專利名稱：噴射具有直線軌跡的液滴的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施方式涉及液滴噴射，更具體地涉及噴射具有直線軌跡的液滴。
背景技術：
液滴噴射裝置被用于各種目的，最普通地用于在各種媒介上打印圖像。它們經(jīng)常被稱為噴墨或噴墨式打印機。按需滴定法液滴噴射裝置因為它們的靈活性和經(jīng)濟性而在許多應用中被使用。按需滴定法裝置響應于特定的信號來噴射一個或多個液滴，該特定的信號通常是電氣波形或是可以包括單個脈沖或多個脈沖的波形。多脈沖波形的不同部分能夠被選擇性地激活以產(chǎn)生液滴。一個或多個驅(qū)動脈沖構建從液滴噴射裝置的噴嘴出來的液滴。液滴噴射裝置典型地包括從流體供給(fluid supply)到噴嘴路徑的流體路徑。 該噴嘴路徑在噴嘴開口處中止，液滴從該噴嘴開口被噴射。通過用致動器對流體路徑中的流體進行加壓來控制液滴噴射，該致動器可以是例如壓電偏轉(zhuǎn)器(deflector)、熱泡式噴射發(fā)生器或靜電偏轉(zhuǎn)元件。典型的打印頭具有帶有相應噴嘴開口和關聯(lián)致動器的流體路徑陣列，并且來自每個噴嘴開口的液滴噴射能夠被獨立地控制。在按需滴定法打印頭中，當打印頭和基板彼此相對運動時，每個致動器射擊以選擇性地在特定目標像素位置處噴射液滴。液滴噴射裝置需要持續(xù)不變地產(chǎn)生液滴，獲得所需的液滴量，準確地傳遞材料，并達到所需的傳送率。相對于目標的液滴放置誤差惡化了關于目標的圖像質(zhì)量。圖I示出不同類型的液滴放置誤差。液滴120穿過噴嘴板110被射向目標130。垂直線170表示理想的直線液滴軌跡。然而，噴嘴誤差180導致噴嘴相對于目標的不對準。垂直線180表示用與噴嘴板110正交的這條線從噴嘴到目標的直線液滴軌跡。垂直線180和液滴的實際軌跡190之間的角度0表示噴射軌跡誤差150?？偟囊旱畏胖谜`差等于噴嘴放置誤差和噴射軌跡誤差的組合。當噴射總是直線的或總是曲線的時，“永久的”噴射直線發(fā)生。被永久彎曲的噴射通常是噴嘴損壞和/或噴嘴中或噴嘴周圍的污染的結果。當激發(fā)之后立即成為直線的噴射在噴射周期之后被彎曲時，瞬時噴射直線發(fā)生。在又一個噴射周期后，這些噴射可以或不可以自我恢復。噴射軌跡誤差源自彎曲的噴射。圖2和圖3示出彎曲噴射的示例。區(qū)域202示出以同一方向彎曲的噴射。區(qū)域204示出孿生噴射，其中，相鄰的噴射以相反的方向被彎曲。圖3示出產(chǎn)生自彎曲噴射的打印區(qū)域。箭頭210指向這樣的區(qū)域，在該區(qū)域中彎曲噴射導致線與線的距離變得不均勻。箭頭220指向這樣的區(qū)域，在該區(qū)域中瞬時噴射直線導致所打印的線的位置在一段時間內(nèi)發(fā)生變化。箭頭230示出這樣的區(qū)域，在該區(qū)域中孿生噴射導致兩個相鄰的線合并成一條線。在任一種情況下，由彎曲噴射產(chǎn)生的圖像質(zhì)量都被惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述一種用于驅(qū)動液滴噴射裝置以產(chǎn)生具有直線液滴軌跡的液滴的方法和設備。在一個實施方式中，用于驅(qū)動具有致動器的液滴噴射裝置的方法包括通過將具有至少ー個驅(qū)動脈沖和矯直脈沖的多脈沖波形施加到致動器，來用至少ー個驅(qū)動脈沖構建流體的液滴。接著，該方法包括使液滴噴射裝置響應于多脈沖波形的脈沖而噴射具有直線軌跡的液滴。矯直脈沖被設計成確保液滴在沒有液滴軌跡誤差的情況下被噴射。


在附圖的圖形中，本發(fā)明以示例的方式而非以限制的方式示出，其中圖I是根據(jù)傳統(tǒng)方法的噴墨式打印頭的噴嘴板相對于目標的截面?zhèn)纫晥D；圖2示出根據(jù)傳統(tǒng)方法的被從彎曲噴射所噴射的液滴；圖3示出根據(jù)傳統(tǒng)方法的源自彎曲噴射、瞬時噴射直線和孿生噴射的被惡化的打印圖像； 圖4是根據(jù)一個實施方式的剪切模式(shear mode)壓電噴墨式打印頭的分解圖；圖5是根據(jù)一個實施方式的噴墨模塊的截面?zhèn)纫晥D；圖6是根據(jù)一個實施方式的噴墨模塊的透視圖，該透視圖示出電極相對于增壓室(pumping chamber)和壓電元件的位置；圖7A是圖7B中示出的噴墨模塊的另ー實施方式的分解圖；圖8是根據(jù)另ー實施方式的剪切模式壓電噴墨式打印頭；圖9是示出根據(jù)ー個實施方式的腔板(cavity plate)的噴墨模塊的透視圖；圖10示出用于用具有矯直脈沖的多脈沖波形來驅(qū)動液滴噴射裝置以噴射具有直線液滴軌跡的液滴的實施方式的流程圖；圖IlA示出根據(jù)傳統(tǒng)方法的具有縮回彎月面(retracting meniscus) 1104和相對于噴嘴開ロ的偏離中心的尾部的單個驅(qū)動脈沖1102 ；圖IlB示出根據(jù)ー種實施方式的具有凸出彎月面(bulging meniscus)和相對于噴嘴開ロ的居中的尾部的單個驅(qū)動脈沖和矯直脈沖；圖12示出根據(jù)ー個實施方式的具有一個驅(qū)動脈沖和一個矯直脈沖的多脈沖波形；圖13示出根據(jù)另ー實施方式的多脈沖波形；圖14示出根據(jù)ー個實施方式的噴嘴周圍的非対稱濕潤的形成；圖15示出根據(jù)傳統(tǒng)方法的單脈沖波形和相應的液滴噴射；圖16示出根據(jù)ー個實施方式的多脈沖波形和相應的液滴噴射；圖17示出根據(jù)另ー傳統(tǒng)方法的單脈沖波形和相應的液滴噴射；圖18示出根據(jù)ー個實施方式的多脈沖波形和相應的液滴噴射；以及圖19示出根據(jù)ー些實施方式的針對不同的溫度和噴墨粘度等級的液滴噴射。
具體實施例方式本文描述ー種用于驅(qū)動液滴噴射裝置以產(chǎn)生以直線軌跡噴射的液滴的方法和設備。在一個實施方式中，用于驅(qū)動具有致動器的液滴噴射裝置的方法包括通過將具有至少ー個驅(qū)動脈沖和矯直脈沖的多脈沖波形施加到致動器，來用至少ー個驅(qū)動脈沖構建流體的液滴。接著，該方法包括使液滴噴射裝置響應于多脈沖波形的脈沖而噴射具有直線軌跡的液滴。矯直脈沖被設計成確保液滴在沒有液滴軌跡誤差的情況下被噴射。為了減小潛在的液滴軌跡誤差，通過凸起經(jīng)過噴嘴的流體的彎月面位置，矯直脈沖導致由至少一個驅(qū)動脈沖所形成的液滴的矯直。該矯直脈沖還通過改變彎月面的特性來減小非對稱濕潤問題。在一些實施方式中，液滴噴射裝置響應于多脈沖波形的脈沖或響應于附加的多脈沖波形的脈沖而噴射附加的流體團。圖4是根據(jù)一個實施方式的剪切模式壓電噴墨式打印頭的分解圖。參考圖4，壓電噴墨頭2包括多個模塊4和6和孔板14，其中多個模塊4和6被裝配在岐管板12附于其上的軸環(huán)元件(collar element) 10中。壓電噴墨頭2是各種類型的打印頭的一個示例。根據(jù)一個實施方式，墨水通過軸環(huán)10被引到噴射模塊，該噴射模塊用多脈沖波形致動以將各種液滴大小的墨水液滴從孔板14上的孔16噴射。每個噴墨模塊4和6都包括主體20，該主體20由例如燒結的碳或陶瓷之類的材料的薄矩形塊形成。形成噴墨增壓室的一系列的槽22被制造在該主體的兩側(cè)中。墨水通過也被制造在所述主體中的墨水填充通道26被引入。該主體的對立表面覆蓋有柔韌的聚合物薄膜30和30'，所述聚合物薄膜包括被安置在位于主體中增壓室上方的一系列電子觸點。所述電子觸點連接到引線，引線反過來能夠連接到撓性印刷板32和32'，所述撓性印刷板包括驅(qū)動器集成電路33和33'。薄膜30和30'可以是撓性印刷板。每個撓性印刷板薄膜由環(huán)氧樹脂薄層密封到主體20。環(huán)氧樹脂層足夠薄以填充噴射主體的表面粗糙度以便提供機械鍵合，而且還足夠薄以至于只有小數(shù)目的環(huán)氧樹脂被從鍵合線擠到增壓室中。每個壓電元件34和34'位于撓性印刷板30和30'上方，壓電元件可以是單個單片壓電換能器(PZT)組件。每個壓電元件34和34'都有電極，所述電極通過化學地刻蝕掉被真空氣相淀積在壓電兀件的表面上的導電金屬而形成。壓電兀件上的電極位于對應于增壓室的位置處。壓電元件上的電極電氣地嚙合撓性印刷板30和30'上的相應觸點。結果，在壓電元件的致動生效的一側(cè)上實現(xiàn)了每個壓電元件的電氣接觸。壓電元件由環(huán)氧樹脂薄層固定到撓性印刷板上。圖5是根據(jù)一個實施方式的噴墨模塊的截面測試圖。參考圖5，壓電元件34和34'的尺寸被做成僅覆蓋主體的包括所制造的噴墨增壓室22的那一部分。主體的包括墨水填充通道26的部分沒有被壓電元件覆蓋。墨水填充通道26由撓性印刷板的部分31和31'來密封，所述撓性印刷板的部分31和31'附設到模塊主體的外部部分。所述撓性印刷板形成位于墨水填充通道上(并密封墨水填充通道)的非剛性蓋子，并接近暴露在空氣中的流體的自由表面。在常規(guī)操作中，壓電元件首先以增加增壓室的體積的方式被致動，然后，在一段時間以后，該壓電元件被退動(deactuate)以便其返回它的原始位置。增加增壓室的體積使得將發(fā)起負壓波。這個負壓在增壓室中開始，并且朝著增壓室的兩端行進(如箭頭33和33'所指的那樣，朝向孔和朝向墨水填充通道)。當負波到達增壓室的末端并遇到大區(qū)域的墨水填充通道(其與近似的自由表面連通)時，該負波作為正波被反射回增壓室，從而朝向孔行進。壓電元件返回它的原始位置也創(chuàng)建了正波。壓電元件的退動的定時是這樣的，以便當它們到達孔時，它的正波和反射的正波相加。
圖6是根據(jù)一個實施方式的噴墨模塊的透視圖，該噴墨模塊示出了電極相對于增壓室和壓電元件的位置。參考圖6，其示出了撓性印刷板30上的相對于增壓室和壓電元件的電極圖案50。壓電兀件具有位于壓電兀件34的一側(cè)上的與撓性印刷板接觸的電極40。每個電極40被放置和設置大小以與噴墨主體中的增壓室45相對應。每個電極40具有加長的區(qū)域42，該加長的區(qū)域具有通常與增壓室的長度和寬度相對應但更短和更窄的長度和寬度，以至于在電極40的邊緣和增壓室的邊和末端之間存在間隙43。這些以增壓室為中心的電極區(qū)域42是驅(qū)動電極。壓電元件上的梳形第二電極52通常對應于增壓室外部的區(qū)域。該電極52是公共(地)電極。柔性印刷板在柔性印刷板的側(cè)面51上有電極50，該電極50與壓電元件接觸。為了實現(xiàn)柔性印刷板和壓電元件的良好電氣接觸和容易的對準，柔性印刷板電極和壓電元件電極充分重疊。柔性印刷板電極延伸到超過壓電元件(在圖6中的垂直方向上)，以允許連接(例如，焊接或非導電膏)到柔性印刷板32，該導電印刷板包括驅(qū)動電路。不必要有2個柔性印刷板30和32。能夠使用單個柔性印刷板。圖7A是圖7B中示出的噴墨模塊的另ー實施方式的分解圖。在該實施方式中，噴 射主體由多個部分組成。噴射主體80的框架是燒結碳，并包含墨水填充通道。附設到噴射主體的每ー側(cè)上的是補強板82和82'，該補強板是被設計成使該裝配變硬的薄金屬板。附設到補強板上的是腔板84和84'，所述腔板是增壓室已經(jīng)被化學地碾磨到其中的薄金屬板。附設到腔板的是柔性印刷板30和30'，并且柔性印刷板上附設壓電元件34和34'。所有這些元件都用環(huán)氧樹脂鍵合在一起。包含驅(qū)動電路32和32'的柔性印刷板能夠通過焊接エ藝而被附設。圖8是根據(jù)另ー實施方式的剪切模式壓電噴墨式打印頭。圖8中示出的噴墨式打印頭與圖4中示出的打印頭相似。然而，與圖4中的2個噴墨模塊4和6形成対照的是圖8中的打印頭有單個噴墨模塊210。在一些實施方式中，噴墨模塊210包括以下組件碳主體220、加固板250、腔板240、柔性印刷版230、PZT組件230、噴嘴板260、墨水填充通道270、柔性印刷板232和驅(qū)動電子電路233。這些組件與上述結合圖4-7所描述的那些組件有相似的功能。根據(jù)ー個實施方式，腔板在圖9中更詳細地被示出。腔板240包括洞290、墨水填充通道270和增壓室280，增壓室由PZT 234變形或致動?？梢员环Q作液滴噴射裝置的噴墨模塊210包括如圖8和9中所示的增壓室。PZT組件234(例如，致動器)被配置成響應于施加到驅(qū)動電子電路233的驅(qū)動脈沖來改變增壓室中的流體壓力。對于ー個實施方式，PZT組件234從增壓室噴射流體的液滴。驅(qū)動電子電路233耦合到PZT組件234。在噴墨模塊210的操作期間，驅(qū)動電子電路233用具有至少ー個驅(qū)動脈沖和至少ー個矯直脈沖的多脈沖波形來驅(qū)動PZT組件234。至少ー個驅(qū)動脈沖構建了流體的液滴。矯直脈沖校正液滴的潛在的液滴軌跡誤差。驅(qū)動電子電路促使致動器響應于多脈沖波形的脈沖來以直線軌跡噴射液滴。在一個實施方式中，多脈沖波形可以包括第一驅(qū)動脈沖和第二驅(qū)動脈沖，其中具有第一峰值電壓的第二驅(qū)動脈沖之后是具有第二峰值電壓的矯直脈沖。第二峰值電壓能夠基于第一峰值電壓。圖10示出根據(jù)ー個實施方式的用于用多脈沖波形來驅(qū)動液滴噴射裝置以噴射具有直線軌跡的液滴的過程的流程圖。用于驅(qū)動具有致動器的液滴噴射裝置的過程包括在過程框1002，通過將具有至少ー個驅(qū)動脈沖和矯直脈沖的多脈沖波形施加給致動器，來用至少ー個驅(qū)動脈沖來構建流體的液滴。接下來，該過程包括在過程框1004，促使噴嘴中的流體的彎月面位置凸起通過噴嘴。接著，該過程包括在過程框1006，使液滴噴射裝置響應于多脈沖波形的脈沖來噴射具有直線軌跡的液滴。矯直脈沖被設計成噴射液滴但沒有液滴軌跡誤差。矯直脈沖還被設計成噴射液滴但沒有形成子液滴或附屬液滴(satellite)，因為噴射速度響應對于矯直脈沖來說近似為零，噴射速度響應由液滴噴射裝置的噴射液滴速度來表征。為了減少潛在的液滴軌跡誤差，矯直脈沖促使由至少ー個驅(qū)動脈沖形成的液滴的矯直。在一些實施方式中，噴嘴是非圓形形狀。為了以減少的液滴軌跡誤差來噴射液滴，至少ー個驅(qū)動脈沖以液滴噴射裝置的頻率響應中的大約最大液滴速度進行調(diào)諧以構建液滴，而矯直脈沖則以液滴噴射裝置的頻率響應中的大約最小液滴速度進行調(diào)諧。多脈沖波形包括具有第一峰值電壓的驅(qū)動脈沖，該具有第一峰值電壓的驅(qū)動脈沖之后跟蹤具有第二峰值電壓的矯直脈沖，第二峰值電壓基于第一峰值電壓。在實施方式中，第二峰值電壓小于第一峰值電壓。増加第二峰值電壓促使噴嘴中流體的彎月面位置更凸出地穿過噴嘴。在一個實施方式中，響應于多脈沖波形的脈沖或響應于附加的多脈沖波形的脈沖，液滴噴射裝置噴射附加的流體團。波形可以包括聯(lián)系在一起的一系列的部分。每個部 分可以包括一定數(shù)目的樣本，所述取樣包括固定的時間周期(例如，I到3微秒)和關聯(lián)的數(shù)據(jù)數(shù)量。樣本的時間周期對于驅(qū)動電子電路的控制邏輯來說足夠長，以在下一波形部分內(nèi)使能或禁止每個噴射噴嘴。波形數(shù)據(jù)作為一系列的地址、電壓和標志位樣本而被儲存在表格中，并且能夠用軟件進行訪問。波形提供必要的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生單個大小的液滴和各種不同大小的液滴。如上文所討論的，當在激發(fā)之后立即成為直線的噴射在噴射周期之后被彎曲時，瞬時噴射直線發(fā)生。在又一個噴射周期之后，這些噴射可以或不可以自我恢復。噴射軌跡誤差源自彎曲的噴射。具有非圓形噴嘴的打印頭(例如，有尖利或圓潤邊緣的方形噴嘴)更加易于遭受軌跡誤差。這個現(xiàn)象能夠受到流體的彎月面位置的影響。如果當液滴的尾部中斷時，彎月面位于噴嘴平面附近，則該尾部能夠附到噴嘴的旁邊/角處并且導致液滴軌跡中的誤差。如果當尾部中斷時，彎月面溢出了噴嘴或者可能縮回，則尾部以噴嘴處的凸起噴墨團為中心并且噴射呈直線。在一個實施方式中，矯直脈沖用于使彎月面溢出噴嘴，其中該矯直脈沖的幅度低于驅(qū)動脈沖的幅度并且矯直脈沖在驅(qū)動脈沖之后。在針對彎月面壓力、粘度和墨水聲音速度的ー些噴嘴設計中和某些條件下，在波形上沒有増加的脈沖的情況下，彎月面位置在尾部中斷處突起。圖IlA不出引起縮回的彎月面1104和移動到噴嘴開ロ 1108的一邊的尾部1106的單個驅(qū)動脈沖1102。圖IlB示出引起突起彎月面1134和以噴嘴開ロ 1140為中心的尾部1136的單個驅(qū)動脈沖1120和矯直脈沖1130?？商鎿Q地，矯直脈沖能夠被添加到驅(qū)動脈沖序列中以便以直線軌跡來噴射液滴。期望液滴的尾部以噴嘴開ロ為中心，以最小化軌跡液滴誤差。這將改善圖像質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量。溫度増加可以改變彎月面特性，該特性使噴射噴嘴的對稱流體濕潤能更加有利。矯直脈沖附加地改變彎月面彈回以提供更有利的濕潤。圖12示出根據(jù)ー個實施方式的具有一個驅(qū)動脈沖和一個矯直脈沖的多脈沖波形。在操作期間，響應于多脈沖波形，每次噴墨可以噴射單個液滴。多脈沖波形的示例如圖12所示。在這個示例中，多脈沖波形1200有2個脈沖。通過與噴射周期的整數(shù)倍相對應的周期(即，對應于噴射頻率的周期)，每個多脈沖波形將典型地與后來的波形分開。每個脈沖能夠被表征為具有與增壓元件的體積增加的時刻相對應的“填充”斜坡和與增壓元件的體積減小的時刻相對應的(與填充斜坡相反斜率的)“射擊”斜坡。典型地，增壓兀件體積的膨脹和收縮產(chǎn)生了增壓室中的壓カ變化，該壓カ變化驅(qū)動液體噴出噴嘴。在某些實施方式中，多脈沖波形1200有驅(qū)動脈沖1210，該驅(qū)動脈沖被激發(fā)以使液滴噴射裝置噴射流體的液滴。在一個實施方式中，驅(qū)動脈沖1210具有位于O和256 (其對應于依賴于特定的液滴噴射應用的預定義電壓范圍)之間的電壓水平。在一個實施方式中，驅(qū)動脈沖1210具有大約為256伏特的峰值電壓VI。矯直脈沖1220具有基于驅(qū)動脈沖1210的峰值電壓的峰值電壓V2。在一些實施方式中，矯直脈沖1220的峰值電壓Vl小于驅(qū)動脈沖1210的峰值電壓V2。在實施方式中，V2是Vl的25%。V2依賴于墨水的粘度。墨水粘度越低，需要V2的值越低。V2需要足夠大以減小液滴軌跡誤差并且矯直噴射。更大的V2増加液滴中斷處的彎月面凸出。第一時間周期tl與驅(qū)動脈沖1210的第一延遲部分1212、填充部分1214和第二延遲部分1216相關聯(lián)。第二時間周期t2與驅(qū)動脈沖的射擊部分1218和第三延遲部分1219相關聯(lián)。第三時間周期t3與矯直脈沖1220的填充部分1222和第四延遲部分1224相關聯(lián)。期望最小化t2以實現(xiàn)高頻操作，并且仍然用脈沖1220來高效地減小或消除液滴軌跡誤差。在一個實施方式中，t2至少是tl的63%。在另ー實施方式中，t2大約是tl的80%，t3大約是tl的55%。第三時間周期t3對于高頻操作而言需要被最小化，并且也不產(chǎn)生其它液滴或子液滴。第二和第三時間周期對于較低頻率的操作而言能夠更長。在多脈沖波形1200中，驅(qū)動脈沖先于所述ー個矯直脈沖出現(xiàn)。在其它實施方式中，附加的驅(qū)動脈沖先于ー個或多個矯直脈沖出現(xiàn)。液滴可以具有關于液滴噴射裝置的天 然的液滴大小。在一個實施方式中，波形1200從噴射器中產(chǎn)生25-35納克的液滴，該噴射器對于特定的打印頭和墨水類型標稱地產(chǎn)生25-35納克的液滴。在另ー實施方式中，波形1200從噴射器中產(chǎn)生7-10納克的液滴，該噴射器對于特定的打印頭和墨水類型標稱地產(chǎn)生7-10納克的液滴。在某些實施方式中，可以考慮其它波形配置。在實施方式中，可以使用多于兩個的驅(qū)動脈沖來產(chǎn)生液滴。在一些應用中，所述ー個或多個驅(qū)動脈沖可以是負的或矯直脈沖可以是負的。圖13示出根據(jù)ー個實施方式的多脈沖波形。部分1-4分別對應于脈沖1320、1330、1340和1350。能夠用這些脈沖產(chǎn)生各種液滴尺寸。例如，天然小液滴尺寸能夠用對應于脈沖1340和1350的部分3和4產(chǎn)生。中等液滴尺寸能夠用對應于脈沖1330和1340的部分2和3產(chǎn)生。大液滴尺寸能夠用對應于脈沖1320和1330的部分I和2產(chǎn)生。如果有必要噴射直線軌跡的液滴，則脈沖1350或另ー矯直脈沖能夠被添加到任意的驅(qū)動脈沖中。在一個實施方式中，一個或多個驅(qū)動脈沖以液滴噴射裝置的頻率響應中的大約最大液滴速度進行調(diào)諧。為了保持全部波形時間短，這是有必要的，其是高頻操作的要求。矯直脈沖以液滴噴射裝置的頻率響應中的大約最小液滴速度進行調(diào)諧。在這個頻率處，由液滴速度標識的噴射速度響應大約是零。因為這個原因，矯直脈沖并不趨向于射子液滴或附屬液滴。
圖14示出根據(jù)ー個實施方式的噴嘴周圍的非対稱濕潤的形成。一段時間內(nèi)噴嘴周圍非對稱濕潤的形成是瞬時噴射直線的潛在原因。例如，與時間段t0-t5相關聯(lián)的圖像示出具有非対稱濕潤問題的時間序列。連續(xù)圖像之間的時間間隔是1-3秒。驅(qū)動脈沖之后的矯直脈沖減小非対稱濕潤以減少瞬時噴射直線問題。圖15示出根據(jù)傳統(tǒng)方法的單脈沖波形和相應的液滴噴射。驅(qū)動脈沖1610有7. 168微秒的脈沖寬度、大約60伏特的峰值電壓和8. 2kHz的頻率。在時間片(time slice) 1650中，用5毫秒的時間片示出液滴正在從噴嘴開ロ噴射。中斷處的液滴偏離噴嘴開ロ的中心，并有液滴軌跡誤差。中斷處的彎月面位置在噴嘴開口中縮回。圖16示出根據(jù)ー個實施方式的多脈沖波形和相應的液滴噴射。驅(qū)動脈沖1710有7. 168微秒的脈沖寬度、大約60伏特的峰值電壓和8. 2kHz的頻率。隨后的矯直脈沖1720有類似的峰值電壓和脈沖1710 —半的脈沖寬度。在時間片1750中，用5毫秒的時間片示出液滴正在從噴嘴開ロ噴射。中斷處的液滴以噴嘴開ロ為中心，并有減小的液滴軌跡誤 差。中斷處的彎月面位置凸出通過噴嘴開ロ。圖17示出根據(jù)另ー傳統(tǒng)方法的單脈沖波形和相應的液滴噴射。驅(qū)動脈沖1810有大約250伏特的峰值電壓和IkHz的頻率。中斷處的液滴偏離噴嘴開ロ的中心，并且中斷處的彎月面位置在噴嘴開口中縮回。圖18示出根據(jù)ー個實施方式的多脈沖波形和相應的液滴噴射。驅(qū)動脈沖1910有大約250伏特的峰值電壓和IkHz的頻率。隨后的矯直脈沖1920有基本上較低的峰值電壓和較短的的脈沖寬度。中斷處的液滴以噴嘴開ロ為中心，并有減小的液滴軌跡誤差。中斷處彎月面位置凸出通過噴嘴開ロ。圖19示出根據(jù)ー些實施方式的針對不同溫度和墨水粘度水平的液滴噴射。溫度的增加減小了墨水的粘度，這導致更加有利的彎月面特性和対稱的濕潤。與更高溫度(例如，45攝氏度、55. 5攝氏度)和更低墨水粘度(例如，6. 5cP、4. 9cP)相關聯(lián)的液滴噴射圖像不出直線液滴噴射。然而，更低的墨水粘度可以導致其它問題，例如UV墨水不穩(wěn)定、溶劑干噪速率和引起空氣吞咽的減小的彎月面阻尼。矯直脈沖能夠與ー個或多個驅(qū)動脈沖一起使用，以便相對于目標來以直線軌跡噴射液滴。矯直脈沖能夠與不同的溫度范圍和墨水粘度一起使用，以避免與更低墨水粘度相關聯(lián)的問題。這將改善圖像質(zhì)量并產(chǎn)生用于打印應用的質(zhì)量。應當理解，上面的描述是說明性的而非限制性的。對于本領域技術人員來說，通過閱讀和理解上面的描述，許多其它的實施方式是顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍應該參考所附的權利要求及這些權利要求所賦予的等同方式的全部范圍來確定。
權利要求
1.一種用于驅(qū)動具有致動器和噴嘴的液滴噴射裝置的方法，該方法包括 通過將多脈沖波形施加到所述致動器來用至少一個驅(qū)動脈沖來構建流體的液滴，所述波形具有所述至少一個驅(qū)動脈沖和跟隨在所述至少一個驅(qū)動個脈沖之后的矯直脈沖；以及 促使所述液滴噴射裝置響應于所述多脈沖波形的脈沖來噴射具有直線軌跡的液滴。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述噴嘴包括非圓形形狀。
3.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述矯直脈沖被設計成確保所述液滴沒有液滴軌跡誤差地被噴射。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，所述方法還包括響應于所述矯直脈沖來促使所述噴嘴中流體的彎月面位置凸出通過所述噴嘴。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述多脈沖波形包括具有第一峰值電壓的驅(qū)動脈沖，具有第二峰值電壓的所述矯直脈沖跟隨在所述驅(qū)動脈沖之后，所述第二峰值電壓基于所述第一峰值電壓。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述第二峰值電壓小于所述第一峰值電壓。
7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，增加所述第二峰值電壓促使所述噴嘴中所述流體的彎月面位置進一步凸出通過所述噴嘴。
8.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，第一時間周期與所述驅(qū)動脈沖的第一延遲部分、填充部分和第二延遲部分相關聯(lián)，以及第二時間周期與所述驅(qū)動脈沖的射擊部分和第三延遲部分相關聯(lián)，其中所述第二時間周期至少是所述第一時間周期的63%。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述第二時間周期大約是所述第一時間周期的80%。
10.一種設備，該設備包括 增壓室； 耦合到所述增壓室的致動器，該致動器從所述增壓室噴射流體的液滴；以及 耦合到所述致動器的驅(qū)動電子電路，其中在操作期間，所述驅(qū)動電子電路用多脈沖波形來驅(qū)動所述致動器，所述多脈沖波形具有用于構建流體的液滴的至少一個驅(qū)動脈沖以及用于促使所述致動器噴射形成于噴嘴處的具有直線軌跡的液滴的矯直脈沖。
11.根據(jù)權利要求10所述的設備，其中，所述噴嘴包括非圓形形狀。
12.根據(jù)權利要求10所述的設備，其中，所述矯直脈沖被設計成確保所述液滴沒有液滴軌跡誤差地被噴射。
13.根據(jù)權利要求10所述的設備，其中，響應于所述矯直脈沖，所述驅(qū)動電子電路促使所述噴嘴中流體的彎月面位置凸出通過所述噴嘴。
14.根據(jù)權利要求10所述的設備，其中，所述多脈沖波形包括具有第一峰值電壓的驅(qū)動脈沖，具有第二峰值電壓的所述矯直脈沖跟隨在所述驅(qū)動脈沖之后，所述第二峰值電壓基于所述第一峰值電壓。
15.根據(jù)權利要求14所述的設備，其中，所述第二峰值電壓小于所述第一峰值電壓。
16.根據(jù)權利要求I所述的設備，其中，第一時間周期與所述驅(qū)動脈沖的第一延遲部分、填充部分和第二延遲部分相關聯(lián)，以及第二時間周期與所述驅(qū)動脈沖的射擊部分和第三延遲部分相關聯(lián)，其中所述第二時間周期至少是所述第一時間周期的63%。
17.一種打印頭，該打印頭包括噴墨模塊，該噴墨模塊包括 增壓室； 耦合到所述增壓室的致動器，該致動器從所述增壓室噴射流體的液滴；以及耦合到所述致動器的驅(qū)動電子電路，其中在操作期間，所述驅(qū)動電子電路用多脈沖波形來驅(qū)動所述致動器，所述多脈沖波形具有用于構建流體的液滴的至少一個驅(qū)動脈沖以及促使所述致動器噴射形成于噴嘴處的具有直線軌跡的液滴的矯直脈沖。
18.根據(jù)權利要求17所述的打印頭，其中，所述矯直脈沖被設計成確保所述液滴沒有液滴軌跡誤差地被噴射。
19.根據(jù)權利要求17所述的打印頭，其中，所述多脈沖波形包括第一驅(qū)動脈沖和第二驅(qū)動脈沖，具有第二峰值電壓的所述矯直脈沖跟隨在具有第一峰值電壓的所述第二驅(qū)動脈沖之后，所述第二峰值電壓基于所述第一峰值電壓。
20.根據(jù)權利要求17所述的打印頭，其中，所述噴墨模塊還包括 碳主體、加固板、腔板、第一柔性印刷板、噴嘴板、墨水填充通道和第二柔性印刷板。
全文摘要
這里描述一種用于驅(qū)動液滴噴射裝置以產(chǎn)生具有直線液滴軌跡的液滴的方法和設備。在一個實施方式中，用于驅(qū)動具有致動器的液滴噴射裝置的方法包括通過將具有至少一個驅(qū)動脈沖和矯直脈沖的多脈沖波形施加到致動器，來用至少一個驅(qū)動脈沖來構建流體的液滴。接著，該方法包括使液滴噴射裝置響應于多脈沖波形的脈沖而噴射具有直線軌跡的液滴。矯直脈沖被設計成確保液滴沒有液滴軌跡誤差地被噴射。
文檔編號B41J2/175GK102712197SQ201080045880
公開日2012年10月3日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權日2009年10月23日
發(fā)明者J·拉斯佩雷, M·麥克唐納, R·哈森拜恩, W·R·萊滕德雷, X·王 申請人:富士膠片戴麥提克斯公司