[发明专利]喷墨打印系统及相关方法

说明书

本申请公开了喷墨打印系统和方法，该喷墨打印系统和方法动态地控制喷嘴处的弯月面压力，以更可靠地将油墨递送到基材。该系统和方法包括：基于来自取向传感器的取向信号推断打印头的纵向轴线相对于竖直参考轴线的角度；至少部分地基于纵向轴线的推断角度确定喷嘴上游的目标进料流体压力和喷嘴下游的目标再循环流体压力，从而维持喷嘴上的目标压差；以及控制可变进料泵速度和可变再循环泵速度以获得目标进料流体压力和目标再循环流体压力。

技术领域

本公开总体上涉及喷墨打印，并且更具体地，涉及动态地控制在打印头喷嘴的弯月面(meniscus)处存在的流体压力。

背景技术

已知能够在复杂的三维表面上进行打印的喷墨打印系统，其中，打印头的取向在操作期间发生变化。该系统动态地控制打印头内的背压，从而以期望的弯月面水平将油墨保持在喷嘴内。然而，使用背压将油墨供应到喷嘴可能会限制可以将油墨供应到喷嘴的速度。

发明内容

根据本公开的一方面，一种喷墨打印系统包括：油墨供应装置；打印头，其具有被配置为排放油墨的喷嘴，该打印头限定纵向轴线并且被支撑为相对于竖直参考轴线以至少一个自由度旋转；进料管线，其流体地耦接在油墨供应装置与喷嘴之间；以及再循环管线，其独立于进料管线流体地耦接在喷嘴与油墨供应装置之间。进料泵设置在进料管线中并且具有可变进料泵速度，以在进料泵与喷嘴之间的进料管线中生成进料流体压力，再循环泵设置在再循环管线中并且具有可变再循环泵速度，以在再循环泵与喷嘴之间的再循环管线中生成再循环流体压力。取向传感器确定打印头的纵向轴线的取向并且生成取向信号。处理器能够操作地耦接到进料泵、再循环泵和取向传感器，并且被编程为基于来自取向传感器的取向信号推断纵向轴线相对于竖直参考轴线的角度，至少部分地基于纵向轴线的推断角度确定目标进料流体压力和目标再循环流体压力，以维持喷嘴上的目标压差，并且控制可变进料泵速度和可变再循环泵速度，以获得目标进料流体压力和目标再循环流体压力。

根据本公开的另一方面，一种喷墨打印系统包括：油墨供应装置；框架，其被支撑以相对于竖直参考轴线以至少一个自由度旋转；打印头，其耦接到框架并且具有被配置为排放油墨的喷嘴，该打印头限定纵向轴线；进料管线，其流体地耦接在油墨供应装置与喷嘴之间；以及再循环管线，其独立于进料管线流体地耦接在喷嘴与油墨供应装置之间。进料泵设置在进料管线中并且具有可变进料泵速度，以在进料泵与喷嘴之间的进料管线中生成进料流体压力，再循环泵设置在再循环管线中并且具有可变再循环泵速度，以在再循环泵与喷嘴之间的再循环管线中生成再循环流体压力。至少一个压力传感器耦接到框架，并且被配置为生成指示实际进料管线压力的进料管线压力信号和指示实际再循环管线压力的再循环管线压力信号，并且取向传感器设置用于确定打印头的纵向轴线的取向并且生成取向信号。处理器能够操作地连接到进料泵、再循环泵、至少一个压力传感器以及取向传感器，并且被编程为基于来自取向传感器的取向信号推断纵向轴线相对于竖直参考轴线的角度，至少部分地基于纵向轴线的推断角度确定目标进料流体压力和目标再循环流体压力，以维持整个喷嘴上的目标压差，并且分别基于进料管线压力信号和再循环管线压力信号控制可变进料泵速度和可变再循环泵速度，以获得目标进料流体压力和目标再循环流体压力。

根据本公开的另一方面，一种动态地控制通过设置在喷墨打印系统中的打印头的喷嘴的油墨流量的方法包括：基于来自取向传感器的取向信号确定打印头的纵向轴线的取向；计算打印头的纵向轴线与竖直参考轴线之间的角度；至少部分地基于纵向轴线的取向确定供应喷嘴的进料管线中的目标进料流体压力和从喷嘴返回的再循环管线中的目标再循环流体压力，以获得喷嘴处的目标压差；以及控制设置在进料管线中的进料泵的可变进料泵速度和设置在再循环管线中的再循环泵的可变再循环泵速度，以获得目标进料流体压力和目标再循环流体压力。

已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中组合，参考下面的描述和附图可以看出其进一步的细节。

附图说明

图1是根据本公开的喷墨打印系统的示意性框图。