本發(fā)明涉及連續(xù)噴墨(CIJ，continue ink jet)打印機(jī)的打印頭的操作的改進(jìn)以使其朝著建立在該類型打印機(jī)的工業(yè)使用上的環(huán)境變化(尤其是溫度)更加強(qiáng)壯。

該改進(jìn)牽涉液滴發(fā)生器的激勵(lì)功能朝著溫度的強(qiáng)壯性上的提高。

背景技術(shù)：

連續(xù)噴墨(CIJ，continue ink jet)打印機(jī)在用于各種產(chǎn)品的編碼和工業(yè)標(biāo)簽例如以直接在生產(chǎn)線上且以高速率在食物產(chǎn)品上貼條碼或截止日期的領(lǐng)域中是熟知的。該類型打印機(jī)也建立了在圖形領(lǐng)域中的應(yīng)用，其中開發(fā)了該技術(shù)的圖形打印的可能性。

CIJ打印機(jī)持續(xù)地生成液滴噴射，其中一些液滴噴射被選出并被定向到待被打印的支撐件，而其他液滴噴射被回收為重復(fù)利用。這些打印機(jī)具有一些標(biāo)準(zhǔn)的子組件，如圖1所示。

首先，打印頭1(一般偏離于打印機(jī)3的主體)通過撓性管線(umbilical)2而連接到打印機(jī)3的主體，該撓性管線2將通過向打印頭提供促進(jìn)在生產(chǎn)線上進(jìn)行集成的靈活性而對(duì)打印頭進(jìn)行操作所需的液力與電氣連接相接合。

打印機(jī)3的主體(也稱作控制臺(tái)或機(jī)柜)通常包含三個(gè)子組件：

-控制臺(tái)的下方部分(區(qū)域4’)處的墨線路4，其主要目的是一方面以穩(wěn)定的壓力且以適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量將墨提供至打印頭，并且另一方面容納未被用于打印的噴墨；

-控制臺(tái)上方部分(區(qū)域5’)處的控制器5，能夠管理動(dòng)作序列并且執(zhí)行處理以使能待被激活的打印頭的和墨線路的不同功能；

-接口6，接口6基于操作者用于實(shí)現(xiàn)打印機(jī)以及用于通知其操作的手段。

該描述可以適用于稱作二進(jìn)制打印機(jī)或多偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴射打印機(jī)的連續(xù)噴墨(CIJ)打印機(jī)。

二進(jìn)制連續(xù)噴墨打印機(jī)被配備有打印頭，打印頭的液滴發(fā)生器具有大量噴射，噴射的液滴可以僅被定向到2個(gè)軌線：打印軌線或回收軌線。

在多偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴射打印機(jī)中，單個(gè)噴射(或者與幾個(gè)噴射間隔開的噴射)的每個(gè)液滴可以被偏轉(zhuǎn)于與不同命令對(duì)應(yīng)的各種軌線上。經(jīng)歷不同命令的一系列液滴因此可以沿著作為偏轉(zhuǎn)方向的方向而掃描待打印的區(qū)域，待被打印的區(qū)域的另一掃描方向被打印頭和待被打印的支承件8的相對(duì)移動(dòng)所覆蓋。一般而言，這些元件被布置以使得這兩個(gè)方向基本上垂直。

偏離的連續(xù)噴墨打印頭具有不同的操作子組件。圖2尤其描繪了多偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴墨打印機(jī)的打印頭。打印頭包括：

-用于生成液滴噴射的裝置10、63，稱作液滴發(fā)生器或激勵(lì)主體；

-用于回收未被用于打印的墨的裝置62；

–用于偏轉(zhuǎn)用于打印的液滴的裝置65；

–用于監(jiān)測(cè)并控制液滴偏轉(zhuǎn)過程(液滴形成與偏轉(zhuǎn)命令的同步)的裝置。

參照描繪了多偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴墨打印頭的圖2，有液滴發(fā)生器60，在液滴發(fā)生器60中，腔被提供有導(dǎo)電墨。由一般位于打印頭外部的墨線路4保持在壓力下的該墨通過至少一個(gè)測(cè)量噴嘴10而逃離該腔，因此形成至少一個(gè)噴墨7。

定期激勵(lì)裝置63與腔相關(guān)聯(lián)、與噴嘴10的墨上游接觸；定期激勵(lì)裝置63將定期調(diào)制傳送至墨，定期調(diào)制引起來自噴嘴的速度和噴射半徑的調(diào)制。當(dāng)這些元件的尺寸合適時(shí)，在負(fù)責(zé)噴射的毛細(xì)不穩(wěn)定性的表面張力(高達(dá)噴射裂開)的影響下，該調(diào)制在噴射上放大。該裂開是定期的并且產(chǎn)生于距噴嘴的精確距離處在距噴射的所謂的“破裂”點(diǎn)13處，該距離依賴于激勵(lì)能量。

在稱作執(zhí)行器的激勵(lì)設(shè)備的情況下，其運(yùn)動(dòng)件是壓電陶瓷，與噴嘴的腔上游的墨接觸，激勵(lì)能量與用于驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷的電信號(hào)的幅度直接相關(guān)。現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)了其他的噴射激勵(lì)裝置(熱、電流體動(dòng)力學(xué)、聲學(xué)……)，但是由于壓電陶瓷的效率和相對(duì)的工作能力，使用壓電陶瓷的激勵(lì)一直是最普遍的。

在其破裂點(diǎn)13處，原來從噴嘴起連續(xù)的噴射轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗤那揖鶆虻亻g隔開的墨液滴的串11。按照與激勵(lì)信號(hào)的頻率相同的且用于給出的激勵(lì)能量的時(shí)間頻率形成液滴，任何其他參數(shù)以另外的方式被穩(wěn)定(尤其是墨速度)，在定期激勵(lì)信號(hào)和本身為定期的且與激勵(lì)信號(hào)的頻率相同的破裂時(shí)刻之間存在精確的(恒定的)相位關(guān)系。換言之，激勵(lì)信號(hào)的周期的精確時(shí)刻對(duì)應(yīng)于噴射液滴的分離動(dòng)力上的精確時(shí)刻。

在沒有進(jìn)一步的動(dòng)作的情況下(這是液滴未被用于打印的情況)，液滴串沿著與液滴彈射軸(噴射的標(biāo)稱軌線)共線的軌線7行進(jìn)，液滴彈射軸通過打印頭的幾何構(gòu)造而與回收槽62接合。該用于回收未打印的液滴的槽62承接未被使用的墨，未被使用的墨回到墨線路4以被重復(fù)利用。

對(duì)于打印，液滴被偏轉(zhuǎn)并且偏離噴射的標(biāo)稱軌線7。因而，它們逃離槽并且跟隨傾斜軌線9，傾斜軌線9在不同的期望撞擊點(diǎn)處碰到待被打印的支撐件8。所有這些軌跡都在同一平面上。待被打印在支撐件上的液滴撞擊矩陣上的液滴的放置以形成字符例如是通過如下來實(shí)現(xiàn)的：將打印頭偏轉(zhuǎn)平面上的液滴的個(gè)體偏轉(zhuǎn)與打印頭和待打印的支承件(一般垂直于偏轉(zhuǎn)平面)之間的相對(duì)移動(dòng)相結(jié)合。在偏離的連續(xù)噴射打印技術(shù)中，偏轉(zhuǎn)是通過給液滴充電以及通過將液滴傳遞至電場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)踐中，用于使液滴偏轉(zhuǎn)的手段包括用于每個(gè)噴射的單個(gè)充電電極64，充電電極64位于噴射的破裂點(diǎn)13的附近。它旨在以預(yù)定的充電值對(duì)所形成的每個(gè)液滴選擇性地充電，一般而言，液滴彼此的充電值不同。為了這么做，墨在液滴發(fā)生器60中保持在固定電勢(shì)，由控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)的具有確定值的電壓槽被施加于充電電極64，該值在每個(gè)槽周期是不同的。

在充電電極的控制信號(hào)中，電壓施加時(shí)刻在噴射分級(jí)(franctionation)之前是短暫的以利用噴射電連續(xù)性的優(yōu)勢(shì)并且在噴射尖處吸引給定的電荷量，給定的電荷量是電壓值的函數(shù)。該提供偏轉(zhuǎn)的可變充電電壓典型地在9和300伏特之間。然后該電壓在分級(jí)期間保持住以使電荷穩(wěn)定，直到分開的液滴電絕緣為止。之后，電壓仍保持施加一定時(shí)間，以將破裂時(shí)刻問題考慮在內(nèi)。

因此，嘗試使電壓施加時(shí)刻與噴射分級(jí)過程同步。在去同步的情況下，所關(guān)注的液滴未被適當(dāng)充電，其電壓低或者甚至為零。

液滴偏轉(zhuǎn)裝置還包括在充電電極的液滴軌線上游的任一側(cè)上放置的一組2個(gè)偏轉(zhuǎn)板65。這兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板被放置到高的固定的相對(duì)電勢(shì)，產(chǎn)生于液滴軌線基本垂直的電場(chǎng)Ed，電場(chǎng)Ed能夠使吸引在兩個(gè)板之間的充電液滴偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)幅度是這些液滴的電荷、質(zhì)量和速度的函數(shù)。

為了控制用于打印的液滴的偏轉(zhuǎn)，嘗試在規(guī)范所提供的環(huán)境條件的變化的范圍中產(chǎn)生質(zhì)量破裂。

從而，嘗試確保：

–一方面，在充電電極的場(chǎng)中、因此在距噴嘴的確定距離(破裂位置)處建立破裂；

–以及，另一方面，穩(wěn)定且可考慮進(jìn)行噴射破裂(破裂質(zhì)量：將在下面給出破裂質(zhì)量)。這是通過激勵(lì)的最佳設(shè)置來進(jìn)行的，其中實(shí)踐中通過對(duì)激勵(lì)能量起作用來進(jìn)行激勵(lì)。在現(xiàn)有技術(shù)的大多數(shù)情況下，由施加到激勵(lì)器(壓電部件)的周期性電壓信號(hào)中的水平Vs來控制激勵(lì)能量。

當(dāng)破裂使得在尤其由用于給定墨的溫度范圍(對(duì)墨速度有影響)來表征的打印機(jī)的操作范圍中能夠保證液滴的最佳充電時(shí)，破裂被認(rèn)為是穩(wěn)定且可靠的(具有良好質(zhì)量)。

具體地，就在破裂前，液滴通過尾部連接到所形成的跟隨的液滴(參見圖3A)。該尾部的形狀決定了破裂質(zhì)量。有問題的破裂的最有特征的形狀是以下形狀(但是可以存在許多或多或少穩(wěn)定的中間情形)：

–有風(fēng)險(xiǎn)被不穩(wěn)定地破裂的非常細(xì)的尾部(參見圖3B)(表面張力粘聚力相對(duì)于靜電力而變低)。當(dāng)在以非常不同的值充電的相繼的兩個(gè)液滴之間存在非常高的電場(chǎng)時(shí)(低電荷跟隨強(qiáng)電荷的情況)，在尾部的點(diǎn)效應(yīng)現(xiàn)象創(chuàng)建靜電力使得充電粒子從強(qiáng)充電的液滴的非常細(xì)的尾部扯裂出并且通過傳輸電荷而加入低電荷液滴。因而，液滴不再具有其標(biāo)稱電荷，因此偏轉(zhuǎn)被擾亂并且打印質(zhì)量降低。

–在兩個(gè)節(jié)流閥之間具有裂片(lobe)的尾部(參見圖3C)，該尾部可以被破裂到兩個(gè)地方并且創(chuàng)建液滴的絕緣衛(wèi)星，絕緣衛(wèi)星拿走旨在于所關(guān)心的液滴的電荷的一部分。

*如果該衛(wèi)星的速度比噴射快(快速衛(wèi)星)，則該衛(wèi)星及其電荷將加入所關(guān)心的液滴并且重新進(jìn)行標(biāo)稱情形而不會(huì)對(duì)打印質(zhì)量造成不良影響；

*如果衛(wèi)星速度與噴射的速度相同(無限衛(wèi)星)或者在衛(wèi)星的偏轉(zhuǎn)之前不加入該液滴，則這將充電較差并且衛(wèi)星將暴力地偏轉(zhuǎn)，有阻塞打印頭的風(fēng)險(xiǎn)；

*如果衛(wèi)星加入隨后的液滴(慢衛(wèi)星)，則衛(wèi)星將所關(guān)心的液滴的電荷傳輸?shù)诫S后的液滴并且擾亂偏轉(zhuǎn)。

除了墨的流變特性之外，墨形狀也與激勵(lì)水平(激勵(lì)強(qiáng)度)相關(guān)。破裂形狀決定了破裂質(zhì)量，確保對(duì)液滴的適當(dāng)充電是破裂形狀的能力。

一般而言，當(dāng)激勵(lì)增加時(shí)，破裂被修改以從衛(wèi)星破裂切換為之后進(jìn)入無衛(wèi)星破裂。衛(wèi)星被定義為來自主液滴的破裂的次級(jí)破裂。

通過進(jìn)一步增加激勵(lì)水平，破裂回到衛(wèi)星體制中。同時(shí)，相對(duì)于噴嘴的破裂位位置通過遵循圖4的曲線來改變。

圖4的曲線表示作為激勵(lì)電壓VS(Lb＝f(VS))的函數(shù)的、給出噴嘴10和破裂點(diǎn)13之間的破裂距離(Lb)的特性f的輪廓。該曲線在下面將被稱作激勵(lì)曲線。這是通過掃描激勵(lì)激發(fā)電壓VS的值以及通過確定用于每個(gè)VS值的Lb來設(shè)定的。

當(dāng)激勵(lì)激發(fā)增加(從低值起增加)時(shí)，從高值(自然噴射破裂)開始的噴嘴/破裂距離(Lb)減小并且經(jīng)過最小值(稱作“拐點(diǎn)”)，然后再次延伸。該曲線的形狀和實(shí)際位置取決于許多參數(shù)，尤其是墨屬性和溫度。打印頭被設(shè)計(jì)為使得盡管提到了參數(shù)上的可變性但該曲線的函數(shù)部分仍至少部分地建立于充電電極的場(chǎng)中。另一方面，存在于破裂質(zhì)量相關(guān)的函數(shù)區(qū)域，其中打印是令人滿意的(液滴的充電適當(dāng))。電極中的適當(dāng)?shù)囟ㄎ坏膮^(qū)域和破裂質(zhì)量的函數(shù)區(qū)域的交叉對(duì)應(yīng)于激勵(lì)可操作范圍。該激勵(lì)范圍由左邊的輸入點(diǎn)(Pe)和右邊的輸出點(diǎn)(Ps)來表征，如圖4中所指示的那樣。如果不管打印機(jī)的使用條件如何、激勵(lì)可操作范圍均被充分良好地限定，則激勵(lì)系統(tǒng)將是令人滿意的。

用于壓電激勵(lì)的至少兩個(gè)截然不同的操作模式被用于現(xiàn)有技術(shù)的噴墨打印機(jī)中：這兩個(gè)操作模式為諧振激勵(lì)模式和非諧振激勵(lì)模式。

非諧振激勵(lì)相對(duì)難以實(shí)現(xiàn)并且要求很大的能量，因?yàn)閳?zhí)行器必須提供用于創(chuàng)建與墨接觸的執(zhí)行器部分的位移所需的全部能量以便生成噴嘴的壓力調(diào)制上游。另一方面，該模式相對(duì)可容忍激勵(lì)條件的變化性。

相比之下，諧振激勵(lì)具有在導(dǎo)致固定頻率的液滴噴射的周期性破裂的周期性激勵(lì)的范圍內(nèi)產(chǎn)生的多得多的優(yōu)點(diǎn)，這在連續(xù)噴射型打印方法中經(jīng)常是這種情況。實(shí)際上，在該情況下，非常有效率的是將執(zhí)行器設(shè)計(jì)為基本上調(diào)諧至液滴發(fā)射頻率的擺動(dòng)或振動(dòng)系統(tǒng)；然后，低周期性激發(fā)可以維持經(jīng)放大的駐波，經(jīng)放大的駐波將生成噴嘴的壓力調(diào)制上游所需的位移幅度。

在可感測(cè)的實(shí)現(xiàn)條件下，單個(gè)壓電陶瓷(用于模式D33中，在沉積到陶瓷上的兩個(gè)電極之間創(chuàng)建的電場(chǎng)因此產(chǎn)生起縱向拉伸或收縮，縱向拉伸或收縮是計(jì)劃方向和電信號(hào)的極性的函數(shù))無法自己用作執(zhí)行器，因?yàn)閱蝹€(gè)壓電陶瓷不會(huì)具有用來創(chuàng)建期望的墨彈射速度調(diào)制的充分形變幅度(僅月一納米)；因此，它被固定于用于對(duì)移動(dòng)進(jìn)行放大的部件，稱作諧振器。陶瓷/諧振器組件被稱作執(zhí)行器。

可能已經(jīng)注意到了，對(duì)于液滴發(fā)生器的一些墨和尺寸，激勵(lì)效率并不作為溫度的函數(shù)而穩(wěn)定。

這可能甚至無法在至少15℃或20℃的一些確切溫度下、和/或在一些溫度范圍下(尤其是在5℃或在15℃，以及在35℃和/或在45℃(和/或50℃))和/或在這些不同的值兩個(gè)兩個(gè)之間(尤其是在15℃和35℃之間或在5℃和45℃(或者甚至在50℃)之間)對(duì)打印機(jī)進(jìn)行操作。

實(shí)際上，在一些條件下，激勵(lì)變得完全無效率并且可操作激勵(lì)范圍移動(dòng)和/或弱化、在一些情況下消失，這使得不可能進(jìn)行機(jī)器設(shè)置。

在一些情況下，可以嘗試在使用打印機(jī)的生產(chǎn)階段根據(jù)可預(yù)測(cè)的溫度范圍來調(diào)節(jié)激勵(lì)設(shè)置。但這并不是始終可行。

最后，如果希望補(bǔ)償該不穩(wěn)定性，必須實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的裝置(例如，打印頭的溫度控制)，這強(qiáng)加了附加成本。

因而，引起了尋找如下裝置和方法的問題：該裝置和方法允許在至少15℃或20℃的至少兩個(gè)不同溫度，尤其是一方面在5℃(和/或15℃)而另一方面在35℃、和/或在45℃和/或在50℃，優(yōu)選地在這些值中任意兩個(gè)之間，尤其是在15℃和35℃之間或在5℃和45℃(或者甚至50℃)之間，進(jìn)行令人滿意的操作。

在實(shí)現(xiàn)諧振機(jī)械執(zhí)行器的系統(tǒng)中的另一問題是尤其通過一方面在用于諧振器的材料(例如，不銹鋼)中的聲速而另一方面在的流體中的聲速(諧振器中約為5000m/s，流體中約為1250m/s)的約為4的比率這一事實(shí)而執(zhí)行器諧振與流體諧振相耦合，流體中的聲速約為波長(zhǎng)的四分之一。該比率的結(jié)果是上述耦合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決這些問題。

根據(jù)本發(fā)明，用于形成并彈射連續(xù)噴墨打印機(jī)器的噴墨液滴的設(shè)備包括：

a)腔，用于容納墨，并且包括被設(shè)置有用于彈射墨液滴的噴嘴的端部，

b)執(zhí)行器裝置，執(zhí)行器裝置與腔接觸。

在這樣的設(shè)備中，在腔的操作頻率和執(zhí)行器的操作頻率處，在噴嘴附近的腔的聲阻具有值ZT(ft)。

優(yōu)選地，該聲阻不變化，或在圍繞操作頻率ft+5Hz的頻率范圍中變化一點(diǎn)，使得噴嘴中的速度調(diào)制上的變化保持如下溫度的速度調(diào)制的一方面0.25(或0.5)而另一方面2(或4)倍：在參考溫度(例如，針對(duì)25℃)，以及在遠(yuǎn)離至少10℃或20℃的至少2個(gè)正溫度，尤其在15℃和在35℃，優(yōu)選地還在5℃，和/或在10℃和/或在20℃，進(jìn)一步優(yōu)選地在45℃或者甚至在50℃，進(jìn)一步優(yōu)選地在包含至少間隔[15℃-35℃]或者甚至至少間隔[5℃-50℃]的溫度范圍中的任何溫度。

根據(jù)本發(fā)明的這樣的設(shè)備由于墨腔而導(dǎo)致的諧振和反諧振頻率能夠位移，使得作為溫度的函數(shù)的其漂移在如下溫度不使它們與噴射激勵(lì)頻率相交：在至少15℃和30℃(或在35℃)，還優(yōu)選地在5℃和/或在10℃和/或在20℃，進(jìn)一步優(yōu)選地在45℃或者甚至50℃，進(jìn)一步優(yōu)選地在15℃和35℃之間的范圍以及更一般地在5℃和50℃之間的范圍中的任何溫度。這些溫度和/或溫度范圍實(shí)際上是許多打印機(jī)的操作規(guī)格的溫度范圍。

優(yōu)選地，所述腔為使得機(jī)械執(zhí)行器的長(zhǎng)度與旨在于容納流體柱的腔的該部分或一部分的長(zhǎng)度的比率嚴(yán)格地高于4；該比率可以例如在4和6之間或在4和10或100之間。

根據(jù)第一實(shí)施例，腔的內(nèi)部形狀可以包括：

–第一圓柱區(qū)域，第一圓柱區(qū)域具有第一直徑和沿著所述腔的縱軸測(cè)量的第一長(zhǎng)度，

–第二圓柱區(qū)域，第二圓柱區(qū)域具有不同于第一直徑的第二直徑和沿著所述腔的縱軸測(cè)量的第二長(zhǎng)度。

因此，創(chuàng)建了不同直徑的至少兩個(gè)圓柱區(qū)間的腔，從而使用于通常的墨的聲速的墨腔自己的頻率模式發(fā)生位移。不同直徑的圓柱區(qū)間使得能夠作出流體長(zhǎng)度上的變化。

執(zhí)行器裝置(例如，壓電陶瓷)可以與腔的內(nèi)部容積直接接觸。

執(zhí)行器裝置可以包括諧振器元件。執(zhí)行器從而諧振。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該諧振器元件包括放置在腔中的諧振器主體。

根據(jù)另一實(shí)施例，腔的壁形成諧振器的至少一部分。

諧振器可以是金屬或礦物屬性的，例如，不銹鋼、鋁、鈹、黃銅、銅、金剛石、玻璃、金、鐵、鉛、TMMA、銀或鈦。

諧振器主體可以包括具有第一直徑的第一部分和具有不同于第一直徑的第二直徑的第二部分。

本發(fā)明還涉及用于形成并且彈射連續(xù)噴墨打印機(jī)器的噴墨的液滴的設(shè)備，該設(shè)備包括：

a)腔，腔用于容納墨并且包括被設(shè)置有噴嘴的端部，噴嘴用于彈射墨液滴，

b)執(zhí)行器裝置，執(zhí)行器裝置與腔接觸，執(zhí)行器裝置的材料選自鋁、鈹、黃銅、銅、金剛石、玻璃、金、鐵、鉛、TMMA、銀、或鈦。

墨腔的長(zhǎng)度一般可以凸緣下方的諧振器的長(zhǎng)度可比，諧振器被選為允許執(zhí)行器的機(jī)械諧振。

諧振器的物理屬性被調(diào)整為使得設(shè)備能夠在給定的頻率諧振。

選擇除了不銹鋼之外的材料，以及桿的長(zhǎng)度以及因此的墨腔的長(zhǎng)度使得在墨中不期望的諧振和反諧振頻率從有用的范圍(執(zhí)行器諧振)中位移開。

因此，選擇這樣的材料用于諧振器裝置使得能夠取消在腔中容納的液體而導(dǎo)致的寄生諧振。

諧振器裝置可以包括壓電元件。

諧振器可以被插入諧振器主體中，諧振器主體具有縱向上的恒定的或可變的截面。

該諧振器主體可以包括具有第一直徑的第一部分和具有不同于第一直徑的第二直徑的第二部分。

兩個(gè)實(shí)施例可以結(jié)合以優(yōu)化最終的實(shí)現(xiàn)方式。

在任一實(shí)施例或兩個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的用于形成并且彈射液滴的設(shè)備可以容納墨，例如其中聲速在800m/s和2000m/s之間的墨。

本發(fā)明還涉及連續(xù)噴墨(CIJ)類型的打印機(jī)器，該機(jī)器包括：

-打印頭，打印頭被設(shè)置有根據(jù)上面描述的實(shí)施例之一所述的用于形成并且彈射噴墨的液滴的設(shè)備，

-墨線路，

-用于對(duì)墨和打印頭的循環(huán)進(jìn)行控制的裝置。

本發(fā)明還涉及用于形成墨液滴的方法，其中實(shí)現(xiàn)如上面描述的設(shè)備和如上面描述的機(jī)器。

本發(fā)明使得以其優(yōu)點(diǎn)(效率、成本)能夠保留諧振激勵(lì)原則。

本發(fā)明可以應(yīng)用于不同實(shí)現(xiàn)類型的液滴發(fā)生器。

所介紹的兩個(gè)實(shí)施例(具有若干聲學(xué)阻抗的腔，和被選擇用于諧振器的特定材料)的組合使得能夠限制每個(gè)模式所特有的一些缺點(diǎn)；這使得有可能尤其實(shí)現(xiàn)如下兩者之間的折中：

–令人滿意的總體空間，這是由于總體空間與桿長(zhǎng)度有關(guān)(除了其他事物之外還依賴于聲速)；

–與腔中的復(fù)雜度和墨打印頭空間相結(jié)合，容易清洗腔。

附圖說明

圖1是偏離連續(xù)噴射打印機(jī)的結(jié)構(gòu)的方案，

圖2是偏離連續(xù)噴射打印機(jī)的打印頭的方案，

圖3A-3C表示不同的破裂配置，圖3A表示良好的質(zhì)量破裂，圖3B是細(xì)的尾部破裂(有從物質(zhì)扯裂的風(fēng)險(xiǎn))，以及圖3C是裂片破裂(有衛(wèi)星風(fēng)險(xiǎn))，

圖4是指示作為激勵(lì)激發(fā)的函數(shù)的、破裂距離的時(shí)間改變的曲線，

圖5A-5E表示可應(yīng)用本發(fā)明的激勵(lì)主體20、30、40、50和60的結(jié)構(gòu)，

圖6是激勵(lì)效率的曲線，給出作為噴射激勵(lì)頻率的函數(shù)的破裂長(zhǎng)度，

圖7A-7B表示利用圖5D的類型的激勵(lì)主體所獲得的結(jié)果，

圖8示出了激勵(lì)主體的示意性模型，

圖9是激勵(lì)設(shè)備的等價(jià)方案的電模擬，

圖10A-10B表示針對(duì)兩個(gè)不同的墨溫度的激勵(lì)主體的頻率響應(yīng)，

圖11表示其他補(bǔ)充結(jié)果，

圖12A-C表示利用另一類型的激勵(lì)主體所獲得的測(cè)試結(jié)果，

圖13A表示作為頻率的函數(shù)的、聲阻上的時(shí)間改變，而圖13B表示作為頻率的函數(shù)的、噴射速度的調(diào)制上的時(shí)間改變，

圖14A-E表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的激勵(lì)主體的結(jié)構(gòu)，

圖15A-15C表示利用本發(fā)明的激勵(lì)主體所獲得的測(cè)試結(jié)果，

圖16收集了作為溫度的函數(shù)的、針對(duì)不同墨的超聲速度數(shù)據(jù)，

圖17是用于對(duì)噴墨打印機(jī)進(jìn)行控制的裝置的示意性表示。

具體實(shí)施方式

在圖5A、圖5B、圖5C、圖5D和圖5E中，表示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明可應(yīng)用于的激勵(lì)主體20、30、40中的激勵(lì)執(zhí)行器的五個(gè)類型。它們中的一些(圖5A、圖5D)包括旨在于當(dāng)墨存在于腔中時(shí)浸在墨中的諧振器。

圖5A的激勵(lì)主體20包括外殼25，外殼25的內(nèi)部容積優(yōu)選地具有圓柱形狀并且沿著軸XX’延伸。

主體20進(jìn)一步包括執(zhí)行器，執(zhí)行器包括壓電材料的陶瓷21，陶瓷21具有具有沿著軸XX’的圓柱形狀。執(zhí)行器被安裝在調(diào)制主體20的外殼25中。

該陶瓷在其垂直于軸XX’的兩個(gè)面210、212上被金屬化。該陶瓷被共軸地固定于圓柱金屬桿22。例如，通過用膠粘來進(jìn)行固定，該膠有利地可以是導(dǎo)電膠。

根據(jù)所示出的實(shí)施例，該桿包括環(huán)形凸緣23，陶瓷的面212被附接在環(huán)形凸緣23上。

外殼25可以被設(shè)置有座或內(nèi)支撐面250，內(nèi)支撐面250與圓柱體的軸XX’垂直，并且內(nèi)支撐面250被設(shè)置有孔252，通過孔252，可以引入圓柱金屬桿22。圓柱凸緣23的支承面230因此可以支承在內(nèi)支承面250上。

機(jī)械裝置(未表示)使得凸緣23(因此執(zhí)行器)居于中心并且被鉗制到表面250。

外殼25的內(nèi)部容積位于表面250和凸緣下面，限定了絕緣腔24。

在使用中，由導(dǎo)管26將加壓的墨供應(yīng)至腔。

噴嘴10(墨從噴嘴10出來)被放置在腔24的底部，并且計(jì)算該組裝使得在桿22的端部處的有效面(active face)222位于噴嘴10上方并接近于噴嘴10，優(yōu)選地，在幾十毫米的距離處，例如在2/10mm和5/10mm之間。

調(diào)制主體的內(nèi)部元件(執(zhí)行器、外殼25、噴嘴10)中的每個(gè)是環(huán)形截面的并且這些不同的元件相對(duì)于彼此而在軸XX’上共軸地放置。

出于實(shí)踐原因，桿22優(yōu)選地為：

–很大硬度的(通過加工可塑性)；

–導(dǎo)電的或金屬化的材料，以將施加到墨的零電壓移動(dòng)到陶瓷21的電極之一上；

–如果它與墨接觸的話則是抗腐蝕的。

一種可使用的材料是不銹鋼，不銹鋼具有上述的全部特性。

通過構(gòu)造，凸緣23的支撐面27與執(zhí)行器的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，這通過將能量傳送到調(diào)制主體的結(jié)構(gòu)中而避免了效率損失。

此外，優(yōu)選的是位于噴嘴10的上方的、桿22的末端220受益于與振動(dòng)波腹對(duì)應(yīng)的最大移動(dòng)幅度。

在實(shí)踐中，執(zhí)行器可以被調(diào)諧為使得諧振位于操作頻率的附近(所謂的“液滴”頻率，或者甚至是想要生成液滴的頻率)，但是并不精確地相同以不使該系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行器的實(shí)現(xiàn)條件(例如，執(zhí)行器對(duì)其他部件的機(jī)械容忍度)中的變化太敏感。一般在空氣中、在與操作頻率偏離的頻率進(jìn)行該調(diào)諧，用于將頻率滑動(dòng)考慮在內(nèi)，頻率滑動(dòng)與當(dāng)桿位于不同材料(例如，墨)中時(shí)存在的阻抗差異有關(guān)。

在該示例中，桿22的位于凸緣23下面的那部分被放置在腔24(液滴發(fā)生器的主體)中，腔24的長(zhǎng)度基本上與桿22的長(zhǎng)度相同。

在使用中，陶瓷21的電極210被連接至供電裝置27。主體25可以通過凸緣230而連接至將被移動(dòng)到電極212的地29。

圖5B描述了諧振調(diào)制主體30的第二實(shí)施例。

第二實(shí)施例的操作接近于上面結(jié)合圖5A描述的實(shí)施例。

再次存在腔34，腔34具有圓柱內(nèi)部形狀，由與軸XX’垂直的兩個(gè)端部面320、322來限定。由導(dǎo)管36將加壓的墨放到該腔中。該管狀腔的第一端部由與軸XX’垂直的分隔壁322來封閉。噴嘴10被形成在第二端部分隔壁320以讓噴射沿著軸XX’出去。

對(duì)腔34進(jìn)行限定的外殼32提供由第一實(shí)施例的桿22確保的功能。由通過機(jī)械手段或通過粘到分隔壁322上而被固定的壓電陶瓷31來激發(fā)該功能。陶瓷-外殼組件形成諧振器，分隔壁322處于振動(dòng)節(jié)點(diǎn)處，最大移動(dòng)幅度位于被設(shè)置有噴嘴10的板320處。因此，外殼的長(zhǎng)度L被選為在操作頻率的附近在外殼32的長(zhǎng)處創(chuàng)建駐波。在該情況下，腔中存在的墨所帶來的阻抗影響被考慮在內(nèi)以將該組件調(diào)諧到適當(dāng)?shù)念l率。

在使用中，執(zhí)行器(用于對(duì)陶瓷31進(jìn)行致動(dòng))的一個(gè)電極被連接到供電裝置37。外殼32可以被連接至地39。

圖5C描述了第三實(shí)施例，在第三實(shí)施例中，壓電陶瓷41是環(huán)狀的并且被放置在具有管狀腔44的環(huán)形外殼42的喉部48中。腔在頂部通過分隔壁422來封閉，而被設(shè)置有液滴彈射噴嘴10的板420位于底部。通過導(dǎo)管46來進(jìn)行墨供應(yīng)。

在安裝時(shí)，陶瓷41被鉗制在喉部的側(cè)面48a和48b之間。在電極(電極被設(shè)置為陶瓷元件41的與其軸垂直的面上的冠狀物)之間創(chuàng)建的周期性電場(chǎng)的影響下，這會(huì)縱向地形變并且將該振動(dòng)傳送到它所固定至的外殼42。該激發(fā)被傳送到噴嘴10，然后被傳送到噴射。如在圖5B的實(shí)施例中那樣，是外殼在起諧振器的作用。

在使用中，執(zhí)行器41被連接到供電裝置47，該電極與外殼42電絕緣。外殼42可以被連接到地49。

圖5D描述了第四實(shí)施例，實(shí)際上，第四實(shí)施例是上面描述的第一實(shí)施例的替換實(shí)施例。與圖5A中的參考標(biāo)號(hào)相同的參考標(biāo)號(hào)指代相同的或?qū)?yīng)的元件。參考標(biāo)號(hào)51和52分別指代壓電陶瓷和諧振器。

不同于圖5A的結(jié)構(gòu)，從凸緣53起，諧振器52包括3個(gè)具有不同直徑的區(qū)段521、522和523：具有略微比插入執(zhí)行器的端口的直徑低的直徑的第一區(qū)段521，具有更低直徑并且使得能夠限定將儲(chǔ)存墨的容積54的第二區(qū)段522，具有更要低的直徑并且終止會(huì)把墨帶到噴嘴的導(dǎo)管的第三區(qū)段533。實(shí)際上，插入有執(zhí)行器的外殼25的壁的直徑和第一直徑之間的差異使得墨能夠循環(huán)，其中通過側(cè)導(dǎo)管26來注入墨。該執(zhí)行器類型一般被用于具有所謂的“中間”大小的液滴，并且其形狀被優(yōu)化用于由打印頭上所實(shí)現(xiàn)的機(jī)械所強(qiáng)加的給定的總體空間中的操作條件(尤其是操作頻率)。在該圖中，區(qū)域A、B、C表標(biāo)記，這將在以下的描述中使用。

凸緣53、23下方的桿的部分被放置在腔(液滴發(fā)生器的主體)中，桿的長(zhǎng)度再次與腔54的諧振器52的長(zhǎng)度基本相同。

上面結(jié)合圖5A以及尤其結(jié)合與供電裝置的連接和執(zhí)行器的操作頻率有關(guān)的那些已經(jīng)給出的說明在本文中是可適用的。

打印頭可以具有如下機(jī)械配置：該機(jī)械配置對(duì)于產(chǎn)生具有不同大小(為了簡(jiǎn)化：高、中間和可能小)的液滴、相應(yīng)地在不同的頻率下進(jìn)行操作的若干類型的液滴發(fā)生器是共用的。因此，對(duì)于全部類型的發(fā)生器，總體空間和輸入/輸出可以是相同的；對(duì)于這些不同類型，腔長(zhǎng)度也可以是非常接近的。為了不同諧振器類型能夠在不同的頻率下操作而保留基本相同的凸緣和噴嘴之間的長(zhǎng)度，可以對(duì)桿形狀起作用。因而，用于打印頭G的桿(最低頻率)是簡(jiǎn)單的圓柱體，該圓柱體的長(zhǎng)度是最高的(例如，圖5A)，并且打印頭M(更高頻率)的形狀具有更復(fù)雜的形狀(兩個(gè)直徑，例如，圖5D)，這使得通過在更高的頻率進(jìn)行操作來保持與打印頭G基本上相同的長(zhǎng)度。

但是在本申請(qǐng)中并且尤其是在下文中給出的待解決的、在液柱中生成的寄生諧振與作為溫度的函數(shù)的激勵(lì)相干涉的問題保持相同。在現(xiàn)有技術(shù)中，尤其是在文獻(xiàn)JP 2006-076039或JP-2005-081643或者甚至US5063393或JP-S58-3874中，沒有強(qiáng)調(diào)這些諧振的寄生特性。

圖5E表示本發(fā)明可應(yīng)用于的另一類型設(shè)備。與圖5B中的那些參考標(biāo)號(hào)相同的參考標(biāo)號(hào)指代相同的元件。

再次，存在腔34，腔34具有圓柱內(nèi)部形狀，在噴嘴10的那側(cè)由于軸XX’垂直的端部面320來限定腔34。由導(dǎo)管36將加壓的墨放到該腔中。

該管狀腔的另一端部與執(zhí)行器直接接觸，這里是壓電陶瓷31(壓電陶瓷31本身由外圍凸緣保持到腔的壁)。

在該圖中，腔是按照軸XX’的狹長(zhǎng)形狀的。但是腔也可以是彎曲的。

在使用中，執(zhí)行器31的電極被連接到供電裝置37。外殼32可以被連接到地39。

在該設(shè)備中，對(duì)腔34進(jìn)行限定的外殼32不提供由第一實(shí)施例的桿22確保的功能。陶瓷-外殼組件不形成諧振器。由執(zhí)行器31直接使墨振動(dòng)，并且諧振以操作頻率形成在腔中。

該類型的設(shè)備與上面介紹的那些具有相同的問題，尤其是對(duì)于如圖5A-5D的那些的其他設(shè)備。

一般而言，針對(duì)限定噴射的不同參數(shù)來確定噴射的最佳操作頻率。在這些參數(shù)中，存在：

–噴嘴的直徑(該直徑可以在40μm和80μm之間)，

–噴射速度(噴射速度可以在18m/s和24m/s之間)，

–墨的物理化學(xué)參數(shù)：表面張力(例如，在20mN/m和60mN/m之間)、動(dòng)力速度(例如，在2cps和10cps之間)，以及密度(例如，在800Kg/m3和1400Kg/m3之間)。

可以使用用于將電壓施加到壓電元件的裝置27、37、47來調(diào)整操作頻率。

由作為噴射激發(fā)頻率的函數(shù)的、破裂長(zhǎng)度Lb來表示激勵(lì)頻率。

可以通過利用攝像裝置和與液滴周期同步(這使得液滴的圖像能夠被形成為固定的)的頻閃觀測(cè)儀來觀察噴射而測(cè)量Lb。然后，通過攝像裝置的微位移來測(cè)量噴嘴和破裂之間的距離。

當(dāng)對(duì)液滴進(jìn)行充電(在恒定的液滴形成頻率)時(shí)，在文獻(xiàn)WO 2012/2107560(尤其參見結(jié)合該文件的圖5A-5C的描述)中，或者甚至在WO 2011/012641中描述了另一技術(shù)。

一般而言，考慮到破裂長(zhǎng)度越低，激勵(lì)效率越高。圖6的曲線表示作為噴射激發(fā)頻率的函數(shù)的、Lb的時(shí)間改變。半徑調(diào)制或速度的幅度最高的頻率被稱作噴射諧振頻率。一般而言，在該頻率的附近調(diào)整執(zhí)行器頻率。實(shí)際上，由于噴射由其直徑、其從噴嘴輸出的速度、以及使其向上的流體(通過該流體的表面張力來負(fù)責(zé)噴射的毛細(xì)不穩(wěn)定性)來限定，噴射表現(xiàn)為在給定有利頻率處諧振的系統(tǒng)。當(dāng)通過速度調(diào)制來周期性地激發(fā)時(shí)，毛細(xì)不穩(wěn)定性將它反映為噴射直徑上的周期性變化，噴射直徑上的周期性變化將被放大直至噴射破裂。作為激發(fā)頻率的函數(shù)的、該破裂所位于的長(zhǎng)度Lb代表針對(duì)給定的激勵(lì)電壓的噴射諧振。

根據(jù)上面指示的那些，最佳激發(fā)頻率ν0是與長(zhǎng)度Lb的絕對(duì)最小值對(duì)應(yīng)的頻率。

然而，可能已經(jīng)注意到了作為噴射激發(fā)頻率的函數(shù)的、Lb的時(shí)間改變的實(shí)際曲線(在圖12A-12C中表示其示例，將在下文中進(jìn)一步討論圖12A-12C)不具有圖6的理想形狀。這些實(shí)際的曲線示出了實(shí)際的頻率響應(yīng)被附加的頻率事件的擾亂。

更精確地，可能已經(jīng)強(qiáng)調(diào)了在使用任何激勵(lì)主體時(shí)，牽涉三個(gè)諧振系統(tǒng)：噴射諧振，執(zhí)行器或諧振器諧振，以及液滴發(fā)生器的流體腔的諧振。換言之，已經(jīng)觀察了一些頻率行為，這些頻率行為不對(duì)應(yīng)于執(zhí)行器諧振，也不對(duì)應(yīng)于噴射諧振。

噴射不穩(wěn)定性是由執(zhí)行器來激發(fā)的，這因此確保了其激勵(lì)功能。執(zhí)行器優(yōu)選地被設(shè)計(jì)為使得噴射的諧振頻率和執(zhí)行器的諧振頻率兩者接近于彼此。

在對(duì)這兩個(gè)諧振的比較中，流體腔的諧振是寄生諧振。它在墨中引起對(duì)溫度非常敏感的駐波的形變。該駐波變得被疊加到執(zhí)行器激發(fā)。

對(duì)于所謂的“諧振”執(zhí)行器系列，執(zhí)行器的諧振頻率依賴于諧振器桿的材料中的聲波的速度及諧振器桿的尺寸。在圖5A的結(jié)構(gòu)的情況下，諧振器的長(zhǎng)度為使得在諧振頻率處存在保持凸緣處的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)和端部處的波腹。

諧振器(或圖5B和圖5C的實(shí)施例中的外殼)一般是不銹鋼的，在不銹鋼材料中，聲速約為Cstainless steel＝5790m/s。

一些墨的屬性為使得墨中的波速為不銹鋼中的波速的四分之一(Cink≈1200m/s)。結(jié)果，墨腔還構(gòu)成其中可以開發(fā)駐波的諧振器，駐波的諧振和反諧振頻率將接近于執(zhí)行器的諧振頻率。

不銹鋼中的波速(或者更一般地，在構(gòu)成桿的材料中)對(duì)溫度具有非常低的敏感性，而墨中的波速對(duì)溫度具有非常高的敏感性(每攝氏度有-3和-4m/s的變化)。針對(duì)基于MEK(甲乙酮)溶劑、酒精或水的墨，在圖16中收集了與作為溫度的函數(shù)的、該速度的時(shí)間改變有關(guān)的數(shù)據(jù)。在該圖中，關(guān)于墨#1(其溶劑為MEK)和#2中的聲速的數(shù)據(jù)示出了足夠強(qiáng)壯的變化性。對(duì)于具有“水”基的墨#3，該變化性更低。

諧振器中的諧振模式和腔中的諧振模式非常接近于彼此，并且作為溫度的函數(shù)而不同地改變。因此，通過橫斷(intersect)諧振器的模式(諧振器的模式作為溫度的函數(shù)而變化非常小)，流體腔的諧振模式和反諧振模式可以被設(shè)置為溫度的函數(shù)。

對(duì)該問題實(shí)施的第一研究涉及被設(shè)置有圖5D類型激勵(lì)主體的液滴發(fā)生器的情況。

在圖7A中，曲線I表示作為溫度的函數(shù)的、(Ve是激勵(lì)范圍的輸入電壓)Ve的時(shí)間改變。如可以在該曲線中看到的那樣，在該范圍開始處，激勵(lì)電壓保持穩(wěn)定，換言之，它反映了激勵(lì)效率。另一方面，該電壓傾向于從25℃起掃描從低到高溫顯著增加。

在同一圖中，曲線II表示作為溫度的函數(shù)的、Vs(Vs是激勵(lì)范圍的輸出電壓)的時(shí)間改變。在該曲線II上在約25℃處注意到峰值。

曲線III表示作為溫度的函數(shù)的、Vs/Ve(這是激勵(lì)范圍的輸入電壓/輸出電壓比率)的時(shí)間改變。該比率表示激勵(lì)強(qiáng)壯：更高，更容易設(shè)置打印機(jī)，這是由于單個(gè)激勵(lì)電壓使得能夠貫穿溫度范圍形成質(zhì)量液滴。這里，注意到從約25℃，該漂移非常高。

曲線IV表示在拐點(diǎn)Vr處的電壓的時(shí)間改變。這最初是穩(wěn)定的，然后，作為輸入電壓，作為溫度的函數(shù)而從約25℃起增加。

表示作為溫度(從5℃到45℃，按5℃間距)的函數(shù)的、在破裂長(zhǎng)度Lb中的時(shí)間改變，并且可以設(shè)置激勵(lì)電壓。在圖7B中表示這些曲線。

根據(jù)這些曲線，已嘗試確定激勵(lì)效率如何作為溫度的函數(shù)而改變。為此，在給定電壓處，看上去破裂長(zhǎng)度Lb可以作為溫度的函數(shù)而按照因數(shù)2而變化?；诿?xì)不穩(wěn)定性理論，獲得以下表達(dá)式：

其中：

Lb：破裂長(zhǎng)度

a：從噴嘴的噴射半徑

Vj：平均噴射速度

ΔVj：噴射速度調(diào)制(激勵(lì)過程的結(jié)果)

γ：調(diào)制的無尺寸增長(zhǎng)速率，該速率在操作范圍(尤其是溫度范圍)上基本上恒定

We：韋伯?dāng)?shù)。

速度調(diào)制隨著破裂長(zhǎng)度而指數(shù)性地變化，并且因此激勵(lì)在比例上變化遠(yuǎn)高于因數(shù)2。

由于目的是對(duì)不同溫度下的調(diào)制水平進(jìn)行比較，示出了激勵(lì)效率在20℃和40℃之間巨大地下降。溫度的影響可以變化輸入?yún)?shù)(典型地，表面張力……)的百分之幾，這與激勵(lì)效率上的大小的量級(jí)無關(guān)。

為了解釋該突然的效率變化，可以企圖：

–非線性，至今尚未確定(不可能)；

–或諧振現(xiàn)象。

因此，通過在固體和液體中搜索諧振，可留意激勵(lì)體。

作為第一近似，可以合理地考慮諧振器的材料，例如，用于桿的陶瓷和不銹鋼在幾十度的范圍上是穩(wěn)定的。由墨帶回到執(zhí)行器的電荷不會(huì)使得待解釋的激勵(lì)效率上的巨大改變。

在液體(在存在墨的任何地方)，一旦液體的最大尺寸在波長(zhǎng)的量級(jí)上，聲學(xué)諧振現(xiàn)象就可能存在。

在83kHz以及對(duì)于約1200m/s的速度(在基于MEK的墨中)，波長(zhǎng)典型地是15mm，波長(zhǎng)較短，但然而在大小的量級(jí)上與激勵(lì)主體的高度是可比擬的(在圖5D的示例性幾何結(jié)構(gòu)中，此處約21mm)。

通過包括墨中的傳播現(xiàn)象可以設(shè)置如下關(guān)系：該關(guān)系表達(dá)了由壓電執(zhí)行器所生成的調(diào)制與噴射速度調(diào)制ΔVj之間的依賴性。完整的傳遞函數(shù)可以被確定，并且與墨有關(guān)的且在操作頻率附近的諧振頻率的存在可以被搜索。這些頻率(諧振或傳送零(反諧振))然后會(huì)受到作為溫度的函數(shù)的敏感性研究。感興趣的是，檢查這些頻率是否漂移和/或與(由執(zhí)行器強(qiáng)加的)操作頻率交叉。

液滴發(fā)生器可以被示意性地解釋以便列出其主要功能元件。圖8(及在圖9中表示的、就電路而言的其等價(jià)物)示出了通過制造明顯的四個(gè)元件而作出的液滴發(fā)生器的簡(jiǎn)化版本：

–源項(xiàng)：壓電執(zhí)行器，壓電執(zhí)行器對(duì)墨流率(其是進(jìn)入流率)進(jìn)行調(diào)制；

–損失項(xiàng)：這些是平衡了進(jìn)入流率的外出流率。這里，存在3個(gè)項(xiàng)：執(zhí)行器52下方的墨楔形物520，其中可以傳播聲波的激勵(lì)主體的噴嘴50和頂部550。

諧振器主體(例如，是不銹鋼的)被視作不可形變的：壁具有零速度條件，而不管是否在流動(dòng)或傳播。

現(xiàn)在將給出液滴發(fā)生器的功能元件的物理行為以及與其相關(guān)聯(lián)的等式。為此，確定每個(gè)元件的阻抗。

通過納維-斯托克斯方程來描述通過噴嘴50的這些壓力液滴。在正弦模式中，在噴嘴中捕捉的墨質(zhì)量的移動(dòng)受慣性項(xiàng)的限制。噴嘴阻抗將被標(biāo)示為Zb：

其中：

L噴嘴：噴嘴長(zhǎng)度

Sb：噴嘴截面面積

ρ：墨密度

ω:在操作頻率下的角頻率。

在執(zhí)行器下的墨楔形物520涉及噴嘴的輸入處的柱(該柱位于可移動(dòng)的噴嘴板中但是在將其連接到噴嘴50的區(qū)域521之前)、以及位于執(zhí)行器的有效面下方的墨“盤”。對(duì)于該柱，直徑例如是500μm，以與再次以示例的方式取為50μm的噴嘴直徑相比較。因此，楔形物中的墨速度相比于噴嘴而言非常低(因數(shù)100)。因此，流體可以被視為不動(dòng)(沒有慣性效應(yīng))。因此，楔形物阻抗僅是其可壓縮性項(xiàng)，標(biāo)示為Zc：

其中，Ke是可壓縮性，以及Ve是區(qū)域521的墨體積。

波導(dǎo)550是由諧振器的有效面限定的聲學(xué)元件；它上升到支承諧振器的肩部53的水平。該區(qū)域流動(dòng)有液體，因此，液體環(huán)被視為在諧振器和激勵(lì)主體的護(hù)套之間。

要提醒的是，液體柱具有區(qū)間變化，該柱的阻抗每區(qū)段由線理論(line theory)(在電氣模擬中)的公式給出：

其中ZBC是由電荷阻抗ZAB終止的具有聲學(xué)阻抗Zb的區(qū)段AB的輸入處的等價(jià)阻抗。

壓電執(zhí)行器進(jìn)而具有可通過局部恒定(質(zhì)量彈簧模擬)近似所建模的諧振行為。鑒于相對(duì)于流體的、與執(zhí)行器有關(guān)的阻抗，執(zhí)行器是支配性的：在第一階，激勵(lì)組件的諧振頻率被設(shè)置為空氣中的1/2郎之萬(諧振器)的諧振。

由于操作頻率是固定的(83.3KHz)，對(duì)于更加易讀的模型，將不考慮該機(jī)械諧振。因此，諧振組件被同化為流率源，這是在諧振器Q的端部處攪動(dòng)的墨體積。

針對(duì)外出流率來限定單元阻抗項(xiàng)，從而有可能確定桿的端部處的壓力P。與噴嘴阻抗Z_噴嘴等價(jià)的噴嘴中的壓力液滴給出了作為頻率的函數(shù)的流率，或者甚至給出了用于給定的噴嘴區(qū)間的噴射速度調(diào)制。

之前的公式已經(jīng)使得能夠繪制在5℃溫度下的頻率響應(yīng)的曲線(圖10A)，該曲線是作為頻率的函數(shù)的噴射速度調(diào)制的模型。速度單元被歸一化，這使得能夠相對(duì)地定位增強(qiáng)(諧振現(xiàn)象)或減弱(傳送零，反諧振)激勵(lì)的頻率。

注意到在該圖中在感興趣的頻率范圍中，即，80-90KHz，存在兩個(gè)值得注意的頻率F1和F2，這兩個(gè)頻率在83.3KHz對(duì)激勵(lì)的效率水平有影響。如果這些頻率在打印機(jī)的操作環(huán)境中是穩(wěn)定的，則該頻率總體空間不會(huì)引起任何問題；至多，打印機(jī)彼此的激勵(lì)水平可能不同。

但是這些頻率F1、F2作為溫度的函數(shù)而改變，這似乎是擾亂用于激勵(lì)的堅(jiān)固性的參數(shù)。利用“MathCad”軟件的模擬使得作為強(qiáng)烈影響參數(shù)的墨速度能夠被確定。在室溫(參見物理手冊(cè)1990-1991-第71版-第14-32頁，以及圖16的曲線的實(shí)際墨中的速度測(cè)量)，墨速度典型地范圍在每℃從-3到-4m/s。

如在實(shí)驗(yàn)上探測(cè)的那樣，已經(jīng)在45℃的溫度范圍上進(jìn)行同一模擬，這使得能夠強(qiáng)調(diào)約10KHz的F1、F2的頻率偏移(圖10B)。作為溫度的函數(shù)的速度依賴性的指示(sign)是高的，這是由于溫度滑動(dòng)使得頻率F2很麻煩，而F1退出工作頻率區(qū)域。

該頻率偏移可能似乎足夠低；然而，當(dāng)與約83.3KHz的F1和F2的鄰近相結(jié)合時(shí)，理解到的是當(dāng)F2與操作頻率交叉時(shí)有可能在激勵(lì)水平上有高的變化。

上面報(bào)告的測(cè)試已經(jīng)使得能夠在流體腔內(nèi)強(qiáng)調(diào)聲學(xué)諧振現(xiàn)象。該現(xiàn)象依賴于墨內(nèi)的聲波的傳播速度；作為溫度的函數(shù)的依賴性因此出現(xiàn)，這將頻率上的事件定位得更接近或更不接近于操作頻率。

利用同一類型的激勵(lì)調(diào)諧，已經(jīng)作出了補(bǔ)充結(jié)果(實(shí)際測(cè)量)。這些測(cè)量利用以下設(shè)置而實(shí)現(xiàn)了與之前的模擬情形相同的激勵(lì)主體：在圖11中示出的結(jié)果。

對(duì)于這些測(cè)量，利用低電壓(低激勵(lì))，在不同的溫度(5℃-45℃)已經(jīng)作出了在頻率掃描期間的破裂長(zhǎng)度Lb的測(cè)量，以便觀察70-100KHz范圍上的事件。測(cè)量了破裂長(zhǎng)度Lb。這些測(cè)量是在從5℃到45℃的溫度范圍上作出的，其中間距為10℃，使用了以下參數(shù)：

–白色素MEK基的墨，

–噴射速度：20m/s，

–由實(shí)驗(yàn)室裝置生成的激勵(lì)信號(hào)(50％占空因數(shù))，

–配備有壓電執(zhí)行器的標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)主體(具有圖5D的結(jié)構(gòu))，壓電執(zhí)行器的諧振頻率接近于操作頻率(操作頻率是液滴生成頻率)。

在圖11中示出的結(jié)果示出了關(guān)于操作頻率83.3KHz的許多事件。這些曲線作為溫度的函數(shù)而交叉，并且破裂長(zhǎng)度的絕對(duì)最小值作為溫度的函數(shù)而顯著漂移。該操作使激勵(lì)堅(jiān)固性劣化。

這些補(bǔ)充結(jié)果確認(rèn)了所觀察到的上面已經(jīng)報(bào)告的擾亂。另一方面，它們示出了在以下溫度維持液滴生成設(shè)備的穩(wěn)定操作的困難或者甚至不可能性：在至少兩個(gè)遠(yuǎn)離約15℃或20℃的正溫度，例如一方面遠(yuǎn)離5℃和/或15℃，另一方面遠(yuǎn)離30℃和或35℃和/或45℃，更一般地在范圍以方面從5℃或15℃到另一方面35℃或45℃或者甚至50℃的溫度范圍中。

其他工作已經(jīng)確認(rèn)了與流體腔中存在的諧振有關(guān)的擾亂的影響的假設(shè)。已經(jīng)對(duì)具有打印頭G的液滴發(fā)生器作出了實(shí)際測(cè)量，打印頭G的機(jī)械簡(jiǎn)化(因此，腔和諧振器是圓柱形的，為如圖5A中的類型)使得能夠更加容易地計(jì)算流體腔的諧振行為。

因此已經(jīng)針對(duì)圖5A的那個(gè)類型的激勵(lì)主體實(shí)施了補(bǔ)充測(cè)試。

更精確地，已經(jīng)針對(duì)三個(gè)溫度以低激勵(lì)調(diào)查了作為頻率的函數(shù)的破裂長(zhǎng)度。由于激勵(lì)電壓是7伏特，它使得能夠始終具有“慢”衛(wèi)星，并且因此根據(jù)毛細(xì)不穩(wěn)定性的線性理論，破裂長(zhǎng)度與激勵(lì)效率直接相關(guān)。

所測(cè)試的溫度是5℃、25℃和45℃。

所使用的墨是加壓白色度MEK基墨以達(dá)到20m/s的恒定噴射速度。已經(jīng)在恒定的波長(zhǎng)下作出了測(cè)試；因此，不作為頻率的函數(shù)而重新調(diào)整噴射速度，并且獲得拋物型外殼，這反映了物理毛細(xì)不穩(wěn)定性現(xiàn)象，將在運(yùn)用結(jié)果時(shí)考慮該現(xiàn)象。

在圖12A-C中，已經(jīng)表示了來自Lb的測(cè)量的點(diǎn)、以及腔中的諧振和反諧振頻率，腔中的諧振和反諧振頻率在數(shù)值上是根據(jù)發(fā)生器的機(jī)械配置和在不同溫度下墨中的聲速而計(jì)算出的。傳送零(反諧振)由豎直桿來確定。峰Pc(圖12A和B)或PC1、PC2(圖12C)表示液體中的諧振峰值。

對(duì)于5℃(圖12A)：

已經(jīng)利用墨中的速度c＝1170m/s來調(diào)整了理論模型。執(zhí)行器的諧振頻率約為64KHz。該模型進(jìn)一步給出了對(duì)應(yīng)于46kHz和74kHz的兩個(gè)傳送零。對(duì)于46kHz，相關(guān)聯(lián)的效率減小被再次發(fā)現(xiàn)；但是，對(duì)于74kHz，不可能讀出這些值，這是由于該破裂處于自然破裂的噪聲中。

該模型還預(yù)測(cè)到了在破裂長(zhǎng)度的曲線上顯著地觀察到的在約57kHz處的諧振峰值。還強(qiáng)調(diào)了64kHz處的諧振現(xiàn)象，就幅度而言，它是占優(yōu)勢(shì)的，這是因?yàn)樗怯蓤?zhí)行器強(qiáng)加的。

對(duì)于25℃(圖12B)：

已經(jīng)利用作為-3.5m/s/℃的斜率的c＝1100m/s來調(diào)整了該理論模型。兩個(gè)傳送零均位于約42kHz和69kHz。這通過如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而很好地被確認(rèn)：該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在這些頻率下導(dǎo)致激勵(lì)的子效率(sub-efficiency)。在約53KHz處也很好地強(qiáng)調(diào)了墨腔中的聲學(xué)諧振。也很好地看見執(zhí)行器諧振，但是分辨率不足以精確地定位可能處于63kHz和64kHz之間的該破裂長(zhǎng)度最小值。

對(duì)于50℃(圖12C)

已經(jīng)利用了作為-3.5m/s/℃的斜率的c＝1030m/s來調(diào)整了理論模型。第一個(gè)零被發(fā)現(xiàn)于40kHz略微前面，而第二個(gè)零被發(fā)現(xiàn)于65kHz。后者非常接近于操作頻率并且因此變成與位于64kHz處的執(zhí)行器的諧振峰值疊加。

為了解決上面觀察到的異常，建議調(diào)整該系統(tǒng)的在噴嘴10附近的聲學(xué)阻抗，更具體地流體腔的聲學(xué)阻抗。

該聲學(xué)阻抗作為頻率的函數(shù)而變化，尤其是當(dāng)這圍繞操作頻率而變化時(shí)。

在圖13A中，表示了作為頻率的函數(shù)的并且針對(duì)給定溫度的、該聲學(xué)阻抗中的典型時(shí)間改變(在噴嘴10附近或在噴嘴10處)。系統(tǒng)的操作頻率(換言之，腔和執(zhí)行器的操作頻率)由ft來標(biāo)識(shí)，并且所述聲學(xué)阻抗在該操作頻率下的值被指定為ZT(ft)。在圖5A-5D的情況下，該操作頻率由諧振器和由腔來限定。在圖5E的情況下，通過不銹鋼圓柱體32的幾何結(jié)構(gòu)來限定操作頻率。

如在圖13A中看到的那樣，聲學(xué)阻抗圍繞ft均勻地或平滑地變化。但是，當(dāng)上面闡述的類型的擾亂出現(xiàn)時(shí)，在該曲線圖中，尤其是在操作頻率附近，例如，圍繞操作頻率的+10kHz或+5kHz的間隔中，諧振或反諧振的一個(gè)或更多個(gè)峰值P1、P2出現(xiàn)。

該阻抗變化導(dǎo)致了噴嘴中的噴射速度調(diào)制(或者甚至激勵(lì)效率)的幅度以及因此的破裂長(zhǎng)度變化。

進(jìn)一步地，圖13A的曲線圖作為溫度的函數(shù)而改變。在某個(gè)溫度例如在5℃或在15℃、不存在于所搜索的頻率間隔中的諸如峰值p1、p2的峰值可以出現(xiàn)同一頻率間隔中在另一溫度例如在30℃或在35℃。

根據(jù)本發(fā)明，限定圍繞操作頻率ft的+10kHz或+5KHz的頻率范圍[f1,f2]。該系統(tǒng)為使得當(dāng)頻率在該范圍中變化時(shí)，溫度T下的噴嘴中的速度調(diào)制的值相對(duì)于25℃下噴嘴中的速度調(diào)制在以下間隔之外不變化：該間隔介于0.25(或0.5)與2(或者甚至4)之間；溫度T為15℃與35℃，優(yōu)選地還為5℃和/或10℃和/或20℃，進(jìn)一步優(yōu)選地還為45℃或者甚至50℃，進(jìn)一步優(yōu)選地為介于至少15℃(或10℃或5℃)到至少35℃(或到40℃或到45℃或到50℃)的溫度范圍中所包括的任何溫度。速度調(diào)制的該間隔的示例由圖13B中的水平粗線來表示。因此，避免了：

–一方面，反映擾亂的峰值(諸如圖13B中的P’1和P’2)的在接近于ft的間隔中的存在；

–另一方面，作為溫度的函數(shù)的、這樣的峰值中到ft的漂移。

注意到，可以根據(jù)上面已經(jīng)提到的公式計(jì)算阻抗。根據(jù)該計(jì)算，噴射速度調(diào)制及其在溫度的影響下的變化可以被推斷出。

因此，在恒定的激發(fā)電壓，根據(jù)作為頻率的函數(shù)的Lb(上面已經(jīng)另外給出其公式)上的變化的測(cè)量，可以估計(jì)或推斷出該速度調(diào)制。實(shí)際上，Lb上的變化反映了阻抗上的變化。

可替換地，有可能測(cè)量或估計(jì)作為頻率的函數(shù)的、壓力上的變化。在噴嘴10處，壓力上的這些變化表示或反映了Lb上的變化以及聲學(xué)阻抗上的變化(即，噴射速度調(diào)制)。

上面提供的解決方案可以通過修改旨在于接收墨的激勵(lì)主體的內(nèi)部容積的配置來實(shí)現(xiàn)，給予它一形狀以使得能夠作出聲學(xué)阻抗上的變化。

換言之，內(nèi)部容易包括具有第一聲學(xué)阻抗的至少一個(gè)第一部分、和具有不同于第一聲學(xué)阻抗的第二聲學(xué)阻抗的至少一個(gè)第二部分。

例如，在腔中，可以引入一個(gè)元件或裝置，以使得能夠做出阻抗上的該變化。該解決方案的實(shí)施例被表示于圖14A-14E中。

圖14A的設(shè)備(分別為圖14B、圖14C、圖14D、圖14E)對(duì)應(yīng)于圖5A(分別為圖5B、圖5C、圖5D、圖5E)的設(shè)備，相同的參考標(biāo)號(hào)指代相同的元件。在這些圖14中的每個(gè)圖中，環(huán)形的環(huán)27、37、47、57已經(jīng)被引入在腔的內(nèi)部容積中。該環(huán)的外直徑基本上等于外殼25、32、42的內(nèi)直徑，而其內(nèi)部直徑不會(huì)阻礙流體流動(dòng)。用于該環(huán)的材料優(yōu)選地與諧振器的材料相同，例如，不銹鋼。

在這些圖中，環(huán)被表示于腔的下部分中。可替換地，環(huán)可以被放置在另一部分中，例如，根據(jù)在這些圖的每個(gè)圖上的虛線中表示的布置。從而，環(huán)會(huì)具有腔的對(duì)聲學(xué)阻抗進(jìn)行修改的同一作用。

更一般而言，還注意到，在這些圖上，腔的內(nèi)部形狀包括：

–第一直徑的和沿著所述腔的縱軸測(cè)量的第一長(zhǎng)度的第一圓柱區(qū)域251、321、421、521、621，

–與第一直徑不同的第二直徑的和沿著所述腔的縱軸測(cè)量的第二長(zhǎng)度的第二圓柱區(qū)域252、322、422、522、622。

在根據(jù)虛線所指示的位置來定位圖14的每個(gè)圖的環(huán)的情況下，第一圓柱區(qū)域和第二圓柱區(qū)域不同于上面提到的那些圓柱區(qū)域。

如將在下面示出的那樣，圖14的示例中的、由腔中的不同直徑引起的聲學(xué)阻抗中的差異或變化使得能夠從操作頻率的區(qū)域中去除由對(duì)于容納液體的腔來說唯一的諧振所導(dǎo)致的寄生頻率，并且因此使得能夠穩(wěn)定速度調(diào)制。

不同的直徑使得能夠作出流體長(zhǎng)度上的變化。在圖14A和圖14D的結(jié)構(gòu)的情況下(其中，諧振器浸到旨在于容納流體的腔中)，創(chuàng)建機(jī)械執(zhí)行器(包括壓電元件21、51、凸緣23、53和與流體接觸的部分22、52)的長(zhǎng)度La與旨在于容納流體柱的腔的該部分或一部分的長(zhǎng)度Lf之間的比率；該比率可以例如被包括在4和6或4和10或100之間。在圖14D的情況下，長(zhǎng)度Lf對(duì)應(yīng)于環(huán)57未占據(jù)的區(qū)域B的部分的長(zhǎng)度。即使如果流體柱(其長(zhǎng)度未被環(huán)的存在所修改)剩下，旨在于容納流體的腔的一部分的長(zhǎng)度上的調(diào)制使得能夠從操作頻率的區(qū)域中去除寄生頻率。

已經(jīng)利用圖14D的激勵(lì)主體的結(jié)構(gòu)、利用長(zhǎng)度在最后調(diào)查時(shí)為3.6mm的環(huán)來作出了測(cè)試。在圖15A-15C中示出了結(jié)果：

–圖15A表示作為溫度的函數(shù)的、電壓Ve、Vs、Vr和比率Vs/Ve上的時(shí)間改變；該圖15A顯示出存在壓電設(shè)置點(diǎn)上的非線性變化。因此，非常有利地將其與結(jié)合圖7A討論的結(jié)果相比較；

–圖15B表示在不同溫度(5℃-45℃，間距為10℃，在5℃、15℃、25℃、35℃、45℃)的作為激活電壓的函數(shù)的破裂長(zhǎng)度Lb；注意到，以正確的順序適當(dāng)?shù)囟逊帕诉@些曲線；再次，與圖7B的曲線的比較是非常有利的，

–圖15C表示在不同的溫度(5℃-45℃，間距為10℃，在5℃、15℃、25℃、35℃、45℃)的作為頻率的函數(shù)的破裂長(zhǎng)度Lb；作為溫度的函數(shù)、以正確的順序適當(dāng)?shù)囟逊帕诉@些曲線，并且這些曲線彼此不相交。該結(jié)果比圖11中觀察的結(jié)果高很多，在圖11中，順序是錯(cuò)誤的并且曲線彼此相交。

已經(jīng)利用“標(biāo)準(zhǔn)的MEK基”類型墨并且然后利用“酒精基”類型墨作出了補(bǔ)充測(cè)試。所獲得的結(jié)果類似于之前兩種墨，并且確認(rèn)了3.6mm環(huán)的最佳特性。

環(huán)的存在使得墨腔的容積能夠減小，這有利于在維護(hù)操作期間液滴發(fā)生器的清洗。

上面的測(cè)試顯示出本發(fā)明使得能夠(通過速度)貫穿所考慮的溫度和墨范圍來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)壯的操作。本發(fā)明使得能夠去除激勵(lì)效率上的任何擾亂事件。在所獲得的大多數(shù)曲線上注意到了顯著的改進(jìn)，即，隨機(jī)操作被切換到良好控制的操作。

其中將環(huán)插入到調(diào)制主體的腔中的本發(fā)明的實(shí)施例可以由直接加工調(diào)制主體中的環(huán)功能所替代，因此，調(diào)制主體變成單件并且調(diào)制主體具有截面面積上的變化，因此具有與在圖14A-14E中所表示的輪廓相同或類似的輪廓。

根據(jù)另一實(shí)施例，探測(cè)了除了不銹鋼之外的各種材料中的聲波速度上的差異。然后用具有這些其他材料之一的諧振器替代所使用的不銹鋼。

該解決方案使得上面結(jié)合圖13B而給出的條件能夠被滿足。

該解決方案還使得在保持同一操作頻率的同時(shí)能夠修改諧振器長(zhǎng)度。利用諧振器長(zhǎng)度上的修改完成了另一材料的選擇，其中諧振器長(zhǎng)度首先與速比成比例。

如果速度大于不銹鋼中的速度，則諧振器的凸緣下方的桿(圖5A和圖5D或圖14A和圖14D的情況)將被擴(kuò)展；相反地，如果速度更低，則將縮短凸緣下方的桿。因此，可以例如按照根據(jù)發(fā)明的之前的教導(dǎo)來修改容納流體的諧振腔的長(zhǎng)度：

–在圍繞操作頻率ft的+5KHz的頻率范圍中，在執(zhí)行器和腔的操作頻率下具有值ΔVj(ft)的來自噴嘴的噴射速度調(diào)制、以及在15℃溫度和在35℃溫度的該噴射速度調(diào)制不在0.25ΔVj(ft)和4ΔVj(ft)之間的間隔之外變化；

–和/或機(jī)械執(zhí)行器長(zhǎng)度與旨在于容納流體柱的腔的該部分或一部分的長(zhǎng)度之間的比率嚴(yán)格地高于4；該比率可以例如在4和6之間或4和10或100之間。

在該情況下，流體腔的諧振和反諧振頻率將位移或拒絕于激勵(lì)操作區(qū)域之外。

表格I收集了與這些其他材料中的聲波速度有關(guān)的數(shù)據(jù)。

表格I

如果這些其他材料之一被保留用于諧振器桿，則將不會(huì)呈現(xiàn)墨中的聲波的擾亂效應(yīng)。

更一般而言，除了不銹鋼之外的全部金屬材料或礦物材料也可以是適合的。

該選擇進(jìn)一步使得可能能夠減少諧振器的長(zhǎng)度以及因此能夠減少腔長(zhǎng)度，這更進(jìn)一步地使得能夠避免如上面給出的寄生諧振。

不管激勵(lì)主體的結(jié)構(gòu)是圖5A-5D的激勵(lì)主體的結(jié)構(gòu)還是圖14A-14D的激勵(lì)主體的結(jié)構(gòu)，由于容納墨的腔中的諧振而導(dǎo)致的擾亂效應(yīng)不會(huì)發(fā)生。

具有根據(jù)上面細(xì)化的實(shí)施例之一的設(shè)備的、用于對(duì)形成墨液滴的方法加以實(shí)現(xiàn)的噴墨設(shè)備或打印機(jī)是已經(jīng)結(jié)合圖1和圖2所描述的類型的。

因此，這樣的設(shè)備包括：

–液滴發(fā)生器60，液滴發(fā)生器60容納由墨線路保持在壓力下的導(dǎo)電墨，并且發(fā)射至少一個(gè)噴墨，

–用于每個(gè)噴墨的充電電極64，電極具有噴射所通過的縫隙。

–組件，組件包括放置在噴射軌線的任一側(cè)和充電電極的上游上的兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板65，

–槽62，槽62用于回收未被用于打印的噴射的墨以便將墨放回到墨線路并且因此被重復(fù)利用。

已經(jīng)結(jié)合圖1和圖2描述了該噴射類型的操作。這里將簡(jiǎn)單地提到在液滴發(fā)生器中容納的墨從至少一個(gè)測(cè)量噴嘴10逃離，因此形成至少一個(gè)噴墨。在噴嘴的上游放置的周期性激勵(lì)設(shè)備(未示出)(例如，周期性激勵(lì)設(shè)備包括在墨中放置的壓電陶瓷)的作用下，噴墨以與激勵(lì)信號(hào)的周期對(duì)應(yīng)的規(guī)則時(shí)間間隔破裂于噴嘴的噴射上游的精確位置處。通常由激勵(lì)設(shè)備的周期性振動(dòng)在噴射的所謂的“破裂”點(diǎn)13處引起噴墨的該被強(qiáng)迫的分裂。

除了上面的裝置之外，這樣的設(shè)備可以進(jìn)一步包括用于對(duì)這些裝置中的每個(gè)裝置單獨(dú)的操作、以及所施加的電壓進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的裝置5。下面結(jié)合圖17更精確地描述這些裝置5。

在該圖中，控制器裝置5的組件包括如下電路，該電路使得用于驅(qū)動(dòng)打印頭的電壓、以及尤其是要被施加到電極的電壓以及壓電激發(fā)電壓能夠被發(fā)送到打印頭。

該組件5可以進(jìn)一步從打印頭接收下行信號(hào)，尤其是使用位置和/或液滴速度傳感器測(cè)量的信號(hào)，并且可以對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理并且將這些信號(hào)用于控制打印頭和墨線路。尤其是，為了處理來自這樣的傳感器的信號(hào)，組件5可以包括如下裝置：用于對(duì)來自該傳感器的該信號(hào)進(jìn)行模擬地放大的裝置，用于對(duì)該信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化(將信號(hào)變換為一列數(shù)字樣本的A/D轉(zhuǎn)換)的裝置，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行降噪的裝置(例如，用于樣本的一個(gè)或更多個(gè)數(shù)字濾波器)，用于搜索信號(hào)的最大值(該列樣本的最大值)的裝置。

該控制器組件5可以與用于將流體發(fā)送到打印頭/用于從打印頭接收流體的裝置500通信。

控制器組件5可以與用戶接口6通信以向用戶通知打印機(jī)狀態(tài)和所執(zhí)行的測(cè)量，尤其是下面描述的那些的類型?？刂破鹘M件5包括用于存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理有關(guān)的指令的存儲(chǔ)裝置，例如以執(zhí)行上面描述的方法或執(zhí)行上面描述的類型的算法。

根據(jù)示例性實(shí)施例，控制器5包括嵌入式中央處理單元，中央處理單元本身包括微處理器、一組非易失性存儲(chǔ)器和RAM、外圍電路，全部這些元件都耦合到總線。數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中，尤其是用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的數(shù)據(jù)或用于對(duì)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備進(jìn)行控制的數(shù)據(jù)。

裝置6使得用戶能夠通過以下操作與根據(jù)本發(fā)明的打印機(jī)交互：例如，通過執(zhí)行打印機(jī)的配置以將其操作調(diào)試到生產(chǎn)線的要求(比率，打印速度……)以及更一般地其環(huán)境、和/或用于確定的生產(chǎn)階段的準(zhǔn)備、尤其是在生產(chǎn)線上的產(chǎn)品上作出的打印內(nèi)容，和/或通過實(shí)時(shí)地顯示用于生產(chǎn)的后續(xù)事物的信息(消費(fèi)品的狀態(tài)、被貼標(biāo)簽的產(chǎn)品的數(shù)量……)。這些裝置6可以包括觀看裝置。

可以進(jìn)一步提供用于向電極供應(yīng)期望電壓或?qū)㈦姌O帶到期望電壓的裝置。這些裝置尤其包括電壓源。

上面描述的、應(yīng)用于結(jié)合圖1和圖2描述的類型的打印機(jī)(已經(jīng)在上面提到了其操作)的、根據(jù)本發(fā)明的激勵(lì)主體和用于對(duì)根據(jù)本發(fā)明的激勵(lì)主體進(jìn)行操作的方法使得能夠作出強(qiáng)壯的激勵(lì)，這不會(huì)具有結(jié)合已知設(shè)備來介紹本申請(qǐng)時(shí)所顯示出的問題。尤其是，該激勵(lì)在如下溫度是穩(wěn)定得多的：在遠(yuǎn)離至少15℃或更多的至少兩個(gè)溫度，尤其是15℃和30℃(或35℃)，優(yōu)選地，還在5℃和/或10℃和/或20℃，進(jìn)一步優(yōu)選地40℃或45℃或者甚至50℃，進(jìn)一步優(yōu)選地在15℃和35℃之間的范圍中以及更一般地在5℃和50℃之間的范圍中的任何溫度。

利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法，從所使用的操作頻率范圍中丟棄“寄生”頻率，而不管上面所討論的任何范圍中的溫度如何。例如，依賴于所選擇的直徑和噴射速度，該操作范圍在50KHz和150KHz之間。