[发明专利]压电打印头中的串扰减少

说明书

背景技术

按需滴落（DOD）压电打印头被广泛地用来在多种衬底上进行打印。当使用诸如UV可固化打印油墨的可喷射材料时，与热喷墨打印头相比，压电打印头是有利的，所述可喷射材料的较高粘性或化学组成妨碍了将热喷墨用于其DOD应用。热喷墨打印头使用充墨室中的加热元件致动器来使油墨汽化并产生迫使油墨从喷嘴滴出的气泡。因此，适合于在热喷墨打印头中使用的可喷射材料限于其组成能够在没有机械或化学退化的情况下耐受沸点温度的那些材料。然而，压电打印头能够适应可喷射材料的更宽泛选择，因为它们在充墨室的膜上使用压电材料致动器来产生迫使油墨从喷嘴滴出的压力脉冲。

然而，压电打印头具有的一个问题是相邻喷嘴之间的机械串扰（crosstalk）。当给定喷嘴中的膜向上移动时，相邻喷嘴中的膜向下移动某个较小的距离。这负面地影响相邻喷嘴的操作。理想地，当给定喷嘴被致动（将其膜向上或向下移动）时，相邻喷嘴中的膜将不会受到影响。更确切地，相邻喷嘴中的膜将是完全独立的，并且将不会在邻近喷嘴被致动且其膜移动时可检测地移动。

附图说明

现在将以示例的方式参考附图来描述本实施例，在附图中：

图1示出根据实施例的喷墨打印系统；

图2示出根据实施例的打印头组件中的压电侧发射室（shooter chamber）；

图3示出了根据实施例的通过向压电材料施加电压对压电室进行致动；

图4示出根据实施例的压电打印头组件中的串扰减少电路；

图5示出了根据实施例的喷嘴电路；

图6示出了根据实施例的时间延迟元件的逻辑流；

图7示出了根据实施例的时间延迟的致动波形；

图8示出了根据实施例的相对于其它致动波形被负延迟的致动波形；

图9示出了根据实施例的对致动信号的脉宽对比液滴速度和液滴重量进行绘图的曲线图；

图10示出了根据实施例的脉宽扩展元件的逻辑流；

图11示出了根据实施例的在施加时间延迟和脉宽调整二者之后的最终的串扰补偿的致动波形；

图12示出了根据实施例的减少压电打印头中的串扰的方法的流程图。

具体实施方式

问题和解决方案概述

如上所述，压电打印头中的相邻喷嘴之间的机械串扰对打印头的操作具有不利影响。机械串扰主要通过响应于向连接的压电材料施加的电压而移动的公共机械膜发生。该膜常常由相对厚的硅片制成，其作为约675～700微米的晶片开始并随后被研磨降至约20～50微米。该膜被紧密装填的流体室共享，并且是硬的，以便适应高频率的液滴喷射。该膜的硬度和被紧密装填的室在一个喷嘴处的膜中的移动拉动（pull against）相邻喷嘴中的膜时在相邻喷嘴之间造成机械串扰。喷嘴的致动促使该喷嘴处的膜沿着减小室的容积的方向偏转并迫使液滴从喷嘴出来。被致动的喷嘴处的膜移位导致相邻喷嘴中的膜的沿相反方向的非期望移位（即机械串扰）。由非期望的膜移位引起的相邻室中的所得到的容积变化可以不利地影响相邻室中的液滴喷射过程。

压电打印头中的相邻喷嘴之间的机械串扰的问题的先前解决方案包括使每隔一个喷嘴空闲，使得在每两个活动喷嘴之间存在空闲室。因此，打印头一次仅每隔一个喷嘴进行激发（fire）。这种方法的主要缺点是打印头生产率/速度被降低一半。因此，在实现这种解决方案的打印机中将需要两倍数目的打印头以实现与在不需要此类解决方案的打印机中相同的打印速度。

其它部分解决方案包括在喷嘴之间完全切割压电材料和/或将膜薄化。然而，完全切割喷嘴之间的压电材料所需的附加过程步骤增加显著的成本。当将膜薄化时，可用于对膜进行研磨的机器中的限制使得需要最小的膜厚度以便提供一致的产率。

本公开的实施例一般地通过调整驱动每个喷嘴的致动电压信号的定时和持续时间来克服诸如上述那些的缺点。致动信号选自前一喷嘴致动信号、下一喷嘴致动信号或公共（全局或本地）致动信号。时间延迟元件和脉宽扩展元件基于邻近喷嘴的致动信号的状态来修改所选致动信号的定时和脉冲持续时间。向喷嘴致动信号施加适当的时间延迟和脉宽扩展通过减少相邻喷嘴致动器同时活动的时间并通过保持液滴速度稳定性来减少相邻喷嘴之间的机械串扰。

在一个实施例中，例如，一种减少压电打印头中的串扰的方法包括选择用于喷嘴的致动信号，基于相邻喷嘴的相邻致动信号来确定时间延迟和脉宽扩展，并向该致动信号施加所述时间延迟和脉宽扩展。从基于前一和下一喷嘴致动信号的二元激发状态确定的寄存器检索所述时间延迟和脉宽扩展。