專(zhuān)利名稱(chēng)：一種微滴沉積裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微滴沉積裝置。
具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及打印機(jī)或其他由電信號(hào)產(chǎn)生聲壓波并從腔體內(nèi)噴射液體(如油墨)的微滴沉積裝置。所述裝置可以只有一個(gè)這樣的腔體，但更為典型的是帶有一排各帶一個(gè)噴嘴的此種腔體的打印頭，所述打印頭接受攜帶數(shù)據(jù)的電信號(hào)，電信號(hào)為腔體根據(jù)命令噴出微滴提供所需能量。這個(gè)或每個(gè)腔體以壓電元件為邊界，而電信號(hào)可造成該壓電元件偏轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生了噴射微滴的聲壓波。參考我們已公開(kāi)的專(zhuān)利EP0277703、US4887100、WO91/17051可以進(jìn)一步得到典型結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。
在此種裝置中，噴射微滴所要求的電信號(hào)電壓通常要盡可能地??；電壓低就能簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路和/或降低成本。而且，在打印頭工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，在打印頭內(nèi)和驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)都與電壓的平方成正比，也要減至最小。過(guò)多的產(chǎn)熱量應(yīng)該予以避免，因?yàn)闊崃坑绊懹湍牧黧w物性，使得打印不精確，尤其是在打印頭不同腔體間存在明顯的溫度差異時(shí)。當(dāng)一個(gè)腔體的工作次數(shù)顯著地比另一個(gè)要多的時(shí)候，這樣的差異就會(huì)出現(xiàn)，比如說(shuō)一個(gè)腔體在打印一個(gè)圖象的密度大區(qū)域，而另一個(gè)在打印密度小得多的區(qū)域。所以，優(yōu)選的壓電材料往往是一種軟(給體摻雜)鋯鈦酸鉛壓電換能材料。軟的壓電換能器(PZT)具有很高的壓電活性；也就是說(shuō)，對(duì)于給定的電壓，此材料的物理變形相對(duì)大些，這一點(diǎn)對(duì)于從腔體中噴出液體微滴特別有用。
如同我們的專(zhuān)利EP-A-277703中的“尾部噴射”(“end-shooter”)打印頭部分所述，將壓電材料排列成“V”字形可以進(jìn)一步降低驅(qū)動(dòng)電壓。其他或另外的方法，如專(zhuān)利WO91/17051中所述，可將打印頭制成“側(cè)邊噴射”(“side shooter”)。相對(duì)于采用單片壓電元件的“尾部噴射”方案，對(duì)于一定的微滴噴射性能，這兩種方案都能將驅(qū)動(dòng)電壓減半；同時(shí)采用這兩種方式，能將驅(qū)動(dòng)電壓減低到四分之一。
“尾部噴射”是指一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，噴嘴位于細(xì)長(zhǎng)腔體的尾部，壓電材料分布在腔體的側(cè)面上。而在側(cè)邊噴射結(jié)構(gòu)中，噴嘴置于腔體的沒(méi)有分布?jí)弘姴牧系妮^長(zhǎng)側(cè)面上。在“V形”方案中，腔體的縱向側(cè)面受到沿腔體縱向延伸的壓電材料的限制，其中壓電材料有極性相反的區(qū)域，因此在施加電信號(hào)時(shí)，材料的兩個(gè)區(qū)域朝同一個(gè)方向變形，從橫截面方向看去，形成V字形。
盡管上述方法被認(rèn)為是驅(qū)動(dòng)電壓低且熱效應(yīng)小，但也存在很大的缺點(diǎn)，即與單片尾部噴射的方案相比，從驅(qū)動(dòng)電路上可以看出，這兩種方案中的腔體壁的電容幾乎成倍地增加。因此，V形側(cè)邊噴射方案中的電容為可進(jìn)行比較的單片尾部噴射的四倍。高電容有兩種后果，首先是電容熱效應(yīng)，這一點(diǎn)的不利之處業(yè)經(jīng)討論；第二點(diǎn)是高電容量增大了裝置的時(shí)間常數(shù)(RC)。驅(qū)動(dòng)電信號(hào)的波形最好盡可能地近似方波，以便最大化聲壓波的銳度。大的時(shí)間常數(shù)會(huì)增大電路響應(yīng)階越變化的上升時(shí)間，因而其產(chǎn)生有效的高頻方波的能力有所減弱。因此驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率受到限制，從而也降低了打印機(jī)的工作速度。在可變密度(灰度)打印機(jī)中這一點(diǎn)尤其重要，在這種打印機(jī)中，每一沉積微滴都是由極高頻率的數(shù)量可以控制的更小的次微滴組成。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例就著眼于解決這個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明提供一種微滴沉積裝置，該裝置包括液體微滴噴嘴以及與噴嘴相通并輸送用于噴射微滴的液體給噴嘴的壓力腔，該壓力腔的外壁設(shè)置可根據(jù)應(yīng)用的電信號(hào)而變形使噴嘴噴射微滴的受體摻雜壓電材料。
在施加的電信號(hào)電壓下，該材料最好有一個(gè)基本上不大于0.05的滯后耗損(tanδ)。
滯后耗損正切由以下給出tanδ＝ε″/ε′
其中，ε″為介電常數(shù)的虛部，ε′為實(shí)部。
該材料的品質(zhì)因素(如此處所定義的)以15到30之間為佳，最好大約為25。
此處的品質(zhì)因素是指量d15/(S55·ε0)1/2tanδ＝ε″/ε′其中，d15＝剪應(yīng)變/電場(chǎng)壓電常數(shù)S55＝電剪切柔量ε0＝自由空間的介電常數(shù)對(duì)一系列的PZT材料所作的試驗(yàn)表明有這樣的大趨勢(shì)，即高品質(zhì)因數(shù)與高損耗角正切和高相對(duì)介電常數(shù)有關(guān)系。
如同所述的，本發(fā)明特別適用于所含壓電材料以剪切模式變形的裝置，以及具有“側(cè)邊噴射”或“V形”結(jié)構(gòu)中一種或最好兩種結(jié)構(gòu)都有的裝置。
用于本發(fā)明的優(yōu)選壓電材料為受主摻雜PZT，如摩根摩確克(Morgan Matroc)銷(xiāo)售的PC4D。
現(xiàn)在參考附圖，僅通過(guò)示例的方式來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。在附圖中，

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的單片尾部噴射打印頭的透視圖(為清楚起見(jiàn)，去掉了一些部件)，該圖與US 4887100專(zhuān)利中的圖1相似；圖2為尾部噴射的V形打印頭的部分剖視圖，與US 4887100專(zhuān)利中的圖2相似；圖3是根據(jù)本發(fā)明的側(cè)邊噴射的V形打印頭的縱向剖視圖；圖4顯示了不同材料隨驅(qū)動(dòng)電壓的變化其滯后耗損發(fā)生的變化；圖5顯示了不同材料隨波形變化滯后耗損發(fā)生的變化；圖6顯示了打印頭使用不同的材料產(chǎn)熱量的變化；以及圖7顯示了不同PZT材料產(chǎn)熱量的變化。
為了適當(dāng)?shù)卣f(shuō)明本發(fā)明，首先對(duì)不同類(lèi)型的微滴沉積設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。在附圖中，相同的部件給予相同的數(shù)字標(biāo)號(hào)。
首先參見(jiàn)圖1，平面陣列按需滴落式噴墨打印機(jī)包括打印頭10，該打印頭10由若干個(gè)平行墨腔或溝槽2組成，只示出了其中九個(gè)，這些溝槽2的縱向軸線都處于一個(gè)平面。溝槽2被沿整個(gè)打印頭上表面延伸的頂蓋(未示出)封閉。
溝槽2含有油墨4，為尾部噴射結(jié)構(gòu)，并終止在各溝槽相應(yīng)末端的噴嘴板5處，在噴嘴板5上開(kāi)有噴嘴6，一個(gè)溝槽有一個(gè)噴嘴。油墨微滴7根據(jù)要求從溝槽2中噴出并沉積在打印表面9上的打印線8上，打印表面9和打印頭10之間有垂直于溝槽軸線平面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
在打印頭10上有平面的基部20，溝槽2就是在其上切割出來(lái)或由軟PZT壓電材料形成，并自噴嘴板5向后平行地延伸。溝槽2長(zhǎng)且窄，橫截面為矩形，其相對(duì)的側(cè)壁11沿整個(gè)溝槽長(zhǎng)度延伸。側(cè)壁11設(shè)有沿溝槽長(zhǎng)度延伸的電極(未示出)，因此，側(cè)壁11可相對(duì)于溝槽軸線沿幾乎整個(gè)溝槽長(zhǎng)度以剪切模式作橫向偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，結(jié)果造成溝槽里的油墨壓力產(chǎn)生變化，從而影響微滴從噴嘴的噴射。溝槽2在遠(yuǎn)離噴嘴的末端處連接，形成橫向溝槽(未示出)，該橫向溝槽又通過(guò)管14與墨盒相通。促動(dòng)溝槽側(cè)壁11的電路連線(未示出)接在基部20上的大規(guī)模集成電路(LSI)芯片16上。
如圖中所示，溝槽側(cè)壁與基部20是單一體的，實(shí)際上以懸臂方式連接，并且是由單片壓電材料切割而成。
圖2顯示了圖1中打印頭的改進(jìn)型，在該打印頭中，溝槽側(cè)壁11具有極性相反的區(qū)域，因此施加其上的電場(chǎng)會(huì)將其偏轉(zhuǎn)成V形。在圖2中，該陣列包括以剪切模式變形的促動(dòng)件15、17、19、21、23的形式構(gòu)成的可偏轉(zhuǎn)側(cè)壁11，這些促動(dòng)件夾在底壁25和頂壁27之間，并且每個(gè)都由上半壁29和下半壁31組成，如箭頭33和35所示，上半壁29和下半壁30的極性在垂直于包含溝槽軸線的平面的方向上相反。電極37、39、41、43和45分別覆蓋各個(gè)溝槽2的內(nèi)壁。因此，當(dāng)某個(gè)溝槽上加上電壓，比如說(shuō)在以剪切模式變形的促動(dòng)件19和21中間的溝槽2的電極41上加上電壓，將電極41兩邊的溝槽2的電極39和43接地，從而就會(huì)有電場(chǎng)以相反的方向施加在促動(dòng)件19和21上。由于每個(gè)促動(dòng)件的上半壁29和下半壁31的極性相反，這些促動(dòng)件以剪切模式中間的溝槽偏轉(zhuǎn)并形成如虛線47和49所示的V形。從而就有一個(gè)脈沖施加到促動(dòng)件19和21中間的溝槽2內(nèi)的油墨4上，并產(chǎn)生聲壓波順著該溝槽的長(zhǎng)度傳播，將油墨微滴7從中噴出。
圖3為側(cè)邊噴射打印頭的縱向剖視圖。在形成溝槽頂壁的蓋子27上設(shè)有噴嘴6，噴嘴6與溝槽2相通，溝槽2的側(cè)面以形式為剪切模式變形促動(dòng)件的PZT材料形成的側(cè)壁所限定，其中一個(gè)促動(dòng)件用數(shù)字21來(lái)指代。如圖2所示，每個(gè)剪切促動(dòng)件都有極性相反的區(qū)域29和31，當(dāng)由電極41、43形成的電場(chǎng)在其縱向表面作用時(shí)，區(qū)域29和31偏移并形成V形。端子34將電極連接到大規(guī)模集成電路(LSI)芯片16上。橫向溝槽13在每一溝槽2的末端處將溝槽2與墨盒連通起來(lái)。除了噴嘴6的位置，打印頭沿剖面2-2剖開(kāi)的橫截面與圖2相似。
除了本實(shí)施例創(chuàng)造性地選擇使用下面將作說(shuō)明的壓電材料，以及使用了V形剪切模式促動(dòng)件，盡管根據(jù)本發(fā)明的側(cè)邊噴射打印頭中可以替代使用單向極性的單片促動(dòng)件，該打印頭與專(zhuān)利WO91/17051的圖1(d)中的打印頭還是很相似。
PZT材料有兩種基本類(lèi)型，“軟”或施主摻雜型以及“硬”或受主摻雜型。A.J.摩爾森(A.J.Moulson)所著的“電子陶瓷“一文(切普曼及霍爾(Chapman&Hall)出版社，1990版)中講到，施主摻雜(用其離子電荷比要取代的離子高的離子進(jìn)行摻雜)降低了起穩(wěn)定疇作用的缺陷對(duì)的濃度，從而降低了老化率。結(jié)果，這種疇壁遷移率的增長(zhǎng)增大了該材料的介電常數(shù)、滯后損耗(tanδ)、彈性柔度以及耦合系數(shù)。機(jī)械品質(zhì)因數(shù)和矯頑性都得以降低。其相應(yīng)的壓電活性使得這種軟PZT成為壓電打印頭選擇的傳統(tǒng)材料。
相反，受主摻雜類(lèi)型的PZT阻止了疇壁遷移，結(jié)果其介電常數(shù)、滯后損耗(tanδ)、彈性柔度以及耦合系數(shù)都減小，而矯頑性增加。因此此材料顯示出較弱的壓電活性，因此迄今也沒(méi)有用在壓電打印頭中。
我們分析了大量PZT材料的性能，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)令人吃驚的結(jié)果，即在某些情況下，相比于軟材料，該硬材料是更為合適的選擇。
我們選擇了四種樣品的PZT材料用來(lái)分析，也就是摩托羅拉(Motorola)HD 3202、住友(Sumitomo)H5E、摩托羅拉(Motorola)HD 3195和摩根摩確克(Morgan Matroc)PC4D。選擇這四種材料是因?yàn)樗鼈兒w了已有的促動(dòng)材料的范圍，并且在剪切模式壓電活性指標(biāo)上均勻間隔。剪切模式壓電活性指標(biāo)以無(wú)量綱的品質(zhì)因數(shù)d15/(S55·ε0)1/2為表征，該品質(zhì)因數(shù)相當(dāng)于轉(zhuǎn)化的單位電壓和體積的機(jī)電能。按照壓電活性，這些材料的排序?yàn)镠D 3202＞H5E＞HD 3195＞PC4D，而測(cè)得的低信號(hào)品質(zhì)因數(shù)分別為48.2，37.4，31.5，25.7。
用這四種PZT材料做出了四種128線打印頭晶片，并在典型的工況下對(duì)其進(jìn)行了電容量和滯后耗損的測(cè)量，各工況值如下驅(qū)動(dòng)電壓10到50伏。
驅(qū)動(dòng)頻率20、50、100及200千赫工作波形基本上為方波(峰值電壓占循環(huán)時(shí)間的75％)打印頭溫度 18℃，40℃，50℃(在短脈沖情況下進(jìn)行測(cè)量，并假定打印頭的溫度不會(huì)明顯升高)滯后損耗(tanδ)的測(cè)量根據(jù)由DA霍爾(D A Hall)、PJ斯蒂聞森(PJ Stevenson)和T R穆林斯(T R Mullins)所著的“硬壓電陶瓷中的電介質(zhì)非線性”論文中所述的方法進(jìn)行(Vol.57 Brit.Cer.Proc.p197-211)。
這些測(cè)量結(jié)果表明，對(duì)于給定材料，電容量和滯后耗損不隨頻率變化，不過(guò)這二者都隨驅(qū)動(dòng)電壓的增長(zhǎng)而發(fā)生明顯的增長(zhǎng)。
圖4中顯示了對(duì)這四種PZT材料在頻率為200千赫的驅(qū)動(dòng)電壓下的tanδ變化的比較。圖4還給出了制造商引用的各種材料的低場(chǎng)編目數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，三種“軟一些”的PZT材料具有相似的特性，tanδ隨著驅(qū)動(dòng)電壓顯著增長(zhǎng)。并且引用的“目錄”、低場(chǎng)tanδ和打印頭工作所要求的驅(qū)動(dòng)電壓(25伏左右)之間的相應(yīng)數(shù)據(jù)存在著很大的差異。與此相反，”最硬“的PZT材料PC4D顯示出低得多的tanδ，以及tanδ隨著驅(qū)動(dòng)電壓增長(zhǎng)的變化也要小。
圖4還給出了HD 3203在相當(dāng)于打印頭驅(qū)動(dòng)電壓25伏下的滯后耗損，PZT材料活性越低，其所需要的驅(qū)動(dòng)電壓越高。這些表明，在同等的打印頭工況下，HD 3203、H5E和HD 4195的滯后耗損相似，PC4D的預(yù)計(jì)滯后耗損低得多，不超過(guò)0.05，而其他材料的預(yù)計(jì)滯后耗損為此值的四到五倍。
可以利用每種PZT材料的相對(duì)品質(zhì)因數(shù)M來(lái)計(jì)算該材料的等效驅(qū)動(dòng)電壓V，例如VH5E＝VHD3203MHD3203/MH5E還進(jìn)行了固定頻率和驅(qū)動(dòng)電壓下的不同波形的測(cè)試。圖5就顯示了在不變驅(qū)動(dòng)電壓(30伏)和200千赫的固定驅(qū)動(dòng)頻率下的三角波(峰值電壓占0％)和方波(峰值電壓的理論值占100％，但實(shí)際上作不到)的變化效果。和驅(qū)動(dòng)頻率不同，波形類(lèi)型對(duì)tanδ有很大的影響，比如說(shuō)，當(dāng)從三角波改變到峰值電壓占循環(huán)時(shí)間的87.5％的波形后，HD3203的tanδ增長(zhǎng)了85％。這與打印頭由方波驅(qū)動(dòng)，PZT產(chǎn)熱增加是一致的。
滯后耗損與驅(qū)動(dòng)電壓的關(guān)系用來(lái)計(jì)算不同設(shè)計(jì)方案打印頭的產(chǎn)熱量。四種PZT材料的打印頭內(nèi)產(chǎn)熱量以及PZT材料內(nèi)產(chǎn)熱量都作了計(jì)算。這種測(cè)試又對(duì)三種打印頭結(jié)構(gòu)類(lèi)型進(jìn)行傳統(tǒng)的單片懸臂式尾部噴射型，V形尾部噴射型和V形側(cè)邊噴射型。與單片懸臂式型相比，后兩種類(lèi)型的驅(qū)動(dòng)電壓分別被假定為前者的1/2或1/4，相反，它們的電容量分別被假定為前者的2倍或4倍。用一個(gè)電子制表模型來(lái)計(jì)算這些不同工況下的配置。計(jì)算基于以下假定1.每次充/放電驅(qū)動(dòng)電路所產(chǎn)生的熱量＝2×1/2 CV2(兩側(cè)壁，每個(gè)側(cè)壁的電容為C，每次噴射微滴都被促動(dòng)一次)；2.每個(gè)溝槽的PZT材料所消耗的熱量＝πCV2tanδ/2；3.驅(qū)動(dòng)電路的上升時(shí)間(10-90％)＝6.6RC(適用于電容為C、平行連接、充電和放電的阻抗都為R的側(cè)壁)；4.油墨類(lèi)物質(zhì)的最大溫升＝產(chǎn)熱量/比熱容×墨滴體積(假定PZT產(chǎn)生的所有的熱量都被噴射出的墨滴帶走)。
以下的一組參數(shù)假定適用于典型的灰度工況驅(qū)動(dòng)電壓(伏)＝25伏(適用于單片懸臂式HD 3203，其他材料按上面討論的取一比例計(jì)算)側(cè)壁電容(C)＝200微微法灰度等級(jí)(L)＝8級(jí)動(dòng)作次序三組合循環(huán)(即溝槽分為三個(gè)交叉間隔組動(dòng)作)波形類(lèi)型DRR(拉，放，加強(qiáng)，在專(zhuān)利WO95/25011中圖4c顯示)。
行頻(F)＝6.19千赫(微滴頻率＝130千赫)滿(mǎn)密度墨滴體積＝55微微升以上計(jì)算了每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路片(也即每64行)的發(fā)熱總量，對(duì)每一結(jié)構(gòu)也計(jì)算出了相對(duì)于基本例子(HD 3203，單片懸臂式)的比值。每種情況的結(jié)果總結(jié)在圖6和圖7中。前者顯示了驅(qū)動(dòng)電路隨著計(jì)算的上升時(shí)間的發(fā)熱總量，后者顯示了單獨(dú)的PZT材料隨著油墨溫度上升的發(fā)熱量。
從圖7可以看出，在采用PC4D材料時(shí)，打印頭的發(fā)熱最少，雖說(shuō)其驅(qū)動(dòng)電壓較高。從圖6可以很清楚地看出，當(dāng)把驅(qū)動(dòng)電路片的發(fā)熱量也計(jì)入時(shí)，采用傳統(tǒng)的HD 3203的打印頭的發(fā)熱總量最小，不過(guò)PC4D打印頭比其次最好的H5E打印頭差不到哪兒去。PC4D要求的驅(qū)動(dòng)電壓要高一些，但對(duì)于同樣的打印頭結(jié)構(gòu)，其上升時(shí)間一律比HD 3203的上升時(shí)間要小一半。完全用術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，V形尾部噴射結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的熱量要比單片尾部噴射結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的熱量少一半以上，而V形側(cè)邊噴射結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的熱量一般地又減少同樣的比例。不過(guò)，V形尾部噴射結(jié)構(gòu)和V形側(cè)邊噴射結(jié)構(gòu)的上升時(shí)間較之單片尾部噴射結(jié)構(gòu)的上升時(shí)間要高出同樣的倍數(shù)。
盡管這些結(jié)果初步表明了HD 3203材料仍為最合適的材料，但實(shí)際上，也有違反直覺(jué)選擇PC4D并帶來(lái)益處的情況。
因此，如果需要快速的上升時(shí)間、高驅(qū)動(dòng)電壓并且允許熱量產(chǎn)生，在單片尾部噴射結(jié)構(gòu)中使用PC4D很明顯是最好的(145毫秒，而HD3203為316毫秒)。
如果較之于HD 3203要求有改進(jìn)的上升時(shí)間并有同樣減少的發(fā)熱量，建議采用使用PC4D的V形尾部噴射結(jié)構(gòu)。其上升時(shí)間從356毫秒降低到251毫秒發(fā)熱量也降低40％。如果采用使用PC4D的單片側(cè)邊噴射結(jié)構(gòu)，結(jié)果相似。
如果要求合理的上升時(shí)間(相較于單片尾部噴射結(jié)構(gòu)的356毫秒為456毫秒)，再加上非常低的發(fā)熱量(只有基本例子的30％)和低驅(qū)動(dòng)電壓(對(duì)應(yīng)于25伏的12伏)，應(yīng)該采用使用PC4D的V形側(cè)邊噴射結(jié)構(gòu)。在這樣的打印頭中，油墨的溫升為可忽略的0.5℃，而使用HD 3203的單片尾部噴射結(jié)構(gòu)的溫升為21℃。V形側(cè)邊噴射結(jié)構(gòu)的PC4D打印頭非常適合于高分辨的灰度打印機(jī)，因?yàn)榧幢愦嬖谝驘嵋鸬拇蛴∶芏葘?dǎo)致的微滴速率的變化，這個(gè)變化也很小。
盡管本發(fā)明以PC4D材料為對(duì)象進(jìn)行說(shuō)明，但其他的受體摻雜壓電材料也可能有同樣的特性和優(yōu)點(diǎn)。
本說(shuō)明(包括權(quán)利要求)公布的和/或插圖中顯示的每項(xiàng)特征都可獨(dú)立于其他公布和/或圖示的特征而被包含到本發(fā)明中。
本說(shuō)明書(shū)中的“本發(fā)明的目的“涉及到本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，但并不必涉及權(quán)利要求書(shū)中所涵蓋的本發(fā)明的所有實(shí)施例。
在壓電打印頭中使用了一種受體摻雜的“硬”壓電換能材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“軟”給體摻雜材料。該打印頭以V形側(cè)邊噴射結(jié)構(gòu)為佳，并在高分辨灰度打印時(shí)具有優(yōu)越性。
權(quán)利要求
1.一種微滴沉積裝置，所述裝置包括液滴噴嘴以及與所述噴嘴相通并輸送噴射微滴的液體給所述噴嘴的壓力腔，該壓力腔的側(cè)壁設(shè)置了可根據(jù)應(yīng)用的電信號(hào)而變形使噴嘴噴射出微滴的受體摻雜壓電材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在施加的電信號(hào)電壓下，所述材料的滯后耗損正切(tanδ)基本上不大于0.05。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述材料的品質(zhì)因數(shù)在15到30之間，最好為約25。
4.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述噴嘴位于所述壓力腔的兩個(gè)末端之間的另一側(cè)壁上。
5.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，施加的電信號(hào)使所述壓電材料以剪切模式變形，并在所述壓力腔中形成聲壓波，從而噴出所述微滴。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在所述外壁上的所述壓電材料有兩個(gè)并排延伸的區(qū)域，所述區(qū)域具有極性，從其橫截面上看，施加的電信號(hào)可使所述區(qū)域變形成V形。
7.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述壓電材料為壓電換能材料。
8.一種微滴沉積裝置，該裝置基本上和參考附圖3到圖7中的任何一幅所介紹的裝置相同。
全文摘要
在壓電打印頭中使用一種受體摻雜的“硬”壓電換能材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“軟”給體摻雜材料。該打印頭以V形側(cè)邊噴射結(jié)構(gòu)為佳,并在高分辨灰度打印時(shí)具有優(yōu)越性。
文檔編號(hào)B41J2/045GK1338993SQ0080328
公開(kāi)日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月1日
發(fā)明者A·康迪 申請(qǐng)人:薩爾技術(shù)有限公司