[发明专利]微滴沉积装置及其测试电路

说明书

一种测试电路，用于确定致动器元件阵列中的致动器元件的电容，其中该测试电路包括：控制器；产生测试输入的源；测量电路，用于测量测试电路和致动器元件之间的测试路径上的一个或更多个测试值；其中该控制器被配置为在测试周期内：控制与致动器元件相关联的第一开关，以将致动器元件连接到测试路径；控制源以产生第一测试输入；以及根据响应于第一测试输入而产生的第一测试值来确定致动器元件的总电容；以及根据总电容(C_PAR+C_ACT)确定致动器元件的电容(C_ACT)。

本发明涉及测试电路。此测试电路可特别有益地应用于利用压电元件的装置，例如用在微滴沉积装置、传感器或能量采集器中的致动器中。

已知，诸如喷墨式打印机的微滴沉积装置提供来自微滴沉积头的微滴的受控喷射，并提供这种微滴的受控放置以在接收或打印介质上产生点。

微滴沉积头(例如喷墨式打印头)通常包括由致动器元件提供的喷射机构。

对致动器元件和相关联的驱动电路进行诊断测试是重要的，例如，在致动器元件组装到打印头之前或已经组装到打印头之后，识别致动器元件中的故障，以识别可产生不期望的打印缺陷的任何故障。

所测试的故障包括跨致动器元件的开路或短路，这可能是由例如热损坏、处理损坏或热冲击、制造或组装缺陷所引起的。

存在用于测试致动器元件的各种诊断测试技术。

例如，当测试跨致动器元件的短路时，致动器元件通过探针汲取电流，并且相应的电压被测量，或者施加电压以及所产生的电流被测量。然而，当组装到打印头或打印机中时，很难用探针接近致动器元件。随着打印头的特征尺寸的减小，这变得越来越困难或不可行。因此，使用这种方法很难进行开路测试。

可选地，光学技术可用于测试跨致动器元件的开路，由此利用波形来驱动致动器元件，并且通过红外(IR)照相机捕获由致动器元件的充电和放电产生的热量。热点(heatspot)验证是否存在开路。

然而，捕获热点所需的设备是复杂、昂贵的，且特别是一旦致动器元件组装到打印头中就不适合了，因为打印头内的硬件通常会遮挡了IR照相机的视线。

此外，由于在致动器元件被驱动时，短路也会导致从致动器元件产生热量，光学技术在单独使用时可能不准确，并且需要结合光学技术执行进一步的测试以排除存在短路，因此，这种测试可能很慢。

因此，用于测试致动器元件的现有测试技术是慢速的、复杂的、昂贵的和/或不准确的。

根据一个方面，提供了一种测试电路，用于确定致动器元件阵列中的致动器元件的电容(C_ACT)，其中该测试电路包括控制器；产生测试输入的源；测量电路，用于测量测试电路和致动器元件之间的测试路径上的一个或更多个测试值；其中控制器被配置为在测试周期内：控制与致动器元件相关联的第一开关，以将致动器元件连接到测试路径；控制源以产生第一测试输入；根据响应于第一测试输入而产生的第一测试值，确定致动器元件的总电容(C_PAR+C_ACT)；以及根据总电容(C_PAR+C_ACT)确定致动器元件的电容(C_ACT)。

优选地，控制器还配置为在第一周期内：当测试路径和另外的致动器元件之间存在短路时，控制与该另外的致动器元件相关联的第二开关，以将该另外的致动器元件连接到测试路径。

优选地，控制器还配置为：响应于测试值和确定的电容中的一个或更多个，检测与致动器元件相关联的故障，其中故障包括以下中的一个或更多个：开路、跨致动器元件的短路、以及测试路径和另外的致动器元件之间的短路。

优选地，故障包括确定的电容低于电容阈值。