CN102145581A - 用于流体喷射器的驱动脉冲的分离 - Google Patents

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Abstract

本申请提供用于流体喷射器的驱动脉冲的分离。一种使流体从打印头中的喷流器的流体室中喷射的方法和一种引起流体喷射的系统。用第一能量赋予脉冲激励致动器，以将流体推离致动器并且推向喷嘴。在第一间隔期满之后，用第二能量赋予脉冲激励致动器，以将流体推离致动器并且推向喷嘴。在如从第二能量赋予脉冲测量的第二间隔期满之后，用中断脉冲激励致动器，以使流体从喷嘴的孔口中伸出，以与在喷嘴内的流体中断，其中第二期满长于第一期满并且是弯月面-喷射质量频率的倒数。

Description

用于流体喷射器的驱动脉冲的分离
技术领域
本公开涉及流体喷射。
背景技术
在压电喷墨打印机中，打印头包括大量的墨室，每个墨室与孔口并且与储墨器流体相通。墨室的至少一个壁偶联到压电材料。当被激励时，压电材料变形。此变形导致所述壁的变形，而壁的变形又发动压力波，所述压力波最终将墨从孔口中推出，同时从储墨器中吸入另外的墨。
为了在印刷的图像中提供更高的密度变化，通常有用的是从墨室喷射不同大小的墨滴。这样做的一种方式是顺序地激励压电材料。压电材料的每次激励引起一定体积的墨从孔口中泵出。如果激励以充分高的频率(如以墨室的共振频率或以比所述共振频率高的频率)并且以适宜的速度发生，相继的体积将被从孔口中泵出并且将在飞行中合并，以在基底上形成单滴。此一小滴的大小取决于在所述小滴开始其从孔口至基底的飞行之前发生激励的次数。
发明内容
在一个方面，描述使流体从打印头中的喷流器(jet)的流体室中喷射的方法。用第一能量赋予脉冲激励致动器，以将流体推离致动器并且推向喷嘴。在第一间隔期满(lapse)之后，用第二能量赋予脉冲激励致动器，以将流体推离致动器并且推向喷嘴。在如从第二能量赋予脉冲测量的第二间隔期满之后，用中断脉冲激励致动器，以使流体从喷嘴的孔口中伸出，以与喷嘴内的流体断开，其中第二期满长于第一期满并且是弯月面-喷射质量频率的倒数。
在另一个方面，描述产生用于喷流器的多脉冲突发的方法。将到喷射结构的双脉冲突发的第一试验脉冲和第二试验脉冲送到喷流器。测量由该突发的第二试验脉冲引起的在喷流器中的流体的速度。逐渐增加在双脉冲突发的第一试验脉冲和第二试验脉冲之间的时间。测量在已经逐渐增加该时间之后由该突发的第二试验脉冲引起的在喷流器中的流体的速度。将第一试验脉冲和第二试验脉冲之间的时间相对于速度绘制成曲线图，其中所述的曲线图基于在第一和第二试验脉冲之间的多个逐渐增加的时间。在曲线图中找到第一速度峰和第二速度峰。产生多脉冲突发，其中在多脉冲突发中的第一突发脉冲(burst pulse)和第二突发脉冲之间的时间是在曲线图中从0至第一速度峰的时间，并且在多脉冲突发中的第二突发脉冲和第三突发脉冲之间的时间是在曲线图中从0至第二速度峰的时间。
在又一个方面，描述引起流体喷射的系统。该系统包括打印头和控制器。打印头具有喷流器，其中所述喷流器包括流体室，致动器和具有孔口的喷嘴。控制器与致动器电接触并且输送电信号以：用第一能量赋予脉冲激励致动器，以将流体推离致动器并且推向喷嘴，在第一间隔期满之后，用第二能量赋予脉冲激励致动器，以将流体推离致动器并且推向喷嘴，并且在如从第二能量赋予脉冲测量的第二间隔期满之后，用中断脉冲激励致动器，以使流体从喷嘴的孔口中伸出，以与喷嘴内流体断开，其中第二期满长于第一期满并且是弯月面-喷射质量频率的倒数。
上面所述的方法和技术的实施可以包括下列中的一项或多项。第一期满可以是所述喷流器的共振频率的倒数。第一能量赋予脉冲，第二能量赋予脉冲和中断脉冲可以全部是单一的多脉冲突发的一部分；并且中断脉冲的振幅可以具有大于在所述单一突发期间的任何其它脉冲的振幅的绝对值。第一能量赋予脉冲，第二能量赋予脉冲和中断脉冲可以全部是单一的多脉冲突发的一部分；并且所述单一的多脉冲突发可以具有在4至6个之间的脉冲。在中断脉冲之前的每个能量赋予脉冲之间的期满在时间上可以相等。使用第一间隔和第二间隔喷射可以比使用基于所述喷流器共振频率的多脉冲突发中每个脉冲之间的定时(timing)喷射小滴产生更少的卫星小滴。多脉冲突发可以包括在中断脉冲之后的衰减脉冲。用第一能量赋予脉冲激励致动器可以使第一体积的流体离开孔口，用第二能量赋予脉冲激励致动器可以使第二体积的流体离开孔口，用中断脉冲激励致动器可以使第三体积的流体从喷嘴内移出以离开孔口，并且该第三体积可以大于第一体积和第二体积。用第一能量赋予脉冲激励致动器可以使第一体积的流体离开孔口，用第二能量赋予脉冲激励致动器可以使第二体积的流体离开孔口，用中断脉冲激励致动器可以使第三体积的流体从喷嘴内移出以离开孔口，并且在赋予中断脉冲时第三体积可以以比第一体积和第二体积移动的速度更快的速度移动。从0至第一速度峰的时间可以是所述喷流器的共振频率的倒数。并且，从0至第二速度峰的时间可以是弯月面-喷射质量频率的倒数。
在一些实施中，由本文中所述的装置或突发结构可以提供下面优点中的一个或多个。可以既有效又准确地从喷射装置喷射各种尺寸的墨滴。设置波型或突发的内部频率可以防止从装置喷射的卫星小滴的形成。更少的卫星小滴的喷射可以改善印刷图像的锐度和轮廓鲜明度(crispness)。更少的卫星小滴的喷射还可以防止墨着陆在喷嘴板上并且防止引起射不出(misfiring)。此外，可以使喷射更稳定。例如，可以防止空气吸入到喷流器中。当防止空气吸入时，更多的喷流器可以起到它们应当起的作用。这可以导致更准确的打印结果。使用在本文中描述的技术，可以产生多脉冲突发，其对于给定的喷射速度使用更低的电压以产生更高的体积，并且改善了喷射的稳定性且具有更少的卫星小滴。
在附图和下面的描述中陈述本发明的一个或多个实施方案的细节。本发明的其它特征、目的和优点将从说明书和描述并且从权利要求中变得明显。
附图说明
图1是打印头流体室的示意图。
图2是以恒定速率从小滴喷射器射出的小滴喷射的归一化的小滴速度相对于射出脉冲之间的时间的曲线图。
图3显示示例性的多脉冲突发。
图4a-4e显示在所述喷流器中的流体内的能量移动。
图5a-f是显示使用多脉冲喷射流体的示意图。
图6是显示与在共振频率喷射相关的潜在喷射问题的示意图。
图7是如由喷流器的共振频率和喷嘴的声容影响的流体弯月面的振荡的模型曲线图。
图8显示双脉冲突发。
图9是滴喷射速度根据脉冲分离时间的曲线图。
图10是用于喷射小滴的示意性波型或突发。
图11a-f是显示使用多脉冲示意性喷射流体的示意图，其中所述的突发如本文中所述构造。
在各种图中类似的附图标记指示类似的要素。
具体实施方式
下面描述喷射小滴以减少卫星小滴的数量并且改善在接收器上的小滴位置的方法。解释用于选择在多脉冲突发中的脉冲之间的时间的技术。利用喷流器固有的许多不同共振频率确定脉冲之间的定时。
图1显示流体喷射打印机如喷墨打印机的压电打印头中的许多喷墨器中的一个的流体室或泵送室10。泵送室10具有偶联到压电材料上的活壁12，压电材料在控制器16控制下连接到电源14如电压源上。例如，压电材料可以夹在耦合到电压源的两个电极之间。控制器16与致动器电接触并且被构造成将电信号传送给致动器。在泵送室10一端的通道18提供与流体储存器20的流体相通，流体储存器20由打印头的许多其它流体室(未示出)共享。在泵送室10的另一端，在喷嘴板24中形成的孔口22提供与泵送室10外面的空气的流体相通。本文中所称的的喷嘴同时包括在喷嘴板表面的平面中的孔口和在孔口和泵送室之间的至少一部分结构。注意，在一些喷射装置中，泵送室不直接与喷嘴孔口相邻。即，在喷嘴和泵送室之间可以是下降部或其它结构。
在操作中，控制器16接收指出将喷射的滴的大小的指示。在需要大小的基础上，控制器16施加激发波型，例如随时间变化的电压，或突发至活壁12。本文中使用术语“突发”描述激发波型，其包括组合使用以产生单个滴的多个密集的脉冲或电压尖峰。
突发包括从一套预定的脉冲中选择一个或多个脉冲。大多数脉冲将流体挤出通过孔口22并且是喷射脉冲，尽管在突发期间可以存在一个或多个抵消在先脉冲的效果而不是起着喷射流体作用的脉冲。选自所述成套脉冲并且被组装成特定激发突发的喷射脉冲的数量取决于需要滴的大小。通常，要求的滴越大，形成它所需要的流体的量越大，因此激发突发将含有的喷射脉冲越多。
每个喷墨器具有自然频率fj，该自然频率与传播通过喷射器(或喷流器)长度的声波的周期的倒数有关。喷流器自然频率可以影响喷流器性质的许多方面。例如，喷流器自然频率典型地影响打印头的频率响应。典型地，对于一定范围的频率，喷流器速度保持恒定(例如，在平均速度的5％内)。来自在先的一个或多个驱动脉冲的残余压力和流与当前的驱动脉冲相互作用并且可以引起建设性或破坏性干涉，这导致小滴射出比其它情况下它应当射出的更快或更慢。建设性干涉提高了驱动脉冲的有效振幅，从而提高了小滴速度。相反，破坏性干涉降低了驱动脉冲的有效振幅，从而降低了小滴速度。
由驱动脉冲产生的压力波以喷流器的自然或共振频率在喷流器中来回反射。压力波名义上从它们在泵送室中的原始点移动至喷流器的末端并且在泵送室下返回，在此位置它们将影响后续的驱动脉冲。但是，喷流器的各种部件将给予部分反射，从而增加响应的复杂性。
通常，喷墨器的自然频率作为喷墨器设计和被喷射的墨的物理性质的函数而变化。在一些实施方案中，喷墨器的自然频率大于约15kHz。在其它实施方案中，喷墨器的自然频率为约30至100kHz，例如约60kHz或80
kHz。在其它实施方案中，自然频率等于或大于约100kHz，如约120kHz，约160kHz，或高达400kHz。
确定喷流器自然频率的一种方式是由可以容易测量的喷流器速度响应确定。小滴速度变化的周期性对应于喷流器的自然频率。参考图2，可以通过如下确定小滴速度变化的周期性：将小滴速度相对于脉冲频率的倒数绘制曲线图，然后测量峰之间的时间。自然频率为1/τ，其中τ是速度对时间曲线的局部极值之间(即，相邻最大值和相邻最小值)之间的时间。
如上所示，当设计用于单或多脉冲突发的喷射脉冲时，脉冲每个部分的定时可能与共振频率有关。如果将喷射脉冲的升和降沿进行时控使得在系统内的能量是加性的，则可能是能量有效的。参考图3和4a，显示了第一脉冲400和第二脉冲415。在第一脉冲400期间，在点402和404之间，在泵送室中例如通过致动器引起泵送室膨胀而产生负压。这使压力波502离开泵送室向孔口22和喷流器的末端延伸。参考图3和4b，在点404和406之间，将脉冲进行时控，以等待压力波反射离开喷流器的与孔口22相反的一端，从而形成反射波504。由于喷流器和储存器之间的阻抗不匹配，压力波的符号改变。原始压力波502的正向孔口22移动的部分，即部分506，在其轨迹上继续。参考图3和4c，点406的定时是在压力波504在泵送室的中心之时。在点406和408之间，由致动器，例如通过使泵送室收缩，产生正压力波。产生的此正压力波叠加至反射的压力波504上，以产生压力波508。如果选择定时使得压力波不为加性，抵消将导致能量损失而不是增加波的能量。注意，增加的能量显示为更大的波大小。
参考图3和4d，当第二脉冲415在第一脉冲400之后到来时，选择在第一脉冲结束(即点408)和第二脉冲开始(即点410)之间的定时，以等待滴喷射。压力波510是在其从孔口22周围的喷嘴区弹开之后的反射波506。压力波符号不改变，原因在于喷嘴的阻抗非常高。压力波510不再感兴趣并且尽管其仍然存在，但没有显示在下面的图中。参考图3和4e，等待时间包括等待波508反射离开喷嘴以形成波512并且返回到泵送室，参见波512a。与波508相比，从喷嘴返回的波512的能量损失了一些，原因在于波的一部分使流体从孔口22喷射出。来自喷嘴的正反射波512不改变符号。反射波512a移动至泵送室，然后反射离开喷流器的后面，得到改变符号的反射波516。负反射波516a移回通过泵送室并且到达喷嘴上(波516b)。由于反射波516b是负的，因此它不能被用于产生小滴。反射波516b再次反射离开喷嘴，得到波518，其移回到泵送室，在此它是波518a。当波518a在泵送室内时，膨胀泵送室将会将新能量叠加到波518a上(类似于图4a中的波502的最左部分)。因此，此时，在图3中的第二脉冲415中的点410和412之间，需要填充泵送室。在能量将叠加到波上时填充泵送室是在共振射出。
参考图5a-f，示例了使用多脉冲突发形成小滴的一种常规方式。如果脉冲频率等于共振频率，即，突发的每个脉冲之间的时间等于喷流器共振频率的倒数，喷射可能是非常能量有效的。即，对于给定大小的小滴，可以使用最低的电压(与其它脉冲频率相比)以喷射小滴。但是，如所示，单独使用喷射频率以设定驱动脉冲之间的时间不总是提供需要的结果。部分地，这是由于在共振，流体弯月面在处于喷嘴内和从孔口向外伸出之间极大地振荡。将很多的能量赋予在喷嘴中的流体，这可以导致一些不理想的效果。
将多脉冲突发的第一脉冲传送给压电材料，因此传送给泵送室。此处的多脉冲突发包括4个脉冲。参考图5a，这使一定量的流体从孔口中喷射。流体具有径向对称并且在其末端有些圆形的流体表面310。在等待阶段之后，控制器开始喷射阶段。在喷射阶段中，压电材料变形以使泵送室膨胀。此引发第二压力波。通过正确地设定等待阶段的持续时间，如上对于图3和4a-4e所述的，可以将第一和第二压力波置于同相，因此使得建设性地叠加。此合并的第一和第二压力波由此将更多的流体挤出通过孔口。参考图5b，第一量的流体(来自第一脉冲)和第二量的流体(来自第二脉冲)一起形成流体表面320。流体表面320比流体表面310更大并且进一步从喷嘴板和孔口伸出。第一和第二脉冲之间的定时基于喷流器的共振频率。在一些情况下，该定时是共振频率的倍数。
参考图5c，将第三脉冲传送给压电材料。第三脉冲引起再更多的流体叠加到从孔口排出的流体上。现在流体表面330具有球根状的末端和在孔口和末端之间有些细长的颈部。参考图5d，还将第四脉冲传送给致动器，第四脉冲引起流体表面340的球根末端生长更大，并且在末端和孔口之间的细长颈部变得更细和更长。由于颈部的长度和弯月面振荡的作用，流体具有沿颈部在多个点中断的趋势。第一中断点342，最接近于末端，表示流体将分离并且形成主要滴的地方。在第一中断点342和孔口之间的第二中断点344与第一中断点342一起限定相对于主要滴的卫星小滴。靠近孔口的第三中断点346与第二中断点344一起限定第二卫星小滴。
如图5e中所示，主要小滴350与卫星小滴352和354分离。主要小滴沿着朝向接收器的轨迹移动。如图5f中所示，主要小滴350继续沿着主轨迹移动，而卫星小滴352和354继续沿着与主轨迹分离的轨迹移动。卫星小滴352和354具有更小的质量，因此它们的移动更加受到静电力和空气压力的高度影响。在一些情况下，卫星小滴可能着陆于接收器上与主要小滴350着陆的位置不同的位置上。在其它的情况下，卫星小滴可能着陆回到喷嘴板上。如果卫星小滴着陆回到孔口附近的喷嘴板上，所述的孔口或者是它们来自的孔口或是另一孔口，则它们可能使后续喷射的流体从孔口中以不同于流体表面310和320的形状伸出，其不是径向对称的。例如，弯月面可以渗出到与孔口相邻的喷嘴板上。由于流体以不对称的方式离开孔口，滴的喷射可能以一定的角度或以不同于主轨迹或需要轨迹的轨迹进行。
图6显示了与在共振频率喷射相关的另一个潜在问题。在将流体365从孔口中喷射出时，弯月面360可以被同量地推回到喷嘴中。在将更多的流体叠加到已经从喷嘴伸出的流体365并且弯月面开始振荡回离开喷嘴时，空气袋370可以被捕获在喷嘴内。然后这些吸入的空气袋可以使喷射结构不射出后续小滴。例如，比需要的少的流体可以被用来形成小滴，或者当需要小滴时，根本没有流体可以从喷嘴喷射。
为了避免产生卫星小滴，突发的脉冲中的至少一个的定时可以基于与喷流器共振频率的倒数不同的时间。在一些实施中，喷流器的共振频率或公称喷流器共振(声音传播时间)和喷嘴的声容这两者被用来对每个突发的脉冲进行时控。喷嘴的声容与流体质量结合产生弯月面-喷射质量共振。在一些实施中，弯月面-喷射质量共振是一种较不高能的共振。弯月面-喷射质量共振可以是用于突发中的至少两个脉冲之间的定时的基础。在一些实施或结构中，喷流器的共振频率主要取决于泵送室的柔度(compliance)和在泵送室内的流体的质量。在一些实施中，喷嘴的声容主要基于在喷嘴处的表面张力和喷嘴的直径。
如图5e和5f中所示，弯月面360从在喷嘴内至从喷嘴的外侧伸出振荡。弯月面的作用可以如图7中所示模型化，以如下所述确定最佳的脉冲分离和突发分离。
参考图7，通过将流体积或在喷嘴中的流作为时间的函数模型化，可以得到或估计共振频率和声容。如在下面更详细地描述的，多脉冲突发的设计者如构造用于打印头硬件或软件控制的工程师，可以使用模型化数据来选择突发之间的时间期满。在实践中，一旦已经基于此模型化行为产生多脉冲突发，然后就可以基于打印头中的喷流器的现实行为调节脉冲之间的定时，以更快地实现满意的喷射行为。
返回到模型化数据，模型是指当施加单一脉冲时喷射器的行为。流体积(沿y轴)是在喷嘴中的流的体积并且不必是喷射的并且离开喷嘴的流的体积。即，流体积指示在将脉冲传送给泵送室之后在弯月面从在喷嘴内至孔口外面振荡时弯月面的动作。在模型中，施加比共振频率短的持续时间的单一脉冲。在初始的扰动后，墨然后在共振频率和弯月面-喷射质量共振频率两个频率振荡。模型取决于流体特性，并且可以用具有与将要喷射的流体类似特性的示例性模型流体将喷流器模型化。因此，对于不同类型的流体，产生不同的突发。
致动器首先使泵送室膨胀，从而通过使流体从储存器拉入以及从孔口拉入而用流体填充泵送室。由于泵送室和孔口之间的距离，泵送室的任何动作在孔口都具有延迟效果。由于模型指示在喷嘴处的动作，因此在时间0没有立即发生什么。在时间0之后，流似乎为负的流体积。然后泵送室被压缩，从而推动流体离开孔口。然后喷流器的共振使弯月面振荡，这视作更高频率的正弦波分量。相当地，其中，喷嘴的声容与其中的流体的质量使弯月面的振荡更慢，这视作在更高频率波之下的更低频率的正弦波。因此，射出脉冲将能量叠加到系统，然后系统以其各种共振振荡。系统共振过滤输入能量并且仅接受在适宜频率的能量。更低的频率由喷流器流体质量的共振和喷嘴柔度产生。因此，共振频率可以来自曲线图的第一频率贡献部分(对更高频率波型的贡献)。具体地，共振频率等于在流体积曲线图的第一部分中的相邻极值之间的时间周期的倒数。如果知道模型假设的流体的质量，则喷嘴的声容可以由曲线图的第二频率贡献部分(具有更低频率的贡献)得到。具体地，由弯月面-喷射质量共振引起的波型贡献的频率等于在流体积曲线图中在顶部叠加共振频率的较慢正弦波中的峰之间的时间周期的倒数。如所见的，共振频率是比弯月面-喷射质量共振频率快得多的频率。由共振频率产生的在流体积中的两个峰之间的周期示为时间A。由弯月面-喷射质量共振产生的在流体积中的两个峰之间的周期示为间B
(由弯月面-喷射质量共振引起的在流体积中的振荡的峰在点420处)。注意，声容峰420可以不与共振频率的峰一致。由弯月面-质量共振引起的正弦型曲线可以通过从曲线中除去共振频率贡献而确定。可以将傅里叶分析用来分离出频率贡献。
参考图8和9，在将模型化数据用来发现可用于产生在示例性多脉冲突发中的脉冲之间的期满之后，可以经验地测试并且修改在突发中的两个脉冲610之间的分离时间，以改善喷射质量，如稳定性，减少的卫星或喷射直度中的一个或多个。测试的分离时间是基于共振频率的分离时间。基于从模型数据中发现的更快频率，产生双脉冲突发615。因此，自第一脉冲开始至第二脉冲开始的定时是来自模型的共振频率的倒数。
该系统可以使用频闪(strobe)系统监测。设置频闪闪光灯发射，并且在突发期间的不同时间获得图像。由于图像捕获电子仪器对于捕获可以组装成“电影”的连续图像太慢，通过组合以从跨越大量不同脉冲的射出脉冲引发的不同延迟拍摄的图像，产生电影。可以将频闪系统用来确定正离开孔口的小滴速度。
然后改变在突发中的脉冲之间的分离时间。使用频闪系统监测这些改变。如下面进一步描述的，在流体小滴速度峰时的脉冲分离时间可以被用作多脉冲突发中的脉冲之间的定时。此定时可以与图7中的模型中发现的定时相同，或可以有些不同。在图8中，所示的头两个脉冲是在单个突发内的脉冲。图8中所示的在第一脉冲和第三脉冲之间的最小定时是突发的时长，这可以通过寻找在喷嘴内的能量被完全衰减花费多长时间进行估计，例如通过使用模型图7。在喷流器的一些实施中，对于衰减掉所有能量的时间可以是2和5微秒之间。
如图9中所示，图示了改变在单个突发中的两个脉冲之间的定时的效果。突发610中的每个脉冲之间的定时沿x轴。可以改变脉冲分离时间615，以基于脉冲变化时间确定喷射速度，即通过调节脉冲分离时间确定喷射速度。沿y轴图示了小滴喷射的速度。如图8中所示，对于突发，仅两个脉冲被传送给喷流器，以产生此信息。如对于图3和4a-f所述的，第一脉冲设定在喷流器中的流体处于运动中，这将能量输出给在喷嘴中的流体，从而使弯月面从喷嘴的孔口中伸出，然后振荡回到喷嘴中。然后第二脉冲的定时确定赋予给流体的能量对在喷嘴中的流体起建设性作用还是破坏性作用。如果在第二脉冲到达时弯月面在喷嘴内深，则滴通常将比如果弯月面进一步出来时更慢。流体速度中的第一峰A发生在喷流器的共振频率。第二峰B发生在弯月面-喷射质量频率。从零至峰A的时间等于至时间1。从零至峰B的时间等于至时间2。时间2总是大于时间1。时间2可以被用作中断脉冲和刚好在中断脉冲之前的脉冲之间的时间。因此，在考虑在多脉冲突发中的所有可用的脉冲时，时间2是最终脉冲或中断脉冲与倒数第二个脉冲之间的时间，条件是没有能量衰减脉冲被认为是最终脉冲。在突发包括作为最后脉冲的衰减脉冲的情况下，时间2介于倒数第三脉冲和倒数第二脉冲之间。将衰减脉冲进行时控，以衰减在喷流器内的一些能量。这可以导致小滴喷射得更加一致。在一些情形下，时间1等于来自模型化数据的时间A。在一些情形下，时间2等于来自模型化数据的时间B。但是，喷流器的经验测试确定此是真与否。
尽管在理论上，可以跳过模型化喷流器的步骤并且简单地使用发现脉冲分离时间的经验方法，但是存在足够大量的变量，使得难以有效地发现在突发中的脉冲之间的理想定时。因此，模型数据可以通过为突发设计者提供起点而使突发设计者能够更快地确定脉冲之间的定时。
一旦通过经验测试喷流器确定了时间1和2，就可以将这些时间用来选择在打印操作过程中的突发内的脉冲的定时。每个突发包括多个脉冲。每个脉冲可以被表征为具有“填充”斜面，这对应于泵送室体积增加之时，和“射出”斜面(具有与填充斜面相反的斜率)，这对应于泵送室体积减少之时。在多脉冲突发中，存在填充和射出斜面的序列，或也可以经验地确定脉冲的长度(或脉冲的宽度)。
图9中所示的结果可以被用来确定喷流器的共振频率和喷嘴的弯月面-喷射质量频率。由于这些频率取决于被喷射的流体的特性，因此用来发现频率的模型化或经验测试可以利用将被喷射的流体的特性。可以将这些特性用来确定突发的最小长度或突发分离时间以及在突发中的一些脉冲之间的定时。典型地，通过由滴射出频率要求的规格设定突发长度或突发分离时间。如果每个喷嘴能够连续地射出，则突发长度不能超过此规格。可以根据多少时间喷射小滴一次是适宜的来设置突发长度，这典型地尽可能快。在一些实施中，该频率大于10kHz，如20或25kHz，并且可以高达200kHz。
然后可以将图9中的结果用来确定在突发中的较早脉冲之间的时间或能量赋予脉冲，以及在中断脉冲和刚好在中断脉冲之前的脉冲之间的时间，并且形成突发。可以将这些时间和频率存储在存储器中。当打印时间到来时，需要小滴的大小确定突发的哪些脉冲被用来形成小滴。然后，来自突发的产生需要小滴大小的脉冲由控制器产生，在需要的时间喷射需要的小滴大小。由于在单个打印头中有许多喷流器并且有潜在许多打印头同时射出，因此施加多脉冲突发，或者当不需要小滴时不施加多脉冲突发，多个喷流器或者同时或者以时控的方式使小滴喷射合适地同步，使得通过小滴的喷射在接收器上产生需要的图像。
参考图10，在单个突发时间周期过程中，仅可以喷射单一小滴。对于在模头中的所有喷流器并且在打印处理过程中的每个突发时间周期彼此相等。将突发时间周期选择为时间3，其大于时间2加上时间1乘以在中断脉冲Pb之前有多少能量赋予脉冲Pe减1。
突发时间周期(＝时间3)＞时间2+时间1·(Pe-1)(方程式)
在突发中引起流体小滴与喷嘴中的流体分离的脉冲被称作中断脉冲。中断脉冲也是喷射脉冲。
所示的第一突发800包括6个脉冲。在一些实施中，中断脉冲810具有在突发的过程中所有脉冲中的最大振幅。在一些实施中，在中断脉冲之前的每个脉冲具有与其它在先脉冲相同的振幅。在一些实施中，每个在先的脉冲具有不同的振幅。例如，脉冲的振幅可以单调地增加。在突发中最早的脉冲820可以具有最小的振幅，并且对于在突发中的每个脉冲，振幅可以随着时间而线性或非线性增加。备选地，此增加可以不同于单调的或者可以被改变。其它突发可以包括或多或少的脉冲。例如，突发可以仅包括2个脉冲，3个脉冲，4个脉冲，5个脉冲，或再更多的脉冲。可以将在突发中使用的最大数量的脉冲用来喷射最大的小滴大小。可以通过选择在中断脉冲之前的一个或多个脉冲与最后脉冲组合来喷射更小的小滴。例如，由第一和最后喷射脉冲，倒数第二和最后喷射脉冲，或任何其它脉冲与最后脉冲组合，可以形成由两个量的墨形成的流体小滴。脉冲振幅可以控制由喷射脉冲喷射的流体的动量。如在下一突发840中所示，可以将第一，第二，第四和最后的喷射脉冲用来形成小滴。因此，对于小滴选择的脉冲不需要是连续的脉冲。任选地，抵消脉冲830可以在最后喷射脉冲或中断脉冲810之后。抵消脉冲830可以防止弯月面的任何残余运动影响到后续喷射的小滴。如果在后续时间不需要喷射流体，则不将突发的任何脉冲传送给致动器。
尽管所显示的突发的时间是从第一突发中的第一喷射脉冲开始至紧接着的后续突发中的第一喷射脉冲测量的，但是也可以由在一个突发中的一个中断脉冲至紧接着的下一突发中的中断脉冲测量突发定时。
尽管图10显示向下延伸的脉冲，但这并不意在暗示在驱动电路中使用的电压和电流的实际符号。脉冲也可以示为梯形脉冲，但是，可以备选地采用其它脉冲形状。
参考图11a-e，显示使用4个脉冲形成的小滴。参考图11a和11b，第一脉冲从孔口喷射第一体积的流体，并且第二脉冲从孔口喷射第二体积的流体，其叠加到第一体积上。如果用摄像机观看，则来自不同脉冲的流体的体积可能是可以彼此区分的。例如，如上所述，可以用频闪观测法观看小滴形成。在每一体积的流体叠加到在形成过程中的小滴上时，在从侧面或沿平行于喷嘴板的角度观看时小滴的外形显示向外凸出或弯曲区域905，其是通过脉冲喷射的体积，具有在两个体积之间的向内弯曲区域910(参见图11b)或狭窄区域915(参见图11c)。图11c中，第三脉冲将再更多的流体叠加至来自第一和第二脉冲的流体。如图11d中所示，第四脉冲或中断脉冲，其是最大振幅并且引起小滴与喷嘴中的流体中断的脉冲，使得喷射的流体具有足够的速度以追上被第一，第二和第三脉冲喷射的流体。在一些实施中，由中断脉冲提供能量的流体的速度大于当中断脉冲发生时在孔口外部的流体的速度。如上指出的，每个能量赋予脉冲的流体的体积可以类似或不同。例如，与在突发中的在先脉冲相比，每个能量脉冲可以使更大量的流体离开孔口。在一些实施中，中断脉冲使流体离开孔口的体积大于任何能量赋予脉冲使流体离开孔口的体积。刚好在中断之前，如图11e中所示，小滴920是由长尾窄部930连接到喷嘴中的流体的球根团(mass)流体。
图11f显示在中断后的小滴920。尽管在图11f中小滴断开时显示没有卫星，但是难以在没有卫星小滴的情况下喷射每个小滴。但是，本文中所述的突发的结构减少了在其它突发被用来喷射流体小滴时形成的卫星的数量。突发还可以控制被喷射的卫星小滴的方向，以使得改善卫星小滴方向的均匀性。备选地或另外，如本文中所述构造突发可以调节卫星小滴的大小。
这是因为，在由于取决于声容的振荡导致弯月面稍微突出时施加中断脉冲倾向于产生更稳定的喷射和更直的小滴轨迹。喷流器共振单独可以产生大量的野运动(wild motion)。此野运动可能使喷射不稳定。因此，找到只与突出孔口的流体突出一致的脉冲的时间可能不足以防止卫星滴、空气吸入或弯曲喷射。因此，将弯月面-喷射质量频率用于中断脉冲定时可以导致喷射的改善。使用喷流器共振频率的倒数作为在一些脉冲如在突发中的较早脉冲之间的定时，可能也是有益的，因为对于致动器的输入电压，这将许多的整体运动提供给在喷嘴中的流体。
在此说明书中描述的主题和操作的实施，特别是涉及控制器所描述的，可以在数字电子电路中实施，或在计算机软件，软硬件或硬件中实施，包括在此说明书中公开的结构或它们的结构等价物，或将它们中的一个或多个组合实施。此说明书中描述的主题的实施可以作为一个或多个计算机程序实施，即一个或多个计算机程序指令的模块，其编码在计算机存储介质上用于通过数据处理设备执行或用以控制数据处理设备的操作。备选地或另外，可以将程序指令编码在人工产生的传播信号上，例如机器产生的电、光或电磁信号上，产生所述的信号以编码信息，所述信息用以传送到适宜的接收器装置上，用于由数据处理设备执行。计算机存储介质可以是或可以被包括在计算机可读存储装置、计算机可读存储基质、随机或串行存取存储器阵列或装置，或它们中的一个或多个组合中。此外，虽然计算机存储介质不是传播的信号，但是计算机存储介质可以是以人工产生的传播信号编码的计算机程序指令的源或目的地。计算机存储介质还可以是或可以被包括在一个或多个分开的物理部件或介质(例如，多个CD，盘或其它存储装置)中。
此说明书中描述的操作可以作为由数据处理设备对在一个或多个计算机可读存储装置上存储的或从其它源接收的数据进行的操作而实施。
术语“数据处理设备”包括用于处理数据的所有种类的设备、装置和机器，包括例如可编程处理器，计算机，芯片上的系统，或上述中的多个或组合。设备可以包括特殊用途的逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件之外，设备还可以包括产生用于所述计算程序的执行环境的编码，例如构成以下的编码：处理器软硬件，协议栈，数据库管理系统，操作系统，交叉平台(cross-platform)运行时间环境，虚拟机，或它们中的一个或多个的组合。设备或执行环境可以实现各种不同的计算模型基础结构，如网络服务，分布式计算和网格计算基础结构。
此说明书中描述的方法和逻辑流可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器进行，以通过在输入数据上操作并且产生输出进行动作。方法和逻辑流也可以由特殊用途的逻辑电路进行，并且设备也可以作为特殊用途的逻辑电路实施，所述特殊用途的逻辑电路例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。
适宜于执行计算机程序的处理器例如同时包括通用和特殊用途的微处理器，以及任何种类的数字计算机的任一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于根据指令进行动作的处理器和一个或多个用于存储指令和数据的存储器装置。通常，计算机将还包括或操作性连接至用于存储数据的一个或多个大容量存储装置，如磁盘，磁光盘或光盘，以从其中接收数据或向其输送数据或这两者。但是，计算机不是必须要具有这样的装置。适宜于存储计算机程序指令和数据的装置包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器装置，包括例如半导体存储器装置如EPROM，EEPROM和闪速存储器；磁盘，如内置硬盘或活动磁盘；磁光盘；和CD ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由特殊用途的逻辑电路补充或被结合在特殊用途的逻辑电路中。
为了提供与用户的交互，此说明书中描述的主题的实施可以在具有显示装置以及键盘和定点设备如鼠标器或径迹球的计算机上实施，所述显示装置如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器，用于为用户显示信息，由所述键盘和定点设备用户可以给计算机提供输入。也可以将其它种类的装置用来提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈，如视觉反馈，听觉反馈，或触觉反馈；并且来自用户的输入可以以任何形式接收，包括声、语音或触觉输入。此外，计算机通过将文件送给由用户使用的装置或从用户使用的装置接收文件可以与用户交互；例如通过响应由网页游览器接收的要求而将网页输送给在用户的客户装置上的网页游览器。
已经描述了大量的实施方案。但是，应当理解可以进行各种改变。例如，本文中所称的流体可以是墨，但是也可以是生物材料、电子材料或具有适宜粘度以从孔口挤出的其它材料。因此，其它实施方案在后附权利要求的范围之内。

Claims (21)

1.一种使流体从打印头中的喷流器的流体室中喷射的方法，所述方法包括：
用第一能量赋予脉冲激励致动器，以将流体推离所述致动器并且推向喷嘴；
在第一间隔期满之后，用第二能量赋予脉冲激励所述致动器，以将流体推离所述致动器并且推向所述喷嘴；
在如从所述第二能量赋予脉冲测量的第二间隔期满之后，用中断脉冲驱动所述致动器，以使流体从所述喷嘴的孔口中伸出，以与在所述喷嘴内的流体断开，其中所述第二期满长于所述第一期满并且是弯月面-喷射质量频率的倒数。
2.权利要求1所述的方法，其中所述第一期满是所述喷流器的共振频率的倒数。
3.权利要求1所述的方法，其中：
所述第一能量赋予脉冲，所述第二能量赋予脉冲和所述中断脉冲全部是单一的多脉冲突发的一部分；并且
所述中断脉冲的振幅具有大于在所述单一的突发期间的任何其它脉冲的振幅的绝对值。
4.权利要求1所述的方法，其中：
所述第一能量赋予脉冲，所述第二能量赋予脉冲和所述中断脉冲全部是单一的多脉冲突发的一部分；并且
所述单一的多脉冲突发具有在4至6个之间的脉冲。
5.权利要求4所述的方法，其中在所述中断脉冲之前的每个能量赋予脉冲之间的所述期满在时间上相等。
6.权利要求1所述的方法，其中采用所述第一间隔和第二间隔的喷射比采用在基于所述喷流器共振频率的多脉冲突发中每个脉冲之间的定时喷射小滴产生更少的卫星小滴。
7.权利要求3所述的方法，其中所述多脉冲突发包括在所述中断脉冲之后的衰减脉冲。
8.权利要求1所述的方法，其中：
用所述第一能量赋予脉冲激励所述致动器使第一体积的流体离开所述孔口；
用所述第二能量赋予脉冲激励所述致动器使第二体积的流体离开所述孔口；
用所述中断脉冲激励所述致动器使第三体积的流体从所述喷嘴内移出以离开所述孔口；
并且所述第三体积大于所述第一体积和第二体积。
9.权利要求1所述的方法，其中：
用所述第一能量赋予脉冲激励所述致动器使第一体积的流体离开所述孔口；
用所述第二能量赋予脉冲激励所述致动器使第二体积的流体离开所述孔口；
用所述中断脉冲激励所述致动器使第三体积的流体从所述喷嘴内移出以离开所述孔口；
并且在赋予所述中断脉冲时所述第三体积以比所述第一体积和所述第二体积移动的速度更快的速度移动。
10.一种产生用于喷流器的多脉冲突发的方法，所述方法包括：
将双脉冲突发的第一试验脉冲和第二试验脉冲送到喷流器；
测量由所述突发的所述第二试验脉冲引起的在所述喷流器中的流体的速度；
逐渐增加在所述双脉冲突发的所述第一试验脉冲和所述第二试验脉冲之间的时间；
测量在已经逐渐增加所述时间之后由所述突发的所述第二试验脉冲引起的在所述喷流器中的流体的速度；
将所述第一试验脉冲和所述第二试验脉冲之间的时间相对于速度绘制成曲线图，其中所述的曲线图基于在第一和第二试验脉冲之间的多个逐渐增加的时间；
在所述曲线图中找到第一速度峰和第二速度峰；
产生多脉冲突发，其中在所述多脉冲突发中的第一短脉冲和第二短脉冲之间的时间是在所述曲线图中从0至所述第一速度峰的时间，并且在所述多脉冲突发中的所述第二短脉冲和第三短脉冲之间的时间是在所述曲线图中从0至所述第二速度峰的时间。
11.权利要求10所述的方法，其中从0至所述第一速度峰的所述时间是所述喷流器的共振频率的倒数。
12.权利要求10所述的方法，其中从0至所述第二速度峰的所述时间是弯月面-喷射质量频率的倒数。
13.一种引起流体喷射的系统，所述系统包括：
具有喷流器的打印头，其中所述喷流器包括流体室，致动器和具有孔口的喷嘴；和
控制器，其中所述控制器与所述致动器电接触并且输送电信号以：
用第一能量赋予脉冲激励所述致动器，以将流体推离所述致动器并且推向所述喷嘴；
在第一间隔期满之后，用第二能量赋予脉冲激励所述致动器，以将流体推离所述致动器并且推向所述喷嘴；并且
在如从所述第二能量赋予脉冲测量的第二间隔期满之后，用中断脉冲激励所述致动器，以使流体从所述喷嘴的所述孔口中伸出，以与所述喷嘴内的流体断开，其中所述第二期满长于所述第一期满并且是弯月面-喷射质量频率的倒数。
14.权利要求13所述的系统，其中所述第一期满是所述喷流器的共振频率的倒数。
15.权利要求13所述的系统，其中：
所述第一能量赋予脉冲，所述第二能量赋予脉冲和所述中断脉冲全部是单一的多脉冲突发的一部分；并且
所述中断脉冲的振幅具有大于在所述单一的突发期间的任何其它脉冲的振幅的绝对值。
16.权利要求13所述的系统，其中：
所述第一能量赋予脉冲，所述第二能量赋予脉冲和所述中断脉冲全部是单一的多脉冲突发的一部分；并且
所述单一的多脉冲突发具有在4至6个之间的脉冲。
17.权利要求16所述的系统，其中在所述中断脉冲之前的每个能量赋予脉冲之间的所述期满在时间上相等。
18.权利要求13所述的系统，其中采用所述第一间隔和第二间隔的喷射比采用基于所述喷流器共振频率的多脉冲突发中每个脉冲之间的定时喷射小滴产生更少的卫星小滴。
19.权利要求15所述的系统，其中所述多脉冲突发包括在所述中断脉冲之后的衰减脉冲。
20.权利要求13所述的系统，其中：
用所述第一能量赋予脉冲激励所述致动器使第一体积的流体离开所述孔口；
用所述第二能量赋予脉冲激励所述致动器使第二体积的流体离开所述孔口；
用所述中断脉冲激励所述致动器使第三体积的流体从所述喷嘴内移出以离开所述孔口；
并且所述第三体积大于所述第一体积和所述第二体积。
21.权利要求13所述的系统，其中：
用所述第一能量赋予脉冲激励所述致动器使第一体积的流体离开所述孔口；
用所述第二能量赋予脉冲激励所述致动器使第二体积的流体离开所述孔口；
用所述中断脉冲激励所述致动器使第三体积的流体从所述喷嘴内移出以离开所述孔口；并且
在赋予所述中断脉冲时所述第三体积以比所述第一体积和所述第二体积移动的速度更快的速度移动。
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