專利名稱：利用低功率波形提供滴劑大小可變噴射的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方式涉及液滴噴射，更具體地，涉及使用低功率波形來進(jìn)行滴劑大 小可變噴射。
背景技術(shù)：
液滴噴射裝置被用于各種用途，最普遍的是用于在各種介質(zhì)上打印圖像。它們通 常被稱為噴墨裝置或噴墨打印機(jī)。按需噴墨液滴噴射裝置由于其靈活且經(jīng)濟(jì)實惠，所以被 用于許多應(yīng)用中。按需噴墨裝置響應(yīng)于特定的信號(通常是電波形，或是可以包括單個脈 沖或多個脈沖的波形)來噴射一個或多個液滴。多脈沖波形的不同部分可以被選擇性地觸 發(fā)以產(chǎn)生液滴。液滴噴射裝置通常包括從液體供應(yīng)裝置到噴嘴路徑的液體路徑。噴嘴路徑在噴嘴 口處終止，滴劑從噴嘴口被噴射。通過利用執(zhí)行器對液體路徑中的液體施加壓力來控制液 滴噴射，所述執(zhí)行器可以例如是壓電偏轉(zhuǎn)器、熱氣泡噴注式發(fā)生器或靜電偏轉(zhuǎn)元件。通常的 打印頭具有液體路徑陣列，該液體路徑陣列具有相應(yīng)的噴嘴口和相關(guān)的執(zhí)行器，并且從每 個噴嘴口的液滴噴射可以被獨立控制。在按需噴墨打印頭中，在打印頭和承印物相對于彼 此移動時，每個執(zhí)行器被發(fā)射以選擇性地將液滴噴射在特定的目標(biāo)像素位置處。液滴的質(zhì) 量分布在液滴的頭部和尾部。液滴的頭部最初落到目標(biāo)上，而液滴的尾部隨后落到目標(biāo)上。 因為通常利用移動的目標(biāo)或移動的噴射器來操作按需噴墨噴射器，液滴速度的變化導(dǎo)致介 質(zhì)上滴劑位置的變化。這些變化可能降低成像應(yīng)用中的圖像質(zhì)量，并且可能降低其他應(yīng)用 中的系統(tǒng)性能。液滴體積和質(zhì)量的變化導(dǎo)致圖像中的曲線大小的變化，或其他應(yīng)用中性能 的降低。


在附圖中的圖示中，以示例而非限制的方式示出了本發(fā)明，在附圖中圖1示出了根據(jù)已有方法的具有兩個驅(qū)動脈沖和三個中間部分的多脈沖波形；圖2示出了根據(jù)一種實施方式的裁切模式壓電噴墨裝置打印頭的分解圖；圖3示出了根據(jù)一種實施方式的噴墨裝置模塊的橫截面圖；圖4是示出了根據(jù)一種實施方式的噴墨裝置模塊的電極相對于增壓室和壓電元 件的位置的透視圖；圖5A示出了圖5B中示出的噴墨裝置模塊的另一種實施方式的分解圖；圖6是根據(jù)另一種實施方式的裁切模式壓電噴墨裝置打印頭；圖7是示出了根據(jù)一種實施方式的凹模的噴墨裝置模塊的透視圖；圖8示出了用于利用低功率多脈沖波形來驅(qū)動液滴噴射裝置的實施方式的流程 圖；圖9示出了根據(jù)一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的低功率多 脈沖波形；
圖10示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的低功率 多脈沖波形；圖11示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的多脈沖 波形；圖12示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的多脈沖 波形；圖13示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的低功率 多脈沖波形；圖14示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的多脈沖 波形；以及圖15示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的低功率 多脈沖波形。
具體實施例方式在此描述了用于利用低功率多脈沖波形來驅(qū)動液滴噴射裝置的方法和設(shè)備。一種 用于驅(qū)動具有執(zhí)行器的液滴噴射裝置的方法包括將具有至少兩個驅(qū)動脈沖和至少一個中 間部分的低功率多脈沖波形施加到執(zhí)行器。方法還包括響應(yīng)于至少兩個驅(qū)動脈沖和至少 一個中間部分來交替地使耦合到執(zhí)行器的增壓室擴(kuò)大或者縮小。在一種實施方式中，增壓 室響應(yīng)于驅(qū)動脈沖而擴(kuò)大，并響應(yīng)于中間部分而縮小。方法還包括使液滴噴射裝置響應(yīng)于 多脈沖波形的脈沖來噴射一個或多個液體液滴。在單個液滴的情況下，液滴可以根據(jù)多脈 沖波形中的脈沖的數(shù)量，由一個或多個子滴劑形成，并且子滴劑可以被連接，從而使得子滴 劑一起從孔脫離。子滴劑可以在脫離前、到達(dá)打印媒介的空中飛行過程中或在打印媒介上 合成較大的液滴。在一些實施方式中，至少一個中間部分具有高于0且小于或等于閾值電 壓水平的電壓水平，從而減少需要用來操作液滴噴射裝置的功率。通過減少至少兩個驅(qū)動 脈沖和至少一個中間部分之間的電壓變化總幅度來減少需要用來噴射液體的功率。圖1示出了具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的多脈沖波形。多脈沖波形100包 括三個驅(qū)動脈沖110、120和130以及兩個中間部分115和125，如圖1中所示。中間部分 115和125的電壓等于0。施加到執(zhí)行器的波形100的電壓從脈沖110的峰值電壓減小到 0，然后增加到脈沖120的峰值電壓。接下來，電壓減小到0，然后增加到脈沖130的峰值電 壓。以14千赫(kHz)的頻率操作的波形100可以生成80毫微克(ng)滴劑，并消耗沈瓦 特的功率。圖2是根據(jù)一種實施方式的裁切模式壓電噴墨裝置打印頭的分解圖。參考圖2，壓 電噴墨裝置頭2包括多個模塊4、6和孔板14，該多個模塊4、6被組裝到套環(huán)(collar)元件 10中，歧管板(manifold plate) 12連到套環(huán)元件10上。壓電噴墨裝置頭2是各種類型打 印頭中的一個示例。根據(jù)一種實施方式，油墨通過套環(huán)10導(dǎo)入噴注模塊，用多脈沖波形啟 動該噴注模塊以從孔板14上的孔16將各種液滴大小(例如，30毫微克、50毫微克、80毫微 克)的油墨液滴噴出。每個噴墨裝置模塊4、6包括本體20，該本體20由薄矩形材料塊(諸 如，燒結(jié)碳和陶瓷)形成。在本體的兩側(cè)用機(jī)器加工一系列井眼22，該井眼22形成油墨增 壓室。油墨通過油墨填充通道沈被導(dǎo)入，該油墨填充通道沈也是用機(jī)械加工到本體中。
本體的相對表面由柔性高分子膜30和30'覆蓋，該高分子膜30和30'包括一系 列被排列設(shè)置在本體中的增壓室上的電觸點。電觸點連接到引線上，該引線可以轉(zhuǎn)而連接 到包括驅(qū)動器集成電路33和33'的柔性印刷膜片(flex print)32和32'上。膜30和 30'可以是柔性印刷膜片。每個柔性印刷膜片膜可以通過薄的環(huán)氧樹脂層被密封到本體20 上。該環(huán)氧層足夠薄以填充在噴注裝置本體的表面粗糙處，從而提供機(jī)械結(jié)合，但也足夠薄 以使得少量環(huán)氧樹脂被從結(jié)合線擠到增壓室中。每個壓電元件34和34'位于柔性印刷膜片30和30‘上，該壓電元件34和34' 可以是單個單塊壓電換能器(PZT)元件。每個壓電元件34和34'具有通過化學(xué)蝕刻掉導(dǎo) 電金屬而形成的電極，所述導(dǎo)電金屬已被真空氣相沉積在壓電元件的表面上。壓電元件上 的電極在對應(yīng)于增壓室的位置上。壓電元件上的電極將柔性印刷膜片30和30'上的對應(yīng) 觸點進(jìn)行電嚙合。所以，每個壓電元件在元件的側(cè)面上電接觸，這會引發(fā)啟動。壓電元件通 過薄的環(huán)氧樹脂層固定到柔性印刷膜片上。圖3是根據(jù)一種實施方式的噴墨裝置模塊的橫截面圖。參考圖3，壓電元件34和 34'具有合適的大小，以只覆蓋包括機(jī)械加工的油墨增壓室22的部分本體。包括油墨填充 通道沈的部分本體不被壓電元件覆蓋。油墨填充通道沈由柔性印刷膜片的部分31和31'密封，該柔性印刷膜片的部分 31和31'連接到模塊本體的外部。柔性印刷膜片在油墨填充通道上形成非剛性覆蓋(并 密封油墨填充通道)，并接近暴露于空氣中的液體的自由表面。串?dāng)_是噴注裝置之間的多余交互。一個或多個噴注裝置的發(fā)動可能會通過改變噴 注速度或所噴注的滴劑體積而不利地影響其他噴注裝置的性能。當(dāng)在噴注裝置之間傳送多 余能量時，這有可能發(fā)生。在正常的操作中，壓電元件首先被啟動從而增加增壓室的體積，然后，在一段時間 周期之后，壓電元件被退動(deactuate)從而壓電元件返回到原始位置。增加增壓室的體 積使得負(fù)壓力波被發(fā)出。該負(fù)壓力起始于增壓室，并傳向增壓室的兩端(向著孔和向著油 墨填充通道，如箭頭33和33'所指示)。當(dāng)負(fù)波達(dá)到增壓室的端部并碰到大區(qū)域的油墨填 充通道(該通道與所接近的自由的表面相連通)時，負(fù)波被作為正波反射回到增壓室，并傳 向孔。壓電元件返回其原始位置也創(chuàng)建了正波。壓電元件的退動時序使得當(dāng)其正波和反射 正波到達(dá)孔時相累加。圖4是根據(jù)一種實施方式的噴墨裝置模塊的透視圖，該圖示出了電極相對于增壓 室和壓電元件的位置。參考圖4，示出了相對于增壓室和壓電元件的柔性印刷膜片30上的 電極圖案50。壓電元件在壓電元件34的側(cè)面上具有電極40，該電極40與柔性印刷膜片接 觸。每個電極40相對于噴注裝置本體中的增壓室45而被設(shè)置和調(diào)整大小。每個電極40 具有伸長的區(qū)域42，該伸長的區(qū)域42具有通常對應(yīng)于增壓室的長和寬的長和寬，但是相對 較短和較窄，以使得在電極40的周邊與增壓室的側(cè)面和端部之間存在縫隙43。這些位于增 壓室中間的電極區(qū)域42是驅(qū)動電極。壓電元件上的梳狀第二電極52通常對應(yīng)于增壓室外 部的區(qū)域。該電極52是公共(接地)電極。柔性印刷膜片在該柔性印刷膜片的側(cè)面51上具有電極50，該電極50與壓電元件 接觸。柔性印刷膜片電極和壓電元件電極充分重疊，以進(jìn)行良好的電接觸和很容易地將柔 性印刷膜片和壓電元件對齊。柔性印刷膜片電極延伸超出壓電元件(以圖4中的垂直方向)，以允許與包括驅(qū)動電路的柔性印刷膜片32焊接。不必要具有兩個柔性印刷膜片30和 32?？梢允褂脝蝹€柔性印刷膜片。圖5A是圖5B中示出的噴墨裝置模塊的另一種實施方式的分解圖。在該實施方式 中，噴注裝置本體由多個部分組成。噴注裝置本體80的框架是燒結(jié)碳，并包括油墨填充通 道。補(bǔ)強(qiáng)板82和82'連接到噴注裝置本體的每側(cè)上，該補(bǔ)強(qiáng)板82和82'是被設(shè)計用于加 強(qiáng)組裝硬度的薄金屬板。凹模84和84'連接到補(bǔ)強(qiáng)板上，該凹模84和84'是可用化學(xué)方 法將增壓室加工入其中的薄金屬板。柔性印刷膜片30和30'連接到凹模上，并且壓電元件 34和34'被連接到該柔性印刷膜片上。所有這些元件都用環(huán)氧樹脂結(jié)合在一起。包括驅(qū) 動電路32和32'的柔性印刷膜片通過焊接工藝被連接。圖6是根據(jù)另一種實施方式的剪切模式壓電噴墨裝置打印頭。圖6中示出的噴 墨裝置打印頭與圖2中示出的打印頭類似。然而，圖6中的打印頭具有單個噴墨裝置模塊 210，而圖2中具有雙噴墨裝置模塊4和6。在一些實施方式中，噴墨裝置模塊210具有以下 組件碳本體(carbon body) 220、加強(qiáng)板250、凹模M0、柔性印刷膜片230、PZT部件234、噴 嘴板沈0、油墨填充通道270、柔性印刷膜片232和驅(qū)動電子電路233。這些組件具有與結(jié)合 圖2-5中所述的那些組件類似的功能。圖7中更為詳細(xì)地示出了根據(jù)一種實施方式的凹模。凹模240具有開口四0、油墨 填充通道270和增壓室觀0，該增壓室280被PZT 234變形或啟動?？梢员环Q為液滴噴射 裝置的噴墨裝置模塊210包括圖6和圖7中示出的增壓室。PZT部件234(例如，執(zhí)行器) 操作用于響應(yīng)于施加到驅(qū)動電子器件233的驅(qū)動脈沖來改變增壓室中的液體壓力。對于一 種實施方式，PZT部件234從增壓室噴射一個或多個液體液滴。驅(qū)動電子器件233被耦合 到PZT部件234。在噴墨裝置模塊210的操作期間，驅(qū)動電子器件233利用具有至少兩個驅(qū) 動脈沖和至少一個中間部分的低功率多脈沖波形來驅(qū)動PZT部件234，從而使PZT部件234 響應(yīng)于多脈沖波形的脈沖來從增壓室噴射一個或多個液體液滴。在單個液滴的情況下，液 滴可以根據(jù)多脈沖波形中脈沖的數(shù)量，由一個或多個子滴劑形成，并且子滴劑可以連接，從 而使得子滴劑一起從孔脫落。至少一個中間部分具有高于0且低于閾值電壓水平的電壓水 平，從而減少操作噴墨裝置模塊210所需的功率。驅(qū)動脈沖和中間部分按時交替，從而改變 增壓室的壓力和噴射液滴。在一種實施方式中，液滴噴射裝置響應(yīng)于多脈沖波形的脈沖或響應(yīng)于另外的多脈 沖波形的脈沖來噴射另外的液體液滴。波形可以包括連接在一起的一系列分段。每個分段 可以包括一定數(shù)量的采樣，該采樣包括固定的時間周期(例如，1至3微秒)和相關(guān)數(shù)量的 數(shù)據(jù)。采樣的時間周期足夠長，以便驅(qū)動電子器件的控制邏輯可在下一波形分段啟用或禁 用每個噴注裝置噴嘴。波形數(shù)據(jù)作為一系列地址、電壓和標(biāo)志位采樣存儲在表中，并可以用 軟件訪問。波形提供用于產(chǎn)生單個大小的液滴和各種不同大小的液滴所需的數(shù)據(jù)。圖8示出了根據(jù)一種實施方式用于利用低功率多脈沖波形來驅(qū)動液滴噴射裝置 的過程的流程圖。用于驅(qū)動具有執(zhí)行器的液滴噴射裝置的過程包括在處理框802，施加具 有至少兩個驅(qū)動脈沖和至少一個中間部分的低功率多脈沖波形到執(zhí)行器。過程還包括在 處理框804，響應(yīng)于至少兩個驅(qū)動脈沖和至少一個中間部分來交替地使耦合到執(zhí)行器的增 壓室擴(kuò)大或者縮小。在一種實施方式中，增壓室可以在每個驅(qū)動脈沖的上升時間期間擴(kuò)大， 并在每個驅(qū)動脈沖的下降時間期間縮小。如果波形被翻轉(zhuǎn)，則可以在下降時間期間進(jìn)行擴(kuò)大，并在上升時間期間進(jìn)行縮小。接下來，過程包括在處理框806，使液滴噴射裝置響應(yīng)于 多脈沖波形的脈沖來噴射一個或多個液體液滴。在一些實施方式中，至少一個中間部分具 有高于0且小于或等于閾值電壓水平的電壓水平，從而減少需要用來操作液滴噴射裝置的 功率。通過減少第一個驅(qū)動脈沖的峰值電壓和中間部分的電壓水平之間的第一電壓變化以 及中間部分的電壓水平和第二個驅(qū)動脈沖的峰值電壓之間的第二電壓變化的總幅度來減 少需要用來噴射液體的功率。圖9示出了根據(jù)一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的低功率多 脈沖波形。該低功率多脈沖波形900包括三個驅(qū)動脈沖910、920和930以及兩個中間部分 915和925，如圖9所示。與圖1中所示的波形100相反，這些中間部分915和925大于0， 從而減少從驅(qū)動脈沖切換到中間部分的電壓變化，反之亦然。中間部分915和925還被設(shè) 置為小于或等于閾值電壓水平。第一閾值電壓水平大于或等于中間部分915的電壓水平， 且第二閾值電壓水平大于或等于中間部分925的電壓水平。第一閾值電壓水平基于與驅(qū)動 脈沖910和920相關(guān)的峰值電壓。第一閾值電壓水平小于與驅(qū)動脈沖910和920相關(guān)的峰 值電壓中的較低者，從而執(zhí)行器能夠合適地改變增壓室中的壓力，以從增壓室噴射液體。以 類似的方式，第二閾值電壓水平基于與驅(qū)動脈沖920和930相關(guān)的峰值電壓。第二閾值電 壓水平小于與驅(qū)動脈沖920和930相關(guān)的峰值電壓中的較低者。對于一種實施方式，低電 壓脈沖915和925都被設(shè)置為等于最大波形電壓的某百分比(例如，27% )。執(zhí)行器響應(yīng)于由波形施加的各種電壓脈沖和電壓變化，來使增壓室變形并改變增 壓室中的壓力以噴射液體。波形的中間部分創(chuàng)建增壓動作，從而驅(qū)動子滴劑，該子滴劑形成 為總的大滴劑。電壓以及壓力執(zhí)行器的動作不必須達(dá)到完全的最大或最大，從而生成滴劑 形成所需的效果。發(fā)射噴注陣列所需的功率可以是頻率、供應(yīng)電壓、波形電壓和脈沖之間的 電壓總幅度變化的函數(shù)。通過減少驅(qū)動脈沖和中間部分之間的變化幅度，用于發(fā)動噴注裝 置的總功率可以減少。驅(qū)動脈沖910的峰值電壓小于驅(qū)動脈沖920的峰值電壓，驅(qū)動脈沖 920的峰值電壓小于驅(qū)動脈沖930的峰值電壓，從而噴射具有大于50毫微克(ng)的質(zhì)量的 液滴。在另一種實施方式中，以14千赫(kHz)頻率操作的低功率波形900可以產(chǎn)生80ng 的滴劑，并消耗20瓦特的功率。相比之下，以14千赫(kHz)頻率操作的波形100可以產(chǎn)生 SOng的滴劑，并消耗沈瓦特的功率。對于SOng的滴劑，波形900與波形100相比節(jié)約了百 分之二十三的功率。低功率波形900產(chǎn)生與波形100的發(fā)射電壓、滴劑質(zhì)量、頻率響應(yīng)和滴 劑形成類似或相等的發(fā)射電壓、滴劑質(zhì)量、頻率響應(yīng)和滴劑形成。圖10示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的低功率 多脈沖波形。低功率多脈沖波形1000包括與波形900的驅(qū)動脈沖和中間部分類似的三個 驅(qū)動脈沖1010、1020和1030以及兩個中間部分1015和1025。然而，中間部分1015具有低 于中間部分1025的電壓水平的電壓水平。圖11示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的多脈沖 波形。低功率多脈沖波形1100包括與波形900和1000的驅(qū)動脈沖和中間部分類似的三個 驅(qū)動脈沖1110、1120和1130以及兩個中間部分1115和1125。然而，中間部分1115具有高 于中間部分1125的電壓水平的電壓水平。波形900、1000和1100可以利用減少的功率消 耗產(chǎn)生大液滴(例如，80ng)。相對于驅(qū)動脈沖的峰值電壓改變中間部分的電壓水平會改變噴注液滴所消耗的功率。圖12示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的多脈沖 波形。多脈沖波形1200具有三個驅(qū)動脈沖1210、1220和1230以及兩個中間部分1215和 1225，如圖12中所示。中間部分1215和1225的電壓近似等于0。施加到執(zhí)行器(例如， PZT部件)的波形1200的電壓從脈沖1210的峰值電壓減小到0，然后增加到脈沖1220的 峰值電壓。接下來，電壓減小到0然后增加到脈沖1230的峰值電壓。驅(qū)動脈沖1230的峰 值電壓小于驅(qū)動脈沖1210的峰值電壓，驅(qū)動脈沖1210的峰值電壓小于驅(qū)動脈沖1220的峰 值電壓，從而噴射具有小于50ng質(zhì)量的液滴(具有小的尾部質(zhì)量)。在另一種實施方式中，以30千赫頻率操作的波形1200可以產(chǎn)生30ng的滴劑，并 消耗62瓦特的功率。波形1200創(chuàng)建滴劑，該滴劑可以另外利用脈沖1210和1220創(chuàng)建為 40-50ngo然后波形1200使用脈沖1230來迅速開始使液滴尾部脫落。圖13示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的低功率 多脈沖波形。低功率多脈沖波形1300包括三個驅(qū)動脈沖1310、1320和1330以及兩個中間 部分1315和1325，如圖13中所示。與圖12中示出的波形1200相反，這些中間部分1315和 1325大于0，以減小從驅(qū)動脈沖切換到中間部分的電壓變化，反之亦然。中間部分1315和 1325還被設(shè)置為小于或等于閾值電壓水平。第一閾值電壓水平大于或等于中間部分1315 的電壓水平，且第二閾值電壓水平大于或等于中間部分1325的電壓水平。第一閾值電壓水 平基于與驅(qū)動脈沖1310和1320相關(guān)的峰值電壓。第一閾值電壓水平小于與驅(qū)動脈沖1310 和1320相關(guān)的峰值電壓中的較低者，從而對增壓室中的液體進(jìn)行合適的噴射。以類似的方式，第二閾值電壓水平基于與驅(qū)動脈沖1320和1330相關(guān)的峰值電壓。 第二閾值電壓水平小于與驅(qū)動脈沖1320和1330相關(guān)的峰值電壓中的較低者。對于一種實 施方式，中間部分1315和1325的電壓水平都被設(shè)置為等于最大波形電壓的某百分比(例 如，27% )。對于另一種實施方式，中間部分1315和1325的電壓水平被設(shè)置為不同的電壓， 從而是最大波形電壓的不同的百分比(例如，21 %，27 % )。圖14示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的多脈沖 波形。低功率多脈沖波形1400具有與波形1300的驅(qū)動脈沖和中間部分類似的三個驅(qū)動脈 沖1410、1420和1430以及兩個中間部分1415和1425。然而，中間部分1415具有低于中間 部分1425的電壓水平的電壓水平。圖15示出了根據(jù)另一種實施方式的具有三個驅(qū)動脈沖和兩個中間部分的多脈沖 波形。低功率多脈沖波形1500包括與波形1300和1400的驅(qū)動脈沖和中間部分類似的三 個驅(qū)動脈沖1510、1520和1530以及兩個中間部分1515和1525。然而，中間部分1515具有 高于中間部分1525的電壓水平的電壓水平。波形1300、1400和1500可以利用減小的功率 消耗來生成小的液滴(例如，小于50ng)。相對于驅(qū)動脈沖的峰值電壓來改變中間部分的電 壓水平可以改變噴射液滴時所消耗的功率。如上所述，發(fā)射噴注陣列所需的功率可以是頻率、供應(yīng)電壓、波形電壓和脈沖之間 的電壓總幅度變化的函數(shù)。通過減少驅(qū)動脈沖和中間部分之間的變化幅度，用于發(fā)動噴注 裝置的總功率可以減少。驅(qū)動脈沖1330的峰值電壓小于驅(qū)動脈沖1310的峰值電壓，驅(qū)動 脈沖1310的峰值電壓小于驅(qū)動脈沖1320的峰值電壓，從而噴射具有小于50毫微克(ng) 的質(zhì)量的液滴(具有小的尾部質(zhì)量)。
在另一種實施方式中，以30千赫頻率操作的低功率波形1300可以產(chǎn)生30ng的滴 劑，并消耗49瓦特的功率。以30千赫頻率操作的波形1200可以產(chǎn)生30ng的滴劑，并消耗 62瓦特的功率。對于30ng的滴劑，波形1300與波形1200相比節(jié)約了百分之二i^一的功 率。低功率波形1300產(chǎn)生與波形1200的發(fā)射電壓、滴劑質(zhì)量、頻率響應(yīng)和滴劑形成類似或 相等的發(fā)射電壓、滴劑質(zhì)量、頻率響應(yīng)和滴劑形成。對于某些實施方式，其他類型的脈沖、滴劑成形子脈沖或完全不同的脈沖可以被 用于創(chuàng)建能夠生成各種類型和大小的液滴的低功率波形。低功率波形使中間部分的峰值電 壓大于0且小于閾值電壓水平，從而減小驅(qū)動脈沖和中間部分之間的電壓變化，同時仍然 保持合適的噴注操作。應(yīng)該理解，上述描述意在舉例說明，而不是限制性的。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來 說，在閱讀和理解上述說明的基礎(chǔ)上，許多其他實施方式是顯而易見的。所以，本發(fā)明的范 圍應(yīng)該參考所附權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求享有權(quán)利的等價物的全部范圍來確定。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動具有執(zhí)行器的液滴噴射裝置的方法，該方法包括將具有至少兩個驅(qū)動脈沖和至少一個中間部分的低功率多脈沖波形施加到所述執(zhí)行 器；以及使所述液滴噴射裝置響應(yīng)于所述低功率多脈沖波形的所述驅(qū)動脈沖來噴射一個或多 個液體液滴，其中所述至少一個中間部分具有大于0且小于或等于閾值電壓水平的電壓水 平，從而減少操作所述液滴噴射裝置所需的功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括響應(yīng)于所述至少兩個驅(qū)動脈沖來交替地使耦合到所述執(zhí)行器的增壓室擴(kuò)大或者縮小， 其中響應(yīng)于每個驅(qū)動脈沖的上升時間進(jìn)行擴(kuò)大，且響應(yīng)于每個驅(qū)動脈沖的下降時間進(jìn)行縮
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過減少第一驅(qū)動脈沖的峰值電壓和中間部分的 電壓水平之間的第一電壓變化以及所述中間部分的電壓水平和第二驅(qū)動脈沖的峰值電壓 之間的第二電壓變化的總幅度來減小用于噴射所述液體的功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多脈沖波形還包括三個驅(qū)動脈沖和兩個中間 部分，其中第一閾值電壓水平大于或等于第一中間部分的電壓水平，且第二閾值電壓水平 大于或等于第二中間部分的電壓水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第一閾值電壓水平基于與第一驅(qū)動脈沖和第 二驅(qū)動脈沖相關(guān)的峰值電壓，且所述第一閾值電壓水平小于與所述第一驅(qū)動脈沖和所述第 二驅(qū)動脈沖相關(guān)的峰值電壓中的較低者。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第二閾值電壓水平基于與第二驅(qū)動脈沖和第 三驅(qū)動脈沖相關(guān)的峰值電壓，且所述第二閾值電壓水平小于與所述第二驅(qū)動脈沖和所述第 三驅(qū)動脈沖相關(guān)的峰值電壓中的較低者。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中第一驅(qū)動脈沖的峰值電壓小于第二驅(qū)動脈沖的峰 值電壓，所述第二驅(qū)動脈沖的峰值電壓小于第三驅(qū)動脈沖的峰值電壓，以噴射具有大于50 毫微克(ng)的質(zhì)量的液滴。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中第三驅(qū)動脈沖的峰值電壓小于第一驅(qū)動脈沖的峰 值電壓，所述第一驅(qū)動脈沖的峰值電壓小于第二驅(qū)動脈沖的峰值電壓，以噴射具有小于50 毫微克(ng)的質(zhì)量的液滴，該質(zhì)量是減少的尾部質(zhì)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述執(zhí)行器進(jìn)行操作以用于響應(yīng)于所述脈沖來改 變所述增壓室中的液體壓力。
10.一種設(shè)備，該設(shè)備包括執(zhí)行器，用于從增壓室噴射一個或多個液體液滴；以及驅(qū)動電子器件，耦合到所述執(zhí)行器，其中在操作期間，所述驅(qū)動電子器件利用具有至少 兩個驅(qū)動脈沖和至少一個中間部分的多脈沖波形來驅(qū)動所述執(zhí)行器，以使所述執(zhí)行器響應(yīng) 于所述多脈沖波形的脈沖來從所述增壓室噴射一個或多個液體液滴，其中所述至少一個中 間部分具有大于0且小于閾值電壓水平的電壓水平，從而減少操作所述設(shè)備所需的功率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述多脈沖波形還包括三個驅(qū)動脈沖和兩個中 間部分，第一閾值電壓水平與第一中間部分相關(guān)，且第二閾值電壓水平與第二中間部分相 關(guān)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述第一閾值電壓水平基于與第一驅(qū)動脈沖和 第二驅(qū)動脈沖相關(guān)的峰值電壓，且所述第一閾值電壓水平小于與所述第一驅(qū)動脈沖和所述 第二驅(qū)動脈沖相關(guān)的峰值電壓中的較低者。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述第二閾值電壓水平基于與第二驅(qū)動脈沖和 第三驅(qū)動脈沖相關(guān)的峰值電壓，且所述第二閾值電壓水平小于與所述第二驅(qū)動脈沖和所述 第三驅(qū)動脈沖相關(guān)的峰值電壓中的較低者。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述第一閾值電壓水平不等于所述第二閾值電 壓水平。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述執(zhí)行器進(jìn)行操作以用于響應(yīng)所述脈沖來改 變所述增壓室中的液體壓力。
16.一種打印頭，該打印頭包括噴墨裝置模塊，該噴墨裝置模塊包括，執(zhí)行器，用于從增壓室噴射一個或多個液體液滴；以及驅(qū)動電子器件，耦合到所述執(zhí)行器，其中在操作期間，所述驅(qū)動電子器件利用具有至少 兩個驅(qū)動脈沖和至少一個中間部分的低功率多脈沖波形來驅(qū)動所述執(zhí)行器，以使所述執(zhí)行 器響應(yīng)于所述低功率多脈沖波形的脈沖來從所述增壓室噴射一個或多個液體液滴，其中所 述至少一個中間部分具有大于0且小于閾值電壓水平的電壓水平，從而減少操作所述噴墨 裝置模塊所需的功率。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的打印頭，其中高部分和中間部分按時交替，從而改變所述 增壓室的壓力。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的打印頭，其中每個中間部分與閾值電壓水平相關(guān)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的打印頭，其中所述閾值電壓水平基于在與所述閾值電壓水 平相關(guān)的所述中間部分之前和之后立即產(chǎn)生的驅(qū)動脈沖的峰值電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的打印頭，其中所述閾值電壓水平小于與在所述中間部分之 前和之后立即產(chǎn)生的驅(qū)動脈沖相關(guān)的所述峰值電壓中的較低者。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的打印頭，其中所述噴墨裝置模塊還包括碳本體、加強(qiáng)板、 凹模、第一柔性印刷膜片、噴嘴板、油墨填充通道和第二柔性印刷膜片。
全文摘要
在一種實施方式中，一種用于驅(qū)動具有執(zhí)行器的液滴噴射裝置的方法包括將具有至少兩個驅(qū)動脈沖和至少一個中間部分的低功率多脈沖波形施加到執(zhí)行器。該方法還包括響應(yīng)于至少兩個驅(qū)動脈沖和至少一個中間部分來使耦合到執(zhí)行器的增壓室交替擴(kuò)大和縮小。該方法還包括使液滴噴射裝置響應(yīng)于低功率多脈沖波形的脈沖來噴射一個或多個液體液滴。在一些實施方式中，至少一個中間部分具有大于0且小于或等于閾值電壓水平的電壓水平，從而減少操作所述液滴噴射裝置所需的功率。
文檔編號B41J2/045GK102046384SQ200980118783
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者R·哈森拜恩, S·E·達(dá)比 申請人:富士膠片戴麥提克斯公司