用于液滴沉积的方法和设备技术

一种将液滴沉积到基板上的方法采用诸如喷墨打印头等设备，所述设备具有：由散布的壁分隔的用作流体腔的通道的阵列，每一通道与用于释放包含在通道内的诸如墨水等流体液滴的孔或喷嘴连通。每一所述壁分隔两个相邻的通道，且是可致动的，使得它将响应于第一电压而变形以便减小一个通道的体积和增加另一腔的体积，且它将响应于第二电压而变形以便在所述相邻通道的体积上产生相反的作用。所述方法包括以下步骤：接收诸如图像数据像素的阵列等输入数据；基于所述输入数据，将在所述阵列中的所有通道分配作为发射腔或非发射腔，以便产生通过一个或更多的邻近的非发射通道的组分隔的一个或更多的邻近的发射通道的组；致动所特定通道的壁，使得：对于每一非发射腔，所述壁以相同的方向运动或它们保持静止；和对于每一发射腔，所述壁以相反的方向运动，或一个壁是静止的而另一个壁运动。所述致动导致每一所述发射腔释放至少一个流体液滴，所产生的液滴形成了在所述基板上设置成一条直线的点，例如以便形成一列图像数据像素的表示。所述点在所述列上由对应于所述非发射通道的间隙分隔开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于液滴沉积的方法和设备，且可以发现尤其用在包括通过可致动的(actuable)壁分隔的流体腔的设备中。在特定的例子中，本专利技术涉及一种喷墨打印机。
技术介绍
在液滴沉积设备的技术中已知构造一种致动器，该致动器包括通过多个压电壁分隔的流体腔阵列。在许多这样的构造中，所述壁可响应于电信号致动，以朝向每一壁界定的两个腔中的一个移动；这样的移动影响了由所述壁界定的两个腔中的流体压力，从而使得一个腔中的压力增加，而另一腔中的压力降低。喷嘴或孔设置成与腔流体连通，以便使得一定体积的流体从其中喷出。在孔处的流体将由于表面张力作用易于形成弯液面，但是在充足的流体扰动的情况下，克服了这一表面张力，从而允许通过孔从所述腔释放出流体的液滴或一定体积的流体；因此在孔附近施加过多的正压力造成释放大量流体。在图1中显示出具有通过可致动的壁分隔的细长的腔的阵列的示例性的构造。将腔形成为由与可致动壁接触的盖构件在一侧上封闭的通道；用于流体喷射的喷嘴设置在这一盖构件中。盖构件将通常包括提供结构支撑件的金属或陶瓷盖板，和其中形成有喷嘴的较薄的喷嘴覆盖板。如图1所示，对腔中的壁的致动可以使得流体通过所述腔的孔从所述腔释放。在图1显示的情形中，特定腔的两个壁向内变形，这一移动使得通道中的流体压力增加和两个邻近的通道的压力降低。所述腔中的压力的增加有助于通过所述腔的孔释放流体液滴。在所有腔设置有孔的诸如图1的构造中，每一腔能够进行流体释放。然而，可见因为特定壁的致动对其两个相邻通道中的压力产生不同的作用，所以从由特定壁分隔的两个通道同时释放流体难以实现。在设备的设计中可以具有一些不对称性，使得在不同时刻释放的液滴同时到达基板；例如，喷嘴可以位于不同的通道的不同的位置上。在沉积过程中，所述阵列可以相对于基板移动，因此两个喷嘴可以在移动的方向上间隔开，使得位置上的间距抵消了液滴释放时间的差别。然而，这样的构造变化对于致动器来说是持久的，且因此能够仅补偿液滴释放时间的特定模式；这导致了对驱动致动器壁所使用的方法的限制。由对两个腔所共有的壁的致动所造成的另外的复杂性在于，在已经发生致动之后剩余的压力扰动保留在腔中。由申请人进行的试验获得了图2中显示的针对在分割壁的单个移动之后在两个相邻腔中的流体内的排量(作为对于流体内的压力的表示)的数据。由这些数据可见，每一腔中的压力围绕平衡压力(没有出现壁变形的腔中存在的压力)振荡， 振荡的振幅随着时间衰减至零。振幅衰减至零花费的时间在下文被称作为系统的松弛时间 (tR)。在不希望受理论限制的情况下，申请人相信压力的振荡由在流体腔的末端处反射的声学压力波引起。这些驻波的周期(TA)可以由诸如图2的图表获得，且称为腔的声学周期。在长的薄通道的情况下，这一周期近似地等于L/c，其中L是通道的长度，c是沿着流体内的腔传播的声音速度。如上所述，在所述壁的移动之后，残余的压力波出现在壁两侧的两个腔中。从图2 显示的排量中的第二个和随后的极大值可以看到这样的残余波的存在。因此，在流体从特定的腔释放时，压力扰动可以出现在相邻的腔中的一个或两个中。例如，在一些致动方案中，流体通过界定所述腔的两个壁的向内的移动从特定腔中释放出去，其将影响两个相邻腔中的压力。在称为“串扰”的过程中，这些压力扰动可能干扰相邻的腔中的流体的释放。已经提出致动器构造，以改善“串扰”的问题，例如可以形成可替代的腔且没有孔， 使得这些“非发射(non-firing)”腔用于防护具有孔的腔(“发射”腔)免遭压力扰动的影响。当然可见，对于给定的腔尺寸，这具有使得可利用的分辨率减半的不期望的后果。EP 0 422 870提出用致动方案改善串扰，其预先将每一腔分配给三个或更多组或 “循环”中的一个。腔又被循环地分配给这些组中的一个，使得每一组是规则地间隔开的腔的子阵列。在操作期间，在任意时间仅一个组是激活的，使得沉积流体的腔总是被至少两个腔间隔开，且间距依赖于组的数量。使用者输入数据确定每一组中的哪些特定的腔被致动。 更具体地，循环腔内的腔可以每个接收不同数量的脉冲，所述脉冲数量对应于将被所述腔释放液滴数量，来自每一腔的液滴融合以在基板上形成单个标记或印刷像素。可见，在任意时间仅腔的总数中的三分之一(或1/n，其中η是循环的数量)的腔可以在这一方案中被致动，且因此生产率被明显地降低。另外，在不同组的发射间的时间延迟可能导致在基板上的对应的点在基板和设备的相对移动的方向上被间隔开。如上文简短说明的，通过对于每一循环偏置喷嘴，一些设备构造解决了这一问题，使得每一循环的喷嘴位于各自的列上，所述列被在基板移动的方向上间隔开，同时这通常成功地抵消这一特定问题，这一构造通常受在喷嘴形成之后的特定发射方案限制。EP 0 422 870还提出一种致动器，其中腔被分割成两个组-奇数编号的腔和偶数编号的腔。每一组腔同时同步发射，特定输入数据确定了所述组中的哪些腔应当被发射。本公开内容还讨论了在腔的共振频率下在两个组之间进行切换，使得相邻的腔以相反的相位发射。在这一文件中注意到，这一方案提供高的生产率，但是导致了对可能产生的图案的限制。例如，根据这一图案，可以印刷白-黑-白，但是不能印刷黑-白-黑。因此，存在对具有增加的生产率且对可能产生的图案有限制更少的液滴沉积设备的需求。
技术实现思路
因此，根据本专利技术的第一方面，提供了一种利用一种设备将液滴沉积到基板上的方法，所述设备包括由散布的壁分隔的流体腔的阵列，每一流体腔设置有孔，每一所述壁分隔两个相邻腔；其中每一所述壁是可致动的，使得它将响应于第一电压而变形以便减小所述腔的体积和增加另一腔的体积，它将响应于第二电压而变形以便在所述相邻腔的体积上产生相反的作用；所述方法包括以下步骤接收输入数据；基于所述图像输入数据，将在4所述阵列中的所有腔分配作为发射腔或非发射腔，以便产生由一个或更多的邻近的非发射腔的组分隔的一个或更多的邻近的发射腔的组；对所述腔中的特定腔的壁进行致动，使得 对于每一非发射腔，所述壁以相同的方向移动或它们保持静止；和对于每一发射腔，所述壁以相反的方向移动，或一个壁是静止的而另一个壁被移动；所述致动导致每一所述发射腔释放至少一个液滴，所产生的液滴形成了在所述基板上布置成一列的点，在所述列中的所述点由对应于所述非发射腔的间隙分隔开。虽然已经提出几种方法用于操作发射腔的壁，但是这些公开内容典型地对非发射腔的壁的操作没有作记载。通过对比，管理发射和非发射腔两者的壁的行为的所述方法允许单个非发射腔的间距存在于发射腔之间，使得可以形成“黑-白-黑”的图案。申请人已经认识到，由于所定义的非发射腔分隔发射腔的区域，以获得高的生产率，所以非发射腔必须对被致动的周围的发射腔的效应具有高耐受性，对它们的壁的控制很重要。这尤其是针对具有详细的图案的情形，因为在这样的情形中仅少数非发射腔可以分隔发射腔的区域，因此“边缘效应”显著地影响了非发射腔。根据本专利技术的一个实施例，非发射腔的壁保持静止，而仅每一发射腔的一个壁被移动以实现液滴释放。优选地，所述致动包括两个一半的循环，所有发射腔的一半被分配给第一个一半的循环，所有发射腔的另一半被分配给第二个一半的循环，其中在每一个一半的循环中所述发射腔基本上同时释放液滴。因此，所有致动可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用设备将液滴沉积到基板上的方法，所述设备包括：由散布的壁分隔的流体腔的阵列，每一流体腔与用于释放流体液滴的孔连通，每一所述壁分隔两个相邻的腔；其中每一所述壁是可致动的，使得它将响应于第一电压而变形以便减小一个腔的体积和增加另一腔的体积，它将响应于第二电压而变形以便在所述相邻腔的体积上产生相反的作用；所述方法包括以下步骤：接收输入数据；基于所述输入数据，将在所述阵列中的所有腔分配作为发射腔或非发射腔，以便产生通过一个或更多的邻近的非发射腔的组分隔开的一个或更多的邻近的了在所述基板上设置成一列的点，在所述列上的所述点由对应于所述非发射腔的间隙分隔开。发射腔的组；对所述腔中的特定腔的壁进行致动，使得：对于每一非发射腔，所述壁以相同的方向运动或它们保持静止；和对于每一发射腔，所述壁以相反的方向运动，或一个壁是静止的而另一个壁运动；所述致动导致每一所述发射腔释放至少一个液滴，所产生的液滴形成

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·雷蒙德·德鲁里，
申请(专利权)人：萨尔技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB