CN100430224C - 微滴喷射装置 - Google Patents

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Abstract

一种微滴喷射装置，包括一个微滴发生器和一个驱动信号波形，该驱动信号波形顺次包括第一极性的脉冲、第二极性的第一脉冲、时延间隔以及第二极性的第二脉冲。

Description

微滴喷射装置
技术领域
本发明一般涉及微滴喷射装置。
背景技术
用于生成打印介质的按需喷墨技术已被用在诸如打印机、绘图仪以及传真机的商品中。通常，这样形成喷墨图像，即，使装在打印头或打印头组件中的多个微滴发生器喷射的墨滴选择性地落在接收表面上。例如，打印头组件和接收表面相对彼此移动，而微滴发生器被控制成以适当的次数喷射微滴，例如通过一个合适的控制器。接收表面可为转移表面或打印介质，比如纸张。在转移表面的情况下，其上打印的图像随后被转移到输出的打印介质如纸张上。
已知的喷墨微滴发生器结构采用机电换能器来使墨水从墨水室中进入微滴成形输出通道，且难于控制微滴速度和/或微滴质量。
发明内容
本发明提供一种微滴喷射装置，包括：一个微滴发生器；一个在微滴喷射间隔中施加到微滴发生器上的微滴喷射波形；该微滴喷射波形顺次包括第一极性的脉冲、第二极性的第一脉冲、时延间隔以及第二极性的第二脉冲。
附图说明
图1是按需喷墨微滴喷射装置一实施例的示意性方框图；
图2是可用在图1微滴喷射装置中的微滴发生器一实施例的示意性结构图；
图3是驱动信号一实施例的示意图，该驱动信号可用于驱动图2的微滴发生器；
图4是驱动信号另一实施例的示意图，该驱动信号可用于驱动图2的微滴发生器；
图5是驱动信号又一实施例的示意图，该驱动信号可用于驱动图2的微滴发生器；
图6是驱动信号另一实施例的示意图，该驱动信号可用于驱动图2的微滴发生器。
具体实施方式
图1是一按需喷墨打印装置实施例的示意方框图，该打印装置包括一个控制器10和一个打印头组件20，该打印头组件20可以包括许多喷射微滴的微滴发生器。该控制器10通过给每个微滴发生器提供对应的驱动信号来选择性地激发微滴发生器。每个微滴发生器都可以使用压电换能器。作为其他示例，每个微滴发生器可以使用剪切振模换能器、环形收缩换能器、电致伸缩换能器、电磁换能器或磁敏限制性换能器。该打印头组件20可以由片状薄片或薄板堆积而成，如不锈钢。
图2是一个微滴发生器30的实施例的示意结构图，该微滴发生器30可以用在图1中示出的打印装置的打印头组件20中。微滴发生器30包括一个入口通道31，该入口通道31接收来自歧管、储存器或其他墨水容纳结构中的墨水33。墨水33流入一个被限定在一侧的压力或泵室35中，例如通过一个柔软的隔板37。一个机电换能器39与该柔软的隔板37相连，并可例如覆盖在压力室35上。该机电换能器39可以是一个压电换能器，其包括一个压电元件41，例如被安置在电极43之间，电极43从控制器10接收微滴喷射和不喷射信号。机电换能器39的激发使得墨水从压力室35流到微滴成形输出通道45，墨滴49从该输出通道45喷向接收介质48，它例如可以是一个转移表面。该输出通道45可以包括喷嘴或喷孔47。
墨水33可以被熔化或被换相成固体墨，且该机电换能器39可以是一个压电换能器，例如，其在一种弯曲模式下操作。
图3和4是驱动微滴喷射信号或波形51实施例的示意图，该驱动微滴喷射信号或波形51在喷射区间T被提供给打印头以将墨滴喷射出来。随时间变化的微滴喷射波形51被成形或构造成激励机电换能器，从而使微滴发生器喷射出墨滴。波形51的持续时间可小于喷射区间T。作为示例，喷射区间T可落在约100-约25微秒的范围内，这样微滴发生器就可按照约10-约40KHz范围内的微滴喷射频率操作，例如，喷射区间T基本上等于微滴喷射频率的倒数。波形51的总时间可例如为约20-约30微秒。
作为示例，微滴喷射波形51可为两极电压信号，其顺次具有正脉冲分量61、第一负脉冲分量71、时延以及第二负脉冲分量72。脉冲相对于比如零伏的基准为正或负。每个脉冲的特征在于具有脉冲宽度DP、DN1、DN2，为了方便起见，它们是在脉冲过渡时间之间测量的(即，从基准过渡和过渡到基准)。每个脉冲的特征还在于具有峰值脉冲幅度MP、MN1、MN2，其在此为正数。
正脉冲61可具有约10-约16微秒的持续时间DP。第一负脉冲71可具有约3-约7微秒的持续时间DN1。第二负脉冲72可具有约2-约8微秒的持续时间DN2。这样一来，正脉冲61的持续时间就大于第一负脉冲71的持续时间DN1，且大于第二负脉冲72的持续时间DN2。第二负脉冲72的持续时间DN2可小于或大于第一负脉冲71的持续时间DN1。第一和第二负脉冲71、72的持续时间DN1、DN2可相类似。
正脉冲61可具有约33-约47伏的峰值MP。例如，正脉冲61的峰值MP可约为39伏或更小。正脉冲61可例如包括四个区段：第一正向段61A、第二正向段61B、基本恒定的水平段61C以及负向段61D。第一正向段61A要比第二正向段61B陡。
第一负脉冲71可具有约30-约47伏的峰值MN1。例如，第一负脉冲71的峰值MN1可约为35伏或更小。第一负脉冲71的峰值MN1可小于正脉冲61的峰值MP。第一负脉冲71可例如包括四个区段：第一负向段71A、第二负向段71B、基本恒定的水平段71C以及正向段71D。第一负向段71A要比第二负向段71B陡。基本恒定的水平段71C可短于正脉冲61基本恒定的水平段61C。
第二负脉冲72可具有约15-约47伏的峰值MN2。例如，第二负脉冲72的峰值MN2可约为22伏或更小。第二负脉冲72的峰值MN2可小于正脉冲61的峰值MP，且小于第一负脉冲61的峰值MN1。第二负脉冲72可例如为三角形(图3)或梯形(图4)。在三角形的实施例中，第二负脉冲72包括一个负向段72A和一个正向段72B。在梯形的实施例中，第二负脉冲72包括一个第一负向段172A、一个基本恒定的水平段172B以及一个正向段172C。
在操作中，正脉冲61和第一负脉冲71通过改变压力室35(图2)的容积而喷射出微滴。第二负脉冲72是在喷射微滴之后出现的，并可起重调微滴发生器的作用，从而使得随后的微滴基本上具有与微滴刚喷射时相同的质量和速度。第二负脉冲72具有与前面的第一负脉冲71相同的极性，这就会将喷嘴47处的弯液面向内拉，从而有助于防止弯液面断裂。如果弯液面断裂且墨水渗出喷嘴，微滴发生器就不能进行随后的微滴喷射。
第一负脉冲71与第二负脉冲72之间的时延可为约2-约7微秒。
第二负脉冲72的形状可如此选择，即，(1)能量的修正量将通过第二负脉冲施加，从而取消微滴喷射后残留在微滴发生器中的剩余能量；(2)第二负脉冲自身不会喷射微滴；(3)微滴发生器不会通过喷嘴吸收气泡。作为示例，第二负脉冲72可为常规的三角形(图3)或梯形(图4)。其他形状也可采用。
更为常规的设想是，波形51顺次包括具有第一极性的第一脉冲、具有第二极性的第二脉冲、时延以及具有第二极性的第三脉冲。图5和6是极性与图3和4的波形相反的驱动微滴喷射信号或波形51的实施例的示意图。图5和6的波形包括负脉冲61、第一正脉冲71、时延以及第二正脉冲72。图5和6波形脉冲的持续时间DN、DP1、DP2和幅度MN、MP1、MP2基本上可与图3和4中相应的波形脉冲的持续时间DN、DP1、DP2和幅度MN、MP1、MP2相同。
在图5和6的波形中，负脉冲61例如可包括四个区段：第一负向段61A、第二负向段61B、基本恒定的水平段61C以及正向段61D。第一负向段61A要比第二负向段61B陡。第一正脉冲71可例如包括四个区段：第一正向段71A、第二正向段71B、基本恒定的水平段71C以及负向段71D。第一正向段71A要比第二正向段71B陡。基本恒定的水平段71C可短于负脉冲61基本恒定的水平段61C。第二正脉冲72可例如为三角形(图5)或梯形(图6)。在三角形的实施例中，第二正脉冲72包括一个正向段72A和一个负向段72B。在梯形的实施例中，第二正脉冲72包括第一正向段172A、基本恒定的水平段172B以及负向段172C。
正如原始公开及可作修改的那样，权利要求包括多种变化、替换、改型、改进、等价物以及在此披露的实施例和启示的实质等价物，包括那些当前意想不到或无法理解以及例如可能由申请人/专利权人以及其他人提出的内容。

Claims (20)

1.一种微滴喷射装置，包括：
一个微滴发生器；
一个在微滴喷射间隔中施加到微滴发生器上的微滴喷射波形；
该微滴喷射波形顺次包括第一极性的脉冲、第二极性的第一脉冲、时延间隔以及第二极性的第二脉冲。
2.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，微滴发生器包括压电换能器。
3.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第一极性的脉冲和第二极性的第一脉冲都被构造成喷射微滴。
4.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第一极性的脉冲和第二极性的第一脉冲都被构造成喷射微滴；以及
第二极性的第二脉冲被构造成驱散喷射微滴后残留在微滴发生器中的剩余能量。
5.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第一极性的脉冲和第二极性的第一脉冲都被构造成喷射微滴；以及
第二极性的第二脉冲被构造成防止微滴喷射后微滴发生器中的弯液面发生断裂。
6.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，时延为2-7微秒。
7.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，微滴发生器是以至少为10KHz的微滴喷射频率操作的。
8.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，微滴发生器是以10-40KHz的微滴喷射频率操作的。
9.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第二极性的第一脉冲的持续时间小于第一极性脉冲的持续时间。
10.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第二极性的第二脉冲的持续时间小于第一极性脉冲的持续时间。
11.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第二极性的第二脉冲的持续时间小于第二极性的第一脉冲的持续时间。
12.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第二极性的第二脉冲具有三角形的形状。
13.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第二极性的第二脉冲具有梯形的形状。
14.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第一极性的脉冲幅度为33-47伏。
15.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第一极性的脉冲幅度仅为39伏。
16.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第二极性的第一脉冲的峰值为30-47伏。
17.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第二极性的第一脉冲的峰值仅为35伏。
18.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第二极性的第二脉冲的峰值为15-47伏。
19.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第二极性的第二脉冲的峰值仅为22伏。
20.如权利要求1所述的微滴喷射装置，其特征在于，第二极性的第二脉冲的峰值小于第二极性的第一脉冲的峰值。
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