打印頭校準和打印制造技術

本發明專利技術涉及一種打印每行具有多個像素的二維比特映射圖像的方法，打印頭具有噴射通道行，每個噴射通道具有關聯噴射電極，使用時應用電壓至關聯噴射電極，以及其中，在打印期間，為了使得從打印頭的所選擇噴射通道噴射流體體積以便打印，在給定的脈沖周期，向所選擇噴射通道的電極應用具有預先確定幅度和持續時間的值的電壓脈沖，預先確定幅度和持續時間通過由光柵圖像處理器生成的相應圖像像素比特值確定。掃描光柵圖像與噴射通道對應的部分，以便確定在待打印像素之前相鄰的非打印像素周期的數量，以及緊靠打印像素之前，向噴射電極應用具有根據時間而預先確定的值的電壓脈沖，該時間以最后一個待打印像素和所述待打印像素之間的給定像素周期為單位來測量。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】打印每行具有多個像素的二維比特映射圖像的方法
技術介紹
本專利技術涉及靜電噴墨打印技術，并且更具體地，涉及諸如WO93/11866及相關專利說明書中所描述的類型的打印頭和打印機。該類型的靜電打印機，通過使用所應用的電場來首先聚集并且之后噴射分散在化學惰性絕緣承載流體中的帶電固體顆粒，噴射該固體顆粒。聚集的發生是因為所應用的電場導致電泳和帶電顆粒在電場中朝向襯底運動，直至它們遇到墨水的表面為止。當所應用的電場創建大到足以克服表面張力的電泳力時發生噴射。通過在噴射位置和襯底之間創建電勢差來生成電場；這可通過向噴射位置處和/或圍繞噴射位置的電極應用電壓來實現。該類型打印技術的一個具體優點在于能夠通過使用對應用電壓的控制來調制所噴射的墨水的體積，使用灰度來打印。通過打印頭的幾何形狀以及創建電場的電極的位置和形狀，確定發生噴射的位置。通常，打印頭包括從打印頭主體突出的一個或多個突出部，且這些突出部(也稱為噴射豎柱)表面上具有電極。應用至該電極的偏壓的極性與帶電顆粒的極性相同，以使得電泳力的方向朝向襯底。此外，打印頭結構的整體幾何形狀和電極的位置設計成使得在圍繞突出部的尖端的高度局部化的區域處發生聚集并且之后發生噴射。為了可靠地進行操作，墨水設置成連續地流經噴射位置，以便補充已噴射出的顆粒。為了實現該流動，墨水必須具有通常為幾厘泊的低粘度。噴射材料因為顆粒的聚集而更粘稠；結果，該技術可用于在非吸收性襯底上進行打印，因為該材料將不會在撞擊之后顯著地擴散?，F有技術中已經描述了不同的打印頭設計，諸如涉及WO93/11866中描述的所謂方法的WO93/11866,WO97/27058,WO97/27056,WO98/32609,WO01/30576和WO03/101741中所描述的那些打印頭。圖1是該現有技術中描述的類型的靜電打印頭1的尖端區域的圖，其示出多個噴射豎柱2，每個噴射豎柱2具有尖端21。在每兩個相鄰豎柱之間具有壁3，也稱為頰部，其限定了每個噴射單元5的邊界。在每個單元中，墨水在兩個路徑4中流動，每個路徑4位于噴射豎柱2的每一側上，并且在使用中，墨水彎月面保持在頰部的頂部和噴射豎柱的頂部之間。在該幾何形狀中，Z軸的正方向限定為從襯底朝向打印頭，X軸沿著噴射豎柱的尖端的線條指向；以及Y軸垂直于Z軸和X軸。圖2是通過在豎柱2的尖端的中部截取截面而沿Y軸觀察的相同的打印頭1中的單個噴射單元5的X-Z平面上的示意圖。該圖示出頰部3、限定噴射位置6的定位的噴射豎柱2、墨水路徑4、噴射電極7的位置和墨水彎月面8的位置。實線箭頭9示出噴射方向，且也指向襯底。每個豎柱2及其相關電極和墨水路徑有效地形成噴射通道。通常，噴射通道之間的間距是168μm(這提供150dpi的打印密度)。在圖2所示的實例中，墨水通常遠離讀者地流至頁面中。圖3是相同打印頭1在Y-Z平面的示意圖，其示出噴射豎柱沿X軸的剖視圖。該圖示出噴射豎柱2、電極7在豎柱上的位置、以及被稱為中間電極(10)的組件。中間電極10是在其內表面(并且有時在其整個表面上)具有電極101的結構，在使用中，電極101偏置成與噴射豎柱2上的噴射電極7的電勢不同的電勢。中間電極10可圖案化，以使得每個噴射豎柱2具有獨立地尋址的與其面對的電極，或者其可均勻地鍍金，以使得中間電極的整個表面保持在恒定的偏壓處。中間電極10通過屏蔽來自外部電場的噴射通道而用作靜電屏蔽物，并允許仔細地控制噴射位置6處的電場。實線箭頭11示出噴射方向并再一次指向襯底的方向。在圖3中，墨水通常從左向右流動。在操作中，通常將襯底保持接地(0V)且在中間電極10和襯底之間應用電壓VIE?？稍谥虚g電極10和噴射豎柱2和頰部3上的電極7之間應用另一個電勢差VB，以使得這些電極的電勢為VIE+VB。VB的幅度選擇成使得在聚集顆粒而不噴射顆粒的噴射位置6處生成電場。在所應用偏壓VB處于特定閾值電壓VS(對應于顆粒上的電泳力正好與墨水的表面張力平衡時的電場強度)之上的情況下，噴射自發地發生。因此經常發生的情況是，VB選擇成小于VS。在應用VB之后，墨水彎月面向前運動，以覆蓋噴射豎柱2的更多部分。為了噴射聚集的顆粒，向噴射豎柱2應用幅度為VP的另一個電壓脈沖，以使得噴射豎柱2和中間電極10之間的電勢差為VB+VP。在電壓脈沖期間，噴射將連續。這些偏壓的典型值是VIE＝500伏特,VB＝1000伏特以及VP＝300伏特?？捎纱蛴”忍赜成鋱D像的各個像素的比特值得出使用時實際應用的電壓。利用常用設計圖形軟件諸如AdobePhotoshop創建或處理比特映射圖像，并將其存儲至存儲器，多個方法(并行端口、USB端口、專用數據傳送硬件)可將數據從該存儲器輸出到打印頭驅動電子設備，打印頭驅動電子設備生成應用至打印頭的噴射電極的電壓脈沖。該類型靜電打印機的優點之一在于，可通過調制電壓脈沖的持續時間或幅度，實現灰度打印?？缮呻妷好}沖，以使得從位圖數據得出各個脈沖的幅度，或使得從位圖數據得出脈沖持續時間，或者使用兩種技術的結合。為了獲得高質量的噴墨打印，每種情況下噴射過程必須相同，以使得噴射體積、噴射組合物等一致。噴墨打印是動態過程和多種物理過程，并且彼此涉及的不同物理過程按時典型序表發生。然而，在特定情況下，由于可發生噴射事件的時序表，導致噴射可能從電壓脈沖的啟動延遲。打印通道根據其已經休眠多久而開始噴射的方式通常被稱為其“啟動”特征；在單個點或像素的特殊情況中，該特征被稱為“按需噴滴”。在中止或非打印像素塊之后的打印開始時，可能發生噴射啟動延遲，與該方式類似，因此可能存在關閉延遲。在像素塊或行結尾后所導致的繼續噴射可能導致印刷區域的不平均且加長的結尾。靜電印刷期間涉及的動態過程包括靜電效應和射流效應。這些動態過程中的兩個為：1.在操作期間，但當不需要噴射時，直流(d.c)偏壓VB應用至噴射位置且墨水彎月面松弛成穩定形狀，保持在噴射位置和打印頭的其它特征。當應用電壓脈沖(VB+VP)時，彎月面向前移動且以之前描述的方式發生噴射。在電壓脈沖完成之后，墨水將松弛回其初始狀態，但是如果在該松弛完成之前應用后續脈沖，則將開始所導致的噴射事件，彎月面處于向前且因此更合適的位置。⒉聚集在噴射位置處的帶電墨水顆粒的密度隨著所應用的電場的強度而增加。這是因為，電場使得克服墨水顆粒的自然傾向性的電泳平均地分布(忽略重力)且獲得均勻密度。與該聚集效應相對的是擴散和同性帶電顆粒之間的庫侖斥力。在穩態中，系統將達到聚集平衡，其特征在于取決于應用的直流偏壓VB的幅值的帶電顆粒密度。當向噴射位置應用電壓脈沖時，墨水顆粒的聚集增加，直至顆粒上的電泳力克服墨水的表面張力且發生噴射為止。在電壓脈沖完成之后，聚集的顆粒將在擴散和庫侖力的驅動下朝向初始的平衡狀態松弛。如果在松弛過程期間應用電壓脈沖，則噴射將從具有更高顆粒聚集的更有利狀態開始，且后續的打印密度將更濃。這些過程具有數量級為一至幾百微秒的特征時間常數。為了使打印圖像對開始和停止延遲效應是魯棒的，可經由驅動電壓波形提供補償。這種補償被稱為“歷史校正”。可通過使用到打印頭噴射器的電脈沖的持續時間和/或幅度調制來自噴射器的噴射，控制靜電噴墨打印頭。壓力或熱噴墨打印頭中噴射墨滴的尺寸主要基于壓力室和噴嘴的物理尺寸，與壓力本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種打印每行具有多個像素的二維比特映射圖像的方法，打印頭具有噴射通道行，每個噴射通道具有關聯噴射電極，使用時應用電壓至關聯噴射電極，其中，在打印期間，為了使得從所述打印頭的所選擇噴射通道噴射流體體積以便打印，在給定的脈沖周期，向所選擇噴射通道的電極應用具有預先確定幅度和持續時間的值的電壓脈沖，所述預先確定幅度和持續時間通過由光柵圖像處理器生成的相應圖像像素比特值確定，其中掃描光柵圖像與噴射通道對應的部分，以確定在待打印像素之前相鄰的非打印像素周期的數量，以及緊靠打印所述像素之前，向所述噴射電極應用具有根據時間而預先確定的值的電壓脈沖，該時間以最后待打印像素和所述待打印像素之間的給定像素周期為單位來測量。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.05.20 EP 13168443.31.一種打印每行具有多個像素的二維比特映射圖像的方法，打印頭具有噴射通道行，每個噴射通道具有關聯噴射電極，使用時應用電壓至關聯噴射電極，其中，在打印期間，為了使得從所述打印頭的所選擇噴射通道噴射流體體積以便打印，在給定的脈沖周期，向所選擇噴射通道的電極應用具有預先確定幅度和持續時間的值的電壓主脈沖，所述預先確定幅度和持續時間通過由光柵圖像處理器生成的相應圖像像素比特值確定，其中掃描光柵圖像與噴射通道對應的部分，以確定在待打印像素之前相鄰的非打印像素周期的數量，以及緊靠由其中一個電壓主脈沖打印所述像素之前，在所述其中一個電壓主脈沖之前向所述噴射電極應用具有根據時間而預先確定的值的電壓預脈沖，該時間以最后待打印像素和所述待打印像素之間的給定像素周期為單位來測量。2.如權利要求1所述的方法，其中，掃描光柵圖像與每個噴射通道對應的部分，以便確定在待打印像素之前相鄰的非打印像素周期的數量，以及緊靠打印所述像素之前，向對應的噴射電極應用具有根據時間而預先確定的值的電壓預脈沖，該時間以最后一個待打印像素和所述待打印像素之間的給定像素周期為單位來測量。3.如權利要求1或2所述的方法，其中，緊靠打印所述像素之前應用的電壓預脈沖的持續時間被限制為像素周期或所述像素的脈沖長度。4.如權利要求1所述的方法，其中，在打印一個或多個打印圖案的校準過程中執行電壓預脈沖值的預先確定，每個打印圖案包括一列或多列像素，一列或多列像素在所述打印頭相對于襯底移動的打印方向(P)上包括連續打印像素，緊接著多個相鄰的非打印像素，緊接著一個或多個其他像素；以及每個打印圖案一起或獨立地包括位于所述連續打印像素和所述一個或多個其他像素之間的一系列非打印距離。5.如權利要求4所述的方法，其中，掃描所述一個或多個打印圖案，并且相對于與理想或期望打印位置對應的基準位置，確定或測量每個所述其他像素的開始位置。6.如權利要求5所述的方法，其中，掃描打印圖案，并且相對于與所述打印頭的至少一個通道的理想或期望打印位置對應的基準位置，確定或測量每個所述其他像素的開始位置，以及對所述打印頭的剩余通道，估計每個所述其他像素的開始位置。7.如權利要求6所述的方法，其中，通...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彼得·詹姆士·布朗，羅賓·蒂莫西·培根，安德魯·約翰·科里平戴爾，伊萬·亨德里克·康拉迪，艾馬爾·列奇奇比，約翰·勞頓·夏普，
申請(專利權)人：唐杰有限公司，
類型：發明
國別省市：英國;GB