相對于直線H是對稱的。相對于直線H位于相同側(cè)上的上游部段和下游部段(一方面是705和707，另一方面是706和708)的長度不同。在H的相同側(cè)上，一方面，較短部段的長度小于或等于射流在所考慮H的一側(cè)的方向上沿著軸線X的軌跡偏移的最大允許幅值，另一方面，較長部段的長度基本上大于此相同的幅值。在圖7所示的優(yōu)選實施方式中，H的任一側(cè)上的較小部段(相應(yīng)地較長部段)在相同的邊緣上，并構(gòu)成下游邊緣702 (相應(yīng)地構(gòu)成上游邊緣701)。在圖7所示的優(yōu)選實施方式中，以上表達的約束條件的應(yīng)用導(dǎo)致限定比槽的直徑小的下游邊緣的長度和比槽的直徑大的上游邊緣的長度，長度的差異至少等于液滴直徑的兩倍。優(yōu)選地選擇下游邊緣702的長度等于槽20的內(nèi)徑的大約2/3。在本情況中，此槽內(nèi)徑大于液滴直徑的10倍。還優(yōu)選地選擇上游邊緣701的長度等于槽的內(nèi)徑的大約4/3。與上游邊緣和下游邊緣面對面的絕緣區(qū)域是具有約3. 5倍液滴直徑的恒定寬度的條帶。優(yōu)選地，與側(cè)邊緣703和704面對面的絕緣區(qū)域是具有大約2倍液滴直徑的恒定寬度的條帶。此寬度小于與上游邊緣和下游邊緣面對面的絕緣區(qū)域的寬度。根據(jù)打印機的操作設(shè)置來調(diào)節(jié)靈敏區(qū)域700的高度，特別是液滴大小、液滴頻率和射流速度。給定打印機的操作設(shè)置的其他參數(shù)的值，此高度具有射流中的液滴之間的距離的大約15倍的優(yōu)選值。未偏轉(zhuǎn)射流的標稱軌跡與由靈敏、絕緣和屏蔽區(qū)域700、710、720界定的傳感器的平面之間的距離優(yōu)選地對有污染傳感器風(fēng)險的射流不穩(wěn)定性最大可能地產(chǎn)生最大公差；這里，其基本上等于靈敏區(qū)域的高度的1/6。如上所述，在優(yōu)選實施方式中，以與預(yù)期打印的液滴的極性相反的極性對測試液滴310充電，并以最低可能的電荷值充電，這導(dǎo)致最低可能的偏轉(zhuǎn)，同時保持可測量。給定傳感器相對于槽20的相對上游位置和偏轉(zhuǎn)最小的液滴與槽的外邊緣之間的標稱距離d (在這里大于液滴直徑的大約兩倍)，在傳感器位置處，測試液滴310必須保留在與圖4的測試部分420基本上相同形狀的表面中。對于約150 μ m的平均液滴直徑來說，對于圖7所示的靜電傳感器和靠近其布置在下游的回收槽20，分別具有以下值-槽20的內(nèi)徑 1. 5_，-下游邊緣702的長度 Imm,-上游邊緣701的長度 2mm,-與上游邊緣和下游邊緣面對面的絕緣區(qū)域的高度 500μ m,-與側(cè)邊緣面對面的絕緣區(qū)域的寬度 300μ m，-靈敏區(qū)域700的高度 4.8mm,-平面700、710、720與液滴的標稱軌跡的軸線之間的距離 800μ m，-測試液滴310沿著軸線Y的偏轉(zhuǎn) -100μ m，-測試液滴310的軌跡軸線與傳感器的平面之間的距離 700μ m,-測試部分420的距離在軸線Y上放在離傳感器 400至1300μ m之間的位置， 在軸線X上放在+/-600 μ m的位置?，F(xiàn)在將描述液滴軌跡方向性檢測裝置的操作。應(yīng)用于從傳感器測量的信號的處理是不同的，以產(chǎn)生射流軌跡沿著軸線X(平行于傳感器)或沿著軸線Y(垂直于傳感器)的偏移的評估，并順序地進行描述。射流,軌跡沿著平行于傳感器的軸線Xa^i^a^iiffe 圖8A至圖8C示出了在處理后獲得的時間信號，當正確充電的液滴(在良好的同步相位中)傳感器前面通過時，對于沿著軸線X具有給定偏移的三個射流特征軌跡，分別是零或另外表達為中心(X = 0)，在固定檢測極限上(X = +600 μ m)和超過固定極限(X = 900 μ m)。在剩下的說明中，應(yīng)記住，圖8A至圖8C中給出的曲線的縱坐標的刻度不相同，并且，在此軸線上使用的單位并不直接是電流單位，而是代表在信號處理之后循環(huán)至傳感器的電流的幅值。由于圖7所示實施方式中的傳感器的幾何形狀和布置，直線H還是傳感器平面的對稱軸線圖8A至圖8C所示的信號由此對于相對于直線H的對稱射流軌跡偏移是相同的。在圖8A至圖8C的實例中，測試液滴310的軌跡保持在與傳感器基本上平行的平面中。為了記錄測試液滴310所經(jīng)歷的偏轉(zhuǎn)值(沿著軸線Υ-100 μ m)，將測試液滴310在其中具有其軌跡的平面定位在沿著軸線Y距離槽的中心-100 μ m處。圖8A示出了零偏移或另外表達測試液滴310的入口位置因此它們保持在傳感器的對稱平面中。注意到，在處理后獲得的信號上，入口峰值和出口峰值的水平具有同階的絕對值Pe和1^。然而，出口峰值的水平比入口峰值的水平稍低(110的值相對于146的值)。 這是由于與帶電液滴的靜電影響面積面對面的靈敏區(qū)域的相對表面減小的原因另外表達為，液滴從上游向下游前進得越遠，由靈敏區(qū)域檢測的其影響表面區(qū)域由于靈敏區(qū)域的梯形形狀而越小，導(dǎo)致入口 Pe和出口 I3S之間的峰值水平的自然減小。圖8B示出了在H右側(cè)的檢測極限(或+600 μ m)處的測試液滴310的軌跡偏移。 當液滴垂直地通過上游邊緣705到達沿著X的側(cè)端進一步遠離軌跡偏移的區(qū)域時，傳感器的場中的進入條件相對于情況8A變化較小。因此，入口峰值Pe的水平與圖8A的入口峰值的水平為同階。存在約8% (等于146-135/135的比值)的微小衰減。這同樣是由于與帶
17電液滴的靜電影響面積面對面的靈敏區(qū)域的相對表面減小的原因。相反，出口峰值水平I3S 相對圖8A的出口峰值I^s的水平明顯衰減。此衰減為約33% (等于110-74/110的比值) 這是由于這樣的事實，液滴經(jīng)過邊緣的側(cè)極限位置垂直地到達下游邊緣702 (見圖8B中702 位置處的虛線)，并由此與側(cè)絕緣條帶720相對。因此，在靈敏表面上產(chǎn)生的電荷急劇減少。圖8C示出了在H右側(cè)的檢測極限(或+900 μ m)處的測試液滴310的軌跡偏移。 當測試液滴310面向與上游邊緣701的側(cè)極限垂直的靈敏區(qū)域時，其給出入口峰值Pe，該入口峰值水平相對于圖8A和圖8B的水平衰減然而其大小保持在可與圖8A的入口峰值的水平相比的水平(減小25% )。在下游邊緣702的位置處，測試液滴310已經(jīng)超過絕緣側(cè)條帶720并垂直地通過而到達屏蔽710。出口峰值I^s急劇衰減其水平相對于圖8A的出口峰值的水平減小61%。既然如此，當液滴面向下游邊緣702時，它們保持充分靠近后者，能夠產(chǎn)生在基本上與圖8A和圖8B的之前偏移情況相同的瞬時定位的出口峰值I^s，但是具有非常低的水平。圖8C所示的此偏移情況實際上相當于信號的可靠利用的極限。還指出，對于比圖8C的偏移更大的偏移(超過900 μ m)，入口峰值急劇衰減，而且， 出口峰值消失并且不精確地位于信號中。因此，可用當測試液滴310在旁邊通過時從循環(huán)至傳感器的電流的代表信號提取的入口峰值Pe和出口峰值I^s的水平之間的差異的代表函數(shù)來評估射流沿著平行于傳感器設(shè)置的軸線X的側(cè)偏移。觸發(fā)發(fā)出射流過度偏移(其是不允許的)的信號的警報器的決定， 是對此函數(shù)提供的值進行測試的結(jié)果。優(yōu)選實施方式中的函數(shù)是入口峰值和出口峰值的水平之間的比值的絕對值I^s/ Pe，并且，測試包括檢驗所獲得的值是否大于單個預(yù)定閾值R。在傳感器的靈敏區(qū)域的形狀可區(qū)分液滴移動方向的結(jié)構(gòu)中，可將入口峰值Pe和出口峰值I3S的水平的函數(shù)的值與兩個預(yù)定閾值進行比較，這兩個預(yù)定閾值分別對應(yīng)于直線H右側(cè)和左側(cè)的軌跡偏移情況。圖8D示出了根據(jù)沿著軸線X的側(cè)偏移射流軌跡代表比值Pe/Ps的絕對值(|Ps/ Pe|)的曲線，與測試液滴310相關(guān)的軌跡均沿著軸線Y偏移-ΙΟΟμπι的距離。應(yīng)指出，比值 Pe/Ps保持基本上恒定，并且當射流開始遠離標稱軌跡時最大，然后，當偏移的幅值接近傳感器的靈敏區(qū)域的下游邊緣702的側(cè)端時，進行基本上線性的減小。因此，對于約0. 55的預(yù)定值R，沿著軸線X的檢測區(qū)域相當于期望的+/-600 μ m。發(fā)明人所進行的驗證表明，當射流軌跡沿著軸線Y的偏移在檢測極限內(nèi)變化時，上述入口峰值和出口峰值的相對行為保持基本相同。 Mmm^mmn^mmmm γ平估沿著軸線Y的射流偏移導(dǎo)致相對于傳感器的平面而言測試液滴310的接近或遠離。測試液滴310的標稱軌跡在距離傳感器700 μ m的距離處進入。沿著軸線Y的射流偏移的預(yù)期效果是在傳感器中循環(huán)的電流的代表信號的入口峰值和出口峰值的幅值的變化。如果在射流留在傳感器的對稱平面(X = 0)中的同時考慮沿著軸線Y的這種射流偏移，那么，如果測試液滴不接近彼此，則測試液滴310將留在離傳感器小于400 μ m(或相對于位于離傳感器700 μ m處的標稱測試液滴軌跡為-300 μ m)的安全區(qū)域內(nèi)，并且如果測試液滴不遠離彼此，則測試液滴將留在大于1300 μ m(相對于標稱軌跡為+600 μ m)的安全區(qū)域內(nèi)。在圖9A中用垂直虛線表示標稱軌跡。圖9A示出了當軌跡偏移沿著軸線Y發(fā)展時代表Pe和I3S的絕對水平的實驗曲線。這里，而且，在曲線的縱坐標“峰值水平”上使用的單位并不直接是電流單位，而是代表信號處理之后的在峰值末端處循環(huán)至傳感器的電流的幅值?？梢钥吹?，入口峰值Pe的水平在大約+350 (偏心-400 μ m)和64 (偏心+500 μ m)之間變化(相對于700 μ m的標稱值偏心的電流幅值代表)。因此，此水平可用作在此軸線上產(chǎn)生過度偏心警報的測試的標準；該測試包括驗證最大峰值的水平(相當于優(yōu)選實施方式中的Pe)是否在最小值Nmin和最大值Nmax 之間。在圖9A中，應(yīng)指出-入口峰值Pe和出口峰值I^s的水平中的每個都逐漸減小，隨軌跡相對于傳感器的距離而變，-兩個入口峰值Pe和出口峰值I^s的水平之間的差保持大約恒定。當射流集中于軸線X上時，在圖9B的曲線上示出的所計算的比值I^s/Pe從0.9(在軸線Y上偏移-400 μ m)到0. 56 (在相同軸線Y上偏移+500 μ m)。射流軌跡的過度雙向偏移(不容許)的檢測如前所述，預(yù)定安全表面501(圖幻中的射流偏移的評估可僅從來自根據(jù)之前描述的發(fā)明的檢測裝置的信號的入口峰值和出口峰值的水平相對于定義參考軌跡的測試液滴310的評估中來實現(xiàn)。因此，入口峰值的水平表示傳感器的平面與測試液滴310的軌跡之間的距離，對于此距離，比值I^s/Pe表示測試液滴310的軌跡的側(cè)偏移。根據(jù)本發(fā)明，還可從射流偏移評估建立警報過程。此警報過程必須在兩種情況之間導(dǎo)致二進制輸出形式-或者測試液滴310定位在確保從連續(xù)噴墨產(chǎn)生的液滴與槽的壁部不相互作用的區(qū)域中，-或者測試液滴310定位在液滴與槽之間存在相互作用的危險的互補區(qū)域中(此區(qū)域在圖5中標為500)。根據(jù)后一種情況，觸發(fā)警報器。優(yōu)選地，在確保利用最佳電荷相位之后啟動警報過程，產(chǎn)生最佳信號。事實上，相對于連續(xù)噴墨的斷裂的較差的電荷同步會導(dǎo)致異常和不穩(wěn)定的峰值水平，不可用于測試和警報。當射流接近允許安全區(qū)域的極限時，觸發(fā)警報器的過程的步驟如下所述1發(fā)射一連串測試液滴310 ；2當測試液滴310在靜電傳感器前面通過時，確立在檢測裝置中所產(chǎn)生的電流的代表信號；3評估存在于信號中的入口峰值Pe和出口峰值I^s的水平并計算比值I^s/Pe的絕對值(IlVPeI)；4在更高水平的峰值P(或Pe或Ps)與預(yù)定值Nmin和Nmax之間進行比較如果 P > Nmax或？ < Nmin，那么觸發(fā)警報器并放棄過程。更高的峰值是具有根據(jù)圖7的傳感器和布置的入口峰值Pe ；5否則(Nmin > P > Nmax)，根據(jù)峰值P的水平選擇預(yù)定值R (從存儲表或根據(jù)計算)；6在比值Ps/Pe和值R之間進行比較如果Ps/Pe < R，那么觸發(fā)警報器并放棄過程；7否則，過程終止。在此步驟7中，由此認為射流軌跡是允許的。相位捭索并測量從射流產(chǎn)牛的液滴的諫度通過與圖7所示相同的檢測裝置，可以搜索液滴的最佳電荷相位并測量其速度。 事實上，在發(fā)射具有不同相位的帶電測試液滴310后獲得的信號中，最高峰值水平代表電荷的質(zhì)量。另一方面，在入口峰值和出口峰值的極值之間過去的時間是液滴在與傳感器相對地通過時所花費的時間。因此，知道靈敏區(qū)域的有效長度使得可以計算測試液滴310在傳感器前面通過的速度。所達到的實驗測量結(jié)果表明，入口峰值和出口峰值的特征的質(zhì)量 (代表峰值的水平、定位精度)保持足以執(zhí)行相位搜索并測量射流速度，無論射流在安全區(qū)域內(nèi)如何漂移。由于本發(fā)明，由此可以相同的測試順序執(zhí)行相位搜索、速度測量和實際噴射位置的評估的組合。其優(yōu)點是減少了用來控制裝配有如上所述的靜電傳感器和信號處理裝置的根據(jù)本發(fā)明的打印機的測量結(jié)果所分配的時間。這是更顯著的，因為在此控制時間的過程中中斷打印機的正常操作，即中斷打印過程。另外表達為，在減少專門用來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的步驟的控制時間時，增加了打印機的可用性。在圖IlA和圖IlB中示出了連續(xù)噴射打印頭中的根據(jù)本發(fā)明的靜電傳感器的有利布置。在現(xiàn)有技術(shù)中，在打印頭中實現(xiàn)靜電傳感器需要增加液滴在打印頭中的飛行路徑的長度，因為必須在充電電極和槽之間物理地設(shè)置一傳感器?，F(xiàn)有技術(shù)的傳感器的體積不可避免地增大，以在靈敏芯部周圍施加屏蔽。例如，專利EP 0 362 101描述了一種靜電U 形傳感器，其靈敏區(qū)域設(shè)置在狹槽的底部。U形傳感器的外部被完全屏蔽，允許有效地面對面地保護打印頭中的靜電環(huán)境。類似地，對于直接暴露于靜電環(huán)境中的扁平傳感器，現(xiàn)有技術(shù)提出對與傳感器的功能表面面對面的屏蔽表面施加在傳感器的平面與所施加的屏蔽表面之間通過的射流軌跡。例如，這種結(jié)構(gòu)是市場上商標為Merie Imaje Serie 9020”的打印頭的結(jié)構(gòu)。但是液滴的飛行路徑長度的這種增加并不是所希望的，因為其會導(dǎo)致打印機性能的退化，特別是打印液滴的位置不準確。圖IlA和圖IlB所示的打印頭是在申請FR 2 821 291中公開的打印頭，增加了根據(jù)本發(fā)明的靜電傳感器750。圖1IA示出了具有液滴發(fā)生器1、充電電極4、保持在OV的偏轉(zhuǎn)板2和高壓偏轉(zhuǎn)電極(也叫做偏轉(zhuǎn)板)3的打印頭壓板的前視圖。這兩個偏轉(zhuǎn)板2、3是彎曲的，基本上彼此平行且彼此靠近，以增加偏轉(zhuǎn)效率。此結(jié)構(gòu)需要打開板2中的狹槽16，以使未偏轉(zhuǎn)或稍微偏轉(zhuǎn)的液滴通過。圖IlB是在觀察方向T上的側(cè)視圖，板3和板2可分別透明和半透明地觀察至IJ。如下所述地設(shè)置傳感器750 :-位于槽20的上方，盡可能地遠離噴嘴，以使測量精度最大，但是同樣地距離槽入口足夠遠，以使由來自槽的飛濺產(chǎn)生的污染風(fēng)險最小；-傳感器的平面750垂直于液滴的偏轉(zhuǎn)面；-位于保持在OV的偏轉(zhuǎn)板的后面且距離后者非常近。如上所述，偏轉(zhuǎn)電極由此在有效地面對面地屏蔽傳感器平面時起著重要作用，無需增加額外的屏蔽功能。
有利地，可將槽設(shè)置在比偏轉(zhuǎn)板的下端更上游的位置。傳感器的殼體和槽可機械地連接，以更容易地相互定位，并使得檢測區(qū)域的規(guī)格僅由結(jié)構(gòu)來限定(在裝配過程中無需調(diào)節(jié))。與圖IlA和圖IlB中一樣，在打印頭中執(zhí)行傳感器由此不會增加液滴的飛行路徑長度，并對打印機增加監(jiān)測射流方向性漂移的功能，無需改變打印機的性能。此外，對于槽和傳感器的接近以便維護是最佳的。由于可以精確地實時評估帶電液滴的軌跡相對于標稱軌跡在后者的給定位置 (有利地靠近回收槽)處的實際雙向移動位置，所述發(fā)明特別改進了液滴軌跡的方向性檢測。根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)噴墨打印機相對于現(xiàn)有技術(shù)的噴墨打印機的優(yōu)點如下所述-精確地評估從打印頭的液滴發(fā)生器的射流產(chǎn)生的油墨液滴的軌跡的雙向移動；-如果在具有所監(jiān)測的液滴軌跡的給定傳感器位置附近通過的液滴的位置接近極限或從安全區(qū)域離開，特別是從回收槽的入口離開，那么觸發(fā)警報器；-如果在槽中需要作為對來自流量傳感器的信息的補充(由具有足夠安全余量的槽捕獲的任何液滴，或檢測到對于一些液滴來說任何明顯的撞擊槽的邊緣的風(fēng)險)，那么對連續(xù)噴射打印機的用戶提供關(guān)于未打印液滴的回收的可靠信息；-搜索最佳電荷相位同步并測量液滴速度。另外，本發(fā)明的執(zhí)行不增加打印頭的復(fù)雜性也不增大其體積。通過根據(jù)本發(fā)明的檢測，并不改變在打印頭中循環(huán)的液滴的飛行時間由此保持打印性能。傳感器的布置不會損害打印頭的可接近性，這由此保持最佳的維護。根據(jù)本發(fā)明的傳感器在具有彎曲偏轉(zhuǎn)電極的打印頭中的集成會產(chǎn)生與電磁干擾面對面的所述傳感器的有效屏蔽，不會干擾偏轉(zhuǎn)液滴的通過。在不背離本發(fā)明的范圍的前提下，可進行其他改進。特別地，如果在詳細描述中已經(jīng)檢測方向性的軌跡是使前者通向回收槽的中心的未偏轉(zhuǎn)油墨液滴的軌跡，那么本發(fā)明也可應(yīng)用于監(jiān)測在標稱軌跡周圍的液滴軌跡的方向性，可選地是偏轉(zhuǎn)的，并非必須指向回收槽。而且，根據(jù)本發(fā)明所檢測的帶電液滴的極性可與偏轉(zhuǎn)打印液滴的極性相同，或者采用相反的值。而且，之前準確描述的靜電傳感器是這樣的傳感器，其靈敏區(qū)域和絕緣區(qū)域在其平面上具有梯形形狀可通過使由靈敏區(qū)域界定的平面的形狀與絕緣條帶的形狀適應(yīng)來調(diào)節(jié)檢測，例如根據(jù)圖IOA和圖IOB中的前視圖所示的形狀。在這些圖IOA和圖IOB中，靜電傳感器具有對稱的靈敏區(qū)域800或900、包圍靈敏區(qū)域且限定基本上類似形狀的絕緣區(qū)域 820或920、以及包圍絕緣區(qū)域且不對稱的屏蔽區(qū)域810、910。圖IOA的靈敏區(qū)域800的形狀由兩個彼此疊加的矩形界定。圖IOB的靈敏區(qū)域900的形狀由在根據(jù)本發(fā)明的檢測中構(gòu)成上游邊緣和下游邊緣的兩個邊緣901和902界定。這兩個上游邊緣和下游邊緣901、902 由彎曲輪廓的側(cè)邊緣903、904連接。
權(quán)利要求
1.一種用于液體射流產(chǎn)生的液滴的軌跡的方向性檢測裝置，所述液滴是帶電的，所述裝置包括-靜電傳感器(750，850，950)，包括用于電荷檢測的部分，由導(dǎo)電材料制成，即靈敏區(qū)域(700，800，900)；所述靈敏區(qū)域被由電絕緣材料制成的部分包圍，即絕緣區(qū)域(720，820， 920)；所述絕緣區(qū)域本身被由導(dǎo)電材料制成并接地以產(chǎn)生電屏蔽的部分包圍，即屏蔽區(qū)域 (710,810,910)；所述傳感器的各區(qū)域界定至少一個連續(xù)平面，所述傳感器的靈敏區(qū)域包括至少四個邊緣，其包括由兩個側(cè)邊緣(703，704，803，804，903，904)彼此連接的上游邊緣 (701,801,901)和下游邊緣(702，802，902)，所述傳感器的布置使得 所述上游邊緣和下游邊緣基本上垂直于所述液滴的標稱軌跡的方向，并分別被直線H 切成兩個部段，所述直線H是標稱軌跡在垂直于后者的平面上的幾何投影； 對于由所述直線H界定的傳感器的每側(cè)，所述上游邊緣的部段和所述下游邊緣的部段具有不同的長度，較長部段的長度至少等于軌跡相對于所述標稱軌跡在所考慮直線H的一側(cè)偏移的最大容許幅值，并且，較短部段的長度最多等于軌跡相對于所述標稱軌跡在所考慮直線H的一側(cè)偏移的最大容許幅值，-信號處理裝置，用于處理由所述傳感器檢測的運動中的液滴的電荷所產(chǎn)生的電信號， 所述信號處理裝置分別適于 評估從分別在所述傳感器的上游邊緣和下游邊緣的水平面處檢測到的運動中的電荷所得到的電流的代表信號的入口峰值Pe的水平和出口峰值I^s的水平，并且 計算Pe和I^s的水平之間的差異的代表函數(shù)的值， 將所述函數(shù)的值與至少一個第一預(yù)定恒定值或預(yù)定值的范圍進行第一次比較， 將更高的入口峰值Pe或出口峰值I^s相對于彼此的水平與至少一個第二預(yù)定恒定值進行第二次比較，所述預(yù)定值是所述液滴的標稱軌跡的特征，其中，第一次比較允許知道所述液滴的軌跡在平行于傳感器平面的平面中的實際位置，并且第二次比較允許知道所述液滴的相同軌跡在垂直于所述傳感器平面的平面中的實際位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其中，Pe和I3S的水平之間的差異的代表函數(shù)的絕對值是比值PeA3S或差值Pe-Ps。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測裝置，其中，所述信號處理裝置包括對入口峰值Pe 和出口峰值I^s之間的時間間隔進行評估以從中推導(dǎo)出液滴在所述傳感器的位置處的速度的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的檢測裝置，其中，所述傳感器的布置使得其靈敏區(qū)域相對于直線H對稱，所述直線H是液滴的標稱軌跡的幾何投影。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的檢測裝置，其中，所述傳感器的布置使得其靈敏區(qū)域相對于直線H不對稱，所述直線H是液滴的標稱軌跡的幾何投影。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的檢測裝置，其中，相對于所述直線H位于相同側(cè)上的所述上游邊緣的部段和所述下游邊緣的部段之間的長度之差的絕對值至少大于液滴直徑的一倍。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的檢測裝置，其中，所述傳感器的布置使得其平面與所述液滴的標稱軌跡遠離一定距離，所述距離在液滴直徑的兩倍與所述靈敏區(qū)域的高度的一倍之間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的檢測裝置，其中，所述靈敏區(qū)域的高度是所述射流中的連續(xù)液滴之間的間隔的3至100倍。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的檢測裝置，其中，在所述上游邊緣和下游邊緣的位置處包圍所述靈敏區(qū)域的絕緣區(qū)域的高度是液滴直徑的0. 5至10倍。
10.一種靜電傳感器(750，850，950)，包括用于電荷檢測的部分，由導(dǎo)電材料制成， 即靈敏區(qū)域(700，800，900)；所述靈敏區(qū)域被由電絕緣材料制成的部分包圍，即絕緣區(qū)域 (720,820,920)；所述絕緣區(qū)域本身被由導(dǎo)電材料制成并接地以產(chǎn)生電屏蔽的部分包圍，即屏蔽區(qū)域(710，810，910)，所述傳感器的各區(qū)域被至少一個連續(xù)平面界定，所述傳感器的靈敏區(qū)域在平面的前視圖中包括至少兩個基本上彼此平行的邊緣(701，801，901，702，802， 902)，垂直于這些邊緣并通過這些邊緣中的一個的中間的直線將另一邊緣切割成在任一側(cè)上界定不同長度的兩個部段。
11.一種靜電傳感器，包括用于電荷檢測的部分，由導(dǎo)電材料制成，即靈敏區(qū)域(700， 800,900)；所述靈敏區(qū)域被由電絕緣材料制成的部分包圍，即絕緣區(qū)域(720，820，920)； 所述絕緣區(qū)域本身被由導(dǎo)電材料制成并接地以產(chǎn)生電屏蔽的部分包圍，即屏蔽區(qū)域(710， 810，910)，所述傳感器的各區(qū)域被至少一個連續(xù)平面界定，所述傳感器的靈敏區(qū)域在平面上的前視圖中包括至少兩個基本上彼此平行且具有不同長度的邊緣(701，801，901，702， 802，902)，垂直于這些邊緣并通過這些邊緣中的一個的中間的直線還通過另一邊緣的中間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的靜電傳感器，其中，所述靈敏區(qū)域在平面上的前視圖中具有梯形幾何形狀，包圍所述靈敏區(qū)域的絕緣區(qū)域定義一類似的梯形形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的靜電傳感器，其中，將彼此平行的兩個邊緣連接的靈敏區(qū)域的側(cè)邊緣在平面上的前視圖中具有彎曲的直線狀或階梯狀輪廓。
14.一種連續(xù)噴墨打印頭，包括裝配有從中產(chǎn)生連續(xù)射流的油墨噴嘴的液滴發(fā)生器 (1)、布置在所述噴嘴的下游且用于對從射流產(chǎn)生的液滴充電的充電電極G)、一對彼此隔開且布置在所述充電電極的下游的用于選擇性地使預(yù)期用于打印的帶電液滴偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)電極0，3)、用于未偏轉(zhuǎn)液滴的回收槽(20)、以及至少一個根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項所述的靜電傳感器(750，850，950)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的打印頭，其中，每個所述偏轉(zhuǎn)電極0，；3)具有向內(nèi)彎曲的有源表面，其中一個偏轉(zhuǎn)電極O)的表面包括用于使所述未偏轉(zhuǎn)液滴通過的通路狹槽，所述靜電傳感器布置在所述狹槽與所述回收槽之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的打印頭，其中，所述靜電傳感器布置在未偏轉(zhuǎn)液滴的回收槽00)的上游并靠近之，對于70μπι至250μπι之間的液滴直徑，所述靈敏區(qū)域的下游邊緣與所述槽的入口平面遠離0. 5mm至5mm之間的最小距離。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項所述的打印頭，其中，所述傳感器的布置使得其平面基本上垂直于所述液滴的偏轉(zhuǎn)面并與偏轉(zhuǎn)方向相對，所述偏轉(zhuǎn)方向被定義為是零偏轉(zhuǎn)軌跡與打印過程中啟動的多個偏轉(zhuǎn)軌跡之間的方向。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項所述的打印頭，其中，所述傳感器是布置使得其平面基本上平行于所述液滴的偏轉(zhuǎn)面并基本上平行于油墨射流的后部，參考所述打印頭的前面來定義油墨射流的前部。
19.一種包括兩個根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項所述的靜電傳感器的打印頭，其中一個傳感器根據(jù)權(quán)利要求17設(shè)置，而另一個傳感器根據(jù)權(quán)利要求18設(shè)置。
20.一種連續(xù)噴墨打印機，包括根據(jù)權(quán)利要求14至19中任一項所述的打印頭和根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的檢測裝置的信號處理裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的連續(xù)噴墨打印機，其中，由所述檢測裝置檢測的液滴是叫做測試液滴(310)的液滴，在所述打印機的正常操作過程中，由所述充電電極(4)對所述測試液滴充電，并將所述測試液滴插入由所述偏轉(zhuǎn)電極(2，；3)偏轉(zhuǎn)的以打印為目的的一連串液滴內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的連續(xù)噴墨打印機，其中，所述測試液滴(310)被充以與以打印為目的而偏轉(zhuǎn)的液滴的極性相反的極性。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項所述的連續(xù)噴墨打印機，其中，所述信號處理裝置連接至警報器，如果至少一個比較導(dǎo)致確認已經(jīng)超過其中一個值或預(yù)定值的范圍，那么觸發(fā)所述警報器，所述警報器的觸發(fā)發(fā)出所有未偏轉(zhuǎn)油墨液滴未被所述槽00)回收的危險的信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求20至23中任一項所述的連續(xù)噴墨打印機，除了所述傳感器的信號處理裝置以外，進一步包括用于對缺陷或離開槽的射流進行檢測的槽00)中的油墨流的補充分析裝置，例如缺陷槽功能。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的連續(xù)噴墨打印機，其中，所述槽00)中的油墨流的補充分析裝置包括在直接位于所述槽00)的入口后面的油墨回路中循環(huán)的油墨管路的電阻率分析裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求20至25中任一項所述的連續(xù)噴墨打印機，包括用于改變所述液滴的電荷相位的裝置，在電荷相位的改變過程中，所述信號處理裝置適于確定從在所述傳感器的相同邊緣的位置處檢測的電荷得到的電流的代表信號的最高峰值，在所述打印機的操作過程中，將充電電極信號設(shè)定在導(dǎo)致此最高峰值的電荷相位上。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于對射流產(chǎn)生的且預(yù)先帶電的液滴的軌跡的方向性進行檢測。本發(fā)明定義了一種具有功能平面的靜電傳感器(750，850，950)，該靜電傳感器無差異地起作用，并且其幾何形狀和布置方式相對于液滴的標稱軌跡是精確的。由于本發(fā)明，在平行于傳感器平面的平面中和在垂直于傳感器平面的平面中可同時遵循液滴的軌跡，因此，可檢驗其是否存在于或留在預(yù)定監(jiān)測區(qū)域中。本發(fā)明應(yīng)用于具有連續(xù)偏轉(zhuǎn)射流的打印頭中的液滴軌跡的控制，尤其是應(yīng)用于監(jiān)測回收槽對并非預(yù)期打印的液滴的有效回收。
文檔編號B41J2/125GK102470670SQ201080033953
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者弗洛倫斯·奧丁 申請人:馬肯依瑪士公司