CN110621506B - 液滴沉积方法和装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种利用液滴沉积头将液滴沉积到介质上的方法。方法中使用的头包括:由穿插壁分隔的流体腔的阵列,每个流体腔与用于释放流体液滴的孔连通,并且每个壁隔开两个相邻腔。每个壁是可致动的,使得响应于第一电压,其将变形以减小一个腔的体积并增大另一个腔的体积,并且响应于第二电压,其将变形以对其相邻腔的体积产生相反的影响。方法包括以下步骤:接收输入数据;基于该输入数据,将阵列内的所有腔指定为发射腔或非发射腔,以产生由一个或更多个连续非发射腔的带隔开的一个或更多个连续发射腔的带;致动腔中某些腔的壁,使得:对于每个非发射腔,一个壁静止而另一个壁移动,或者壁以相同的方向移动,或者它们保持静止;并且对于每个发射腔,壁以相反的方向移动;这种致动导致每个发射腔释放至少一个液滴,所产生的液滴形成布置在介质上的线上的流体主体,这些流体主体在线上被非发射腔带中每个带的相应间隙分开,每个该间隙的尺寸通常对应于相应的非发射腔带的尺寸。在致动步骤中致动所述发射腔的壁使得如果以这种方式仅致动每个发射腔的两个壁中的一个壁,则不会从该发射腔喷射液滴。还提供了液滴沉积装置、液滴沉积头和计算机程序产品。
Description
本发明涉及一种利用液滴沉积头(例如打印头)将液滴沉积到介质上的方法,以及涉及液滴沉积头和包括这种液滴沉积头的液滴沉积装置,所述液滴沉积头和液滴沉积装置被配置成执行这种方法。
液滴沉积头现在被广泛使用,无论是在更传统的应用中,例如喷墨印刷,还是在材料沉积应用中,例如3D印刷和其它快速原型技术,以及在表面上印刷凸起图案,例如盲文或装饰凸起图案。在这种材料沉积应用中,可能需要使用液滴沉积头在介质上沉积相对大量的流体。在一些情况下,流体可具有新的化学性质以粘附到新的介质并增加沉积材料的功能。
近来,已经开发出能够以高可靠性和吞吐量将油墨和清漆直接沉积到瓷砖上的喷墨打印头。这允许瓷砖上的图案根据客户的确切规格进行定制,以及减少对全部瓷砖进行库存的需求。
在其它应用中,液滴沉积头可用于形成元件,例如在平板电视制造中使用的LCD或OLED显示器中的滤色器。
因此,要理解的是,液滴沉积头在继续发展和专门化,以便适合于新的和/或日益具有挑战性的沉积应用。然而,尽管在液滴沉积头领域中已经取得了很大的发展,但是在液滴沉积头领域中仍然存在改进的空间。
概述
本发明的方面在所附权利要求中进行了陈述。
在一个方面,本公开提供了一种利用液滴沉积头将液滴沉积到介质上的方法,所述液滴沉积头包括:由穿插壁(interspersed wall)分隔的流体腔的阵列,每个流体腔与用于释放流体的液滴的孔连通,并且所述壁中的每个壁隔开两个相邻腔;其中,所述壁中的每个壁是可致动的,使得响应于第一电压,其将变形以减小一个腔的体积并增大另一个腔的体积,并且响应于第二电压,其将变形以对所述相邻腔的体积产生相反的影响;该方法包括以下步骤:(a)接收输入数据;(b)基于所述输入数据,将所述阵列内的所有腔指定为发射腔或非发射腔,以产生由一个或更多个连续非发射腔的带隔开的一个或更多个连续发射腔的带;(c)致动所述腔中的某些腔的壁,使得:对于每个非发射腔,一个壁静止而另一个壁移动,或者壁以相同的方向移动,或者它们保持静止;并且对于每个发射腔,壁以相反的方向移动;所述致动导致每个所述发射腔释放至少一个液滴,所产生的液滴形成布置在所述介质上的一条线上的流体主体(bodies of fluid),所述流体主体在所述线上被所述非发射腔带中每个带的相应间隙分开,每个这种间隙的尺寸通常对应于相应的非发射腔带的尺寸;其中,在所述致动步骤(c)中致动所述发射腔的壁使得如果以这种方式仅致动每个发射腔的两个壁中的一个壁,则不会从该发射腔喷射液滴。
在另一方面,本公开提供了一种液滴沉积装置,其包括一个或更多个液滴沉积头,每个液滴沉积头包括:由穿插壁分隔的流体腔的阵列,每个流体腔设置有孔,并且所述壁中的每个壁隔开两个相邻腔;所述壁中的每个壁是可致动的,使得响应于第一电压,其将变形以减小该腔的体积并增大另一个腔的体积,响应于第二电压,其将变形以对所述相邻腔的体积产生相反的影响。这种液滴沉积装置被配置为执行本文所述的方法。
在又一方面,本公开提供了一种液滴沉积头,其包括:由穿插壁分隔的流体腔的阵列,每个流体腔设置有孔,并且所述壁中的每个壁隔开两个相邻腔;所述壁中的每个壁是可致动的,使得响应于第一电压,其将变形以减小该腔的体积并增大另一个腔的体积,响应于第二电压,其将变形以对所述相邻腔的体积产生相反的影响。这种液滴沉积头被配置成执行本文所述的方法。
附图简述
现在将参考附图描述本发明,其中:
图1示出了液滴沉积装置的已知构造;
图2示出了通常如图1所示的液滴沉积头的两个相邻腔中在分隔腔的壁变形之后的压力响应;
图3(a)示出了经历不同系列的致动的图1的液滴沉积装置,而图3(b)是相同系列的致动的简化表示;
图4(a)示出了液滴沉积装置的又一示例性构造的端视图,且图4(b)示出了该液滴沉积装置的侧视图,其中每个腔在相对端处通向歧管;
图5(a)示出了液滴沉积装置的又一示例性构造的端视图,且5(b)示出了该液滴沉积装置的侧视图,其中每个腔仅在一端处通向歧管;
图6(a)示出了液滴沉积装置的又一示例性构造的端视图,且6(b)示出了该液滴沉积装置的侧视图,其中,小通道将每个腔连接到歧管;
图7是根据第一示例实施例操作液滴沉积装置以产生第一图案的方法的表示;
图8是根据与图7所示相同的示例实施例操作液滴沉积装置的方法的表示,但是使用不同的输入数据;
图9是根据对比示例操作液滴沉积装置的方法的表示,其中使用与图8中相同的输入数据;
图10是根据本发明的另一示例实施例使用与图8中相同的输入数据的操作液滴沉积装置的方法的表示;
图11示出了可以施加到发射通道的壁的驱动波形;
图12示出了包括非喷射脉冲的另一个驱动波形。
图13示出了包括将被施加到发射腔的壁上从而产生液滴的串的多个脉冲的驱动波形;和
图14是液滴沉积装置的示意图,该液滴沉积装置可以被配置成执行图7、8和10-13所示的方法。
附图的详细描述
下面参照图7、8和10至14进一步描述利用液滴沉积头(例如打印头)将液滴沉积到介质上的方法的各种示例实施例。然而,在详细讨论这些示例实施例之前,将参考图1至图6描述适合于配置成与这些方法一起使用的液滴沉积头的各种说明性构造。
因此,首先关注图1,图1示出了穿过已知液滴沉积头中的流体腔阵列截取的横截面。
在本领域中,构造包括由可响应于电信号而致动的多个壁分隔的流体腔阵列的液滴沉积头是已知的。这种壁例如可以包括压电材料(尽管在其它构造中,它们例如可以是静电致动的)。在许多这样的构造中,壁可响应于电信号而致动以朝向每个壁界定的两个腔之一移动;这种移动影响由该壁界定的两个腔中的流体压力,导致一个腔中的压力增加而另一个腔中的压力降低。
喷嘴或孔设置成与腔流体连通,以便可以从腔喷射一定体积的流体。由于表面张力效应,孔处的流体将趋向于形成弯月面,但是在流体的充分扰动下,该表面张力被克服,从而允许液滴或一定体积的流体通过孔从腔释放;因此,在孔附近施加过量正压导致流体主体的释放。
图1示出了液滴沉积头1的具体示例性构造,该液滴沉积头1具有由可致动壁16隔开的流体腔10(a)-(g)的阵列。在所示的特定示例中,腔10(a)-(g)方便地形成为通道,该通道在一侧由接触可致动壁16的盖构件12封闭,用于流体喷射的各个喷嘴14设置在该盖构件12中;然而,要理解的是,多种合适的构造可以提供类似的功能。
例如,盖构件12可以包括提供结构支撑的金属或陶瓷盖板,以及在其中形成喷嘴14的较薄的覆盖喷嘴板,或者相对薄的喷嘴板可以单独用作盖构件12,例如,如WO2007/113554A中所教导的。
如图1所示,腔10的壁16的致动可导致流体通过该腔的喷嘴14从该腔释放。在图1所示的情况下,特定腔10(d)的两个壁16向内变形,这种移动导致所述腔10(d)内的流体压力增加并且两个相邻腔10(c)、10(e)的压力降低。所述腔10(d)内的压力增加促进通过该腔10(d)的喷嘴14释放流体的液滴。
在诸如图1的构造中,所有腔10(a)-(g)设置有喷嘴14,每个腔10(a)-(g)可以实现流体释放。然而,明显的是,由于特定壁16的致动对其两个相邻通道中的压力具有不同的影响,因此难以实现流体从由特定壁16隔开的两个腔10同时释放。
为了致动壁,沉积头通常将包括多个电极,所述多个电极连接(或可连接)到驱动电路,例如以沉积头板载或板外驱动器IC的形式的驱动电路。
在一些情况下,每个腔的两个壁可以共享对应的电极,使得每对相邻壁有一个电极。在特定示例中,每个腔可在内部涂覆用作电极的金属层,所述金属层可用于在该腔的壁两侧施加电压,且因此使得壁借助于压电效应偏转或移动。因此,施加到每个壁16两侧的电压将是施加到相邻腔的信号之间的差。壁16要保持不变形,壁16两侧就必须没有电势差;这当然可以通过不向相邻通道电极中的任一个通道电极施加信号来实现,但是也可以通过向两个通道施加相同的信号来实现。
压电壁可以例如包括上半部和下半部,它们在由阵列方向和通道延伸方向限定的平面中进行划分。压电壁的这些上半部和下半部可以在垂直于通道延伸方向和阵列方向的相反方向上极化,使得当垂直于阵列方向在壁16两侧施加电压时,两个半部以“剪切模式”偏转,从而朝流体腔中的一个腔弯曲;偏转的壁16采用的形状类似于人字形。
然而,应当理解的是,已经提出了提供电极和极化壁的其它方法,这些方法提供以类似的弯曲运动偏转壁的能力。
由于喷嘴14通常设置在流体腔的纵向侧,所以如图1所描绘的装置通常被称为“侧射器”。如图示出的,喷嘴14可以例如设置成与每个纵向端等距。在这种构造中,通道的端部将常常保持打开以允许所有通道与一个或更多个公共流体歧管连通。这又允许在装置的使用过程中沿着腔的长度建立流动,以防止流体停滞并将流体中的碎屑从喷嘴14冲走。通常发现,使沿着腔的长度的这种流量大于由于流体释放而通过喷嘴14的最大流量是有利的。换句话说,当装置以最大喷射频率操作时,通过每个喷嘴14的流体的平均流量小于沿着每个通道的流量。在一些情况下,该流量可以比由于流体释放通过喷嘴14的最大流量大至少五倍或甚至十倍。
图4(a)和图4(b)示出了“侧射器”构造的另一个示例,其中盖板12b封住腔10的阵列,并且喷嘴板12a覆盖该盖板;对于每个腔,在盖板12b中形成对应的喷射口,该对应的喷射口与腔10和喷嘴14连通,以使得能够通过喷嘴14从腔10喷射流体。腔10在其长度的任一端通向公共流体供应歧管上;可以为每个端部设置单独的公共歧管,或者可以设置单个歧管用于两个端部。分隔腔阵列的压电壁的移动在腔10内产生声波,由于横截面积的差异,声波在腔10和公共歧管之间的边界处被反射。在图4(a)和图4(b)所示的头中,由于边界的“开放”性质,这些反射波将具有与入射到通道端部上的波相反的方向。此外,如图4(b)中平行于通道阵列的视图所示,流体沿着每个腔10的流动可以如参照图1所描述的那样建立。
图5(a)和图5(b)示出了“端射器”构造的示例,其中喷嘴14形成在喷嘴板13中,喷嘴板13封闭每个腔10的一端,每个腔10的另一端通向所有腔公共的流体供应歧管。在诸如WO2007/007074中提出的某些“端射器”构造中,小通道20可形成在基座中靠近喷嘴14处,用于流体从腔流出。通道具有比腔10小得多的横截面,以便有效地在腔内形成对声波的屏障。流体的流动可以沿着每个腔10的长度建立,其中流体从公共歧管进入并经由邻近每个喷嘴设置的小通道离开。
图6(a)和图6(b)示出了液滴沉积头的又一示例,该液滴沉积头可以被配置成执行下述沉积液滴的方法。这种构造提供了类似于参照图4(a)和图4(b)所述的喷嘴板12a和盖板12b,但是每个喷嘴14在对应的腔10的侧部中朝向一端设置。支撑构件限定每个通道基部,并且除了设置在腔的与喷嘴14相对的端部处的小通道20之外,在其长度的两端处基本上封闭每个腔。该小通道20允许流体进入以通过喷嘴14从腔10喷射,但是具有比腔10本身小得多的横截面,以便作为腔内声波到达供应歧管的屏障。因此,由压电壁的移动产生的任何声波将被腔10的两端反射为相同方向的波。
在液滴沉积头中,例如图1至图6所示的液滴沉积头中,两个腔10共用的壁16可被致动,在致动发生之后,残余压力扰动一般将保留在腔中。
申请人使用大体如图1所示的头1进行的实验提供了图2所示关于在分隔壁14的单次移动之后在两个相邻腔10中的流体内的位移(用作流体内压力的代表)的数据。从这些数据中显而易见的是,每个腔10中的压力围绕平衡压力(存在于壁没有发生变形的腔中的压力)振荡,振荡幅度随时间衰减到零。幅度衰减到零所需的时间在下文中称为系统的弛豫时间(tR)。
不希望受该理论的限制,申请人相信压力的振荡至少部分地是由在流体腔10的端部处反射的声压波引起的。这些驻波的周期(TA)可以从诸如图2的曲线图导出,并且被称为腔10的声学周期。在细长的腔的情况下,该周期大约等于L/c,其中L是腔的长度,c是声音在流体中沿着腔10传播的速度。
如上所提到的,在壁16移动之后,残余压力波出现在壁16的任一侧两个腔10中。从图2所示的位移的第二个最大值和随后的最大值可以明显看出这种残余波的存在。因此,当流体从特定腔释放时,压力扰动可能存在于相邻腔中的一个腔或两个腔中。例如,在一些致动方案中,流体通过界定特定腔的两个壁的向内移动而从该腔释放,这将影响两个相邻腔中的压力。这些压力扰动可以干扰从相邻腔释放流体,这种现象称为“串扰”。
已经提出了改善“串扰”问题的液滴沉积头构造;例如,可以形成没有喷嘴的替代腔,或者可以以其他方式永久地停用替代腔,使得这些“非发射”腔用于保护具有孔的腔(即“发射”腔)免受压力扰动。当然将明显的是,对于给定的腔尺寸,这具有将可用分辨率减半的不希望的结果。
以本申请人的名义提出的较早的欧洲专利申请EP 0 422 870提出在每个腔中保持喷嘴,并代之以致动方案来改善串扰,该致动方案将每个腔预先分配给三个或更多个组或“循环”中的一个。依次将腔循环地分配给这些组中的一个,使得每个组是规则间隔的腔的子阵列。在操作期间,在任何时候只有一个组是活跃的,使得沉积流体的腔总是被至少两个腔间隔开,间隔取决于组的数量。用户输入数据确定每个组内的哪些特定腔被致动。更详细地说,循环腔内的腔可各自接收与将由该腔释放的液滴的数量相对应的不同数量的脉冲,来自每个腔的液滴汇合以在介质上形成单个标记或打印像素。
将明显的是,在任何一个时间,在该方案中仅可致动腔的总数的三分之一(或1/n,其中n是循环的数量),且因此吞吐率显著降低。
另外,不同组的发射之间的时间延迟可以导致介质上的对应的点在介质和装置的相对移动方向上间隔开。如上简要所述的,一些头构造通过每个循环偏移喷嘴来解决这个问题,使得每个循环的喷嘴位于各自的线上,这些线在介质的移动方向上间隔开,虽然这通常成功地抵消了这个特定问题,但是这种头构造通常受限于喷嘴形成之后的特定发射方案。
EP 0 422 870提出了另一种致动器设计,其中再次在每个腔中设置喷嘴,但是其中腔被分成两组:奇数腔和偶数腔。腔中的每组同步以同时发射,其中特定输入数据确定该组中的哪些腔应当进行发射。该公开还讨论了以腔的谐振频率在两组之间切换,使得相邻腔以反相发射。
在该文献中注意到,该方案允许高吞吐率,但是导致对可能产生的图案的限制。
还存在头设计和致动方案的其它示例,以解决每个腔设有喷嘴且相邻腔共用可致动壁的液滴沉积头中固有的问题。
现在关注图7、8和10,图7、8和10示出了利用液滴沉积头将液滴沉积到介质上的方法的各种示例实施例,所述液滴沉积头:包括由穿插壁分隔的流体腔的阵列,每个流体腔与用于释放流体的液滴的孔连通,并且壁中的每一个隔开两个相邻腔;并且其中壁中的每一个可被致动,使得响应于第一电压(例如,一个极性的电压),其将变形以减小一个腔的体积并增大另一个腔的体积,并且响应于第二电压(例如,相反极性的电压),其将变形以对所述相邻腔的体积产生相反的影响。
图7(a)和图7(b)示出了根据第一示例实施例的方法。如图7(a)和图7(b)中加粗的水平线所示,基于输入数据,阵列内的某些腔被指定为发射腔(在所示示例中,腔10(b)、10(c)、10(d)、10(h)、10(i)、10(l))并将沉积液滴,而剩余的腔(在所示示例中,腔10(a)、10(e)、10(f)、10(g)、10(j)、10(k)、10(m)、10(n))被指定为非发射腔。如从附图中显而易见的是,这种指定导致一个或更多个连续的发射腔的带被一个或更多个连续的非发射腔的带分开。如下面将参照图14更详细地描述的,该指定可以例如(至少部分地)通过对图像或图案数据执行的筛选处理来提供。
在执行了该指定之后,某些腔的壁然后被致动。图7(a)和图7(b)示出了在致动循环中的相应点处的头。更具体地,图7(a)示出了致动循环中的一个点,其中壁处于其运动的一个极端,而图7(b)示出了半个循环之后的该点,此时壁处于相反的极端。
通过比较两个附图明显看出,对于发射腔10(b)、10(c)、10(d)、10(h)、10(i)、10(l)中的每一个,壁以相反的方向移动。在一些示例中,致动可以包括两个阶段,其中所有发射腔的一半被指定用于第一阶段,而所有发射腔的另一半被指定用于第二阶段,每个阶段中的发射腔基本上同时释放液滴。
至于非发射腔,可以观察到它们的壁的两种不同类型的行为:对于非发射腔中的一些,具体是邻近发射腔带的那些(在所示示例中,腔10(a)、10(e)、10(g)、10(j)、10(k)、10(m)),一个壁移动,而另一个保持静止;对于其它非发射腔,具体是不与发射腔带相邻的那些(在所示示例中,腔10(f)、10(n)),两个壁都保持静止。
接下来关注图8(a)和图8(b),图8(a)和图8(b)示出了根据与图7(a)和图7(b)相同的示例实施例的方法,其中根据不同的输入数据用于沉积液滴。与图7(a)和图7(b)一样,图8(a)和8(b)示出了在致动循环中的相应点处的头。
从图8(a)和图8(b)可以看出,基于新的输入数据,不同的腔被指定为发射腔和非发射腔。更具体地说,可以注意到,这种指定产生了仅由单个非发射腔(具体是腔10(e))组成的非发射腔带。
通过比较两个附图明显看出,同图7(a)和图7(b)一样,对于发射腔10(b)、10(c)、10(d)、10(f)、10(g)、10(h)、10(i)、10(l)中的每一个,壁以相反的方向移动。
然而,对于非发射腔,可以识别它们的壁的三种(相对于两种)不同类型的行为:对于非发射腔中的一些,具体是邻近发射腔带的那些(在所示示例中,腔10(a)、10(j)、10(k)、10(m)),一个壁移动,而另一个保持静止;对于其它非发射腔,具体是不与发射腔带相邻的那些(在所示示例中,腔10(n)),两个壁都保持静止;对于其它腔,具体是在宽为单个腔的非发射腔带中的腔10(e),壁以相同的方向移动。
可以理解,如图7和图8所示,移动每个发射腔的壁导致一个或更多个液滴从所述腔释放。所得到的液滴形成布置在介质上的一条线上的流体主体,其中流体主体在该条线上被非发射腔带中每个带的相应间隙分开(至少在着陆时瞬间被分开—流体主体可以在介质上汇合)。应当理解的是,每个这样的间隙的尺寸因此通常将在尺寸上对应于相应的非发射腔带的宽度。
为了使如此沉积的流体主体位于介质上的线上,发射腔和非发射腔的致动在时间上重叠通常是方便的。(尽管这不是必须的,例如在头的喷嘴以某种方式偏移的情况下。)此外,在一些情况下,它们可以同步,使得所有腔的致动同时开始(尽管它们当然也可能同步以同时结束)。
就形成在介质上的该条线上的图案而言,将理解的是,因为非发射腔通常不会由于图7和图8所示的致动而释放液滴,所以在流体主体之间存在间隙。将明显的是,使某些非发射腔的壁保持静止通常如何避免那些腔释放液滴。类似地,可以明显的是,使某些非发射腔的两个壁以相同的方向移动将导致在那些非发射腔的体积中材料减少很小(如果有的话),并且因此通常可以避免那些非发射腔释放液滴。
在这方面还可以注意到,对于其它非发射腔,一个壁移动,而另一个壁保持静止。在图7和图8所示的示例实施例中,具有这种壁移动模式的非发射腔是邻近发射腔带的那些(在图7所示的示例中,腔10(a)、10(e)、10(g)、10(j)、10(k)、10(m),在图8所示的示例中,腔10(a)、10(j)、10(k)、10(m))。这至少部分是由于控制发射腔的壁的致动引起的,使得如果每个发射腔的两个壁中只有一个壁以相同方式致动,则液滴不会从该发射腔喷射出。
发明人已经发现,对于发射腔的两个壁中的每一个壁的致动都能够独立地引起喷射的情况,两个壁的组合致动经常导致不稳定/不规则的喷射。对于剪切敏感流体,例如具有悬浮颗粒的液滴流体(例如其中液滴流体是墨的颜料颗粒或其中液滴流体用于材料沉积应用的功能材料颗粒),这被认为是特别(但不排他)的情况。
通过这种幅度的致动,腔的一个壁保持静止而另一个壁移动并且腔仍然不发射是可能的。特别地,从图7中明显看到,具有这种壁移动的非发射腔可以提供到两个壁都静止的非发射腔的过渡。可能的结果是,大量非发射腔的壁保持静止是可能的。这可以通过减少由壁执行的致动次数来提高头的寿命,以便在基底上实现液滴流体的一定沉积密度。
发明人认为,与例如由EP 0 422 870教导的多循环致动方案相比,例如考虑到高吞吐率方面,图7和图8所示的方法可特别适合于高铺设应用(图7和图8的方法有效地仅具有单个“循环”)。此外,在图7和图8所示的方法中,发射腔可以以谐振频率或接近谐振频率致动。因此,图7和图8中所示的方法可以实现显著高于500μl/s/in(在若干情况下高于750μl/s/in且可能高达1000μl/s/in)的“泵送功率”(对于头的每英寸宽度,每秒沉积的液滴流体的量)。
特别是在这种高铺设应用中,可以相当“硬”地驱动头;因此,即使在壁的致动的幅度和/或次数方面减少很小也可能对头的寿命产生显著影响。
此外,与其它单循环致动方案相比,使用如参考图7和图8所述的方法可以提高寿命。
在这方面,关注图9(a)和图9(b),它们示出了在介质上沉积液滴的方法的比较示例。更具体地,该方法类似于在申请人的较早公布的PCT申请WO2010/055345A中参考图7(a)和(b)以及图10(a)和(b)教导的那些方法。
从图9(a)和图9(b)明显看到的是,类似于图7(a)和图7(b),对于发射腔10(b)-(d)、10(h)、10(i)、10(l)中的每个腔,壁以相反的方向移动。然而,应当注意的是,对于所有非发射腔10(a)、10(e)-(g)、10(j)-(k)、10(m)-(n),壁以相同的方向移动。将明显的是,与根据本文所述的示例实施例的方法相比,这种致动方案导致壁显著地致动更多,且因此通常寿命更短。
此外,应当注意的是,与其中仅致动每个发射腔的一个壁的单循环致动方案相比,寿命可以被提高。更具体地说,通常发现,为了产生等效尺寸和喷射速度的液滴,需要以在腔的两个壁被致动的情况下每个壁所需的驱动电压的大致两倍来致动单个壁。此外,由于致动的幅度通常对寿命具有非线性影响,因此驱动电压的这种加倍通常不仅仅是使所述壁的寿命减半,从而乃至头的寿命总体上减半。
如上所述,在根据图7和图8所示的示例实施例的方法中,基于输入数据对腔的指定可导致由单个非发射腔组成的非发射腔带。同样如上所述,每个这样的单个非发射腔的壁可以被致动,使得壁以相同的方向移动。然而,应当理解的是,这种壁移动模式可能难以通过某些电极布置来实现。
这种情况的一个示例是电极布置,在该电极布置中,每个腔的两个可致动壁共享相应的驱动电极(例如,每个驱动电极通过涂覆相应腔的内表面(包括壁的表面)来提供)。为了说明这一点,如果图8中所示的头具有这样的电极结构,为了使腔10(e)的壁执行所示的移动,必须在腔10(d)中的电极和腔10(e)中的电极之间建立第一电势差,并且为了使两个壁以相同的方向移动,还必须在腔10(e)中的电极和腔10(f)中的电极之间建立相同方式的电势差。例如,-10V、0V和10V的信号可以施加到腔10(d)、(e)和(f)中的各个电极。为了避免对头的不必要的加热,当0V信号施加到每个壁的任一侧的电极时,通常希望实现每个壁的未致动状态。然而,为了之后实现图8中腔10(e)的壁移动模式,需要每个电极连接到双极电压源,这可能显著增加驱动电子器件的成本和复杂性。
此外,应当理解的是,电子器件仍需要更加复杂,以便允许多个相邻腔的壁都以相同的方向移动:这通常需要将每个连续的腔电极设置成越来越大(或越来越小)的电压。
由于这些原因(或其它原因),对腔的指定的方案可能希望确保每个非发射腔带由至少两个非发射腔组成。在这方面,关注图10(a)和(b),图10(a)和(b)示出了根据另一示例实施例的方法,其中将腔指定为发射腔和非发射腔确保每个非发射腔带由至少两个非发射腔组成。该方法作用于与图8中相同的输入数据,并且从图10(a)和(b)中明显看到的是,两个非发射腔10(d)-(e)的空间被强制在最左侧的发射腔带(分别地腔10(b)-(c)和腔10(f)-(i))之间。从图10(a)和(b)还可以明显看出,对于由两个腔组成的非发射腔带,每个腔的壁可以被致动,使得一个壁移动而另一个壁静止。
在根据参照图7、8和10描述的示例实施例的方法中,可以致动发射腔的壁,使得每个发射腔的壁反相移动。例如,在整个致动循环中,壁可以以相反的方向移动,并用于交替地增加和减小发射腔的体积。明显的是,发射腔壁的反相移动将倾向于引起整个通道内流体压力的振荡。
可能方便的是,考虑致动器结构内的模态效应以便减少实现液滴释放所需的能量的量。显然,任何装有流体的腔将具有用于压力振荡的一个或更多个固有频率,这可能是由诸如腔的顺从性(compliance)和几何形状的各种因素引起的。特别地,当壁变形时,可以在腔内建立声压波。具体地,当腔的体积通过壁远离该腔的移动而增大时,在腔的喷嘴处产生负压波,该负压波从喷嘴传播开。
在细长的腔在一个或两个纵向端开口的情况下,开口端构成声阻抗的失配,且因此将充当这种对波反射的声边界。因此,沿着腔的长度传播的声波将被这些边界反射,但是由于边界的“开口”性质,反射波将具有与原始波相反的方式。通过使腔壁的振荡与声波到达腔孔处或腔孔附近同步,由壁变形产生的压力可与声波压力结合来实现受控喷射。在具有开口端的细长的腔的情况下,声波可能需要L/2c的时间(其中L是通道的长度,c是针对流体和腔的特定组合的声速)来从开口端行进到与端部等距的孔。因此,这些波的振荡频率约为L/c;通过以该频率的倍数操作腔壁,可以以减少的能量输入实现受控液滴释放。一般而言,较高的频率将导致装置操作更快,且因此可能期望约L/c的频率。
如上面所讨论的,参照图7、图8、图7(a)和(b)、图8(a)和(b)或图10(a)和(b),在致动周期的每一半期间,大约一半的发射腔将释放液滴。为了使液滴在阵列上的释放同步,有利的是这种释放基本上同时进行。当然,将理解的是,发射通道的“一半”的同步旨在包括奇数个发射通道作为连续区域存在的情况,且因此该区域的每个“一半”中的发射腔的数量将相差1。例如,在五个连续的发射腔的区域中,两个发射腔可以在第一半周期期间释放液滴,而其余三个发射腔可以在第二半周期期间释放液滴,或者反之亦然。
图11示出了可以以根据参照图7、8和10描述的示例实施例的方法在发射腔的壁上施加的驱动波形。该波形可以例如对应于施加到所述壁的任一侧的电极的电压信号之间的电势差。利用这种电极布置,可以通过向相邻电极中的每一个施加相应的单极性信号,使得一个信号提供壁两侧之间的电压的正部分而另一个信号提供负部分,或者简单地通过向电极之一施加双极性信号,来在壁两侧施加双极性电压。
应当理解的是,在壁两侧之间的电压和壁的位置之间通常存在直接关系:在电压差保持为零的情况下,壁不变形;当电压保持在正值时,壁朝第一腔变形,而当电压保持在负值时,壁朝第二腔变形。由于系统的响应时间,壁的移动将趋向于落后于电压信号。
为了使发射腔的壁以相反的方向移动,如上面参照图7、8和10所述,如图11所示的波形可以施加到发射腔的一个壁,且相反极性的驱动波形可以施加到发射腔的另一个壁。在这一点上还可以注意到,在非发射腔具有一个移动的壁而另一个臂保持静止的情况下,图11所示的波形可以施加到非发射腔的移动壁,或者在非发射腔的两个壁以相同的方向移动的情况下(在这种情况下,驱动波形应当具有相同的极性),图11所示的波形实际上可以施加到非发射腔的两个壁。
现在返回到图11,可以注意到,驱动波形包括两个方波部分:第一部分对应于朝向第一通道移动且在第一时段之后移动回到未变形位置,而第二部分对应于朝向第二通道移动且在第二时段之后移动返回到其未变形状态。在操作过程中,第一部分促进液滴从第一腔释放,而第二部分促进液滴从第二腔释放。
当第一部分和第二部分之间的时间间隔的大小与系统的响应时间相似时,壁可以直接从朝向第一腔的变形移动到朝向第二腔的变形,而在其未变形状态中没有明显的停顿,并且因此可以被认为是从第一腔到第二腔的单次连续移动。
图12所示的替代波形包括相同的部分,在该相同的部分之前有类似的部分(预脉冲),它们不直接引起喷射,而是激起声波,然后该声波由主波形部分产生的另外的压力脉冲进行增强。
如上面所讨论的,壁的移动可以被定时为与声波脉冲在喷嘴处的存在相一致,以便减少喷射所需的能量。例如,这可以通过使第二波形部分的前缘在第一波形部分的前缘之后大约L/c的时间来实现。
从图11中将明显看到,第二部分更长并且具有更大的振幅:因此,由第二部分赋予的能量大于第一部分。这将导致第二液滴以比第一液滴更大的速度释放,并且还可能导致两个液滴具有不同的体积。通过改变波形部分的长度和幅度,可能得到供应相等的体积但不同的速度的波形。然后可以利用速度差来确保两个液滴基本上同时落在介质上,并且从而相对于介质移动方向对准。将该原理扩展到所有的发射腔,可以确保在介质上形成液滴线。
应当理解的是,在实践中,流体的每个液滴可能不是全部精确地居中于介质上的一条线上,而是直线将至少穿过所有点;换句话说,液滴布置在单条线上。
沉积液滴的方法可以包括第二(第三、第四等)指定步骤和对应的第二(第三、第四等)致动步骤,其中第一和第二指定步骤基于输入数据的相应部分,并且第一和第二(第三、第四等)致动步骤所产生的液滴形成布置在介质上的相应的、间隔开的线上的流体主体。
通过在介质上沉积若干条这样的流体主体线,可以产生流体的二维图案,对构成图案的每个液滴的沉积进行单独控制。
因此,将明显的是,本发明可特别有利于打印图像或形成二维图案(或者,实际上,如3D打印中的,连续的二维图案)。在图像形成的情况下,每一行液滴可表示一行图像数据像素,且每一行的表示中固有的任何误差可使用例如抖动的过程分布到相邻行。
根据又一示例实施例,在引起第二液滴喷射的波形之前可以有附加波形部分或“预脉冲”。如图12所示,相比后面的引起喷射的脉冲,该预脉冲的持续时间更短,且因此能量更小。预脉冲不会立即导致喷射,而是激起声波,该声波的能量增加第二液滴的速度,从而用于在介质上对准两个液滴。这种波形可应用于无法对电压的幅度进行控制的情况。
图13示出了在根据又一示例实施例的方法中使用的驱动波形。而图11和图12中所示的波形仅由一个正方波部分和一个负方波部分组成,图13中所示的波形由多个这样的方波部分组成。当这种驱动波形被施加到隔开两个发射腔的壁上(相反极性的驱动波形被施加到两个发射腔的另一个壁上)时,方波中的每一个都导致流体的液滴从相应流体腔的孔中释放,以形成不断生长的液滴串。例如,这种液滴串可以在喷嘴处汇合,逐渐生长成较大的液滴,最终的致动导致液滴串从喷嘴断开。当然,在其它示例中,液滴串可以替代地在飞行到介质的过程中或者在介质本身上汇合。
应当理解的是,液滴串的总体积因此可以近似地与方波的数量成比例,其中每个连续的方波添加另外的流体量。
在一些情况下,头可以被提供有一系列波形,其中根据期望形成的液滴串的尺寸来选择特定波形,从而能够进行“灰度”沉积。
在其它情况下,基本上相同的驱动波形可以用于所有的发射腔(尽管如上所述,每个发射腔的两个壁具有不同的极性),并且因此每个发射腔将释放相同数量的液滴,并且因此在基底上形成的点的尺寸基本上是固定的。虽然这显然不能提供在基底上产生各种点尺寸,因为它基本上导致二进制打印过程,但是已经发现,在许多情况下,将会形成给定体积的液滴串,并且该液滴串比相同体积的单个液滴更可靠地行进到基底。因此,在二进制打印是可接受的情况下,这种过程将提供改进的可靠性,伴随着所有实施例共有的打印吞吐量增加。
尽管在图13中未示出,但在导致在介质上形成对应的流体主体的液滴串释放的一系列致动之前包括预脉冲(如上面参考图12所述)可能是有利的。如前所述,可以为每个腔选择适当数量的预脉冲,使得附加声波能量导致液滴在介质上对准。
可选地(或附加地),在头的设计/设置期间,可以选择驱动波形的各个脉冲的长度和/或幅度,使得由以驱动波形驱动的壁隔开的两个发射腔所产生的各个液滴串基本上同时到达介质上。
图13还示出了发射腔的壁振荡的频率(如上所述,其处于或接近谐振频率)和打印频率之间的差异。如可以看到的,打印频率明显小于谐振频率,因为全驱动波形包括多个方形脉冲,并且一般包括可以帮助声波在腔内耗散的小的静止周期。
虽然上面的示例性实施例参考了包括方波部分的波形,但是本领域技术人员将理解的是,根据特定液滴沉积头,可以适当地使用各种形式(例如三角波、梯形波或正弦波)的波形部分。
应当理解,上面参照图7、8和10-13描述的方法可以以多种方式在液滴沉积头中实现。然而,现在将参考图14(a)和14(b)描述某些说明性示例,图14(a)和14(b)是可被配置成执行上面参照图7、8和10-13描述的方法的相应的液滴沉积装置的示意图。
首先转到图14(a),明显的是,液滴沉积装置100包括计算机50和多个液滴沉积头1。典型地,液滴沉积头1将布置成阵列,在喷嘴行的方向上具有一些重叠,使得液滴沉积头阵列可以在整个连续条带上沉积液滴到介质上。虽然未在附图中示出,但是应当理解,液滴沉积装置100通常还将包括用于相对于液滴沉积头1的阵列移动介质的电动系统。如加粗的线所示,头1与计算机50进行数据通信。这种数据链路(其通常是经由电缆的,但也可以是无线的)允许计算机向液滴沉积头1发送指令,以便使它们执行如上面参照图7、8和10-13所述的致动。
在图14(a)所示的特定实现中,计算机配备有用于图像RIP(光栅图像处理器)60、图像编码器70和打印服务器80的软件。例如,这种软件可以存储在形成计算机一部分的数据存储器中,并由计算机的处理器执行。图像RIP将图像或图案数据作为其输入,并将它转换成限定将由液滴沉积头1在介质上形成的点的图案的数据。
由图像RIP 60执行的转换将通常包括筛选过程,该筛选过程将编码在输入数据中的图案转换成限定一种图案的数据,这种图案是在给定它们在例如空间分辨率和色调分辨率方面的限制的情况下,液滴沉积头1能够在介质上形成的图案。
就空间分辨率而言,筛选过程将考虑要在介质上形成的图案的期望尺寸以及头1可实现的分辨率。筛选过程还将考虑输入数据的色调分辨率与头可实现的色调分辨率之间的差异。在一些情况下,例如图像打印应用,头可以提供较高的空间分辨率,但是显著较低的色调分辨率,因为图像对于每个像素(以每种颜色计)可以具有例如255个级别,而灰度打印机通常可以形成例如仅具有6个或8个不同级别的单点(single dot)。当然,对于许多材料沉积应用,例如清漆涂覆,输入数据可以是二进制的,在这种情况下,可能需要很少的色调分辨率调整。
在液滴沉积装置100包括多个头1的情况下,如图14(a)中的情况,图像RIP 60还可以确定输入数据的哪些部分将由哪个头1打印。
如上所述,图像RIP 60考虑了头1在介质上形成图案方面的限制。作为其一部分,它可以被设计成考虑比空间和色调分辨率更复杂的头的限制。因此,图像RIP 60可以被设计成考虑特定的致动方案。
例如,适当的图像RIP可以被设计成考虑上面参照图10讨论的限制,其中每个非发射腔带必须包括两个或更多个非发射腔。
现在转到图像编码器70,其接收来自图像RIP的筛选后的图案数据,并将它转换成限定由每个头1的致动器40内的腔壁执行的致动的数据。然后,打印服务器80接收该数据并将其分发到阵列内适当的头1。
然后,每个头内的驱动电子器件30从图像编码器70接收数据,并产生对应的波形并将其施加到该头1的致动器40的壁上。结果,在介质上形成对应的图案。
虽然在图14(a)所示的液滴沉积装置100中,图像编码器70设置在计算机50上,但是应当理解的是,图像编码器70可以替代地设置在装置100内的每个头1上。图14(b)示出了这样的液滴沉积装置100的示例。如图所示,在这种情况下,打印服务器80可以将数据从图像RIP分发到头1中适当的一个,由头提供的图像编码器70然后将图案数据转换成致动命令,以由驱动电子器件30转换成驱动波形。与图14(a)的装置100一样,每个头内的驱动电子器件30然后将这些波形施加到该头1的致动器40的壁上,从而在介质上形成对应的图案。
从上面对图14(a)和14(b)的描述中将理解到,对发射腔和非发射腔的指定可以在实践中通过适当的图像RIP 60过程和图像编码器70过程实现。因此,上面参照图7、8和10-13描述的方法可以例如通过用新的图像RIP 60过程和新的图像编码器70过程来配置它们,从而在某些现有的液滴沉积装置100中实现。
对于如图14(a)所示的装置100,这可能例如只涉及在计算机50上安装新软件。对于如图14(b)所示的装置100,其中在每个头1上实现了图像编码器70,这可能例如除了涉及在计算机50上安装新软件之外,还涉及在每个头1上安装新固件。
当然,这些仅仅是可以如何实现上面参考图7、8和10-13描述的方法的示例;存在广泛的可能性,这取决于所使用的特定头1。作为概括的示例,为了实现上述方法,装置或头可以包括其上存储有指令的数据存储器,当所述指令由形成装置或头的一部分的一个或更多个处理器执行时,使得装置或头执行如本文描述的方法。
还应当注意的是,上面参照图7、8和10至14描述的方法易于与参照图1至6描述的所有液滴沉积头构造一起使用,并且更一般地,与以下液滴沉积头一起使用:所述液滴沉积头包括由穿插壁分隔的流体腔的阵列,每个流体腔与用于释放流体液滴的孔连通,并且壁中的每一个壁隔开两个相邻腔;并且其中,壁中的每一个壁可被致动,使得响应于第一电压(例如,一个极性的电压),其将变形以减小一个腔的体积并增大另一个腔的体积,并且响应于第二电压(例如,相反极性的电压),其将变形以对所述相邻腔的体积产生相反的影响。
因此,将理解,在一个方面,本公开更一般地提供了一种利用液滴沉积头将液滴沉积到介质上的方法,所述液滴沉积头包括:由穿插壁分隔的流体腔的阵列,每个流体腔与用于释放流体液滴的孔连通,并且所述壁中的每一个壁隔开两个相邻腔;其中,所述壁中的每一个壁是可致动的,使得响应于第一电压,其将变形以减小一个腔的体积并增大另一个腔的体积,并且响应于第二电压,其将变形以对所述相邻腔的体积产生相反的影响;该方法包括以下步骤:(a)接收输入数据;(b)基于所述输入数据,将所述阵列内的所有腔指定为发射腔或非发射腔,以产生由一个或更多个连续非发射腔的带分开的一个或更多个连续发射腔的带;(c)致动所述腔中的某些腔的壁,使得:对于每个非发射腔,一个壁静止而另一个壁移动,或者壁以相同的方向移动,或者它们保持静止;并且对于每个发射腔,壁以相反的方向移动;所述致动导致每个所述发射腔释放至少一个液滴,所产生的液滴形成布置在所述介质上的一条线上的流体主体,所述流体主体在所述线上被所述非发射腔带中的每个带的相应间隙分开,每个所述间隙的尺寸通常对应于相应的非发射腔带的尺寸;其中,在所述致动步骤(c)中致动所述发射腔的壁使得如果以这种方式仅致动每个发射腔的两个壁中的一个壁,则不会从该发射腔喷射液滴。
在一些示例中,指定步骤(b)可以包括:根据所述输入数据,确定每个发射腔带的宽度;该宽度可以例如采用根据输入数据确定的任何自然数值。此外,或者替代地,指定步骤(b)可以包括根据所述输入数据确定每个非发射腔带的宽度。在一些情况下,宽度可以例如采用根据输入数据确定的任何自然数值。在其他情况下,宽度可以采用根据输入数据确定的大于1的任何整数值。
在一些示例中,致动步骤(c)中的致动可以在时间上重叠。在一些情况下,致动步骤(c)中的致动可以大体上同时开始和/或结束。
在一些示例中,该方法还包括多个指定步骤(b)和相对应的多个致动步骤(c),所述多个指定步骤基于所述输入数据;其中,所述多个致动步骤(c)所产生的液滴形成布置在所述介质上相应的、间隔开的线上的流体主体;并且其中,对于每条这样的线,相对应的流体主体被在对应的指定步骤(b)中指定的非发射腔的带中每个带各自的间隙分开,每个这样的间隙的尺寸通常对应于相应的非发射腔带的尺寸。
在一些示例中,壁可以包括压电材料。例如,它们可以基本上由压电材料形成。在一些情况下,腔可以形成在压电材料主体中。
在一些示例中,沉积的流体可以是剪切敏感流体。
在另一方面,本公开提供了一种液滴沉积装置,其包括一个或更多个液滴沉积头,每个液滴沉积头包括:由穿插壁分隔的流体腔的阵列,每个流体腔设置有孔,并且所述壁中的每个壁隔开两个相邻腔;所述壁中的每个壁是可致动的,使得响应于第一电压,其将变形以减小该腔的体积并增大另一个腔的体积,响应于第二电压,其将变形以对所述相邻腔的体积产生相反的影响。这种液滴沉积装置被配置为执行本文所述的方法。
在一些示例中,液滴沉积装置可以包括至少一个处理器和其上存储有指令的数据存储器,当所述指令由所述至少一个处理器执行时,使得液滴沉积装置执行本文所述的方法。
在又一方面,本公开提供了一种液滴沉积头,其包括:由穿插壁分隔的流体腔的阵列,每个流体腔设置有孔,并且所述壁中的每个壁隔开两个相邻腔;所述壁中的每个壁是可致动的,使得响应于第一电压,其将变形以减小该腔的体积并增大另一个腔的体积,响应于第二电压,其将变形以对所述相邻腔的体积产生相反的影响。这种液滴沉积头被配置成执行本文所述的方法。
在一些示例中,液滴沉积头可以包括至少一个处理器和其上存储有指令的数据存储器,当所述指令由所述至少一个处理器执行时,使得液滴沉积头执行本文所述的方法。
还应当理解,根据应用,可以使用上述方法和液滴沉积头来沉积各种流体。
例如,如喷墨打印应用中的情况(其中液滴沉积头可以是喷墨打印头,或者更具体地,是按需(drop-on-demand)喷墨打印头),液滴沉积头可以喷射墨滴,墨滴可以行进到纸张或卡片,或者行进到其它接收介质,例如瓷砖或成形制品(例如罐、瓶子等),以形成图像。
可选地,流体的液滴可用于构建结构,例如,可以将电活性流体沉积在诸如电路板的接收介质上,以便能够形成电子设备的原型。
在另一示例中,可将含有流体的聚合物或熔融聚合物沉积在连续层中,以制造(如3-D打印中的)物体的原型模型。
在其它应用中,液滴沉积头可适于将含有生物或化学材料的溶液的液滴沉积到接收介质(例如微阵列)上。
适合于这种可选择的流体的液滴沉积头可以在构造上大体类似于打印头,其做出某些修改来处理所述的特定流体。
如前面公开内容所述的液滴沉积头可以是按需液滴沉积头。在这样的头中,喷射的液滴的图案根据提供给头的输入数据而不同。
最后,应当注意的是,在所附权利要求的范围内可以想到广泛的示例和变化。因此,前面的描述应当被理解为提供了许多非限制性的示例,这些示例有助于有技术的读者理解本发明并说明如何实现本发明。
Claims (19)
1.一种利用液滴沉积头将液滴沉积到介质上的方法,所述液滴沉积头包括:
由穿插壁分隔的流体腔的阵列,每个流体腔与用于释放流体的液滴的孔连通,并且所述壁中的每个壁隔开两个相邻腔;其中,所述壁中的每个壁是可致动的,使得响应于第一电压,其将变形以减小第一腔的体积并增大第二腔的体积,并且响应于第二电压,其将变形以对所述第一腔和所述第二腔的体积产生相反的影响;
所述方法包括以下步骤:
在致动循环中,接收输入数据;
基于所述输入数据,将所述阵列内的所有腔指定为发射腔或非发射腔,以产生由一个或更多个连续非发射腔的带隔开的一个或更多个连续发射腔的带;以及
致动所述腔中的某些腔的壁,使得:
对于与所述一个或更多个连续发射腔的带临近的一些非发射腔,一个壁静止而另一个壁移动;并且
对于每个发射腔,壁以相反的方向移动;
所述致动循环中的所述致动导致每个发射腔释放至少一个液滴,所产生的液滴形成布置在所述介质上的线上的流体主体,所述流体主体在所述线上被非发射腔的所述带中每个带的相应间隙分开,每个这种间隙的尺寸通常对应于相应的非发射腔的带的尺寸。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述致动包括两个阶段,所有发射腔中的一半发射腔被指定用于第一阶段,而所有发射腔中的另一半发射腔被指定用于第二阶段,其中,在每个阶段中所述发射腔基本上同时释放液滴。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述致动导致在所述第一阶段中从每个发射腔释放n个液滴的串,其中n是大于1的整数,并且还导致在所述第二阶段中从每个发射腔释放m个液滴的串,其中,m与n相差至多1,并且其中,每个这种液滴的串在所述介质上形成所述流体主体中相对应的一个。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,相同数量的液滴的串被从所有发射腔释放。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,n是介于4和10之间的整数。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其中,所述致动通常同时开始和/或结束。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其中,对于由单个非发射腔组成的另一个非发射腔带,所述壁以相同的方向移动。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,对于由两个或更多个非发射腔组成的所有非发射腔带:
对于在该带内并且不邻近发射腔的每个腔,所述壁保持静止;以及
对于在该带内并且邻近发射腔的每个腔,一个壁是静止的,而另一个壁是移动的。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其中,指定所述阵列内的所有腔的所述步骤使得每个非发射腔带由至少两个非发射腔组成;以及
其中,所述致动使得:
对于在非发射腔带内并且不邻近发射腔的每个腔,所述壁保持静止;以及
对于在非发射腔带内并且邻近发射腔的每个腔,一个壁是静止的而另一个壁是移动的。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,每个腔的两个可致动壁共享相应的电极,以用于向这两个壁施加驱动信号。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其中,所述致动导致每个发射腔的壁以该腔的谐振频率或接近所述谐振频率振荡。
12.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,还包括多个指定步骤和相对应的多个致动步骤,所述多个指定步骤基于所述输入数据;
其中,所述多个致动步骤所产生的液滴形成布置在所述介质上的相应的、间隔开的线上的流体主体;和
其中,对于每条这样的线,相对应的流体主体被在相对应的指定步骤中指定的非发射腔的带中每个带的相应间隙分开,每个这样的间隙的尺寸通常对应于相应的非发射腔带的尺寸。
13.一种液滴沉积装置,所述液滴沉积装置包括一个或更多个液滴沉积头,每个头包括:
由穿插壁分隔的流体腔的阵列,每个流体腔设置有孔,并且所述壁中的每个壁隔开两个相邻腔;所述壁中的每个壁是可致动的,使得响应于第一电压,其将变形以减小第一腔的体积并增加第二腔的体积,并且响应于第二电压,其将变形以对所述第一腔和所述第二腔的体积产生相反的影响;
其中,所述液滴沉积装置被配置为执行根据权利要求1-12中任一项所述的方法。
14.根据权利要求13所述的液滴沉积装置,还包括与所述一个或更多个液滴沉积头进行数据通信的计算机,其中,所述计算机被编程为基于所述输入数据执行指定步骤。
15.根据权利要求14所述的液滴沉积装置,其中,所述计算机还被编程为向所述一个或更多个液滴沉积头发送指令,以便使所述一个或更多个液滴沉积头执行致动步骤。
16.一种液滴沉积头,所述液滴沉积头包括:
由穿插壁分隔的流体腔的阵列,每个流体腔设置有孔,并且所述壁中的每个壁隔开两个相邻腔;所述壁中的每个壁是可致动的,使得响应于第一电压,其将变形以减小第一腔的体积并增大第二腔的体积,并且响应于第二电压,其将变形以对所述第一腔和所述第二腔的体积产生相反的影响;
其中,所述液滴沉积头被配置为执行根据权利要求1-12中任一项所述的方法。
17.根据权利要求16所述的液滴沉积头,其中,基本上所有流体腔的所述孔被布置在直线上。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的液滴沉积头,其中,每个腔的两个可致动壁共享相应的电极,以用于向这两个壁施加驱动信号。
19.一种计算机程序产品,所述计算机程序产品用于配置液滴沉积头或包括一个或更多个液滴沉积头的液滴沉积装置,以执行根据权利要求1至12中的任一项所述的方法。
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