利用液滴電荷和質(zhì)量的液體噴射的制作方法
【專利摘要】一種連續(xù)液體噴射系統(tǒng)包括與噴嘴流體連通的液體腔。該液體腔包含液體，液體受到足以通過噴嘴噴射液體噴流的壓力。液滴形成設(shè)備與液體噴流相關(guān)聯(lián)。該液滴形成設(shè)備可致動(dòng)用來在液體噴流中產(chǎn)生調(diào)節(jié)，以選擇性地致使液體噴流的部分截?cái)喑裳匾宦窂叫羞M(jìn)的一個(gè)或多個(gè)液滴對(duì)。每個(gè)液滴對(duì)按液滴對(duì)周期平均地分開。每個(gè)液滴對(duì)包括第一液滴和第二液滴。液滴形成設(shè)備還可致動(dòng)用來在液體噴流中產(chǎn)生調(diào)節(jié)，以選擇性地致使液體噴流的部分截?cái)喑裳厮雎窂叫羞M(jìn)的一個(gè)或多個(gè)第三液滴，所述第三液滴按相同的液滴對(duì)周期平均地分開。第三液滴比第一液滴和第二液滴大。充電設(shè)備包括與液體噴流相關(guān)聯(lián)的充電電極，以及在充電電極和液體噴流之間的變化電勢源。所述變化電勢源提供波形，該波形包括與形成液滴對(duì)或第三液滴的液滴對(duì)周期相等的周期。所述波形還包括第一區(qū)別電壓狀態(tài)和第二區(qū)別電壓狀態(tài)。充電設(shè)備與液滴形成設(shè)備同步，以在液滴對(duì)中的第一液滴上產(chǎn)生第一荷質(zhì)比，在液滴對(duì)中的第二液滴上產(chǎn)生第二荷質(zhì)比，并且在第三液滴上產(chǎn)生第三荷質(zhì)比。第三荷質(zhì)比與第一荷質(zhì)比基本相同。偏轉(zhuǎn)設(shè)備致使液滴對(duì)中的具有第一荷質(zhì)比的第一液滴沿第一路徑行進(jìn)，并致使液滴對(duì)中的具有第二荷質(zhì)比的第二液滴沿第二路徑行進(jìn)，并致使具有第三荷質(zhì)比的第三液滴沿第三路徑行進(jìn)。第三路徑與第一路徑基本相同。
【專利說明】利用液滴電荷和質(zhì)量的液體噴射
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及數(shù)控打印系統(tǒng)的領(lǐng)域，更具體而言，涉及連續(xù)打印系統(tǒng)，其中液體流分成液滴(drop ), 一些液滴被靜電偏轉(zhuǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]噴墨打印已經(jīng)公認(rèn)為數(shù)控電子打印領(lǐng)域最突出之選，這例如是由于其非撞擊、低噪聲特性，其使用普通紙以及其避免墨粉轉(zhuǎn)印和固定。噴墨打印機(jī)制可以按技術(shù)分類為按需滴墨式噴墨(DOD)或連續(xù)式噴墨(CIJ)。
[0003]第一種技術(shù)“按需滴墨式”噴墨打印提供墨滴，這些墨滴通過使用增壓致動(dòng)器(熱的、壓電的、等等)撞擊記錄表面。一種常用的按需滴墨技術(shù)使用熱致動(dòng)來從噴嘴噴射墨滴。處于噴嘴上或噴嘴附近的加熱器將墨水充分加熱至沸騰，從而形成氣泡，該氣泡產(chǎn)生足夠內(nèi)部壓力來噴射墨滴。這種形式的噴墨一般稱為“熱噴墨(TIJ)”。
[0004]第二種技術(shù)一般稱為“連續(xù)式”噴墨(CIJ)打印，其使用加壓的墨源來通過迫使墨水在壓力下通過噴嘴來產(chǎn)生連續(xù)的液體噴射墨水流。墨水流以如下方式被擾動(dòng):該方式使得液體噴射流以可預(yù)測的方式斷成墨滴。打印通過選擇性地偏轉(zhuǎn)和捕獲不需要的墨滴而發(fā)生。已經(jīng)開發(fā)出各種用于選擇性地偏轉(zhuǎn)液滴的方法，包括使用靜電偏轉(zhuǎn)、空氣偏轉(zhuǎn)和熱偏轉(zhuǎn)機(jī)制。
[0005]在第一種基于靜電偏轉(zhuǎn)的CIJ方法中，液體噴射流以某種方式被擾動(dòng)，使其從噴嘴起、按標(biāo)稱恒定距離(截?cái)嚅L度，break-ο-- length)斷成均勻大小的液滴。在標(biāo)稱恒定截?cái)帱c(diǎn)處布置有充電電極結(jié)構(gòu)，以便在截?cái)鄷r(shí)刻在液滴上引起依賴于數(shù)據(jù)的電荷量。帶電液滴隨后被定向通過一固定靜電場區(qū)域，使得每個(gè)小液滴與其電荷成比例地偏轉(zhuǎn)。從而，在截?cái)帱c(diǎn)建立的電荷電平致使液滴行進(jìn)到記錄介質(zhì)的特定位置或慣稱為捕獲器(catcher)的溝槽以用于收集和再循環(huán)。這種方法在授權(quán)于1971年7月27日的R.Sweet的美國專利N0.3，596，275中公開(下文稱為Sweet’ 275)。由Sweet’ 275公開的CIJ裝置由單噴流(jet)構(gòu)成，即，單個(gè)液滴生成液體腔和單個(gè)噴嘴結(jié)構(gòu)。在1968年3月12日授權(quán)的Sweet等人的美國專利N0.3，373，437 (下文稱為Sweet’ 437)中還公開了利用這種方法的多噴流CIJ打印頭版本。Sweet’437公開了具有一共用液滴生成器腔的CIJ打印頭，該共用液滴生成器腔與一排液滴發(fā)射噴嘴(陣列)通信，每個(gè)液滴發(fā)射噴嘴具有其自己的充電電極。這種方法要求每個(gè)噴嘴具有其自己的充電電極，向各個(gè)單獨(dú)電極中的每一個(gè)提供依賴于將要打印的圖像數(shù)據(jù)的電波形。這種對(duì)單獨(dú)可尋址的充電電極的要求在基本噴嘴間隔方面設(shè)置了限制，從而限制了對(duì)打印系統(tǒng)的分辨率。
[0006]在2001年8月14日授權(quán)的Vago等人的美國專利N0.6，273，559 (下文稱為Vagoj 559)中公開了第二種基于靜電偏轉(zhuǎn)的CIJ方法。Vago’ 559公開了一種二進(jìn)制CIJ技術(shù)，其中通過經(jīng)校準(zhǔn)的噴嘴對(duì)導(dǎo)電墨水加壓和放電，并且以兩個(gè)不同的時(shí)間間隔截?cái)嗨纬傻囊后w噴墨。在噴嘴處利用周期性的激勵(lì)脈沖生成要打印或不打印的液滴。每個(gè)要打印的液滴是利用相對(duì)較強(qiáng)的周期性激勵(lì)脈沖建立的，并且該周期性激勵(lì)脈沖致使形成要打印的液滴的噴墨流以相對(duì)較短的截?cái)嚅L度分隔。每個(gè)不打印的液滴是利用相對(duì)較弱的周期性激勵(lì)脈沖建立的，并且該周期性激勵(lì)脈沖致使該液滴以相對(duì)較長的截?cái)嚅L度分隔。在噴嘴下游與兩個(gè)截?cái)辔恢孟噜彽奈恢蒙喜贾糜袃山M間隔靠近的、施加不同DC電勢的電極，這兩組電極在液滴形成時(shí)向相對(duì)較短截?cái)嚅L度的液滴和相對(duì)較長截?cái)嚅L度的液滴提供不同的電荷電平。較長截?cái)嚅L度的液滴由于它們的電荷而被一偏轉(zhuǎn)設(shè)備選擇性地偏離它們的路徑，并被該偏轉(zhuǎn)設(shè)備偏轉(zhuǎn)向捕獲器表面，在捕獲器表面液滴被收集到溝槽中并返回到墨水庫以備再利用。Vago’ 559還要求相對(duì)較短截?cái)嚅L度和相對(duì)較長截?cái)嚅L度之間的截?cái)嚅L度差小于波長(λ )，該波長(λ )是在液體噴流中的連續(xù)墨滴或墨點(diǎn)之間的距離。這需要采用兩種激勵(lì)幅度(打印和不打印激勵(lì)幅度)。將截?cái)嚅L度位置差限制為小于λ約束了激勵(lì)幅度差必須使用一小量。對(duì)于僅具有單噴流的打印頭，調(diào)整電極的位置、充電電極上的電壓以及打印和不打印激勵(lì)幅度以產(chǎn)生打印和不打印小液滴的所需間隔是非常容易的。但是，在具有噴嘴陣列的打印頭中，部件容限會(huì)使這種調(diào)整非常困難。對(duì)于在小液滴截?cái)鄥^(qū)域中具有高電場梯度的需求使得液滴選擇系統(tǒng)對(duì)充電電極平坦度、電極厚度和電極到噴流距離的輕微不同很敏感，上述充電電極平坦度、電極厚度和電極到噴流距離的不同都會(huì)導(dǎo)致針對(duì)陣列中的不同液體噴流，在小液滴截?cái)鄥^(qū)域中的電場強(qiáng)度和電場梯度有所不同。另外，沿噴嘴陣列的小液滴生成器和相關(guān)聯(lián)的激勵(lì)設(shè)備可能不完全一致，并且可能需要逐個(gè)噴嘴采用不同的激勵(lì)幅度來產(chǎn)生特定截?cái)嚅L度。這些問題由于墨水隨時(shí)間漂移的屬性和熱膨脹而惡化，熱膨脹會(huì)導(dǎo)致充電電極隨溫度移位和彎曲。在這些系統(tǒng)中，需要額外的控制復(fù)雜度來調(diào)整逐個(gè)噴嘴的打印和不打印激勵(lì)幅度，以確保打印和不打印小液滴的所需間隔。在2007年3月20日授權(quán)的美國專利N0.7，192, 121中，B.Barbet和P.Henon還公開了利用截?cái)嚅L度不同來控制打印。
[0007]在2010年5月11日授權(quán)的B.Barbet的美國專利N0.7，712，879中公開了基于截?cái)嚅L度和液滴尺寸的靜電充電和偏轉(zhuǎn)機(jī)制。利用一分開的公共充電電極來根據(jù)液滴的直徑對(duì)小液滴和大液滴分別充電，其中在該公共充電電極的上部施加DC低電壓，下部施加DC高電壓。
[0008]在1978年I月10日授權(quán)的Τ.Yamada的美國專利N0.4，068, 241 (下文稱為Yamada, 241)中公開了一種噴墨記錄設(shè)備，該設(shè)備交替地產(chǎn)生大液滴和小液滴。在液體噴流的截?cái)鄥^(qū)域中，利用DC靜電場對(duì)所有液滴充電。Yamada’ 241還改變不需要記錄的小液滴的激發(fā)液滴幅度，以使得它們將與大液滴碰撞和組合。大液滴和與小液滴組合后的大液滴被溝槽收集并且不被打印，而經(jīng)過偏轉(zhuǎn)的小液滴被打印。這種方法的缺點(diǎn)之一在于，經(jīng)偏轉(zhuǎn)的液滴被打印，這可能導(dǎo)致液滴落點(diǎn)誤差。這種方法對(duì)激勵(lì)幅度的小改變以及墨水屬性的小改變非常敏感。此外，由于較小液滴需要比較大液滴小得多才能在每個(gè)液滴上建立不同的電荷狀態(tài)，因此需要較高噴嘴直徑的噴嘴來產(chǎn)生所需尺寸的打印液滴。這限制了在這種方法中可以使用的噴嘴間隔的密度，并嚴(yán)重限制了打印高分辨率圖像的能力。
[0009]因此，一直存在對(duì)于提供如下連續(xù)打印系統(tǒng)的需求:該連續(xù)打印系統(tǒng)對(duì)所選液滴靜電偏轉(zhuǎn)，能適應(yīng)不同液滴截?cái)嚅L度，具有簡化的設(shè)計(jì)，并且產(chǎn)生改進(jìn)的打印質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于,通過對(duì)于CM0S-MEMS打印頭使用質(zhì)量充電(mass charging)和靜電偏轉(zhuǎn)來建立高分辨率、高質(zhì)量的打印，同時(shí)保持或提高液滴落點(diǎn)準(zhǔn)確度和最小化打印液滴的液滴體積差異，因而克服上述缺陷中的至少一個(gè)。
[0011]本發(fā)明提供了經(jīng)由每個(gè)液體噴流的截?cái)嗟娜Q于圖像數(shù)據(jù)的液滴形成控制以及具有獨(dú)立于圖像數(shù)據(jù)的時(shí)間變化電勢(稱為充電電極波形)的充電電極。使用提供到液滴形成設(shè)備的液滴形成波形來對(duì)液滴形成進(jìn)行控制，以建立包括第一液滴和第二液滴的液滴對(duì)，或建立第三液滴。(在尺寸上或體積上)第三液滴比液滴對(duì)中的第一液滴和第二液滴大。使充電電極波形和液滴形成波形同步，以交替地將液滴對(duì)中的第一液滴充電到第一荷質(zhì)比并將液滴對(duì)中的第二液滴充電到第二荷質(zhì)比，或?qū)⑤^大的第三液滴充電到第三荷質(zhì)比狀態(tài)。
[0012]本發(fā)明通過允許在長噴嘴陣列中的噴流之間的截?cái)鄷r(shí)間差異的較大容限而有助于提供系統(tǒng)魯棒性。另外，至少每隔一個(gè)液滴被捕獲器收集，這有助于確保液體保留在捕獲器上，這減少了操作期間液體飛濺的可能性。本發(fā)明降低了對(duì)發(fā)送到與噴嘴陣列中的噴嘴相關(guān)聯(lián)的激勵(lì)設(shè)備的信號(hào)的控制的復(fù)雜性。這有助于降低充電電極結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性并增大充電電極結(jié)構(gòu)和噴嘴之間的間隔。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種連續(xù)液體噴射系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括與噴嘴流體連通的液體腔。該液體腔包含液體，液體受到足以通過噴嘴噴射液體噴流的壓力。液滴形成設(shè)備與液體噴流相關(guān)聯(lián)。該液滴形成設(shè)備可致動(dòng)用來在液體噴流中產(chǎn)生調(diào)節(jié)，以選擇性地致使液體噴流的部分截?cái)喑裳匾宦窂叫羞M(jìn)的一個(gè)或多個(gè)液滴對(duì)。每個(gè)液滴對(duì)按液滴對(duì)周期平均地分開。每個(gè)液滴對(duì)包括第一液滴和第二液滴。液滴形成設(shè)備還可致動(dòng)用來在液體噴流中產(chǎn)生調(diào)節(jié)，以選擇性地致使液體噴流的部分截?cái)喑裳厮雎窂叫羞M(jìn)的一個(gè)或多個(gè)第三液滴，所述第三液滴按相同的液滴對(duì)周期平均地分開。第三液滴比第一液滴和第二液滴大。充電設(shè)備包括與液體噴流相關(guān)聯(lián)的充電電極，以及在充電電極和液體噴流之間的變化電勢源。所述變化電勢源提供波形，該波形包括與形成液滴對(duì)或第三液滴的液滴對(duì)周期相等的周期。所述波形還包括第一區(qū)別電壓狀態(tài)和第二區(qū)別電壓狀態(tài)。充電設(shè)備與液滴形成設(shè)備同步，以在液滴對(duì)中的第一液滴上產(chǎn)生第一荷質(zhì)比，在液滴對(duì)中的第二液滴上產(chǎn)生第二荷質(zhì)比，并且在第二液滴上廣生第二荷質(zhì)比。第二荷質(zhì)比與第一荷質(zhì)比基本相同。偏轉(zhuǎn)設(shè)備致使液滴對(duì)中的具有第一荷質(zhì)比的第一液滴沿第一路徑行進(jìn)，并致使液滴對(duì)中的具有第二荷質(zhì)比的第二液滴沿第二路徑行進(jìn)，并致使具有第三荷質(zhì)比的第三液滴沿第三路徑行進(jìn)。第三路徑與第一路徑基本相同。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]在以下對(duì)于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，參考了附圖，在附圖中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性連續(xù)噴墨系統(tǒng)的簡化示意性框圖；
[0016]圖2示出從液滴生成器噴射的液體噴流及其隨后以基本周期截?cái)喑梢旱蔚膱D像；
[0017]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的噴嘴和相關(guān)聯(lián)的噴流激勵(lì)設(shè)備的簡化示意性框圖；
[0018]圖4A示出通過根據(jù)本發(fā)明并工作在全打印條件下的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的第一實(shí)施例的液體噴流的截面視圖；
[0019]圖4B示出通過根據(jù)本發(fā)明并工作在非打印條件下的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的第一實(shí)施例的液體噴流的截面視圖；
[0020]圖4C示出通過根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的第一實(shí)施例的液體噴流的截面視圖并不出一般打印條件；
[0021]圖5A示出通過根據(jù)本發(fā)明并工作在全打印條件下的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的替代實(shí)施例的液體噴流的截面視圖；
[0022]圖5B示出通過根據(jù)本發(fā)明并工作在非打印條件下的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的替代實(shí)施例的液體噴流的截面視圖；
[0023]圖5C示出通過根據(jù)本發(fā)明并工作在一般打印條件下的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的第一實(shí)施例的液體噴流的截面視圖；
[0024]圖6A示出通過根據(jù)本發(fā)明并工作在全打印條件下的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的第二替代實(shí)施例的液體噴流的截面視圖；
[0025]圖6B示出通過根據(jù)本發(fā)明并工作在非打印條件下的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的第二替代實(shí)施例的液體噴流的截面視圖；
[0026]圖7示出從液滴生成器噴射的液體噴流及其隨后截?cái)喑梢曰绢l率的一半生成的液滴的圖像；A示出作為單個(gè)液滴截?cái)嗖⒈３纸M合在一起的液滴對(duì)，B示出作為單個(gè)液滴截?cái)唷⒎珠_并隨后重新組合的液滴對(duì)，并且C示出以類似截?cái)鄷r(shí)刻單獨(dú)截?cái)嗖㈦S后組合成單個(gè)液滴的液滴；
[0027]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)，在從a到h的時(shí)間流逝序列中、產(chǎn)生連續(xù)液滴對(duì)的從噴流產(chǎn)生的液滴的前視圖；
[0028]圖9不出本發(fā)明的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的若干相鄰液體噴流的前視圖；
[0029]圖10示出圖示液滴形成脈沖、充電電極波形和液滴的截?cái)鄷r(shí)刻的時(shí)序圖的第一示例性實(shí)施例；
[0030]圖11示出圖示液滴形成脈沖、充電電極波形和液滴的截?cái)鄷r(shí)刻的時(shí)序圖的第二示例性實(shí)施例；以及
[0031]圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液滴噴射方法的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本描述將具體針對(duì)構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的裝置的一部分或與根據(jù)本發(fā)明的裝置更直接協(xié)作的元件。將要理解，沒有具體示出或描述的元件可以采取本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種形式。在以下描述和附圖中，同樣的標(biāo)號(hào)(如果可能)已被用于指代相同元件。
[0033]示意性地示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例，并且為了清楚起見，圖示不是按比例繪制的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能夠容易地確定本發(fā)明的示例性實(shí)施例的元件的特定尺寸和相互關(guān)系。
[0034]如這里所述，本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供在噴墨打印系統(tǒng)中常用的打印頭或打印頭組件。在這些系統(tǒng)中，液體是用于在記錄介質(zhì)上打印的墨水。但是，正在出現(xiàn)其他應(yīng)用，這些應(yīng)用使用噴墨打印頭來發(fā)射(除了墨水之外的)需要精細(xì)測量并以高空間分辨率沉積的液體。因此，如這里所述，術(shù)語“液體”和“墨水”指的是可以由下述打印頭或打印頭組件噴射的任意物質(zhì)。
[0035]連續(xù)噴墨(CIJ)液滴生成器依賴于不受約束的液體噴流的物理性，在1878年發(fā)表的 F.R.S.(Lord)Rayleigh 的文章“噴流的不穩(wěn)定性(Instability of jets)” (Proc.London Math.Soc.10(4))中最先對(duì)該不受約束的液體噴流的物理性進(jìn)行了二維分析。LordRayleigh的分析顯示，液體在壓力P下將流出孔、噴嘴，形成直徑為(Ij并以速度Vj移動(dòng)的液體噴流。噴流直徑4大致等于有效噴嘴直徑dn并且噴流速度與液體庫壓力P的平方根成正比。Rayleigh的分析顯示，噴流將基于表面波自然斷成大小不一的流滴，所述表面波具有大于n dj的波長λ，Β卩，λ≥πdj。Rayleigh的分析還顯示,如果特定表面波長以足夠大的幅度發(fā)起，該特定表面波長則將成為主導(dǎo)，從而“激勵(lì)”噴流產(chǎn)生單一大小的液滴。連續(xù)噴墨(CIJ)液滴生成器采用周期性的物理過程(所謂的“擾動(dòng)”或“激勵(lì)”)，該物理過程具有在噴流上建立特定主導(dǎo)表面波的效果。激勵(lì)導(dǎo)致噴流與擾動(dòng)的基本頻率同步地?cái)喑蓡我淮笮〉囊旱?。已?jīng)顯示，噴流截?cái)嗟淖畲笮拾l(fā)生在最優(yōu)頻率Ftjpt處，該最優(yōu)頻率Ftjpt導(dǎo)致最短截?cái)鄷r(shí)間。在最優(yōu)頻率Ftjpt處，擾動(dòng)波長λ大致等于4.54。使得擾動(dòng)波長λ等于Jidj的頻率被稱為Rayleigh截?cái)囝l率？!^，這是因?yàn)橐后w噴流在比該截?cái)囝l率更高的頻率上的擾動(dòng)將不會(huì)變大以致使液滴形成。
[0036]這里將通過應(yīng)用Rayleigh激勵(lì)產(chǎn)生的液滴流稱為創(chuàng)建預(yù)定體積的液滴流。雖然在現(xiàn)有技術(shù)的CIJ系統(tǒng)中，用于打 印或圖樣層沉積的感興趣的液滴不變地具有統(tǒng)一體積，但是將會(huì)解釋，對(duì)于本發(fā)明，可以操縱激勵(lì)信號(hào)來產(chǎn)生具有統(tǒng)一體積的預(yù)定倍數(shù)的體積的液滴。因此，短語“預(yù)定體積的液滴流”包括被截?cái)喑啥季哂幸粋€(gè)大小的液滴的液滴流或者被截?cái)喑删哂杏?jì)劃的不同體積的液滴的液滴流。
[0037]在CIJ系統(tǒng)中，可以形成一些通常稱為“衛(wèi)星”的液滴，作為下流成細(xì)帶狀液體的流頸，這些“衛(wèi)星”的體積比預(yù)定單位體積小得多。這些衛(wèi)星可能不是完全可預(yù)測的，或者可能不總是以可預(yù)測的方式與另外的液滴混合，從而稍微改變要用于打印或繪圖所需液滴的體積。但是，不可預(yù)測的小衛(wèi)星液滴的存在對(duì)于本發(fā)明是不重要的，并且不認(rèn)為其消除了液滴尺寸已經(jīng)被本發(fā)明所使用的同步能量信號(hào)所預(yù)定的事實(shí)。因此，用來描述本發(fā)明的術(shù)語“預(yù)定體積”應(yīng)該被理解為:由于形成不可預(yù)測的衛(wèi)星液滴，因此液滴體積關(guān)于計(jì)劃的目標(biāo)值可能發(fā)生某些小變化。
[0038]以下參考附圖1-12所論述的示例性實(shí)施例是使用組件的特定組合來描述的，例如，液滴充電結(jié)構(gòu)、液滴偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、液滴捕獲結(jié)構(gòu)、液滴形成設(shè)備和液滴速度調(diào)節(jié)設(shè)備的特定組合。應(yīng)該理解，這些組件是可互換的，并且這些組件的其他組合也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0039]如圖1所示的連續(xù)噴墨打印系統(tǒng)10包括墨水庫11，其連續(xù)地將墨水泵吸到打印頭12 (也稱為液體噴射器)中以建立連續(xù)的墨滴流。打印系統(tǒng)10從諸如掃描儀、計(jì)算機(jī)或數(shù)碼相機(jī)之類的圖像源13或其他數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)源接收數(shù)字化的圖像處理數(shù)據(jù)，該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)源提供柵格圖像數(shù)據(jù)、頁面描述語言形式的輪廓圖像數(shù)據(jù)或其他形式的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。來自圖像源13的圖像數(shù)據(jù)被周期性地發(fā)送到圖像處理器16。圖像處理器16處理圖像數(shù)據(jù)并包括用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。圖像處理器16通常是柵格圖像處理器(RIP)。圖像處理器16中的存儲(chǔ)在圖像處理器16的圖像存儲(chǔ)器中的圖像數(shù)據(jù)(也稱為打印數(shù)據(jù))被周期性地發(fā)送到激勵(lì)控制器18，如下面將描述的，該激勵(lì)控制器18生成隨時(shí)間變化樣式的電激勵(lì)脈沖，以使得在打印頭12的每個(gè)噴嘴的開口處形成液滴流。這些激勵(lì)脈沖在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間、以適當(dāng)?shù)念l率應(yīng)用到與每個(gè)噴嘴相關(guān)聯(lián)的(一個(gè)或多個(gè))激勵(lì)設(shè)備。打印頭12和偏轉(zhuǎn)機(jī)制14協(xié)作，以判斷小液滴是被打印在記錄介質(zhì)19中的由圖像存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)所指定的適當(dāng)位置上，還是經(jīng)由墨水回收單元15被偏轉(zhuǎn)和回收。在墨水回收單元15中的墨水被引導(dǎo)回墨水庫11。墨水在壓力下通過墨水通道被分發(fā)到打印頭12的后表面，該墨水通道包括形成在通常由硅構(gòu)成的基板中的腔或充實(shí)空間?？商鎿Q地，該腔可以形成在硅基板附接到的多形片(manifold piece)中。墨水優(yōu)選地從腔通過蝕刻穿過打印頭12的娃基板的縫隙和/或孔流到打印頭12的前表面，多個(gè)噴嘴和激勵(lì)設(shè)備位于打印頭12的前表面。適合于最佳操作的墨水壓力將取決于多個(gè)因素，包括噴嘴的幾何形狀和熱屬性以及墨水的熱屬性和流體動(dòng)態(tài)屬性。通過在墨水壓力調(diào)節(jié)器20的控制下向墨水庫11施加壓力可以實(shí)現(xiàn)恒定的墨水壓力。
[0040]無論按需滴墨式噴墨還是連續(xù)式噴墨，任意類型的噴墨打印機(jī)的一個(gè)公知問題與點(diǎn)定位的準(zhǔn)確度有關(guān)。如噴墨打印領(lǐng)域所公知的，一般希望將一個(gè)或多個(gè)液滴置于接收器上的一些像素區(qū)域(像素)內(nèi)，這些像素區(qū)域例如對(duì)應(yīng)于包含數(shù)字圖像的信息的像素。一般而言，這些像素區(qū)域包括接收器上的正方形或長方形的真實(shí)或假設(shè)陣列，并且希望將打印機(jī)液滴置于每個(gè)像素內(nèi)的希望位置上，例如，針對(duì)簡單的打印方案，置于每個(gè)像素區(qū)域的中心，或者可替換地，置于每個(gè)像素區(qū)域內(nèi)的多個(gè)準(zhǔn)確位置以實(shí)現(xiàn)半色調(diào)(half-toning)。如果液滴的落點(diǎn)不準(zhǔn)確和/或液滴的落點(diǎn)不能受控來實(shí)現(xiàn)每個(gè)像素區(qū)域內(nèi)的希望落點(diǎn)，則可能發(fā)生圖像偽影，如果在相鄰像素區(qū)域上重復(fù)距離所需位置類似類型的偏離則尤其如此。RIP或其他類型的處理器16將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像映射的圖像頁圖像，以用于打印。在打印期間，記錄介質(zhì)19利用由介質(zhì)傳輸控制器21進(jìn)行電控的多個(gè)傳輸滾輪22來相對(duì)于打印頭12移動(dòng)。邏輯控制器17 (優(yōu)選地基于微處理器并以公知方式被適當(dāng)?shù)鼐幊?提供用于使傳輸控制器21與墨水壓力調(diào)節(jié)器20和激勵(lì)控制器18協(xié)作的控制信號(hào)。激勵(lì)控制器18包括提供液滴形成脈沖的液滴控制器，液滴形成脈沖是用于根據(jù)從構(gòu)成圖像處理器16的一部分的圖像存儲(chǔ)器獲得的圖像數(shù)據(jù)將單獨(dú)的墨滴從打印頭12噴射到記錄介質(zhì)19的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。圖像數(shù)據(jù)可以包括原始圖像數(shù)據(jù)、從圖像處理算法生成的用于提高打印圖像質(zhì)量的附加圖像數(shù)據(jù)，以及來自液滴落點(diǎn)校正的數(shù)據(jù)，該來自液滴落點(diǎn)校正的數(shù)據(jù)可以從很多源生成，例如，打印頭表征和圖像處理領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的，通過測量打印頭12中的每個(gè)噴嘴的操作誤差來生成。因此，可以說圖像處理器16中的信息代表用于液滴噴射的數(shù)據(jù)的一般源，例如，將要打印的小墨滴的所需位置以及將要收集回收的那些小液滴的標(biāo)識(shí)。
[0041]應(yīng)該意識(shí)到，可以使用用于接收器傳輸控制的不同機(jī)械配置。例如，在頁寬打印頭的情況下，將記錄介質(zhì)19移動(dòng)通過一固定的打印頭12是方便的。另一方面，在掃描型打印系統(tǒng)的情況下，以相對(duì)柵格運(yùn)動(dòng)方式沿一個(gè)軸(即，主掃描方向)移動(dòng)打印頭并沿正交軸(即，副掃描方向)移動(dòng)記錄介質(zhì)則更方便。
[0042]激勵(lì)控制器18提供液滴形成脈沖，激勵(lì)控制器18 —般可以被稱為液滴控制器，并且如信號(hào)傳輸領(lǐng)域所公知的，液滴形成脈沖通常是通過電連接器發(fā)送到打印頭12的電壓脈沖。但是，如噴墨打印領(lǐng)域所公知的，也可以將其他類型的脈沖(例如光學(xué)脈沖)發(fā)送到打印頭12，以致使在特定噴嘴處形成打印和非打印液滴。如下面將描述的，打印液滴一旦形成就通過空間行進(jìn)到記錄介質(zhì)，并隨后撞擊記錄介質(zhì)的特定像素區(qū)域或由捕獲器收集。
[0043]參考圖2，打印系統(tǒng)具有與其相關(guān)聯(lián)的打印頭，該打印頭可動(dòng)作以從噴嘴50的陣列產(chǎn)生液體噴流43的陣列。與每個(gè)液體噴流43相關(guān)聯(lián)的是一液滴形成設(shè)備89。該液滴形成設(shè)備包括液滴形成變換器59和向液滴形成變換器提供波形55 (也稱為液滴形成波形)的液滴形成波形源56。液滴形成變換器(一般稱為激勵(lì)變換器)可以具有適合于在液體噴流上建立擾動(dòng)的任何類型，例如熱設(shè)備、壓電設(shè)備、MEMS致動(dòng)器、電水動(dòng)力設(shè)備、光設(shè)備、電致伸縮設(shè)備或它們的組合。圖3示出熱液滴形成變換器59的示例,該熱液滴形成變換器59由被激勵(lì)波形源56所提供的電壓驅(qū)動(dòng)的電阻負(fù)載構(gòu)成。依賴于所使用的變換器的類型，變換器可以位于向噴嘴提供液體的液體腔中或在其附近以作用于液體腔中的液體上，或位于噴嘴中或緊緊圍繞噴嘴以在液體穿過噴嘴時(shí)作用于液體上，或位于液體噴流附近以在液體噴流穿過噴嘴之后作用于液體噴流上。液滴形成波形源向液滴形成變換器提供波形，該波形具有基本頻率&，與其相對(duì)應(yīng)的基本周期是Tci=Iz^,液滴形成變換器在液體噴流中以波長λ進(jìn)行調(diào)制?；绢l率&通常接近于Ftjpt并總是小于FK。調(diào)制幅度增長，以使得液體噴流的部分截?cái)喑梢旱?。通過液滴形成設(shè)備的動(dòng)作，可以按基本頻率& (具有基本周期Ttl=I/f0)產(chǎn)生液滴序列。在圖2中，液體噴流43在截?cái)辔恢?2斷成具有均勻周期的液滴，截?cái)辔恢?2是到噴嘴50的距離BL。以基本頻率產(chǎn)生的一對(duì)連續(xù)液滴35和36之間的距離基本等于液體噴流上的擾動(dòng)的波長λ。從液體噴流斷裂而成的該液滴序列形成液滴對(duì)34的序列，每個(gè)液滴對(duì)具有第一液滴36和第二液滴35。因此，液滴對(duì)34的形成頻率(一般稱為液滴對(duì)頻率fp)由fp=fc)/2給出并且相應(yīng)的液滴對(duì)周期是1^21；。[0044]液滴的生成與由工作在基本頻率&上的液滴形成設(shè)備所提供的能量相關(guān)聯(lián)，基本頻率fo生成按距離λ分開的具有基本相同體積的液滴。將會(huì)理解，雖然在圖2所示實(shí)施例中第一和第二液滴具有基本相同的體積，但是第一和第二液滴可以具有不同的體積，以使得在液滴形成頻率上平均地生成第一和第二液滴對(duì)。例如，第一液滴和第二液滴的體積比可以在大約4:3和大約3:4之間變化。在圖2中對(duì)液體噴流43的激勵(lì)由與液體噴流或噴嘴50相關(guān)聯(lián)的液滴形成變換器獨(dú)立控制。在一個(gè)實(shí)施例中，液滴形成變換器59包括與噴嘴50鄰近的一個(gè)或多個(gè)電阻元件。在該實(shí)施例中，通過發(fā)送任意形狀的周期性電流脈沖來實(shí)現(xiàn)液體噴流激勵(lì)，該周期性電流脈沖是由液滴形成波形源通過圍繞液滴生成器的每個(gè)開口的電阻元件來提供的。
[0045]來自從噴墨噴嘴噴射的液體流的液滴的形成可以受控于如下波形:其中，相對(duì)于應(yīng)用到各個(gè)液滴形成變換器的波形或波形序列中的其他脈沖的幅度、占空比或時(shí)序中的至少一個(gè)與特定噴嘴開口相關(guān)聯(lián)?？梢詫?duì)液滴形成波形的液滴形成脈沖進(jìn)行控制，以使得噴流中兩個(gè)連續(xù)基本波長長的部分形成兩個(gè)連續(xù)液滴或形成單個(gè)較大液滴。較大液滴將以基本頻率的一半產(chǎn)生并且具有2λ的相鄰大液滴之間的平均間隔。
[0046]圖2還示出充電設(shè)備83，其包括充電電極44和充電電壓源51。充電電壓源51提供充電電極波形97，其隨時(shí)間控制充電電極電壓輸出的電壓幅度和占空比。與液體噴流相關(guān)聯(lián)的充電電極44位于液體噴流43的截?cái)帱c(diǎn)32附近。如果向充電電極44施加非零電壓，則在充電電極和電氣上接地的液體噴流之間產(chǎn)生電場。充電電極和電氣上接地的液體噴流之間的電容耦合在導(dǎo)電的液體噴流的末端引起凈電荷。(液體噴流通過與接地的液滴生成器的液體腔接觸而接地。)如果液體噴流的末端部分在液體噴流的末端上存在凈電荷的同時(shí)截?cái)嘁孕纬梢旱?，液體噴流的該末端部分的電荷則陷入新形成的液滴中。
[0047]在充電電極44上的電壓受控于充電脈沖源51,該充電脈沖源51提供一雙態(tài)波形97，該雙態(tài)波形97工作在等于fp=fc/2(這是基本頻率的一半)的液滴對(duì)頻率上，或者等同地講，工作在液滴對(duì)周期1=21；(這是基本周期的兩倍)上。因此，充電脈沖電壓源51在充電電極44和液體噴流43之間提供變化的電勢97。在圖2中，充電電極波形97包括第一區(qū)分電壓狀態(tài)和第二區(qū)分電壓狀態(tài)，每個(gè)電壓狀態(tài)針對(duì)等于基本周期的時(shí)間間隔是活動(dòng)的。提供到充電電極的波形獨(dú)立于、或不響應(yīng)于將要打印的圖像數(shù)據(jù)。充電設(shè)備83與液滴形成設(shè)備同步，以使得在由充電脈沖電壓源51產(chǎn)生的充電電極波形和液滴形成波形源的時(shí)鐘之間保持固定的相位關(guān)系。結(jié)果，由液滴形成波形產(chǎn)生的來自液體流的液滴的截?cái)嘞辔槐幌辔绘i定到充電電極波形。如圖10所指示的，在充電電極波形和液滴形成波形之間可以存在相移(由延遲93表不)。設(shè)置相移，以使得針對(duì)所產(chǎn)生的每個(gè)液滴對(duì)，在充電電極處于第一電壓狀態(tài)時(shí)從噴流截?cái)喑龅谝灰旱我约霸诔潆婋姌O處于第二電壓狀態(tài)時(shí)從噴流截?cái)喑鲆旱螌?duì)的第二液滴，所述第一電壓狀態(tài)在第一液滴36上產(chǎn)生第一荷質(zhì)比狀態(tài),所述第二電壓狀態(tài)在液滴對(duì)的第二液滴35上產(chǎn)生第二荷質(zhì)比狀態(tài)。從噴流中的具有兩個(gè)連續(xù)基本波長長的部分產(chǎn)生的液滴對(duì)是響應(yīng)于提供到激勵(lì)變換器59的適當(dāng)液滴形成波形55。
[0048]如上所述，可以使用其他液滴形成波形來從噴流中的具有兩個(gè)連續(xù)基本波長長的部分形成大液滴49。通過使用適當(dāng)?shù)囊旱涡纬刹ㄐ?，可以使得噴流中截?cái)嘁孕纬纱笠旱?9的部分在充電電極處于第一電壓狀態(tài)時(shí)從噴流中截?cái)?參見圖4B)。類似形成的大液滴49是以按照液滴對(duì)頻率在時(shí)間上分開的截?cái)鄷r(shí)間并且以與充電電極的第一電壓狀態(tài)同步的截?cái)鄷r(shí)間來產(chǎn)生的。因此，形成連續(xù)大液滴49之間的時(shí)間間隔基本等于形成連續(xù)液滴對(duì)34之間的時(shí)間間隔。大液滴49具有大致等于液滴35和36的質(zhì)量之和的質(zhì)量，并且與在充電電極的相應(yīng)電壓狀態(tài)中截?cái)嗟牡谝灰旱?6相比，在截?cái)鄷r(shí)被充電到大致等于液滴35和36上的電荷的兩倍的電荷。因此，在充電電極的第一電壓狀態(tài)下截?cái)嗟拇笠旱?9上的荷質(zhì)比基本等于液滴對(duì)中的第一液滴36的荷質(zhì)比。由于大液滴49上的荷質(zhì)比基本等于液滴36的荷質(zhì)比，因此液滴偏轉(zhuǎn)電場將使得充電的大液滴49偏轉(zhuǎn)與它們偏轉(zhuǎn)相應(yīng)的較小液滴基本相同的量。隨后將更詳細(xì)論述形成大液滴和小液滴所使用的波形以及利用充電電極波形進(jìn)行液滴截?cái)嗟南辔弧?br> [0049]圖4A到圖6B示出本發(fā)明的各種實(shí)施例，其中，在每個(gè)液滴對(duì)周期期間，從液體噴流43截?cái)喑鲆旱螌?duì)35和36或單個(gè)大液滴49。圖4A、5A和6A示出全打印模式中的各種實(shí)施例，其中以兩倍于液滴對(duì)頻率的基本頻率產(chǎn)生液滴對(duì)的連續(xù)序列，并且每隔一個(gè)液滴被打印。圖4B、5B和6B示出非打印模式中的各種實(shí)施例，其中在液滴對(duì)頻率上產(chǎn)生具有大致等于液滴35和36的質(zhì)量之和的質(zhì)量的較大液滴49的連續(xù)序列并且沒有液滴被打印。圖4C和5C示出正常打印模式，其中在液滴對(duì)周期期間，液滴對(duì)和較大液滴兩者都產(chǎn)生，并且每個(gè)形成的液滴對(duì)中的一個(gè)液滴被打印。因此，通過控制噴流截?cái)嘁葬槍?duì)每個(gè)像素形成液滴對(duì)34或大液滴49，可以在記錄介質(zhì)19上打印任意點(diǎn)圖樣。通常，針對(duì)打印頭中的噴嘴50的整個(gè)陣列的液滴激勵(lì)變換器的液滴對(duì)頻率對(duì)于打印頭12中的所有噴嘴是相同的。
[0050]在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，液滴對(duì)的第一液滴36具有第一電荷狀態(tài)并沿第一路徑行進(jìn)，并且液滴對(duì)的第二液滴35具有第二電荷狀態(tài)并沿第二路徑行進(jìn)。布置有捕獲器來攔截第一路徑，并且該捕獲器不攔截第二路徑，從而使得沿第一路徑行進(jìn)的第一液滴36被捕獲器捕獲，而沿第二路徑行進(jìn)的第二液滴35不被捕獲器捕獲。不希望術(shù)語“第一液滴”和“第二液滴”以及術(shù)語“第一電壓狀態(tài)”和“第二電壓狀態(tài)”指示建立液滴或電壓狀態(tài)的時(shí)間順序。在圖6A和6B中，第一電荷狀態(tài)被示為擁有負(fù)電荷。在替代實(shí)施例中，第一和第二波形狀態(tài)被配置以使得第一液滴正充電而非負(fù)充電。在圖5的實(shí)施例中,第一電荷狀態(tài)對(duì)應(yīng)于未充電的液滴狀態(tài)，第二電荷狀態(tài)對(duì)應(yīng)于被充電的第二液滴。第二電荷狀態(tài)被示為擁有負(fù)電荷。在替代實(shí)施例中，第二電荷狀態(tài)可以對(duì)應(yīng)于正電荷。
[0051]液滴形成設(shè)備89與液體噴流43相關(guān)聯(lián)。如圖3所示，該液滴形成設(shè)備由激勵(lì)變換器59和激勵(lì)波形源56構(gòu)成。激勵(lì)波形源56向激勵(lì)變換器59提供激勵(lì)波形55，激勵(lì)變換器59在流過噴嘴50的液體噴流43上建立擾動(dòng)。激勵(lì)波形55的能量脈沖的幅度、持續(xù)時(shí)間和時(shí)序決定液滴的形成，包括截?cái)鄷r(shí)刻或相位。連續(xù)液滴的截?cái)嘀g的時(shí)間間隔決定液滴的大小。來自激勵(lì)控制器18 (圖1所示)的數(shù)據(jù)被發(fā)送到激勵(lì)波形源56，在激勵(lì)波形源56處，數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成時(shí)間變化樣式的電壓脈沖，以使得在噴嘴50的開口處形成液滴流。由激勵(lì)波形源56提供到激勵(lì)變換器59的特定液滴激勵(lì)波形55決定連續(xù)液滴的截?cái)鄷r(shí)刻以及液滴的大小。液滴激勵(lì)波形響應(yīng)于由圖像處理器16提供到激勵(lì)控制器18的打印或圖像數(shù)據(jù)而變化。因此，來自激勵(lì)波形的應(yīng)用到激勵(lì)變換器的能量脈沖的時(shí)序取決于打印或圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)打印數(shù)據(jù)流要求將液滴打印在像素上時(shí)，提供到激勵(lì)變換器的波形是將產(chǎn)生按基本頻率在時(shí)間上平均分開的液滴對(duì)的波形，液滴對(duì)中的一個(gè)液滴將被打印。當(dāng)打印數(shù)據(jù)流要求打印像素的序列時(shí)，提供到激勵(lì)變換器的波形的序列產(chǎn)生液滴對(duì)的序列，并且每個(gè)液滴對(duì)中的同一液滴將被打印。當(dāng)打印數(shù)據(jù)要求非打印液滴時(shí)，提供到激勵(lì)變換器的波形是將產(chǎn)生大液滴的波形，并且當(dāng)打印數(shù)據(jù)要求非打印液滴的序列時(shí)，提供到激勵(lì)變換器的波形是將產(chǎn)生大液滴序列的波形。這些大液滴中沒有大液滴將被打印。在某些實(shí)施例中，基于打印數(shù)據(jù)流創(chuàng)建的波形序列包括從一組預(yù)定波形中選擇的波形序列。這組預(yù)定波形包括用于創(chuàng)建液滴對(duì)(其中液滴對(duì)中的液滴不混合)的一個(gè)或多個(gè)波形以及用于創(chuàng)建大液滴的一個(gè)或多個(gè)波形。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以對(duì)液滴形成波形的液滴形成脈沖進(jìn)行調(diào)整，以通過若干不同的模式形成單個(gè)較大液滴；如圖7A所示，噴流中具有兩個(gè)連續(xù)基本波長長的部分可以截?cái)喑尚纬墒冀K呆在一起的單個(gè)較大液滴的一個(gè)單元；如圖7B所示，噴流中具有兩個(gè)連續(xù)基本波長長的部分可以一起截?cái)啵鳛閱蝹€(gè)較大液滴，該單個(gè)較大液滴隨后分成兩個(gè)液滴，這兩個(gè)液滴隨后再混合到一起；或者如圖7C所示，噴流中具有兩個(gè)連續(xù)基本波長長的部分可以截?cái)喑蓛蓚€(gè)分開的液滴，這兩個(gè)分開的液滴隨后混合成較大液滴。如圖7C所示的使得噴流中具有兩個(gè)連續(xù)基本波長長的部分截?cái)喑蓛蓚€(gè)分開的液滴并且這兩個(gè)分開的液滴隨后混合成一較大液滴的波形可以被進(jìn)一步調(diào)整，以使得兩個(gè)分開的液滴的截?cái)嘞辔槐舜丝拷?。從而，混合形成大液滴的兩個(gè)液滴可以在充電電極處于第一電壓狀態(tài)時(shí)從噴流中截?cái)?。結(jié)果，混合形成大液滴的兩個(gè)液滴被類似地充電到第一電荷狀態(tài)。這些液滴的混合產(chǎn)生大液滴49,該大液滴49的質(zhì)量等于構(gòu)成液滴的質(zhì)量之和，電荷等于構(gòu)成液滴的電荷之和。從具有幾乎同時(shí)的液滴截?cái)嗟臉?gòu)成液滴形成的組合的大液滴具有第三荷質(zhì)比。該第三荷質(zhì)比狀態(tài)與第一荷質(zhì)比狀態(tài)類似。如下情況也是可能的:當(dāng)液滴形成波形被調(diào)整或選擇以使得液滴對(duì)的兩個(gè)液滴的截?cái)嘞辔辉诔潆婋姌O處于第一電壓狀態(tài)時(shí)截?cái)鄷r(shí)，兩個(gè)液滴在被偏轉(zhuǎn)和匯集前不會(huì)混合。這些液滴將各自具有與第一液滴大致相同的荷質(zhì)比。
[0052]考慮如下的大液滴49，該大液滴49由噴流中具有兩個(gè)連續(xù)基本波長長的部分形成，并在充電電極處于第一電壓狀態(tài)時(shí)截?cái)喑梢粋€(gè)單元來形成單個(gè)大液滴。在液體噴流的截?cái)嗖糠稚弦鸬碾姾膳c該部分的表面積相關(guān)，并與該部分的表面處的電場強(qiáng)度相關(guān)。當(dāng)截?cái)嘁孕纬纱笠旱蔚牟糠值谋砻娣e是截?cái)嘁孕纬傻谝灰旱蔚牟糠值谋砻娣e的大約兩倍，并且由充電電極提供的電場與該充電電極提供給液滴對(duì)中的第一液滴的電場類似時(shí)，大液滴在截?cái)鄷r(shí)在其上引起的電荷是液滴對(duì)中的第一液滴的電荷的大約兩倍。由于大液滴具有大約等于液滴對(duì)中的第一液滴的質(zhì)量的大約兩倍的質(zhì)量，因此由噴流中具有兩個(gè)連續(xù)基本波長長的部分形成的、一起截?cái)喑蓡蝹€(gè)大液滴的大液滴的荷質(zhì)比大約等于第一荷質(zhì)比狀態(tài)的荷質(zhì)比狀態(tài)。由噴流中具有兩個(gè)連續(xù)基本波長長的部分形成的大液滴的荷質(zhì)比不依賴于大液滴是否截?cái)喑蓛蓚€(gè)液滴以及這兩個(gè)液滴隨后合并或從不分開。
[0053]圖4A到圖6B示出這里詳細(xì)描述的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)40的各種實(shí)施例以及包括在該連續(xù)液體噴射系統(tǒng)40中的充電設(shè)備83和偏轉(zhuǎn)機(jī)制14的特定各種實(shí)施例。連續(xù)液體噴射系統(tǒng)40實(shí)施例包括參考圖1所示的連續(xù)噴墨系統(tǒng)所描述的組件。連續(xù)液體噴射系統(tǒng)40實(shí)施例包括液體噴射器或打印頭12，其包括與噴嘴50或噴嘴陣列進(jìn)行流體流通的液體腔24。(在這些附圖中，噴嘴的陣列將延伸到附圖平面中和外部。)液體腔24包含受壓液體，該壓力足以通過噴嘴50連續(xù)地噴射液體噴流43。每個(gè)液體噴流具有與其相關(guān)聯(lián)的液滴形成設(shè)備89。液滴形成設(shè)備89包括液滴形成設(shè)備變換器59和液滴形成波形源56，該液滴形成波形源56提供激勵(lì)波形55，激勵(lì)波形55可操作地用來在液體噴流中產(chǎn)生調(diào)制以使得液體噴流中連續(xù)基本波長長的部分?jǐn)喑砂ㄑ爻跏悸窂叫羞M(jìn)的第一液滴36和第二液滴35的一系列液滴對(duì)或沿同樣的初始路徑行進(jìn)的一系列較大液滴49。由波形源56提供的波形被調(diào)整或波形被選擇，以使得在每個(gè)液滴對(duì)周期期間生成液滴對(duì)35和36或較大液滴49。該連續(xù)液體噴射系統(tǒng)還包括充電設(shè)備83,該充電設(shè)備83包括與液體噴流的陣列相關(guān)聯(lián)的充電電極44或45以及充電電極和液體噴流之間的變化電勢51的源。變化電勢51的源向充電電極施加具有等于液滴對(duì)周期的周期的充電電極波形97。該波形包括第一區(qū)別電壓狀態(tài)和第二區(qū)別電壓狀態(tài)。如參考圖2所述，布置有充電電極44，以使其鄰近液體噴流在噴嘴陣列中的截?cái)辔恢?。充電設(shè)備與液滴形成設(shè)備同步，以使得第一電壓狀態(tài)在液滴對(duì)中的第一液滴36鄰近電極截?cái)鄷r(shí)是活動(dòng)的，并且第二電壓狀態(tài)在液滴對(duì)中的第二液滴35鄰近電極截?cái)鄷r(shí)是活動(dòng)的。作為由第一和第二電壓狀態(tài)中的充電電極所產(chǎn)生的電場的結(jié)果，在每個(gè)液滴對(duì)中的第一液滴上產(chǎn)生第一荷質(zhì)比狀態(tài)，并在第二液滴上產(chǎn)生第二荷質(zhì)比狀態(tài)。充電設(shè)備還與液滴形成設(shè)備同步，以使得僅第一電壓狀態(tài)在大液滴49或時(shí)間上近鄰分開的液滴49a和49b鄰近充電電極44截?cái)鄷r(shí)是活動(dòng)的,所述液滴49a和49b在時(shí)間上靠近地截?cái)嗖㈦S后組合成單個(gè)大液滴49。因此，在大液滴49上產(chǎn)生第三荷質(zhì)比狀態(tài)。該第三荷質(zhì)比狀態(tài)與第一荷質(zhì)比狀態(tài)類似。
[0054]在圖4A-4C所示實(shí)施例中，充電電極44是偏轉(zhuǎn)設(shè)備14的一部分。電偏置的充電電極44位于液體噴流與截?cái)帱c(diǎn)相鄰的一側(cè)，不僅在液滴截?cái)嗲皩㈦姾晌絿娏鞯哪┒?，還在液滴從液體噴流截?cái)嘀笪?jīng)充電的液滴。這種偏轉(zhuǎn)機(jī)制已經(jīng)在J.A.Katerberg的文章“Drop charging and deflection using a planar charge plate，，(關(guān)于非撞擊打印技術(shù)的進(jìn)展的第4屆國際會(huì)議)中有所描述。捕獲器47也構(gòu)成偏轉(zhuǎn)設(shè)備14的一部分。如美國專利N0.3，656，171所描述的，在導(dǎo)電的捕獲器表面的前方穿過的經(jīng)充電的液滴使得在導(dǎo)電的捕獲器表面52上的表面電荷以使得經(jīng)充電的液滴附貼到捕獲器表面52上的方式重新分布。
[0055]為了將液滴有選擇地打印到基板上，捕獲器被用來攔截沿第一路徑和第三路徑行進(jìn)的液滴。圖4A-4C和圖6A-6B示出這樣的實(shí)施例，其中，捕獲器攔截沿第一和第三路徑行進(jìn)的液滴，同時(shí)允許沿第二路徑行進(jìn)的液滴接觸基板并被打印。在這些實(shí)施例中，對(duì)第一和第三電荷狀態(tài)充電比對(duì)第二電荷狀態(tài)充電更強(qiáng)。圖5A-5C示出這樣的實(shí)施例，其中，捕獲器攔截沿第一和第三路徑行進(jìn)的液滴，同時(shí)允許沿第一路徑行進(jìn)的液滴接觸基板并被打印。在該實(shí)施例中，對(duì)第二電荷狀態(tài)充電比對(duì)第一和第三電荷狀態(tài)充電更強(qiáng)。
[0056]圖4A-4C示出連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的主要組件的截面圖并顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例的不同打印模式。該連續(xù)液體噴射系統(tǒng)包括打印頭12，打印頭12包括與用于發(fā)射液體流43的一個(gè)或多個(gè)噴嘴50的陣列流體連通的液體腔24。每個(gè)液體噴流與一個(gè)激勵(lì)變換器59相關(guān)聯(lián)。在所示實(shí)施例中，激勵(lì)變換器59形成在噴嘴50周圍的壁中。分開的激勵(lì)變換器59可以與多個(gè)噴嘴中的每個(gè)噴嘴集成。激勵(lì)變換器59由液滴形成波形源56致動(dòng)，該液滴形成波形源56提供液體噴流43的周期性激勵(lì)。
[0057]接地的捕獲器47位于充電電極44下面。捕獲器47的目的在于攔截或匯集經(jīng)充電的液滴，以使得液滴不接觸并被打印在打印介質(zhì)或基板19上。為了圖4A和隨后附圖所示的打印頭12的正確工作，捕獲器47和/或捕獲器底板57接地，以允許在墨水流到捕獲器表面52下面并進(jìn)入墨水返回通道58時(shí)所攔截的液滴上的電荷消散。捕獲器47的捕獲器表面52相對(duì)于圖2所示的液體噴流軸87具有角度Θ。如圖4A所示，經(jīng)充電的液滴36附貼到接地的捕獲器47的捕獲器表面52上。液滴36在充電液滴捕獲器接觸點(diǎn)26截?fù)舨东@器表面52，以形成行進(jìn)到捕獲器47的表面之下的墨水膜48。捕獲器的底部具有半徑為R的彎曲表面，包括底部捕獲器板57和在底部捕獲器板57上方的墨水回收通道58，用于捕獲和回收在墨水膜48中的墨水。如果在液滴鄰近電極截?cái)嗟慕財(cái)鄷r(shí)間存在從電極44到液體噴流43的正電壓電勢差，則將在形成的液滴上引起負(fù)電荷，該負(fù)電荷將在液滴從液體噴流截?cái)嘀蟊槐Ａ?。如果在液滴截?cái)鄷r(shí)不存在從電極44到液體噴流43的電壓電勢差，將預(yù)期在形成的液滴上將不會(huì)引起在液滴從液體噴流截?cái)嘀蟊槐Ａ舻碾姾?。但是，由于從液體噴流截?cái)嗟牡诙旱?5與經(jīng)充電的第一液滴36電容耦合，因此即使在充電電極在第二電荷狀態(tài)中處于OV時(shí)也會(huì)在第二液滴上引起小電荷。
[0058]為了簡化對(duì)本發(fā)明的理解，圖4A-4C針對(duì)如下情況繪制:第二電荷狀態(tài)接近零電荷，以使得液滴對(duì)中的第二液滴35存在很小或不存在由第二路徑37的方向所示的偏轉(zhuǎn)。為了簡化理解，第二路徑37被繪制為與圖2所示的液體噴流軸87相對(duì)應(yīng)。實(shí)際上，在沿第二路徑的液滴上可能存在小電荷，在此情況下，路徑37將偏離液體噴流軸87。液滴對(duì)中的第一液滴36處于高電荷狀態(tài)，以使得第一液滴36在沿著第一路徑38行進(jìn)時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。因此，本發(fā)明允許以液滴對(duì)頻率fp=fc/2或液滴對(duì)周期Tp=ZTci，在每個(gè)液滴對(duì)周期打印一個(gè)打印液滴。我們將此定義為小液滴打印模式，以與大液滴打印模式對(duì)照，該小液滴打印模式實(shí)現(xiàn)液滴對(duì)中的一個(gè)液滴的打印，該液滴是以基本頻率fo形成的，基本頻率fo可以被調(diào)節(jié)到噴流截?cái)嗟淖罴杨l率，在大液滴打印模式中，使用大組合液滴來進(jìn)行打印。
[0059]如上所述，即使在充電電極在第二電荷狀態(tài)中處于OV時(shí)也會(huì)在第二液滴上引起小電荷。因此，第二液滴會(huì)經(jīng)歷小偏轉(zhuǎn)。在某些實(shí)施例中，通過改變充電電極波形的第二電壓狀態(tài)來中和由第一液滴的電荷在第二液滴行引起的電荷。在第二電壓狀態(tài)下沒有使用0V，而是使用相對(duì)OV的小偏移。該偏移電壓被選擇，以使得在第二電壓狀態(tài)期間在鄰近充電電極截?cái)嗟囊旱紊瞎璉起的電荷具有相同幅度，并與由先前液滴在截?cái)嘁旱紊瞎璉起的電荷具有相反極性。結(jié)果是得到基本不具有電荷的液滴，其基本不經(jīng)歷由于靜電力所引起的偏轉(zhuǎn)。DC偏移量取決于系統(tǒng)的特定配置(例如包括，在系統(tǒng)中是使用一個(gè)充電電極還是兩個(gè)充電電極)或者系統(tǒng)的幾何性(例如包括，噴流和(一個(gè)或多個(gè))充電電極的相對(duì)位置)。通常，第二電壓狀態(tài)到第一電壓狀態(tài)的范圍是介于33%和10%之間。例如，在某些應(yīng)用中，當(dāng)?shù)谝浑妷籂顟B(tài)包括200伏時(shí)，第二電壓狀態(tài)包括50伏的DC偏移(第一電壓狀態(tài)的25%)。
[0060]認(rèn)為連續(xù)的液滴36和35是一個(gè)液滴對(duì)，其中液滴對(duì)的第一液滴36被充電電極充電到第一荷質(zhì)比狀態(tài)，液滴對(duì)的第二液滴35被充電電極充電到第二荷質(zhì)比狀態(tài)。圖4A示出全打印條件，其中形成液滴對(duì)的長序列。由于在這兩個(gè)液滴上的不同荷質(zhì)比，它們經(jīng)歷由偏轉(zhuǎn)設(shè)備14引起的不同偏轉(zhuǎn)量，偏轉(zhuǎn)設(shè)備14包括接地的溝槽47和充電設(shè)備83，充電設(shè)備83包括電極44、充電電壓源51和充電電極波形97。充電電極波形97獨(dú)立于打印數(shù)據(jù)并具有液滴35和36的液滴形成的基本頻率的一半的重復(fù)頻率。第一液滴36被偏轉(zhuǎn)以跟從第一路徑38，而第二液滴35跟從第二路徑37以撞擊記錄介質(zhì)19，從而在記錄介質(zhì)19以速度Vffl移動(dòng)的同時(shí)使得打印的墨滴46沉積到該記錄介質(zhì)上。
[0061]圖4A示出根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)噴墨系統(tǒng)的第一實(shí)施例的穿過液體噴流43的截面圖，并顯示在全打印條件下的液滴對(duì)序列，其中每個(gè)液滴對(duì)的第二液滴35由充電電極44充電到第二荷質(zhì)比狀態(tài)并且沒有被吸引到捕獲器47，而是作為打印液滴46的序列被打印在記錄介質(zhì)19上，液滴對(duì)的第一液滴36被充電電極44充電到第一荷質(zhì)比狀態(tài)并被吸引到捕獲器47而沒有被打印。為了如圖4A所示產(chǎn)生液滴，通過液滴形成波形源56以基本周期T。、利用激勵(lì)波形55進(jìn)行的激勵(lì)，以基本周期建立連續(xù)的液滴。結(jié)果，在液滴對(duì)中的第一和第二液滴沒有混合，而是分開距離λ。應(yīng)用到電極44的適當(dāng)波形將是具有大致50%占空比的方波，其具有等于液滴對(duì)周期Tp=ZTci的周期，并且在高狀態(tài)具有正電壓，在低狀態(tài)接地。
[0062]圖4Β示出非打印條件，其中以基本頻率的一半形成大液滴49的長序列。在高電壓處于第一電壓狀態(tài)的同時(shí)大液滴49在電極附近截?cái)?，截?cái)嘀螅笠旱?9具有大致等于第一液滴36上的電荷的兩倍的凈電荷。大液滴上的凈電荷對(duì)應(yīng)于第三荷質(zhì)比狀態(tài)。偏轉(zhuǎn)設(shè)備作用于具有第三荷質(zhì)比狀態(tài)的大液滴49，使得大液滴沿第三路徑39行進(jìn)。由于大液滴49具有與經(jīng)充電的第一液滴36類似的荷質(zhì)比，因此它們經(jīng)歷如第一液滴36類似幅度的偏轉(zhuǎn)。結(jié)果，大液滴49沿類似于第一路徑37的第三路徑39行進(jìn)，并在充電液滴捕獲器接觸點(diǎn)27被捕獲器表面52攔截，以形成行進(jìn)到捕獲器47的表面之下的墨水膜48。對(duì)于第一液滴36的捕獲器接觸點(diǎn)26在高度上與對(duì)于大液滴49的捕獲器接觸點(diǎn)27類似。因此，如圖4Β所示，在非打印條件下的液滴對(duì)序列中，所有液滴對(duì)都被組合和匯集，并且在記錄介質(zhì)19上沒有打印液滴46。
[0063]圖4C示出正常打印序列，其中，液滴對(duì)35和36與一些較大液滴49 一道生成。液滴35作為打印墨滴46被打印到移動(dòng)的記錄介質(zhì)19上，而經(jīng)充電的液滴36和經(jīng)充電的較大液滴49被匯集而沒有被打印。如參考圖1的論述所描述的，打印墨滴46的圖樣將對(duì)應(yīng)于來自圖像源13的圖像數(shù)據(jù)。
[0064]圖5A-5C示出根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)噴墨系統(tǒng)的替代實(shí)施例。示出穿過液體噴流的截面圖，其中，大液滴49和沒有偏轉(zhuǎn)的第一液滴36被匯集，而經(jīng)偏轉(zhuǎn)的第二液滴35被打印。圖5Α示出在全打印條件下的液滴對(duì)序列，圖5Β示出在非打印條件下的液滴對(duì)序列，圖5C示出正常打印條件，其中某些液滴被打印。在圖5Β中，大液滴49在截?cái)帱c(diǎn)附近被示為兩個(gè)分開的液滴49a和49b，這兩個(gè)液滴49a和49b可能一起截?cái)?，然后分開，再重新混合成單個(gè)大液滴49。液滴49a和49b還可能在幾乎相同的時(shí)間分別截?cái)酁閮蓚€(gè)液滴，并隨后混合成單個(gè)大液滴。在該實(shí)施例中，第一電壓狀態(tài)對(duì)應(yīng)于低或零電壓狀態(tài)，因此在液滴對(duì)中的第一液滴上的第一電荷狀態(tài)相對(duì)于液滴對(duì)中的第二液滴上的第二電荷狀態(tài)是未經(jīng)充電的。
[0065]圖7示出利用應(yīng)用到液滴形成變換器的不同激勵(lì)波形、以基本頻率的一半從噴流43截?cái)嘁旱我陨纱笠旱?9的圖像。如圖7的A、B和C所示，改變應(yīng)用到液滴形成變換器的激勵(lì)波形使得液滴形成動(dòng)態(tài)改變。A示出這樣的液滴對(duì)，它們作為單個(gè)液滴49截?cái)嗖⒈３纸M合，B示出這樣的液滴對(duì),它們作為單個(gè)液滴49截?cái)?分成液滴49a和49b,然后重新組合，C示出這樣的液滴49a和4%，它們以幾乎同時(shí)的截?cái)鄷r(shí)間單獨(dú)截?cái)啵S后組合成單個(gè)液滴49。大液滴一旦完全形成，它們之間的平均距離是2 λ。所有液滴都在圖7中示為BOL的截?cái)嗥矫嫔蠌膰娏鹘財(cái)唷?br> [0066]在圖5A-5C所不實(shí)施例中，充電電極44包括位于液體噴流相對(duì)兩側(cè)的第一部分44a和第二部分44b，液體噴流在這兩部分之間截?cái)?。通常，充電電極44的第一部分44a和第二部分44b或者是分開的不同電極，或者是同一設(shè)備的分開部分。如圖4A-4C所論述，充電電壓源51以液滴形成的液滴對(duì)頻率來傳送重復(fù)的充電電極波形97，以使得順序的液滴對(duì)中的第一液滴36被充電電極44充電到第一電荷狀態(tài)，并且液滴對(duì)中的第二液滴35被充電電極44充電到第二電荷狀態(tài)。充電脈沖源51將充電電極的左右部分偏置到相同電勢。在液體噴流的與第一部分44a相對(duì)一側(cè)添加偏置到相同電勢的第二充電電極部分44b使得在充電電極部分44a和44b之間產(chǎn)生一區(qū)域，該區(qū)域帶有關(guān)于噴流的中心幾乎左右對(duì)稱的電場。結(jié)果，在電極間從液體噴流截?cái)嗟囊旱蔚某潆妼?duì)噴流的橫向位置的小改變非常不敏感。電場關(guān)于液體噴流的近對(duì)稱允許液滴在沒有在截?cái)帱c(diǎn)附近對(duì)液滴施加明顯橫向偏轉(zhuǎn)力的情況下被充電。在該實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)機(jī)制14包括位于充電電極44a和44b下方以及液滴49a和49b混合成單個(gè)大液滴49的混合點(diǎn)下方的一對(duì)偏轉(zhuǎn)電極53和63。這兩個(gè)電極之間的電勢在電極之間產(chǎn)生將負(fù)充電的液滴偏轉(zhuǎn)向左側(cè)的電場。液滴偏轉(zhuǎn)電場的強(qiáng)度取決于這兩個(gè)電極之間的間隔以及它們之間的電壓。在該實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)電極53被正偏置，偏轉(zhuǎn)電極63被負(fù)偏置。通過以相對(duì)于接地的液體噴流相反的極性偏置這兩個(gè)電極，可以最小化它們對(duì)于從液體噴流截?cái)嗟囊旱蔚碾姾傻呢暙I(xiàn)。
[0067]在圖5A-5C所示實(shí)施例中，已經(jīng)使用刀刃型捕獲器67來攔截非打印液滴軌跡。捕獲器67包括溝槽部30并且位于一對(duì)偏轉(zhuǎn)電極53和63下方。捕獲器67和溝槽部30的朝向使得捕獲器攔截針對(duì)單個(gè)未充電液滴沿第二路徑37行進(jìn)的液滴(如圖5A所示)，還攔截沿第三路徑39行進(jìn)的大液滴49 (如圖5B所示)，但是不攔截沿第一路徑38行進(jìn)的單個(gè)充電液滴36。優(yōu)選地,捕獲器被布置為使得撞擊捕獲器的液滴撞擊溝槽部30的斜表面，以最小化碰撞時(shí)的飛濺。沿第一路徑38行進(jìn)的具有第一荷質(zhì)比的充電液滴36被打印在記錄介質(zhì)19上。
[0068]為了下面論述，我們假設(shè)充電脈沖源51以液滴形成的基本頻率的一半傳送大約50%占空比的方波波形。當(dāng)電極44上具有正電勢時(shí)，液滴36在從接地的噴流43截?cái)鄷r(shí)在其上產(chǎn)生負(fù)電荷。當(dāng)在形成液滴35期間在電極44上存在很少或不存在電壓時(shí)，液滴35在從接地的噴流43截?cái)鄷r(shí)將在液滴35上引起很少或不引起電荷。在偏轉(zhuǎn)電極53上布置正電勢，這將吸引負(fù)充電的液滴朝向偏轉(zhuǎn)電極53的平面。在偏轉(zhuǎn)電極63上布置負(fù)電勢將排斥負(fù)充電的液滴36遠(yuǎn)離偏轉(zhuǎn)電極63，這將傾向于輔助液滴36偏轉(zhuǎn)朝向偏轉(zhuǎn)電極53。由施加的電壓在偏轉(zhuǎn)電極上產(chǎn)生的場將向液滴36提供足夠的力，以使得它們可以足夠偏轉(zhuǎn)以避開溝槽部30并被打印在記錄介質(zhì)19上。為了圖5A-5C所示配置正常工作，雙態(tài)波形97的相位必須相對(duì)圖4A-4C所示配置中所利用的雙態(tài)波形97的相位相差大約180度。對(duì)于圖5A-5C的配置，液滴35和大液滴49未被充電而打印液滴36被充電，而在圖4A-4C所示配置中，液滴36和大液滴49被充電而打印液滴35未被充電。
[0069]圖5C示出正常打印序列，其中液滴對(duì)35和36與某些較大液滴49 一道生成。充電的液滴36作為打印墨滴46被打印在移動(dòng)的記錄介質(zhì)19上，并且未充電的液滴36和未充電的大液滴49被匯集而未被打印。打印墨滴46的圖樣將與參考圖1的論述所描述的來自圖像源13的圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。在圖5C所示實(shí)施例中，在充電電極和幾何學(xué)的噴嘴板之間形成空氣室61。由空氣源(未示出)提供到空氣室的空氣在液體噴流和液滴流在充電電極的第一部分和第二部分44a和44b之間分別通過時(shí)(如箭頭65所指示的)圍繞液體噴流和液滴流。與初始液滴軌跡粗略平行移動(dòng)的該空氣流有助于減小對(duì)液滴的空氣拉拽效應(yīng)，該空氣拉拽效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生液滴落點(diǎn)誤差。
[0070]圖6A-6B示出具有集成的電極和溝槽設(shè)計(jì)的根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)噴墨系統(tǒng)的第二替代實(shí)施例的穿過液體噴流的截面圖。圖6A示出在全打印條件下的液滴對(duì)序列，圖6B示出在非打印條件下的液滴對(duì)序列。在噴流43的右側(cè)所示的所有組件都是可選的。絕緣體68和可選的絕緣體68a分別附貼在充電電極45和可選的第二充電電極部分45a的上表面，并充當(dāng)間隔體來確保充電電極45和可選的充電電極45a的位置與液體噴流43的截?cái)辔恢?2相鄰。在絕緣體68的頂部和噴嘴50的出口平面之間可以存在間隙66。充電電極45和45a的面向噴流43的邊緣在圖6A和圖6B中是成角度的，以使得在截?cái)鄥^(qū)域電場的強(qiáng)度最大化，這將在充電液滴46上引起更多電荷。絕緣間隔體69還附貼在充電電極45的下表面?？蛇x的絕緣間隔體71附貼在可選的充電電極45a的下表面。絕緣體68的下部區(qū)域具有在充電電極45的上表面附近、面向液體噴流43的絕緣粘合劑64。類似地，可選的絕緣體68a的下部區(qū)域具有在充電電極45a的上表面附近、面向液體噴流43的絕緣粘合劑64a。絕緣間隔體69也具有絕緣粘合劑62，其附貼在面向噴墨液滴的側(cè)面以及電極45的下表面?？蛇x的絕緣間隔體71也具有絕緣粘合劑62a，其附貼在面向噴墨液滴的側(cè)面以及電極45的下表面。絕緣粘合劑64、64a、62和62a的目的在于防止液體在絕緣體的表面上形成連續(xù)的膜，并保持液體遠(yuǎn)離電極45來消除電氣短路的可能。如圖6A和6B所示，接地的溝槽47附貼在絕緣間隔體69和絕緣粘合劑64的下表面。附貼到可選的絕緣間隔體71的下表面的是接地的導(dǎo)體70。另一可選的絕緣體72附貼到接地的導(dǎo)體70的下表面。面對(duì)溝槽47的上部區(qū)域的可選的偏轉(zhuǎn)電極74附貼到絕緣體72的下表面。可選的絕緣體73附貼到偏轉(zhuǎn)電極74的下表面。接地的導(dǎo)體75的位置與溝槽47的底部區(qū)域相鄰，并附貼到絕緣體73的下表面。接地的導(dǎo)體70充當(dāng)電極45a和偏轉(zhuǎn)電極74之間的屏障，以將液滴截?cái)帱c(diǎn)附近的液滴充電區(qū)域與在捕獲器前面的液滴偏轉(zhuǎn)場隔離開。這有助于確保液滴在從噴流截?cái)鄷r(shí)不會(huì)由于偏轉(zhuǎn)電極所產(chǎn)生的電場而被充電。接地的導(dǎo)體75的目的是要將捕獲器的液滴撞擊區(qū)域與由偏轉(zhuǎn)電極產(chǎn)生的電場屏蔽開。在液滴撞擊區(qū)域中這些場的存在可以有助于從溝槽47表面生成薄霧和噴灑。偏轉(zhuǎn)電極74以與圖5A-圖5C所不的偏轉(zhuǎn)電極63相同的方式工作。
[0071]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)噴墨系統(tǒng)，在從a到h的時(shí)間流逝序列中、產(chǎn)生連續(xù)液滴對(duì)的從單個(gè)噴流產(chǎn)生的液滴流的前視圖。圖8a示出非打印大液滴49(在截?cái)帱c(diǎn)液滴49a和49b)的序列，非打印大液滴49通過在與充電電極44相鄰的截?cái)辔恢?2從液體噴流43截?cái)喽a(chǎn)生，并在充電大液滴溝槽接觸點(diǎn)27攔截溝槽，從而形成流到捕獲器47的表面下面的墨水膜48。流到捕獲器表面下面的墨水膜在捕獲器表面的底部圍繞半徑(圖4A中示為R)流動(dòng)并流入捕獲器47和捕獲器底板57之間的墨水回收通道58中，打印機(jī)的墨水回收單兀15從墨水回收通道58將墨水收集。墨水回收通道58保持在真空下，以輔助墨水I旲48a到打印機(jī)的墨水回收單元中的回收。在該操作模式中，充電的大液滴49都被匯集而未被打印。圖Sb示出在非打印液滴序列之后生成下一液滴對(duì)以產(chǎn)生第一打印液滴。該液滴對(duì)中的第一(低的)液滴36被充電,而第二 (高的)液滴35未被充電。未被充電的液滴被打印，而充電的液滴被匯集并被捕獲器47捕獲。圖8c-8h示出連續(xù)的打印液滴對(duì)被生成。對(duì)角虛線81被稱為液滴時(shí)間流逝序列指示符，其指示同一液滴在連續(xù)視圖中的位置。在圖8a中形成的最后一個(gè)非打印液滴對(duì)在圖8c中被示出在充電組合液滴溝槽接觸點(diǎn)27攔截到捕獲器。在圖8b中形成的第一打印液滴對(duì)中的第一充電液滴36在圖8d中被不出在充電液滴溝槽接觸點(diǎn)26攔截到捕獲器。針對(duì)單個(gè)液滴的在捕獲器上的接觸點(diǎn)26在位置上與針對(duì)大液滴27的接觸點(diǎn)類似，因?yàn)獒槍?duì)非打印液滴36和大非打印液滴49的荷質(zhì)比大致相同。在圖8b中形成的第一打印液滴對(duì)中的未充電打印液滴35在圖8h中被示為到達(dá)記錄介質(zhì)19并作為打印液滴46被打印。
[0072]圖9示出在打印期間，本發(fā)明的連續(xù)噴墨系統(tǒng)的打印頭12的相鄰液體噴流43的陣列9的前視圖。各個(gè)噴嘴顯示在正常打印操作期間將發(fā)生的不同的打印和非打印序列。充電電極44和捕獲器47對(duì)于從打印頭的線性噴嘴陣列中的所有噴嘴所發(fā)射的噴流是共用的。充電電極44與來自噴嘴陣列的每個(gè)液體噴流相關(guān)聯(lián)，出于本發(fā)明的正確工作的需要，噴嘴陣列被放在與各個(gè)噴流的截?cái)辔恢?2相鄰。當(dāng)經(jīng)充電的液滴36和經(jīng)充電的大液滴49被攔截到捕獲器并且未被充電的液滴35被打印時(shí)，在整個(gè)捕獲器表面上形成連續(xù)的墨水膜48。當(dāng)充電液滴36的路徑38和充電的大液滴49的路徑39基本相同時(shí)，所有匯集的液滴在大致相同的高度攔截到捕獲器。這是在捕獲器表面上建立穩(wěn)定均勻的墨水膜以及實(shí)現(xiàn)液滴落點(diǎn)的高準(zhǔn)確度所需要的。在溝槽上的墨水膜48在捕獲器47和共用的捕獲器底板57之間的通道中被收集并被發(fā)送到打印機(jī)的墨水回收單元。
[0073]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，顯示液滴形成脈沖(液滴激勵(lì)波形)、充電電極波形和液滴的截?cái)鄷r(shí)刻的時(shí)序圖。圖10的上半部分A顯示針對(duì)線性噴嘴陣列中的單個(gè)噴嘴、作為時(shí)間的函數(shù)的液滴激勵(lì)波形(加熱器電壓波形55)。圖10的下半部分B顯示作為時(shí)間的函數(shù)的共用充電電極電壓波形，以及由各圖的部分A中所示的各個(gè)液滴激勵(lì)波形所產(chǎn)生的液滴的截?cái)鄷r(shí)刻。圖10的兩部分的時(shí)間軸都是按液滴對(duì)周期(編號(hào)從I到5)示出的，該液滴對(duì)周期等于液滴36和35的液滴形成的基本周期的兩倍。圖10所示視圖顯示在液滴對(duì)周期號(hào)2期間形成的一對(duì)液滴,在液滴對(duì)周期號(hào)2中，液滴之一被打印,而另一液滴被匯集(不打印)，而在液滴對(duì)周期號(hào)1、3、4、5中，只有未打印的大液滴被形成和匯集。在第二液滴對(duì)周期中的液滴形成波形包括導(dǎo)致形成第一液滴的波形部分、包括打印液滴形成脈沖98的部分和波形的另一部分，該部分包括非打印液滴形成脈沖99并導(dǎo)致第二液滴形成。圖10的部分B不出作為時(shí)間的函數(shù)的充電電壓V以及液滴截?cái)嗍录l(fā)生的時(shí)刻，該充電電壓V 一般稱為由充電電壓源51提供到充電電極(44或45)的充電電極波形97。充電電極波形97被示為虛線，并且被示為從高正電壓狀態(tài)到低電壓狀態(tài)的50%占空比的方波，其具有等于液滴對(duì)周期的周期，所述液滴對(duì)周期是液滴形成的基本周期的兩倍，以使得在一個(gè)液滴充電波形周期期間可以建立兩個(gè)液滴的一個(gè)液滴對(duì)或一個(gè)大液滴49。針對(duì)每個(gè)液滴對(duì)時(shí)間間隔的液滴充電波形包括第一電壓狀態(tài)96和第二電壓狀態(tài)95。第一電壓狀態(tài)對(duì)應(yīng)于高正電壓，第二電壓狀態(tài)對(duì)應(yīng)于O伏附近的低電壓。在部分B中，每個(gè)液滴從液體噴流截?cái)嗟臅r(shí)刻被標(biāo)記為菱形。已經(jīng)畫出從如圖10的部分A所示在每個(gè)液滴對(duì)時(shí)間間隔期間發(fā)生的液滴形成脈沖到部分B中針對(duì)各個(gè)液滴中的每個(gè)液滴的相應(yīng)截?cái)鄷r(shí)刻的箭頭。延遲時(shí)間93顯示在每個(gè)液滴對(duì)時(shí)間間隔中第一液滴形成加熱器電壓脈沖的起點(diǎn)和每個(gè)充電波形周期的起點(diǎn)之間的時(shí)間延遲。充電電極波形97的開始相位的時(shí)刻被調(diào)整，以適當(dāng)?shù)貐^(qū)分將被打印的液滴和不被打印的液滴之間的電荷電平差別。圖10所示時(shí)序適合于圖4和6所示的實(shí)施例，其中液滴對(duì)的第一液滴36和大液滴49是充電液滴，液滴對(duì)的第二液滴35是未充電液滴。延遲時(shí)間93改變液滴對(duì)周期的一半將產(chǎn)生經(jīng)充電的第二液滴35和未經(jīng)充電的第一液滴36和大液滴49，這適合于圖5所示的實(shí)施例。因此，使用延遲時(shí)間93來將液滴形成設(shè)備與電極充電電壓源同步，以便在充電電極波形和液滴形成波形源時(shí)鐘之間保持固定的相位關(guān)系。
[0074]圖10示出大液滴作為單個(gè)大液滴49整個(gè)截?cái)嗟呐渲?。每個(gè)非打印液滴對(duì)周期1、
3、4、5包括用于建立大液滴49的大液滴形成脈沖94。液滴對(duì)周期2具有打印液滴形成脈沖98和非打印液滴形成脈沖99。大液滴形成脈沖94的脈沖寬度可以被調(diào)整以改變大液滴49的截?cái)鄷r(shí)間，從而使得它們?cè)诟唠妷撼潆姞顟B(tài)96期間截?cái)?。在液滴?duì)周期2期間，液滴形成脈沖98致使第一液滴36在高電壓狀態(tài)95期間截?cái)?。液滴形成脈沖99致使第二液滴35在隨后的低電壓狀態(tài)96期間截?cái)?。在高電壓狀態(tài)95期間截?cái)嗟囊旱?6和49被充電電極所產(chǎn)生的電場充電，而液滴35不被充電電極充電。
[0075]圖10示出打印低或未充電液滴的實(shí)施例。針對(duì)經(jīng)充電的液滴將被打印而未被充電的液滴將被捕獲的實(shí)施例，通過調(diào)整每個(gè)液滴對(duì)時(shí)間間隔中的第一液滴形成加熱器電壓脈沖的起點(diǎn)和充電波形周期的起點(diǎn)之間的延遲時(shí)間93，對(duì)充電電極波形97的開始相位進(jìn)行相移。作為一個(gè)示例，將液滴的一個(gè)基本周期添加到延遲時(shí)間93將使得大液滴49和液滴36在截?cái)鄷r(shí)處于低電荷狀態(tài)，而液滴35將處于高電荷狀態(tài)以用于打印。
[0076]在上述實(shí)施例中，液滴對(duì)34中的第一液滴36和第二液滴35具有基本相同的體積。液滴對(duì)34或大液滴49的形成按液滴對(duì)周期Tp=ZTci發(fā)生。這實(shí)現(xiàn)高效的液滴形成以及以最高速度打印的能力。在其他實(shí)施例中，液滴對(duì)中的第一液滴和第二液滴的體積可能不同，并且形成液滴對(duì)34或大液滴49的液滴對(duì)周期Tp大于2?；，其中Ttl定義液滴對(duì)中的兩個(gè)液滴中的較小液滴的周期。作為示例，液滴對(duì)中的第一和第二液滴可以具有4/3或3/2的體積比，這對(duì)應(yīng)于71^/3或51^/3的液滴對(duì)周期Tp。通過Rayleigh截?cái)囝l率Fk來確定最小液滴的尺寸。在這些實(shí)施例中，充電電極波形的周期將等于形成液滴對(duì)34或大液滴49的液滴對(duì)周期。
[0077]圖11示出這樣的實(shí)施例，其中液滴對(duì)中的第一和第二液滴具有相同體積。如圖10，時(shí)間軸按液滴對(duì)循環(huán)或周期標(biāo)記。每個(gè)非打印液滴周期包括第一液滴形成脈沖91和第二液滴形成脈沖92。在液滴對(duì)周期內(nèi)第一和第二液滴形成脈沖91和92之間的時(shí)間小于第二液滴形成脈沖和隨后的液滴對(duì)周期中的第一液滴形成脈沖之間的時(shí)間。結(jié)果，液滴對(duì)中的第一液滴大于該液滴對(duì)的第二液滴。第一和第二液滴形成脈沖之間的不均勻時(shí)間可以產(chǎn)生液滴對(duì)的第一和第二液滴之間的速度差。利用這樣的速度差，液滴對(duì)的第一和第二液滴可以混合以形成大液滴49而無需使用速度調(diào)節(jié)脈沖。在充電電極波形97的第一電壓狀態(tài)95期間，形成大液滴49的液滴在時(shí)間上彼此接近地截?cái)?類似于圖7C所示)。使用由脈沖101、102和103構(gòu)成的不同液滴形成波形來在第二液滴對(duì)周期中建立打印液滴。選擇用于第二液滴對(duì)周期的波形來致使第一液滴36在充電電極波形97的第一電壓狀態(tài)95期間截?cái)嗖⑶业诙旱?5在第二電壓狀態(tài)96期間截?cái)?，并且防止液?5和36混合。在某些實(shí)施例中，波形脈沖101和102的時(shí)序可以與波形脈沖91和92相同。脈沖103延遲液滴對(duì)中第二液滴的截?cái)嗖⒎乐沟诙旱螌?duì)周期的液滴混合，從而允許液滴對(duì)中的第二液滴被打印。
[0078]類似地，在前述實(shí)施例中，使用具有兩個(gè)電壓狀態(tài)的充電電極波形，其中每個(gè)狀態(tài)對(duì)于總周期的一半是活動(dòng)的。在其他實(shí)施例中，可以使用具有等于用于形成液滴對(duì)34或大液滴49的液滴對(duì)周期的周期的其他充電電極波形。圖11示出一個(gè)實(shí)例，其中波形97具有兩個(gè)電荷狀態(tài)，這兩個(gè)電荷狀態(tài)針對(duì)液滴對(duì)周期期間的不同時(shí)段是活動(dòng)的。
[0079]一般而言，取決于所打印的圖像的分辨率要求，本發(fā)明可以被實(shí)施用于建立1-1OOpl范圍內(nèi)的打印液滴，其中噴嘴直徑在5-50 μ m范圍內(nèi)。噴流速度優(yōu)選地在10_30m/s范圍內(nèi)?；疽旱紊深l率優(yōu)選地在50-1000kHz范圍內(nèi)。
[0080]本發(fā)明允許在不需要如傳統(tǒng)的基于靜電偏轉(zhuǎn)的噴墨打印機(jī)那樣針對(duì)液體噴流陣列中的每個(gè)液體噴流使用單獨(dú)的充電電極的情況下選擇用于打印或非打印的液滴。與之相反，使用單個(gè)共用充電電極對(duì)來自陣列中的液體噴流的液滴充電。這消除了將每個(gè)充電電極與噴嘴嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)的需求。利用與不同的液體噴流相關(guān)聯(lián)的充電電極對(duì)來自一個(gè)液體噴流的液滴進(jìn)行串話充電(crosstalk charging)不再是問題。由于串話充電不是問題，因此不需要如傳統(tǒng)液滴充電系統(tǒng)所要求的最小化充電電極和液體噴流之間的距離。共用充電電極還提供改善的充電和偏轉(zhuǎn)效率，從而允許噴流和電極之間更大的分離距離?？梢允褂梅秶?5-300μπι內(nèi)的充電電極和噴流軸之間的距離。取消針對(duì)每個(gè)液體噴流的單獨(dú)的充電電極還允許比傳統(tǒng)的靜電偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴墨系統(tǒng)更高的噴嘴密度，傳統(tǒng)的靜電偏轉(zhuǎn)連續(xù)噴墨系統(tǒng)要求針對(duì)每個(gè)噴嘴具有單獨(dú)的充電電極。噴嘴陣列密度可以在每英寸75噴嘴(npi)到1200npi的范圍內(nèi)。
[0081]參考圖12，噴射液體液滴的方法開始于步驟150。在步驟150，在足以通過液體腔的噴嘴噴射液體噴流的壓力下提供液體。步驟150后跟隨步驟155。
[0082]在步驟155，通過向液滴形成設(shè)備提供液滴形成波形以致使液體噴流的部分截?cái)喑梢幌盗幸旱蝸碚{(diào)節(jié)液體噴流。該調(diào)節(jié)選擇性地致使液體噴流的一些部分截?cái)喑裳匾宦窂叫羞M(jìn)的液滴對(duì)，包括第一液滴和第二液滴。每個(gè)液滴對(duì)按照液滴對(duì)周期在時(shí)間上平均地分開。該調(diào)節(jié)選擇性地致使液體噴流的其他部分截?cái)喑裳厮雎窂叫羞M(jìn)的一個(gè)或多個(gè)第三液滴，第三液滴按相同的液滴對(duì)周期平均地分開，第三液滴比第一液滴和第二液滴大。選擇形成第一和第二液滴的液滴對(duì)還是形成大液滴是基于打印數(shù)據(jù)。步驟155后跟隨步驟160。
[0083]在步驟160,提供充電設(shè)備。該充電設(shè)備包括充電電極和變化電勢源。充電電極與液體噴流相關(guān)聯(lián)。變化電勢源通過提供波形到充電電極來改變充電電極和液體噴流之間的電勢。該波形包括等于形成液滴對(duì)或第三液滴的液滴對(duì)周期的周期、第一區(qū)別電壓狀態(tài)和第二區(qū)別電壓狀態(tài)。到充電電極的波形不依賴于打印數(shù)據(jù)。步驟160后跟隨步驟165。[0084]在步驟165，充電設(shè)備和液滴形成設(shè)備被同步，以在第一液滴上產(chǎn)生第一荷質(zhì)比，在第二液滴上產(chǎn)生第二荷質(zhì)比，并在第三液滴上產(chǎn)生第三荷質(zhì)比，第三荷質(zhì)比與第一荷質(zhì)比和第二荷質(zhì)比中的一個(gè)基本相同。步驟165后跟隨步驟170。
[0085]在步驟170，使用偏轉(zhuǎn)設(shè)備來致使具有第一荷質(zhì)比的第一液滴沿第一路徑行進(jìn)，具有第二荷質(zhì)比的第二液滴沿第二路徑行進(jìn)，并且具有第三荷質(zhì)比的第三液滴沿第三路徑行進(jìn)；第三路徑與第一路徑和第二路徑中的一個(gè)基本相同。步驟170后跟隨步驟175。
[0086]在步驟175，使用捕獲器來攔截沿第一路徑或第二路徑中的一個(gè)行進(jìn)的液滴。該捕獲器還被用來攔截沿第三路徑行進(jìn)的液滴。
[0087]注意，在步驟155中提供到液滴形成設(shè)備的波形取決于圖像數(shù)據(jù)，而在步驟160中提供到充電電極的波形獨(dú)立于圖像數(shù)據(jù)。
[0088]部件列表
[0089]10連續(xù)噴墨打印系統(tǒng)
[0090]11墨水庫
[0091]12打印頭或液體噴射器
[0092]13圖像源
[0093]14偏轉(zhuǎn)機(jī)制
[0094]15墨水回收單元
[0095]16圖像處理器
[0096]17邏輯控制器
[0097]18激勵(lì)控制器
[0098]19記錄介質(zhì)
[0099]20墨水壓力調(diào)節(jié)器
[0100]21介質(zhì)傳輸控制器
[0101]22傳輸滾輪
[0102]24液體腔
[0103]26充電液滴溝槽接觸點(diǎn)
[0104]27充電組合液滴溝槽接觸點(diǎn)
[0105]30溝槽部
[0106]31液滴混合位置
[0107]32截?cái)辔恢?br> [0108]34液滴對(duì)
[0109]35液滴對(duì)的第二液滴
[0110]36液滴對(duì)的第一液滴
[0111]37第二路徑
[0112]38第一路徑
[0113]39第三路徑
[0114]40連續(xù)液體噴射系統(tǒng)
[0115]42液滴形成設(shè)備變換器
[0116]43液體噴流[0117]44充電電極
[0118]44a第二充電電極
[0119]45充電電極
[0120]45a第二充電電極
[0121]46打印墨滴
[0122]47捕獲器
[0123]48墨水 膜
[0124]49大液滴
[0125]50噴嘴
[0126]51充電電壓源
[0127]52捕獲器表面
[0128]53偏轉(zhuǎn)電極
[0129]54第三替代路徑
[0130]55激勵(lì)波形
[0131]56激勵(lì)波形源
[0132]57捕獲器底板
[0133]58墨水回收通道
[0134]59激勵(lì)變換器
[0135]60激勵(lì)設(shè)備
[0136]61空氣室
[0137]62絕緣粘合劑
[0138]62a第二絕緣粘合劑
[0139]63偏轉(zhuǎn)電極
[0140]64絕緣粘合劑
[0141]64a第二絕緣粘合劑
[0142]65指示空氣流方向的箭頭
[0143]66縫隙
[0144]67捕獲器
[0145]68絕緣體
[0146]68a絕緣體
[0147]69絕緣體
[0148]70接地導(dǎo)體
[0149]71絕緣體
[0150]72絕緣體
[0151]73絕緣體
[0152]74偏轉(zhuǎn)電極
[0153]75接地導(dǎo)體
[0154]81液滴時(shí)間流逝序列指示符
[0155]83充電設(shè)備[0156]87液體噴流中心軸
[0157]89液滴形成設(shè)備
[0158]91第一液滴形成脈沖
[0159]92第二液滴形成脈沖
[0160]93相位延遲時(shí)間
[0161]94大液滴形成脈沖
[0162]95第一電壓狀態(tài)
[0163]96第二電壓狀態(tài)
[0164]97充電電極波形
[0165]98打印液滴形成脈沖
[0166]99非打印液滴形成脈沖
[0167]101打印液滴形成波形的第一脈沖
[0168]102打印液滴形成波形的第二脈沖
[0169]103打印液滴形成波形的第三脈沖
[0170]150通過噴嘴提供加壓液體的步驟
[0171]155使用液滴形成設(shè)備來調(diào)節(jié)液體噴流的步驟
[0172]160提供充電設(shè)備的步驟
[0173]165同步充電設(shè)備和液滴形成設(shè)備的步驟
[0174]170偏轉(zhuǎn)液滴的步驟
[0175]175攔截所選擇的液滴的步驟
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)液體噴射系統(tǒng)，包括: 與噴嘴流體連通的液體腔，該液體腔包含液體，液體受到足以通過所述噴嘴噴射液體噴流的壓力； 與所述液體噴流相關(guān)聯(lián)的液滴形成設(shè)備，該液滴形成設(shè)備可操作用來在所述液體噴流中產(chǎn)生調(diào)節(jié)，以選擇性地致使所述液體噴流的部分截?cái)喑裳匾宦窂叫羞M(jìn)的一個(gè)或多個(gè)液滴對(duì)，每個(gè)液滴對(duì)按液滴對(duì)周期平均地分開，每個(gè)液滴對(duì)包括第一液滴和第二液滴，所述液滴形成設(shè)備還可操作用來在所述液體噴流中產(chǎn)生調(diào)節(jié)，以選擇性地致使所述液體噴流的部分截?cái)喑裳厮雎窂叫羞M(jìn)的一個(gè)或多個(gè)第三液滴，所述第三液滴按相同的液滴對(duì)周期平均地分開，并且所述第三液滴比所述第一液滴和所述第二液滴大； 充電設(shè)備，包括: 與所述液體噴流相關(guān)聯(lián)的充電電極；以及 在所述充電電極和所述液體噴流之間的變化電勢源，所述變化電勢源提供波形，該波形包括與形成所述液滴對(duì)或所述第三液滴的液滴對(duì)周期相等的周期，所述波形包括第一區(qū)別電壓狀態(tài)和第二區(qū)別電壓狀態(tài)，所述充電設(shè)備與所述液滴形成設(shè)備同步，以在所述液滴對(duì)中的所述第一液滴上產(chǎn)生第一荷質(zhì)比，在所述液滴對(duì)中的所述第二液滴上產(chǎn)生第二荷質(zhì)比，并且在所述第三液滴上產(chǎn)生第三荷質(zhì)比，所述第三荷質(zhì)比與所述第一荷質(zhì)比基本相同；以及 偏轉(zhuǎn)設(shè)備，該偏轉(zhuǎn)設(shè)備致使所述液滴對(duì)中的具有所述第一荷質(zhì)比的所述第一液滴沿第一路徑行進(jìn)，并致使所述液滴對(duì)中的具有所述第二荷質(zhì)比的所述第二液滴沿第二路徑行進(jìn)，并致使具有所述第三荷質(zhì)比的所述第三液滴沿第三路徑行進(jìn)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 捕獲器，該捕獲器被布置用于攔截沿所述第三路徑行進(jìn)的液滴并攔截沿所述第一路徑行進(jìn)的液滴。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第三路徑與所述第一路徑基本相同。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述液體包括用于在記錄介質(zhì)打印的墨水。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述噴嘴是噴嘴陣列中的一個(gè)，并且所述充電設(shè)備的所述充電電極由從所述噴嘴陣列中的噴嘴噴射的每個(gè)所述液體噴流共用并與每個(gè)所述液體噴流相關(guān)聯(lián)。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一液滴和所述第二液滴具有基本相同的體積。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第三液滴具有與所述第一液滴和所述第二液滴的體積之和基本相等的體積。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述液滴形成設(shè)備還包括: 與所述液體腔、所述噴嘴和所述液體噴流中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的液滴形成變換器；以及 液滴形成波形源，其向所述液滴形成變換器提供液滴形成波形。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述液滴形成變換器是如下設(shè)備中的一個(gè):熱設(shè)備、壓電設(shè)備、MEMS致動(dòng)器、電水動(dòng)力設(shè)備、光設(shè)備、電致伸縮設(shè)備，以及它們的組合。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中提供到所述液滴形成變換器的所述液滴形成波形可以調(diào)節(jié)液體噴流截?cái)嘞辔?、液滴速度和液滴體積中的至少一個(gè)。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中提供到所述液滴形成變換器的所述液滴形成波形響應(yīng)于激勵(lì)控制器所提供的打印數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述液滴形成波形包括建立所述液滴對(duì)中的所述第一液滴的第一部分和建立所述液滴對(duì)中的所述第二液滴的第二部分。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一液滴和所述第二液滴中的一個(gè)相對(duì)于與所述第一液滴和所述第二液滴中的另一個(gè)相關(guān)聯(lián)的電荷是未被充電的。
14.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中在所述充電電極和所述液體噴流之間的所述變化電勢源不響應(yīng)于由激勵(lì)控制器所提供的打印數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中在所述充電電極和所述液體噴流之間的所述變化電勢源產(chǎn)生如下波形，其中所述第一區(qū)別電壓狀態(tài)和所述第二區(qū)別電壓狀態(tài)各自針對(duì)等于所述液滴對(duì)周期的一半的時(shí)間間隔是活動(dòng)的。
16.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述充電電極被置于與所述液體噴流的截?cái)辔恢孟噜彙?br> 17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述偏轉(zhuǎn)設(shè)備還包括用于偏轉(zhuǎn)充電液滴的至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)電極，所述至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)電極與一電勢源和地中的一個(gè)電氣連通。
18.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述充電設(shè)備包括充電電極，該充電電極包括位于所述液體噴流的第一側(cè)的第一部分和位于所述液體噴流的第二側(cè)的第二部分。
19.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述偏轉(zhuǎn)設(shè)備還包括與電勢源電氣連通的偏轉(zhuǎn)電極，其建立液滴偏轉(zhuǎn)場來偏轉(zhuǎn)充電液滴。
20.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一液滴和所述第二液滴按基本周期平均地分開，并且液滴對(duì)周期 是基本周期的兩倍。
21.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二區(qū)別電壓狀態(tài)包括DC偏移。
22.—種噴射液體液滴的方法，包括: 提供液體，該液體受到足以通過液體腔的噴嘴噴射液體噴流的壓力； 使用與所述液體噴流相關(guān)聯(lián)的液滴形成設(shè)備來調(diào)節(jié)所述液體噴流，以選擇性地致使所述液體噴流的部分截?cái)喑裳匾宦窂叫羞M(jìn)的一個(gè)或多個(gè)液滴對(duì)，每個(gè)液滴對(duì)按液滴對(duì)周期平均地分開，每個(gè)液滴對(duì)包括第一液滴和第二液滴； 使用所述液滴形成設(shè)備來調(diào)節(jié)所述液體噴流，以選擇性地致使所述液體噴流的部分截?cái)喑裳厮雎窂叫羞M(jìn)的一個(gè)或多個(gè)第三液滴，所述第三液滴按相同的液滴對(duì)周期平均地分開，所述第三液滴比所述第一液滴和所述第二液滴大； 提供充電設(shè)備，包括: 與所述液體噴流相關(guān)聯(lián)的充電電極；以及 在所述充電電極和所述液體噴流之間的變化電勢源，所述變化電勢源提供波形，該波形包括與形成液滴對(duì)或第三液滴的液滴對(duì)周期相等的周期，所述波形包括第一區(qū)別電壓狀態(tài)和第二區(qū)別電壓狀態(tài)； 使所述充電設(shè)備與所述液滴形成設(shè)備同步，以在所述液滴對(duì)中的所述第一液滴上產(chǎn)生第一荷質(zhì)比，在所述液滴對(duì)中的所述第二液滴上產(chǎn)生第二荷質(zhì)比，并且在所述第三液滴上產(chǎn)生第三荷質(zhì)比，所述第三荷質(zhì)比與所述第一荷質(zhì)比基本相同；以及 使用偏轉(zhuǎn)設(shè)備，致使所述液滴對(duì)中的具有所述第一荷質(zhì)比的所述第一液滴沿第一路徑行進(jìn)，致使所述液滴對(duì)中的具有所述第二荷質(zhì)比的所述第二液滴沿第二路徑行進(jìn)，并致使具有所述第三荷質(zhì)比的所述第三液滴沿第三路徑行進(jìn)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括: 使用捕獲器攔截沿所述第一路徑和所述第三路徑行進(jìn)的液滴。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第三路徑與所述第一路徑和所述第二路徑中的一個(gè)基本相同。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述液體包括用于在記錄介質(zhì)上打印的墨水。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，所述噴嘴是噴嘴陣列中的一個(gè)，并且所述充電設(shè)備的所述充電電極包括由從所述噴嘴陣列中的噴嘴噴射的每個(gè)所述液體噴流共用并與每個(gè)所述液體噴流相關(guān)聯(lián)的電極。
27.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第一液滴和所述第二液滴具有基本相同的體積。
28.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第三液滴具有與所述第一液滴和所述第二液滴的體積之和基本相等的體積。
29.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述液滴形成設(shè)備還包括: 與所述液體腔、所述噴嘴和所述液體噴流中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的液滴形成變換器；以及 液滴形成波形源，其向所述液滴形成變換器提供液滴形成波形。
30.如權(quán)利要求29所述·的方法，其中所述液滴形成變換器是如下設(shè)備中的一個(gè):熱設(shè)備、壓電設(shè)備、MEMS致動(dòng)器、電水動(dòng)力設(shè)備、光設(shè)備、電致伸縮設(shè)備，以及它們的組合。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其中提供到所述液滴形成變換器的所述液滴形成波形可以調(diào)節(jié)液體噴流截?cái)嘞辔?、液滴速度和液滴體積中的至少一個(gè)。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，其中提供到所述液滴形成變換器的所述液滴形成波形響應(yīng)于激勵(lì)控制器所提供的打印數(shù)據(jù)。
33.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述液滴形成波形包括建立所述液滴對(duì)中的所述第一液滴的第一部分和建立所述液滴對(duì)中的所述第二液滴的第二部分。
34.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第一液滴和所述第二液滴中的一個(gè)相對(duì)于與所述第一液滴和所述第二液滴中的另一個(gè)相關(guān)聯(lián)的電荷是未被充電的。
35.如權(quán)利要求22所述的方法，其中在所述充電電極和所述液體噴流之間的所述變化電勢源不響應(yīng)于由激勵(lì)控制器所提供的打印數(shù)據(jù)。
36.如權(quán)利要求22所述的方法，其中在所述充電電極和所述液體噴流之間的所述變化電勢源產(chǎn)生如下波形，其中所述第一區(qū)別電壓狀態(tài)和所述第二區(qū)別電壓狀態(tài)各自針對(duì)等于所述液滴對(duì)周期的一半的時(shí)間間隔是活動(dòng)的。
37.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述充電電極被置于與所述液體噴流的截?cái)辔恢孟噜彙?br> 38.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述偏轉(zhuǎn)設(shè)備還包括用于偏轉(zhuǎn)充電液滴的至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)電極，所述至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)電極與一電勢源和地中的一個(gè)電氣連通。
39.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述充電設(shè)備包括充電電極，該充電電極包括位于所述液體噴流的第一側(cè)的第一部分和位于所述液體噴流的第二側(cè)的第二部分。
40.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述偏轉(zhuǎn)設(shè)備還包括與電勢源電氣連通的偏轉(zhuǎn)電極，其建立液滴偏轉(zhuǎn)場來偏轉(zhuǎn)充電液滴。
41.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第一液滴和所述第二液滴按所述液滴對(duì)周期的一半平均地分開。
42.如權(quán)利要求22所述 的方法，其中所述第二區(qū)別電壓狀態(tài)包括DC偏移。
【文檔編號(hào)】B41J2/08GK103547455SQ201280024586
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月25日
【發(fā)明者】H·V·潘徹韋格, M·A·馬庫斯, J·A·凱特伯格 申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司