类连续式喷墨技术连续式喷墨技术以电荷调制型为代表。这种连续式喷墨技术是利用压电驱动装置对喷头腔中墨水加以固定压力，使得喷嘴连续不断地喷射墨滴。此时喷出墨点由水柱变为不均匀液串，而在电极板间静电力作用下，不均匀液串变为大小形态均匀且带静电液滴。开始时液滴行进方向不受影响，皆是直线前进。为方便记录墨滴，利用墨滴发生器生成墨滴，并对其墨滴大小和间距进行控制。由字符发生器模拟调制器发送出打印信息，首先控制电极上电荷，北京印刷学院硕士学位论文使墨滴分为带电荷和不带电荷，在偏转电极作用下来改变不同墨滴飞行方向，使带电荷墨滴飞行到承印物上，生成字符图形纪录，不参与纪录墨滴由导管回收。对于有些系统使用两个相互垂直偏转电极对墨滴打印位置进行控制，即二维偏转型有些系统使用多维控制偏转电极，即多维偏转型。因为此种模式液滴生成是不间断，所以称此模式为连续式。如图所示。能够以很高速度喷射墨滴这是连续式喷墨头，最终用户可以选择喷嘴性能更好喷头，但这也增加了研究难度。墨滴检测逐渐会成为喷墨印刷系统中不可或缺工具，是现代喷墨印刷系统中个研究点。般来说，喷墨印刷由于利用喷射出来液滴，附着在承印物上，形成图像，而影响图像质量主要因素是基底表面上液滴扩散，致使清晰度下降。在理想状况下，在高质量喷墨印刷纸上台商用打印喷头墨点直径尺寸大约是微米。然而，在显微镜观察下墨点直径为微米，增加了近倍。因此检测和控制喷墨印刷中墨滴铺展是提高喷墨印刷质量个关键。然而，在相同承印物及相同墨水条件下，喷头喷出墨滴大小形状轨迹等物理特征有可能受到喷头点火电压或墨水温度以及供墨系统负压等参数影响，这些墨滴特征直接反映了喷墨印刷质量。在喷墨质量检测中，在便于判断喷射效果情况下，我们将对喷头喷出墨滴进行直接观察。但由于墨滴喷射速度高达，体积为，以频率喷射，人眼无法北京印刷学院硕士学位论文直接观测。这样就需要借助墨滴检测系统辅助来实现观测和测量，得到墨滴在喷印时候喷出墨滴速度墨滴质量和墨滴体积及这些量在不同喷头上，相同喷头不同电压不同频率等变化。喷头出厂额定墨滴速度墨滴体积和墨滴质量就是测量量比较依据，为我们提供个能够广泛适用测量平台。墨滴检测意义在于为喷墨印刷系统及其应用研究提供个自动化检测平台，能够对喷头喷出墨滴质量进行实时自动快速稳定测量，克服人工检测过程带来不确定性。首先对于喷头，各个厂家不同型号喷头性能是不同，就是同批型号喷头性能也可能有些差异。所以通过墨滴检测系统来评价喷头喷墨性能，如墨滴大小墨滴飞行速度墨滴运动轨迹和喷嘴工作致性等参数，选取适合需要喷头其次，喷头是件精密设备，尤其是喷嘴，投入使用后比较容易发生堵塞或因堵塞发生歪喷等故障。对于高分辨率喷头，肉眼很难识别，这就需要套系统对其定期检测，以确认喷头老化程度，是否需要更换新喷头再次，可以研究喷头驱动电压，墨水温度，点火频率等因素对喷出墨滴性能影响最后，可以从墨滴喷到承印物时状态判断打印是否合格，来选择合适喷头与承印物之间距离。墨滴检测系统国内外研究现状为了清晰地捕捉到墨滴从喷嘴喷出到墨滴形成整个过程，并对喷出墨滴进行质量检测，而传统对墨滴进行人工检测方法是利用显微镜和带刻度标尺观察到少量喷嘴喷射墨滴部分过程。而目前工业上需要经常对全部喷嘴进行检测，但使用喷头喷嘴至少在个以上，这样就导致人工检测无法记录及统计喷嘴实验数据准确性，不能满足工业生产要求。墨滴检测新研究方法是采用高速图像采集器件获取墨滴成形过程中墨滴图像，通过图像分析方法检测喷头喷出墨滴质量。等人提出了个喷嘴和采集设备位置相对固定实验平台上，使用显微镜和相机对单个液滴喷射进行液滴图像采集方案，在软件上并没有进行对采集结果图像进行识别和分析。目前国内在墨滴检测研究上只有少数几家，年我国台湾大叶大学设计北京印刷学院硕士学位论文液滴观测系统研究墨滴飞行状态并得到在各种喷墨频率下墨滴飞行速度大约为，而液滴粒径约为。年杭州电子大学设计种微滴尺寸与形态检测系统，在实验结果分析上表明喷墨头图像检测系统比传统喷墨检测方法效果要好。国外有不少机构和企业也致力于使用图像处理方法进行墨滴行为检测研究。主要相关研究介绍如下年提供种微滴检测系统，主要观测在使用墨滴制备生物芯片上。年澳大利亚大学设计种观测液滴形成系统，在上加上个变长管，用物镜来观测墨滴。年美国设计种用于检测液滴形成和液滴撞击底材状况系统。年美国伯克利大学设计种微滴尺寸与形态检测系统，采用个相机，个用来调节喷射参数，个用来观测和校准液滴。年美国公司研发出，能支持市场上大部分喷墨头，通过对采集到墨滴图像数据进行分析，可快速辨别喷墨头与墨水配合情况。公司，公司全称为，位于美国科罗拉多州，该公司成立于年，主要设计研究和制造能够将喷墨技术应用于工业领域数字系统，该公司还是喷墨系统开发工具个卓越供应商。系统最新版本为，主要提供喷墨墨滴运动实时观测，并可用于部分墨滴参数测量。系统允许用户自定义些测量，由系统自动完成，测量结果可以在数字化后，记录在格式文件中，用于更进步分析。，国外专门生产喷墨质量检测设备家是公司。它不仅研究传统喷墨质量检测方法，而且也开始对喷墨墨滴进行研究。目前研究主要集中在图像采集阶段，已推出相关观测与采集设备，但缺乏对墨滴特征准确全面描述和提取，尚未建立套可以进行墨滴检北京印刷学院硕士学位论文测比较完备系统。本文研究工作本文首先简单阐述了墨滴检测研究背景和意义，分析了国内外研究现状及系统中存在技术难点。然后讨论了喷墨技术种类，压电式喷墨印刷原理和墨滴成形过程及运动目标检测算法。本文在现有喷墨印刷控制实验平台基础上，研究墨滴成形过程及墨滴物理特性，提出墨滴检测控制系统设计方案，建立系统框架，再通过计算机及软件平台完成对采集到墨滴图像进行数字图像处理和分析，并完成对下位机数据传输。具体分析系统重点及难点，给出解决方案，重点针对系统数据传输编码和数据缓存分别给出相应设计，本文基于设计完成对不同喷墨头控制，以及上位机软件设计，完成墨滴图像采集和处理，最终设计了个可以检测运动墨滴及其特征参数墨滴质量检测系统。最后，利用设计系统对墨滴进行实时观测，实验分析温度对墨滴大小影响。本文结构本文后续各章安排如下第二章介绍了喷墨打印技术原理，并具体列出种类，给出了压电式喷墨头工作原理及墨滴形成过程，然后介绍采集运动墨滴时所用到运动目标检测算法。第三章简要介绍系统总体框架，主要分析了系统设计重点及难点，并给出了各个问题解决方案，及系统数据传输编码和数据缓存设计，第四章主要是在上章系统设计需求基础上，介绍基于对多种喷墨头控制实现，以和喷墨头为例。通过介绍各种喷头性能，北京印刷学院硕士学位论文分析了系统所需求各种重要技术指标，并进行简单描述，根据需求描述，给出喷头控制系统设计总体方案以及各功能模块划分，具体说明各功能模块内部部分设计及硬件设计。第五章根据系统总体方案和硬件结构及系统需求给出上位机软件功能构成，完成对下位机操作，给出了墨滴图像采集方法及相应处理，并在软件上可以看到墨滴图像及墨滴形成整个过程及其参数标定，实验观察测量不同温度下对墨滴影响。第六章总结与展望。本章主要总结本文研究工作以及存在问题，指出研究中未来可以值得考虑改进及进步研究方向。北京印刷学院硕士学位论文第二章墨滴检测系统相关理论及技术喷墨技术原理概述喷墨技术原理是将计算机处理产生彩色图文信息或来自印前输入设备彩色图文信息传递到喷墨设备,再通过特殊装置,在计算机控制下,计算出相应通道墨量,喷墨成像装置控制墨滴以定速度由喷孔喷射到承印物表面,最后通过油墨与承印物相互作用,使油墨在承印物上再现出稳定图文信息。喷墨技术形式多种多样,按喷头喷射墨水是否连续可分为连续式喷墨和随机式喷墨两大类，如图所示。喷墨技术连续式随机式二维偏转型多维偏转型热气泡式压电式侧喷式静电式顶喷式音波式挤压式弯曲式剪切式收缩管式图喷墨技术分类连续式喷墨技术连续式喷墨技术以电荷调制型为代表。这种连续式喷墨技术是利用压电驱动装置对喷头腔中墨水加以固定压力，使得喷嘴连续不断地喷射墨滴。此时喷出墨点由水柱变为不均匀液串，而在电极板间静电力作用下，不均匀液串变为大小形态均匀且带静电液滴。开始时液滴行进方向不受影响，皆是直线前进。为方便记录墨滴，利用墨滴发生器生成墨滴，并对其墨滴大小和间距进行控制。由字符发生器模拟调制器发送出打印信息，首先控制电极上电荷，北京印刷学院硕士学位论文使墨滴分为带电荷和不带电荷，在偏转电极作用下来改变不同墨滴飞行方向，使带电荷墨滴飞行到承印物上，生成字符图形纪录，不参与纪录墨滴由导管回收。对于有些系统使用两个相互垂直偏转电极对墨滴打印位置进行控制，即二维偏转型有些系统使用多维控制偏转电极，即多维偏转型。因为此种模式液滴生成是不间断，所以称此模式为连续式。如图所示。能够以很高速度喷射墨滴这是连续式喷墨头鼓励和指导。感谢和实验室同学和老师在读硕期间对我关心和帮助。感谢我父母和感谢我同学和朋友，他们直在学习上鼓励我，使我能完成顺利硕士学业，还要感谢在我写论文过程中给予了很多素材和在论文撰写和排版过程中提供热情帮助同学们。最后，感谢审阅本文各位专家教授并致以深深敬意和谢意。北京印刷学院硕士学位论文参考文献王灿才喷墨印刷技术新动向丝网印刷，数字化技术，何振建陶瓷墨水与喷头匹配问题探讨佛上陶瓷，邢文文喷墨印刷成像质量评价与分析无锡江南大学,王运赣,张祥林微滴喷射自由成形武汉华中科技大学出版社，张林，刘志红喷墨质量自动检测系统设计与实现计算机工程与应用郑江河压电式喷墨列印头之振动板设计台湾大叶学报田美霞,王小华,曾元洲喷墨头图像检测系统研究杭州电子科技大学学报叶飞印制电子喷墨打印机喷墨检测系统开发上海华东理工大学蔡积庆印制电子展望印制电路信息,北京印刷学院硕士学位论文潘统明在线喷印检测系统设计杭州杭州电子科技大学，刘志红点滴间智慧喷墨头发展现状及趋势印刷技术,胡维友喷墨印刷技术概述印刷世界,朱纯印刷电子用挤压式压电喷头墨滴喷射仿真研究上海华东理工大学,,徐波，董立平种基于背景差分提取算法研究林业科技情报，宋宁基于运动目标检测与跟踪方法研究云南昆明理工大学，丁金铸,谈国新基于视频序列中运动目标检测技术湖南工程学院学报李海霞，范红基于背景差法几种背景建模方法研究工业控制计算机么键,刘翼伟,汗旭等基于光流运动人体提取北京邮电大学学报朱榆涵，邵洪峰基于协议硬件设计电子测量技术郭彪基于网喷码系统研究北京北京印刷学院，刘征种基于时钟数据恢复电路设计与实现电信技术李永乾基于编码技术接口电路设计四川电子科技大学李湘琼，黄启俊等基于高速时钟数据恢复电路实现电子技术，张晓琴，张立毅过采样技术在通信信号处理中应用研究山西山西电子技术，北京印刷学院硕士学位论文尹勇生，胡永华过采样技术分析及应用应用科学学报，王恩怀，李永红串行传输中数据恢复算法研究与仿真计算机工程宁少春种低成本光接收器数据恢复电路设计及实现电子质量，任全