打印头校准和打印制造技术

本发明专利技术涉及一种打印每行具有多个像素的二维比特映射图像的方法，打印头具有喷射通道行，每个喷射通道具有关联喷射电极，使用时应用电压至关联喷射电极，以及其中，在打印期间，为了使得从打印头的所选择喷射通道喷射流体体积以便打印，在给定的脉冲周期，向所选择喷射通道的电极应用具有预先确定幅度和持续时间的值的电压脉冲，预先确定幅度和持续时间通过由光栅图像处理器生成的相应图像像素比特值确定。扫描光栅图像与喷射通道对应的部分，以便确定在待打印像素之前相邻的非打印像素周期的数量，以及紧靠打印像素之前，向喷射电极应用具有根据时间而预先确定的值的电压脉冲，该时间以最后一个待打印像素和所述待打印像素之间的给定像素周期为单位来测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】打印每行具有多个像素的二维比特映射图像的方法
技术介绍
本专利技术涉及静电喷墨打印技术，并且更具体地，涉及诸如WO93/11866及相关专利说明书中所描述的类型的打印头和打印机。该类型的静电打印机，通过使用所应用的电场来首先聚集并且之后喷射分散在化学惰性绝缘承载流体中的带电固体颗粒，喷射该固体颗粒。聚集的发生是因为所应用的电场导致电泳和带电颗粒在电场中朝向衬底运动，直至它们遇到墨水的表面为止。当所应用的电场创建大到足以克服表面张力的电泳力时发生喷射。通过在喷射位置和衬底之间创建电势差来生成电场；这可通过向喷射位置处和/或围绕喷射位置的电极应用电压来实现。该类型打印技术的一个具体优点在于能够通过使用对应用电压的控制来调制所喷射的墨水的体积，使用灰度来打印。通过打印头的几何形状以及创建电场的电极的位置和形状，确定发生喷射的位置。通常，打印头包括从打印头主体突出的一个或多个突出部，且这些突出部(也称为喷射竖柱)表面上具有电极。应用至该电极的偏压的极性与带电颗粒的极性相同，以使得电泳力的方向朝向衬底。此外，打印头结构的整体几何形状和电极的位置设计成使得在围绕突出部的尖端的高度局部化的区域处发生聚集并且之后发生喷射。为了可靠地进行操作，墨水设置成连续地流经喷射位置，以便补充已喷射出的颗粒。为了实现该流动，墨水必须具有通常为几厘泊的低粘度。喷射材料因为颗粒的聚集而更粘稠；结果，该技术可用于在非吸收性衬底上进行打印，因为该材料将不会在撞击之后显著地扩散。现有技术中已经描述了不同的打印头设计，诸如涉及WO93/11866中描述的所谓方法的WO93/11866,WO97/27058,WO97/27056,WO98/32609,WO01/30576和WO03/101741中所描述的那些打印头。图1是该现有技术中描述的类型的静电打印头1的尖端区域的图，其示出多个喷射竖柱2，每个喷射竖柱2具有尖端21。在每两个相邻竖柱之间具有壁3，也称为颊部，其限定了每个喷射单元5的边界。在每个单元中，墨水在两个路径4中流动，每个路径4位于喷射竖柱2的每一侧上，并且在使用中，墨水弯月面保持在颊部的顶部和喷射竖柱的顶部之间。在该几何形状中，Z轴的正方向限定为从衬底朝向打印头，X轴沿着喷射竖柱的尖端的线条指向；以及Y轴垂直于Z轴和X轴。图2是通过在竖柱2的尖端的中部截取截面而沿Y轴观察的相同的打印头1中的单个喷射单元5的X-Z平面上的示意图。该图示出颊部3、限定喷射位置6的定位的喷射竖柱2、墨水路径4、喷射电极7的位置和墨水弯月面8的位置。实线箭头9示出喷射方向，且也指向衬底。每个竖柱2及其相关电极和墨水路径有效地形成喷射通道。通常，喷射通道之间的间距是168μm(这提供150dpi的打印密度)。在图2所示的实例中，墨水通常远离读者地流至页面中。图3是相同打印头1在Y-Z平面的示意图，其示出喷射竖柱沿X轴的剖视图。该图示出喷射竖柱2、电极7在竖柱上的位置、以及被称为中间电极(10)的组件。中间电极10是在其内表面(并且有时在其整个表面上)具有电极101的结构，在使用中，电极101偏置成与喷射竖柱2上的喷射电极7的电势不同的电势。中间电极10可图案化，以使得每个喷射竖柱2具有独立地寻址的与其面对的电极，或者其可均匀地镀金，以使得中间电极的整个表面保持在恒定的偏压处。中间电极10通过屏蔽来自外部电场的喷射通道而用作静电屏蔽物，并允许仔细地控制喷射位置6处的电场。实线箭头11示出喷射方向并再一次指向衬底的方向。在图3中，墨水通常从左向右流动。在操作中，通常将衬底保持接地(0V)且在中间电极10和衬底之间应用电压VIE。可在中间电极10和喷射竖柱2和颊部3上的电极7之间应用另一个电势差VB，以使得这些电极的电势为VIE+VB。VB的幅度选择成使得在聚集颗粒而不喷射颗粒的喷射位置6处生成电场。在所应用偏压VB处于特定阈值电压VS(对应于颗粒上的电泳力正好与墨水的表面张力平衡时的电场强度)之上的情况下，喷射自发地发生。因此经常发生的情况是，VB选择成小于VS。在应用VB之后，墨水弯月面向前运动，以覆盖喷射竖柱2的更多部分。为了喷射聚集的颗粒，向喷射竖柱2应用幅度为VP的另一个电压脉冲，以使得喷射竖柱2和中间电极10之间的电势差为VB+VP。在电压脉冲期间，喷射将连续。这些偏压的典型值是VIE＝500伏特,VB＝1000伏特以及VP＝300伏特。可由待打印比特映射图像的各个像素的比特值得出使用时实际应用的电压。利用常用设计图形软件诸如AdobePhotoshop创建或处理比特映射图像，并将其存储至存储器，多个方法(并行端口、USB端口、专用数据传送硬件)可将数据从该存储器输出到打印头驱动电子设备，打印头驱动电子设备生成应用至打印头的喷射电极的电压脉冲。该类型静电打印机的优点之一在于，可通过调制电压脉冲的持续时间或幅度，实现灰度打印。可生成电压脉冲，以使得从位图数据得出各个脉冲的幅度，或使得从位图数据得出脉冲持续时间，或者使用两种技术的结合。为了获得高质量的喷墨打印，每种情况下喷射过程必须相同，以使得喷射体积、喷射组合物等一致。喷墨打印是动态过程和多种物理过程，并且彼此涉及的不同物理过程按时典型序表发生。然而，在特定情况下，由于可发生喷射事件的时序表，导致喷射可能从电压脉冲的启动延迟。打印通道根据其已经休眠多久而开始喷射的方式通常被称为其“启动”特征；在单个点或像素的特殊情况中，该特征被称为“按需喷滴”。在中止或非打印像素块之后的打印开始时，可能发生喷射启动延迟，与该方式类似，因此可能存在关闭延迟。在像素块或行结尾后所导致的继续喷射可能导致印刷区域的不平均且加长的结尾。静电印刷期间涉及的动态过程包括静电效应和射流效应。这些动态过程中的两个为：1.在操作期间，但当不需要喷射时，直流(d.c)偏压VB应用至喷射位置且墨水弯月面松弛成稳定形状，保持在喷射位置和打印头的其它特征。当应用电压脉冲(VB+VP)时，弯月面向前移动且以之前描述的方式发生喷射。在电压脉冲完成之后，墨水将松弛回其初始状态，但是如果在该松弛完成之前应用后续脉冲，则将开始所导致的喷射事件，弯月面处于向前且因此更合适的位置。⒉聚集在喷射位置处的带电墨水颗粒的密度随着所应用的电场的强度而增加。这是因为，电场使得克服墨水颗粒的自然倾向性的电泳平均地分布(忽略重力)且获得均匀密度。与该聚集效应相对的是扩散和同性带电颗粒之间的库仑斥力。在稳态中，系统将达到聚集平衡，其特征在于取决于应用的直流偏压VB的幅值的带电颗粒密度。当向喷射位置应用电压脉冲时，墨水颗粒的聚集增加，直至颗粒上的电泳力克服墨水的表面张力且发生喷射为止。在电压脉冲完成之后，聚集的颗粒将在扩散和库仑力的驱动下朝向初始的平衡状态松弛。如果在松弛过程期间应用电压脉冲，则喷射将从具有更高颗粒聚集的更有利状态开始，且后续的打印密度将更浓。这些过程具有数量级为一至几百微秒的特征时间常数。为了使打印图像对开始和停止延迟效应是鲁棒的，可经由驱动电压波形提供补偿。这种补偿被称为“历史校正”。可通过使用到打印头喷射器的电脉冲的持续时间和/或幅度调制来自喷射器的喷射，控制静电喷墨打印头。压力或热喷墨打印头中喷射墨滴的尺寸主要基于压力室和喷嘴的物理尺寸，与压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种打印每行具有多个像素的二维比特映射图像的方法，打印头具有喷射通道行，每个喷射通道具有关联喷射电极，使用时应用电压至关联喷射电极，其中，在打印期间，为了使得从所述打印头的所选择喷射通道喷射流体体积以便打印，在给定的脉冲周期，向所选择喷射通道的电极应用具有预先确定幅度和持续时间的值的电压脉冲，所述预先确定幅度和持续时间通过由光栅图像处理器生成的相应图像像素比特值确定，其中扫描光栅图像与喷射通道对应的部分，以确定在待打印像素之前相邻的非打印像素周期的数量，以及紧靠打印所述像素之前，向所述喷射电极应用具有根据时间而预先确定的值的电压脉冲，该时间以最后待打印像素和所述待打印像素之间的给定像素周期为单位来测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.20 EP 13168443.31.一种打印每行具有多个像素的二维比特映射图像的方法，打印头具有喷射通道行，每个喷射通道具有关联喷射电极，使用时应用电压至关联喷射电极，其中，在打印期间，为了使得从所述打印头的所选择喷射通道喷射流体体积以便打印，在给定的脉冲周期，向所选择喷射通道的电极应用具有预先确定幅度和持续时间的值的电压主脉冲，所述预先确定幅度和持续时间通过由光栅图像处理器生成的相应图像像素比特值确定，其中扫描光栅图像与喷射通道对应的部分，以确定在待打印像素之前相邻的非打印像素周期的数量，以及紧靠由其中一个电压主脉冲打印所述像素之前，在所述其中一个电压主脉冲之前向所述喷射电极应用具有根据时间而预先确定的值的电压预脉冲，该时间以最后待打印像素和所述待打印像素之间的给定像素周期为单位来测量。2.如权利要求1所述的方法，其中，扫描光栅图像与每个喷射通道对应的部分，以便确定在待打印像素之前相邻的非打印像素周期的数量，以及紧靠打印所述像素之前，向对应的喷射电极应用具有根据时间而预先确定的值的电压预脉冲，该时间以最后一个待打印像素和所述待打印像素之间的给定像素周期为单位来测量。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，紧靠打印所述像素之前应用的电压预脉冲的持续时间被限制为像素周期或所述像素的脉冲长度。4.如权利要求1所述的方法，其中，在打印一个或多个打印图案的校准过程中执行电压预脉冲值的预先确定，每个打印图案包括一列或多列像素，一列或多列像素在所述打印头相对于衬底移动的打印方向(P)上包括连续打印像素，紧接着多个相邻的非打印像素，紧接着一个或多个其他像素；以及每个打印图案一起或独立地包括位于所述连续打印像素和所述一个或多个其他像素之间的一系列非打印距离。5.如权利要求4所述的方法，其中，扫描所述一个或多个打印图案，并且相对于与理想或期望打印位置对应的基准位置，确定或测量每个所述其他像素的开始位置。6.如权利要求5所述的方法，其中，扫描打印图案，并且相对于与所述打印头的至少一个通道的理想或期望打印位置对应的基准位置，确定或测量每个所述其他像素的开始位置，以及对所述打印头的剩余通道，估计每个所述其他像素的开始位置。7.如权利要求6所述的方法，其中，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·詹姆士·布朗，罗宾·蒂莫西·培根，安德鲁·约翰·科里平戴尔，伊万·亨德里克·康拉迪，艾马尔·列奇奇比，约翰·劳顿·夏普，
申请(专利权)人：唐杰有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB