可變滴體積連續(xù)液體射流打印的制作方法
【專利摘要】液體射流包括射流斷裂的基本周期。打印周期被定義為射流斷裂的基本周期的N倍，其中N是大于1的整數(shù)。提供輸入圖像數(shù)據(jù)，輸入圖像數(shù)據(jù)的每個輸入圖像像素具有包括非打印水平的M個水平，其中M是整數(shù)且2<M≤N+1。獨立于輸入圖像數(shù)據(jù)的充電裝置波形在打印周期期間重復并且包括打印滴電壓狀態(tài)和非打印滴電壓狀態(tài)。響應于輸入圖像數(shù)據(jù)而選擇具有與打印周期相等的周期的滴形成裝置波形，以從射流形成具有與輸入圖像像素水平對應的體積的打印滴。使充電裝置和滴形成裝置同步，以產(chǎn)生關于從射流斷裂的滴的打印滴荷質比和非打印滴荷質比。
【專利說明】可變滴體積連續(xù)液體射流打印

【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及數(shù)控打印系統(tǒng)領域，并且特別地涉及連續(xù)打印系統(tǒng)，其中液體流斷裂成滴，所述滴中的一些被偏轉。

【背景技術】
[0002]由于例如墨射流打印的非擊打式、低噪音特點、使用普通紙張和避免調色劑轉印和定影，因此墨射流打印已被公認是數(shù)控電子打印界中的主要競爭者。依據(jù)技術墨射流打印機構可以分為按需墨射流(DOD)或連續(xù)墨射流(CIJ)。
[0003]第一種技術即“按需”墨射流打印使用增壓致動器例如熱、壓電或靜電致動器提供擊打在記錄表面的墨滴。一種常用的按需技術使用熱致動從噴嘴噴射墨滴。位于噴嘴處或靠近噴嘴的加熱器將墨充分加熱至沸騰，形成產(chǎn)生足夠內部壓力以噴射墨滴的蒸汽泡。該墨射流形式通常被稱為“熱墨射流(TIJ) ”。
[0004]通常被稱為“連續(xù)”墨射流(CIJ)打印的第二種技術通過在一定壓力下迫使墨通過噴嘴來使用被增壓的墨源產(chǎn)生連續(xù)液體射流墨流。對墨流進行擾動使得液體射流以能夠預測的方式分裂成墨滴。通過使滴中的一些選擇性地偏轉并且捕捉并非意在撞擊打印介質的墨滴來進行打印。已經(jīng)開發(fā)了用于使墨滴選擇性偏轉的各種途徑，包括靜電偏轉機構、氣流偏轉機構和熱偏轉機構。
[0005]在第一基于靜電偏轉的CIJ方法中，以某種方式對液體射流進行擾動使該液體射流在距噴嘴的標稱恒定距離即斷裂長度處斷裂成均勻尺寸的滴。將充電電極結構定位在標稱恒定斷裂點處以在斷裂時在滴上造成數(shù)據(jù)相關的電荷量。然后該帶電滴被定向通過如下固定靜電場區(qū)域:該固定靜電場區(qū)域使每個微滴與其電荷成比例地偏轉。在斷裂點處建立的電荷水平從而使滴行進至記錄介質上的特定位置或者行進至用于收集和回收的槽。R.Sweet于1971年7月27日提交的美國專利N0.3，596，275公開了該方法，該美國專利N0.3，596，275在下文中被稱為Sweet’ 275。由Sweet’ 275公開的CIJ裝置由單個射流即單個滴生成液體室和單個噴嘴結構組成。Sweet等人于1968年3月12日提交的美國專利N0.3，373，437還公開了利用該方法的多噴嘴CIJ打印頭版本，該美國專利N0.3，373，437在下文中被稱為Sweet’ 437。Sweet' 437公開了具有與一行(一排)滴噴射噴嘴連通的共用的滴生成腔室的CIJ打印頭，其中滴噴射噴嘴每個都具有其自己的充電電極。該方法需要每個噴嘴具有其自己的充電電極，其中單獨的電極中的每一個被提供有依賴于要被打印的圖像數(shù)據(jù)的電波形。單獨可尋址充電電極的該需求限制了基本噴嘴間距，從而限制了打印系統(tǒng)的分辨率。
[0006]在傳統(tǒng)CIJ打印機中，存在由如下靜電場引起的在打印滴上的電荷變化:來自在射流斷裂附近的鄰近帶電滴的依賴于圖像數(shù)據(jù)的靜電場和與鄰近射流相關聯(lián)的相鄰電極的靜電場。這些依賴于輸入圖像數(shù)據(jù)的變化被稱為靜電串擾。Katerberg在美國專利N0.4，613，871中公開了如下方法:該方法通過在來自相同射流的相鄰打印滴之間設置護槽來減少來自鄰近帶電滴的串擾相互作用。然而，來自鄰近電極的靜電串擾限制了相鄰電極之間的最小間距并且因此限制了被打印圖像的分辨率。因此，對傳統(tǒng)靜電CIJ打印機中的單獨可尋址充電電極的需要限制了基本噴嘴間距，并且從而限制了打印系統(tǒng)的分辨率。已經(jīng)公開了如下許多替選方法:通過使用噴嘴陣列中的一排單獨可尋址噴嘴和帶恒定電勢的一個或更多個共用的充電電極克服對噴嘴間距的限制。在Vago等人的美國專利N0.6，273，559以及B.Barbet和B.Henon的美國專利N0.7，712，879中描述的方法中，這個是通過控制射流斷裂長度來實現(xiàn)的。B.Barbet在美國專利N0.7，712，879公開了基于斷裂長度和使用帶恒定電勢的共用的充電電極的滴尺寸的靜電充電和偏轉機構。
[0007]任何類型的墨射流打印機——無論是滴按需墨射流還是連續(xù)墨射流——具有的一個公知問題涉及點定位的精確度。如在墨射流打印領域中公知的，通常期望一個或更多個滴被放置在接收器上的像素區(qū)域(像素)中，該像素區(qū)域與例如包括數(shù)字圖像的信息的像素對應。通常，這些像素區(qū)域包括接收器上的一排真實或假設的正方形或長方形，并且意在將打印滴放置在每個像素內期望的位置，例如對于簡單打印方案，放置在每個像素區(qū)域的中心，或者可替選地，放置在每個像素區(qū)域內的多個精確位置以實現(xiàn)半色調。如果滴的放置不正確和/或滴的放置無法被控制成實現(xiàn)在每個像素區(qū)域內的期望放置，則可能會出現(xiàn)圖像偽影，特別是在距所期望位置的相似類型的偏差在相鄰的像素區(qū)域上重復的情況下。
[0008]高速并且高質量的墨射流打印需要相對小體積的間距較近的滴被準確地定向至接收介質。由于墨滴通常是帶電的，所以在來自CIJ打印機中的相鄰噴嘴的相鄰滴之間存在滴與滴的相互作用。這些相互作用可能對滴放置和打印質量產(chǎn)生不利影響。在使用高密度噴嘴陣列的、基于靜電的打印系統(tǒng)中，接收器上的滴放置誤差的主要源是由相鄰帶電打印滴之間的靜電相互作用引起的。
[0009]由于滴的圖案從打印頭通過靜電偏轉區(qū)遍歷至接收介質(投影距離)，所以滴之間的相對間距取決于打印滴圖案而逐漸改變。當來自相鄰噴嘴的間距較近的打印滴在空氣中行進時被相似地充電時，靜電相互作用將會使這些相鄰的鄰近打印滴的間距隨著打印滴朝向接收介質行進而增加。這導致了打印誤差，該打印誤差被視為意在被打印的液體圖案沿向外方向的傳播，并且在本文中，該打印誤差被稱為“噴射”誤差或跨軌跡的滴放置誤差。由于噴射誤差隨著投射距離的增加而增加，所以需要投射距離盡可能短，這對被定義為打印滴與槽滴之間的間距的打印邊距產(chǎn)生不利影響。
[0010]在墨射流打印中，有時期望使用半色調來提高產(chǎn)生用于中間色調陰影的各種灰度水平的能力。半色調為通過使用在尺寸、形狀或間距方面變化的點來模擬連續(xù)色調圖像的復印技術。作為示例，黑白連續(xù)色調照片包含數(shù)百萬個灰階。當被打印時，這些灰階被轉換成模擬原始圖像的連續(xù)色調的黑點的圖案。較淺的灰階由間距較遠的較少和較小的黑點組成。暗色的灰階包含更多或更大的具有較近間距的黑點。由M.Serra等人申請的美國專利N0.7，637，585描述了如下半色調打印按需墨射流打印機:該打印機通過沉積結合成不同尺寸的點的相鄰滴的不同圖案來在介質上形成不同尺寸的點。
[0011]在CIJ打印機中，難以同時利用不同尺寸的滴來打印以產(chǎn)生多色調的圖像。因此，一直存在對提供如下高打印分辨率連續(xù)墨射流打印系統(tǒng)的需求:該高打印分辨率連續(xù)墨射流打印系統(tǒng)可以使用具有相同尺寸的噴嘴孔口的單個噴嘴陣列在記錄介質上產(chǎn)生不同尺寸的滴。還存在對提供如下這樣的打印系統(tǒng)的需求:該打印系統(tǒng)具有靜電偏轉機構以使用單獨可尋址的噴嘴陣列和共用的充電電極來使所選擇的打印滴偏轉，以便提供簡化的設計、改進的打印圖像質量和改進的打印邊距。


【發(fā)明內容】

[0012]根據(jù)本發(fā)明的方面，噴射液體滴的方法包括在足以噴射液體射流的壓力通過液體室的噴嘴提供液體，其中液體射流包括液體射流斷裂的基本周期。滴形成裝置與液體射流相關聯(lián)。打印周期被定義為液體射流斷裂的基本周期的N倍，其中N是大于1的整數(shù)。提供輸入圖像數(shù)據(jù)，輸入圖像數(shù)據(jù)的每個輸入圖像像素具有包括非打印水平的Μ個水平，其中Μ是整數(shù)且2〈Μ<Ν+1。提供充電裝置，該充電裝置包括與液體射流相關聯(lián)的充電電極以及變化充電電極與液體射流之間的電勢的源。該變化電勢的源向充電電極提供波形。該波形在每個打印周期期間重復至少一次。該波形包括一個或更多個打印滴電壓狀態(tài)和一個或更多個非打印滴電壓狀態(tài)。該波形獨立于輸入圖像數(shù)據(jù)。
[0013]通過向滴形成裝置提供多個波形來使用滴形成裝置調制液體射流，以選擇性地使液體射流的多個部分斷裂成沿初始路徑行進的打印滴和非打印滴的序列。該多個波形中的每一個具有與打印周期相等的周期。每個波形響應于輸入圖像數(shù)據(jù)而被選擇以形成具有與輸入圖像像素的水平對應的體積的打印滴。例如，可以在打印周期期間響應于輸入圖像數(shù)據(jù)而選擇波形以控制射流破裂的時序以及打印滴和非打印滴的滴形成。使充電裝置和滴形成裝置同步，以當打印滴從液體射流斷裂時產(chǎn)生關于打印滴的打印滴荷質比、并且當非打印滴從液體射流斷裂時產(chǎn)生關于非打印滴的非打印滴荷質比。在相互比較時，打印滴荷質比不同于非打印滴荷質比。使用偏轉裝置使打印滴和非打印滴中的至少一者偏離初始路徑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]在下面參照附圖給出本發(fā)明的示例性實施方式的詳細描述，其中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性連續(xù)墨射流系統(tǒng)的簡化原理框圖；
[0016]圖2示出了正在從滴生成器噴射液體射流以及該液體射流隨后以基本周期τ。斷裂成具有滴間距λ的滴的圖像；
[0017]圖3Α示出了 4像素乘4像素輸入圖像數(shù)據(jù)(圖3Α)的示例以及相應的輸入像素水平(圖3Β);
[0018]圖3Β示出了與圖3Α所示的4像素乘4像素輸入圖像數(shù)據(jù)對應的輸入像素水平；
[0019]圖4Α示出了用于圖3Α所示的4乘4像素圖案的、在空氣中行進的打印滴；
[0020]圖4Β示出了圖3Α所示的4乘4像素圖案正在被打印在記錄介質上的打印滴；
[0021]圖5示出了各種尺寸的打印滴和非打印滴的斷裂時序以及以基本滴周期示出的根據(jù)時間變化的充電電極電壓波形狀態(tài)；
[0022]圖6示出了用根據(jù)時間變化的用于生成圖5所示的斷裂時序的示例性滴形成波形；
[0023]圖7Α至圖7Ε示出了通過根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的實施方式的液體射流的截面視點，其中圖7Α示出了不打印情況；圖7Β示出了打印IX尺寸滴；圖7C示出了打印2Χ尺寸滴；圖7D示出了打印3Χ尺寸滴并且圖7Ε示出了打印4Χ尺寸滴；
[0024]圖8Α至圖8C示出了在記錄介質上打印各種尺寸的滴的示例,其中圖8Α示出了 IX和3X滴；圖8B示出了 IX和2X滴；且圖8C示出了 2X和3X滴；以及
[0025]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的可變尺寸的滴打印的方法的框圖。

【具體實施方式】
[0026]本說明書特別地涉及形成根據(jù)本發(fā)明的設備的一部分或者與根據(jù)本發(fā)明的設備更直接地協(xié)作的元件。要理解的是，未具體地示出或描述的元件可以采用對于本領域的技術人員來說公知的各種形式。在以下描述和附圖中，在可能情況下，相同的附圖標記用于指定相同的元件。
[0027]為清楚起見，本發(fā)明的示例性實施方式被示意性地并且未按比例地示出。本領域普通技術人員將能夠容易地確定本發(fā)明的示例性實施方式的元件的具體尺寸和互相連接。
[0028]如本文所描述的，本發(fā)明的示例性實施方式提供了通常在墨射流打印系統(tǒng)中使用的打印頭或打印頭部件。在這樣的系統(tǒng)中，液體為用于在記錄介質上打印的墨。然而，使用墨射流打印頭來噴射需要精確計量并且以較高空間分辨率沉積的液體(除了墨之外)的其他應用正在出現(xiàn)。因此，如本文所描述的，術語“液體”和“墨”是指可以通過下面描述的打印頭或打印頭部件噴射的任何材料。
[0029]連續(xù)式墨射流(CIJ)滴生成器依靠F.R.S.(Lord)Rayleigh在1878年出版的Proc.London Math.Soc 10(4)中的“Instability of jet”中首次以兩維來分析無約束的流體射流的物理性質。Lord Rayleigh的分析表明在壓力P下液體會從孔即噴嘴流出，形成以速度vj移動的直徑為dj的液體射流。該射流直徑dj與有效噴嘴直徑dn近似相等，并且該射流速度vj與貯器壓力P的平方根成比例。Rayleigh的分析表明射流會基于具有比π dj長的波長λ即λ彡π dj的表面波而自然地分裂成不同尺寸的滴。Rayleigh的分析還表明特定的表面波長如果以足夠大的幅度開始則會變成主導的，從而“刺激”射流產(chǎn)生單一尺寸的滴。連續(xù)墨射流(CIJ)滴生成器通常采用周期性的物理過程，即，具有在射流上建立特定主導表面波的作用的所謂的“擾動”或“刺激”。該刺激導致射流斷裂成與擾動的基本頻率同步的單一尺寸的滴。已經(jīng)表明射流斷裂的最大效率發(fā)生在引起最短斷裂時間的最佳頻率處。在最佳頻率(最佳瑞利頻率)處擾動波長λ近似等于4.5dj。將擾動波長λ等于Jidj時的頻率稱為瑞利截止頻率FK，原因是液體射流在比截止頻率高的頻率處的擾動不會增長以引起形成滴。
[0030]在本文中，將因施加瑞利刺激而產(chǎn)生的滴流稱為產(chǎn)生預定體積的滴流。而在現(xiàn)有技術的CIJ系統(tǒng)中，所關注的用于打印或圖案化層沉積的滴總是單一體積的，要說明的是，對于本發(fā)明，可以對刺激信號進行操作以產(chǎn)生單一體積預定倍數(shù)的滴。因此，詞組“預定體積的滴流”包括如下滴流:被分裂成全部都具有一個尺寸的滴的滴流或者被分裂成所計劃的不同體積的滴的流。
[0031]在CIJ系統(tǒng)中，在體積上比預定單位體積小得多的一些滴(通常被稱為“附屬物”)可以被形成為向下到流體的細系帶中的流頸。這樣的附屬物可能不是完全能夠預測的或者可能不總是以能夠預測的方式與其它滴合并，從而略微地更改預期用于打印和圖形化的滴的體積。然而，較小且不能夠預測的附屬物滴的存在對本發(fā)明是無關緊要的，并且不認為偏離如下事實:滴的尺寸已經(jīng)由本發(fā)明中所使用的同步能量信號預先確定。預定體積的滴每個都具有如下滴的相關聯(lián)部分:該部分形成負責產(chǎn)生滴的波形。附屬物滴不具有負責產(chǎn)生該附屬物滴的波形的不同部分。因此，為了描述本發(fā)明所使用的詞組“預定體積”應當被理解為包括由于不能夠預測的附屬物滴形成而可能出現(xiàn)的滴體積關于計劃的目標值的一些小變化。
[0032]圖1示出了連續(xù)墨射流打印系統(tǒng)10，并且圖2示出了正在從打印頭12的單個滴生成器噴射液體射流43以及該液體射流43隨后以其基本周期τ。斷裂成具有相鄰的滴間距λ的滴35和36的圖像。連續(xù)墨射流打印系統(tǒng)10包括貯墨器11，該貯墨器11連續(xù)地將墨泵送到打印頭12 (其也被稱為液體噴射器或滴生成器)以產(chǎn)生連續(xù)的墨滴流。打印系統(tǒng)10從圖像源13比如掃描儀、計算機或數(shù)字照相機或者其他源接收數(shù)字化的圖像處理數(shù)據(jù)，其中該其他源提供光柵數(shù)字數(shù)據(jù)、頁面描述語言的形式的概要圖像數(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)送至圖像處理器16。圖像處理器16對圖像數(shù)據(jù)進行處理，并且該圖像處理器16包括用于存儲圖像數(shù)據(jù)的存儲器。圖像處理器16通常為光柵圖像處理器(RIP)，該光柵圖像處理器(RIP)將所接收的圖像數(shù)據(jù)轉換成打印數(shù)據(jù)，即用于打印的像素位圖。該打印數(shù)據(jù)被發(fā)送至刺激控制器18，該刺激控制器18生成刺激波形55 ;如將描述的，時變的電刺激脈沖的圖案使在打印頭12上的每個噴嘴的出口處形成滴的流。在適當?shù)臅r間并且以適當?shù)念l率向與每個噴嘴50相關聯(lián)的刺激裝置59施加這些具有適當幅度、占空比和時序的刺激脈沖以使滴35和36從連續(xù)流43斷裂。打印頭12和偏轉機構14協(xié)同工作以確定墨滴被打印在記錄介質19上的由圖像存儲器中的數(shù)據(jù)指定的適當位置中或者被偏轉并且經(jīng)由墨循環(huán)單元15回收。記錄介質19也被稱為接收器，并且該記錄介質19通常包括紙張、聚合物或一些其它透氣承印物。墨循環(huán)單元15中的墨被定向回貯墨器11。墨在壓力下通過墨通道分布至打印頭12的背面，該墨通道包括在通常由硅構成的襯底上所形成的腔室或氣室?？商孢x地，可以在硅襯底所附接的的歧管件中形成腔室。墨優(yōu)選地通過在打印頭12的硅襯底中所刻蝕的槽和/或孔從腔室流至多個噴嘴和刺激裝置所在的打印頭12的前表面。適用于最佳操作的墨壓力將取決于許多因素，包括噴嘴的幾何形狀和熱特性以及墨的熱特性和流體動力學特性?？梢酝ㄟ^在墨壓力調節(jié)器20的控制下向貯墨器11施加壓力來實現(xiàn)恒定的墨壓力。
[0033]RIP或其他類型的處理器16將圖像數(shù)據(jù)轉換成像素映射的圖像，即用于打印的頁面圖像。圖像數(shù)據(jù)可以包括:原始圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)圖像處理算法生成以改善被打印的圖像的質量的附加圖像數(shù)據(jù)；以及來自滴放置修正的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以從任何源(例如根據(jù)打印頭特征和圖像處理領域的技術人員所公知的、打印頭12中的每個噴嘴的轉向誤差的測量)生成。圖像處理器16中的信息因此可以被說成表示用于滴噴射的數(shù)據(jù)(諸如要被打印的墨滴的期望位置和要被收集以用于回收的那些墨滴的標識)的一般源。
[0034]在打印期間，記錄介質19借助于由介質輸送控制器21電控制的多個輸送輥22而相對于打印頭12移動。邏輯控制器17 (優(yōu)選地如所公知的基于微處理器且被適當編程的邏輯控制器17)提供控制信號以用于運輸控制器21與墨壓力調節(jié)器20和刺激控制器18的協(xié)作。刺激控制器18包括一個或更多個刺激波形源56，該一個或更多個刺激波形源56響應于打印數(shù)據(jù)而生成滴形成波形，并且將該滴形成波形55 (其也被稱為刺激波形)提供或施加給與每個噴嘴50或液體射流43相關聯(lián)的刺激裝置59，該刺激裝置59也被稱為滴形成裝置59。響應于所施加的刺激波形的能量脈沖，滴形成裝置59對連續(xù)液體流43 (其也被稱為液體射流43)進行擾動以使單獨的液體滴從液體流斷裂。滴在距噴嘴板BL處從液體射流43斷裂。因此，圖像處理器16中的信息可以被說成表示用于滴形成的數(shù)據(jù)(諸如要被打印的墨滴的期望位置和要被收集以用于回收的那些墨滴的標識)的一般源。
[0035]可以理解的是，可以使用用于接收器運輸控制的不同的機構配置。例如，在頁面寬度打印頭的情況下，移動記錄介質19經(jīng)過固定的打印頭12很方便。另一方面，在掃描型打印系統(tǒng)的情況下，以相對的光柵運動沿一個軸(即，主掃描方向)移動打印頭并且沿正交軸(即，副掃描方向)移動記錄介質更方便。
[0036]滴形成脈沖由通?？梢员环Q為滴控制器的刺激控制器18來提供，并且滴形成脈沖通常為通過如信號傳輸領域所公知的電連接器發(fā)送至打印頭12的電壓脈沖。然而，如墨射流打印領域所公知的，也可以向打印頭12發(fā)送其他類型的脈沖諸如光脈沖以使在特定的噴嘴處形成打印滴和非打印滴。一旦形成，則打印滴通過空氣行進至記錄介質，并且稍后撞擊在記錄介質的特定像素區(qū)域上或者由將描述的捕捉器來收集。
[0037]參照圖2，打印系統(tǒng)與打印頭相關聯(lián)，該打印頭能夠被操作成從全部都具有相同直徑的一排噴嘴50產(chǎn)生一排液體射流43。與液體射流43相關聯(lián)的是滴形成裝置59和滴形成波形源56,其中該滴形成波形源56向滴形成換能器(transducer)提供刺激波形55,該刺激波形55也被稱為滴形成波形。通常被稱為滴形成換能器或滴刺激換能器的滴形成裝置59可以是適用于在液體射流上產(chǎn)生擾動的任何類型的裝置，例如熱裝置、壓電裝置、MEMS致動器、電流體動力學裝置、光學裝置、電致伸縮裝置和它們的組合?；谒褂玫膿Q能器的類型，該換能器可以被定位在向嗔嘴提供液體的液體室中或與該液體室相鄰以對液體室中的液體起作用，該換能器可以被定位在噴嘴中或直接圍繞噴嘴以在液體通過噴嘴時對該液體起作用，或者被定位成與液體射流相鄰以在該液體射流通過噴嘴之后對該液體射流起作用。滴形成波形源56向滴形成換能器提供具有基本頻率f。和基本周期、=l/f。的滴形成波形，滴形成換能器在液體射流中產(chǎn)生具有波長λ的調制。該調制在幅度上增長以使液體射流的多個部分斷裂成滴。通過滴形成裝置的作用，以基本頻率f。與基本周期、=Ι/f。產(chǎn)生滴序列。通常用于打印頭的基本頻率f。被選擇成與最優(yōu)瑞利頻率F。#近似相等。
[0038]在圖2中，液體射流43以固定周期在距噴嘴50距離BL的斷裂位置32處斷裂成滴。一對連續(xù)滴35和36之間的距離基本上與液體射流上的擾動的波長λ相等。從液體射流形成斷裂的一對連續(xù)滴35和36被稱為滴對34，每個滴對具有第一滴和第二滴。因此，通常被稱為滴對頻率fp的滴對34的形成頻率通過fp = f0/2給出，并且相應的滴對周期為τ p = 2 τ。。通常對于打印頭12中的所有噴嘴，用于打印頭中的整排噴嘴50的刺激換能器的滴刺激頻率是相同的。
[0039]圖2還示出了包括充電電極44和充電電壓源51的充電裝置83。充電電壓源51提供變化充電電極與液體射流之間的電勢的源。該變化電勢的源向充電電極提供充電電極波形97，其控制被施加于充電電極的電壓信號。該充電電極波形在每個打印周期(參見下面的定義)期間重復至少一次，并且該波形包括一個或更多個打印滴電壓狀態(tài)和一個或更多個非打印滴電壓狀態(tài)。該充電電極波形還獨立于輸入圖像數(shù)據(jù)。充電電極44與液體射流相關聯(lián)并且被定位成與液體射流43的斷裂點32相鄰。當非零電壓被施加于充電電極44時，在充電電極與電接地液體射流之間產(chǎn)生電場。充電電極與電接地液體射流之間的電容性耦合在導電液體射流的端部上感生凈電荷。(液體射流通過與接地滴生成器的液體室接觸的方式來接地。)如果在液體射流的端部上存在凈電荷的同時液體射流的端部斷裂以形成滴，則液體射流的該端部的電荷被捕捉在新形成的滴上。當充電電極上的電壓水平改變時，液體射流上所感生的電荷由于充電電極與液體射流之間的電容性耦合而改變。因此，可通過變化充電電極上的電勢來控制新形成的滴上的電荷。
[0040]為了使用本發(fā)明來打印多色調圖像，需要將輸入圖像數(shù)據(jù)轉換成與要被打印的水平的數(shù)目對應的多水平圖像。使用2位編碼允許三個不同的打印滴尺寸和一個非打印，其中00對應于白色，01對應于第一灰度，10對應于第二灰度以及11對應于黑色。使用3位編碼允許7個不同的打印滴尺寸和不打印，其中000對應于白色，001至110對應于6個不同的灰度密度以及111對應于黑色。通常，由于較大的滴的生成降低了最大打印速度，所以不必利用所有不同的水平。打印體積是基本打印滴體積的N倍的滴需要是基本打印滴周期的N倍的時間間隔來生成該尺寸的滴。在本發(fā)明的實踐中，提供了持續(xù)時間是液體射流斷裂的基本周期的N倍的打印周期，其中N是大于1的整數(shù)。
[0041]當實踐本發(fā)明時，提供輸入圖像數(shù)據(jù)，輸入圖像數(shù)據(jù)的每個輸入圖像像素具有Μ個水平，其中Μ是整數(shù)且2〈Μ<Ν+1。該Μ個水平中的一個是非打印水平或白色水平。該Μ個水平在被打印在記錄介質上時引起亮度和暗度或者多色調的不同陰影。圖3Α示出了 4像素乘4像素輸入圖像數(shù)據(jù)的示例，其中該輸入圖像數(shù)據(jù)使用了共5個水平，該5個水平包括非打印(白色)(十進制0)、3個灰度水平(十進制1、2和3)以及黑色(十進制4)。圖3Β示出了以十進制記法示出的相應輸入像素水平。為了產(chǎn)生5個水平圖像需要3位編碼。一般地，白色一即十進制0——對應于二進制000，并且十進制4或3位編碼中的二進制100對應于黑色。
[0042]圖4Α示出了用于圖3Α所示的4乘4像素圖案在非打印滴被偏轉并且由收集器捕捉之后的在空氣中行進的打印滴，其中假設首先生成圖像底部。液體射流流向由箭頭26來表示。作為1Χ、2Χ、3Χ和4Χ的不同尺寸的打印滴分別以35、37、30和31示出。圖4Β示出了根據(jù)圖3的輸入圖像數(shù)據(jù)由圖4Α中在空氣中行進的滴產(chǎn)生的在記錄介質上最終被打印的滴圖案。在圖4Β中，像素邊界由陰影線62來表示。非打印像素或白像素由53來表示。被打印的IX滴由46來表示。被打印的2Χ滴由45來表示。被打印的3Χ滴由42來表示。被打印的4Χ滴由49表示。隨著Ν增加，當由觀察者觀察時被打印的滴的尺寸增加引起打印平均密度增加。
[0043]可以通過更改施加于與特定噴嘴孔口相關聯(lián)的相應滴形成換能器的波形來改變從墨射流噴嘴噴射的液體流形成的滴的滴形成動態(tài)。改變相對于波形或波形序列中的其他脈沖的幅度、占空比或時序中的至少一者可以更改特定噴嘴孔口的滴形成動態(tài)。為了實踐本發(fā)明，期望的是所形成的各種體積的滴在距噴嘴陣列近似相同距離BL處斷裂。圖5和圖6描述了形成處于基本滴體積的1至4倍范圍內的各種體積的滴的滴形成波形和斷裂時序。
[0044]圖5示出了在是4個基本滴形成周期長的單個打印周期內各種尺寸的打印滴和非打印滴的斷裂時序以及以基本滴形成周期測量的根據(jù)時間變化的充電電極電壓波形狀態(tài)的示例性時序圖。所示的充電電極波形97為具有非打印滴電壓狀態(tài)96和打印滴電壓狀態(tài)95的2個狀態(tài)的波形，其中非打印滴電壓狀態(tài)96也被稱為捕捉滴電壓狀態(tài)96，并且打印滴電壓狀態(tài)95被示出為在打印周期期間重復兩次。在基本滴形成周期內，每個電壓狀態(tài)被示出成時有效的。圖5還示出了在圖6中所示的用于各種打印滴尺寸波形的滴的斷裂時序。在充電電極處于產(chǎn)生關于打印滴的打印滴荷質比的打印滴電壓狀態(tài)95的情況下，當打印滴鄰近充電電極斷裂時形成打印滴。在充電電極處于產(chǎn)生關于非打印滴的非打印滴荷質比的非打印滴電壓狀態(tài)96的情況下，當非打印滴鄰近充電電極斷裂時形成非打印滴，該非打印滴也被稱為捕捉滴。打印滴荷質比不同于非打印滴荷質比。打印滴電壓狀態(tài)不必處于地電位處，并且有時對于打印滴電壓狀態(tài)有利的是使其處于非零DC電平。通過使在打印滴斷裂期間具有合適的DC偏置，可以將打印滴上的電荷減少至接近零電荷。在一個實施方式中，調整并且選擇DC偏置使得IX打印滴的電荷在近似零電荷處，而其他尺寸的打印滴可以與零電荷略有不同。由于IX滴具有最小的質量并且因此更易受靜電滴與滴相互作用以及其他打印滴的影響，所以選擇IX滴作為具有零電荷的滴。為了進一步減少可能的靜電滴與滴相互作用，可以在施加于相鄰噴嘴的滴形成波形之間施加相移。例如，可以將施加于與奇數(shù)噴嘴相關聯(lián)的滴形成裝置的滴形成波形相對于施加在與偶數(shù)噴嘴相關聯(lián)的滴形成裝置的滴形成波形延遲1/2個打印周期，或者等同地延遲兩倍的基本滴形成周期。以此方式，可以增加來自相鄰噴嘴的打印滴之間的間距，從而減小略微帶電的打印滴之間的靜電力。
[0045]減小不同體積的打印滴的荷質比變化的另一種方法包括在打印滴之前使用預定尺寸的非打印滴。例如，在4X周期中，在1X、2X和3X尺寸的打印滴之前使用IX非打印滴。這減小了滴斷裂區(qū)域中依賴于滴圖案的電場的影響，并且有助于提高關于打印滴的荷質比的一致性。
[0046]在使用非打印滴波形時形成的滴的斷裂時序被示出為黑色菱形；在使用IX打印滴波形形成的滴的斷裂時序被示出為黑色三角形，在使用2X打印滴波形時形成的滴的斷裂時序被示出為黑色圓形；在使用3X打印滴波形時形成的滴的斷裂時序被示出為黑色正方形以及在使用4X打印滴波形時形成的滴的斷裂時序被示出為黑色十字。用于表示斷裂事件的符號的相對尺寸與斷裂的滴的尺寸有關。注意，圖5所示的所有的打印滴在打印周期中的第二基本周期期間斷裂。通常，在施加于滴形成換能器的脈沖的時序與充電電極波形之間施加恒定的相位延遲以使時序或斷裂事件適當?shù)赝?，使得期望尺寸的打印滴在充電電壓波形的打印滴充電狀態(tài)期間斷裂并且非打印滴在充電電壓波形的非打印滴充電狀態(tài)期間斷裂。
[0047]圖6示出了根據(jù)時間變化的用于生成圖5所示的斷裂時序事件的滴形成波形的示例。要被打印的滴形成波形基于輸入圖像數(shù)據(jù)。不打印滴波形70由在打印周期中的第一基本周期和第三基本周期期間出現(xiàn)的一對2X滴形成脈沖92組成。IX打印滴波形71由在打印周期中的第一基本周期和第二基本周期期間出現(xiàn)的一對IX滴形成脈沖91以及第三基本周期期間出現(xiàn)的2X滴形成脈沖92組成。2X打印滴波形72由打印周期中的第一基本周期期間的IX滴形成脈沖91、第二基本周期期間的2X滴形成脈沖92以及第三基本周期期間的IX滴形成脈沖91組成。3X打印滴波形73由打印周期中的第一基本周期期間的IX滴形成脈沖91和第二基本周期期間的3X滴形成脈沖89組成。4X打印滴波形74由打印周期中的第二基本周期期間的4X滴形成脈沖90組成。圖6所示的波形71至74響應于輸入圖像像素數(shù)據(jù)水平X(其中1 SXSN)而產(chǎn)生基本體積的X倍的打印滴。也可使用時序圖的其它集合來提供各種尺寸的打印滴。在所有情況下，當輸入圖像數(shù)據(jù)水平是0時，調制波形以使液體射流的多個部分斷裂成一個或更多個非打印滴。在圖6所示的各種滴形成波形70、71、72、73和74中，在打印周期內施加于滴形成換能器的總能量是相同的。
[0048]圖7A至圖7E示出了通過根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)液體噴射系統(tǒng)的實施方式的單個液體射流的截面視點，其中使用四個基本周期長的打印周期并且圖5和圖6所示的滴波形和時序，在A中不打印，在B中打印IX滴，在C中打印2X滴，在D中打印3X滴，在E中打印4X滴。在本發(fā)明的各種實施方式中，連續(xù)液體噴射系統(tǒng)40包括打印頭12，該打印頭12包括與用于噴射液體射流43的一排的一個或更多個噴嘴50流體連通的液體室24。在足以噴射的液體射流的壓力下通過液體室的噴嘴提供液體。液體射流具有液體射流斷裂的基本周期。與每個液體射流相關聯(lián)的是刺激換能器59。在所示的實施方式中，刺激換能器59被形成在圍繞噴嘴50的壁上。分開的刺激換能器59可以與多個噴嘴中的每個噴嘴集成。刺激換能器59由滴形成波形源56致動，該滴形成波形源56以在圖6中以70、71、72和73示出的依賴于輸入圖像數(shù)據(jù)的滴刺激波形55的形式來提供液體射流43的周期性刺激。
[0049]控制施加于液體射流的刺激波形的能量和時序，使得所有滴鄰近在距碰嘴出口相同距離32處從的液流43斷裂。當各種尺寸的滴從液體射流43斷裂時，它們沿圖2所示的初始路徑87行進。貫穿圖7A至圖7E，滴被表示成各種尺寸的圓以指示滴的相對尺寸。打印滴被示出為不具有任何電荷，而非打印滴被示出為具有負號。數(shù)字35、37、30和31分別表示IX打印滴、2X打印滴、3X打印滴和4X打印滴，并且數(shù)字36和38分別表示IX非打印滴和2X非打印滴。
[0050]需要偏轉機構14來使非打印滴偏轉。偏轉機構包括:由充電電極44、充電電壓源51和充電電極波形97組成的充電裝置83 ;具有捕捉表面的捕捉器47 ;以及具有偏轉電極電壓源67的可選偏轉電極66。充電電極44為打印頭12中的多個噴嘴中的所有噴嘴所共用。充電脈沖電壓源51在充電電極44與通常接地的液體射流43之間提供時變電勢(充電電極波形97)。充電電極波形在每個打印周期期間重復至少一次，該波形包括一個或更多個打印滴電壓狀態(tài)以及一個或更多個非打印滴電壓狀態(tài)，并且充電電極波形獨立于輸入圖像數(shù)據(jù)。在圖7所示的示例中，充電電極波形在打印周期(其為4個基本周期長)期間重復兩次，并且具有圖5所示的打印滴電壓狀態(tài)和非打印滴電壓狀態(tài)。當向被定位在與斷裂點相鄰的液體射流的一側的充電電極44施加電壓電勢時，充電電極44在滴斷裂之前吸引射流的帶電端部并且還在滴從液體射流斷裂之后吸引帶電滴36和38。在A.Katerberg,“Drop charging and deflect1n using a planar charge plate，，,4th Internat1nalCongresson Advances in NoN—impact Printing Technologies (第四屆無壓印刷技術進展國際會議)中描述了該偏轉機構。此外，捕捉器47構成偏轉裝置14的一部分。如在由J.Robertson申請的美國專利N0.3，656，171中所述，在導電捕捉器前方經(jīng)過的帶電滴使導電捕捉器面52上的表面電荷以將帶電滴吸引至捕捉器面52上的方式重新分布。在圖7A至圖7E所示的實施方式中，滴36和38充有較高的負電荷，朝向捕捉器47偏轉并由捕捉器47捕捉并且被回收，而打印滴35、37、30和31具有相對較低的電荷并且被示出為是相對不被偏轉的。實際上，可以使打印滴稍微地偏轉遠離捕捉器并且使其能夠擊中記錄介質19。為了使圖7A至圖7E所示的打印頭12正確操作，將捕捉器47和/或捕捉器底板57接地以使得被攔截的滴上的電荷能夠當墨順著捕捉器面52流動并且進入墨回收通道58時被消散。捕捉器47的捕捉器面52相對于圖2所示的液體射流軸87形成角度Θ。帶電滴36和38被吸引至接地的捕捉器47的捕捉器面52并且在帶電滴捕捉器接觸位置27處攔截捕捉面52以形成順著捕捉器47的面行進的墨膜48。捕捉器面的底部具有半徑為R的曲面，墨可以圍繞該曲面從捕捉器面52流到墨回收通道58中。墨回收通道58被形成在捕捉器本體的底部與底部捕捉器板57之間，以用于捕捉墨I旲48中的墨和使墨I旲48中的墨回收。如果在鄰近電極斷裂的滴的斷裂時從電極44至液體射流4存在正的電壓電勢差，則在所形成的滴上感生出在滴從液體射流斷裂之后仍將保留的負電荷。
[0051]圖7A示出了相對于充電電極波形使用圖6所示的不打印滴形成波形70的非打印模式，其中不打印滴形成波形70利用由圖5中的黑色菱形示出的斷裂時序使滴從射流43斷裂。僅使2X帶負電的滴38斷裂，并將其吸引至捕捉器47并由捕捉器47捕捉，然后回收。這些2X非打印滴38遵循由虛線39示出的非打印滴軌跡或路徑。如果使用可選的偏轉電極66，貝U由偏轉電極電壓源67向該可選的偏轉電極66提供負的DC電壓。
[0052]圖7B示出了使用圖6所示的IX打印滴形成波形71的IX打印滴模式，其中該IX打印滴形成波形71利用由圖5中的黑色三角形示出的斷裂時序使滴從射流43斷裂。在該情況下，單個滴IX被打印在每個像素中作為以速度I移動的記錄介質19上的被打印的IX點。IX打印滴35在其朝向記錄介質19在空氣中行進時相對未被偏轉并且遵循由虛線34所示的打印滴軌跡或路徑。IX非打印滴36和2X非打印滴二者在其沿非打印滴路徑39行進時被吸引至捕捉器47并且由捕捉器47捕捉，然后被回收。如由圖7B中的記錄介質19上的非交疊滴所表示的，被打印的IX滴46如圖4B所示未填滿像素區(qū)域。
[0053]圖7C示出了使用圖6所示的2X打印滴形成波形72的2X打印滴模式，其中該2X打印滴形成波形72利用由圖5中的黑色圓形示出的斷裂時序使滴從射流43斷裂。在該情況下，單個滴2X被打印在每個像素中作為以速度移動的記錄介質19上的被打印2X滴45打印。2X打印滴37在其朝向記錄介質19在空氣中行進時相對未被偏轉并且遵循打印滴軌跡34。IX非打印滴36在其沿非打印滴路徑39行進時被吸引至捕捉器47并且由捕捉器47捕捉，然后被回收。被打印的2X滴45大于被打印的IX滴46，然而如由圖7B中的記錄介質19上的非交疊滴所指示，該被打印的2X滴45如圖4B所示仍未填滿像素區(qū)域。
[0054]圖7D示出了使用圖6所示的3X打印滴形成波形73的3X打印滴模式，其中該3X打印滴形成波形73利用由圖5中的黑色正方形示出的斷裂時序使滴從射流43斷裂。在該情況下，3X滴被打印在每個像素中作為在以速度移動的記錄介質19上的被打印的3X滴42。3X打印滴30在其朝向記錄介質19在空氣中行進時相對未被偏轉并且遵照打印滴軌跡34。IX非打印滴36在其沿非打印滴路徑39行進時被吸引至捕捉器47并且由捕捉器47捕捉，然后被回收。被打印的3X滴42大于被打印的2X滴45，并且從相同噴嘴50形成的相鄰滴的邊接觸滴之間的邊界。如圖4B所示，被打印的3X滴仍未填滿像素區(qū)域。
[0055]圖7E示出了使用圖6所示的4X打印滴形成波形74的4X打印滴模式，其中該4X打印滴形成波形74利用由圖5中的十字示出的斷裂時序使滴從射流43斷裂。在該情況下，4X滴49被打印在每個像素上作為在以速度Vm移動的記錄介質19上的被打印4X滴。4X打印滴31在其朝向記錄介質19在空氣中行進時相對未被偏轉并且遵照打印滴軌跡34。在該情況下，從射流43斷裂的滴中沒有一個被吸引至捕捉器47并且由捕捉器47捕捉，然后被回收。被打印的4X滴31大于被打印的3X滴42。
[0056]圖8示出了使用圖6所示的滴形成波形在記錄介質上同時打印各種尺寸的滴的示例。在圖8的部分A至部分C中，通過一排噴嘴來打印滴序列。滴被打印得很好地間隔開以使得單獨的滴的尺寸能夠被看到。在部分A中，在由若干個不打印滴波形分開的IX打印滴波形與3X打印滴波形之間交替的滴刺激波形被施加于滴形成裝置以打印IX滴46和3X滴42。在部分B中，在由若干個不打印滴波形分開的IX打印滴波形與2X打印滴波形之間交替的滴刺激波形被施加于滴形成裝置以打印IX滴46和2X滴45。在部分C中，在由若干個不打印滴波形分開的2X打印滴波形與3X打印滴波形之間交替的滴刺激波形被施加于滴形成裝置以打印2X滴45和3X滴42。可以觀察到，被打印的IX滴46在直徑上小于被打印的2X滴45，該被打印的2X滴45在直徑上小于被打印的3X滴42。
[0057]圖9示出了概述實踐根據(jù)本發(fā)明的各種實施打印的方法所需要的步驟的框圖。參照圖9，打印的方法以步驟150開始。在步驟150中，在足以噴射液體射流的壓力下通過噴嘴或線性排列的噴嘴提供受壓液體。在步驟150之后是步驟155。
[0058]在步驟155中，提供多滴尺寸輸入圖像數(shù)據(jù)。選擇被定義為液體射流斷裂的基本周期的N倍的打印周期，其中N是大于1的整數(shù)。該輸入圖像數(shù)據(jù)的每個輸入圖像像素具有包括非打印水平的Μ個水平，其中Μ是整數(shù)且2〈M ( Ν+1。在步驟155之后是步驟160。
[0059]在步驟160中，選擇性地調制液體射流，以使液體射流的多個部分斷裂成沿依賴于輸入圖像數(shù)據(jù)的路徑行進的各種尺寸的一個或更多個滴。通過向滴形成裝置提供多個波形來使用滴形成裝置調制液體射流，其選擇性地使液體射流的多個部分斷裂成沿初始路徑行進的打印滴和非打印滴的序列。該多個波形中的每一個具有與打印周期相等的周期，并且每個波形響應于輸入圖像數(shù)據(jù)而被選擇以形成具有與輸入圖像像素的水平對應的體積的打印滴。在步驟160之后是步驟165。
[0060]在步驟165中，提供充電裝置，充電裝置包括充電電極和時變電勢的源。充電電極為每個液體射流所共用并且與每個液體射流相關聯(lián)。該時變電勢的源在充電電極與液體射流之間施加充電電極波形。充電電極波形在每個打印周期期間至少重復兩次，并且包括一個或更多個打印滴電壓狀態(tài)和非打印滴電壓狀態(tài)。充電電極波形獨立于施加于噴嘴的滴形成裝置的輸入圖像數(shù)據(jù)。在步驟165之后是步驟170。
[0061]在步驟170中，使充電裝置和滴形成裝置同步，使得當各種尺寸的打印滴從射流斷裂時打印滴電壓狀態(tài)是有效的，并且當各種尺寸的非打印滴從射流斷裂時非打印滴電壓狀態(tài)是有效的。這當各種尺寸的打印滴從液體射流斷裂時產(chǎn)生關于各種尺寸的打印滴的打印滴荷質比，并且當各種尺寸的非打印滴從液體射流斷裂時產(chǎn)生關于各種尺寸的非打印滴的非打印滴荷質比，打印滴荷質比不同于非打印滴荷質比。在步驟170之后是步驟175。
[0062]在步驟175中，非打印滴是使用偏轉機構使其沿不同軌跡行進的打印滴。偏轉機構包括靜電偏轉裝置，其使各種尺寸的非打印滴沿非打印滴軌跡行進并且使各種尺寸的打印滴沿不同的打印滴軌跡行進，打印滴軌跡與非打印滴軌跡是不同的。由此，使用偏轉裝置使打印滴和非打印滴中的至少一者偏離初始路徑。在步驟175之后是步驟180。
[0063]在步驟180中，沿第一軌跡和第二軌跡中的一條并且僅一條行進的滴由捕捉器攔截以用于回收。這些滴為非打印滴，同時使得與由捕捉器攔截的滴相比沿其他軌跡行進的滴能夠接觸記錄介質并且被打印。
[0064]通常，可以實踐本發(fā)明以依賴于被打印的圖像的分辨率要求利用直徑在5μπι至50 μ m范圍中的噴嘴來產(chǎn)生在lpl至lOOpl范圍中的打印滴。射流速度優(yōu)選地在10m/S至30m/s的范圍內。基本滴生成頻率優(yōu)選地在50kHz至1000kHz的范圍內。這些滴尺寸、滴速度、噴嘴尺寸和滴生成頻率參數(shù)的具體選擇取決于打印應用。
[0065]本發(fā)明使得能夠對于打印或非打印來選擇滴，而無需如在傳統(tǒng)的基于電磁偏轉的墨射流打印機中所發(fā)現(xiàn)的、對于一排液體射流中的每個液體射流來使用單獨的充電電極。相反，可以使用單個共用的充電電極來對來自一排液體射流的滴進行充電。這消除了要將每個充電電極與噴嘴精密地對準的需要。借助于與不同液體射流相關聯(lián)的充電電極來對來自同一液體射流的滴的串擾充電不再是問題。由于串擾充電不再是問題，所以不必如傳統(tǒng)滴充電系統(tǒng)所需的那樣使充電電極與液體射流之間的距離最小化。共用的充電電極還提高了改進的充電效率和偏轉效率，從而允許在射流與電極之間存在更大的分開距離。處于25 μ m至300 μ m之間的、充電電極與射流軸線之間的距離是可用的。消除對于每個液體射流的單獨的充電電極還允許比對于每個噴嘴需要單獨的充電電極的傳統(tǒng)靜電偏轉連續(xù)墨射流系統(tǒng)更高的噴嘴密度。噴嘴陣列密度可以在75nip至1200nip的范圍內，其中nip指每英尺上的噴嘴數(shù)。
[0066]在各種圖的實施方式中，打印滴是相對不帶電并且相對不偏轉的，而非打印滴是帶電的并且被偏轉以撞擊捕捉器。在其它實施方式中，打印滴劑可以是帶電的并且被偏轉，而非打印滴為相對不帶電并且相對不被偏轉，其中捕捉器被定位成攔截未被偏轉的非打印滴的軌跡。
[0067]以上參照圖1至圖9所討論的示例性實施方式是使用滴充電結構、滴偏轉結構、滴捕捉結構以及滴形成裝置的特定組合來描述的。應當理解的是，存在許多公知的滴充電結構的配置、滴偏轉結構的配置、滴捕捉結構的配置以及滴形成裝置的配置，包括單個結構執(zhí)行多個功能的一些結構(諸如用于對滴充電并且使其偏轉的電極結構)，并且可以采用這些結構的各種組合。
[0068]部件列表
[0069]10連續(xù)墨射流打印系統(tǒng)
[0070]11 貯墨器
[0071]12打印頭或液體噴射器
[0072]13圖像源
[0073]14偏轉機構
[0074]15墨回收單元
[0075]16圖像處理器
[0076]17邏輯控制器
[0077]18刺激控制器
[0078]19記錄介質
[0079]20墨壓力調節(jié)器
[0080]21介質輸送控制器
[0081]22輸送輥
[0082]24液體室
[0083]26液體射流流向
[0084]27帶電滴捕捉器接觸位置
[0085]30 3X 打印滴
[0086]31 4X 打印滴
[0087]32斷裂位置
[0088]34打印滴軌跡
[0089]35IX 打印滴
[0090]36IX非打印滴
[0091]372X 打印滴
[0092]382X非打印滴
[0093]39非打印滴軌跡
[0094]40連續(xù)液體噴射系統(tǒng)
[0095]42被打印的3X滴
[0096]43液體射流
[0097]44充電電極
[0098]45被打印的2X滴
[0099]46被打印的IX滴
[0100]47捕捉器[0101 ]48墨月旲
[0102]49被打印的4X滴
[0103]50噴嘴
[0104]51充電電壓源
[0105]52捕捉器面
[0106]53白像素
[0107]54速度調制源
[0108]55滴刺激波形
[0109]56滴形成波形源
[0110]57捕捉器底板
[0111]58墨回收通道
[0112]59滴形成裝置
[0113]62像素邊界
[0114]65箭頭
[0115]66偏轉電極
[0116]67偏轉電極電壓源
[0117]70不打印滴波形
[0118]71IX打印滴波形
[0119]722X打印滴波形
[0120]733X打印滴波形
[0121]744X打印滴波形
[0122]83充電裝置
[0123]87液體射流中心軸
[0124]893X滴形成脈沖
[0125]904X滴形成脈沖
[0126]91IX滴形成脈沖
[0127]922X滴形成脈沖
[0128]95打印滴電壓狀態(tài)
[0129]96非打印滴電壓狀態(tài)
[0130]97充電電極波形
[0131]150提供受壓液體的步驟
[0132]155提供輸入圖像數(shù)據(jù)的步驟
[0133]160調制液體射流的步驟
[0134]165提供充電裝置的步驟
[0135]170使同步的步驟
[0136]175使滴對合并的步驟
[0137]180使所選擇的滴偏轉的步驟
[0138]185攔截所選擇的滴的步驟
【權利要求】
1.一種噴射液體滴的方法，包括: 在足以噴射液體射流的壓力下通過液體室的噴嘴提供液體，所述液體射流包括液體射流斷裂的基本周期； 提供與所述液體射流相關聯(lián)的滴形成裝置； 提供打印周期，所述打印周期被定義為液體射流斷裂的基本周期的N倍，其中N是大于I的整數(shù)； 提供輸入圖像數(shù)據(jù)，所述輸入圖像數(shù)據(jù)的每個輸入圖像像素具有包括非打印水平的M個水平，其中M是整數(shù)且2〈M ( N+1 ； 提供充電裝置，所述充電裝置包括: 與所述液體射流相關聯(lián)的充電電極；以及 變化所述充電電極與所述液體射流之間的電勢的源，所述變化電勢的源向所述充電電極提供波形，所述波形在每個打印周期期間重復至少一次，所述波形包括一個或更多個打印滴電壓狀態(tài)和一個或更多個非打印滴電壓狀態(tài)，所述波形獨立于所述輸入圖像數(shù)據(jù)； 通過向所述滴形成裝置提供多個波形來使用所述滴形成裝置調制所述液體射流，以選擇性地使所述液體射流的多個部分斷裂成沿初始路徑行進的打印滴和非打印滴的序列，所述多個波形中的每一個具有與所述打印周期相等的周期，每個波形響應于所述輸入圖像數(shù)據(jù)而被選擇以形成具有與所述輸入圖像像素的水平對應的體積的打印滴； 使所述充電裝置和所述滴形成裝置同步，以當打印滴從所述液體射流斷裂時產(chǎn)生關于打印滴的打印滴荷質比、并且當非打印滴從所述液體射流斷裂時產(chǎn)生關于非打印滴的非打印滴荷質比，所述打印滴荷質比不同于所述非打印滴荷質比；以及 使用偏轉裝置使所述打印滴和所述非打印滴中的至少一者偏離所述初始路徑。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，調制所述液體射流包括:當所述輸入圖像數(shù)據(jù)水平是O時，使所述液體射流的多個部分斷裂成一個或更多個非打印滴；并且對于所述輸入圖像數(shù)據(jù)像素水平I至M中的每一個，使所述液體射流的多個部分斷裂成不同體積的打印滴。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，響應于輸入圖像像素數(shù)據(jù)水平X，其中X< N，所述打印滴的體積等于基本滴體積的X倍，所述基本滴體積與液體射流斷裂的基本周期對應。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括:使用捕捉器來攔截沿非打印滴路徑行進的滴。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，所述噴嘴是多個噴嘴中的一個，所述充電裝置的所述充電電極包括如下電極:該電極為從所述多個噴嘴中的噴嘴噴射的每個所述液體射流所共用并且與從所述多個噴嘴中的噴嘴噴射的每個所述液體射流相關聯(lián)。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述多個噴嘴全部都具有相同的尺寸。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述滴形成裝置進一步包括: 與所述液體室、所述噴嘴和所述液體射流中的一者相關聯(lián)的滴形成換能器；以及 向所述滴形成換能器提供所述多個波形的滴形成波形源。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，所述滴形成換能器是熱裝置、壓電裝置、MEMS致動器、電流體動力學裝置、光學裝置、電致伸縮裝置和它們的組合中的一者。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述打印滴基本上不帶電。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述充電電極與所述液體射流的斷裂位置相鄰地放置。
11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述偏轉裝置進一步包括至少一個偏轉電極以使帶電滴偏轉，所述至少一個偏轉電極與電勢的源和地中的一者電連通。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述偏轉裝置進一步包括與電勢的源電連通的、產(chǎn)生滴偏轉場以使帶電滴偏轉的偏轉電極。
13.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述打印滴電壓狀態(tài)包括非零DC電平。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，由所述變化電勢的源提供的波形的所述一個或更多個打印滴電壓狀態(tài)是等同的。
15.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，由所述變化電勢的源提供的波形的所述一個或更多個非打印滴電壓狀態(tài)是等同的。
16.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，向所述滴形成裝置提供的所述多個波形選自于由至少M個波形構成的集合。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中，所述多個波形每個都包括不同的脈沖序列。
18.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中，對于所述多個波形中的每一個，在所述打印周期內施加于滴形成換能器的總能量是相同的。
19.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述多個噴嘴被布置成兩個或更多個組，使得來自相鄰噴嘴的打印滴不對準。
【文檔編號】B41J2/09GK104395086SQ201380032919
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年6月11日 優(yōu)先權日:2012年6月22日
【發(fā)明者】赫里希凱什·V·潘沙瓦格, 邁克爾·艾倫·馬庫斯, 沙希謝卡·P·阿迪加 申請人:伊斯曼柯達公司