专利名称：对于液滴量和位置进行改进的驱动波形的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液滴散发设备。
背景技术：
在商业产品中已经采用了用于产生印刷的介质的按需型喷墨技术，如打印机、绘 图仪和传真机。通常，喷墨图像通过在多个液滴发生器散发出的油墨滴的接收表面上选择 性布置而形成，该发生器实现为印刷头或印刷头总成。例如，使得该印刷头总成和该接收表 面彼此相对移动，以及控制液滴发生器在合适的时间散发液滴，例如通过适当的控制器。接 收表面可以是转移表面，印刷在其上的图像随后转移到输出印刷介质，如纸。一种已知的喷墨液滴发生器结构采用机电传感器以将来自油墨室的油墨设置在 液滴形成出口通道中，其难以控制液滴速度和/或液滴质量。
发明内容
一种液滴散发设备，包括液滴发生器；液滴生成波形，当要散发液滴时在喷射间 隔期间施加到该液滴发生器，该液滴生成波形包括具有第一极性的脉冲，其后是具有第二 极性的脉冲；以及非液滴生成波形，当不散发液滴时在非喷射间隔期间施加到该液滴发生 器，该非液滴生成波形包括具有该第二极性的单脉冲。
图1示出按需型液滴散发设备一个实施例的示意框图。图2示出液滴发生器一个实施例的示意框图。图3示出驱动信号一个实施例的示意描述。图4示出驱动信号另一个实施例的示意描述。图5示出驱动信号进一步实施例的示意描述。图6示出驱动信号另一个实施例的示意描述。
具体实施例方式图1示出液滴按需型印刷设备的一个实施例的示意框图，其包括控制器10和印刷 头总成20，该总成可包括多个液滴散发液滴发生器。该控制器10通过将各自的驱动信号提 供到每个液滴发生器而有选择地激发该液滴发生器。各该液滴发生器可采用压电传感器。 别的示例中，各该液滴发生器可采用剪切模式传感器、环形缩窄传感器、电约束传感器、电 磁传感器或磁约束传感器。该印刷头总成20可由一堆层压的(如由不锈钢形成的)片或 板形成。图2是液滴发生器30的一个实施例的示意框图，其可用于图1所示的印刷设备的 印刷头总成20。该液滴发生器30包括入口通道31，其从歧管、贮存器或其油墨容纳结构接 收油墨33。该油墨33流进压力或泵室35，其一侧由例如弹性隔膜37来分界。机电传感器39连接到该弹性隔膜37并可覆盖在例如该压力室35上。该机电传感器39可以是压电传 感器，其包括压电元件41，例如设在从该控制器10接收液滴喷射和非喷射信号的电极43之 间。启动该机电传感器39使得油墨从该压力室35流到液滴形成出口通道45，油墨液滴49 从该通道朝向接收介质48散发，接收介质48可以是转移表面，例如。该出口通道45可包 括孔47形成的喷嘴。该油墨33可以是熔化的或相变的固体油墨，该机电传感器39可以是压电传感器， 其以弯曲模式运行，例如。图3是用以通电图2的液滴发生器的驱动信号D的一个示例的示意图。该驱动信 号D包括多个连续的、喷射间隔TD的持续时间T，以及在每个喷射间隔TD内，该驱动信号 D包括随时间变化液滴喷射信号(或波形)51或者随时间变化非喷射信号(或波形)52之 一。该随时间变化液滴喷射波形51成形或构造为驱动该机电传感器，从而该液滴发生器散 发油墨滴，而该非喷射波形52成形或构造为扰乱该机电传感器而不会导致散发液滴。例 如，该喷射间隔持续时间T可以在大约1000微秒至大约23微秒的范围，从而该液滴发生器 可运行在大约IkHz至大约43kHz的范围。该随时间变化非喷射波形可构造为，为下一喷射间隔设定该液滴发生器30的条 件。例如，该随时间变化非喷射波形52可成形或构造为将该液滴发生器30设为与该液滴发 生器30在喷射液滴之后所处的机电和流体动力学条件类似的机电和流体动力学条件。这 样，该液滴发生器30在每次该液滴发生器喷射都设在基本上相同的机电和流体动力学条 件，从而可在较宽的运行条件上提供更一致的液滴速度和/或液滴质量。再如，该随时间变化非喷射波形52可成形或构造为减少液滴速度的变化，从而液 滴速度近似恒定而不管给定的液滴喷射波形跟着液滴喷射波形或非喷射波形。换句话说， 该液滴速度基本上不受喷射模式的影响。并且，该随时间变化非喷射波形52可成形或构造为减少液滴质量的变化，从而液 滴质量近似恒定而不管给定的液滴喷射波形跟着液滴喷射波形或非喷射波形。换句话说， 液滴质量基本上不受该喷射模式的影响。该随时间变化非喷射波形52可进一步成形或构造为当给定的液滴喷射波形跟着 非喷射波形时改变液滴参数。例如，如图3所描述的，该随时间变化液滴喷射波形51可以是双极电压信号，具有 大于0伏特的部分和小于0伏特的部分。或者，该随时间变化液滴喷射波形可以是这样的 信号，该信号包括大于基准的脉冲部分和小于基准的脉冲部分。该随时间变化非喷射波形可以是单极电压信号，如可以是相对基准的正或负脉 冲。非喷射脉冲的脉冲持续时间可小于喷射间隔，其中为了方便可在脉冲转变时间之间测 量脉冲持续时间，例如，该转变是源于该基准的转变和向该基准的转变。非喷射脉冲可位于 喷射间隔中的任何位置。例如非喷射脉冲可以大约在喷射间隔的中心，或其可仅位于喷射 间隔的第一半或第二半的任一个中。作为具体示例，该随时间变化非喷射波形可以是负向 脉冲，其宽度在该喷射间隔T的大约10%至大约90%的范围内，或例如大约0. IT至大约 0. 9T。例如，如图3所描述的，该随时间变化液滴喷射波形51可以是双极电压信号，顺次 具有正脉冲部分61、第一负脉冲部分71、延迟和第二负脉冲部分72。该随时间变化非喷射波形包含负脉冲81。每个脉冲特征在于脉冲持续时间D61、D71、D72和D81，其为了方便在 该脉冲转变时间之间测量，该转变是源于该基准的转变和向该基准的转变。每个脉冲特征 在于峰值脉冲幅度M61、M71、M72和M81，其在这个示例中是正数。该正脉冲61的持续时间D61可在大约7微秒至大约12微秒的范围。该第一负脉 冲71的持续时间D71可在大约3微秒至大约6微秒的范围。该第二负脉冲72的持续时间 D72可在大约3微秒至大约5微秒的范围。该随时间变化非喷射波形52的负脉冲81的持 续时间D81可在大约3微秒至大约5微秒的范围。该正脉冲61的峰值幅度M61可在大约30伏特至大约50伏特的范围。该正脉冲 可包括例如四个段第一正梯段61A、第二正梯段61B、基本恒定高度段61C和负梯段61D。 该第一正梯段61A比该第二正梯段61B陡，以及该负梯段61D没有正脉冲61的两个正梯段陡。该第一负脉冲71的幅度M71可在大约30伏特至大约50伏特的范围。该第一负 脉冲可包括例如四个段第一负梯段71A、第二负梯段71B、基本上恒定高度段71C和正梯段 71D。该第一负梯段71A比第二负梯段71B陡，以及该负梯段71D比该第一负脉冲71的第 二负梯段71B陡。运行中，该随时间变化喷射波形51的该第三脉冲72重置该液滴发生器30的弯液 面以使其准备好下一喷射间隔。这个第三脉冲72使该液滴发生器30处于所需的谐振状态。 该第三脉冲72的电压和定时会影响该液滴发生器30的机电和流体动力学谐振状态。该第 三脉冲的电压可根据在给定的频率或对应的图像样式散发的液滴之间的以及在不同频率 或图像样式散发的液滴之间的具体液滴质量差来选择。例如，在运行期间，对于将该液滴发生器30控制为在给定的喷射频率散发液滴时 的液滴质量与将该液滴发生器30控制为在不同的喷射频率散发液滴时生成的液滴质量的 具体的差，该第三脉冲72的极性以及该第三脉冲72的电压相对于该第一脉冲61的电压的 幅度可以在两个极性调节大约0%至大约50%。例如，对于在大约43kHz散发的液滴与在 大约IlkHz散发的液滴或利用大约IlkHz的喷射速率的图案散发的液滴之间的所需的液滴 质量差，该随时间变化喷射波形51的该第三脉冲72的幅度可从相比该第一正脉冲61的幅 度的-50%电压至相比该第一正脉冲61的幅度的大约50%电压。该随时间变化喷射波形51的该第三脉冲72的峰值幅度M72在大约15伏特或更 少的范围。例如，如图3所描述的，该随时间变化喷射波形72的该第三脉冲相比该第一正 脉冲61的相对幅度在-50%和0%之间的范围。该随时间变化喷射波形51的该第三脉冲 72可包括例如四个段第一负梯段72A、第二负梯段72B、基本上恒定高度段72C和正梯段 72D。该第一负梯段72A比该第二负段72B陡，该正梯段72D比该第二负梯段72B陡。例如，如图4所描述的，该随时间变化喷射波形72的该第三脉冲相比该第一正脉 冲61的相对幅度在0%和50%之间的范围内。该随时间变化喷射波形51的该第三脉冲 72可包括例如四个段第一正梯段72A、第二正梯段72B、基本上恒定高度段72C和负梯段 72D。该第一正梯段72A比该第二正段72B陡，该负梯段72D比该第二正梯段72B陡。该随时间变化非喷射波形52的该负脉冲81的幅度在大约5伏特至大约10伏特的 范围。该随时间变化非喷射波形52的该负脉冲81可包括例如四个段第一负梯段81A、第 二负梯段81B、基本上恒定高度段81C和正梯段81D。该第一负梯段81A比该第二负段81B陡，该正梯段81D比该第二负梯段81B陡。通常，该喷射波形51将包括，依次为具有第一极性的第一脉冲、具有第二极性的 第二脉冲、延迟和具有第一或第二极性的第三脉冲。类似地，该非喷射波形52通常包括具 有相对该喷射波形51的第二极性的脉冲。图5和6是驱动信号的实施例示意图，其可用来 驱动类似于图2的液滴发生器，其具有与图3和4的波形相反的极性。图5和6的波形包 括负脉冲61、正脉冲71、分别正和负的该喷射波形的第三脉冲72和正非喷射脉冲81。图 5和6的喷射和非喷射波形的脉冲的持续时间D61、D71、D72、D81以及幅度M61、M71、M72、 M81基本上与图3和4的波形中对应的脉冲的持续时间D61、D71、D72、D81和幅度M61、M71、 M72、M81 相同。可以认识到，若干上面公开的以及其他特征和功能或其替代物可根据需要组合为 许多别的不同系统或应用。并且其中各种各样的不能预见或不曾预料的替代物、修改、变化 或改进最后可由本领域技术人员做出，其也应被所附权利要求所包含。
权利要求
1.一种液滴散发设备，包括 液滴发生器；液滴生成波形，当要散发液滴时在喷射间隔期间被施加到该液滴发生器，该液滴生成 波形包括具有第一极性的脉冲，其后是具有第二极性的脉冲；以及非液滴生成波形，当不散发液滴时在非喷射间隔期间被施加到该液滴发生器，该非液 滴生成波形包括具有该第二极性的单脉冲。
2.根据权利要求1所述的液滴散发设备，该液滴喷射波形包括 第一脉冲，具有该第一极性；第二脉冲，具有与该第一极性相反的该第二极性；以及 第三脉冲，具有该第一或该第二极性之一。
3.根据权利要求1所述的液滴散发设备，其中该液滴非喷射波形包括极性与用来使得 该液滴发生器散发流体的极性相反的单脉冲或者多于一个脉冲。
4.根据权利要求1所述的液滴散发设备，其中该液滴非喷射波形发生在该喷射间隔的 第一部分中。
全文摘要
一种液滴散发装置，其包括液滴发生器、包括多个喷射间隔的施加于该液滴发生器的驱动信号，其中该驱动信号在每个喷射间隔中包括双极液滴喷射波形或非喷射波形。
文档编号B41J2/045GK101992595SQ201010128138
公开日2011年3月30日 申请日期2010年2月9日 优先权日2009年2月12日
发明者布赖恩·爱德华·威廉姆斯, 特伦斯·李·斯蒂芬斯 申请人:施乐公司