[发明专利]一种液滴喷射融合全过程体积控制方法、系统及打印机

权利要求书

1.一种液滴喷射融合全过程体积控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)设定喷印单个液滴目标体积并输出相应电压控制指令(101)：

根据工艺需求，输入喷嘴喷射的单个液滴目标体积V_r并通过喷射液滴体积模型计算所需电压参数，生成相应电压控制指令；

(2)试打印过程中单个液滴体积误差控制补偿(102)：

在试打印过程中实时检测单个液滴实际体积V_j，将单个液滴实际体积V_j与单个液滴目标体积V_r进行比较得到偏差值V_de，然后根据V_de对电压控制指令进行补偿，输出电压波形控制指令；

(3)正式打印过程中1pass多液滴组合体积控制补偿(103)：

在正式打印过程中，利用步骤(2)获得的每个喷嘴单个液滴体积补偿后的数据，将不同喷嘴的液滴在1pass打印过程中组合在一起对同一片目标区域进行打印，并生成当前1pass相应喷印控制指令；pass为同一目标区域的图像成型所需的打印次数，pass数越高，图像成型质量越好；

(4)正式打印过程中液滴融合后体积误差控制补偿(104)：

将当前1pass打印过程中的液滴实际融合总体积V_total与设定的液滴融合后目标总体积V_goal进行比较得到偏差值V_te，然后利用下次1pass打印过程中喷射的液滴体积V′对偏差值V_te进行补偿，并生成下次1pass的相应喷印控制指令。

2.如权利要求1所述的一种液滴喷射融合全过程体积控制方法，其特征在于，步骤(1)中，喷射液滴体积模型与电压之间关系如下：

式中，Q为液滴体积，d和L分别是喷嘴的直径与长度，ΔP为压强差，a表示不同喷射模式中驱动电压信号施加到喷嘴对压强差的不同影响因子，K为墨水溶液性质系数，由墨水本身种类决定。

3.如权利要求1所述的一种液滴喷射融合全过程体积控制方法，其特征在于，步骤(2)中，检测单个液滴实际体积V_j的方法如下：

先拍摄单个液滴的图像，通过图像处理获取液滴体积初值V_i，再对液滴体积初值V_i进行后处理，得到实际液滴体积V_j；

所述图像处理包括对单个液滴的图像依次进行滤波、对比度增强、边缘提取和计算喷射液滴体积初值；所述边缘提取采用canny算子计算单个液滴的图像的各个像素点水平方向梯度，梯度模值局部最大的点即为边缘点；所述计算喷射液滴体积初值是将液滴简化为轴对称物体，根据对称轴两侧的边缘点做体积分，计算得到液滴体积初值V_i。

4.如权利要求3所述的一种液滴喷射融合全过程体积控制方法，其特征在于，对液滴体积初值V_i进行后处理的方法为：

根据实际的质量及稳定性要求，取单个液滴体积的置信区间为3σ，即其置信概率P(|δ|＜3σ)＝0.9973，对液滴体积初值V_i做筛选处理，去除异常数据得到实际液滴体积V_j，以使测量得到的大量液滴体积的随机误差最小化。

5.如权利要求1～4任意一项所述的一种液滴喷射融合全过程体积控制方法，其特征在于，步骤(2)中对单个液滴体积进行闭环控制，包括：在试打印过程中将观测得到的单个液滴的实际喷射液滴体积V_j与设定的单个液滴目标体积V_r相比较得到的单个液滴体积误差V_de，以单个液滴体积误差V_de为控制量，对喷嘴到基板间的外加电势U进行修正，输出电压控制指令S_t1，以提高单个液滴体积精度。