用于提供具有一致到达基板的时间的微滴的方法、设备和系统

摘要

本文描述了用于使用多脉冲波形驱动微滴喷射装置的方法、设备和系统。在一个实施方式中，用于驱动具有致动器的微滴喷射装置的方法包括施加多脉冲波形的第一子集到该致动器以响应于该第一子集使得该微滴喷射装置喷射流体的第一微滴。该方法包括施加多脉冲波形的第二子集到致动器以响应于该第二子集使得微滴喷射装置喷射流体的第二微滴。该第一子集包括时间上定位在第一子集的时钟周期的开始附近的驱动脉冲。该第一微滴具有小于第二微滴的体积。

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及微滴喷射，且更具体地涉及将多脉冲波形用于可 变滴大小喷射和一致到达目标基板的时间。

背景技术

微滴喷射装置出于多种目的而被使用，最常用的是用于在各种介质上打 印图像。它们通常被称为喷墨或喷墨打印机。按需滴定的微滴喷射装置用于 许多应用中，因为其灵活且经济。按需滴定装置响应于特定信号，通常是可 以包括单脉冲或多脉冲的电波形，来喷射一个或多个微滴。多脉冲波形的不 同部分能够选择性地被激活以产生微滴。

微滴喷射装置典型地包括从液体源到喷嘴路径的液体路径。喷嘴路径终 止于喷射微滴的喷嘴开口。每个喷墨具有关于通过喷射器(或射流(jet)) 的长度传播的声波周期的倒数的固有频率。射流固有频率能够影响许多方面 的射流性能。例如，射流固有频率典型地影响打印头的频率响应。典型地， 针对从基本小于固有频率直到射流的固有频率的大约25％的频率范围，射流 速度保持在目标速度附近。随着频率增加超过该范围，射流速度开始变得越 来越大。该变化部分由于剩余压力和来自之前驱动脉冲的流导致。这些压力 和流与当前驱动脉冲相互作用并可能引起有用的或有害的干扰，从而导致微 滴射出比其原本射出的更快或更慢。

一种现有的喷墨方法使用跟有抵消脉冲的脉冲串。该抵消脉冲是被定时 的缩短的脉冲，使得产生的压力脉冲与来自之前脉冲的剩余压力异相地到达 喷嘴。给定射流具有主谐振频率，抵消特征以谐振周期Tc为单位被定时。 图1a和1b示出了两种常见类型的抵消脉冲：图1a中的同向抵消脉冲180 和图1b中的反向抵消脉冲199。同向抵消脉冲被取消边沿延迟超前，该延迟 具有类似于驱动脉冲之间的一个或多个延迟的电压水平的电压水平。反向抵 消脉冲被取消边沿延迟超前，其具有与驱动脉冲之间的一个或多个延迟的电 压水平不同的电压水平。该取消边沿延迟的电压水平与射出脉冲相比在相反 方向，与偏压水平或射出脉冲之间的水平有关。图1a示出了脉冲181的射 出边沿，其跟着的是抵消脉冲延迟182(例如，Tc)且之后是抵消脉冲180。 图1b示出了脉冲190-197，射出边沿198之后是抵消脉冲延迟184(例如， Tc)且之后是抵消脉冲199。在这些架构中，大微滴通过传递所有脉冲来产 生而较小微滴通过移除较早的脉冲来产生。因此，考虑图1b中示出的反向 抵消脉冲199，中型微滴可以由脉冲193、194、195、196、197以及抵消脉 冲199构成，而小微滴可以使用脉冲197和抵消脉冲199形成。

图2a和2b示出了用于使用同向(samesense)抵消脉冲210和反向抵 消脉冲220的小微滴的现有波形设计。在这两种抵消脉冲类型中，小微滴脉 冲发生在直接在抵消脉冲210或220前面的波形的末端。这些波形具有抵消 脉冲有效控制月牙镜(meniscus)移动的优点。这些波形具有的缺点是与形 成使用较早开始的脉冲的其他微滴相比，小微滴形成要迟。该小微滴较晚到 达介质(例如，纸)，因为该微滴形成地晚。典型地，为了进行补偿需要增 加射出脉冲幅度。但是，由于较快的微滴不倾向于形成单个微滴，而是从尾 端形成较慢的微滴，因此该策略具有实际限制。

附图说明

本发明在附图的图中以示例方式而非限制性方式示出，其中：

图1a和1b示出根据现有方法的喷墨的波形；

图2a和2b示出根据另一现有方法的喷墨的波形；

图3是根据一个实施方式的压电喷墨打印头；

图4是根据一个实施方式的通过喷墨模块的截面侧视图；

图5示出了根据一个实施方式的用于在基板上喷射墨水微滴以呈现图像 的压电按需滴定打印头模块；

图6示出了根据一个实施方式的对应于相邻流路径的驱动电极串的俯视 图；

图7示出了根据一个实施方式的用于使用多脉冲波形驱动微滴喷射装置 的过程的流程图；

图8示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和抵消脉冲的整体波列；

图9示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和抵消脉冲的多脉冲波形 的子集900；

图10示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和取消边沿的多脉冲波 形的子集1000；

图11示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和取消边沿的多脉冲波 形的子集1100；

图12A示出了根据现有方法的具有驱动脉冲和同向抵消脉冲的多脉冲 波形；

图12B示出了根据现有方法的每个时钟周期在基板上交替喷射大微滴 和小微滴一次；

图13A示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和同向抵消脉冲的多 脉冲波形；

图13B示出了根据一个实施方式的每个时钟周期在基板上交替喷射的 大微滴和小微滴一次；

图14示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和同向抵消脉冲的多脉 冲波形的子集1400；以及

图15示出了根据一个实施方式的喷墨系统的框图。

具体实施方式

本文公开了用于使用多脉冲波形驱动微滴喷射装置的方法、设备和系 统。在一个实施方式中，用于驱动具有致动器的微滴喷射装置的方法包括施 加多脉冲波形的第一子集到致动器以使得微滴喷射装置响应于第一子集喷 射流体的第一微滴。该方法包括施加多脉冲波形的第二子集到致动器以使得 微滴喷射装置响应于第二子集喷射流体的第二微滴。第一子集包括按时间设 置在第一子集的时钟周期的开始附近的驱动脉冲。第一微滴的体积小于第二 微滴。

多脉冲波形需要一起执行大量功能来传递值。这些功能可以包括提供各 种液滴质量、保持整体的射出频率、通过避免附属的微滴来保持可接受的液 滴形成、保持喷射微滴的笔直、保证微滴到达目标介质(例如，纸等)或指 定像素内的基板、以及控制并稳定月牙镜后微滴(postdroplet)折断。所有 这些功能潜在地对波形带来竞争要求。本设计的波形增强月牙镜控制、提供 一致的微滴到达目标介质的时间，并改进微滴形成。

图3是根据一个实施方式的压电喷墨打印头。如图3所示，打印头12 的128个单独微滴喷射装置10(在图3中仅示出一个)由通过电源线14和 15提供的恒定电压驱动并由机载控制电路19分配以控制单独微滴喷射装置 10的射出。外部控制器20通过线14和15提供电压并通过附加线16提供控 制数据和逻辑功率和定时给机载控制电路19。单独喷射装置10喷出的墨水 能够被递送以在在打印头12下面移动的基板18上形成打印线17。虽然基板 18被示出以单通过模式移动通过固定的打印头12，可替换地打印头12也可 以以扫描模式在基板18上移动。

图4是根据一个实施方式通过喷墨模块的截面侧视图。参考图4，每个 微滴喷射装置10(例如，设备)包括在打印头12的半导体块21的上表面中 的细长的泵室30。泵室30从入口32(从墨源34沿着这侧)延伸到下降通 道36中的喷嘴流路径，该通道36从块21的上表面22下降到较低层29中 的喷嘴开口28。覆盖每个泵室30的平的压电致动器38由从线14提供的电 压激活并由来自机载电路19的控制信号来打开和关闭以扭曲压电致动器形 状并由此扭曲泵室30的体积并在与通过打印头装置12的基板18的相对运 动同步的期望时间放出微滴。流限制40在入口32被提供给每个泵室30。

图5示出了根据一个实施方式的用于在基板上喷射墨水微滴以呈现图像 的压电按需滴定的打印头模块。该模块具有一系列紧密间隔的喷嘴开口，从 该开口能够喷射墨水。每个喷嘴开口由包括泵室的流路径服务，其中墨水被 压电致动器加压。其他模块可以与这里描述的技术一起使用。

参考图5，其示出了通过模块100中单个喷出结构的流路径的截面，墨 水通过供应路径112进入模块100，并由上升器108引到阻抗特征114和泵 室116。在流过阻抗特征114之前墨水流到支撑126的周围。墨水在泵室中 被致动器122加压并经过下降器118引到喷嘴开口120，微滴从该开口120 被喷射。

流路径特征在模块体124中被定义。模块体124包括基部、喷嘴部和膜。 基部包括硅基层(基础硅层136)。基部定义供应路径112、上升器108、阻 抗特征114、泵室116和下降器118的特征。喷组部由硅层132形成。在一 个实施方式中，喷嘴硅层132被熔接到基部的硅层136并定义引导墨水从下 降器118到喷嘴开口120的锥形墙134。膜包括被熔接到基础硅层136的与 喷嘴硅层132相对的膜硅层142。

在一个实施方式中，致动器122包括厚度大约21微米的压电层140。该 压电层140也能够被设计有其他厚度。压电层140上的金属层形成地电极 152。压电层140上的上金属层形成驱动电极156。环绕的连接150将地电极 152连接到压电层140的露出表面上的地接触件154。电极断裂160将地电 极152与驱动电极156电隔离。金属化的压电层140通过粘结层146被联结 到硅膜142。在一个实施方式中，该粘结剂是聚合苯并环丁烯(BCB)，但也 可以是各种其他类型的粘结剂。

金属化压电层140被分段以定义泵室116上的主动压电区。特别地，金 属化压电层140被分段以提供隔离区域148。在该隔离区域148中，压电材 料从下降器上的区被移除。该隔离区域148分隔在喷嘴阵列的任一侧的致动 器阵列。

图6示出了根据一个实施方式的对应于邻近流路径的驱动电极串的俯视 图。每个流路径具有通过窄电极部分170连接到驱动电极接触件162的驱动 电极156，其中，形成电连接以用于传递驱动脉冲至该驱动电极接触件162。 窄电极部分170位于阻抗特征114上并减少不需要被致动的致动器122的一 部分上的电流损失。能够在单个打印头晶粒(die)中形成多个喷出结构。在 一个实施方式中，在制造期间，同时形成多个晶粒。

PZT组件或元件(例如致动器)被配置成响应于从驱动电子装置施加的 驱动脉冲来改变泵室中的流体压力。对于一个实施方式，致动器经由泵室从 喷嘴喷射流体的微滴。该驱动电子装置被耦合到PZT组件。在打印头模块操 作期间，致动器从喷嘴喷射流体的微滴。在一个实施方式中，驱动电子装置 被耦合到致动器，其中该驱动电子装置使用具有预定的时间位置的多脉冲波 形的第一子集和多脉冲波形的第二子集来驱动致动器以使得该致动器响应 于第一子集喷射流体的第一微滴以及响应于第二子集喷射流体的第二微滴。 该第一子集包括按时间设置在第一子集的时钟周期的开始附近的驱动脉冲 (例如，在时钟周期的第一或第二预定位置的驱动脉冲)。第一微滴具有小 于第二微滴的体积。由于驱动脉冲的定位向着第一子集的时钟周期的开始， 因此第一微滴到达第一像素且第二微滴到达邻近基板的第一像素的第二像 素。

第一子集的驱动脉冲之后跟着减少与驱动脉冲相关联的压力响应波的 抵消脉冲或取消边沿。多脉冲波形的第二子集可以具有至少两个驱动脉冲和 至少两个取消边沿。第二子集的取消边沿可以建立用于后续驱动脉冲的大量 流体。第一取消边沿可以在多脉冲波形的第二子集的第一驱动脉冲之后被施 加。第二或第三取消边沿在多脉冲波形的第二子集的第二驱动脉冲之后被施 加。多脉冲波形的第二子集可以包括四个驱动脉冲和三个取消边沿。驱动电 子装置能够施加具有至少两个驱动脉冲和至少两个取消边沿的多脉冲波形 的第三子集到致动器以使得致动器喷射流体的第三微滴。第三微滴可以具有 小于第一微滴体积的体积。

在另一实施方式中，打印头包括喷墨模块，该喷墨模块包括用于从相应 泵室喷射流体的微滴的致动器和耦合到该致动器的驱动电子装置。在操作期 间，驱动电子装置在时钟周期期间使用多脉冲波形的第一子集驱动第一致动 器以喷射流体的第一微滴并在该时钟周期期间使用多脉冲波形的第二子集 驱动第二致动器以喷射流体的第二微滴。该第一子集包括时间上定位在时钟 周期的开始附近的驱动脉冲。第一微滴具有小于第二微滴的体积。驱动电子 装置可以在时钟周期期间施加多脉冲波形的第三子集给第三致动器以使得 该第三致动器喷射流体的第三微滴，其中第三子集具有至少两个驱动脉冲和 至少两个取消边沿。第一取消边沿在多脉冲波形的第二子集的第一驱动脉冲 之后被施加。第二或第三取消边沿在多脉冲波形的第二子集的第二驱动脉冲 之后被施加。该多脉冲波形的第二子集可以包括四个驱动脉冲和至少两个取 消边沿。第一子集的第一微滴可以具有小于第三子集的第三微滴的体积。

图7示出了根据一个实施方式的用于使用多脉冲波形的子集驱动至少一 个微滴喷射装置的过程的流程图。多脉冲波形包括第一、第二和第三子集。 每个子集可以在相同时钟周期期间被施加到不同的微滴喷射装置，或这些子 集可以在不同时钟周期期间被施加到相同微滴喷射装置。例如，第一子集能 在第一时钟周期期间被施加到微滴喷射装置，第二子集能在第二时钟周期期 间被施加到该微滴喷射装置，以及第三子集能在第三时钟周期期间被施加到 该微滴喷射装置。在一个实施方式中，用于驱动微滴喷射装置的过程包括施 加多脉冲波形的第一子集给该微滴喷射装置的致动器，并且该第一子集包括 时间上定位在第一子集的时钟周期的开始附近的驱动脉冲(在处理块702)。 该过程包括响应于第一子集使得微滴喷射装置喷射流体的第一微滴(在处理 块704)。用于驱动微滴喷射装置的过程包括施加多脉冲波形的第二子集到致 动器(在处理块706)。该过程包括响应于第二子集使得微滴喷射装置喷射流 体的第二微滴(在处理块708)。在一个实施方式中，第一子集包括时间上定 位在第一子集的时钟周期的开始附近或紧邻第一子集的时钟周期的开始的 驱动脉冲。例如，驱动脉冲可以在第一或第二预定位置且抵消脉冲在第二或 第三预定位置。第一微滴具有小于第二微滴的体积。较小的微滴比较大的微 滴向基板行进得更慢。由于在第一子集的第一位置的驱动脉冲的早期定位， 第一微滴到达第一像素且第二微滴到达邻近基板的第一像素的第二像素，这 助于弥补第一微滴的较慢速度。多脉冲波形的第二子集包括至少两个驱动脉 冲和至少两个取消边沿(例如，第一取消边沿和分开的第二取消边沿，具有 第一和第二取消边沿第一抵消脉冲及分开的第三取消边沿)。取消边沿或抵 消脉冲每一者被设计用于基于与之前驱动脉冲异相并与驱动脉冲相比具有 更低最大电压幅值而不喷射微滴。

该过程还可以包括施加具有至少两个驱动脉冲和至少两个取消边沿的 多脉冲波形的第三子集到致动器(在处理块710)。该过程然后包括使得微滴 喷射装置喷射流体的第三微滴(在处理块712)。

在一个实施方式中，第三子集的第一取消边沿在第三子集的第一驱动脉 冲之后被射出，第二或第三取消边沿在第三子集的第五驱动脉冲之后被射 出。多脉冲波形的第三子集可以包括五个驱动脉冲和两个或三个取消边沿。 该方法700中的微滴喷射装置基于波形的第一子集、第二子集和第三子集喷 射微滴。该方法700还被执行为波形被施加到打印头的每个微滴喷射装置。 在另一实施方式中，每个子集可以在相同时钟周期期间被施加到不同的微滴 喷射装置。

在实施方式中，喷出架构在每个射出时钟周期中具有被发送到每个放大 器的不同波形。在该示例中，所有在时钟周期的开始处启动。但是，如果所 有波形在时钟周期的射出周期的开始处启动，则小尺寸和大尺寸的微滴将具 有一致的到达时间而中型尺寸的微滴将早到达。朝着射出周期的结束的中微 滴射出的延迟将针对中型尺寸的微滴产生更一致的到达时间。

在一个实施方式中，微滴喷射装置响应于多脉冲波形的脉冲或响应于另 外的多脉冲波形的脉冲喷射流体的另外的微滴。波形可以包括一串连在一起 的分段。每个分段可以包括一定数量的样本，样本包括固定的时间周期(例 如1至3微秒)和相关联的数据量。样本的时间周期足够长以用于驱动电子 装置的控制逻辑针对下一个波形分段启用或禁用每个射流喷嘴。在一个实施 方式中，波形数据被存储在表中作为一串地址、电压和标志比特样本并能够 使用软件访问。波形提供产生单个尺寸的微滴和各种不同尺寸的微滴所需的 数据。例如，波形能够操作在20千赫兹(kHz)的频率并通过选择性激活波 形的不同脉冲来产生三种不同尺寸的微滴。这些微滴以近似相同的目标速度 被喷射。

图8示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和取消边沿的整体波列 800。该波列800包括驱动脉冲802、810、820、830、840、抵消脉冲804 和取消边沿844。驱动或射出脉冲802与抵消脉冲804之间的取消边沿延迟 803大约是谐振周期Tc。由此与抵消脉冲804相关联的压力响应波相消地与 与驱动脉冲802相关联的压力响应波结合。驱动或射出脉冲840与取消边沿 844之间的取消边沿延迟842大约是谐振周期Tc。波列的不同部分能够被施 加到致动器以产生不同的微滴尺寸(例如，小、中、大)。例如，脉冲802 和804能被施加以产生小微滴(如，1-3微微升(pl)微滴)，脉冲802能被 施加以产生自然的液滴尺寸。驱动脉冲802可以在不同时钟周期中被重复施 加以产生多倍的自然液滴尺寸(例如，6个驱动脉冲产生6倍的自然液滴尺 寸)。脉冲802、804、820、830、840和850能被施加以产生中微滴(例如， 4-8pl微滴)。波列800的所有脉冲可以被施加以产生大微滴(例如，9pl或 更大微滴)。波列的其他变化也是可能的。图9-11示出了用于产生不同尺寸 的微滴的不同波形。

图9示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和抵消脉冲的多脉冲波形 的子集900。子集900包括时间上的预定位置，其中具有射出边沿904的驱 动脉冲902位于第一预定位置且抵消脉冲910位于第二预定位置。这些脉冲 能被施加到致动器以产生小微滴尺寸。驱动或射出脉冲902与抵消脉冲910 之间的取消边沿延迟904大约是谐振周期Tc。抵消脉冲910开始于取消边沿 912。在示出的实施方式中，抵消脉冲的幅值控制月牙镜运动。

图10示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和取消边沿的多脉冲波 形的子集1000。子集1000包括时间上的预定位置，其中驱动脉冲1030、1040、 1050、取消脉冲1020、取消边沿1056、边沿1012在不同的预定位置(例如 边沿1012在第一预定位置、脉冲1020在第二预定位置等)。这些脉冲能被 施加到致动器以产生中微滴尺寸。边沿1012与抵消脉冲1020之间的取消边 沿延迟1014大约是谐振周期Tc。抵消脉冲1020开始于取消边沿1018。驱 动或射出脉冲1050与取消边沿1056之间的取消边沿延迟1054大约是谐振 周期Tc。在示出的实施方式中，抵消脉冲1020的幅值执行两种功能。其控 制月牙镜运动并能够为后续脉冲(例如脉冲1030)提供质量。

图11示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和取消边沿的多脉冲波 形的子集1100。具有驱动脉冲1110、1130、1140、1150、1160、抵消脉冲 1120以及取消边沿1166的子集1100能被施加到致动器以产生大微滴尺寸。 驱动脉冲1110包括用于喷射微滴的射出边沿1111。驱动或射出脉冲1110与 抵消脉冲1120之间的取消边沿延迟1112大约是谐振周期Tc。抵消脉冲1120 开始于取消边沿1118。驱动或射出脉冲1160与取消边沿1166之间的取消边 沿延迟1164大约是谐振周期Tc。在示出的实施方式中，抵消脉冲1120的幅 值执行两种功能。其控制月牙镜运动且如果幅值足够大则提供用于之后脉冲 (例如1130)的质量。

图12A示出了根据现有方法的具有驱动和同向抵消脉冲的多脉冲波形 1200。具有驱动脉冲1210、1220、1230、1240、1250和1260以及抵消脉冲 1270的多脉冲波形1200能被施加到致动器以产生大微滴尺寸。驱动脉冲 1260和抵消脉冲1270能被施加以产生小微滴尺寸。驱动或射出脉冲1260 与抵消脉冲1270之间的取消边沿延迟1262大约是谐振周期Tc。该抵消脉冲 1270开始于取消边沿1266。

图12B示出了根据现有方法的每个时钟周期在基板上交替喷射大微滴 和小微滴一次。在时钟周期n期间的波形1280的大微滴子集1281和在时钟 周期n-1期间的波形1280的小微滴子集1282被重复施加到微滴喷射装置的 致动器，其在合适的期望的像素(例如Pn-10、Pn-8、Pn-6)上喷射大微滴， 而小微滴跨像素而不是到达合适的期望像素(例如Pn-5、Pn-7、Pn-9)内。 小微滴行进地比大微滴慢，大微滴赶上之前时钟周期的小微滴。例如，在n-6 时钟周期期间射出像素Pn-6中的大微滴1292并已经赶上在n-7时钟周期期 间射出的小微滴1291并跨在像素Pn-6和Pn-7。小微滴可能容易结束在与之 后大微滴相同的像素中，因为小微滴子集(例如1282)使用靠近时钟周期结 束的射出脉冲来射出小微滴。如果根据该现有方法小微滴序列之后跟着的是 大微滴序列，则小微滴将跨像素，因为用于小微滴波形的时钟周期内的射出 脉冲释放晚。

图12B示出了来自单个射流的不同的微滴释放和微滴速度导致的不同 微滴到达的影响。自然地，对现有方法的相同影响将与具有空间偏移的另外 效果的临近射流一起发生。

图13A示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和同向抵消脉冲的多 脉冲波形1300。具有驱动脉冲1302、1320、1330、1340、1350、1360、1370 和抵消脉冲1310和1380的多脉冲波形1300能被施加到致动器以产生大微 滴尺寸。驱动或射出脉冲1302与抵消脉冲1310之间的取消边沿延迟1306 大约是谐振周期Tc。抵消脉冲1310开始于取消边沿1308并结束于取消边沿 1312。驱动或射出脉冲1370与抵消脉冲1380之间的取消边沿延迟1372大 约是谐振周期Tc。抵消脉冲1380开始于取消边沿1374。驱动脉冲1302和 抵消脉冲1310能被施加以产生小微滴尺寸。

图13B示出了根据一个实施方式的每个时钟周期在基板上交替喷射大 和小微滴一次。在时钟周期n期间波形1380的大微滴子集1381和在时钟周 期n-1期间波形1280的小微滴子集1382被重复施加到微滴喷射装置的致动 器，其在合适的期望像素(例如Pn-10、Pn-8、Pn-6)内喷射大微滴和在合 适的期望像素(例如Pn-5、Pn-7、Pn-9)内喷射小微滴。小微滴到达基板的 合适期望像素内，因为小微滴子集(例如1382)使用时间上定位在时钟周期 的开始附近(例如时间上在第一预定位置)的射出脉冲来射出小微滴。

图14示出了根据一个实施方式的具有驱动脉冲和同向抵消脉冲的多脉 冲波形的子集1400。驱动或射出脉冲1410与抵消脉冲1420之间的取消边沿 延迟1412大约是谐振周期Tc。抵消脉冲1420开始于取消边沿1414。时间 上在第一预定位置的驱动脉冲1410和时间上在第二预定位置的抵消脉冲 1420能被施加以产生小微滴尺寸。

下表示出了使用图12A和13A的波形产生的小微滴和大微滴的到达时 间的比较。

注意到两个小微滴的滴定速度和两个大微滴的滴定速度相同，如在真实 速度1000(m/s)列中指示的。针对从喷嘴板到目标介质(例如纸)的三个 不同距离(例如900um、1000um、1100um)给定微秒(usec)为单位的到 达时间。到达时间差列指示在1000um的距离使用图12A和13A的波形生成 的小微滴和大微滴的到达时间差。例如，对于图13A，小微滴具有101usec 的到达时间，而大微滴具有98usec的到达时间。因此，到达时间差列具有 -3usec的值。换句话说，小微滴比大微滴晚3usec到达纸上。相比之下，图 12A的现有技术波形的到达时间差列是-27usec。虽然单个类型的微滴(即， 图12的波形，图13的波形)具有不同的速度，针对使用图13A的新设计形 成的波形的大微滴和小微滴之间的到达时间差小(3usec)而图12A的现有 技术波形的到达时间差大(27usec)。

在特定实施方式中，上表的像素是长度21um，宽度21um。因此，如果 基板或介质(例如纸)以1m/s移动，则晚27usec到达的微滴将落到下一个 像素。可以使用另外的设计参数来补偿该到达时间差。但是，图13A的新波 形不需要该补偿。

大微滴和小微滴具有不同速度是非常常见的，因为小微滴由于空气阻力 而更慢。微滴能被设计得更快，但是如果超过上限(例如依据准确的打印头 设计大约12m/s)液滴形成变粘且差。大微滴被设计具有大质量。如果大微 滴被设计在较慢速度，则质量下降。因此，常见的是大微滴更快。多脉冲脉 冲被设计在近谐振并因此不需要太多电压来走得更快。通过它们的本质，大 微滴倾向于具有大尾巴除非它们走得非常慢(例如低于7m/s)。因此，使得 大微滴走得更快一点以得到更多质量不会真地使得大微滴比大微滴差很多， 如果大微滴走得慢一点。

根据本发明的实施方式的波形与现有方法相比具有优点。使用在向着时 钟周期的开始施加的射出脉冲产生的小微滴及时地几乎与其他微滴(例如介 质微滴、大微滴)到达基板同时到达该基板。小微滴落到合适的期望像素内。 在波形的内部或中间的抵消脉冲的定位允许由强第一脉冲导致的大月牙镜 运动被移除或至少降低，这允许后面的脉冲传递更多质量。如在图1a、1b、 2a和2b中能够看出，现有方法的波形在第一脉冲和小滴脉冲(例如图1b 的脉冲197)之间具有减小的幅值。该幅值减小是需要的，因为脉冲数量增 加，来自之前脉冲的剩余能量趋于过多驱动月牙镜导致差的液滴形成，这通 过降低后续脉冲的幅值来解决。但是，幅值降低导致质量降低，而这转而需 要附加的脉冲等。这样，如果该现有方法期望大微滴，则脉冲列趋于变得非 常大。

与现有方法相比，本发明的实施方式允许第一抵消脉冲在第一射出脉冲 之后停止月牙镜。针对这里所述的波形，该月牙镜运动对于大微滴相对更小。 因此，幅值可能更大且需要更少的脉冲。在这里示出并公开的实施方式中， 需要的脉冲数量足够低以允许每一个脉冲与单个微滴相比具有近似相同的 幅值且贡献大约相同量的质量。对于根据本设计的波形，每个脉冲的另外质 量可以非常接近自然微滴的质量的倍数。作为示例，使用图9和图11中示 出的波形，具有2皮升(pl)的小微滴质量，大液滴体积超过11.4pL，产生 每个液滴的体积大约是小微滴体积的90-95％。相比之下，当尝试实现大微 滴时，像图1a、1b、2a和2b中示出的波形通常产生低于80％的小微滴。

本公开的波形能够用于宽范围的工作频率以有利地提供在基板上近似 同时到达的不同微滴尺寸。这允许针对每个液滴尺寸改进液滴形成，实现对 液滴速度和微滴到达时间的改进控制(即，改进的布局控制)，降低和/或消 除月牙镜弹跳，以及使能宽范围频率的喷墨操作。

图15示出了根据一个实施方式的喷墨系统的框图。该喷墨系统1500包 括施加电压到压力转变器1510(例如泵室和致动器)的电压源1520，该压 力转变器1510可以是压电或热转变器。墨源1530提供墨水给流体流通道 1540，其提供墨水给转变器。转变器提供墨水给流体流通道1542。该流体流 通道允许来自转变器的压力传播给具有孔口或喷嘴的液滴生成装置1550，并 在一个或多个压力脉冲足够大的情况下生成一个或多个微滴。喷墨系统1500 中的墨水水平通过到墨源1530的流体连接而被保持。液滴生成装置1550、 转变器1540和墨源1530被耦合到流体接地而电源被耦合到电接地。

可以理解以上描述只是示例性的而非限制性的。在阅读并理解上述描述 后本领域技术人员将会明白许多其他实施方式。因此，本发明的范围应当参 照权利要求书以及该权利要求书赋予的等同的所有范围来确定。