CN1607093A - 单系带液体分配的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种分配液体单系带(560)的方法，包括：从一个喷墨分配器(300，600)朝着一底层(350)喷射第一液体定量(530)，以及从该喷墨分配器(300，600)朝着底层(350)喷射第二液体定量；其中第二液体定量以足够的频率从喷墨分配器(300，600)喷射出来，使得第二液体定量赶上第一液体定量(530)，因此在接触底层(350)之前形成液体的单系带(single ligament)(560)。

Description

单系带液体分配的方法和系统
技术领域
在包括文本和图形打印、立体自由加工和生成电子器件的许多应用中，使用喷墨技术用于材料沉积。当用来形成需要的图像时，传统的喷墨分配器在指定位置将离散液滴喷射到打印介质上。选择离散滴的位置，使得这些小滴将接近一条连续线。然而，实现高精度打印图像和直线近似常常较困难，因为当一系列离散滴到达一个打印介质位置时，和打印介质的接触可能导致锯齿状边缘和间隙。此外，被错误引导的卫星滴可能偏离理想的目标区域，而进一步降低所形成图像的精度。
背景技术
类似的，立体自由加工方法可以结合喷墨技术，以一个理想的图案或者定向来喷射制造和/或支持材料的离散滴，以形成一个理想的三维物体。这些立体自由加工方法和任何其他的依靠离散滴分配而近似连续线的喷墨分配应用，由于在指定位置分配离散液滴的特性，也遇到了缺乏连续性或平滑性的问题。
当用一喷墨分配器选择性地沉积液体时，用于平滑边缘的一个传统方法是增加分配器的分辨率。通过增加分配到每平方英寸上的离散滴(dpi)的数量，可以获得更精确和随之而来的更平滑的分配物体边缘。然而，为了增加由分配器产生的每平方英寸的小滴，需要更高的小滴喷射频率和/或更长的分配持续时间。
作为另一种选择，传统上通过插入额外的更小的小滴到沿沉积液体边缘产生的空间中，来平滑二维线或图像的粗糙边缘。虽然这个方法在平滑线或图像边缘中有一定效果，但为了既形成生成的图像又为了沉积更小的小滴，必须发展一种操作喷墨液体沉积装置来输出多种尺寸液滴的方法，或必须添加专门用于多种液滴尺寸的分开的喷嘴，从而增加了液体分配装置的成本，有时候会过于昂贵。
发明内容
液体单系带(single ligament)分配的方法包括：从喷墨分配器朝着一底层喷射第一液体定量，然后从喷墨分配器朝着该底层喷射第二液体定量，其中第二液体定量以足够的频率从喷墨分配器喷出，使得第二液体定量赶上第一液体定量，从而在接触底层前形成液体的单系带。
附图说明
附图举例说明了本方法和系统的多个实施例，是说明书的一部分。所说明的实施例仅仅是本发明的实例，且不限于本公开的范围。
图1是用来实现本系统和方法的示范实施例的打印系统的透视图；
图2是用来实现本系统和方法的示范实施例的立体自由加工系统的透视图；
图3A是根据一个示范实施例可执行本方法的热喷墨分配器的等比例截面视图；
图3B是根据一个示范实施例的热喷墨分配器的剖面视图；
图4是一个根据示范实施例说明分配单系带液体方法的流程图；
图5A、5B、5C和5D是根据示范实施例说明一个执行本方法的步骤的热分配器的剖面视图；
图6是一个根据示范实施例的压电分配器的简化剖面视图；
图7是根据示范实施例说明从压电分配器分配单系带液体的方法的流程图；和
图8A、8B、8C、8D和8E是根据示范实施例说明执行本发明步骤的压电分配器的剖面视图。
在全部附图中，同样的参考数字标明了相似但未必相同的元件。
具体实施方式
在此描述了从喷墨分配器分配液体的单系带的方法和设备。更明确地说，描述了这样一种方法：通过调节喷墨构造、激励波形、脉冲间距和/或材料特性，使用压电或热喷墨分配器来形成液体的单系带。
如在本说明书和后附的权力要求书中使用的，术语“系带”应该被广泛理解为任何联合的或充分连续的分配液体流。此外，术语“头部”应该被理解为已喷射液体单元的引导部分。类似地，术语“尾部”应该指已喷射流体量的尾部或者端部。
在以下描述中，出于解释的目的，为了彻底的理解形成液体的单系带的本系统和方法，提出了许多详尽的细节。然而，对于本发明所述技术领域的普通人员来说，很显然，实践本方法时可以不需要这些详尽的细节。说明书中参考“一个实施例”或“一实施例”表示就该实施例所描述的特定的特征、结构或特性至少包含在一个实施例中。本说明书中出现的词组“在一个实施例中”未必都指相同的实施例。
示范结构
图1举例说明了一个喷墨打印机100，其配置将本单系带液体分配方法接合在根据一个示范实施例的具有二维特性的产品中。如图1所示，喷墨打印机100可包括一个机壳110和安置在机壳110上的打印介质120。图1所示的喷墨打印机100的机壳110可以是足以覆盖喷墨分配器和执行本材料分配方法所必需的任何相关硬件的任意形状或尺寸。机壳110可包含一个或多个分配器、打印介质定位辊子或带子、伺服机构和/或计算设备。
喷墨打印机100可以从通讯耦合计算设备130中接受打印任务，打印任务包括所需图像的数字描述。打印任务可以转换为随后由喷墨打印机100使用的动作和分配命令，从而在打印介质120上沉积形成图像的液体，以形成所需图像。当分配形成图像的液体时，任何合并入图1所示喷墨打印机中的喷墨分配器都可应用此处所描述的方法。由喷墨打印机100所使用的用来执行本方法的喷墨分配器可以是任何能够按应用要求执行打印的喷墨分配器，其包括但决不限于：热激活喷墨分配器、机械激活喷墨分配器、电激活喷墨分配器、磁激活喷墨分配器和/或压电激活喷墨分配器。
现在参考图2，举例说明包括本单系带液体分配方法的一个立体自由加工系统200。如在图2中所示，一个立体自由加工系统可包括一个制作箱柜202、一个可移动平台203和一个包括了许多控制和显示的显示面板204。
在图2中所示的制作箱柜202可构造为接收和简化在底层上制造所需三维物体。制造所需三维物体需要制造材料和支撑材料的沉积。制造或支撑材料可包括但决不限于：聚合体、石蜡或者其他相似可熔材料或者其适当的化合物。虽然在图2中举例说明的立体自由加工系统200作为一个单一的、单机的、独立的自由加工系统被展示，但可将本单系带液体分配方法接合入任何按喷墨型分配器的要求利用液滴的自由加工系统中，而不管该自由加工系统的结构或者构造。此外，本单系带液体分配方法可与任何使用喷墨分配器来选择性的以连续方式沉积液体的系统相结合。仅作为例子，当形成二维图像、三维物体或者包括但决不限于晶体管、示踪器、电容器、电阻器、天线、显示器和/或无线电频率识别牌的电路和电路元件时，喷墨分配器可结合本单系带分配方法。当形成电子元件时，该液体可以是但决不限于：栅极介质如苯环丁烷(BCB)、聚硅氧烷、聚乙烯苯胺和/或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；半导体如并五苯、聚乙烯噻吩和/或聚乙烯芴和MEH-PPV(聚乙烯[2-甲氧基-5-(2’-乙烷基-己氧基)]-P-亚苯基-次亚乙烯基)的混合物；和无机和聚合导体如聚乙烯苯胺(例如与聚乙烯混合等)和/或聚乙烯噻吩。
在图2中举例说明的立体自由加工系统200的可移动平台203是一个可移动分配器，其可包括多个喷墨分配器，用于分配制造或结构材料。可移动平台203可由计算设备(图中未示)控制，并且可由例如轴系统、带系统、链系统等可控制地移动。当可移动平台203工作时，显示面板204告知使用者工作条件并给使用者提供用户界面。当形成需要的三维物体时，计算设备可发送数据指示立体自由加工系统200可控制地定位可移动平台203，并且指导一个或者多个分配器在制作箱柜202内的预定位置可控制地喷射液体。由立体自由加工系统200使用的一个或者多个喷墨分配器可以是一个构造为执行本单系带液体分配方法的热喷墨分配器。仅因为方便解释，以下将结合图3A到5D描述本发明，文中的热喷墨分配器被包括在与图2中说明类似的立体自由加工设备中。
图3A举例说明了可执行本单系带分配方法的一个示范实施例的热喷墨分配器300的等比例截面视图。如在图3A中所示，构造为执行本方法的热喷墨分配器300可包括一个材料喷射室360和一个与材料喷射室360相连的孔310。在图3A中也显示了与另一个材料喷射室相连的第二孔315的一部分。本系统和方法可被包括在热喷墨分配器300内，在其孔盘320上以预定方式布置有单孔或者多孔。在工作期间，通过腔室入口380给材料喷射室360供给液体，作为该液体可蒸发的成分从加热结构340经局部加热被蒸发的结果，该入口构造为补充从孔310排出的液体。由孔盘320、层状硅底层350和喷射室壁370，330生成的壁围成了材料喷射室360。
图3B是从加热结构340处截取的材料喷射室360的剖面视图，以进一步说明热喷墨分配器的部件。在图3B中，形成热喷墨分配器300基底的硅底层350被扩展了，从而提高其结构特性。在该视图中假定，在工作期间，材料喷射室包含墨水或其他需要的液体，且存在液体、蒸气和空气界面。如图3B中所示，一个容积为P型的硅331的硅底层350的基底覆盖有热场氧化物和化学蒸气沉积的SiO2作为底层332。由传统方法在基底表面沉积铝化钽层333，因为其具有相对高的电阻，形成了一个电阻层。通过光刻法的掩模和显影，铝导体层334随后选择性的沉积在铝化钽层333上，留下铝化钽的开放区域。因为铝层334相对低的电阻，除开放区域外，铝层334有效减小了铝化钽层333的高电阻。结果形成能够传递热的电阻器区域，该热由在该开放区域为蒸发液体的目的电阻加热铝化钽层333所产生。
在电阻器以下的区域应能够耐由快速液体蒸发和随后的气泡破裂产生的热极限、机械冲击和化学侵蚀。因此，钝化层335如一个典型的SiNx化合物，可以在该结构上沉积。此外，钽(Ta)构成的气穴阻挡层336可以沉积在钝化层上并且从钝化层335有选择的在材料喷射室中蚀刻，从而免于受到破裂气泡产生的冲击。沿喷射室壁330，370的气穴阻挡层336和孔盘320形成了材料喷射室360；图3A。
如上所讨论，分配器300可构造为选择性地分配单系带的液体。因此，喷墨构造、由热喷墨产生的激励波形、热喷墨的脉冲间距和/或材料特性可按如下说明进行调节。
示范实施和操作
图4是根据一个示范实施例说明本单系带液体分配方法的流程图。如在图4中所说明的，本方法可以由从热喷墨分配器喷射第一数量的所需液体(步骤400)开始。一旦喷射了第一数量的所需液体，液体的额外量可以以一个足以赶上先前数量的液体的频率喷射(步骤410)。一旦多重数量的液体从热分配器喷射出并且形成一个单系带液体，颈缩现象可被控制住，以防止颈缩和新形成的单系带分离成独立的系带(步骤420)。当一个或者多个液体定量被喷射时，或者同时喷射多个液体定量时，分配器可控制地移动，并且计算设备随后确定该液体分配操作是否完成(步骤440)。如果液体分配操作完成(是，步骤440)，不再喷射进一步的液体定量。然而，如果当计算设备确定液体分配操作未完成时(否，步骤440)，热喷墨分配器可以以足以捕获先前喷射的液体定量的频率再次喷射额外的液体定量(步骤410)，并且再一次执行该过程。现在将参考图5A到5D对以上提到的每一步进行详细解释。
如图4的流程图所示，本方法开始于热喷墨分配器喷射第一液体定量(步骤400)。图5A举例说明了与在图3B中所示的相似的热喷墨分配器300如何可控制地喷射第一液体定量。一旦计算设备可控制地发信号通知立体自由加工设备(200；图2)喷射一液体定量，由电阻加热来产生热分配器的铝化钽层333中的热量。热量随后通过热喷墨分配器300的各层330传递到气穴阻挡层336，热量在此局部蒸发与之接触的液体510。液体510的气化是将液体加热到超过其液体沸点温度从而产生晶核效应的结果。当液体500集结并扩散时，其置换了大量液体510，该大量液体随后被迫流出孔310形成一些可喷射到所需底层540的液体定量530。
一旦第一液体定量530从热喷墨分配器喷射，热喷墨分配器可以以第二液体定量的头部捕获第一液体定量尾部的频率，喷射第二液体定量(步骤430；图4)。为了让随后的液体定量“捕获”先前被喷射的液体定量，如在图5B中所说明的，必须细微调整许多因素。
如在图5B中所示，第一液体定量530包括前导头部部分532和尾部部分534。通常在一个喷射的液体定量530的尾部部分534和随后形成的液体定量520的头部部分之间存在间隙550。一个可调节的以便有助于随后形成的液体定量520“捕获”先前形成的液体定量的尾部(步骤430；图4)的因素是随后液体定量的发射频率。本质上来说，为了将喷射液体定量的尾部部分534和随后形成的液体定量520的头部部分之间产生的间隙550最小化，可以调节随后液体定量的发射频率。然而，对所需流动速率的需要，通常限制了热喷墨分配器300的频率。为了使连续系带情况变得容易，发射频率可以在流动速率约束的范围内取得最大。当热喷墨分配器在更高的发射频率下工作，不仅由于缩短了液体定量之间的时间而且因为在这些频率下腔室的补充情况，从而使连续系带情况变得容易。
一旦第一液体定量530从热喷墨分配器300喷射出，喷射的液体定量530的速度通常保持稳定。然而，当第一液体定量朝着所需底层喷射时，会出现拉伸现象。由于表面张力，当第一液体定量530的尾部部分534附着到其被喷射出的孔区域时，导致了此拉伸现象。此表面张力在第一液体定量530的尾部部分534施加了一个力，导致尾部部分534以比头部部分532较慢的速率行进。在头部部分532和尾部部分534之间速率的相对差别导致了第一液体定量530拉伸，由此有助于单连续系带液体的形成。
在第一液体定量530从热喷墨分配器300喷射后，用来喷射第一液体定量的晶核泡500破裂形成一个负压。该负压在材料喷射室的再填充中起主要作用，特别是在更高频率下。当在更高的发射频率下工作时，在随后的喷射期间材料喷射室中显现的液体定量少于其在稳定状态下(例如当喷射第一液体定量时)的量，因为在随后的喷射之前，材料喷射室的再填充没有机会达到稳定状态。因此，随后的晶核泡500作用于比第一液体定量小的液体体积上，当这些液体离开孔310时，导致了随后液体定量的速率比先前液体定量的速率更高。速率的增加不仅有利于随后液体定量520的头部部分捕获先前喷射的液体定量530的尾部部分534，而且也可以使随后液体定量520的长度伸出。
此外，可以调整除喷射频率外的其他因素，以减慢材料喷射室的再填充，因此减少了由晶核泡作用的液体定量。可调整的一些因素包括但决不限于：增加反压力，增加液体粘性(因此减慢其流入喷射室)，减少孔阻力，和/或增加腔室入口阻力。可以调整这些或者其他趋向减慢材料喷射室再填充的因素，以使随后从部分填充的材料喷射室中喷射的液体定量增加的速度和长度更明显。
一旦两个或者多个材料定量从热喷墨材料分配器中喷射出来并且消除了在先前喷射的材料量的尾部部分534和随后喷射的材料量520的头部部分552之间的间隙，如在图5C中所示，单个材料定量可以形成朝着所需底层540移动的液体单系带(560；图5D)，如在图5D中所示。在材料定量的喷射期间和在单个材料定量形成液体单系带560后，一个需要关注的问题是通过控制颈缩现象来保持液体单系带中的材料(步骤420；图4)。通常，由于表面毛细波的增长，液体单系带在飞行中具有断开的倾向。这种通常称作瑞利不稳定的现象，是由克服在表面毛细波谷处的惯性效应的表面张力产生的。为了延迟液体单系带的毛细断开，可调整材料特性。相对的颈缩率(对于局部区域中材料截面区域减小的敏感度)依赖于表面张力和粘性的比率。增加液体粘性和降低液体表面张力可以降低颈缩率并且随后可减少毛细断开的可能性。液体材料510的表面张力决定了将液体材料挤压成单独的段的力。类似的，液体材料510的粘性决定了液体材料对于表面张力的抵抗率。
由于典型的喷墨设备设计为喷射离散液滴，可以改变所使用液体510的表面张力和粘性值，以实现和保持分配单系带的液体。仅作为例子，典型的构造为喷射离散液滴的热喷墨设备可以利用具有1厘泊(cP)的标称粘性的液体。增加该数值到2厘泊或者更多会延伸系带的长度，而降低毛细断开的可能性。通过选择具有高粘性的液体和/或调整热喷墨分配器的工作温度，可实现粘性的提高。此外，使用的液体的标称表面张力通常强烈依赖于设定基础液体组成的应用。传统方法包括具有在50达因/厘米到25达因/厘米之间范围内的表面张力的液体。高表面张力倾向于将喷射液滴的尾部部分朝着头部部分拽拉以形成球状液滴。然而，当执行本方法时，通过降低使用的液体的表面张力，可以降低缩短系带长度的趋势，因此形成更长的系带并且降低颈缩率。
减小颈缩现象(步骤420；图4)允许喷射的液体保持单液体系带，直到其沉积到所需底层540。与液体喷射和单液体系带在所需底层上540的沉积同时，可如图5D中的箭头所示平移热喷墨打印头300，以选择性的沉积液体510。一个计算设备(130；图1)可用来给多个伺服机构(图中未示)发出指令，该伺服机构有选择地定位热喷墨分配器300，以在底层540上的指定位置沉积液体。另外，分配单系带液体的优势允许热喷墨分配器在距离所需打印介质1/4毫米处工作。
再返回到图4，在每一液体定量从热喷墨分配器喷射后(步骤410)，计算设备(图中未示)确定液体分配过程是否完成(步骤440)。根据一个示范实施例，如果计算设备确定液体分配过程已完成(是；步骤440)，热喷墨分配器停止喷射液体定量(510；图5D)。然而，如果计算设备确定液体分配过程未完成(否；步骤440)，则计算设备使热喷墨分配器以足以“捕获”先前喷射的液体定量的频率喷射额外的液体定量(步骤410)，并且在图4中说明的过程再次开始。
虽然利用包括在一个立体自由加工设备中的热喷墨分配器解释了上述方法，但本方法也可以引入到许多二维或三维的打印设备中，其包括但决不限于喷墨打印机、复印机、扫描仪、传真机等。另外，本方法很易与任何选择性地分配液体以制造元件的加工设备结合，这些元件包括但决不限于电路或电路部件，例如晶体管、示踪器、电容器、电阻器、天线、显示器、射频标识牌等。此外，虽然利用热喷墨分配器型液体分配器解释了本方法，但本方法可与任何数目的选择性沉积分配器结合，这些分配器包括但决不限于：热激活喷墨分配器、机械激活喷墨分配器、电激活喷墨分配器、磁激活喷墨分配器和/或压电激活喷墨分配器。
另一实施例
根据图6中说明的另一实施例，本单系带液体分配方法可与压电激活喷墨分配器结合。如图6中所示，压电激活喷墨分配器600可包括一个如压电陶瓷的压电传感器650，由多个引线640电力联结到电源(图中未示)上。如在图6中所示，可将压电传感器650连结到柔软膜片680上，形成可控制致动器690。可控制致动器690连结到多个腔室壁630，670和带有一个孔610的孔盘620上，以形成一个材料喷射室。虽然在图6中说明的压电分配器显示了定位于材料孔610对面的可控制致动器690，但本方法可应用于任何压电分配器结构，包括但决不限于：挤压变形模式分配器、弯曲变形模式分配器、推动变形模式分配器或剪切变形模式分配器。此外，可控制致动器690可置于侧壁上或者在弹性张力传感器内，其中柔性薄膜既作为可控制致动器690又作为孔盘620。
在图7中说明了从压电喷墨分配器分配液体单系带的方法。类似于以上解释的由热喷墨分配器使用的方法，压电喷墨分配器(600；图6)通过脉动喷射第一液体定量开始形成单系带(步骤700)。一旦脉动喷射第一液体定量，以这样的方式脉动喷射第二液体定量：在其从孔盘出来前，随后的液体定量赶上在先前液体定量末端处缓慢移动的液体(步骤710)。一旦脉动喷射出若干液体定量以形成单液体系带，控制颈缩现象以防止随后单液体系带的分离(步骤720)。当压电喷墨分配器继续分配液体时，为了有选择地分配液体，可移动压电喷墨分配器(步骤730)。如果在沉积液体时，系统确定液体沉积过程完成(是，步骤740)，压电喷墨分配器停止脉动喷射液体。然而，如果系统确定液体分配工作未完成(否，步骤740)，将脉动喷射另一液体定量，使该液体定量赶上在先前脉动喷射的液体定量末端处的缓慢移动的液体(步骤710)，并且过程再次开始。现在将参考图8A到8D来简要解释本方法。
如在图8A中所示，可将压电喷墨分配器600放置于所需底层840或者打印介质之上。根据一示范实施例，在压电喷墨分配器600和所需底层840之间的距离850小于3.5毫米。在图8A中说明的材料喷射室在将液体沉积到所需打印介质840之前可先充满液体。如在图8A中所示，液体800在材料孔610处形成一个弯液面810。当开始图7中说明的过程时，压电喷墨分配器600开始从如图8B中说明的材料喷射室脉动喷射出第一液体定量(700；图7)。如在图8B中所示，当需要第一液体定量时，有选择的将多个电信号通过引线640发送到可控制致动器690。一旦电信号发送到压电传感器650，传感器移动，使得喷射室内的压力减小。压力的减小促使弯液面810回缩，如在图8B中所示。
一旦弯液面810如图8B中所示回缩，另一个电信号促使可控制致动器690反转其位移，使得材料喷射室内压力突增。如在图8C中所示，在材料喷射室内压力的突增促使弯液面810凸出，导致液体800的一个数量830朝着所需底层840喷射。液体800的数量830包括前缘832和后部834。
一旦液体的第一数量830朝着所需打印介质脉动喷射出来，另一个电信号促使可控制致动器690回缩，如在图8D中所示。轻轻地回缩可控制致动器690，从而在材料喷射室内产生负压。由压电传感器回缩引起的负压既将液体从材料贮存器(图中未示)牵引进喷射室，又将第一液体定量830的部分略微向后拉。该负压引起了液体800的数量830的前缘832和后部834之间的相对速率差别。相对速率差别对于液体800的数量830具有拉伸的效果，如在图8D中所示。
一旦完成回缩，可控制致动器690可以脉动喷射随后的液体定量。如在图8E中所示，可以脉动喷射随后的液体定量，使得在喷射量830的后部834和下一液体定量的前缘832之间没有间隙出现。通过调整如上所描述的驱动力(致动器位移)随时间变化的形状、增加液体粘性、减少腔室入口阻力以增加流入喷射室的液体和/或调整压力变化脉动(脉动频率)间的时间的任何组合，可以促进间隙的消除。因此，如图8E中所说明的那样，可形成脉动液体的单系带。一旦被脉动喷射，来自第二次增压的液体的前缘将更接近地移向第一增压的前缘832，直到其速率降到与第一脉动相同的速率。当通过材料孔610和通过由可控制致动器690的回缩产生的负压时，脉动液体的每一数量的速率会减小。
典型的，按照所需的流动速度的需要，脉动频率是一个恒定集合。对脉动频率的一个约束是需要补充材料喷射室。与可控制致动器690的回缩产生的负压相比，在高频设备中的填充更少取决于喷射孔610处液体弯液面810的毛细管反应。填充不能过于突然，否则压力可能降到某一点，使得一些液体区域中的流动将降到喷射液体保持在单系带形态下所需的最低值以下。如上所解释的，可调整腔室入口的减小的阻力以减少突然填充的效果。
在液体定量喷射期间和喷射后，可控制颈缩现象，以防止单系带由于瑞利不稳定现象分开形成离散液滴(步骤720；图7)。如上所述参考热喷墨分配器，增加液体粘性和减少液体表面张力有效减少了颈缩率。通过减少脉动液体830的表面张力，减少了倾向于将液体挤压成分离系带的力。类似的，增加脉动液体的粘性就增加了液体对于表面张力的阻力。对于一个典型的压电喷墨分配器，标称液体粘性可以是10cP。仅因解释的目的，增加液体粘性到15cP和20cP之间会延伸系带长度50％，因此增加了本发明产生单液体系带的能力。然而，本发明可以和压电喷墨分配器相结合，以产生具有粘性低至5cP的液体的单一的液体系带。
一旦产生单系带，如在图8E中所示，计算设备(图中未示)可以可控制地移动分配器(步骤730)。有选择地执行分配器的移动，以将液体沉积到底层840的所需位置上。两个或者更多的液体脉动可以在底层840上形成沉积的单系带。分配液体的单系带的优势允许压电喷墨分配器在距离所需打印的介质仅1/2毫米距离处工作。此外，当分配器在比1/2毫米还要近的距离处工作时，不会发生凸胀，因为来自分配器单喷射长度跨越了分配器和底层之间的距离。如果湿度引起打印介质的变形，由于在分配器和打印介质间冲击的可能性，对于在纸张或一些其他介质上的二维打印来说，在该距离的分配器的工作一般是不理想的。然而，在SFF和其他工业应用中，可能不存在这些应用限制，并且在比1/2毫米更小的距离处打印是可行的而且是本系统和方法所预期的。
再回到图7，在每一液体定量从压电喷墨分配器喷射(步骤710)并且移动压电喷墨分配器(步骤730)之后，计算设备(图中未示)可确定液体分配过程是否完成(步骤740)。根据一个示范实施例，如果计算设备确定液体分配过程完成(是；步骤740)，压电喷墨分配器600停止脉动喷射液体定量。然而，如果计算设备确定液体分配过程未完成(否；步骤740)，则计算设备促使压电喷墨分配器600脉动喷射额外的液体定量，并且再次开始在图7中说明的过程。
在另一个可替代的实施例中，本发明可用来在接收介质上分配连续的粘合系带。根据此示范实施例，热或压电喷墨分配器可以和一个在接收介质上分配单粘合系带的设备结合，如上所解释。
总之，本单系带液体分配系统和方法在没有增加高成本的步骤和分配器的情况下，有效地允许了光滑边缘沉积物的生成。更明确的说，本系统和方法准许使用标准喷墨液体分配设备通过调节设备喷射频率和调节材料特性来生产连续液体系带。由此产生的液体单系带随后可有选择地沉积到所期望的底层上，而不分解为单个的片段。由液体单系带沉积产生的特性有利于产生更光滑的图像，在电力部件间产生连续性，并且减少在SFF物体中的多孔性。
前面的描述仅为说明和描述本发明的示范实施例。其并不意味着是详尽的，或将本发明限制在任何已公开的精确形式中。根据以上讲述，许多改良和变动是可能的。以下权利要求书确定了本发明的范围。

Claims (10)

1.一种使用喷墨分配器(300，600)来分配液体单系带(560)的方法，包括：
从所述喷墨分配器(300，600)朝着一底层(350)喷射第一所述液体定量(530)；以及
从所述喷墨分配器(300，600)朝着所述底层(350)喷射第二所述液体定量；
其中所述第二液体定量以足够的频率从所述喷墨分配器(300，600)喷射出来，使得所述第一所述液体定量(530)和所述第二所述液体定量在接触所述底层(350)之前形成所述液体的单系带。
2.一种用于从热喷墨分配器(300，600)分配液体单系带(560)的方法，包括：
从所述热喷墨分配器(300，600)朝着一底层(350)喷射带有头部和尾部的第一所述液体定量(530)；以及
从所述热喷墨分配器(300，600)朝着所述底层(350)喷射至少带有头部的第二所述液体定量；
其中所述第二液体定量以足够的频率从所述热喷墨分配器(300，600)喷射出来，使得所述第二液体定量的所述头部在接触所述底层(350)之前捕获所述第一液体定量的所述尾部，因此形成所述液体的单系带。
3.一种用于从压电喷墨分配器(300，600)来分配液体单系带(560)的方法，包括：
从所述压电喷墨分配器(300，600)脉动喷射第一液体定量；以及
从所述压电喷墨分配器(300，600)脉动喷射第二液体定量；
其中所述第二液体定量以分配连续液体系带的频率从所述压电喷墨分配器(300，600)脉动喷射出来。
4.一种从热喷墨分配器(300，600)中喷射的合成物，包括：
在所述喷墨分配器(300，600)的工作温度下，粘性大于2厘泊；以及
表面张力低于40达因/厘米；
其中所述合成物从所述喷墨分配器(300，600)中喷射时形成一个单系带。
5.一种设置为从压电喷墨分配器(300，600)中喷射的合成物，包括：
在所述压电喷墨分配器的工作温度下，粘性大于5厘泊；以及
表面张力低于30达因/厘米；
其中所述合成物从所述压电喷墨分配器中喷射时形成一个单系带。
6.一种设置为喷射液体单系带(560)的热喷墨分配器(300，600)，包括：
一个包括腔室入口(380)和喷射口(310)的喷射室(360)；以及
一个与所述喷射室(360)相连的加热元件；
其中所述加热元件配置为朝着所述底层(350)以足够的频率喷射所述液体的连续定量，以使得所述连续定量在接触所述底层(350)之前形成液体的单系带(560)。
7.一种设置为喷射液体单系带(560)的压电喷墨分配器(300，600)，包括：
一个包括腔室入口(380)和喷射口(310)的脉动喷射室；以及
一个与所述脉动喷射室相连的压电致动器；
其中所述压电致动器配置为朝着一个底层(350)以足够的频率脉动喷射所述液体的连续定量，以使得所述连续定量形成液体的单系带(560)。
8.一个成像系统，包括：
一个计算设备(130)；
一个与所述计算设备(310)通讯相连的伺服机构；以及
一个与所述伺服机构相连的喷墨分配器(300，600)；
其中所述喷墨分配器(300，600)配置为分配液体连续系带。
9.一种设备，包括：
一个制作箱柜(202)；
一个用于分配所述制作箱柜(202)内的液体的可移动平台；以及
一个与所述可移动平台相连的喷墨分配器(300，600)；
其中所述喷墨分配器(300，600)设置来分配所述制作箱柜(202)内的液体，以形成单液体系带。
10.一种带有指令的处理器可读介质，用于：
接收与液体分配操作相应的数据；以及
可控制地令分配器以足够的频率喷射，以分配液体定量，形成液体材料的单系带(560)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109478079A (zh) * 2016-10-13 2019-03-15 惠普发展公司，有限责任合伙企业 用于旁路电容器的开关
CN111033389A (zh) * 2017-09-06 2020-04-17 惠普印迪格公司 墨配料

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100521454C (zh) * 2004-12-31 2009-07-29 中国科学院电工研究所 发电机定子的蒸发冷却系统监测及保护控制装置
US20070190256A1 (en) * 2006-02-14 2007-08-16 Darby Richard J Method and assembly for colorizing a substrate material and product created thereby
ES2421155T3 (es) * 2006-10-12 2013-08-29 Agfa Graphics N.V. Método para operar un cabezal de impresión por inyección de tinta
DE102009030113A1 (de) 2009-06-22 2010-12-23 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen von Fluiden beim schichtweisen Bauen von Modellen
JP5691155B2 (ja) * 2009-11-10 2015-04-01 ソニー株式会社 立体造形物の造形方法及び造形装置
JP6472261B2 (ja) * 2015-02-13 2019-02-20 株式会社ミマキエンジニアリング 印刷装置及び印刷方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5615365A (en) * 1979-07-18 1981-02-14 Fujitsu Ltd Driving method for ink jet recorder
US5285215A (en) 1982-12-27 1994-02-08 Exxon Research And Engineering Company Ink jet apparatus and method of operation
EP0115180B1 (en) * 1982-12-27 1990-04-04 Dataproducts Corporation Operating an ink jet
CA1259853A (en) 1985-03-11 1989-09-26 Lisa M. Schmidle Multipulsing method for operating an ink jet apparatus for printing at high transport speeds
JPS628984A (ja) * 1985-07-04 1987-01-16 三菱電機株式会社 エレベ−タ−の運転装置
US5506607A (en) * 1991-01-25 1996-04-09 Sanders Prototypes Inc. 3-D model maker
US5740051A (en) * 1991-01-25 1998-04-14 Sanders Prototypes, Inc. 3-D model making
US5113199A (en) * 1991-03-11 1992-05-12 Hewlett-Packard Company Ink delivery system for ink jet printers
US5757392A (en) * 1992-09-11 1998-05-26 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Piezoelectric type liquid droplet ejecting device which compensates for residual pressure fluctuations
KR100196668B1 (ko) * 1994-07-20 1999-06-15 브라이언 에프. 왈쉬 고주파 드롭-온-디맨드 잉크 젯 시스템
JPH08336970A (ja) * 1995-04-14 1996-12-24 Seiko Epson Corp インクジェット式記録装置
JP3124722B2 (ja) * 1995-07-31 2001-01-15 キヤノン株式会社 カラーフィルタの製造方法及び製造装置及びカラーフィルタの区画された領域間の混色の低減方法及びカラーフィルタの区画された領域へのインク付与位置の精度向上方法及びカラーフィルタの区画された領域の着色ムラ低減方法
JPH0966603A (ja) * 1995-08-31 1997-03-11 Brother Ind Ltd インク噴射装置の駆動方法
US5916358A (en) * 1996-12-30 1999-06-29 Eastman Kodak Company Ink compositions containing surfactant sols comprising mixtures of solid surfactants
US6375309B1 (en) * 1997-07-31 2002-04-23 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge apparatus and method for sequentially driving multiple electrothermal converting members
JPH1148481A (ja) * 1997-07-31 1999-02-23 Canon Inc 液体吐出記録ヘッドにおける液体吐出方法、液体吐出記録装置における吐出方法
CA2306384A1 (en) * 1997-10-14 1999-04-22 Patterning Technologies Limited Method of forming an electronic device
JPH11254658A (ja) * 1998-03-06 1999-09-21 Ricoh Co Ltd インクジェット記録装置
GB2338928B (en) * 1998-07-02 2000-08-09 Tokyo Electric Co Ltd A driving method of an ink-jet head
JP2000153194A (ja) * 1999-01-01 2000-06-06 Ricoh Co Ltd 樹脂構造物形成装置及びその方法並びに樹脂構造物
US6193361B1 (en) * 1999-06-03 2001-02-27 Eastman Kodak Company Apparatus for forming textured layers over images
US6214279B1 (en) 1999-10-02 2001-04-10 Nanotek Instruments, Inc. Apparatus and process for freeform fabrication of composite reinforcement preforms
US6318838B1 (en) * 2000-03-31 2001-11-20 Hewlett-Packard Company Non-fiberous spittoon chimney liner for inkjet printheads
US6450602B1 (en) * 2000-10-05 2002-09-17 Eastman Kodak Company Electrical drive waveform for close drop formation
JP2002144570A (ja) * 2000-11-10 2002-05-21 Canon Inc 液滴吐出方法、画像形成方法、液体吐出装置およびヘッド
US6471800B2 (en) 2000-11-29 2002-10-29 Nanotek Instruments, Inc. Layer-additive method and apparatus for freeform fabrication of 3-D objects
JP4683772B2 (ja) 2001-06-15 2011-05-18 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置の作製方法
JP4788087B2 (ja) * 2001-09-10 2011-10-05 ブラザー工業株式会社 表示体、表示体の製造方法、及び表示体の製造装置
US6676238B2 (en) * 2001-09-28 2004-01-13 Canon Kabushiki Kaisha Driving method and apparatus for liquid discharge head
JP4261846B2 (ja) * 2001-09-28 2009-04-30 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドの駆動方法及び駆動装置
JP4333074B2 (ja) * 2002-03-07 2009-09-16 東レ株式会社 塗布装置および塗布方法ならびにプラズマディスプレイ部材の製造装置および製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109478079A (zh) * 2016-10-13 2019-03-15 惠普发展公司，有限责任合伙企业 用于旁路电容器的开关
CN111033389A (zh) * 2017-09-06 2020-04-17 惠普印迪格公司 墨配料
CN111033389B (zh) * 2017-09-06 2022-07-08 惠普印迪格公司 用于将墨精确配料到墨盒中的系统、方法以及存储器资源

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Publication number Publication date
US20050078131A1 (en) 2005-04-14
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EP1524117A2 (en) 2005-04-20
TWI238780B (en) 2005-09-01
KR101087818B1 (ko) 2011-11-30
JP4275047B2 (ja) 2009-06-10
US20070200884A1 (en) 2007-08-30
JP2005118774A (ja) 2005-05-12
TW200513386A (en) 2005-04-16

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