改善滴速、質(zhì)量和形成均勻性的制作方法
【專利摘要】于此描述了采用多級波形驅(qū)動微滴噴射裝置的方法和系統(tǒng)。在一個實施方式中，驅(qū)動微滴噴射裝置的方法包括將多級波形應(yīng)用于微滴噴射裝置。多級波形包括具有至少一個補償邊沿的第一區(qū)間和具有至少一個驅(qū)動脈沖的第二區(qū)間。補償邊沿具有針對微滴噴射裝置間的微滴速度或微滴質(zhì)量中的系統(tǒng)差異的補償效果。在另一實施方式中，補償邊沿具有針對微滴噴射裝置之間的串擾的補償效果。
【專利說明】
改善滴速、質(zhì)量和形成均勻性
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明的實施方式涉及微滴噴射，且更特別地涉及經(jīng)由多級圖像映射將補充脈沖 應(yīng)用于改善滴速均勻性、液滴質(zhì)量均勻性和液滴形成。
【背景技術(shù)】
[0002] 微滴噴射裝置用于多種目的，最常見的是用于在各種媒體上打印圖像。微滴噴射 裝置常常指的是噴墨或噴墨打印機。按需噴滴(drop-on-demand)微滴噴射裝置因其靈活性 和經(jīng)濟性在很多應(yīng)用中被使用。按需噴滴裝置響應(yīng)于特定的信號噴射一個或多個微滴，該 信號通常是可以包括單個脈沖或多個脈沖的電波形。多脈沖波形的不同部分可以被選擇性 地激活以產(chǎn)生微滴。
[0003] 微滴噴射裝置通常包括從液體供給到噴嘴路徑的液體路徑。噴嘴路徑終止于噴射 微滴的噴嘴開口。噴墨打印頭展示出高度耦合的電的、機械的及流體的行為并且對于由制 造差異、串擾、加載和自然頻率響應(yīng)引起的非均勻性是敏感的。因此，滴速和質(zhì)量分布的非 均勻性存在于具有大量密集噴嘴的打印頭中。有必要降低這些非均勻性對輸出模式品質(zhì)的 影響。之前的方式包括緊縮制造公差或者額外的電子產(chǎn)品(諸如放大器和開關(guān))來驅(qū)動使用 單獨的波形的各個噴嘴從而補償差異。然而，這些之前的方式因為額外的電子產(chǎn)品而使得 實施較為昂貴，并且對于單獨的波形也需要更多的時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 于此描述了采用多級波形驅(qū)動微滴噴射裝置的方法和系統(tǒng)。在一個實施方式中， 驅(qū)動微滴噴射裝置的方法包括生成多級波形，該多級波形具有與所述多級波形中的至少一 個脈沖相關(guān)聯(lián)的補償邊沿。所述補償邊沿基于微滴參數(shù)的空間分布來選擇并具有補償微 滴噴射裝置間的系統(tǒng)差異的補償效果。方法包括在微滴噴射裝置中的至少一者中使用多級 波形來噴射一個或多個微滴。
[0005] 在另一實施方式中，驅(qū)動微滴噴射裝置的方法包括確定用于微滴噴射裝置的圖像 數(shù)據(jù)、將所述圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為將要存儲在具有第一級和第二級的圖像緩存中的轉(zhuǎn)換后的數(shù) 據(jù)、處理轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以確定串擾影響的數(shù)據(jù)以及將所述多級波形應(yīng)用于所述微滴噴射裝 置。所述多級波形包括具有至少一個補償邊沿的第一區(qū)間和具有至少一個驅(qū)動脈沖的第二 區(qū)間。所述至少一個補償邊沿具有補償微滴噴射裝置間的串擾差異的補償效果。
【附圖說明】
[0006] 本發(fā)明以示例的方式而非限制的方式在附圖中示出，且其中：
[0007] 圖1示出了根據(jù)一個實施方式的噴墨系統(tǒng)的框圖；
[0008] 圖2是根據(jù)一個實施方式的壓電噴墨打印頭；
[0009] 圖3示出了根據(jù)一個實施方式的壓電按需噴滴打印頭模塊，該模塊用于在基板上 噴射油墨微滴來渲染圖像；
[0010] 圖4示出了根據(jù)一個實施方式的過程的流程圖，該過程為采用多級波形來驅(qū)動打 印頭或噴墨系統(tǒng)內(nèi)的微滴噴射裝置以補償微滴噴射裝置間的至少一個微滴參數(shù)的系統(tǒng)差 異；
[0011] 圖5顯示了根據(jù)一個實施方式的多級波形500;
[0012] 圖6示出了根據(jù)一個實施方式的具有多晶粒的晶片和滴速的相應(yīng)空間分布；
[0013] 圖7顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形700;
[0014]圖8顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形800;
[0015]圖9顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形900;
[0016]圖10顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形1000;
[0017]圖11顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形1100;
[0018]圖12顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形1200;
[0019] 圖13示出了根據(jù)一個實施方式的過程的流程圖，該過程為采用多級波形來驅(qū)動打 印頭或噴墨系統(tǒng)內(nèi)的微滴噴射裝置以補償微滴噴射裝置之間的串擾；
[0020] 圖14顯示了根據(jù)一個實施方式的多級波形1400;
[0021]圖15a示出了根據(jù)一個實施方式的將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為低密度緩存；
[0022]圖15b示出了根據(jù)一個實施方式的將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高密度緩存；
[0023]圖16a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的1比特波形；
[0024]圖16b示出了在特定頻率具有液滴形成問題的頻率響應(yīng)圖形；
[0025]圖17a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的1比特波形；
[0026]圖17b示出了在特定頻率具有液滴形成問題的頻率響應(yīng)圖形；
[0027]圖18a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的2比特波形；
[0028]圖18b示出了在特定頻率具有液滴形成問題的頻率響應(yīng)圖形；
[0029]圖19a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的2比特波形；
[0030] 圖19b示出了在一個實施方式中具有頻率響應(yīng)差異的頻率響應(yīng)圖形；
[0031] 圖20a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的2比特波形；
[0032] 圖20b示出了在一個實施方式中具有頻率響應(yīng)差異的頻率響應(yīng)圖形；
[0033]圖21a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的2比特波形；以及
[0034] 圖21b示出了在一個實施方式中具有頻率響應(yīng)差異的頻率響應(yīng)圖形。
【具體實施方式】
[0035] 于此描述了采用多脈沖波形驅(qū)動微滴噴射裝置的方法和系統(tǒng)。在一個實施方式 中，用于驅(qū)動微滴噴射裝置的方法包括生成具有補償邊沿的多級波形，補償邊沿與多級波 形中的至少一個脈沖相關(guān)聯(lián)。補償邊沿基于微滴參數(shù)的空間分布來選擇并具有補償微滴噴 射裝置間的系統(tǒng)差異的補償效果。方法包括在微滴噴射裝置的至少一者中使用多級波形來 噴射一個或多個微滴。
[0036] 噴墨模塊內(nèi)的滴速差異的來源包括射流內(nèi)差異、射流對射流差異和流體串擾。射 流內(nèi)差異依賴于射流、圖像類型和打印速度的頻率響應(yīng)。射流對射流差異可能由于制造公 差(如，壓電性能或厚度差異）由系統(tǒng)差異引起。射流之間的流體串擾依賴于圖像模式。 [0037]多級或多段波形可以采用速度控制補償脈沖來設(shè)計以補償?shù)嗡僦械倪@些差異。速 度控制補償脈沖可以加快或降低滴速。諸如射流對射流的系統(tǒng)差異可以使用圖像像素來處 理以將補償脈沖應(yīng)用于適當?shù)乃x擇的射流。頻率和串擾相關(guān)的差異可以以類似的方式采 用圖像像素級來動態(tài)處理。還可以研發(fā)各種類型的補償脈沖來糾正液滴質(zhì)量差異。
[0038]本申請的波形包括無滴發(fā)射(non-drop-firing)部分來提供補償效果，以補償微 滴噴射裝置之間的滴速差異、液滴質(zhì)量差異、串擾和液滴形成差異。
[0039]圖1示出了根據(jù)一個實施方式的噴墨系統(tǒng)的框圖。噴墨系統(tǒng)1500包括電壓源1520， 該電壓源1520將電壓施加至壓力變送器1510(如，栗室和致動器），壓力變送器1510可以為 壓電或熱變送器。油墨供應(yīng)1530將油墨供應(yīng)至流體流通道1540,該流體流通道1540將油墨 供應(yīng)至變送器。變送器將油墨提供至流體流通道1542。流體流通道允許來自變送器的壓力 傳播至具有孔或噴嘴的液滴生成裝置1550,并且在一個或多個壓力脈沖足夠大的情況下生 成一個或多個微滴。噴墨系統(tǒng)1500中的油墨量通過至油墨供應(yīng)1530的流體連接來維持。液 滴生成裝置1550、變送器1540和油墨供應(yīng)1530被耦合至流體接地，而電壓源被耦合至電接 地。
[0040] 圖2是根據(jù)一個實施方式的壓電噴墨打印頭。如圖2所示，打印頭12的128個獨立微 滴噴射裝置1〇(在圖2中僅顯示了一個）由通過電源線14和15提供的恒定電壓驅(qū)動，并且由 板上控制電路(板上控制器）19來分配以控制獨立微滴噴射裝置10的發(fā)射。外部控制器20通 過線14和15供應(yīng)電壓，并且通過線16向板上控制電路19提供控制數(shù)據(jù)、邏輯電源和時序 (timing)。由獨立噴射裝置10噴射的油墨可以被傳遞以在基板18上形成打印線17,該基板 18在打印頭12下移動。在基板18被示出以單通過模式移動經(jīng)過固定打印頭12時，可替換地， 打印頭12還可以以掃描模式移動穿過基板18。
[0041] 在一個實施方式中，打印頭(如，打印頭12)包括噴墨模塊，該噴墨模塊包括噴射流 體的微滴的微滴噴射裝置以及耦合至微滴噴射裝置的控制電路(如，板上控制器19)。在操 作期間，控制電路通過將多級波形應(yīng)用至微滴噴射裝置來驅(qū)動微滴噴射裝置。多級波形包 括具有至少一個補償邊沿的第一區(qū)間和具有至少一個驅(qū)動脈沖的第二區(qū)間。補償邊沿具有 補償打印頭的微滴噴射裝置間的微滴參數(shù)(如，微滴速度、微滴質(zhì)量）中的系統(tǒng)差異的補償 效果。
[0042]控制電路和控制器（如，外部控制器20、處理系統(tǒng)等）中的至少一者實行指令或執(zhí) 行操作來確定微滴噴射裝置間的微滴噴射參數(shù)的空間分布，并基于微滴噴射參數(shù)的空間分 布確定用于映射多級波形的圖像像素級的映射?？商鎿Q地，不同的處理系統(tǒng)提供了微滴噴 射參數(shù)的空間分布并基于微滴噴射參數(shù)的空間分布確定了用于映射多級波形的圖像像素 級的映射。微滴噴射參數(shù)的空間分布可以包括微滴噴射裝置間的微滴速度的空間分布。微 滴噴射參數(shù)的空間分布可以包括微滴噴射裝置間的微滴質(zhì)量的空間分布。控制電路和控制 器中的至少一者實行指令或執(zhí)行操作以標識空間分布內(nèi)的微滴噴射裝置的第一和第二群 組，并將第二群組中的像素轉(zhuǎn)換為多級波形的第二級，而第一群組中的像素保留在多級波 形的第一級。補償邊沿或脈沖可能引起由微滴噴射裝置噴射的微滴的液滴質(zhì)量的增加或減 少。補償邊沿或脈沖可能降低由微滴噴射裝置噴射的微滴的頻率響應(yīng)差異。
[0043]在另一實施方式中，打印頭包括噴墨模塊，該噴墨模塊包括噴射流體的微滴的微 滴噴射裝置和耦合至微滴噴射裝置的控制電路。在操作期間，控制電路通過將多級波形應(yīng) 用至微滴噴射裝置來驅(qū)動微滴噴射裝置。多級波形包括具有有補償微滴噴射裝置間的串擾 的補償效果的補償脈沖的第一區(qū)間和具有至少一個驅(qū)動脈沖的第二區(qū)間?？刂齐娐泛涂刂?器中的至少一者確定用于微滴噴射裝置的圖像數(shù)據(jù)、將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為將要存儲在具有第 一和第二級的圖像緩存中的轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以及處理轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以確定串擾影響的數(shù)據(jù)。 針對串擾處理緩存數(shù)據(jù)包括標識受串擾影響的像素?？刂齐娐泛涂刂破髦械闹辽僖徽邔嵭?指令以將所標識的受串擾影響的像素轉(zhuǎn)移至圖像緩存的第三級。補償邊沿或脈沖中的至少 一者提高或降低了由微滴噴射裝置噴射的微滴的滴速。
[0044] 圖3示出了根據(jù)一個實施方式的壓電按需噴滴打印頭模塊的橫截面視圖，該模塊 用于在基板上噴射油墨微滴來渲染圖像。模塊300具有一連串的密集的噴嘴開口，油墨可以 從這些開口而被噴射。每一個噴嘴開口 302由包括栗室304的流路徑送達，其中油墨通過壓 電致動器310增壓。其他模塊可以采用于此描述的技術(shù)使用。
[0045] 壓電（PZT)致動器310位于油墨栗室的頂部。在壓電致動器加壓時，油墨從油墨栗 室流過下行器320并流出KOH噴嘴開口 302(通過箭頭表示）。此外，如圖3所示，打印頭中模塊 本體的基礎(chǔ)娃層330界定(def ine) 了上行器332、饋送器334和栗室304。如箭頭所表示的，油 墨從饋送器流至栗室。
[0046]噴嘴部分由娃層336形成。在一個實施方式中，噴嘴娃層336被恪接（fusion bonded)至基礎(chǔ)娃層并進行界定。隔膜娃層338可以被恪接至基礎(chǔ)娃層，其在噴嘴娃層對面。 [0047]在PZT層310之上或之下的一個或多個金屬層340和342被用于形成接地電極和驅(qū) 動電極。金屬化的PZT層由粘合劑層334接合至硅隔膜。在一個實施方式中，粘合劑為聚合的 苯并環(huán)丁稀(benzocyclobutene，BCB)，但是也可以為各種其他類型的粘合劑。插入機構(gòu)360 和362提供入口/出口 364進入隔膜層和基礎(chǔ)層的開口?；A(chǔ)層和噴嘴層提供激光切片基準 370。多個噴射結(jié)構(gòu)可以形成在單個打印頭晶粒(die)中。在一個實施方式中，在制造期間， 多個晶粒同時形成。
[0048] PZT構(gòu)件或元件(如，致動器)被配置為響應(yīng)于驅(qū)動電子產(chǎn)品（如，控制電路)所產(chǎn)生 的驅(qū)動脈沖改變栗室中的流體壓力。對于一個實施方式，致動器經(jīng)由栗室從噴嘴噴射流體 的微滴。驅(qū)動電子產(chǎn)品被耦合至PZT構(gòu)件。
[0049]圖4示出了根據(jù)一個實施方式的過程的流程圖，該過程為采用多級波形來驅(qū)動打 印頭或噴墨系統(tǒng)內(nèi)的微滴噴射裝置以補償微滴噴射裝置間的至少一個微滴參數(shù)的系統(tǒng)差 異。該過程的操作可以采用控制電路、控制器、處理系統(tǒng)或這些組件的結(jié)合來執(zhí)行。在一個 實施方式中，在框402處，驅(qū)動微滴噴射裝置的過程包括確定打印頭或噴墨系統(tǒng)的微滴噴射 裝置間的微滴參數(shù)(如，微滴速度、微滴質(zhì)量)的空間分布。在框404處，該過程標識空間分布 內(nèi)的微滴噴射裝置的第一和第二群組。例如，對于微滴速度參數(shù)，第一群組可以包括以更快 的微滴速度噴射微滴的微滴噴射裝置，并且第二群組可以包括以更慢的微滴速度噴射微滴 的微滴噴射裝置。對于微滴質(zhì)量參數(shù)，第一群組可以包括以更大的微滴質(zhì)量噴射微滴的噴 嘴，并且第二群組可以包括以更小的微滴質(zhì)量噴射微滴的噴嘴。在框406處，該過程可以包 括基于微滴噴射參數(shù)的空間分布確定用于映射多級波形的圖像像素級的映射。確定映射可 以包括將第二群組中的像素轉(zhuǎn)換為多級波形的第二級。第一群組中的像素可以在缺省情況 下保留在多級波形的第一級，或者可以被映射為第一級。在框408,該過程將多級波形應(yīng)用 于微滴噴射裝置。多級波形包括具有至少一個補償邊沿或至少一個補償脈沖的第一區(qū)間 和具有至少一個驅(qū)動脈沖的第二區(qū)間，補償邊沿或補償脈沖有補償微滴噴射裝置間的微滴 參數(shù)的系統(tǒng)差異的補償效果。在框410處，該過程響應(yīng)于在框408處的被應(yīng)用于微滴噴射裝 置中的一者或多者的多級波形，使微滴噴射裝置噴射微滴。
[0050] 在一個實施方式中，由至少一個補償邊沿(可以是一個補償脈沖或多個補償脈沖） 引起的壓力響應(yīng)波關(guān)于至少一個驅(qū)動脈沖的一個或多個壓力波諧振（即，同相）或近似諧 振。可替換地，由至少一個補償邊沿(可以是一個補償脈沖或多個補償脈沖）引起的壓力響 應(yīng)波關(guān)于至少一個驅(qū)動脈沖的壓力響應(yīng)波近似反諧振（即，異相）。補償邊沿或補償脈沖的 峰值電壓可以小于至少一個驅(qū)動脈沖的峰值電壓。補償脈沖的脈沖寬度可以類似于至少一 個驅(qū)動脈沖的脈沖寬度。
[0051] 補償邊沿或補償脈沖被設(shè)計為不噴射微滴。補償邊沿或補償脈沖還具有比驅(qū)動脈 沖低的最大電壓幅度，以避免噴射微滴。
[0052] 在一個實施方式中，響應(yīng)于多級波形的脈沖或響應(yīng)于額外的多級波形的脈沖，每 一個微滴噴射裝置噴射流體的額外的微滴。波形可以包括一系列級聯(lián)的區(qū)間。每一個區(qū)間 可以包括特定數(shù)量的樣本，該樣本包括固定時間周期(如，1至3微秒)和相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)量。樣 本的時間周期對于驅(qū)動電子產(chǎn)品的控制邏輯來說是足夠長的，以使能或禁用用于下一個波 形區(qū)間的每一個噴嘴。在一個實施方式中，波形數(shù)據(jù)以一系列的地址、電壓和標志位樣本的 形式被存儲在表格中，并且可以用軟件進行存取。波形提供了產(chǎn)生單個大小的微滴和各種 不同大小的微滴必需的數(shù)據(jù)。例如，波形可以以20千赫茲(kHz)的頻率操作并通過選擇性地 激活波形的不同脈沖產(chǎn)生三個不同大小的微滴。這些微滴以近似相同的目標速度被噴射。 [0053]圖5顯示了根據(jù)一個實施方式的多級波形500。波形的區(qū)間1包括補償脈沖510,并 且區(qū)間2包括驅(qū)動脈沖520。區(qū)間1對應(yīng)于近似三微秒波形的時間周期，并且區(qū)間2對應(yīng)于近 似剩余的五微秒的波形。補償脈沖510具有補償打印頭的微滴噴射裝置間的系統(tǒng)差異的補 償效果。從發(fā)射補償脈沖到隨后的發(fā)射驅(qū)動脈沖的時間周期可以近似是諧振時間周期。 [0054]表1顯示了波形500的區(qū)間映射。 表1:區(qū)間映射
[0055]圖6示出了根據(jù)一個實施方式的具有多晶粒的晶片和滴速的相應(yīng)空間分布。晶粒 602-608包括滴速610-617的各自的空間分布。滴速的空間分布具有依賴于晶片600上的晶 粒位置的系統(tǒng)簽名（signature)。于此討論的補償脈沖被設(shè)計為補償不同的晶粒位置間的 系統(tǒng)滴速差異。在一個實施方式中，每一個晶粒位置對應(yīng)不同的打印頭。例如，晶粒602包括 通常在晶粒間從左到右為下降的滴速分布610。對應(yīng)于滴速分布610的較慢的滴速的微滴噴 射裝置可以用補償脈沖進行補償，以加快針對這些微滴噴射裝置的滴速并減少系統(tǒng)滴速差 異。
[0056]圖7-12示出了不同類型的用于糾正微滴噴射裝置間的系統(tǒng)滴速或液滴質(zhì)量差異 的多級波形。圖7顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形700。波形包括補償 脈沖710(如，位于區(qū)間1)、驅(qū)動脈沖720-760(如，位于區(qū)間2)和無滴發(fā)射部分770,該無滴發(fā) 射部分770包括具有微滴矯直功能的射流矯直邊沿772和具有能量消除功能的消除邊沿774 和776。驅(qū)動脈沖使微滴噴射裝置噴射流體的微滴。補償脈沖710具有補償微滴噴射裝置間 的系統(tǒng)差異的補償效果。補償脈沖本身不發(fā)射微滴。補償脈沖710將能量增加至微滴噴射裝 置以提高隨后的驅(qū)動脈沖中的一者或多者的滴速和液滴質(zhì)量。從發(fā)射補償脈沖到隨后發(fā)射 驅(qū)動脈沖的時間周期可以與驅(qū)動脈沖的諧振時間周期近似諧振。
[0057]圖8顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形800。波形包括補償脈沖 810(如，位于區(qū)間1)、驅(qū)動脈沖820-860(如，位于區(qū)間2)和無滴發(fā)射部分870,該無滴發(fā)射部 分870包括具有微滴矯直功能的射流矯直邊沿872和具有能量消除功能的消除邊沿874和 876。補償脈沖810具有補償打印頭的微滴噴射裝置間的系統(tǒng)差異的補償效果。補償脈沖810 對微滴噴射裝置減少能量以降低隨后的驅(qū)動脈沖中的一者或多者的滴速和液滴質(zhì)量。從發(fā) 射補償脈沖到隨后發(fā)射驅(qū)動脈沖的時間周期(如，補償脈沖的上升沿至驅(qū)動脈沖的上升沿、 補償脈沖的下降沿至驅(qū)動脈沖的下降沿）可以與驅(qū)動脈沖的諧振時間周期相比近似異相 (反諧振）。
[0058]圖9顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形900。波形包括補償脈沖 910(如，位于區(qū)間1)、驅(qū)動脈沖920-960(如，位于區(qū)間2)和具有能量消除功能的消除邊沿 970。驅(qū)動脈沖使微滴噴射裝置噴射流體的微滴。補償脈沖910具有補償微滴噴射裝置間系 統(tǒng)差異的補償效果。補償脈沖本身不發(fā)射微滴。補償脈沖910將能量增加至微滴噴射裝置以 提高隨后的驅(qū)動脈沖中的一者或多者的滴速和液滴質(zhì)量。從發(fā)射補償脈沖到隨后發(fā)射驅(qū)動 脈沖的時間周期可以與驅(qū)動脈沖的諧振時間周期近似反諧振。
[0059]圖10顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形1000。波形包括補償脈 沖1010(如，位于區(qū)間1)、驅(qū)動脈沖1020-1060(如，位于區(qū)間2)和具有能量消除功能的消除 邊沿1070。補償脈沖1010具有補償微滴噴射裝置間的系統(tǒng)差異的補償效果。補償脈沖1010 對微滴噴射裝置減少能量以降低隨后的驅(qū)動脈沖中的一者或多者的滴速和液滴質(zhì)量。從發(fā) 射補償脈沖到隨后發(fā)射驅(qū)動脈沖的時間周期（如，補償脈沖的上升沿至驅(qū)動脈沖的上升 沿、補償脈沖的下降沿至驅(qū)動脈沖的下降沿)可以與驅(qū)動脈沖的諧振時間周期相比近似異 相(反諧振）。
[0060] 圖11顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形1100。波形包括補償脈 沖1110(如，位于區(qū)間1)、驅(qū)動脈沖1120-1160(如，位于區(qū)間2)和具有能量消除功能的消除 邊沿1170。驅(qū)動脈沖使微滴噴射裝置噴射流體的微滴。補償脈沖1110具有補償打印頭的微 滴噴射裝置間的系統(tǒng)差異的補償效果。補償脈沖本身不發(fā)射微滴。補償脈沖1110將能量增 加至微滴噴射裝置以提高隨后的驅(qū)動脈沖中的一者或多者的滴速和液滴質(zhì)量。從發(fā)射補償 脈沖到隨后發(fā)射驅(qū)動脈沖的時間周期可以與驅(qū)動脈沖的諧振時間周期近似諧振。
[0061] 圖12顯示了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的多級波形1200。波形包括補償邊 沿1210(如，位于區(qū)間1)、驅(qū)動脈沖1220-1260(如，位于區(qū)間2)和具有能量消除功能的消除 邊沿1270。補償邊沿1210具有補償微滴噴射裝置間的系統(tǒng)差異的補償效果。補償邊沿1210 增加能量至微滴噴射裝置以提高隨后的驅(qū)動脈沖中的一者或多者的滴速和液滴質(zhì)量。從發(fā) 射補償邊沿到隨后發(fā)射驅(qū)動脈沖的類似邊沿的時間周期（如，補償脈沖的下降沿至驅(qū)動脈 沖的下降沿)可以與驅(qū)動脈沖的諧振時間周期相比近似諧振。
[0062] 如圖7和8所示的相同的感知消除脈沖（或一個或多個消除邊沿)在消除邊沿延遲 之前，消除邊沿延遲具有與驅(qū)動脈沖之間的一個或多個延遲的電壓電平類似的電壓電平。 如圖9-12所示的相反的感知消除脈沖(或一個或多個消除邊沿)在消除邊沿延遲之前，消除 邊沿延遲具有與驅(qū)動脈沖之間的一個或多個延遲的電壓電平不同的電壓電平。相對于偏置 電平或發(fā)射脈沖之間的電平，消除邊沿延遲的電壓電平與發(fā)射脈沖相比在相反方向。
[0063] 圖13示出了根據(jù)一個實施方式的過程的流程圖，該過程為采用多級波形來驅(qū)動 打印頭或噴墨系統(tǒng)內(nèi)的微滴噴射裝置以補償打印頭或噴墨系統(tǒng)的微滴噴射裝置之間的串 擾。多級波形可能具有比特深度為2的4個等級、比特深度為3的8個等級等。在一個實施方式 中，在框1302處，驅(qū)動微滴噴射裝置的過程包括確定圖像數(shù)據(jù)。在框1304處，該過程將圖像 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為將要存儲在圖像緩存的轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。例如，圖像緩存將包含級〇和級1，以及級 1用于圖像數(shù)據(jù)的所打印的像素。在框1306處，該過程可以包括針對串擾處理轉(zhuǎn)換后的數(shù) 據(jù)。處理轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)可以包括標識具有高串擾的像素并將其轉(zhuǎn)移至新的級2。例如，形成 低密度圖像的轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)可能具有低串擾，而形成高密度圖像的轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)可能具有 高串擾。圖像數(shù)據(jù)可以被打印并且滴速可以被測量以用于打印模式。對應(yīng)于較慢滴速的來 自打印模式的數(shù)據(jù)可以被轉(zhuǎn)移至級2。在框1308,該過程將具有區(qū)間映射的多級波形應(yīng)用于 微滴噴射裝置。多級波形包括具有至少一個補償邊沿或至少一個補償脈沖(補償邊沿或補 償脈沖具有補償微滴噴射裝置之間的串擾的補償效果)的第一區(qū)間和具有至少一個驅(qū)動脈 沖的第二區(qū)間。響應(yīng)于在框1308處被應(yīng)用于微滴噴射裝置的多級波形，在框1310,該過程使 微滴噴射裝置噴射微滴。
[0064] 在一個實施方式中，至少一個補償邊沿或至少一個補償脈沖的壓力響應(yīng)波關(guān)于至 少一個驅(qū)動脈沖的一個或多個壓力波諧振(即，同相)或近似諧振。在另一實施方式中，至少 一個補償邊沿或至少一個消除脈沖的壓力響應(yīng)波關(guān)于至少一個驅(qū)動脈沖的壓力響應(yīng)波反 諧振(即，異相）。補償脈沖的峰值電壓可能小于至少一個驅(qū)動脈沖的峰值電壓。消除脈沖的 峰值電壓可能小于至少一個驅(qū)動脈沖的峰值電壓。
[0065]圖14顯示了根據(jù)一個實施方式的多級波形1400。波形的區(qū)間1包括補償脈沖1410， 并且區(qū)間2包括驅(qū)動脈沖1420。區(qū)間1對應(yīng)近似三毫秒波形的時間周期及區(qū)間2對應(yīng)近似剩 余五毫秒波形。補償脈沖1410具有補償微滴噴射裝置之間的串擾的補償效果。從發(fā)射補償 脈沖到隨后發(fā)射驅(qū)動脈沖的時間周期可能近似是諧振時間周期。
[0066] 表2顯示了波形1400的區(qū)間映射。 表2:區(qū)間映射
[0067] 圖15a示出了根據(jù)一個實施方式的將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為低密度緩存。圖像數(shù)據(jù)1510 被轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換后的緩存數(shù)據(jù)并接著存儲為低密度緩存1520。對于圖15a所示的稀疏 (sparse)模式，不需要糾正或補償。
[0068] 圖15b示出了根據(jù)一個實施方式的將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高密度緩存。圖像數(shù)據(jù)1550 被轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換后的緩存數(shù)據(jù)并接著存儲為高密度緩存1560。對于圖15b所示的密集(dense) 模式，需要實時分析或預(yù)處理來確定針對給定緩存發(fā)射的若干微滴噴射裝置。如果特定噴 嘴模式的噴嘴相互接近，那么串擾將可能發(fā)生并改變滴速(如，放慢滴速）。在這種模式中， 像素被轉(zhuǎn)移至級2并用補償脈沖進行打印以補償串擾。應(yīng)當注意的是，補償脈沖可以增加能 量并提高滴速。提高補償脈沖的幅度來提高滴速，直至獲得所要求的或最佳的滴速?？商鎿Q 地，補償脈沖可以減少波形的能量并降低滴速。降低補償脈沖的幅度來降低滴速，直至獲得 所要求的或最佳的滴速。
[0069] 至少一個補償邊沿或補償脈沖可以對液滴質(zhì)量和速度非均勻性及液滴形成非均 勻性進行糾正。液滴形成影響打印頭持續(xù)性。之前的方法是使用圖像預(yù)處理來提高電壓，這 會引起更多的液滴附屬物或亞液滴(sub-drop )，久而久之還會損壞打印頭。
[0070] 圖16a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的1比特波形。1比特波形1600包 括預(yù)脈沖或補償脈沖1610和驅(qū)動脈沖1620。補償脈沖1610對波形增加能量。在一個實施方 式中，如圖16b所示，該波形可能在特定頻率易受液滴形成問題的影響。箭頭1650-1655指示 kHz的特定頻率的液滴形成問題。
[0071] 圖17a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的1比特波形。1比特波形1700包 括預(yù)脈沖或補償脈沖1710和驅(qū)動脈沖1720。補償脈沖1710不向波形增加能量。在一個實施 方式中，如圖17b所示，該波形可能在特定頻率易受液滴形成問題的影響。箭頭1750-1754指 示kHz的特定頻率的液滴形成問題。
[0072] 圖18a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的2比特波形。2比特波形1800包 括預(yù)脈沖或補償脈沖1810和驅(qū)動脈沖1820。補償脈沖1810向波形增加能量。在一個實施方 式中，如圖18b所示，該波形減少液滴形成問題。補償脈沖與第一區(qū)間相關(guān)聯(lián)，而驅(qū)動脈沖與 第二區(qū)間相關(guān)聯(lián)。第一區(qū)間被映射至級2,而第二區(qū)間被映射至級1或2。液滴形成通過將預(yù) 脈沖應(yīng)用于級2和將具有驅(qū)動脈沖本身的級1應(yīng)用于如圖18B中指示的頻率范圍1850-1852 而被改善。
[0073] 更均勻的頻率響應(yīng)可以使用依賴于噴射頻率的多個波形區(qū)間的不同組合來獲得。 因此，可以減小滴速和液滴體積中依賴頻率的差異。
[0074] 圖19a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的2比特波形。2比特波形1900包 括預(yù)脈沖或補償脈沖1910、驅(qū)動脈沖1920和1930和無滴形成部分1940。在一個實施方式中， 如圖19b所示，該波形具有頻率響應(yīng)差異。補償脈沖與第一區(qū)間相關(guān)聯(lián)，驅(qū)動脈沖1920與第 二區(qū)間相關(guān)聯(lián)，以及驅(qū)動脈沖1930與第三區(qū)間相關(guān)聯(lián)。頻率響應(yīng)圖形1950示出了由區(qū)間2和 3產(chǎn)生的2脈沖液滴。箭頭1960示出了由圖表1950的從左至右在頻率上的增加引起的頻率 響應(yīng)差異。
[0075]圖20a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的2比特波形。2比特波形2000包 括預(yù)脈沖或補償脈沖2020、驅(qū)動脈沖2010和2030及無滴形成部分2040。在一個實施方式中， 如圖20b所示，該波形具有頻率響應(yīng)差異。補償脈沖與第二區(qū)間相關(guān)聯(lián)，驅(qū)動脈沖2010與第 一區(qū)間相關(guān)聯(lián)，以及驅(qū)動脈沖2030與第三區(qū)間相關(guān)聯(lián)。頻率響應(yīng)圖形2050示出了由區(qū)間2和 3產(chǎn)生的2脈沖液滴。箭頭2060-2062示出了由圖表2050的從左至右在頻率上的增加引起的 頻率響應(yīng)差異。
[0076] 圖21a示出了根據(jù)一個實施方式的具有補償脈沖的2比特波形。2比特波形2100包 括補償脈沖2120、驅(qū)動脈沖2110和2130及無滴形成部分2140。在一個實施方式中，如圖21b 所示，該波形具有頻率響應(yīng)差異。補償脈沖與第二區(qū)間相關(guān)聯(lián)，驅(qū)動脈沖2010與第一區(qū)間相 關(guān)聯(lián)，以及驅(qū)動脈沖2130與第三區(qū)間相關(guān)聯(lián)。頻率響應(yīng)圖形2170示出了用灰度（多級）打印 的由區(qū)間1、2和3產(chǎn)生的2脈沖液滴。箭頭2060-2062示出了由圖表2050的從左至右在頻率上 的增加引起的頻率響應(yīng)差異。級2區(qū)間映射被用于分別如箭頭2143和2144所指示的較低頻 率和最尚頻率。級3區(qū)間映射被用于如區(qū)域2180所指不的中間頻率。箭頭2142和2182不出了 由圖表2170的從左至右在頻率上的增加引起的較小頻率響應(yīng)差異。
[0077] 本公開的波形可以被用于很寬的操作頻率范圍以便于向不同的微滴大小提供改 善的速度和質(zhì)量控制。為了改善的打印頭持續(xù)性，波形還向改善的微滴形成提供減小的頻 率響應(yīng)差異。
[0078] 應(yīng)當理解的是，以上描述意在說明，而不是限制。基于閱讀和理解以上說明，許多 其他實施方式對本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當參考所附權(quán)利 要求以及與該權(quán)利要求所要求的權(quán)利等同的全部范圍來確定。
【主權(quán)項】
1. 一種方法，該方法包括： 生成多級波形，該多級波形具有與所述多級波形中的至少一個脈沖相關(guān)聯(lián)的補償邊沿 或補償脈沖，所述補償邊沿或脈沖基于微滴參數(shù)的空間分布來選擇并具有補償多個微滴噴 射裝置間的系統(tǒng)差異的補償效果；以及 在所述多個微滴噴射裝置中的一者中使用所述多級波形來噴射一個或多個微滴。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述微滴參數(shù)的所述空間分布包括所述多個微滴 噴射裝置間的微滴速度的空間分布。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述微滴參數(shù)的所述空間分布包括所述多個微滴 噴射裝置間的微滴質(zhì)量的空間分布。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法進一步包括： 確定打印頭或噴墨系統(tǒng)的所述多個微滴噴射裝置間的所述微滴參數(shù)的所述空間分布； 基于所述微滴參數(shù)的所述空間分布來確定用于映射所述多級波形的圖像像素級的映 射； 標識所述空間分布內(nèi)的所述多個微滴噴射裝置的第一群組和第二群組；以及 將所述第二群組中的像素轉(zhuǎn)換為所述多級波形的第二級，而所述第一群組中的像素保 留在所述多級波形的第一級。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述補償邊沿或脈沖提高或降低由微滴噴射裝置 的所述第二群組所噴射的微滴的滴速。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述補償邊沿或脈沖改善由所述微滴噴射裝置噴 射的微滴的液滴形成。7. -種打印頭，該打印頭包括： 噴墨模塊，該噴墨模塊包括， 多個微滴噴射裝置，用于噴射流體的微滴；以及 控制電路，耦合至所述多個微滴噴射裝置，其中在操作期間，所述控制電路通過將多級 波形應(yīng)用于所述多個微滴噴射裝置來驅(qū)動所述多個微滴噴射裝置，所述多級波形包括具有 至少一個補償邊沿的第一區(qū)間和具有至少一個驅(qū)動脈沖的第二區(qū)間，所述至少一個補償邊 沿具有補償所述多個微滴噴射裝置間的微滴參數(shù)的系統(tǒng)差異的補償效果。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印頭，其中所述控制電路用于確定多個微滴噴射裝置間的 微滴噴射參數(shù)的空間分布以及用于基于所述微滴噴射參數(shù)的所述空間分布來確定映射所 述多級波形的圖像像素級的映射。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的打印頭，其中所述微滴噴射參數(shù)的所述空間分布包括所述多 個微滴噴射裝置間的微滴速度的空間分布。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的打印頭，其中所述微滴噴射參數(shù)的所述空間分布包括所述多 個微滴噴射裝置間的微滴質(zhì)量的空間分布。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的打印頭，其中所述控制電路用于標識所述空間分布內(nèi)的所述 多個微滴噴射裝置的第一群組和第二群組，并將所述第二群組中的像素轉(zhuǎn)換為所述多級波 形的第二級，而所述第一群組中的像素保留在所述多級波形的第一級，其中所述第一區(qū)間 包括多個補償邊沿或多個補償脈沖。12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印頭，其中所述至少一個補償邊沿使由所述微滴噴射裝置 噴射的微滴的液滴質(zhì)量提高或降低。13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印頭，其中所述至少一個補償邊沿用于改善由所述微滴噴 射裝置噴射的微滴的液滴形成。14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的打印頭，其中所述至少一個補償邊沿用于減小由所述微滴噴 射裝置噴射的微滴的頻率響應(yīng)差異。15. -種方法，該方法包括： 確定用于多個微滴噴射裝置的圖像數(shù)據(jù)； 將所述圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為將要存儲在具有第一級和第二級的圖像緩存中的轉(zhuǎn)換后的數(shù) 據(jù)； 處理所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以確定串擾影響的數(shù)據(jù)；以及 將所述多級波形應(yīng)用于所述多個微滴噴射裝置，所述多級波形包括具有至少一個補償 邊沿的第一區(qū)間和具有至少一個驅(qū)動脈沖的第二區(qū)間，所述至少一個補償邊沿具有補償多 個微滴噴射裝置間的串擾差異的補償效果。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中處理所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以確定串擾影響的數(shù)據(jù) 包括標識受串擾影響的像素。17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，該方法進一步包括： 將所標識的受串擾影響的像素從所述第一級或第二級轉(zhuǎn)移至所述圖像緩存的第三級。18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個補償邊沿提高或降低由所述微滴 噴射裝置噴射的所述微滴的滴速。19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一區(qū)間包括多個補償邊沿或多個補償脈 沖。20. 一種打印頭，該打印頭包括： 噴墨模塊，該噴墨模塊包括， 多個微滴噴射裝置，用于噴射流體的微滴；以及 控制電路，耦合至所述多個微滴噴射裝置，其中在操作期間，所述控制電路通過將多級 波形應(yīng)用于所述多個微滴噴射裝置來驅(qū)動所述多個微滴噴射裝置，所述多級波形包括具有 補償邊沿的第一區(qū)間和具有至少一個驅(qū)動脈沖的第二區(qū)間，所述至少一個補償邊沿具有補 償多個微滴噴射裝置間的串擾差異的補償效果。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的打印頭，其中所述控制電路用于確定多個微滴噴射裝置的 圖像數(shù)據(jù)、用于將所述圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為將要存儲在具有第一級和第二級的圖像緩存中的轉(zhuǎn) 換后的數(shù)據(jù)及用于處理所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以確定受串擾影響的數(shù)據(jù)22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的打印頭，其中針對串擾處理緩存數(shù)據(jù)包括標識受串擾影響 的像素。23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的打印頭，其中所述控制電路用于將所標識的受串擾影響的 像素轉(zhuǎn)移至所述圖像緩存的第三級。24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的打印頭，其中所述至少一個補償邊沿提高所述微滴噴射裝 置噴射的所述微滴的滴速。25. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的打印頭，其中所述第一區(qū)間包括多個補償邊沿或多個補償 脈沖。
【文檔編號】B41J2/085GK106061742SQ201480072660
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年11月17日
【發(fā)明人】H·V·潘沙韋格, C·門澤爾
【申請人】富士膠片戴麥提克斯公司