[发明专利]具有流体位移致动器的流体喷射装置和相关方法

说明书

背景技术

喷墨打印机中的流体喷射装置提供流体液滴的按需滴液（drop-on-demand）喷射。喷墨打印机采用通过多个喷嘴喷射墨滴到打印介质（诸如，一张纸）上的方式来产生图像。喷嘴典型地布置为一个或多个阵列，使得随着打印头和打印介质相对彼此移动，墨滴从喷嘴的正确定序的喷射使字符或其他图像打印到打印介质上。在特定的示例中，热喷墨打印头通过下述方式从喷嘴喷射液滴：使电流通过加热元件以产生热量并且在触发室内蒸发一小部分流体。由蒸汽气泡取代的一些流体从喷嘴喷射。在另一个示例中，压电喷墨打印头使用压电材料致动器来产生迫使墨滴离开喷嘴的压力脉冲。

尽管喷墨打印机以合理的成本提供了高打印质量，但其继续的改进部分取决于克服各种操作挑战。例如，在打印期间来自墨水的空气气泡的释放可以导致如下问题，诸如，墨流阻塞、不足以喷射液滴的压力、和错误定向（mis-directed）的液滴。当使用基于颜料的墨水时，颜料墨水载色剂分离（PIVS）是可能发生的另一个问题。PIVS典型地是来自喷嘴区域中墨水的水分蒸发以及喷嘴区域附近墨水由于颜料与水的较高亲和性而引起颜料浓度的降低的结果。在存储或不使用期间，颜料颗粒也能从墨水载色剂中沉淀出或者从墨水载色剂中析出，墨水载色剂能够妨碍或阻止墨流到打印头中的触发室和喷嘴。与“开罩”相关的其他因素（诸如，水分或溶剂的蒸发）可以导致PIVS以及粘性墨塞形成。开罩是在不导致所喷射墨滴降级的情形下，喷墨嘴可以保持打开罩并且暴露到周围环境的时间量。开罩的影响能够改变液滴轨迹、速度、形状和颜色，所有这些都可能对喷墨打印机的打印质量产生负面影响。

附图说明

现在将以示例的方式参考附图来描述本实施例，其中：

图1图示了依据实施例的适合于并入流体喷射装置以及实现在本文公开的流体喷射装置中使流体循环的方法的喷墨打印系统；

图2示出了依据实施例的示例性流体喷射装置的部分剖视侧视图；

图3a示出了依据实施例的正常液滴喷射模式下的流体喷射装置；

图3b示出了依据实施例的正常流体再填充模式下的流体喷射装置；

图3c示出了依据实施例的施加到致动器以获得产生液滴喷射和对应的流体再填充的致动器偏转（X）的示例性电压波形（V）的图形；

图4a示出了依据实施例的具有在通道内产生压缩性流体位移的在正向泵送冲程中偏转到流体通道中的致动器的正常液滴喷射模式下的流体喷射装置；

图4b示出了依据实施例的具有回到初始或静止状态的致动器的正常流体再填充模式下的流体喷射装置；

图4c示出了依据实施例的施加到致动器以获得产生液滴喷射和对应的流体再填充的致动器偏转（X）的示例性电压波形（V）的图形；

图5a和5b示出了依据实施例的具有在单个致动器泵送模式下操作的流体位移致动器的流体喷射装置的剖视图以及施加到致动器的示例性电压波形（V）的图形；

图6示出了依据实施例的具有在交替的多脉冲致动模式下操作的流体位移致动器的流体喷射装置的剖视图；

图7示出了依据实施例的具有在交替的多脉冲致动模式下操作的流体位移致动器的流体喷射装置的剖视图；

图8示出了依据实施例的具有在同时多脉冲致动模式下操作的流体位移致动器的流体喷射装置的剖视图；

图9示出了依据实施例的具有在同时多脉冲致动模式下操作的流体位移致动器的流体喷射装置的剖视图；

图10示出了依据实施例的具有在同时的同相致动模式下操作的流体位移致动器的流体喷射装置的剖视图；

图11示出了依据实施例的在流体喷射装置中使流体循环的示例性方法的流程图；以及

图12示出了依据实施例的在流体喷射装置中使流体循环的示例性方法的流程图。

具体实施方式

问题和方案概述

如上所述，在喷墨打印系统的发展中，各种挑战还有待克服。例如，用于这种系统的喷墨打印头有时具有墨水阻塞和/或堵塞的问题。墨水阻塞的一个原因是作为空气气泡在打印头中积聚的过量空气。当墨水暴露到空气时（诸如，当墨水被存储在墨水贮存器中时），附加的空气溶解到墨水中。从打印头的触发室喷射墨滴的后续动作，从墨水中释放那时作为空气气泡积聚的过量空气。所述气泡从触发室移动到打印头的其他区域，在此处它们能够阻止墨水流到打印头以及在打印头内流动。所述室内的气泡吸收压力，减小了被推动通过喷嘴的流体上的力，这降低了液滴速度或阻止喷射。