[发明专利]一种用于压电式打印喷头的墨滴喷射状态调整系统及方法

权利要求书

1.一种用于压电式打印喷头的墨滴喷射状态调整系统，其特征在于：所述用于压电式打印喷头的墨滴喷射状态调整系统包括计算机计算平台、喷头驱动控制器、压电式打印喷头和CCD摄像机；

所述喷头驱动控制器一端与计算机计算平台连接，另一端与所述压电式打印喷头连接；

所述CCD摄像机与计算机计算平台连接；

所述喷头驱动控制器产生适合于压电式打印喷头所需的驱动信号，同时进行驱动信号的时序控制；

所述压电式打印喷头在喷头驱动控制器给出的驱动信号的作用下在墨腔中产生波动，波动传播到喷孔，形成墨滴；

所述CCD摄像机捕获压电式打印喷头喷射出的墨滴的状态；

所述计算机计算平台对CCD摄像机捕获到的墨滴进行参数提取获得墨滴的状态参数，计算得到优化的墨滴驱动波形表征参数，将该优化的墨滴驱动波形表征参数传递给喷头驱动控制器，通过喷头驱动控制器控制压电式打印喷头挤出墨滴，实现对压电式打印喷头的实时调整；

所述计算机计算平台包括墨滴状态参数提取单元、驱动波形表征参数提取单元和具有反馈机制的智能调整单元，具体如下：

所述墨滴状态参数提取单元采用阈值分割算法从所述CCD摄像机获得的灰度图像中提取出墨滴的轮廓，确定每个像素所对应的物理距离，基于墨滴绝对轴对称假设，计算出墨滴尺寸、拖尾长度和卫星墨滴的数量；

所述驱动波形表征参数提取单元根据所述墨滴尺寸、拖尾长度和卫星墨滴的数量以及压电式打印喷头工作原理，记录该墨滴所对应的驱动波形表征参数；

所述具有反馈机制的智能调整单元根据当前墨滴对应的驱动波形表征参数与期望墨滴的驱动波形表征参数的差距，采用人工蜂群算法进行优化，得出一个优化的墨滴驱动波形表征参数，将该优化的墨滴驱动波形表征参数传递给喷头驱动控制器；

所述驱动波形表征参数包括：

当驱动器控制模块接收到由零电压上升到最大正向电压的时间t_rP、最大正向电压V_P、最大正向电压持续的时间t_dP：、由最大正向电压下降到零电压的时间t_fP、零电压持续的时间t_i时，所述数模转换芯片AD5752产生所需的正极性梯形波；

当驱动器控制模块接收到由零电压下降到最大反向电压的时间t_rN、最大反向电压V_N、最大反向电压持续的时间t_dN、由最大反向电压上升到零电压的时间t_fN：时，所述数模转换芯片AD5752产生所需的负极性梯形波。

2.根据权利要求1所述的用于压电式打印喷头的墨滴喷射状态调整系统，其特征在于：所述CCD摄像机安装在所述压电式打印喷头的正前方偏下的位置，其与压电式打印喷头的水平距离为0.5-0.6米，与压电式打印喷头的垂直距离为0.3-0.5米处。

3.根据权利要求2所述的用于压电式打印喷头的墨滴喷射状态调整系统，其特征在于：所述CCD摄像机采用高速工业CCD摄像机，最短曝光时间在微秒量级或以下；

所述CCD摄像机的前端物镜的放大倍数在120倍以上。