液滴沉积装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种液滴沉积装置。喷墨装置具有两个背对背布置在水冷底盘（１００）的平行热管理表面（５０ａ、５０ｂ）上的压电致动器（１０６、１０８）。所述底盘通过将两个热导率高的凹形塑料模制部件（１０２、１０４）结合在一起而形成。安装在两个致动器上的共用喷嘴板（１１２）有助于确保精确的喷嘴对准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种液滴沉积装置，具体涉及选择式喷墨印刷装置。
技术介绍
在喷墨印刷领域中，通常根据每英寸点数(dpi)来度量图像质量，其中点数越高则图像越好。虽然这是通用的经验法则，但并不是在所有情况中都是这样。例如点可以是这样的尺寸，即，减小它们之间的间距将不会改进图像质量。事实上，在这些情况下可能降低质量，因为沉积了过多的墨而引起渗漏、起皱和透印。多数商用喷墨印刷机能够沉积单一的点尺寸。然而，在人眼观看时，通过沉积可变尺寸的液滴而不是仅沉积单一尺寸的液滴会提高图像质量。沉积可变尺寸液滴的技术在领域中公知为灰度。对于人眼来说，能够用15种不同液滴尺寸以360dpi的分辨率进行印刷的印刷头所生成的图像，将具有比以720或者甚至1440dpi进行二元(in binary)印刷的相同图像更好的质量。这些dpi较高的图像必须通过使印刷头反复经过基板上方而生成。每次经过所沉积的点与之前印刷的点交错。因为每次经过需要限定的完成时间，所以印刷图像所需的时间随着经过次数而成比例增加。某些印刷头结构能够以360dpi印刷图像。在JP 4-259 563中举例说明了这样的印刷头。两个固有密度大约为180dpi的致动器以偏移结构分别安装在基板的两侧，从而提供固有分辨率为360dpi的印刷头。这种印刷头通常公知为“背对背(back to back)”致动器。致动器可堆叠以形成分辨率较高印刷头的容易性取决于致动器的固有分辨率。对于180dpi，液滴每隔140μm沉积在纸上，而对于360dpi，液滴每隔70μm沉积在纸上。堆叠两个180dpi的致动器以沉积360dpi的图像就必须确保液滴以规则均匀的70μm间距沉积。不能正确对准液滴将会导致生成图像的质量缺陷；例如在公知为条带效应(banding)的图像误差中可以看见较亮和较暗的条带。然而，不管怎样最佳间距的较小公差是可接受的，并且不会在视觉上影响图像质量。该公差在360dpi印刷头中通常为+/-15μm。在堆叠两个360dpi的致动器以得到720dpi图像的情况下，每个喷出的液滴应该以35μm量级的规则间距布置。在该布置中，间距公差降低为大约+/-7μm。通过确保安装有致动器的基板细长而简化对准，而较厚的基板会增加两个致动器的间隔并能增加一个致动器相对于另一致动器在光学对准方面的误差。背对背致动器的重要问题之一是热管理。致动器和集成电路在印刷头工作期间产生热，在压电印刷头中集成电路对于发热起主要作用。对于利用电阻加热以产生气泡的印刷头，发热的主要来源是电阻元件本身。具体考察压电印刷头，通用材料PZT是热的不良导体，并且会在不同的热膨胀作用下容易破裂和损坏。还重要的是，在工作期间使印刷头的温度保持常温，以避免例如因温度波动引起的墨粘性变化而导致随温度而变的印刷缺陷。在使用单排印刷头的情况下，对于支承致动器的底座厚度没有实际限制。因此，可以将其设计成足够大以从致动器元件吸收热量并带走热量，从而使温度变化最小。在背对背结构中，因为致动器和芯片的数量加倍，所以发热是单排印刷头的两倍。如上所述，期望使支承件的厚度最小化以利于制造。但是，支承件厚度的任何减小都会减小可用于将热从致动器传走的材料体积。
技术实现思路
本专利技术旨在解决这些和其它问题。因此，根据本专利技术的一个方面，提供了一种液滴沉积装置，该装置包括底盘(chassis)以及至少第一和第二致动装置，每个致动装置包括可电致动的液滴喷射致动器、以及向所述致动器提供致动信号的电驱动电路，其中所述底盘包括两个平行的相对的热管理表面；流体内腔室，该腔室位于所述热管理表面之间以使得所述腔室中的流体与所述表面建立热接触；以及流体端口，所述流体端口布置在所述底盘的外部上，并与所述内腔室连通以使流体通过所述内腔室供应和循环；所述第一和第二致动装置分别安装在所述两个热管理表面上。有利地，各个致动装置的致动器和驱动电路都与相关的热管理表面热接触。适当地，各个致动器包括安装成与相关的热管理表面热接触的压电材料体。所述底盘优选地由具有高传热系数的材料形成。特别优选的材料是导热塑料，但其它诸如金属的材料也是合适的。所述底盘优选地由多个部件形成，所述部件组合以限定所述内腔室。所述多个部件可通过模制或者其它某些方法形成，优选地将安装有致动器的表面加工成所需平整度。优选地在所述多个部件已经组合之后加工所述表面。所述内腔室优选地包括分隔装置(separator means)，从而将所述内腔室分成用于对所述致动器提供热管理的第一通道、和用于对集成电路提供热管理的第二通道。所述分隔装置可以是壁，各个通道的相对尺寸优选地选择为根据集成电路或致动器中哪一个产生较多热量而向其提供适当的流体流。所述流体优选为水，不过气体或其它流体也是合适的。流体的入口温度可以保持不变。可以在所述底盘的外表面上形成或提供对准特征，以有助于安装在所述外表面上的致动器或其它部件的对准。安装表面之间的厚度优选地小于5mm，更优选地小于3mm，还更优选地为2mm量级。在另一方面中，本专利技术旨在提供一种改进的制造方法。因此，本专利技术在另一方面中包括液滴沉积装置的制造方法，该装置包括底盘以及至少第一和第二液滴喷射致动器；所述方法包括以下步骤形成底盘，该底盘具有第一和第二平行的相对的热管理表面、和位于所述热管理表面之间的流体内腔室；将所述第一和第二液滴喷射致动器分别安装在所述第一和第二热管理表面上，以使得所述腔室内的流体与两个致动器建立热接触；以及提供一共用的喷嘴板(nozzle plate)，该喷嘴板布置在垂直于所述热管理表面的平面中，并且限定用于所述致动器的第一组喷嘴和用于所述第二致动器的第二组喷嘴，以使得所述第一和第二组喷嘴的相互对准独立于所述第一和第二致动器的相互对准。附图说明下面将参照附图仅通过示例来描述本专利技术，在附图中图1表示具有单列通道的现有技术的压电印刷机；图2以剖视图表示现有技术的背对背致动器；图3以底盘、两个致动器和喷嘴板布置的分解图表示根据本专利技术的装置；图4示出了由底盘的第一部件提供的底盘的内部特征；图5示出了由底盘的第二部件提供的底盘的内部特征；图6表示图3所示的部件以及根据本专利技术的装置的其它部件的分解图；以及图7是表示图6所示装置的某些关键部件的相互关系的放大剖视图。具体实施例方式图1示出了现有技术的印刷头。通道6形成在沿箭头P的方向极化的压电材料板2中。将通道隔开的壁具有施加在其上的电极材料，从而施加在电极之间的电压能使壁发生剪切变形。这样使得容纳在通道内的墨形成压力波，该压力波在形成于喷嘴板4中的喷嘴处集中以产生液滴喷射。在致动器后方设置有基板16，该基板包括进一步连接至驱动器芯片(未示出)的电轨道(electric track)18。所述轨道在20处用引线接合至壁8、10上的电极以形成电连接。在替代布置中，基板16在带通道部件10下方延伸，并用作用于压电材料的底盘。通道顶部受到具有孔14的盖板12限制，孔14用作允许墨进入通道的墨歧管(ink manifold)。通道的有效长度(在墨中声波行进的距离)由盖板的封闭通道的部分的长度确定，并用字母L表示。墨歧管14以任何合适的方式连接至容器(未示出)。喷嘴板4安装于致动器的前表面并容纳喷嘴(未示出)，每个通道一个喷嘴。从这种印刷头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液滴沉积装置，该装置包括底盘以及至少第一和第二致动装置，每个致动装置包括可电致动的液滴喷射致动器、和向所述致动器提供致动信号的电驱动电路，其中所述底盘包括：两个平行的相对的热管理表面；流体内腔室，该腔室位于所述热管理表面之间，以使得所述腔室中的流体与所述表面建立热接触；以及流体端口，所述流体端口布置在所述底盘的外部上，并与所述内腔室连通以使流体通过所述内腔室供应和循环；所述第一和第二致动装置分别安装在所述两个热管理表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃纳扎普卡，约翰科拉，
申请(专利权)人：XAAR科技有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]