用于微滴喷射的方法、装置和电路制造方法及图纸

一种微滴喷射装置，包括：微滴沉积头，其包括致动元件阵列和相对应的喷嘴阵列；致动电路，其被配置为向所述致动元件施加驱动波形，从而使得流体以微滴的形式通过所述喷嘴阵列喷射到沉积介质上，沉积介质相对于头移动；以及，头控制器电路，其配置为：接收喷射数据的输入集合；基于输入集合生成一系列的喷射数据子集；以及将所述一系列的喷射数据子集发送到所述致动电路；其中，致动电路还被配置为，对于每个喷射数据子集，向所述致动元件施加驱动波形，使得它们从一个或更多个喷嘴重复喷射微滴，从而沉积连续的微滴行，该一个或更多个喷嘴和从其喷射的微滴的尺寸由当前喷射数据子集确定，该一个或更多个喷嘴中的每个喷嘴以1/T的基本恒定的频率喷射微滴；其中，该装置被配置成接收沉积介质速度数据，该沉积介质速度数据指示所述头相对于沉积介质的当前相对移动速度；以及其中，该装置被配置成使得头在根据所述介质速度数据确定的时间从根据当前喷射数据子集喷射微滴切换到根据在所述一系列中的随后的喷射数据子集喷射微滴，其中根据连续的喷射数据子集开始喷射微滴之间的时间间隔与头的当前相对移动速度成反比地变化。

Methods, devices and circuits for microdroplet injection

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于微滴喷射的方法、装置和电路专利
本专利技术涉及用于微滴喷射(dropletejection)的方法和装置、以及用于其的电路。它在包括打印头(例如喷墨式打印头)和用于其的电路的打印机中可以发现有特别有益的应用。专利技术背景微滴沉积头现在被广泛使用，无论是在例如喷墨式打印的较传统的应用中，还是在3D打印中、或者在其他材料沉积或快速成型技术中。因此，流体可以具有新的化学性质以便粘附到新的基底上以及增加沉积材料的功能性。近期，喷墨式打印头已经被开发成能够以高可靠性和高生产率将油墨直接沉积到瓷砖(ceramictiles)上。这允许根据客户的具体规格定制在瓷砖上的图案，并减少了对全系列瓷砖进行存货的需求。在其他应用中，喷墨式打印头已经被开发成能够将油墨直接沉积到纺织品上。就像陶瓷的应用一样，这可以允许根据客户的具体规格定制在纺织品上的图案，并减少了对全系列印刷纺织品进行存货的需求。在还有的其它应用中，微滴沉积头可以被用于形成元件，例如在平板电视制造中使用的LCD或OLED元件显示器中的颜色滤片。为了适合新的和/或日益具有挑战性的沉积应用，微滴沉积头不断演进和专业化。然而，虽然已经取得了许多进展，但在微滴沉积头领域仍有改进的空间。概述本专利技术的各方面在所附权利要求中进行了阐述。以下公开内容描述了一种微滴喷射装置，该微滴喷射装置包括：微滴沉积头，其包括致动元件阵列和相对应的喷嘴阵列；致动电路，其被配置为向所述致动元件施加驱动波形，从而使得流体以微滴的形式通过所述喷嘴阵列喷射到沉积介质上，沉积介质相对于所述头移动；以及，头控制器电路，其被配置为：接收喷射数据的输入集合；基于该输入集合生成一系列的喷射数据子集；以及，将所述一系列的喷射数据子集发送到所述致动电路。致动电路还被配置为，对于每个喷射数据子集，将驱动波形施加到所述致动元件，使得它们从一个或更多个喷嘴重复喷射微滴，从而沉积连续的微滴行，该一个或更多个喷嘴和从其喷射的微滴的尺寸是由当前喷射数据子集确定的，该一个或更多个喷嘴中的每个喷嘴以1/T的基本恒定的频率喷射微滴。该装置被配置成接收沉积介质速度数据，该沉积介质速度数据指示所述头相对于沉积介质的当前相对移动速度。该装置还被配置成使得所述头在根据所述介质速度数据确定的时间，从根据当前喷射数据子集喷射微滴切换到根据一系列中的随后的喷射数据子集喷射微滴，其中根据连续的喷射数据子集开始喷射微滴之间的时间间隔与所述头的当前相对移动速度成反比地变化。以下公开内容还描述了用于微滴沉积头的控制器电路，该微滴沉积头包括致动元件阵列和相对应的喷嘴阵列，该控制器电路被配置为：接收喷射数据的输入集合；基于该输入集合生成一系列的喷射数据子集；接收沉积介质速度数据，该沉积介质速度数据指示所述头相对于沉积介质的当前相对移动速度；以及，将所述一系列的喷射数据子集和相应的喷射命令发送到用于微滴沉积头的致动电路，喷射命令是在根据所述沉积介质速度数据中指示的所述头相对于沉积介质的当前相对移动速度确定的时间被发送的，发送连续的喷射数据子集之间的时间间隔与所述头的当前相对移动速度大致成反比地变化。以下公开内容还描述了用于微滴沉积头的致动控制电路，该微滴沉积头包括致动元件阵列和相对应的喷嘴阵列，该致动控制电路被配置成：接收一系列的喷射数据子集，所述一系列的喷射数据子集中的每个子集是基于喷射数据的输入集合的；接收触发信号；对于所述喷射数据子集中的每个子集，重复地向用于微滴沉积头的波形生成电路发送相对应的一组致动命令，每组致动命令使得波形生成电路向所述致动元件施加驱动波形，使得它们从一个或更多个喷嘴喷射微滴，该一个或更多个喷嘴和从其喷射的微滴的尺寸是由相对应的喷射数据子集确定的，该一组致动命令的重复发送使得该一个或更多个喷嘴中的每个喷嘴以1/T的基本恒定的频率重复喷射微滴，从而沉积连续的微滴行；在根据所述触发信号确定的时间，从根据当前喷射数据子集发送致动命令切换到根据所述一系列中的随后的喷射数据子集发送致动命令。再者，以下公开内容描述了用于微滴沉积头的致动电路，该微滴沉积头包括致动元件阵列和相对应的喷嘴阵列，该致动电路被配置成：接收一系列的喷射数据子集，所述一系列的喷射数据子集中的每个子集是基于喷射数据的输入集合的；接收触发信号；生成用于所述致动元件的驱动波形，以便使得从一个或更多个喷嘴重复喷射微滴，从而沉积连续的微滴行，该一个或更多个喷嘴和从其喷射的微滴的尺寸是由当前喷射数据子集确定的，该一个或更多个喷嘴中的每个喷嘴以1/T的基本恒定的频率喷射微滴；在根据所述触发信号确定的时间，从根据当前喷射数据子集生成驱动波形切换到根据所述一系列中的随后的喷射数据子集生成驱动波形。此外，以下公开内容描述了一种使用微滴沉积头沉积微滴的方法，该微滴沉积头包括致动元件阵列和相对应的喷嘴阵列，该方法包括：接收喷射数据的输入集合；基于输入集合生成一系列的喷射数据子集；接收沉积介质速度数据，该沉积介质速度数据指示所述头相对于沉积介质的当前相对移动速度；以及，在相对于沉积介质移动所述头时，依次根据每个喷射数据子集操作所述头，这样的操作包括：对于每个喷射数据子集，从所述阵列内的一个或更多个喷嘴重复喷射微滴，以便沉积连续的微滴行，该一个或更多个喷嘴和从其喷射的微滴的尺寸是由当前喷射数据子集确定的，该一个或更多个喷嘴中的每个喷嘴以1/T的基本恒定的频率喷射微滴；以及，在根据由所述介质速度数据指示的所述头相对于沉积介质的当前相对移动速度确定的时间，从根据一个喷射数据子集喷射微滴切换到根据随后的喷射数据子集喷射微滴，根据连续的喷射数据子集开始喷射微滴之间的时间间隔与所述头的当前相对移动速度成反比地变化。为了满足多种多样的应用的材料需求，可以通过如本文所述的微滴沉积头沉积各种可选的流体。例如，微滴沉积头可以喷射墨滴，如在喷墨打印应用中的情况，这些墨滴可以行进到一张纸或卡片上，或者行进到其他接收介质上，例如纺织品或箔或成型物品(例如罐、瓶子等)，以形成图像，其中微滴沉积头可以是喷墨式打印头，或者更具体地，是按需滴落的喷墨式打印头。可选地，流体的微滴可以用于构建结构，例如，电活性流体可以沉积在诸如电路板的接收介质上，以便能够进行电气设备的原型制作。在另一个示例中，包含流体或熔融聚合物的聚合物可以沉积在连续层上，以产生物体的原型模型(如3D打印)。在其它应用中，微滴沉积头可适于将含有生物或化学材料的溶液的微滴沉积到接收介质如微阵列上。适用于这样可选的流体的微滴沉积头在结构上大致类似于打印头，并进行一些调整以处理所讨论的特定流体。如在下面的公开中所描述的微滴沉积头可以是按需滴落的微滴沉积头。在这样的头中，喷射的微滴的图案根据提供给头的输入数据而变化。附图简述现在参考附图，其中：图1是示意性地示出根据第一示例实施例的微滴沉积装置的框图；图2A是示出由图1的微滴沉积装置根据特定的一系列的喷射数据子集喷射微滴的时间点的图；图2B是示出在图2A中示出了喷射的微滴被沉积在基底上的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微滴喷射装置，包括：/n微滴沉积头，所述微滴沉积头包括致动元件阵列和相对应的喷嘴阵列；/n致动电路，所述致动电路被配置为向所述致动元件施加驱动波形，从而使得流体以微滴的形式通过所述喷嘴阵列喷射到沉积介质上，所述沉积介质相对于所述头移动；和/n头控制器电路，所述头控制器电路配置为：/n接收喷射数据的输入集合；/n基于所述输入集合生成一系列的喷射数据子集；和/n将所述一系列的喷射数据子集发送到所述致动电路；/n其中，所述致动电路还被配置为，对于每个喷射数据子集，向所述致动元件施加驱动波形，使得所述致动元件从一个或更多个喷嘴重复喷射微滴，从而沉积连续的微滴行，所述一个或更多个喷嘴和从所述一个或更多个喷嘴喷射的微滴的尺寸由当前喷射数据子集确定，所述一个或更多个喷嘴中的每个喷嘴以1/T的基本恒定的频率喷射微滴；/n其中，所述装置被配置成接收沉积介质速度数据，所述沉积介质速度数据指示所述头相对于所述沉积介质的当前相对移动速度；和/n其中，所述装置被配置成使得所述头在根据所述介质速度数据确定的时间从根据当前喷射数据子集喷射微滴切换到根据在所述一系列中的随后的喷射数据子集喷射微滴，其中根据连续的喷射数据子集开始喷射微滴之间的时间间隔与所述头的所述当前相对移动速度成反比地变化。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170925 GB 1715513.61.一种微滴喷射装置，包括：
微滴沉积头，所述微滴沉积头包括致动元件阵列和相对应的喷嘴阵列；
致动电路，所述致动电路被配置为向所述致动元件施加驱动波形，从而使得流体以微滴的形式通过所述喷嘴阵列喷射到沉积介质上，所述沉积介质相对于所述头移动；和
头控制器电路，所述头控制器电路配置为：
接收喷射数据的输入集合；
基于所述输入集合生成一系列的喷射数据子集；和
将所述一系列的喷射数据子集发送到所述致动电路；
其中，所述致动电路还被配置为，对于每个喷射数据子集，向所述致动元件施加驱动波形，使得所述致动元件从一个或更多个喷嘴重复喷射微滴，从而沉积连续的微滴行，所述一个或更多个喷嘴和从所述一个或更多个喷嘴喷射的微滴的尺寸由当前喷射数据子集确定，所述一个或更多个喷嘴中的每个喷嘴以1/T的基本恒定的频率喷射微滴；
其中，所述装置被配置成接收沉积介质速度数据，所述沉积介质速度数据指示所述头相对于所述沉积介质的当前相对移动速度；和
其中，所述装置被配置成使得所述头在根据所述介质速度数据确定的时间从根据当前喷射数据子集喷射微滴切换到根据在所述一系列中的随后的喷射数据子集喷射微滴，其中根据连续的喷射数据子集开始喷射微滴之间的时间间隔与所述头的所述当前相对移动速度成反比地变化。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述头控制器电路被配置成接收所述沉积介质速度数据；
优选地，其中，所述头控制器电路还被配置成在根据所述沉积介质速度数据中指示的所述头相对于所述沉积介质的当前相对移动速度确定的时间，将每个喷射数据子集发送到所述致动电路，发送连续的喷射数据子集之间的时间间隔大体上与所述头的所述当前相对移动速度成反比地变化；和
其中，所述致动电路被配置成使得在接收到喷射数据子集时，所述致动电路在下一个可用机会时根据该喷射数据子集向所述致动元件施加驱动波形。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中，喷射数据的所述输入集合表示微滴喷射值的二维阵列；和
其中，在所述一系列中的随后的喷射数据子集是基于所述二维阵列的连续切片来确定的；
优选地，其中，所述二维阵列的所述切片中的每个切片是一维阵列。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，每个喷射数据子集为每个喷嘴定义将由该喷嘴喷射的微滴的尺寸的相对应的值，每个微滴尺寸值在0和M之间，0对应于没有喷射，M对应于最大微滴尺寸。


5.根据权利要求4所述的装置，其中，每个微滴尺寸值能够取在0和M之间的任何整数值。


6.根据权利要求4所述的装置，其中，每个微滴尺寸值能够是0或M，可选地，其中M＝1。


7.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述头控制器电路被配置成在将所述一系列的喷射数据子集发送到所述致动电路之前，基本上生成所述一系列的喷射数据子集的全部。


8.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述致动电路还被配置成一旦喷射微滴的所述一个或更多个喷嘴中的至少一个喷嘴已经喷射了Mx个微滴，就停止由所述当前喷射数据子集确定的微滴的所述重复喷射，其中Mx对应于微滴的最大数量。


9.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述致动电路还被配置成响应于“停止”命令，停止由所述当前喷射数据子集确定的微滴的所述重复喷射。


10.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，对于根据所述当前喷射数据子集重复喷射微滴的所述一个或更多个喷嘴中的每个喷嘴，从相关的喷嘴喷射的每个这样的微滴具有基本相同的尺寸。


11.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，对于根据连续的喷射数据子集喷射微滴的每个喷嘴，从较早集合产生的最终微滴和从较晚集合产生的第一微滴之间的时间间隔基本上等于T。


12.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，响应于每个喷射数据子集，所述头根据致动周期操作，在所述致动周期期间，由所述当前喷射数据子集确定的一个或更多个喷嘴中的每个喷嘴喷射微滴；
其中，所述致动电路还被配置成使得当所述致动电路在根据当前喷射数据子集向所述致动元件施加驱动波形的同时接收到另一喷射数据子集时，在根据所述另一喷射数据子集向所述致动元件施加驱动波形之前，所述致动电路等待直到当前致动周期完成为止；
可选地，其中，所述致动电路包括缓冲器，所述缓冲器被配置成存储每个这样的另一喷射数据子集，直到当前致动周期完成为止。


13.根据权利要求12所述的装置，其中，根据致动周期施加到所述致动元件的所有驱动波形在时间上重叠，优选地基本上完全重叠。


14.用于微滴沉积头的控制器电路，所述微滴沉积头包括致动元件阵列和相对应的喷嘴阵列，所述控制器电路被配置成：
接收喷射数据的输入集合；
基于所述输入集合生成一系列的喷射数据子集；
接收沉积介质速度数据，所述沉积介质速度数据指示所述头相对于所述沉积介质的当前相对移动速度；和
将所述一系列的喷射数据子集和相应的喷射命令发送到用于所述微滴沉积头的致动电路，所述喷射命令是在根据所述沉积介质速度数据中指示的所述头相对于所述沉积介质的当前相对移动速度确定的时间被发送的，在发送连续的喷射数据子集之间的时间间隔大体上与头的所述当前相对移动速度成反比地变化；
其中，所述致动电路被配置为，对于每组喷射命令，将驱动波形施加到所述致动元件，以便从一个或更多个所述喷嘴重复喷射微滴，从而沉积连续的微滴行，所述一个或更多个喷嘴和从所述一个或更多个喷嘴喷射的微滴的尺寸是由当前喷射数据子集确定的，所述一个或更多个喷嘴中的每个喷嘴以1/T的基本恒定的频率喷射微滴。


15.根据权利要求14所述的控制器电路，其中，每个喷射数据子集隐含地充当相应的致动命令。


16.根据权利要求14所述的控制器电路，其中，每个喷射数据子集与相对应的致动命令同时被发送。


17.根据权利要求14至16中任一项所述的控制器电路，其中，喷射数据的所述输入集合表示微滴喷射值的二维阵列；和
其中，在所述一系列中的随后的喷射数据子集是基于所述二维阵列的连续切片来确定的；
优选地，其中，所述二维阵列的所述切片中的每个切片是一维阵列。


18.根据权利要求14至17中任一项所述的控制器电路，其中，每个喷射数据子集为每个喷嘴定义将由该喷嘴喷射的微滴的尺寸的相对应的值，每个微滴尺寸值在0和M之间，0对应于没有喷射，M对应于最大微滴尺寸。


19.根据权利要求14至18中任一项所述的控制器电路，所述控制器电路被配置为在将所述一系列的喷射数据子集发送到所述致动电路之前，基本上生成所述一系列的喷射数据子集的全部。


20.用于微滴沉积头的致动控制电路，所述微滴沉积头包括致动元件阵列和相对应的喷嘴阵列，所述致动控制电路被配置成：
接收一系列的喷射数据子集，所述一系列的喷射数据子集中的每个子集是基于喷射数据的输入集合的；
接收触发信号；
对于所述喷射数据子集中的每一个子集，重复发送相对应的一组致动命令到用于所述微滴沉积头的波形生成电路，每组致动命令使得所述波形生成电路将驱动波形施加到所述致动元件，使得所述致动元件从一个或更多个喷嘴喷射微滴，所述一个或更多个喷嘴和从所述一个或更多个喷嘴喷射的微滴的尺寸由相对应的喷射数据子集确定，所述一组致动命令的重复发送使得所述一个或更多个喷嘴中的每个喷嘴以1/T的基本恒定的频率重复喷射微滴，从而沉积连续的微滴行；和
在根据所述触发信号确定的时间，从根据当前喷射数据子集发送致动命令切换到根据所述一系列中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯·马克·杰克逊，安德鲁·科克斯，迈克尔·雷迪什，
申请(专利权)人：赛尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB