[发明专利]液滴特性测量

说明书

本文描述了具有液滴测量装置的喷墨打印系统。液滴测量装置具有带有准直光学系统的光源，沿着准直光学系统的光路配置的成像装置，以及在准直光学系统的光路上的液滴照明区，该液滴照明区具有变化的液滴照明位置，其中光源、成像装置或两者可调节，以将成像装置的焦平面放置在液滴照明位置。液滴测量装置被构造成在液滴照明区内容纳打印系统的分配器的至少一部分。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2018年12月21日提交的美国临时专利申请序列号62/783,767、2019年2月26日提交的美国临时专利申请序列号62/810,481和2019年12月18日提交的美国非临时专利申请No.16/719,666的优先权，以上通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施例总体上涉及喷墨打印机。具体地，公开了用于在沉积过程期间监视和控制打印材料的方法和装置。

背景技术

喷墨打印很常见，无论是在办公室和家庭打印机中，还是在用于制造显示器、打印大规模书写材料、将材料添加至诸如PCB的制品、以及构建诸如组织的生物制品的工业规模打印机中。大多数商业和工业喷墨打印机，以及一些消费类打印机，都使用压电分配器将打印材料施加到基材上。压电材料邻近打印材料储存器布置。向压电材料施加电压会使其变形，从而向打印材料储存器施加压缩力，所述打印材料储存器继而构造为在施加压缩力时会喷射打印材料。

一些喷墨打印应用依赖于在打印喷嘴的定位、所喷射的打印材料的数量和类型，以及液滴喷射的速度和轨迹方面的极高的精度。当喷嘴无法按要求以正确体积、速度和轨迹喷射打印材料时，将导致打印故障，并且必须花费时间和金钱来纠正故障。光学系统通常用于监视液滴尺寸和从打印喷嘴到基材的飞行。这样的系统通常依靠照亮打印材料的液滴来确定液滴的特性。液滴通常很小，例如直径为10-15μm，所捕获图像的清晰聚焦有助于精确地确定液滴特性。另外，最有用的是当液滴靠近喷射喷嘴时捕获图像。这些考虑可以约束照明装置的几何形状。在本领域中需要柔性液滴照明硬件。

发明内容

本文描述的实施例提供了一种液滴测量装置，其包括具有准直光学系统的光源；沿准直光学系统的光路设置的成像装置；和在准直光学系统的光路中的液滴照射区，该液滴照射区具有变化的液滴照射位置，其中，该光源、成像装置或两者可调节以将成像装置的焦平面放置在液滴照射位置处。

本文所述的其他实施例提供了一种打印系统，其包括基材支撑件；和打印组件，其可操作地连接到基材支撑件，该打印组件包括打印支撑件；分配器组件，其可移动地联接至打印支撑件；液滴测量装置，其联接至打印支撑件，该液滴测量装置具有壳体；设置在壳体中的光源，该光源包括准直光学系统；具有变化的液滴照射位置的液滴照射区域；和成像装置，其设置在壳体中以接收来自液滴照明区的辐射，该光源、液滴照明区和成像装置限定了可调节至液滴照明位置的焦平面。

本文所述的其他实施例提供了一种方法，包括将喷墨打印机的分配器放置在液滴测量装置的照明区附近；从光源发射准直光束穿过照明区；将分配器的喷嘴与准直光束的光路对准；从喷嘴将液滴喷射到照明区中；使用准直光束在照明位置照亮液滴，以形成液滴的辐射特征；在成像装置处接收辐射特征；和将成像装置的焦平面调整到照明位置。

附图说明

为了可以详细地理解本公开的上述特征，可以通过参考实施例来对上文简要概述的本公开进行更详细的描述，其中一些实施例在附图中得到说明。然而，如果要注意的是，附图仅示出示例性实施例，因此不应被认为是对其范围的限制，可以允许其他等效实施例。

图1是根据一个实施例的打印系统的俯视图。

图2A是根据另一实施例的液滴测量装置的剖视图。

图2B是图2A的液滴测量装置的液滴照射区域的特写截面图。

图3是根据另一实施例的液滴测量装置的剖视图。