專利名稱：液滴沉積設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液滴沉積設(shè)備，在重要的示例中涉及噴墨打印頭，特別是按需供墨式(drop on demand)噴墨打印頭。
背景技術(shù)：
在工業(yè)打印應(yīng)用中，吞吐量(throughput)經(jīng)常是關(guān)鍵的要求。對于噴墨打印，讓每單位時間的打印區(qū)域最大化的任務(wù)可以用不同的方式來解決。所有這些方法的吞吐量能力是在單位時間內(nèi)通過單個噴嘴所傳輸?shù)目偟哪w積。當(dāng)然，打印機的輸出準(zhǔn)確且均勻可靠仍然非常重要，不管是在打印紙之上而是從被打印的圖像到被打印的圖像。
在已知的結(jié)構(gòu)中，通道(channel)形成在壓電材料的主體內(nèi)，通過墨通道內(nèi)的聲波的作用，被噴射的墨的液滴通過通道壁的變形(deflection)產(chǎn)生。
EP-A-0278590中提出了偏移交替的墨通道。但是，試驗顯示，該偏移(offset)可能導(dǎo)致性能的變化，特別是從相鄰的偏移通道的墨噴射速度的差異。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種液滴沉積設(shè)備，包括主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)限定中心平面，并在所述平面內(nèi)限定通道延伸方向；多個細(xì)長液滴噴射通道，所述通道延伸通過平行于中心平面并在通道延伸方向上的主體結(jié)構(gòu)，各通道相對所述中心平面而相對相鄰的通道偏移；各液滴噴射噴嘴與各通道連通；致動裝置，用于在所選擇的通道內(nèi)產(chǎn)生聲波并由此通過各噴嘴有效進行液滴噴射；集管(manifold)，所述集管平行于所述中心平面并與通道延伸方向正交延伸通過主體結(jié)構(gòu)，集管與各通道相交以限定通道端部輪廓(end profile)，一個通道的通道端部輪廓在相鄰?fù)ǖ赖耐ǖ蓝瞬枯喞闹行钠矫鎯?nèi)大體上成鏡像，這樣各通道和集管之間的邊界的聲波反射系數(shù)對于所有的通道大體上相等。
本申請人已經(jīng)確定偏移通道布置內(nèi)的聲波反射率的變化是液滴噴射速度的重要因素，因此，本發(fā)明的該方面提供了具有小得多的液滴噴射速度變化(如果有的話)的偏移通道的優(yōu)點。
有利地，各通道端部輪廓包括相對通道延伸方向傾斜的輪廓表面，對一個輪廓的輪廓表面的傾斜角度與相鄰的通道是相等或者相反的。
傾斜的通道端部輪廓在將各通道內(nèi)的電極與提供驅(qū)動波形的電路進行連接的導(dǎo)電軌跡(conductive track)的形成中提供了相當(dāng)?shù)膮f(xié)助。這些電學(xué)可導(dǎo)的軌跡通過沉積連續(xù)導(dǎo)電層以及接著激光移除材料以描繪軌跡而方便地形成。
在另外一方面中，本發(fā)明在于一種液滴沉積設(shè)備，包括主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)限定中心平面，并在所述平面內(nèi)限定通道延伸方向；多個細(xì)長液滴噴射通道，所述通道平行于中心平面并在通道延伸方向上延伸通過主體結(jié)構(gòu)；第一組通道，所述第一組通道沿著與中心平面正交的第一偏移方向相對中心平面偏移；和第二組通道，所述第二組通道沿著與中心平面正交的第二偏移方向相對中心平面偏移；各液滴噴射噴嘴與各通道連通；致動器，所述致動器包括連接有電極的壓電材料各區(qū)域，所述電極用于接收驅(qū)動信號，各致動器在接收到驅(qū)動信號時用于在所選擇的通道內(nèi)產(chǎn)生聲波并由此通過各噴嘴有效進行液滴噴射；集管，所述集管平行于所述中心平面并與通道延伸方向正交延伸通過主體結(jié)構(gòu)，集管與各通道相交以限定通道端部輪廓，導(dǎo)電軌跡在各通道的通道端部輪廓的至少一部分之上延伸，這些導(dǎo)電軌跡將驅(qū)動信號承載到電極，所述第一組通道的通道端部輪廓在第二組通道的通道端部輪廓的中心平面內(nèi)大體上成鏡像，這樣各通道和集管之間的邊界的聲波反射系數(shù)對于所有的通道大體上相等。
優(yōu)選地，集管的橫截面相對中心平面對稱。
在另外一方面中，本發(fā)明在于一種液滴沉積設(shè)備，包括主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)限定中心平面，并在所述平面內(nèi)限定通道延伸方向；多個細(xì)長液滴噴射通道，所述通道平行于中心平面并在通道延伸方向上延伸通過主體結(jié)構(gòu)；第一組通道，所述第一組通道沿著與中心平面正交的第一偏移方向相對中心平面偏移；和第二組通道，所述第二組通道沿著與中心平面正交的第二偏移方向相對中心平面偏移；各液滴噴射噴嘴與各通道連通；電學(xué)可制動裝置，用于在所選擇的通道內(nèi)產(chǎn)生聲波并由此通過各噴嘴有效進行液滴噴射；集管，所述集管平行于所述中心平面并與通道延伸方向正交延伸通過主體結(jié)構(gòu)，集管與各通道相交，第一組通道在集管處具有與第二組通道的集管處的聲波反射系數(shù)不同的聲波反射系數(shù)；第一電驅(qū)動電路，用于提供用于致動第一組通道的通道的第一驅(qū)動波形；第二電驅(qū)動電路，用于提供用于致動第二組通道的通道的第二驅(qū)動波形，第一和第二組通道被交替致動，第一驅(qū)動波形與第二驅(qū)動波形不同在于必須保證從第一組的通道和第二組的通道的液滴噴射速度相同的程度。
有利地，第一驅(qū)動波形與第二驅(qū)動波形不同在于驅(qū)動電壓、脈沖上升或者脈沖寬度。
在又一方面中，本發(fā)明在于一種液滴沉積的方法，包括步驟提供主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)限定中心平面，并在所述平面內(nèi)限定通道延伸方向；多個細(xì)長液滴噴射通道，所述通道平行于中心平面并在通道延伸方向上延伸通過主體結(jié)構(gòu)，各通道相對所述中心平面而相對相鄰的通道偏移；各液滴噴射噴嘴與各通道連通；集管延伸通過主體結(jié)構(gòu)，平行于所述中心平面并與通道延伸方向正交，集管與各通道相交以限定通道端部輪廓；在第一通道內(nèi)產(chǎn)生聲波并由此通過各噴嘴有效液滴噴射；在與第一通道相鄰的第二通道內(nèi)產(chǎn)生聲波，并由此使得有效通過各噴嘴進行液滴噴射；和安置使得第一通道和集管之間的邊界的聲波反射系數(shù)等于第二通道和集管之間的邊界的聲波反射系數(shù)。
在又一方面中，本發(fā)明在于一種液滴沉積設(shè)備的使用，液滴沉積設(shè)備包括主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)限定中心平面，并在所述平面內(nèi)限定通道延伸方向；多個細(xì)長液滴噴射通道，所述通道平行于中心平面并在通道延伸方向上延伸通過主體結(jié)構(gòu)；第一組通道，所述第一組通道沿著與中心平面正交的第一偏移方向相對中心平面偏移；和第二組通道，所述第二組通道沿著與中心平面正交的第二偏移方向相對中心平面偏移；各液滴噴射噴嘴與各通道連通；電學(xué)可致動裝置，用于在所選擇的通道內(nèi)產(chǎn)生聲波并由此通過各噴嘴有效進行液滴噴射；集管，所述集管平行于所述中心平面并與通道延伸方向正交延伸通過主體結(jié)構(gòu)，集管與各通道相交，第一組通道在集管處具有與第二組通道的集管處的聲波反射系數(shù)不同的聲波反射系數(shù)，所述使用包括步驟交替地施加用于致動第一組通道的所選擇的通道的第一驅(qū)動波形和用于致動第二組通道的所選擇的通道的第二驅(qū)動波形，第一驅(qū)動波形與第二驅(qū)動波形不同在于必須保證從第一組的通道和第二組的通道的液滴噴射速度相同的程度。
優(yōu)選地，第一驅(qū)動波形與第二驅(qū)動波形不同在于驅(qū)動電壓、脈沖上升或者脈沖寬度。
在一種形式中，本發(fā)明在于一種液滴沉積設(shè)備，包括致動器板，所述致動器板在預(yù)定的通道間隔處包括多個通道，每個所述通道具有預(yù)定的長度d1，一部分所述長度具有恒定的深度，一部分所述長度具有改變的深度；噴嘴板，所述噴嘴板提供所述致動器通道的端壁和所述蓋通道；其中所述致動器通道包括聲學(xué)反射修改裝置。
在另外一種形式中，本發(fā)明在于一種液滴沉積設(shè)備，包括致動器板，所述致動器板在預(yù)定的通道間隔處包括多個通道，每個所述通道具有預(yù)定的長度d1，一部分所述長度具有恒定的深度，一部分所述長度具有改變的深度；蓋板，所述蓋板在預(yù)定的通道間隔處包括多個通道，并具有通道長度d2，d2小于d1；所述致動器通道的至少一個與所述蓋通道的至少一個對齊(in registry with)；噴嘴板，所述噴嘴提供所述致動器通道的端壁和所述蓋通道；其中至少一些所述致動器通道包括聲學(xué)反射修改裝置，這樣與蓋通道對齊的致動器通道所形成的噴射通道的聲學(xué)反射大體上與未與蓋通道對齊的致動器通道形成的噴射通道的聲學(xué)反射相同。
有利地，聲學(xué)反射修改裝置包括橫過致動器通道的長度延伸的槽，所述槽優(yōu)選地填充以噴射流體，或者聲學(xué)透明固體，例如環(huán)氧樹脂或者其它粘合劑。


本發(fā)明現(xiàn)在將只通過示例參照下述附圖來說明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的噴墨打印機的示意圖；圖2是通過顯示在圖1中的噴墨打印機的一部分的放大尺寸上的截面；
圖3、4和5是顯示了主要部件的相對配置的示意圖；圖6是顯示驅(qū)動電路的方框圖；圖7、8和9是顯示了圖6的驅(qū)動電路的操作的可選形式的波形圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例的按需供墨式噴墨打印機的等矩(isometric)、局部剖視圖；圖11是圖10的打印頭內(nèi)的通道和噴嘴的配置的視圖；圖12是通過圖10的打印頭的側(cè)視圖；圖13是圖10的打印頭的俯視平面圖；圖14、15是顯示偏移通道的不同布置的視圖；圖16、17是顯示了本發(fā)明的可選另外形式的視圖；圖18、19、20和21是顯示了如圖16和17中所示的結(jié)構(gòu)的制造的視圖。
具體實施例方式
開始參照圖1，根據(jù)按需供墨式(drop on demand)噴墨打印頭10包括體結(jié)構(gòu)12、集成電路驅(qū)動布置14和印刷電路板16。體結(jié)構(gòu)12形成有多個平行的墨通道18，所述墨通道18沿著箭頭20所示的方向延伸。噴嘴板22(如圖2中所示)被固定在體結(jié)構(gòu)12的前邊處并對各通道18限定噴墨噴嘴24。各通道18從相關(guān)的噴嘴24延伸到墨供給或者移除集管(manifold)26，所述集管沿著與箭頭的方向20正交的方向通過體結(jié)構(gòu)12。
如圖2中更加清楚地所示，體結(jié)構(gòu)12從頂層30和底層32形成。在最簡化的形式中，這些層30、32的每一個包括例如PZT的電極(poled)壓電材料。對于這兩層的每一個，由層壓材料形成可能是方便的，包括在層30、32之間的邊界處的PZT，具有例如氧化鋁或者玻璃的適當(dāng)?shù)谋硴我r底(backing substrate)。墨通道18例如通過鋸割(sawing)層30、32所形成。如圖5、6中最清楚所示，相鄰的通道18相對通過層30、32之間的邊界限定在該示例中的中心平面偏移。這樣，第一組通道(在一個示例中是奇數(shù)通道)延伸相對較短的距離到層30內(nèi)和相對較長的距離到層32內(nèi)。第二組通道(在一個示例中是偶數(shù)通道)延伸相對較長的距離到層30內(nèi)和相對較短的距離到層32內(nèi)。在圖2中，相對偶數(shù)通道的中心平面的位置顯示為標(biāo)記18的實線，而奇數(shù)通道的位置通過標(biāo)記為18’的點線來顯示。
墨集管26通過切割或者形成在各層32、30內(nèi)的對齊和互補槽34、36形成。各槽34和36具有相對方向20在大約45度上傾斜的前邊34、36A、相似地傾斜大約45度的扁平基部34、36B和后部34、36C。
壓電材料(例如參看圖5)的壁50限定在相鄰的通道18之間，如現(xiàn)有技術(shù)中公知，壓電材料的這些壁用作致動器來使得能夠通過相關(guān)的通道18的噴嘴24有效進行墨液滴的噴射。具體而言，在層30、32的相交平面處或者附近設(shè)置在通道的內(nèi)壁上的電極52使得施加橫過壓電材料的相對電極區(qū)域的電場，導(dǎo)致壁以波浪飾(chevron)形成件那樣變形。[例如參看EP-A-0277703和EP-A-0278590]當(dāng)將適當(dāng)?shù)尿?qū)動信號施加到電極52，聲波沿著所選擇的墨通道行進，導(dǎo)致墨的液滴噴射。在通過噴嘴板22所限定的通道的端部處以及通過集管26限定的墨通道的端部處的墨通道內(nèi)的該聲波的行為對于打印頭的正確、可靠性能是關(guān)鍵的。兩組通道(在該情況下即是說奇數(shù)和偶數(shù)通道)由于它們的偏移的結(jié)果與集管26不同的相交因此具有不同的通道端部輪廓。圖3示意顯示了具有其對應(yīng)的通道端部輪廓54的偶數(shù)通道；圖4相似地顯示了具有其通道端部輪廓56的奇數(shù)通道。如圖3、4中所示的是層30、32的相交的平面或者中心平面的線58。但是，可以觀察到兩組通道的通道端部輪廓在那個中心平面內(nèi)彼此是鏡像的。這具有非常重要的結(jié)果是，在墨集管26處的兩組通道的聲學(xué)反射系數(shù)橫過所有的通道大體上是相同的，盡管具有不同的偏移。
用該方式保證聲波以相似的方式橫過所有的通道在集管處反射對于提供均勻的噴射速度是關(guān)鍵的因素。
提供通道的奇數(shù)組的相對較大部分的通道端部輪廓和通道的偶數(shù)組的相對較小部分的傾斜平面34A用作最有用的目的。它們允許軌跡60使用簡單和可靠的過程形成，所述軌跡60從電極50延伸到絲焊(wire bonds)位置62，用于連接到集成電路。這樣，在一個示例中，軌跡可以通過將適當(dāng)?shù)慕饘俨牧铣练e到層32上、用后續(xù)的激光過程來移除金屬材料來形成，并留下彼此緊密分開但是可靠隔離的軌跡。無電鍍鎳金屬噴鍍是用于形成連續(xù)的層的有用的技術(shù)。可以理解，對墨通道呈獻垂直表面的墨集管將不是很容易允許這樣的技術(shù)。
在其中聲波反射的等同不能用充分的精度保證的布置中，如圖6所示就可以提供兩組通道以用不同的波形來被驅(qū)動以補償聲波反射中的任何變化，并由此保證均勻的液滴噴射速度。這樣，具有多個連接到各絲焊位置62的連接82的驅(qū)動電路80設(shè)有兩個驅(qū)動波形發(fā)生器82、84。觸發(fā)電路(flip-flops)86用于提供將這兩個波形發(fā)生器交替地輸出到驅(qū)動電路80的輸出。
驅(qū)動電路被安置以順序地致動兩組通道，觸發(fā)電路86操作以同步多路復(fù)用(multiplex)所述兩個波形。兩個波形可以在很多方面不同。它們例如可以對于驅(qū)動電壓不同；這顯示在圖7中，在圖7中一個波形顯示為實線88，另外一個顯示為虛線90。可選的方案顯示在圖中，其中波形對脈沖上升或者脈沖上升和下降不同。在如圖9所描述的布置中，波形的脈沖寬度不同。
現(xiàn)在參照圖10、11和12，描述了根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印機的另外的實施例。
在氧化鋁或者其它適當(dāng)?shù)牟牧系幕?00上形成有第一層壓電材料102。在該層之上形成有第二層壓電材料104。墨通道106被切割或者形成在這兩個壓電層102、104內(nèi)，方式與參照前述的視圖中描述的相似。
通道106的偏移布置顯示在圖11中，所述圖11也顯示了噴嘴108。在該情況下，噴嘴本身偏移。這是可以用于本發(fā)明的不同的實施例中的可選項以補償從不同的通道組噴射的液滴的被打印介質(zhì)上的任何分離。
方便地由注塑模制塑料形成的隔板(bulkhead)框架110形成在基部108上，該隔板框架包括兩個平行端部部件112(只有一個顯示在圖10中)和兩個平行的橫向部件114、116。隔板橫向部件116朝向壓電層102、104的內(nèi)邊表面，這些邊表面限定內(nèi)集管118。壓電層102的邊表面102a在對基部100大致45度的角度傾斜。壓電層104的邊表面104a在相等和相對的角度處傾斜。
集成電路120容納在隔板橫向部件114、116之間。該集成電路容納用于限定在相鄰的墨通道之間的可致動的壁的驅(qū)動電路并參照前述的實施例進行詳細(xì)的說明。導(dǎo)電軌跡122延伸橫過隔板橫向部件116之下的基部100的上表面、橫過限定墨集管118的基部100的一部分和上到所述傾斜表面102a，以與形成在墨通道之內(nèi)的電極連接。
一堆金屬或者塑料箔(foils)124、126和128橫過打印機延伸。在該堆的頂部上定位典型地塑料材料的分隔器層130，金屬過濾器板(metalfilter plate)132坐落在該分隔器層的頂部上。細(xì)墨入口孔134的岸形成在過濾器板132內(nèi)。墨流入物通過端口136對其相關(guān)的框架138提供。墨出口端口138與形成在過濾器板132內(nèi)的相對較大的孔140以及堆層126、128連通。在過濾器板132之下，切離區(qū)域142設(shè)置在分隔器層130內(nèi)。該切離區(qū)域通過切割經(jīng)由堆124、126和128的橫向槽144與墨集管118連通。從與壓電材料相鄰的打印頭的端部，指狀件(finger)146延伸到槽142內(nèi)。這些指狀件從圖11中更為清楚地看到，并通過隔離器層130和三個堆層124、126和128形成。沿著槽144的相對端，臺階148通過移除層124、126形成。從該臺階向后延伸，橫過隔板件116和在集成電路120以及隔板件114之上，通過移除層126限定墨出口路徑。該路徑與孔140連通。這樣可以看到，墨流經(jīng)入口端口136、通過過濾器孔134、橫過切離區(qū)域142并通過槽144，主要在指狀件146和臺階148之間。墨從集管118通過經(jīng)由移除層126限定的路徑至孔140和出口端口138。
將認(rèn)識到，有多種選擇將墨供給到集管和從集管供給。
更為關(guān)注偏移通道尺寸是有幫助的。
圖14描繪了其中只有兩個前述層之一由壓電材料形成的布置，這是致動器板200。電極202使用取向真空沉積過程形成在致動器板的壁上。如所描述，這導(dǎo)致根據(jù)形成在致動器板內(nèi)的通道的深度而在不同噴射通道部分之上延伸的涂層。當(dāng)通過致動器通道提供更大深度的通道時，電極在通道的中心部分之上延伸。在通過致動器通道在致動器板內(nèi)提供更小的通道深度，那么電鍍延伸到通道的基部。
在圖14的致動器操作時，DB＝Dc，即各通道的深度是450μm，交替通道延伸300μm到致動器板200部件內(nèi)和150μm到蓋204內(nèi)；以及分別地300μm到蓋內(nèi)和150μm到致動器部件內(nèi)，可以發(fā)現(xiàn)根據(jù)噴射墨滴的通道，液滴的速度顯著變化。申請人相信上通道的更高的效率部分由于在蓋通道的端部處的更大的聲學(xué)反射系數(shù)導(dǎo)致。蓋通道的端部以進入墨供給集管的直邊開口終止，這提供了有效的聲學(xué)邊界。如所解釋和現(xiàn)有技術(shù)中所公知，聲波在致動器壁移動時在噴射通道內(nèi)啟動。波向后沿著通道行進并在是墨中的聲音的速度的函數(shù)的時間上在聲學(xué)邊界處反射。然后聲波沿著通道向前行進，并可以通過致動器壁的進一步的運動強化，液滴在適當(dāng)?shù)臅r間上噴射。聲學(xué)邊界在所有的這樣地方設(shè)置在所述位置聲阻改變，例如墨深度的改變或者高阻通道到低阻室內(nèi)的突然開口。其它形式的聲學(xué)邊界在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。可以相信，蓋通道的端部的與通道的長度方向正交的直邊比通過致動器通道提供的聲學(xué)邊界更為有效地反射聲波。一定數(shù)目的打印頭被形成，所述打印頭具有整體通道深度550μm，但是蓋和致動器通道的深度變化。令人驚訝的是，發(fā)現(xiàn)從延伸更大的距離到蓋部件內(nèi)的通道和延伸更大的距離到致動器部件內(nèi)的通道所噴射的墨滴的速度可以通過選擇適當(dāng)?shù)纳疃?，且由此適當(dāng)?shù)耐ǖ罊M截面區(qū)域來平衡。在該實施例中，所述速度在圍繞7.5m/s處平衡，550μm通道長度分別在蓋部件和致動器部件內(nèi)通過215μm和335μm形成，交替的通道分別在蓋部件和致動器部件內(nèi)延伸335μm和215μm?？梢岳斫猓瑢τ谕ǖ赖钠渌疃群蛯挾染哂袃?yōu)選的通道結(jié)構(gòu)。
偏移通道的另外的益處在于可以保持高頻，但是在這樣的速率上從噴射通道噴射的墨阻止將墨供給到噴射通道的不足(starvation)問題通過提供更大橫截面區(qū)域的噴射通道而減小。
如圖14所示的具有單體懸臂設(shè)計的偏移通道打印頭對于較低的通道具有比用在前述實施例中的波浪飾偏移通道打印頭需要更高的驅(qū)動電壓，以及在圖9中為了比較進行了描述。此處，致動器部件300通過兩個PZT層壓板320、322形成。
兩個相反電極PZT材料之間的粘合接頭定位在通道壁的可移動部分的中心處，通道壁的可移動部分用電極完全覆蓋。測量顯示與相同的偏移通道深度的單體設(shè)計相比的波浪飾設(shè)計對于液滴形成產(chǎn)生較高的效率增加，并允許減小驅(qū)動電壓大于10V。
現(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)，通過修改致動器通道的聲學(xué)反射系數(shù)來進一步增加噴射特性。圖16描述了聲學(xué)反射室325形成在致動器部件內(nèi)的情況。圖17描述了聲學(xué)反射室通過沿著通道的長度延伸在10μm和1000μm之間的距離的聲學(xué)透明粘合層330形成，所述距離可以采用普通的實驗來實現(xiàn)所需的聲學(xué)反射。
致動器板根據(jù)圖18、19中所描述的步驟來制造。熱匹配到活性PZT 432的材料的支撐件430設(shè)有扁平部分434，PZT或者層壓PZT安裝在所述扁平部分434上。PZT通過膠(glue)436粘合到支撐件，所述膠436對將在致動器內(nèi)使用的墨聲學(xué)透明。通過聲學(xué)透明，這意味著膠體提供了與墨體相同的聲學(xué)反射系數(shù)。所述膠必須與墨成化學(xué)惰性。PZT的后部和支撐件之間的膠的深度優(yōu)選地大于PZT的基部和支撐件之間的膠的深度，因為這對支撐件提供了剛性連接但是具有較高的聲學(xué)反射系數(shù)。
在PZT致動器的后部處膠的適當(dāng)厚度提供了所需的聲學(xué)反射系數(shù)。通道438被鋸切，其延伸通過PZT和膠并進入支撐件。環(huán)氧樹脂膠特別適合。
上通道(通道更大地延伸到蓋部件內(nèi))和下通道(通道更大地延伸到致動器部件內(nèi))之間的墨滴的速度可以通過施加成為2-循環(huán)、2-相發(fā)射順序(firing sequence)來平衡。相鄰的上通道在第一電壓上的致動器順序的第一循環(huán)和第一相內(nèi)致動。較低的通道在需要在上、下通道的噴射特性內(nèi)保證平衡性的更大的電壓處在打印頭的第二相和第二循環(huán)內(nèi)致動。該技術(shù)即使在聲學(xué)反射特性如上所述修改的地方也可以被使用。如前所提及，對于使用不同的電壓的可選是不同的脈沖上升或者不同的脈沖寬度。
這樣并且在該結(jié)構(gòu)內(nèi)形成致動器部件提供了一系列(run-out)的優(yōu)點，即，就制造性能(例如切割和鋸割)和具有聲學(xué)反射系數(shù)改進的電連接而言在噴射通道的后部處具有變化的深度。致動器的該部分參照了偏移通道進行了描述，但是，與致動器通道內(nèi)被改進的聲學(xué)邊界相關(guān)的修改可以相同地施加到不具有例如在圖20、21中的偏移的通道，在圖20中，蓋部件沒有通道，在圖21中，蓋部件設(shè)有通道。設(shè)置在蓋內(nèi)的通道提供了更大的效率和串?dāng)_(cross-talk)減小的通道，所述通道只在該致動器通道內(nèi)形成。
盡管本發(fā)明參照了形成一組的奇數(shù)通道和形成另外一組偏移通道的偶數(shù)通道進行了顯示，可選的分組布置將對普通技術(shù)人員是明顯的。這只是在不背離如權(quán)利要求書中所限定的本發(fā)明的情況下的大量修改的一個。
如此處的說明書或者權(quán)利要求書中所描述的各特征可以與從此處所描述的本發(fā)明的說明書或者權(quán)利要求中所描述的任何其它特征進行組合。
權(quán)利要求
1.一種液滴沉積設(shè)備，包括主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)限定中心平面，并在所述平面內(nèi)限定通道延伸方向；多個細(xì)長液滴噴射通道，所述通道平行于中心平面并在通道延伸方向上延伸通過主體結(jié)構(gòu)，各通道相對所述中心平面而相對相鄰的通道偏移；各液滴噴射噴嘴與各通道連通；致動裝置，用于在所選擇的通道內(nèi)產(chǎn)生聲波并由此通過各噴嘴有效進行液滴噴射；集管，所述集管平行于所述中心平面并與通道延伸方向正交延伸通過主體結(jié)構(gòu)，集管與各通道相交以限定通道端部輪廓，一個通道的通道端部輪廓在相鄰?fù)ǖ赖耐ǖ蓝瞬枯喞闹行钠矫鎯?nèi)大體上成鏡像，這樣各通道和集管之間的邊界的聲波反射(refection)系數(shù)對于所有的通道大體上相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液滴沉積設(shè)備，其中，各通道端部輪廓包括相對通道延伸方向傾斜的輪廓表面，對一個通道的輪廓表面的傾斜角度與相鄰的通道是相等或者相反的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的液滴沉積設(shè)備，其中，對于各通道電學(xué)可導(dǎo)軌跡在一部分通道端部輪廓之上延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液滴沉積設(shè)備，其中，所述電學(xué)可導(dǎo)軌跡通過連續(xù)的導(dǎo)電層的沉積和后續(xù)的材料的移除以描繪軌跡來形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液滴沉積設(shè)備，其中，所述材料在激光過程中被移除。
6.一種液滴沉積設(shè)備，包括主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)限定中心平面，并在所述平面內(nèi)限定通道延伸方向；多個細(xì)長液滴噴射通道，所述通道平行于中心平面并在通道延伸方向上延伸通過主體結(jié)構(gòu)；第一組通道，所述第一組通道沿著與中心平面正交的第一偏移方向相對中心平面偏移；和第二組通道，所述第二組通道沿著與中心平面正交的第二偏移方向相對中心平面偏移；各液滴噴射噴嘴與各通道連通；致動器，所述致動器包括具有電極的壓電材料各區(qū)域，所述電極被連接用于接收驅(qū)動信號，各致動器在接收到驅(qū)動信號時用于在所選擇的通道內(nèi)產(chǎn)生聲波并由此通過各噴嘴有效進行液滴噴射；集管，所述集管平行于所述中心平面并與通道延伸方向正交延伸通過主體結(jié)構(gòu)，集管與各通道相交以限定通道端部輪廓，導(dǎo)電軌跡在各通道的通道端部輪廓的至少一部分之上延伸，這些導(dǎo)電軌跡將驅(qū)動信號承載到電極，所述第一組通道的通道端部輪廓在第二組通道的通道端部輪廓的中心平面內(nèi)大體上成鏡像，這樣各通道和集管之間的邊界的聲波反射(refection)系數(shù)對于所有的通道大體上相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液滴沉積設(shè)備，其中，集管的橫截面相對中心平面對稱。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或者7所述的液滴沉積設(shè)備，其中，還包括第一電驅(qū)動電路，用于提供第一驅(qū)動波形，用于致動第一組通道的通道；和第二電驅(qū)動電路，用于提供第二驅(qū)動波形，用于致動第二組通道的通道，第一和第二組通道交替地致動，第一驅(qū)動波形與第二驅(qū)動波形區(qū)別在于必須保證從第一組的通道和第二組的通道的相同液滴噴射速度的程度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液滴沉積設(shè)備，其中，第一驅(qū)動波形與第二驅(qū)動波形不同在于驅(qū)動電壓、脈沖上升或者脈沖寬度。
10.一種液滴沉積設(shè)備，包括主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)限定中心平面，并在所述平面內(nèi)限定通道延伸方向；多個細(xì)長液滴噴射通道，所述通道平行于中心平面并在通道延伸方向上延伸通過主體結(jié)構(gòu)；第一組通道，所述第一組通道沿著與中心平面正交的第一偏移方向相對中心平面偏移；和第二組通道，所述第二組通道沿著與中心平面正交的第二偏移方向相對中心平面偏移；各液滴噴射噴嘴與各通道連通；電學(xué)可致動裝置，用于在所選擇的通道內(nèi)產(chǎn)生聲波并由此通過各噴嘴有效進行液滴噴射；集管，所述集管平行于所述中心平面并與通道延伸方向正交延伸通過主體結(jié)構(gòu)，集管與各通道相交，第一組通道在集管處具有與第二組通道的集管處的聲波反射系數(shù)不同的聲波反射系數(shù)；第一電驅(qū)動電路，用于提供用于致動第一組通道的通道的第一驅(qū)動波形；第二電驅(qū)動電路，用于提供用于致動第二組通道的通道的第二驅(qū)動波形，第一和第二組通道被交替致動，第一驅(qū)動波形與第二驅(qū)動波形不同在于必須保證從第一組的通道和第二組的通道的相同液滴噴射速度的程度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液滴沉積設(shè)備，其中，第一驅(qū)動波形與第二驅(qū)動波形不同在于驅(qū)動電壓、脈沖上升或者脈沖寬度。
12.一種液滴沉積的方法，包括步驟提供主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)限定中心平面，并在所述平面內(nèi)限定通道延伸方向；多個細(xì)長液滴噴射通道平行于中心平面并在通道延伸方向上延伸通過主體結(jié)構(gòu)，各通道相對所述中心平面而相對相鄰的通道偏移；各液滴噴射噴嘴與各通道連通；集管平行于所述中心平面并與通道延伸方向正交延伸通過主體結(jié)構(gòu)，集管與各通道相交以限定通道端部輪廓；在第一通道內(nèi)產(chǎn)生聲波并由此通過各噴嘴有效進行液滴噴射；在與第一通道相鄰的第二通道內(nèi)產(chǎn)生聲波，并由此使得有效通過各噴嘴進行液滴噴射；和安置使得第一通道和集管之間的邊界的聲波反射(refection)系數(shù)等于第二通道和集管之間的邊界的聲波反射系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，各通道端部輪廓包括相對通道延伸方向傾斜的輪廓表面，對一個通道的輪廓表面的傾斜角度與相鄰的通道是相等或者相反的。
14.一種液滴沉積設(shè)備的使用，所述液滴沉積設(shè)備包括主體結(jié)構(gòu)，所述主體結(jié)構(gòu)限定中心平面，并在所述平面內(nèi)限定通道延伸方向；多個細(xì)長液滴噴射通道，所述通道平行于中心平面并在通道延伸方向上延伸通過主體結(jié)構(gòu)；第一組通道，所述第一組通道沿著與中心平面正交的第一偏移方向相對中心平面偏移；和第二組通道，所述第二組通道沿著與中心平面正交的第二偏移方向相對中心平面偏移；各液滴噴射噴嘴與各通道連通；電學(xué)可致動裝置，用于在所選擇的通道內(nèi)產(chǎn)生聲波并由此通過各噴嘴有效進行液滴噴射；集管，所述集管平行于所述中心平面并與通道延伸方向正交延伸通過主體結(jié)構(gòu)，集管與各通道相交，第一組通道在集管處具有與第二組通道的集管處的聲波反射系數(shù)不同的聲波反射系數(shù)，所述使用包括步驟交替地施加用于致動第一組通道的所選擇的通道的第一驅(qū)動波形和用于致動第二組通道的所選擇的通道的第二驅(qū)動波形，第一驅(qū)動波形與第二驅(qū)動波形不同在于必須保證從第一組的通道和第二組的通道的相同液滴噴射速度的程度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的使用，其中，第一驅(qū)動波形與第二驅(qū)動波形不同在于驅(qū)動電壓、脈沖上升或者脈沖寬度。
16.一種液滴沉積設(shè)備，包括致動器板，所述致動器板在預(yù)定的通道間隔處包括多個通道，每個所述通道具有預(yù)定的長度d1，一部分所述長度具有恒定的深度，一部分所述長度具有改變的深度；噴嘴板，所述噴嘴板提供所述致動器通道和所述蓋通道的端壁；其中所述致動器通道包括聲學(xué)反射修改裝置。
17.一種液滴沉積設(shè)備，包括致動器板，所述致動器板在預(yù)定的通道間隔處包括多個通道，每個所述通道具有預(yù)定的長度d1，一部分所述長度具有恒定的深度，一部分所述長度具有改變的深度；蓋板，所述蓋板在預(yù)定的通道間隔處包括多個通道，并具有通道長度d2，d2小于d1；所述致動器通道的至少一個與所述蓋通道的至少一個對齊(in registry with)；噴嘴板，所述噴嘴提供所述致動器通道和所述蓋通道的端壁；其中至少一些所述致動器通道包括聲學(xué)反射修改裝置，這樣與蓋通道對齊的致動器通道所形成的噴射通道的聲學(xué)反射大體上與未與蓋通道對齊的致動器通道形成的噴射通道的聲學(xué)反射相同。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或者17所述的設(shè)備，其中，聲學(xué)反射修改裝置包括橫過致動器通道的長度延伸的槽。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，所述橫向槽填充以噴射流體。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，所述橫向槽填充以聲學(xué)透明固體。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述聲學(xué)透明固體是粘合材料，優(yōu)選地是環(huán)氧樹脂。
全文摘要
噴墨打印機具有延伸通過主體的墨通道，每個通道相對于中心平面而相對相鄰的通道偏移。集管延伸通過主體，與各通道相交，以限定通道端部輪廓。一個通道的通道端部輪廓大體上是相鄰的通道的通道端部輪廓的鏡像，這樣各通道和集管之間的邊界的聲波反射系數(shù)對于所有的通道大體上相同。通道端部輪廓的傾斜區(qū)域方便形成用于通道電極的連接軌跡。
文檔編號B41J2/14GK1886265SQ200480034852
公開日2006年12月27日 申請日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月26日
發(fā)明者維爾納·扎普卡, 馬克·伊安·克蘭克肖, 斯蒂芬·坦普爾, 鮑爾·德呂利 申請人:薩爾技術(shù)有限公司